Другие микоплазмы, патогенные для человека.

Микоплазмы в норме являются обитателями полового тракта мужчин и женщин. Наиболее часто приходится сталкиваться с видом, M. hominis, являющейся ответственной за некоторые случаи влагалищных выделений, уретрита, сальпингита и тазового сепсиса. Она – наиболее частая причина послеродового сепсиса.

Микроорганизм может поступать в кровь матери во время родов и локализоваться в суставах. Группа микоплазм (уреаплазмы), которые образуют крошечные колонии, рассматривается в качестве возможной причины негонококкового уретрита у лиц обоего пола. Другие виды в норме являются нормальными комменсалами полости рта и носоглотки.

Профилактика. Сводится к сохранению на высоком уровне общей резистентности организма людей. В США получена вакцина из убитых микоплазм для специфической профилактики атипичных пневмоний

1. Медична мікробіологія, вірусологія та імунологія : підручник для студ. Вищ. Мед. Навч. заклад. / За редакцією В.П.Широбокова/ Видання 2-е. – Винниця : Нова книга, 2011. – 952 с.

2. Протченко П.З. Загальна мікробіологія, вірусологія та імунологія. Вибрані лекції: Навч. посібник . – Одеса: Одес. Держ. мед. ун-т, 2002. – 298 с.

3. Пяткін К. Д., Кривошеїн Ю.С. Мікробіологія. - К : Высшая школа, 1992. - 432 с.

Тимаков В.Д., Левашев В.С., Борисов Л.Б. Микробиология. - М : Медицина, 1983. - 312 с.

4. Борисов Л.Б., Козьмин-Соколов Б.Н., Фрейдлин И.С. Руководство к лабораторным занятиям по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии / под ред. Борисова Л.Б. – Г. : Медицина, 1993. – 232 с.

5 Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: Учебник под ред. А.А.Воробьева. – М.: Медицинское информационное агентство, 2004. - 691 с.

6. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология /ред. Л.Б. Борисов, А.М. Смирнова. - М: Медицина, 1994. - 528 c.

Лекция № 21. Предмет и задачи медицинской вирусологии. Общая характеристика вирусов

Мы приступаем к изучению новой науки - вирусологии, науки о вирусах. Вирусология - самостоятельная наука современного естествознания, занимающая авангардное положение в биологии и медицине, причем роль и значение вирусологии неуклонно возрастает. Это обусловлено рядом обстоятельств:

1. Вирусные болезни занимают ведущее место в инфекционной патологии человека. Применение антибиотиков позволяет эффективно решать вопросы терапии большинства бактериальных заболеваний, в то время как для лечения вирусных болезней до сих пор нет достаточно эффективных и безвредных препаратов. По мере снижения заболеваемости бактериальными инфекциями удельный вес вирусных болезней неуклонно растет. Остро стоит проблема массовых вирусных инфекций - респираторных и кишечных. Например, всем известный грипп часто принимает характер массовых эпидемий и даже пандемий, при которых заболевает значительный процент населения земного шара.

2. Получила признание, и все больше подтверждается вирусо-генетическая теория происхождения опухолей и лейкозов. Поэтому мы ожидаем, что на пути развития вирусологии лежит решение важнейшей проблемы патологии человека - проблемы канцерогенеза.

3. В настоящее время появляются новые или становятся остроактуальными ранее известные вирусные заболевания, что постоянно ставит перед вирусологией новые задачи. Примером может служить ВИЧ-инфекция.

4. Вирусы стали классической моделью для молекулярно-биологических и молекулярно-генетических исследований. С использованием вирусов решаются многие вопросы фундаментальных исследований в биологии, вирусы широко применяются в биотехнологии.

5. Вирусология - фундаментальная наука современного естествознания не только потому, что она обогащает другие науки новыми методами и новыми представлениями, но и потому, что предметом изучения вирусологии является качественно особая форма организации живой материи - вирусы, кардинально отличающиеся от всех остальных живых существ на Земле.

2. ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК РАЗВИТИЯ ВИРУСОЛОГИИ

Заслуга открытия вирусов и описания их основных признаков принадлежит российскому ученому - Дмитрию Иосифовичу Ивановскому (1864-1920). Интересно, что свои исследования Ивановский начал еще студентом 3 курса Петербургского университета, когда выполнял курсовую работу на Украине и в Бессарабии. Он изучал мозаичную болезнь табака и выяснил, что это инфекционное заболевание растений, но возбудитель его не относится ни к одной из известных тогда групп микроорганизмов. Позднее, уже будучи дипломированным специалистом, Ивановский продолжает исследования в Никитском ботаническом саду (Крым) и ставит классический эксперимент: он фильтрует сок листьев пораженного растения через бактериальный фильтр и доказывает, что инфекционная активность сока не исчезает.

Ивановский впервые описал основные свойства открытого им возбудителя мозаичной болезни табака - малые размеры (фильтруемость), абсолютный паразитизм, способность размножаться и накапливаться при пассировании через организм хозяина. Голландский исследователь М.Бейеринк в 1898 г. повторил опыты Ивановского, но полагал, что им открыт своеобразный живой растворенный возбудитель - contagium vivum fluidum. В полемике с Бейеринком Ивановский доказал, что открытый им инфекционный агент имеет корпускулярную природу. Таким образом, Д.Ивановский отметил главные отличительные признаки вирусов, которые долгое время служили ориентиром для доказательства вирусной природы возбудителя.

В дальнейшем были открыты основные группы вирусов. В 1898 г. Ф.Леффлер и П.Фрош доказали фильтруемость возбудителя ящура (вирус ящура поражает животных и людей), в 1911 г. П.Раус доказал фильтруемость возбудителя опухолевого заболевания - куриной саркомы, в 1915 г. Ф.Творт и в 1917 г. Д’Эрелль открыли фаги - вирусы бактерий.

Так были открыты основные группы вирусов. В настоящее время известно более 500 видов вирусов.

Дальнейший прогресс в развитии вирусологии связан с разработкой методов культивирования вирусов. Вначале изучение вирусов шло только при заражении чувствительных организмов. Значительный шаг вперед - разработка метода культивирования вирусов в куриных эмбрионах Вудруффом и Гудпасчуром в 1931 г. Революция в вирусологии - разработка метода культивирования вирусов в однослойных культурах клеток Дж.Эндерсом, Т.Уэллером, Ф.Роббинсом, и в 1948 г. Недаром в 1952 г. это открытие было удостоено Нобелевской премии.

Уже в 30 - х годах были созданы первые вирусологические лаборатории. В настоящее время на Украине имеется Одесский научно-исследовательский институт эпидемиологии и вирусологии им. И.И.Мечникова, есть вирусологические лаборатории в ряде НИИ эпидемиологии, микробиологии, инфекционных болезней. Работают вирусологические лаборатории практического здравоохранения, которые преимущественно занимаются диагностикой вирусных заболеваний.

3. Состави ультраструктура вирусов

Прежде всего нужно сказать, что термин «вирус» был введен в научную терминологию еще Л.Пастером. Л.Пастер в 1885 г. получил свою вакцину для профилактики бешенства, хотя и не обнаружил возбудителя этого заболевания - до открытия вирусов оставалось еще 7 лет. Л.Пастер назвал гипотетического возбудителя вирусом бешенства, что в переводе означает «яд бешенства».

Термин «вирус» применяется для обозначения любой стадии развития вируса - и внеклеточно расположенных инфекционных частиц, и внутриклеточно репродуцирующийся вирус. Для обозначения вирусной частицы используют термин «вирион».

По химическому составу вирусы в принципе похожи на остальные микроорганизмы, они имеют нуклеиновые кислоты, белки, некоторые - также липиды и углеводы.

Вирусы содержат только один тип нуклеиновой кислоты - либо ДНК, либо РНК. Соответственно выделяют ДНК-геномные и РНК-геномные вирусы. Нуклеиновой кислоты в вирионе может содержаться от 1 до 40 %. Обычно в составе вириона имеется лишь одна молекула нуклеиновой кислоты, нередко замкнутая в кольцо. Вирусные нуклеиновые кислоты мало чем отличаются от нуклеиновых кислот эукариотов, они состоят из тех же нуклеотидов и имеют такую же структуру. Правда, вирусы могут содержать не только двухспиральную, но и односпиральную ДНК. Некоторые РНК-овые вирусы могут содержать двухспиральную РНК, хотя большинство содержат односпиральную РНК. Следует отметить, что вирусы могут содержать плюс-нить РНК, способную выполнять функцию матричной РНК, но могут содержать и минус-нитевую РНК. Такая РНК может выполнять свою генетическую функцию только после синтеза в клетке комплементарной плюс-нити. Еще одна особенность нуклеиновых кислот вирусов - у некоторых вирусов нуклеиновая кислота обладает инфекциозностью. Это означает, что если выделить из вируса, например - вируса полиомиелита, РНК без примеси белка и ввести ее в клетку, то будет развиваться вирусная инфекция с образованием новых вирусных частиц.

Белки содержатся в составе вирусов в количестве 50-90 %, они обладают антигенными свойствами. Белки входят в состав оболочечных структур вириона. Кроме того, есть внутренние белки, связанные с нуклеиновой кислотой. Некоторые вирусные белки являются ферментами. Но это не ферменты, обеспечивающие обмен веществ вирусов. Вирусные ферменты участвуют в проникновении вируса в клетку, выходе вируса из клетки, некоторые из них необходимы для репликации вирусных нуклеиновых кислот.

Липоидов может быть от 0 до 50 %, углеводов - 0 - 22 %. Липиды и углеводы входят в состав вторичной оболочки сложных вирусов и не являются вирусоспецифическими. Они заимствуются вирусом у клетки и являются поэтому клеточными.

Отметим кардинальное отличие химического состава вирусов - наличие только одного типа нуклеиновой кислоты, ДНК или РНК.

Ультраструктура вирусов- это строение вирионов. Размеры вирионов различны и измеряются в нанометрах. 1 нм составляет тысячную долю микрометра. Самые мелкие типичные вирусы (вирус полиомиелита) имеют в диаметре около 20 нм, самые крупные (вирус натуральной оспы) - 200-250 нм. Средние вирусы имею размеры 60 - 120 нм. Мелкие вирусы можно увидеть только в электронном микроскопе, крупные находятся на границе разрешающей способности светового микроскопа и видны в темном поле зрения либо при специальной окраске, увеличивающей размеры частиц. Отдельные вирусные частицы, различимые в световой микроскоп, обычно называются элементарными тельцами Пашена-Морозова. Э.Пашен обнаружил вирус натуральной оспы при специальной окраске, а Морозов предложил метод серебрения, позволяющий увидеть в световом микроскопе даже вирусы средних размеров.

Форма вирионов может быть различной - сферической, кубоидальной, палочковидной, сперматозоидоподобной.

Каждый вирион состоит из нуклеиновой кислоты, которая у вирусов составляет «нуклеон». Сравните - нуклеус у эукариот, нуклеоид - у прокариот. Нуклеон обязательно связан с первичной белковой оболочкой - капсидом, состоящим из белковых капсомеров. В результате образуется нуклеопротеид - нуклеокапсид. Простые вирусы состоят только из нуклеокапсида (вирусы полиомиелита, вирус мозаичной болезни табака). Сложные вирусы имеют еще вторичную оболочку - суперкапсид, содержащий помимо белков также и липиды и углеводы.

Объединение структурных элементов в вирионе может быть различным. Выделяют три типа симметрии вирусов - спиральный, кубический и смешанный. Говоря о симметрии подчеркивается симметричность вирусных частиц относительно оси.

При спиральном типе симметрии отдельные капсомеры, различимые в электронном микроскопе, укладываются по ходу спирали нуклеиновой кислоты так, что нить проходит между двумя капсомерами, охватывающими ее со всех сторон. В результате образуется палочковидная структура, как например у вируса табачной мозаики, имеющего форму палочки. Но не обязательно вирусы со спиральным типом симметрии должны быть палочковидными. Например, вирус гриппа хотя и имеет спиральный тип симметрии, но его нуклеокапсид свертывается определенным образом и одевается суперкапсидом. В результате вирионы гриппа имеют обычно сферическую форму.

При кубическом типесимметрии нуклеиновая кислота свертывается определенным образом в центре вириона, а капсомеры покрывают нуклеиновую кислоту снаружи, образуя объемную геометрическую фигуру. Чаще всего образуется фигура икосаэдра, многогранника с определенным соотношением числа вершин и граней. Такую форму имеют, например, вирусы полиомиелита. В профиль вирион имеет форму шестиугольника. Более сложной формы аденовирус, также кубического типа симметрии. Из вершин многогранника отходят длинные нити, фибры, заканчивающиеся утолщением.

При смешанном типе симметрии, например - у бактериофагов, головка с кубическим типом симметрии имеет форму икосаэдра, а отросток содержит спирально закрученную сократительную фибриллу.

Некоторые вирусы имеют более сложное строение. Например, вирус натуральной оспы содержит значительных размеров нуклеокапсид со спиральным типом симметрии, а суперкапсид устроен сложно, в нем обнаруживается система трубчатых структур.

Таким образом, вирусы устроены достаточно сложно. Но мы должны отметить, что вирусы не имеют клеточной организации. Вирусы - неклеточные существа, и это является одним из их кардинальных отличий от остальных организмов.

Несколько слов об устойчивости вирусов. Большинство вирусов инактивируется при 56 - 60 °С в течение 5 - 30 мин. Вирусы хорошо переносят охлаждение, при комнатной температуре большинство вирусов быстро инактивируется. Вирус более, чем бактерии, устойчивы к ультрафиолетовому облучению и ионизирующей радиации. Вирусы устойчивы к глицерину. Антибиотики вообще не действуют на вирусы. Из дезинфицирующих веществ наиболее эффективным является 5 % лизол, большинство вирусов погибает в течение 1 - 5 мин.

4. РЕПРОДУКЦИЯ ВИРУСОВ

Обычно мы не употребляем термин «размножение вирусов», а говорим «репродукция», воспроизводство вирусов, так как способ размножения вирусов кардинально отличается от способа размножения всех известных нам организмов.

Для лучшего изучения механизма репродукции вирусов предлагаем Вам таблицу, которая отсутствует в учебных пособиях, но помогает разобраться в этом сложном процессе.

этапы репродукции вирусов

Первый, подготовительный период, начинается этапом адсорбции вируса на клетке. Процесс адсорбции осуществляется за счет комплементарного взаимодействия прикрепительных белков вируса с клеточными рецепторами. Клеточные рецепторы могут иметь гликопротеидную природу, гликолипидную, протеиновую и липидную природу. Для каждого вируса необходимы определенные клеточные рецепторы.

Вирусные прикрепительные белки, располагающиеся на поверхности капсида или суперкапсида, выполняют функцию вирусных рецепторов.

Взаимодействие вируса и клетки начинается с неспецифической адсорбции вириона на клеточной мембране, а затем происходит специфическое взаимодействие вирусных и клеточных рецепторов по принципу комплементарности. Поэтому процесс адсорбции вируса на клетке является специфическим процессом. Если в организме нет клеток с рецепторами к определенному вирусу, то инфекция этим видом вируса в таком организме невозможна - имеется видовая резистентность. С другой стороны, если бы нам удалось блокировать этот первый этап взаимодействия вируса с клеткой, то мы могли бы предупреждать развитие вирусной инфекции на самом раннем этапе.

2-й этап - проникновение вируса в клетку - может происходить двумя основными путями. Первый, который был описан раньше, называетсявиропексисом. Этот путь очень напоминает фагоцитоз и является вариантом рецепторного эндоцитоза. Вирусная частица адсорбируется на клеточной мембране, в результате взаимодействия рецепторов меняется состояние мембраны, и она инвагинируется, как бы обтекая вирусную частицу. Образуется вакуоль, отграниченная клеточной мембраной, в центре которой располагается вирусная частица.

При проникновении вируса путемслияния мембран происходит взаимное проникновение элементов оболочки вируса и клеточной мембраны. В результате “сердцевина” вириона оказывается в цитоплазме зараженной клетки. Этот процесс происходит довольно быстро, поэтому его трудно было зарегистрировать на электронограммах.

Депротеинизация -освобождение вирусного генома от суперкапсида и капсида. Этот процесс называют иногда «раздеванием» вирионов.

Освобождение от оболочек начинается нередко сразу же после прикрепления вириона к клеточным рецепторам и продолжается уже внутри цитоплазмы клетки. В этом принимают участие лизосомальные ферменты. В любом случае для осуществления дальнейшей репродукции необходима депротеинизация вирусной нуклеиновой, так как без этого вирусный геном не в состоянии индуцировать воспроизводство новых вирионов в зараженной клетке.

Средний период репродукции называютлатентным, скрытым, так как после депротеинизации вирус как бы «исчезает» из клетки, его невозможно обнаружить на электронограммах. В этом периоде присутствие вируса обнаруживается только по изменению метаболизма клетки-хозяина. Клетка перестраивается под влиянием вирусного генома на биосинтез компонентов вириона - его нуклеиновой кислоты и белков.

Первый этап среднего периода, транскрипция вирусных нуклеиновых кислот, переписывание генетической информации путем синтеза информационной РНК - необходимый процесс для начала синтеза вирусных компонентов. Она происходит по-разному в зависимости от типа нуклеиновой кислоты.

Вирусная двунитевая ДНК транскрибируется так же, как и клеточная с помощью ДНК-зависимой РНК-полимеразы. Если этот процесс осуществляется в ядре клетки (у аденовирусов), то используется клеточная полимераза. Если же в цитоплазме (вирус оспы) - то с помощью РНК-полимеразы, проникающей в клетку в составе вируса.

РНК-содержащие вирусы могут содержать плюс-нитевую РНК, в этом случае она самостоятельно выполняет функцию информационной РНК. При репродукции таких вирусов (пикорнавирусов, тогавирусов) нет необходимости выделять транскрипцию в качестве самостоятельного этапа.

Если же РНК является минус-нитевой (у вирусов гриппа, кори, бешенства), вначале должна синтезироваться информационная РНК на матрице вирусной РНК с помощью специального фермента - РНК-зависимой РНК-полимеразы, которая входит в состав вирионов и проникает в клетку вместе с вирусной РНК. Такой же фермент входит и в состав вирусов, содержащих двунитевую РНК (реовирусы).

Регуляция процесса транскрипции осуществляется путем последовательной перезаписи информации с «ранних» и «поздних» генов. В «ранних» генах записана информация о синтезе ферментов, необходимых для транскрипции генов и последующей их репликации. В «поздних» - информация для синтеза оболочечных белков вируса.

Трансляция- синтез вирусных белков. Этот процесс полностью аналогичен известной схеме биосинтеза белка. Участвует вирусспецифическая информационная РНК, клеточные транспортные РНК, рибосомы, митохондрии, аминокислоты. Вначале синтезируются белки-ферменты, необходимые для процесса транскрипции, а также для частичного или полного подавления метаболизма зараженной клетки. Некоторые вирусспецифические белки являются структурными и включаются в вирион (например - РНК-полимераза), другие - неструктурными, которые обнаруживаются только в инфицированной клетке и необходимы для одного из процессов репродукции вирионов.

Позднее начинается синтез вирусных структурных белков - компонентов капсида и суперкапсида.

После синтеза вирусных белков на рибосомах может происходить их посттрансляционная модификация, в результате которой вирусные белки «созревают» и становятся функционально активными. Клеточные ферменты могут осуществлять фосфорилирование, сульфирование, метилирование, ацилирование и другие биохимические превращения вирусных белков. Существенное значение имеет процесс протеолитического нарезания вирусных белков из крупномолекулярных белков-предшественников.

Репликациявирусного генома - синтез молекул вирусных нуклеиновых кислот, воспроизводство вирусной генетической информации.

Репликация вирусной двунитевой ДНК происходит с помощью клеточной ДНК-полимеразы по полуконсервативному типу так же, как и репликация клеточной ДНК. Однонитевая ДНК реплицируется через промежуточную репликативную двунитевую форму.

В клетке нет ферментов, способных осуществлять репликацию РНК. Поэтому такой процесс всегда осуществляется вирусспецифическими ферментами, информация о синтезе которых закодирована в вирусном геноме. При репликации однонитчатых РНК-вых геномов вначале синтезируется нить РНК, комплементарная вирусной, а затем эта вновьобразованная нить РНК становится матрицей для синтеза копий генома. При этом, в отличие от процесса транскрипции, при котором синтезируются часто лишь относительно короткие цепочки РНК, при репликации сразу образуется полная нить РНК. Двунитчатые РНК реплицируются аналогично двунитчатой ДНК, но с помощью соответствующего фермента - РНК-полимеразы вирусного происхождения.

В результате процесса репликации вирусного генома в клетке накапливаются фонды молекул вирусных нуклеиновых кислот, необходимых для формирования зрелых вирионов.

Таким образом, синтез отдельных компонентов вириона разобщен во времени и в пространстве, происходит в разных клеточных структурах и в разное время.

В конечный, заключительный период репродукции происходит сборка вирионов и выход вируса из клетки.

Сборка вирионов может происходить различно, но в основе её лежит процесс самосборки вирусных компонентов, транспортируемых из мест их синтеза в место сборки.. Первичная структура вирусных нуклеиновых кислот и белков определяет порядок конформирования молекул и их соединения друг с другом. Вначале образуется нуклеокапсид за счет строго ориентированного соединения белковых молекул в капсомеры и капсомеров с нуклеиновой кислотой. У простых вирусов на этом сборка и заканчивается. Сборка сложных вирусов, имеющих суперкапсид, многоступенчата и заканчивается обычно в процессе выхода вирионов из клетки. При этом элементы клеточной оболочки включаются в суперкапсид вируса.

Выход вируса из клеткиможет происходить двумя путями. Некоторые вирусы, лишенные суперкапсида (аденовирусы, пикорнавирусы) выходят из клетки по «взрывному» типу. Клетка при этом лизируется, а вирионы выходят из разрушенной клетки в межклеточное пространство. Другие вирусы, имеющие липопротеидную вторичную оболочку, например - вирусы гриппа, выходят из клетки, отпочковываясь с ее оболочки. Клетка при этом может длительно сохранять жизнеспособность.

Весь цикл репродукции вируса занимает обычно несколько часов. За 4 - 5 часов, проходящих от момента проникновения в клетку одной молекулы вирусной нуклеиновой кислоты, может образоваться от нескольких десятков до несколько сотен новых вирионов, способных инфицировать соседние клетки. Таким образом, распространение вирусной инфекции в клетках происходит очень быстро.

Таким образом, способ размножения вирусов коренным образом отличается от способа размножения всех остальных живых существ. Все клеточные организмы размножаются делением. При размножении вирусов отдельные компоненты синтезируются в разных местах инфицированной вирусом клетки и в разное время. Такой способ размножения получил название «разобщенный» или «дисъюнктивный».

Следует сказать, что взаимодействие вируса и клетки не обязательно может приводить к описанному результату - ранней или отсроченной гибели инфицированной клетки с продукцией массы новых зрелых вирусных частиц. Возможны три варианта вирусной инфекции в клетке.

Первый, нами уже разобранный вариант, происходит припродуктивной или вирулентной инфекции.

Второй вариант - персистирующая инфекция вируса в клетке, когда происходит очень медленная продукция новых вирионов с выходом их из клетки, но инфицированная клетка длительно сохраняет жизнеспособность.

Наконец, третий вариант - интегративный тип взаимодействия вируса и клетки, при котором происходит интеграция вирусной нуклеиновой кислоты в клеточный геном. При этом осуществляется физическое включение молекулы вирусной нуклеиновой кислоты в хромосому клетки-хозяина. Для ДНК-геномных вирусов этот процесс вполне понятен, РНК-геномные вирусы могут интегировать свой геном только в виде «провируса» - ДНК-овой копии вирусной РНК, синтезированной с помощью обратной транскриптазы - РНК-зависимой ДНК-полимеразы. В случае интеграции вирусного генома в клеточный вирусная нуклеиновая кислота реплицируется вместе с клеточной при делении клеток. Вирус в форме провируса может длительно сохраняться в клетке за счет постоянной репликации. Такой процесс получил название «вирогения».

Вирогения обеспечивает своеобразную форму сохранения вирусной генетической информации. С другой стороны, интеграция вирусного генома в клеточный может приводить к опухолевой трансформации пораженной клетки. По сути интегративный тип взаимодействия вируса и клетки является паразитированием вируса на генетическом уровне.

5. КАРДИНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ВИРУСОВ

После открытия вирусов Д.И.Ивановским долгое время основными отличительными признаками вирусов считали их малые размеры, фильтруемость через бактериальные фильтры и абсолютный паразитизм, неспособность размножаться вне живой клетки.

Однако, размеры крупных вирусов соизмеримы с размерами хламидий и мелких риккетсий, описаны фильтрующиеся формы бактерий. В настоящее время практически не употребляется термин “фильтрующиеся вирусы”, который дологое время был обычным для обозначения вирусов. Поэтому малые размеры - некардинальное отличие вирусов от других живых существ.

Абсолютный паразитизм также присущ не только вирусам. Абсолютными паразитами являются хламидии, большинство риккетсий. Даже среди эукариот есть абсолютные паразиты - малярийный плазмодий, токсоплазма.

Поэтому в настоящее время кардинальные отличия вирусов от остальных микроорганизмов основываются на более существенных биологических свойствах, о которых мы как раз и говорили на этой лекции.

Основываясь на знании разобранных нами свойств вирусов можно сформулировать следующие 5 кардинальных отличий вирусов от остальных живых существ на Земле:

1. Отсутствие клеточной организации.

2. Наличие только одного типа нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК).

3. Отсутствие самостоятельного обмена веществ. Обмен веществ у вирусов опосредован через метаболизм клеток и организмов.

4. Наличие уникального, дисъюнктивного способа размножения.

5. Способность паразитировать на генетическом уровне.

Таким образом, мы можем дать следующее определение вирусам.

Вирусы - простейшая неклеточная форма жизни, содержащая только один тип нуклеиновой кислоты, обладающая своеобразным обменом веществ, опосредованным через метаболизм клеток и организмов, уникальным разобщенным способом размножения и способностью паразитировать на генетическом уровне.

6. ПРИНЦИПЫ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ВИРУСОВ

Для репродукции вирусов необходимо их взаимодействие с живой клеткой. Следовательно, культивировать вирусы можно только в клетках.

На первом этапе изучения вирусов использовался только один способ их культивирования - в восприимчивом организме. Этот метод применяется до настоящего времени, так как некоторые вирусы, например - вирусы Коксаки А, могут репродуцироваться лишь в организме одно- двухдневных мышат. Культивирование в организме лабораторных животных в ряде случаев является удобным способом, но у этого метода имеются существенные недостатки. Не всегда можно использовать подходящее животное для определенного вируса. При культивировании in vivo трудно получить чистые популяции вирусов, так как животные часто контаминированы многими вирусами и бактериями.

Второй метод культивирования вирусов - в куриных эмбрионах. Этот метод широко используется в вирусологии в связи с его простотой и доступностью, но не все вирусы могут репродуцироваться в куриных эмбрионах.

Очень перспективен и широко используется метод культивирования вирусов в однослойных культурах клеток. В вирусологии чаще всего применяются первичныеи перевиваемые культуры клеток. Это метод позволяет легко следить за развитием вируса в монослое и облядает рядом других преимуществ. Используя культуры клеток разных видов можно определить, в каких культурах репродуцируется изучаемый вирус, что является одним из признаков для идентификации выделяемого вируса.

Техника культивирования вирусов будет подробно изучена Вами на практических занятиях. На лекции мы остановимся лишь на том, что при репродукции вирусов могут наступать характерные изменения. У лабораторных животных развиваются симптомы заболевания, появляются признаки поражения куриных эмбрионов, обнаруживаются изменения в монослое культур клеток. Эти изменения называют цитопатическим эффектом (ЦПЭ) или цитопатогенным действием вирусов (ЦПД). Например, ЦПД вирусов в культуре клеток может проявляться в гибели клеток, нарушении целостности монослоя, образовании гигантских многоядерных клеток, клеточных синцитиев и др. Характер ЦПД разных вирусов различен, что служит признаком для групповой идентификации репродуцирующегося вируса.

В клетках, пораженных вирусом, часто обнаруживаютсявирусные включения, которые могут располагаться в ядре (ядерные) либо в цитоплазме (цитоплазматические). Включения состоят из формирующихся вирионов и клеточных элементов. Некоторые вирусные включения могут иметь диагностическое значение, как например тельца Бабеша-Негри в клетках головного мозга при бешенстве.

Вирусные включения могут выявляться при гистохимической окраске, а также при люминесцентной микроскопии - при окраске акридиновым оранжевым, либо с использованием известной Вам реакции иммунофлюоресценции - РИФ.

6. ПРИРОДА И ПРОИСХОЖДЕНИЕ ВИРУСОВ

Уже давно ведется спор о том, что такое вирусы - живое или неживое. Действительно, вирусы очень просто устроены, не имеют клеточной организации, могут кристаллизоваться. Еще Д.И.Ивановский обнаружил в клетках листьев табака, пораженных мозаичной болезнью, кристаллоподобные образования. Их называют “кристаллами Ивановского”. Кристаллизуемость не укладывается в наши представления о живом. Вирусы не имеют самостоятельного обмена веществ, на этапе синтеза компонентов вириона он существует в “разобранном” виде, его отдельные компоненты являются молекулами нуклеиновой кислоты и белка Вирусы могут проявлять свои инфекционные свойства даже если существуют только в виде одной молекулы нуклеиновой кислоты - инфекциозность нуклеиновой кислоты вируса. Все это говорит о вирусах как о неживых агентах.

Однако, с другой стороны, вирусы обладают способностью сохранять свою индивидуальность, обособленность от внешней среды, обеспечивают, хотя и своеобразно, воспроизводство своего генотипа и фенотипа. Для вирусов характерны явления наследственности и изменчивости, они эволюционируют по законам, общим для всего живого. Это подтверждает живую природу вирусов.

По-видимому, решение вопроса о природе вирусов имеет больше общетеоретическое, чем практическое значение и связано с проблемой определения живого. С открытием вирусов расширились и углубились наши представления о сущности жизни.

Но мы, медики, к этому вопросу должны подойти с прагматических позиций. Вирусы являются возбудителями вирусных инфекционных болезней. А инфекционный процесс в отличие от интоксикации - это процесс взаимодействия двух живых существ. Вирусные заболевания возникают и распространяются по законам инфектологии, они требуют применения тех же методов профилактики и лечения, что и инфекции, вызванные другими микроорганизмами. Поэтому с точки зрения практической медицины будем рассматривать вирусы как живых возбудителей инфекционных вирусных заболеваний, требующих применения лечебно-профилактических и противоэпидемических мероприятий.

Вопрос о происхождении вирусов, как можно понять, не имеет в настоящее время обоснованного решения. Он тесно связан с решением проблемы происхождения жизни на Земле. Но следует рассмотреть основные гипотезы о происхождении вирусов.

Первая гипотеза получила название “гипотеза суперпаразита”. Согласно этой гипотезе вирусы являются результатом упрощения патогенных микроорганизмов на пути приспособления к паразитической форме существования. Действительно, паразитические микроорганизмы в значительной мере утрачивают ряд ферментных систем, их организация упрощается в связи с возможностью использовать готовые питательные вещества и ферментные системы хозяина. Однако, современная биология с трудом может представить себе настолько глубокое упрощение, чтобы микроорганизм утратил клеточное строение. Поэтому гипотеза “суперпаразита” в настоящее время имеет мало сторонников.

Вторую гипотезу можно обозначить как гипотезу “протобионта”. Она предполагает, что вирусы являются потомками простейших живых существ, которые были родоначальиками всего живого и сформировались из неживого органического материала. В дальнейшем шла эволюция этих образований в сторону образования клеточных организмов, а вирусы являются реликтовыми потомками таких протобионтов. Эта гипотеза интенсивно развивалась и советскими вирусологами. Однако очень трудно объяснить, каким же образом могли существовать и репродуцироваться такие первичные вирусы в отсутствие клеток. Ведь вирусы не способны размножаться без использования органелл и ферментных систем клеток. Поэтому в настоящее время гипотеза о происхождении вирусов от первичных доклеточных форм жизни большинством вирусологов не разделяется.

Третья гипотеза может быть определена как гипотеза “взбесившихся генов”. Она предполагает, что вирусы являются генетическими элементами клеток, обособившимися и приобретшими способность к автономному существованию. Гипотеза хорошо объясняет и многообразие генетического материала вирусов, и возможность их существования и эволюции.

Необходимо напомнить, что у бактерий имеются аналогичные генетические структуры, которые могут передаваться от одних бактериальных клеток к другим и воспроизводится в них. Это - плазмиды. Плазмиды представляют собой небольшие кольцевые молекулы ДНК, обладающие определенной автономностью. Они могут воспроизводиться в бактериальных клетках либо интегировать в бактериальную хромосому. Эти свойства плазмид аналогичны свойствам вирусов. Кстати, фаг, вирус бактерий, в форме профага мы относим к плазмидам.

Можно представить, что и вирусы являются участками нуклеиновых кислот, окруженными белковыми оболочками. Оболочки вируса обеспечивают ему возможность сохраняться во внеклеточном состоянии и проникать в клетку. Именно эта гипотеза и разделяется многими вирусологами в настоящее время. Можно высказать надежду, что с развитием наших знаний о живом мы решим и проблему происхождения вирусов.

РЕКОМЕНДОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Медична мікробіологія, вірусологія та імунологія : підручник для студ. Вищ. Мед. Навч. заклад. / За редакцією В.П.Широбокова/ Видання 2-е. – Винниця : Нова книга, 2011. – 952 с.

2. Протченко П.З. Загальна мікробіологія, вірусологія та імунологія. Вибрані лекції: Навч. посібник . – Одеса: Одес. Держ. мед. ун-т, 2002. – 298 с.

3. Пяткін К. Д., Кривошеїн Ю.С. Мікробіологія. - К : Высшая школа, 1992. - 432 с.

Тимаков В.Д., Левашев В.С., Борисов Л.Б. Микробиология. - М : Медицина, 1983. - 312 с.

4. Борисов Л.Б., Козьмин-Соколов Б.Н., Фрейдлин И.С. Руководство к лабораторным занятиям по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии / под ред. Борисова Л.Б. – Г. : Медицина, 1993. – 232 с.

5 Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: Учебник под ред. А.А.Воробьева. – М.: Медицинское информационное агентство, 2004. - 691 с.

6. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология /ред. Л.Б. Борисов, А.М. Смирнова. - М: Медицина, 1994. - 528 c.

5. Букринская А.Г. Вирусология. – М.:Медицина, 1986. – 336 с.

Лекция 22. ОСОБЕННОСТИ ИНФЕКЦИИ И ИММУНИТЕТА ПРИ ВИРУСНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ. ПРИОНЫ

1. ИНФЕКЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ВИРУСОВ

Вирусы - облигатные внутриклеточные паразиты, способные паразитировать на генетическом уровне. Это определяет ряд особенностей вирусов как инфекционных агентов:

а) Нет вообще непатогенных вирусов, можно лишь говорить о вирулентности для определенных клеток и организмов, обычно говорят об инфекциозности (инфекционности) вирусов.

б) Вирионы вне клетки биологически инертны, инертность сохраняется, пока вирусный геном не начинает функционировать внутри клетки; при высокой концентрации вируса может проявиться токсическое действие вирусов на клетки без развития инфекционного процесса, но это редкий случай, в основном в эксперименте.

в) В основе вирусной инфекции лежит взаимодействие вирусного и клеточного геномов; это взаимодействие может ограничиваться переключением синтетических процессов в клетке на биосинтез компонентов вирионов, а может заключаться в интегративном типе взаимодействия, приводящем к объединению геномов вируса и клетки, воспроизводстве вирусного генома вместе с клеточным; такой процесс называется вирогения (по аналогии с лизогенией при взаимодействии фага с бактериальной клеткой, когда происходит интеграция профага в бактериальный геном).

г) В связи с возможностью интегрирования цельного генома вируса или его части в клеточный геном предполагается и доказывается возможность вертикальной передачи вирусной инфекции потомству вместе с генами - "наследственная" инфекция, что имеет значение для вирусного канцерогенеза и будет рассмотрено позднее.

д) для некоторых вирусов доказана возможность " молекулярной " инфекции - инфекциозности нуклеиновой кислоты вируса, лишенной белка (это касается, главным образом, экспериментальных исследований, нет надежных данных о возможности такой инфекции в естественных условиях).

Перечисленные особенности присущи только вирусам и отличают их как инфекционных агентов от всех остальных возбудителей.

Указывают также на то, что вирусы обладают более выраженным тропизмомк определенным органам и тканям, чем другие инфекционные агенты, что связано со специфичностью процесса комплементарного взаимодействия вирусных и клеточных рецепторов на стадии адсорбции вируса на клетке.

Подчеркивается лимфотропность подавляющего большинства вирусов человека и животных: вирусы гриппа, кори, простого герпеса, полиомиелита и др. угнетают функции Т-лимфоцитов, вирусы ветряной оспы и цитомегалии вызывают увеличение абсолютного числа Т-супрессоров, вирус клещевого энцефалита активирует их. Существуют специализированные Т-лимфотропные вирусы, включая ВИЧ (вирус СПИДа). Вирус Эпштейна-Барр, возбудитель инфекционного мононуклеоза, вызывает пролиферацию В-лимфоцитов, что используется в биотехнологии.

Наконец, вирусы вызывают в клетках образование вирусных включений, внутриядерных или же цитоплазматических, которые могут иметь диагностическое значение. Правда, внутриклеточные включения обнаруживаются и при хламидиальных инфекциях, но долгое время хламидии считали крупными вирусами. Наличие внутриклеточных включений характерно именно для вирусов.

2. ОСОБЕННОСТИ ВИРУСНой ИНФЕКЦИи

По основным признакам вирусные инфекции не отличаются от инфекций бактериальной или другой этиологии. Выделяют те же периоды инфекционного процесса (инкубационный, продромальный, основных клинических проявлений, исхода). Исходы вирусных инфекций те же: реконвалесценция, летальный исход, хронизация процесса, носительство.

Вирусные инфекции имеют те же резервуары и источники - человек, животное (больные и носители), за исключением объектов внешней среды, среди вирусных инфекций нет сапронозов.

При вирусных инфекциях те же пути передачи (воздушно-капельный, фекально-оральный, контактный, трансмиссивный и инъекционный, трансплацентарный и др.), те же входные ворота и пути распространения по организму и выделения из него.

При вирусных инфекциях так же развиваются иммунологические сдвиги в организме, остается иммунитет, иногда пожизненный.

Таким образом, вирусы выступают как типичные возбудители инфекционных заболеваний.

Самое существенное отличие вирусных инфекций от бактериальных с точки зрения практического здравоохранения это недостаточность терапии, отсутствие до настоящего времени эффективных и безвредных средств лечения. Имеющиеся в последнее время сдвиги в этом направлении пока не меняют в целом этого положения. Антибиотикотерапия при вирусных инфекциях как этиотропная терапия неэффективна.

Профилактика же вирусных инфекций аналогична профилактике бактериальных, неспецифические методы профилактики, направленные на разрыв эпидемической цепи, те же самые, специфические методы профилактики основываются на применении вакцин и сывороточных препаратов.

Подчеркивают еще то, что существуют сборные группы вирусов, вызывающих массовые инфекционные заболевания: респираторные, гастроэнтериты, гепатиты. Но это несущественное отличие, так как можно выделить и группы бактериальных массовых инфекций, просто мы умеем с ними лучше бороться, чем с вирусными, поэтому массовые бактериальные инфекции менее заметны для медицины.

Вместе с тем, имеются достаточно существенные отличия вирусных инфекций от бактериальных.

Взаимодействие вируса и хозяина может рассматриваться на различных уровнях - на уровне клетки, организма и популяции или общества.

На клеточном уровне вирусная инфекция может вызвать очень широкий диапазон эффектов, от отсутствия видимых клеточных повреждений, до быстрого разрушения клеток. Некоторые вирусы (например, полиовирус, возбудитель полиомиелита) вызывают гибель клетки (цитоцидный эффект) или даже лизис (цитолиз). Другие могут вызывать пролиферацию(размножение) клеток, например, возбудитель контагиозного моллюска, или злокачественную трансформацию (например, онкогенные вирусы). В некоторых случаях вирус и клетка - хозяин вступает в мирное сосуществование, оба размножаются независимо друг от друга без какого-либо ущерба для клетки, состояние, известное как «стационарная инфекция».

В культуре тканей вирусная инфекция может приводить к легко заметным изменениям клеток (цитопатическое действиe вирусов, ЦПД). Они могут не быть аналогичны изменениям у инфицированного животного, поскольку в этом случае инфекция находится под влиянием различных механизмов защиты организма.

Поражения клеток могут развиваться по многим причинам. Ранние или неструктурные вирусные белки часто вызывают остановку синтеза белка и ДНК хозяина. Большие количества вирусных макромолекул, которые накапливаются в инфицированной клетке, могут нарушать клеточную архитектуру и вызывать токсическое действие. Может изменяться проницаемость плазматических мембран с выходом лизосомальных ферментов, что приводит к автолизу клеток.

Многие вирусы вызывают изменения в цитоплазматической мембране инфицированных клеток. Некоторые (например, респираторно-синцитиальный вирус) вызывают слияние смежных клеточных мембран, приводя к формированию поликариоцитоза (многоядерности) или синцития. Вирусиндуцированные антигены могут появляться на поверхности инфицированных клеток. Эти антигены могут придавать клеткам новые свойства. Например, вирусный гемагглютинин появляется на поверхности клеток, инфицированных вирусом гриппа, и вызывает адсорбцию эритроцитов на поверхности клетки (гемадсорбцию). Вирусиндуцированные антигены могут также появляться на поверхности клеток, трансформированных онкогенными вирусами.

Некоторые вирусы, например, кори, паротита, цитомегалии, ветряной оспы, аденовирусы вызывают повреждения хромосом клеток хозяина. В клетках, инфицированных аденовирусами типа 12 и 31, часто наблюдаются пробелы и разрывы хроматид.

Наиболее характерной гистологической особенностью инфицированной вирусом – появление телец включений. Тельца-включения - структуры различных размеров, формы, местоположения и способностью к окраске, которые могут обнаруживаться в инфицированных вирусом клетках под оптическим микроскопом. Они могут быть расположены в цитоплазме (например, включения поксвирусов), ядре (например, вирусов герпеса) или и там и там (например, вируса кори). Они обычно ацидофильны и могут быть замечены как розовые структуры при окраске по Романовскому-Гимзе или эозин-метиленовым синим. Некоторые вирусы (например, аденовирус) формируют базофильные включения.

Выявление телец-включений помогает в диагностике некоторых вирусных инфекций. Присутствие внутриклеточных эозинофильных включений (телец Негри) в мозговых клетках животных подтверждает предполагаемый диагноз бешенства. В клетках, инфицированных вирусом коровьей оспы, обнаруживаются многочисленные довольно мелкие включения, известные под названием телец Гварниери. Внутриядерные тела включения классифицируются на два типа. Включения типа А имеют различный размер и зернистый вид, пример, у вирусов герпеса, желтой лихорадки), в то время как включения типа B более очерчены и часто множественны (например, у аденовируса).

Тельца-включения могут быть кристаллическими агрегатами вирионов или состоять из вирусных антигенов, присутствующих в месте синтеза вируса. Некоторые включения представляют дегенеративные изменения, вызванные вирусной инфекцией, которые придают клетке способность к измененной окраске.

Отметим, что вирусная инфекция на клеточном уровне может быть автономная (продуктивная и абортивная) и интегративная (с неопластической трансформацией и без неё).

При автономной инфекции вирусный геном реплицируется независимо от клеточного генома, между ними нет физической связи, хотя они и взаимодействуют в ходе инфекции. Продуктивная инфекция завершается образованием инфекционного потомства вирусов, абортивная инфекция (прерванная) может не завершаться образованием инфекционных вирионов или же они образуются в гораздо меньшем количестве, чем при продуктивной инфекции. Абортивная инфекция возникает при заражении клеток дефектным вирусом, при неблагоприятных условиях (повышение температуры, изменение рН в очаге воспаления, наличии вирусных ингибиторов). Дефектные вирусы не имеют полного генома и требуют присутствия вируса-помощника (аденоассоциированный парвовирус, дельта-фактор при гепатите В).

Кроме того, в популяции вируса при его репродукции вместе с инфекционными вирионами могут накапливаться и так называемые ДИ-частицы (дефектные интерферирующие частицы), они могут давать лишь абортивную инфекцию, так как лишены части генома. В то же время, наличие таких дефектных частиц обеспечивает одну из форм длительного нахождения вируса в клетке - персистенцию.

В основу классификации вирусных инфекций на уровне организма положены признаки: степень генерализации, продолжительность инфекции, клиническое течение, выделение вируса из организма.

очаговая инфекция	генерализованная инфекция
острая	персистентная	острая	персистентная
явная	скрытая		латентная	хроническая		явная	скрытая		латентная	хроническая	медленная

При очаговой инфекции действие вируса проявляется непосредственно во входных воротах в связи с его локальной репродукцией, при генерализованной инфекции после ограниченного периода репродукции вируса во входных воротах происходит раcпространение вируса по организму генерализация процесса. Очаговые инфекции имеют короткий инкубационный период, защитными факторами организма при этих инфекциях являются преимущественно секреторные антитела (IgA), а эффективными вакцинами оказываются те, которые применяются местно и стимулируют образование секреторных антител. Примером очаговых инфекций могут быть аденовирусные, парагриппозные, некоторые герпетические инфекции и др.

Очаговая и генерализованная острая инфекция, как явная, манифестная, так и скрытая, инапппарантная, длится относительно непродолжительное время. Но вирус при скрытой острой инфекции также активно репродуцируется и выделяется из организма, человек является источником инфекции, речь идет лишь об особенностях клинического проявления у данного человека. Скрытая инфекция хоть и течет бессимптомно, но оставляет после себя иммунитет.

Персистентная инфекция характеризуется большой продолжительностью взаимодействия вируса и организма (лат. persistentia упорство, постоянство). Персистенция вируса может быть в форме латентной, бессимптомной инфекции с вирогенией за счет интеграции вирусного генома в клеточный, или без нее, при этом вирус не выделяется из организма и клеток. При воздействии ряда активирующих факторов возможен переход латентной инфекции в острую или хроническую. Например, во время вспышки полиомиелита в Румынии медсестра поместила своего ребенка в палату к больным, отделив простынями угол. Ребенок не заболел, чувствовал себя хорошо. Но ему назначили ультрафиолетовое облучение для стимуляции витаминообразования. В результате развились параличи, латентная инфекция перешла в острую. При хронической персистентной инфекции идет медленное выделение вируса (например, герпетическая инфекция, хронические формы вирусных гепатитов и др.). Периоды ремиссии (временное затихание болезни) перемежаются с периодами обострения.

Медленные вирусные инфекции - своеобразная форма взаимодействия некоторых вирусов с организмом, при которой характерен очень длительный инкубационный период (месяцы и годы), медленное, но неуклонное развитие симптомов с летальным исходом. Медленные вирусные инфекции могут вызываться типичными вирусами - коревой подострый склерозирующий панэнцефалит, врожденная краснуха, прогрессирующий подострый краснушный панэнцефалит, ВИЧ-инфекция и др.

Особая форма медленных вирусных инфекций - подострые трансмиссивные губкообразные (спонгиоформные) энцефалопатии. Эти процессы связываются с особыми инфекционными агентами, которые включены в группу так называемых «необычных вирусов». Наиболее изученным среди них является возбудитель скрепи.

Скрепи - очень старая болезнь, легко узнаваемая из точных клинических описаний, сделанных к 18-ому столетию европейскими наблюдателями. Это первый, и более всех изученный представитель группы атипичных медленных инфекций, наблюдающихся у животных и человека. К настоящему времени известны еще семь болезней, имеющих те же диагностические особенности, что и скрепи. Три из этих болезней встречаются у людей, и две из них, болезнь Крейтцфельда-Якоба и синдром Герстманна-Штреусслера - единственные известные передающиеся деменции человека (деменция - приобретенное слабоумие), третья болезнь – куру.

Все изученные заболевания передаются экспериментально путем заражения различных лабораторных млекопитающих. Инкубационный период может быть от 60 дней при самой быстрой экспериментальной модели скрепи, до срока, превышающего естественную продолжительность жизни, которая у мышей и хомяков равна примерно 2 годам. При естественно развивающихся заболеваниях человека продолжительность инкубационного периода может достигать десятилетий. Наследственные факторы хозяина отражаются на продолжительности инкубационного периода (восприимчивости) при одних заболеваниях и не имеют значения при других.

Эти болезни поражают центральную нервную систему (ЦНС), и они неизменно заканчиваются летальным исходом после хронического прогрессирующего течения продолжительностью несколько недель или месяцев. Они характеризуются невоспалительной вакуолизирующей дегенерацией серого вещества ЦНС, поражая нейроны (отсюда и родовое название «губковидные, спонгиоформные энцефалопатии»). Не-воспалительный характер повреждений находится в соответствии с другой характерной особенностью, а именно, что эти инфекции не в состоянии ни вызвать иммунологическую реакцию, ни ослабить иммунологическую реактивность хозяина к другим инфекциям. Это - одна из причин, почему нет никаких лабораторных диагностических тестов на инфекцию с любым из атипичных агентов, и почему вакцинация - не подходящая стратегия для предупреждения или лечения этих болезней в настоящее время. Также не доступны и никакие другие виды лечения.

Новые диагностические критерии для этих болезней были установлены в 1980-ых годах. Экстракты пораженного мозга содержат патологические скрепи-ассоциированные фибриллы (САФ), легко идентифицирующиеся при электронной микроскопии. САФ - амилоидные фибриллы, которые получаются из нормального гликопротеида с молекулярной массой 33-35 кДа, который присутствует во многих неинфицированных тканях. При заболевании скрепи этот белок подвергается едва различимым, но неустановленным посттрансляционным модификациям. В результате он накапливается в мозгу, становится относительно устойчивым к расщеплению протеиназой и приобретает способность образовывать САФ. Меченые антитела легко окрашивают измененный белок (САФ-белок) в срезах мозга, особенно когда он откладывается для формирования ядер внеклеточных амилоидных бляшек.

Гистологически эти амилоидные бляшки походят на те, которые характерны для болезни Альцгеймера, самой частой формы приобретенного слабоумия человека. Однако подчеркивается, что амилоид при болезни Альцгеймера получается из другого белка, чем при скрепи и болезни Крейтцфельд-Якоба. Не имеется также достоверных доказательств, что болезнь Альцгеймера является передающейся.

Лучше всего изучена природа возбудителя скрепи. Заболевание может быть экспериментально пассировано на животных, в том числе на мышах и хомячках. Возбудитель имеет достаточно малые размеры, чтобы проходить через бактериальные фильтры, что позволяет говорить о том, что по размерам он является вирусо-подобным или меньше вирусов. Однако, его инфекционные свойства необычно устойчивы ко многим физико-химическим воздействиям типа высокой температуры и воздействия ионизирующего или ультрафиолетового излучения. Необычная стабильность и иммунологическая нейтральность этих агентов - основание для их описания как «необычных медленных вирусов».

По биологическим свойствам в опытах на мышах легко дифференцируются приблизительно 10 различных штаммов возбудителя скрепи. И в опытах на хомячках, и в опытах на мышах была зарегистрирована мутация, которая, безусловно, не является редким случаем. Поэтому возбудитель скрепи похож на возбудителей других микробных инфекций в проявлении вариации штаммов и мутации. Это означает, что возбудитель скрепи имеет штаммо-специфический геном. Только на основании априорного предположения, геном возбудителя скрепи, вероятно, является нуклеиновой кислотой, хотя это не было доказано.

Характеристика чувствительности возбудителя скрепи к ультрафиолетовому облучению указывает на то, что предполагаемый нуклеиновый геном имеет очень малые размеры. Его оценочный размер в качестве мишени для ионизирующей радиации - меньше 100 000, что может быть недостаточным для кодирования белка, изучаемого с помощью протеаз в качестве необходимого доказательства инфекционности агента скрепи. Это дало основание для выдвижения гипотезы «вирино», которая предлагает, что белок кодируется генами хозяина. Полагают, что «вирино» состоят из небольшого количества нуклеиновой кислоты в комплексе с белком, синтезированным клеткой-хозяином. Недостаточность иммунной реакции к агентам скрепи и ему подобным можно было бы тогда объяснить просто отсутствием чужеродных антигенов.

Таксономически это позволяет поместить «вирино» между истинными вирусами и вироидами.

Вироиды - новый класс субвирусных агентов, характеризующихся кажущимся отсутствием внеклеточной неактивной фазы (вириона) и геномом намного меньшим, чем у известных вирусов. Вироиды как инфекционные агенты - безбелковые, низкомолекулярные односпиральные кольцевые РНК, стойкие к нагреванию и органическим растворителям, но чувствительные к нуклеазам. Вироиды, вначале идентифицированные при болезни картофеля, оказались также причиной некоторых других болезней растений. Возможно, что возбудители некоторых болезней животных и человека, могут оказаться принадлежащими к классу вироидов.

Поскольку единственной молекулой, идентифицированной в препаратах, обладающих инфекционными свойствами, оказался белок, имеется другая гипотеза, что именно сам белок и является инфекционным агентом скрепи. Эта гипотеза - гипотеза «приона».

Прионы (от английских слов “proteinaceous infectious particle”, означающих белковая инфекционная частица) - особые инфекционные агенты, не содержащие нуклеиновой кислоты. Он не теряет своих инфекционных свойств после обработки нуклеазами, но полностью разрушается протеазами. Полагают, что прионы - это особые белки, которые вызывают дерепрессию постоянно существующих в здоровых клетках генов, которые экспрессируются и дают наработку прионов.

Однако трудно объяснить вариабельность штаммов возбудителя скрепи и его мутации на основе представлений о том, что он является белком.

Прионы описываются как инфекционные белки, лишенные нуклеиновой кислоты, в то время как вирино, как считают, состоят из небольшого количества нуклеиновой кислоты, связанной с белком клетки-хозяина. Широко дискутируется вопрос об истинном положении прионов и вирино и отношениях между ними, если таковые вообще имеются.

В настоящее время медленные инфекции привлекают большое внимание, многие вирусные инфекции считаются медленными или могут протекать как медленные инфекции (вирусные гепатиты, СПИД, бешенство, цитомегаловирусные поражения мозга и другие). Предполагается роль медленной вирусной инфекции в заболеваниях человека, этиология которых до настоящего времени не расшифрована : болезнь Паркинсона (вирус гриппа ?), шизофрения (прион ?), атеросклероз (герпесвирус ?) и др.

Кстати, вначале 1996 года мир был встревожен тем, что в Англии возникло заболевание среди коров, при котором наблюдалось губкообразное поражение головного мозга, его в средствах массовой информации назвали " бешенством коров ". Конечно, это заболевание не имеет связи с вирусом бешенства, речь идет о возбудителе прионового типа. Хоть и не было подтвержденных свидетельств о заболеваниях людей при употреблении в пищу говядины от пораженных коров, но с учетом длительности инкубационного периода при медленных инфекциях получить такие данные непросто, поэтому вопрос остается открытым.

В связи с этим инцидентом остро возник вопрос об устойчивости прионов к температурному воздействию. Сообщалось, что при 80 °C возбудитель описываемого заболевания коров инактивируется полностью в течение получаса.

Необходимо также остановиться на смешанных вирусных инфекциях. При заражении двумя вирусами одновременно может происходить независимая репродукция обоих вирусов, усиление репродукции одного из вирусов (экзальтация), а также комплементация репродукция одного, дефектного вируса, только в присутствии другого, вируса-помощника. Вирусо-бактериальные инфекции, как правило, протекают более тяжело. Описаны сочетания бруцелл с вирусом омской геморрагической лихорадки, вируса гепатита В с кандидами, энтеровирусов с энтеробактериями, оппортунистические инфекции при СПИДе.

3. ИММУНИТЕТ ПРИ ВИРУСНЫХ ИНФЕКЦИЯХ

Механизмы противовирусного иммунитета имеют особенности, определяемые природой вирусов, паразитизмом на уровне молекулярных и субмолекулярных структур. Внеклеточный вирус не проявляет своего патогенного действия, а иммунные реакции против внеклеточных вирионов сходны с реакциями на другие микроорганизмы.

Защитные реакции, направленные на внутриклеточные стадии развития вируса, действуют не на вирус, а на инфицированную вирусом клетку. Только таким путем происходит подавление репродукции вируса и освобождение от него.

Кардинальные особенности противовирусной защиты - защита клетки от проникшей в нее генетически чужеродной информации и подавление репродукции вируса.

Несмотря на особенности, иммунные реакции в отношении вируса подчиняются тем же закономерностям, что и иммунные реакции в отношении других антигенов.

Механизмы противовирусной защиты можно разделить на факторы резистентности организма, в норме невосприимчивого к определенному виду вируса (обладающего видовой невосприимчивостью), факторы неспецифической защиты восприимчивого организма и факторы приобретенного иммунитета.

3.1.Факторы врожденной (естественной, видовой) резистентности невосприимчивого организма обусловливают врожденное состояние невосприимчивости к данной вирусной инфекции. Видовая резистентность определяется не иммунологическими реакциями организма, а неспецифическими механизмами. Имеют значение анатомические барьеры (кожа, слизистые респираторного тракта с мощным ресничными аппаратом, секреты слизистых, желудочный сок). Главную роль играет клеточная резистентость, обусловленная неспособностью вируса адсорбироваться и проникнуть в клетку, вирус не может быть депротеинизирован. Это обеспечивает абсолютную видовую невосприимчивость. Она может быть искусственно преодолена введением депротеинизированных нуклеиновых кислот непосредственно в клетку, что приводит к репродукции одного поколения зрелых вирионов, неспособных к проникновению в соседние клетки.

3.2. Факторы неспецифической резистентности восприимчивого организма способны на первых этапах взаимодействия вируса с организмом подавить дальнейшее размножение и генерализацию вируса задолго до включения механизмов иммунитета.

Наиболее изученными являются белковые вещества плазмы и секретов слизистых человека ингибиторы вирусной активности. Это термостабильные и термолабильные вируснейтрализующие факторы, которые могут нейтрализовать вирус за счет антигемагглютинирующего действия, активации комплекса вирус-антитело (как кофактор). Вирусные ингибиторы играют существенную роль в защите организма от вируса на первых этапах инфекции, их активность может быть соизмерима с титро