Формы вирусной инфекции.
На уровне макроорганизма основные формы вирусных поражений принципиально не отличаются от таковых, наблюдаемых при инфицировании вирусами отдельных клеток.
Продуктивная вирусная инфекция с образованием дочерних популяций и характерными клиническими проявлениями возможна лишь при наличии в заражённом организме чувствительных клеток, в которых осуществляется репродуктивный цикл возбудителя. Например, возбудитель полиомиелита может реплицировать только в клетках ЖКТ и ЦНС приматов и человека.
Абортивная инфекция развивается при проникновении возбудителя в нечувствительные клетки (например, при попадании вируса лейкоза коров в организм человека) либо в клетки, не способные обеспечить полный репродуктивный цикл (например, находящиеся в стадии клеточного цикла G0). Способность клеток к
поддержанию вирусспецифических репродуктивных процессов также подавляет ИФН, противовирусный эффект которого направлен против самых различных вирусов.
Персистирующая вирусная инфекция возникает при таком взаимодействии между вирусом и заражённой клеткой, когда в последней продолжается выполнение собственных клеточных функций. Если заражённые клетки делятся, образуется инфицированный клон. Таким образом, увеличение числа заражённых клеток способствует увеличению общей популяции возбудителя в организме. Тем не менее персистирующие вирусные инфекции обычно нарушают функции клеток, что в конце концов приводит к клиническим проявлениям. У человека развитие персисти-рующих инфекций в определённой степени зависит от возраста. Например, внутриутробное заражение вирусом коревой краснухи или цитомегаловирусом (ЦМВ) приводит к ограниченному по времени персистированию возбудителя. Появление симптоматики связано с возможностью плода развивать иммунные реакции на инфекционный агент.
Латентная (скрытая) вирусная инфекция. В то время как персистирующие инфекции сопровождаются постоянным высвобождением дочерних вирусных популяций, при латентных поражениях они образуются спорадически. Репродуктивный цикл подобных возбудителей резко замедляется на поздних стадиях и активируется под влиянием различных факторов. Латентные инфекции характерны для большинства герпесвирусов, вызывающих рецидивирующие и обычно не прогрессирующие заболевания.
Инаппарантные инфекции *от лат. in-, отрицание, + арраrео, являться+ сопровождаются бессимптомной циркуляцией незначительных количеств возбудителя в отдельных органах. При этом выявить возбудителя можно лишь специальными методами. От бессимптомного носительства подобные поражения отличает большая вероятность возникновения клинических проявлений. Этот термин применяют при целом ряде инфекций, при которых нет явных признаков заболевания. В практике вирусных инфекций у человека часто применяют альтернативный термин «субклиническая инфекция». Собственно, и латентные инфекции можно расценивать как хронически протекающие инаппаратные инфекции, при которых устанавливается баланс между организмом и возбудителем.
Дремлющая (криптогенная) вирусная инфекция — форма проявления вирусной инфекции при которой возбудитель в неактивном состоянии находится в отдельных очагах (например, в нервных ганглиях).
Клинически инфекция проявляется лишь при резком ослаблении защитных сил организма. Например, вирус герпеса 3 типа, вызывающий при первичном заражении ветряную оспу, пожизненно сохраняется в организме. Рецидив заболевания в форме опоясывающего лишая возможен лишь при нарушениях иммунного статуса (наиболее часто в пожилом возрасте).
Медленные вирусная инфекции характеризуются длительным инкубационным периодом (месяцы и годы), в течение которого возбудитель размножается, вызывая всё более явные повреждения тканей.
Первоначально возбудитель размножается в ограниченной группе клеток, но постепенно инфицирует всё большее их число. Заболевания заканчиваются развитием тяжёлых поражений и смертью больного. К медленным вирусным инфекциям относят подострый склерозирующий панэнцефалит, ВИЧ-инфекцию и др.
7.
Особенности противовирусного иммунитета. Противовирусный иммунитет начинается со стадии презентации вирусного антигена Т-хелперами.
Сильными антигенпрезентирующими свойствами при вирусных инфекциях обладают дендритные клетки, а при простом герпесе и ретровирусных инфекциях – клетки Лангерганса.
Иммунитет направлен на нейтрализацию и удаление из организма вируса, его антигенов и зараженных вирусом клеток. Антитела, образующиеся при вирусных инфекциях, действуют
непосредственно на вирус или на клетки, инфицированные им. В этой связи выделяют две основные формы участия антител в развитии противовирусного иммунитета:
1) нейтрализацию вируса антителами; это препятствует рецепции вируса клеткой и проникновению его внутрь. Опсонизация вируса с помощью антител способствует его фагоцитозу;
2) иммунный лизис инфицированных вирусом клеток с участием антител. При действии антител на антигены, экспрессированные на поверхности инфицированной клетки, к этому комплексу присоединяется комплемент с последующей его активацией, что и обуславливает индукцию комплементзависимой цитотоксичности и гибель инфицированной вирусом клетки.
Недостаточная концентрация антител может усиливать репродукцию вируса. Иногда антитела могут защищать вирус от действия протеолитических ферментов клетки, что при сохранении жизнеспособности вируса приводит к усилению его репликации.
Вируснейтрализующие антитела действуют непосредственно на вирус лишь в том случае, когда он, разрушив одну клетку, распространяется на другую.
Когда вирусы переходят из клетки в клетку по цитоплазматическим мостикам, не контактируя с циркулирующими антителами, то основную роль в становлении иммунитета играют клеточные механизмы, связанные прежде всего с действием специфических цитотоксических Т-лимфоцитов, Т-эффекторов и макрофагов. Цитотоксические Т-лимфоциты непосредственно контактируют с клеткой-мишенью, повышая ее проницаемость и вызывая осмотическое набухание, разрыв мембраны и выход содержимого в окружающую среду.
Механизм цитотоксического эффекта связан с активацией мембранных
ферментных систем в зоне прилипания клеток, образованием цитоплазматических мостиков между клетками и действием лимфотоксина. Специфические Т-киллеры появляются уже через 1–3 дня после заражения организма вирусом, их активность достигает максимума через неделю, а затем медленно понижается.
Одним из факторов противовирусного иммунитета является интерферон. Он образуется в местах размножения вируса и вызывает специфическое торможение транскрипции вирусного генома и подавление трансляции вирусной мРНК, что препятствует накоплению вируса в клетке-мишени.
Стойкость противовирусного иммунитета вариабельна. При ряде инфекций (ветряной оспе, паротите, кори, краснухе) иммунитет достаточно стойкий, а повторные заболевания встречаются крайне редко. Менее стойкий иммунитет развивается при инфекциях дыхательных путей (гриппе) и кишечного тракта.
8.Интерфероны. Их роль в противовирусном иммунитете. Интерферон (от лат. inter – взаимно и ferio – поражать) – фактор белковой природы, который обеспечивает противовирусный иммунитет. Интерферон выделяется клетками позвоночных животных (лимфоцитами и макрофагами) в ответ на действие индукторов (при их контакте с вирусами). Интерферон угнетает репродукцию вирусов путем уменьшения количества чувствительных к ним клеток. Механизм противовирусного действия интерферона связан, очевидно, с образованием некоторых метаболитов, которые угнетают синтез видоспецифических вирусных белков.
Образование интерферона, кроме действия вирусов, может индуцироваться некоторыми микроорганизмами и продуктами их жизнедеятельности, синтетическими полирибонуклеотидами и другими соединениями.
Особенностью интерферона является то, что он проявляет активность лишь в организмах, из которых он был выделен, т.е. является видовым фактором. Молекулярная масса интерферона зависит от вида животных, который его продуцирует, и составляет 13–170 тыс. Известно несколько видов интерферонов, среди которых наиболее важное значение имеют альфа-, бета- и гамма-интерфероны. В организме человека образуются в основном альфа1-, альфа2- и альфа3-интерфероны. Молекулярная масса их составляет 18–25 тыс., реже от 5,5 до 7,5 тыс. На N-конце
молекул интерферонов, как правило, содержится остаток цистеина, который принимает участие в образовании дисульфидной связи, важной для их биологического действия.
В настоящее время интерфероны эффективно используются для лечения вирусных, респираторных и инфекционных заболеваний. Внедрен микробиологический синтез интерферона с применением методов генной инженерии. Ген интерферона внедряют в геном бактерии E.coli, которая и обеспечивает его синтез.
У рыб, птиц, рептилий, как и у млекопитающих, обнаружены противовирусные вещества широкого спектра действия – интерфероны. Впервые они были обнаружены при изучении вирусной интерференции, когда животное, зараженное одним вирусом, устойчиво к заражению другим неродственным вирусом.
Типы интерферонов
Идентифицированы различные типы интерферонов; гены каждого из них клонированы. Существуют по меньшей мере 14 альфа-интерферонов, которые продуцируются лимфоцитами. Бета-интерфероны продуцируются фибробластами. Образование гамма-интерферонов не индуцируется вирусами.
Механизм противовирусного действия интерферонов
При вирусной инфекции клетки синтезируют интерферон и секретируют его в межклеточное пространство, где он связывается со специфическими рецепторами соседних незараженных клеток.
Связанный интерферон оказывает противовирусное действие следующим образом. В клетке, подвергшейся воздействию интерферона, депрессируются по меньшей мере два гена и начинается синтез двух ферментов.
Первый – протеинкиназа – фосфорилирует рибосомальный белок и фактор инициации, необходимый для синтеза белка, тем самым значительно снижая трансляцию мРНК.
Второй фермент катализирует образование короткого полимера адениловой кислоты, активирующего латентную эндонуклеазу, что приводит к деградации мРНК как вируса, так и хозяина.
9.Принципы профилактики вирусных инфекций. Группы применяемых препаратов при вирусных инфекциях. Для активной искусственной профилактики вирусных инфекций, в том числе и для плановой профилактики, широко используются живые вирусные вакцины. Они стимулируют резистентность в месте входных ворот инфекции, образование антител и клеток-эффекторов, а также синтез интерферона.
Основные живые вирусные вакцины: гриппозная, коревая, полиомиелитная (Сейбина-Смородинцева-Чумакова), паротитная, против коревой краснухи, антирабическая, против желтой лихорадки, генно-инженерная вакцина против гепатита В - Энджерикс В.
Для профилактики вирусных инфекций используются и убитые вакцины: против клещевого энцефалита, омской геморрагической лихорадки, полиомиелита (Солка), гепатита А (Харвикс 1440), антирабическая (ХДСВ, Пастер Мерье), а также и химические - гриппозные.
Для пассивной профилактики и иммунотерапии предложены следующие антительные препараты: противогриппозный гамма-глобулин, антирабический гамма-глобулин, противокоревой гамма-глобулин для детей до 2 лет (в очагах) и для ослабленных детей старшего возраста, противогриппозная сыворотка с сульфаниламидами.
Универсальным средством пассивной профилактики вирусных инфекций являются интерферон и индукторы эндогенного интерферона.
Большинство известных химиотерапевтических препаратов не обладают противовирусной активностью, так как механизм действия большинства из них основан на подавлении микробного метаболизма, а у вирусов собственные метаболические системы отсутствуют.
Антибиотики и сульфаниламиды при вирусных инфекциях используют только с целью профилактики бактериальных осложнений. Тем не менее в настоящее время разрабатываются и применяются химиотерапевтические средства, обладающие противовирусной активностью.
Первая группа — аномальные нуклеозиды. По строению они близки к нуклеотидам вирусных нуклеиновых кислот, но,
включенные в состав нуклеиновой кислоты, они не обеспечивают ее нормальное функционирование. К таким препаратам относятся азидотимидин — препарат, активный в отношении вируса иммунодефицита человека (ВИЧ- инфекция). Недостаток этих препаратов — в высокой токсичности для клеток макроорганизма.
Вторая группа препаратов нарушает процессы абсорбции вирусов на клетках. Они менее токсичны, обладают высокой избирательностью и весьма перспективны. Это тиосемикарбозон и его производные, ацикловир (зовиракс) — герпетическая инфекция, ремантадин и его производные — грипп А и др.
Универсальным средством терапии, так же как и профилактики, вирусных инфекций является интерферон.
10. Серодиагностика вирусных инфекций, используемые реакции. Серологические методы диагностики вирусных инфекций. Торможение гемагглютинации.
Торможение цитопатического эффекта интерференцией вирусов. Прямая иммунофлюоресценция.
Иммуноэлектронная микроскопия. При большинстве вирусных инфекций развиваются иммунные реакции, применяемые для диагностики. Клеточные реакции обычно оценивают в тестах цитотоксичности лимфоцитов в отношении инфекционных агентов или заражѐнных ими клеток
- мишеней либо определяют способность лимфоцитов отвечать на различные Аг и митогены. В работе практических лабораторий выраженность клеточных реакций определяют редко. Большее распространение нашли методы идентификации противовирусных AT. РН основана на подавлении цитопатогенного эффекта после смешивания вируса со специфичными AT. Неизвестный вирус смешивают с известными коммерческими антисыворотками и после соответствующей инкубации вносят в монослой клеток. Отсутствие гибели клеток указывает на несоответствие инфекционного агента и известных AT. Торможение гемагглютинации РТГА применяют для идентификации вирусов, способных агглютинировать различные эритроциты. Для этого смешивают культуральную среду, содержащую возбудитель, с известной коммерческой антисывороткой и вносят в культуру клеток. После инкубации определяют способность культуры к гемагглютинации и при еѐ отсутствии делают заключение о несоответствии вируса антисыворотке. Торможение цитопатического эффекта интерференцией вирусов Реакцию торможения цитопатического эффекта за счѐт интерференции вирусов применяют для идентификации возбудителя, интерферирующего с известным цитопатогенным вирусом в культуре чувствительных клеток. Для этого в культуральную среду, содержащую изучаемый вирус, вносят коммерческую сыворотку
(например, к вирусу краснухи при подозрении на неѐ), инкубируют и заражают вторую культуру; через 1
-
2 дня в неѐ вносят известный цитопатогенный вирус (например, любой ЕСНО
- вирус). При наличии цитопатогенного эффекта делают вывод о том, что первая культура была заражена вирусом, соответствовавшим применѐнным AT. Прямая иммунофлюоресценция Среди прочих тестов наибольшее распространение нашла реакция прямой иммунофлюоресценции (наиболее быстрая, чувствительная и воспроизводимая). Например, идентификация ЦМВ по цитопатогенному эффекту требует не менее 2
-
3 нед, а при использовании меченых моноклона л ьных AT идентификация возможна уже через 24 ч. Имея набор подобных реагентов, их
можно вносить в культуры, заражѐнные вирусом, инкубировать, отмывать несвязавшийся реагент и исследовать с помощью люминесцентной микроскопии (позволяет выявить наличие флюоресценции заражѐнных клеток). Иммуноэлектронная микроскопия Иммуноэлектронная микроскопия (аналог предыдущего метода) позволяет идентифицировать различные виды вирусов, выявленные электронной микроскопией (например, различные виды герпесвирусов), что невозможно сделать, основываясь на морфологических особенностях. Вместо антисывороток для идентификации используют помеченные разными способами AT, но сложность и дороговизна метода ограничивают его применение.
Выявление противовирусных антител ( AT ) в сыворотке крови. РТГА. РСК. РИФ.
Иммуносорбционные методы выявления противовирусных антител. Более простой и доступный подход —
выявление противовирусных антител ( AT ) в сыворотке. Образцы крови необходимо отбирать дважды: немедленно после появления клинических признаков и через 23 нед.
Чрезвычайно важно исследовать именно два образца сыворотки. Результаты однократного исследования нельзя считать окончательными из
- за невозможности связать появление AT с настоящим случаем. Вполне возможно, что эти AT циркулируют после предшествующей инфекции.
В подобной ситуации роль исследования сыворотки, полученной в период рекон
- валесценции, трудно переоценить. На наличие заболевания в период отбора первой пробы указывает не менее чем четырѐхкратное увеличение титра AT, выявленное при исследовании второй пробы.
Перечисленные ниже методы не позволяют дифференцировать антитела ( AT ), образующиеся во время болезни и циркулирующие после выздоровления (продолжительность этого периода вариабельна для различных инфекций). Поскольку для адекватной диагностики необходимо подтвердить достоверное увеличение титров AT в двух пробах, то первую пробу исследуют в острой фазе, а вторую —
в период выздоровления (через 2
-
3 нед). Полученные результаты носят ретроспективный характер и более пригодны для проведения эпидемиологических обследований.
РТГА выявляет AT, синтезируемые против гемагглютининов вирусов (например, вируса гриппа).
Метод позволяет легко выявлять подобные антитела ( AT ) в сыворотке больного. РСК —
основной метод серодиагностики вирусных инфекций (среди доступных). Реакция выявляет комплементсвязывающие IgM и IgG, но не дифференцирует их; для оптимизации получаемых результатов постановка реакции требует определѐнных навыков персонала. РИФ. При возможности получить биоптат инфицированной ткани и доступности коммерческих наборов AT,
меченных флюоресцеином, диагноз может подтвердить реакция прямой иммунофлюоресценции.
Постановка реакции включает инкубацию исследуемой ткани с AT, их последующее удаление и люминесцентную микроскопию образца. Иммуносорбционные методы выявления противовирусных антител Иммуносорбционные методы (например, ИФА и РИА) более информативны, поскольку выявляют IgM и IgG по отдельности, что позволяет делать определѐнные выводы о динамике инфекционного процесса или состоянии реконвалесценции.
Для выявления AT известный Аг сорбируют на твѐрдом субстрате (например, на стенках пробирок, пластиковых микропланшетах, чашках Петри) и вносят различные разведения сыворотки пациента. После соответствующей инкубации несвязавшиеся AT удаляют, вносят антисыворотку к
Ig человека, меченную ферментом, повторяют процедуру инкубирования и отмывания несвязанных AT и вносят какой
- либо хромогенный субстрат (чувствительный к действию фермента). Поскольку изменение окраски пропорционально содержанию специфических AT, то вполне возможно определение их титра спектрофотометрическим способом. В диагностике ВИЧ
- инфекции наи
- большее распространение нашѐл метод иммуноблотннга.
Выявление вирусных антигенов ( Аг ). ИФА. В настоящее время уже появились коммерческие наборы для выявления Аг некоторых возбудителей, позволяющие их идентифицировать в течение
5-
10 мин. Для выявления Аг на твѐрдой фазе сорбируют известные AT и добавляют сыворотку, содержащую Аг; после инкубирования несвязанный Аг декантируют, систему промывают и вносят меченые AT, специфичные к сорбированным AT. Повторяют процедуру инкубирования и отмывания, вносят хромогенный субстрат, положительный результат фиксируют при изменении окраски системы. Гибридизация ДНК —
высокоспецифичный метод, позволяющий идентифицировать геном вируса после его гибридизации комплементарными молекулами ДНК. В качестве маркѐра применяют ферменты и изотопы. Метод
определяет способность вирусной ДНК гибридизиро- ваться с меченой комплементарной ДНК; специфичность метода прямо пропорциональна длине комплементарной цепочки. Перспективен метод гибридизации нуклеиновых кислот in situ. Для постановки реакции меченую
ДНК наносят на биоптаты тканей (в том числе на фиксированные формалином или заключѐнные в парафиновые блоки) и регистрируют взаимодействие с комплементарной ДНК. Метод используют для выявления вирусов простого герпеса, папилломы человека, Эпстайна
-
Барр и др. ПЦР. Метод значительно увеличивает чувствительность метода гибридизации, повышая содержание вирусной ДНК в материале, полученном от больного, а также ускоряет время получения результата.
2 блок
Скачать 2.18 Mb.