Репродукция герпесвирусов. Репликативный цикл герпесвирусов

Оглавление темы "Вирусология. Репродукция вирусов. Генетика вирусов.":
1. Вирусология. История вирусологии. Шамберлан. Ру. Пастер. Ивановский.
2. Репродукция вирусов. Репродукция +РНК-вирусов. Пикорнавирусы. Репродукция пикорнавирусов.
3. Тогавирусы. Репродукция тогавирусов. Ретровирусы. Репродукция ретровирусов.
4. Репродукция -РНК-вирусов. Репродукция вирусов с двухнитевыми РНК.
5. Репродукция ДНК-вирусов. Репликативный цикл ДНК-содержащих вирусов. Репродукция паповавирусов. Репродукция аденовирусов.

7. Репродукция вируса гепатита В. Репликативный цикл вируса гепатита В.
8. Генетика вирусов. Характеристика вирусных популяций. Генофонд вирусных популяций.
9. Мутации вирусов. Спонтанные мутации вирусов. Индуцированные мутации вирусов. Проявление мутаций вирусов в фенотипе.
10. Генетические взаимодействия между вирусами. Рекомбинации и перераспределение генов вирусами. Обмен фрагментами генома вирусами. Антигенный шифт.

Основные отличия репродуктивного цикла герпесвирусов от остальных ДНК-вирусов связаны с более сложной структурой генома. Адсорбция вирусов на клетках осуществляется через специфические рецепторы. После взаимодействия с рецепторами вирусная оболочка сливается с клеточной мембраной, а нуклеокапсид высвобождается в цитоплазму. Раздевание (депротеинизация) вирусного генома происходит на ядерной мембране, и вирусная ДНК оказывается в ядре клетки-хозяина. Репродукция включает раннюю и позднюю стадии, однако они разграничиваются нечётко.

Ранняя стадия репродукции герпесвирусов . В ранней стадии синтезируются «ранние белки», кодируемые проксимальной третью молекулы ДНК. Они проявляют регуляторные свойства, включая активацию транскрипции других участков вирусного генома, кодирующих ДНК-полимеразу и ДНК-связывающие белки.

Поздняя стадия репродукции герпесвирусов . В позднюю стадию вирусная ДНК-полимераза индуцирует репликацию материнской ДНК. В результате образуются молекулы ДНК дочерней популяции. Часть дочерней ДНК считывают клеточные полимеразы, что вызывает транскрипцию концевых генов, кодирующих структурные протеины (белки оболочки и гликопротеины шипов).

Сборка дочерних популяций герпесвирусов осуществляется в ядре, где капсидные белки окружают молекулы ДНК, формируя нуклеокапсиды. Финальная стадия морфогенеза герпесвирусов - формирование суперкапсида на внутренней поверхности ядерной мембраны. Зрелые дочерние популяции отпочковываются от модифицированной ядерной мембраны, транспортируются через цитоплазму и выделяются наружу.

Поксвирусы. Репродукция поксвирусов.

Поксвирусы обладают наиболее сложным репродуктивным циклом, при этом синтезируется более 100 различных белков, входящих в состав вирионов (большинство образует наружную оболочку). Репродукция поксвирусов характеризуется следующими особенностями.

Транскрипция ДНК начинается до полной депротеинизации вируса, так как она полностью осуществляется вирусными полимеразами.

Репликация происходит только в цитоплазме и полностью независима от клеточных полимераз, так как, в отличие от прочих вирусов, поксвирусы имеют собственную ДНК-зависимую РНК-полимеразу, которая обеспечивает считывание более половины вирусного генома в течение начальной и ранней стадий.

В репродуктивном цикле выделяют три стадии- начальную, раннюю и позднюю.

Рис. 5-4. Репликативный цикл ДНК-содержащих вирусов (на примере репродукции вируса герпеса). После адсорбции (1) вирус проникает в клетку путём слияния с мембраной (2). Нуклеокапсид транспортируется к ядерной оболочке (3), и вирусная ДНК (вДНК) проникает в ядро клетки, где начинается её транскрипция клеточной ДНК-зависимой РНК-полимеразой (4). Вначале транскрибируются «ранние гены». В результате трансляции «ранней порции» вирусного генома синтезируются «ранние белки» (5), включая регуляторные, матричные и вирусные полимеразы. Вирусная полимераза проникает в геном клетки (6), где запускает синтез молекул ДНК дочерних популяций (7). Часть вирусной ДНК («поздние гены») дочерних популяций транскрибируется клеточной РНК-полимеразой (8), что приводит к синтезу «поздних белков» (9), необходимых для сборки дочерних популяций (10). Последние покидают ядро, отпочковываясь от его мембраны (11), фрагменты которой содержат в составе своей обопочки.

Начальная стадия репродукции поксвирусов запускается сразу же после раздевания вируса и выхода вирусной ДНК в цитоплазму.

Ранняя стадия репродукции поксвирусов . На этом этапе транскрибируется примерно половина вирусной ДНК. Синтезируются ферменты, кодируемые «ранними генами» и участвующие в репликации вирусной ДНК. Параллельно в небольшом количестве образуются структурные белки.

Поздняя стадия репродукции поксвирусов совпадает с началом репликации ДНК (что переключает механизмы транскрипции на считывание второй половины генома). Регуляторные белки блокируют трансляцию «ранней мРНК» и запускают синтез поздних (структурных) белков. Сборка вирионов осуществляется только в цитоплазме посредством реакций мембранного синтеза. Высвобождение зрелых популяций сопровождается лизисом клетки.

• Аннотация:
  Вирус герпеса и заболевания, которые он вызывает: простой герпес, ветряная оспа, опоясывающий лишай и др. распространены на Земле широчайшим образом. Название герпеса было введено врачами Древней Греции, оно произошло от латинского глагола "герпейн", что означает "ползать". Объясняется такое название тем, что он распространяется расползаясь в виде характерных пузырьковых высыпаний на коже больного. Герпес был впервые описан в научной литературе врачами Древнего Рима приблизительно за тысячу лет до нашей эры. Проблемой, заостряющей на себе внимание общества, герпес стал именно в 20 веке. Этот коварный вирус находится в числе наиболее распространенных заболеваний человека, передающихся в виде вирусной инфекции. Герпес - это важная и труднорешимая проблема современного общества и медицины. Девять из десяти жителей в мире больны герпесом простого типа, а каждый пятый имеет проявления герпеса в виде простудной сыпи. Клинических проявлений герпеса существует довольно много, и все они разного вида: поражена может быть не только кожа, но и глаза, полость рта, нервная система больного герпесом, его дыхательная система и гениталии. Из-за своего нейродерматропизма герпес вызывает высыпания на коже, поражение слизистых оболочек организма. Деструктивные действия, которые герпес оказывает на центральную нервную систему больного, вызывают такие заболевания, как энцефалит и менингит. При герпеcе возможны также заболевания глаз; кератит или конъюнктивит. Простой герпес может выступать причиной патологий у беременных женщин во время созревания плода и родов, в некоторых случаях возникает спонтанный, непреднамеренный аборт или смерть плода еще в утробе матери, больной герпесом. Также у рожденного ребенка может иметься герпес в генерализованной форме. Исследователи отмечают связь между генитальным герпесом у мужчин (рак предстательной железы) и женщин (рак шейки матки). Статистика последних лет показывает, что частота заболеваний герпесом постоянно увеличивается - это не может не настораживать. В США, по данным исследований, генитальным герпесом болеют около 40 миллионов человек, причем за один год это число увеличивается в среднем на полмиллиона человек. У каждого пятого американца при обследовании обнаруживаются клинические признаки того, что он когда-то переносил инфекцию, вызванную вирусом герпеса. В России ситуация выглядит также далеко не лучшим образом - каждый год в российские больницы поступают около двух миллионов человек, больных герпесом. Чтобы знать этого опасного вируса, необходимо его исследовать. Данный научный обзор к.х.н. О.В.Мосина знакомит читателя с генетическими и биохимическими исследованиями герпесвирусов и механизма их репликации в клетке.

В последние годы в инфекционной патологии все большее значение приобретают герпес-вирусы (от греч. herpes — ползучий). Внимание, которое вирусологи и клиницисты проявляют в последние 25 лет к герпес-вирусным заболеваниям человека, связано с их значительной эпидемиологической ролью и социальной значимостью в современном мире. Неуклонный рост числа герпетических заболеваний у взрослых и детей обусловливает необходимость всестороннего изучения герпетической инфекции и разработки эффективных методов профилактики и лечения разнообразных форм этой инфекции. Среди вирусных инфекций герпес занимает одно из ведущих мест в силу повсеместного распространения вирусов, многообразия клинических проявлений, как правило, хронического течения, а также различных путей передачи вирусов.

Он входит в число наиболее распространенных и плохо контролируемых инфекций человека. Герпес-вирусы могут циркулировать в организме с нормальной иммунной системой бессимптомно, но у людей с иммуносупрессией вызывают тяжелые заболевания со смертельным исходом. По данным ВОЗ, смертность от герпетической инфекции среди вирусных заболеваний находится на втором месте (15,8%) после гепатита (35,8%).

Герпес-вирусы объединены в обширное семейство Herpesviridae и в настоящее время наиболее четко классифицированы. Семейство Herpesviridae включает в себя более 80 представителей, 8 из которых для человека наиболее патогенны (human herpes virus-HHV). Герпес-вирусы — филогенетически древнее семейство крупных ДНК-вирусов — подразделяются на 3 подсемейства в зависимости от типа клеток, в которых протекает инфекционный процесс, характера репродукции вируса, структуры генома, молекулярно-биологических и иммунологических особенностей: α, β и γ ( , по данным Н. Г. Перминова, И. В. Тимофеева и др., Государственный научный центр вирусологии и биотехнологий).

α-герпес-вирусы, включающие HSV-1, HSV-2 и VZV, характеризуются быстрой репликацией вируса и цитопатическим действием на культуры инфицированных клеток. Репродукция α-герпес-вирусов протекает в различных типах клеток, вирусы могут сохраняться в латентной форме, преимущественно в ганглиях.

β-герпес-вирусы видоспецифичны, поражают различные виды клеток, которые при этом увеличиваются в размерах (цитомегалия), могут вызывать иммуносупрессивные состояния. Инфекция может принимать генерализованную или латентную форму, в культуре клеток легко возникает персистентная инфекция. К этой группе относятся CMV, HHV-6, HHV-7.

γ-герпес-вирусы характеризуются тропностью к лимфоидным клеткам (Т- и В-лимфоцитам), в которых они длительно персистируют и которые могут трансформировать, вызывая лимфомы, саркомы. В эту группу входят вирус Эпштейна-Барр и HHV-8-герпес — вирус, ассоциированный с саркомой Капоши (KSHV). KSHV является наиболее близким по геномной организации Т-клеточно-тропному обезьяньему герпес-вирусу Саймири (HVS).

Герпес-вирусы ассоциированы с малигнизацией и способны (по крайней мере, EBV и HVS) трансформировать клетки in vitro. Все герпес-вирусы сходны по морфологическим признакам, размерам, типу нуклеиновой кислоты (двухцепочечная ДНК), икосадельтаэдрическому капсиду, сборка которого происходит в ядре инфицированной клетки, оболочке, типу репродукции, способности вызывать хроническую и латентную инфекцию у человека.

Клонирование герпес-вирусов происходит по следующей схеме: спонтанная случайная адсорбция исходного «материнского» вируса на поверхности клетки-мишени, «раздевание вириона» — расщепление оболочки и капсида, инфильтрация вирусной ДНК в ядро клетки-мишени, формирование и созревание «дочерних» вирионов путем почкования на ядерной мембране. После инфицирования клетки, например вирусом простого герпеса 1 или 2 типов, синтез новых вирусных белков начинается через 2 ч, а число их достигает максимума примерно через 8 ч. В процессе созревания «дочерних» вирионов их оболочки капсиды и ДНК формируются из имеющихся внутри инфицированной клетки аминокислот, белков, липопротеидов и нуклеозидов. Эти молекулы поступают в инфицированную клетку из межтканевых пространств по мере истощения внутриклеточных резервов. В этом отношении вирусы зависят от интенсивности внутриклеточного обмена, который, в свою очередь, определяется природой клетки-мишени. Наиболее высокий темп обмена веществ характерен для короткоживущих клеток эпителиоидного типа, поэтому герпес- вирусы особенно хорошо колонизируют клетки эпителия и слизистых оболочек, крови и лимфатических тканей. Полностью сформированные и готовые к последующей активной репродукции «дочерние» инфекционные вирионы появляются внутри инфицированной клетки через 10 ч, а их число становится максимальным примерно через 15 ч. Количество вирионов в определенной степени влияет на темп распространения инфекции и площадь поражения.

Первая генерация «дочерних» герпес-вирусов начинает поступать в окружающую среду (межклеточные пространства, кровь, лимфу и другие биологические среды) примерно через 18 ч. Это можно пронаблюдать в клинической практике при неконтролируемых процессах (например, при ветряной оспе, опоясывающем герпесе, генерализации цитомегаловирусной инфекции) — элементы герпетической сыпи возникают на коже или слизистых оболочках волнами. В свободном состоянии герпес-вирусы находятся в течение весьма непродолжительного периода (от 1 до 4 ч) — именно такая продолжительность характерна для периода острой интоксикации при герпес-вирусных инфекциях. Срок жизни каждой генерации образовавшихся и адсорбированных герпес-вирусов в среднем составляет 3 сут.

В эпидемиологическом плане наиболее интересны следующие сведения о герпес-вирусах: вирионы чрезвычайно термолабильны — инактивируются при температуре 50-52°С в течение 30 мин, при температуре 37,5°С — в течение 20 ч, устойчивы при температуре 70°С; хорошо переносят лиофилизацию, длительно сохраняются в тканях в 50-процентном растворе глицерина. На металлических поверхностях (монеты, дверные ручки, водопроводные краны) герпес-вирусы выживают в течение 2 ч, на пластике и дереве — до 3 ч, во влажных медицинских вате и марле — до их высыхания при комнатной температуре (до 6 ч).

Уникальными биологическими свойствами всех герпес-вирусов человека является тканевой тропизм, способность к персистенции и латенции в организме инфицированного человека. Персистенция представляет собой способность герпес-вирусов непрерывно или циклично размножаться (реплицироваться) в инфицированных клетках тропных тканей, что создает постоянную угрозу развития инфекционного процесса. Латенция герпес-вирусов — это пожизненное сохранение вирусов в морфологически и иммунохимически видоизмененной форме в нервных клетках регионарных (по отношению к месту внедрения герпес-вируса) ганглиев чувствительных нервов. Штаммы герпес-вирусов обладают неодинаковой способностью к персистенции и латенции и чувствительностью к противогерпетическим препаратам в связи с особенностями их ферментных систем. У каждого герпес-вируса свой темп персистенции и латенции. Среди изучаемых наиболее активны в этом отношении вирусы простого герпеса, наименее — вирус Эпштейна-Барр.

По данным многочисленных исследований, к 18 годам более 90% жителей городов инфицируются одним или несколькими штаммами по меньшей мере 7 клинически значимых герпес-вирусов (простого герпеса 1 и 2 типов, варицелла зостер, цитомегаловирусом, Эпштейна-Барр, герпеса человека 6 и 8 типов). В большинстве случаев первичное и повторное инфицирование происходит воздушно-капельным путем, при прямом контакте или через предметы обихода и гигиены (общие полотенца, носовые платки и т. п.). Доказаны также оральный, генитальный, орогенитальный, трансфузионный, трансплантационный и трансплацентарный пути передачи инфекции.

Герпес-вирусные инфекции широко распространены в мире и имеют тенденцию к неуклонному росту. Особенностью герпес-вирусной инфекции является возможность вовлечения в инфекционный процесс многих органов и систем, чем и обусловлено многообразие вызываемых герпес-вирусами заболеваний, варьирующих от простых кожно-слизистых до угрожающих жизни генерализованных инфекций. Важное свойство герпес-вирусов — это способность после первичного инфицирования в детском возрасте пожизненно персистировать в организме и реактивироваться под влиянием различных экзо- и эндогенных провоцирующих факторов.

Инфицирование человека указанными герпес-вирусами сопровождается клиническими симптомами соответствующего острого инфекционного заболевания в среднем не более чем у 50% людей, в основном у детей: внезапная эритема (вирус герпеса человека 6 типа), афтозный стоматит (вирусы простого герпеса 1 или 2 типов), ветряная оспа (вирус варицелла зостер), инфекционный мононуклеоз (вирус Эпштейна-Барр), мононуклеозоподобный синдром (цитомегаловирус). У остальных пациентов инфекция протекает бессимптомно, что особенно характерно для подростков и взрослых людей. Помимо биологических свойств штамма герпес-вируса, влияние на течение острых и рецидивирующих герпес-вирусных заболеваний оказывают индивидуальные (возрастные, половые, фило- и онкогенетические) особенности иммунного ответа инфицированного человека на многочисленные антигены вируса.

Часто, особенно при снижении иммунореактивности организма, герпес-вирусы выступают в качестве вирусов-оппортунистов, приводя к более тяжелому, с необычными клиническими проявлениями, течению основного заболевания. Вирусы простого герпеса 1 и 2 типов, а также ЦМВ входят в число возбудителей TORCH-инфекций. Они играют важную роль в нарушении репродуктивной функции человека, развитии серьезных заболеваний матери, плода, новорожденного и детей младшего возраста.

Вызываемые вирусами ВПГ, CMV, ВЭБ заболевания рассматриваются как СПИД-индикаторные в связи с их частым обнаружением при данной патологии. В 1988 г. они включены в расширенное определение случаев, подлежащих эпидемиологическому надзору по поводу СПИДа. Результаты исследований последних лет свидетельствуют о роли некоторых герпес-вирусов (ВГЧ-8, ЦМВ, ВЭБ и др.) в развитии ряда злокачественных новообразований: назофарингеальной карциномы, лимфомы Беркитта, В-клеточной лимфомы, рака груди, аденокарциномы кишечника и простаты, карциномы цервикального канала шейки матки, саркомы Капоши, нейробластомы и др.

Наибольшую угрозу для здоровья представляют герпетические нейроинфекции (летальность достигает 20%, а частота инвалидизации — 50%), офтальмогерпес (почти у половины больных приводит к развитию катаракты или глаукомы) и генитальный герпес.

По-видимому, все известные герпес-вирусные инфекции могут рецидивировать, однако порог и причины трансформации острой формы в рецидивирующую для каждого типа герпес-вируса свои. В целом герпес-вирусные инфекции принимают рецидивирующее течение не более чем у 8-20% больных. Рецидивирующие герпес-вирусные заболевания у некоторых людей могут восприниматься как «хронические», когда они развиваются в течение многих лет, не только разрушая физическое здоровье и функции жизненно важных систем, но и психологически крайне неблагоприятно влияя на больного. Поэтому для практических целей герпес-вирусные инфекции классифицируют с учетом одновременно локализации процесса, рецидивирования и этиологии ( ).

Причины рецидивирующего течения герпес-вирусных инфекций многообразны. Одна из них заключается в том, что трансформация острого герпес-вирусного процесса в хронический происходит при явном «попустительстве» иммунной системы. Если приобретенный иммунодефицит в результате химиотерапии или ВИЧ-инфекции легко объясним, то все попытки выяснить, чем обусловлен основной дефект иммунного ответа у иммунологически полноценных людей с рецидивирующим течением герпес-вирусной инфекции, оказались безуспешными. Другая причина заключается, по-видимому, в количественной и качественной особенности персистенции и латенции конкретного штамма герпес-вируса в организме больного.

Диагностика герпетической инфекции

Все методы индикации и идентификации вирусов основаны на следующих принципах:

• выявление вируса per se (электронная микроскопия);
• выявление и идентификация вирусов посредством взаимодействующих с ними клеток (накопление вирусов в чувствительных к ним клетках);
• выявление и идентификация вирусов с помощью антител (МФА, ИФА, РАЛ, ИБ, РН, РСК);
• выявление и идентификация нуклеиновых кислот (ПЦР, МГ).

Электронная микроскопия: быстрая диагностика позволяет обнаружить ГВ или их компоненты непосредственно в пробах, взятых от больного, и дать быстрый ответ через несколько часов. Возбудитель выявляют с помощью электронной микроскопии клинического материала при негативном контрастировании.

Серологические методы уступают по информативности и чувствительности другим способам лабораторной диагностики и не позволяют с достаточной степенью достоверности установить этиологию той или иной формы заболевания. Нарастание титров антител происходит

в поздние сроки (через несколько недель) после заражения или реактивации вируса, и в то же время оно может и не наблюдаться у иммунодефицитных лиц. Для установления 4-кратного нарастания титра антител к герпес-вирусной инфекции (показатель первичной инфекции) необходимо исследование парных сывороток. Серологические реакции (РСК, РН) обладают высокой специфичностью, но относительно низкой чувствительностью, а кроме того, сложны в постановке.

Широкое практическое применение получили иммунофлюоресцентный метод, ИФА, РАЛ, ИБ.

Наиболее точным методом диагностики герпес-вирусной инфекции является выделение вируса из различных клеточных культур.

Для обнаружения вируса герпеса используют молекулярно-биологические методы: полимеразную цепную реакцию и реакцию молекулярной гибридизации, которые позволяют выявить наличие вирусной нуклеиновой кислоты в исследуемом материале. ПЦР может считаться самой чувствительной и быстрой реакцией. Чувствительность метода дает возможность определить одну молекулу искомой ДНК в образцах, содержащих 10 клеток.

Лечение герпетической инфекции

Лечение герпетической инфекции до настоящего времени остается сложной задачей. Хроническое течение процесса приводит к иммунной перестройке организма: развитию вторичной иммунной недостаточности, угнетению реакции клеточного иммунитета, снижению неспецифической защиты организма. Несмотря на разнообразие лекарственных препаратов, использующихся для лечения герпетической инфекции, лекарственных средств, обеспечивающих полное излечение от герпеса, не существует. Герпес-вирусная инфекция относится к трудно контролируемым заболеваниям. Это связано, в первую очередь, с разнообразием клинических поражений, развитием резистентности вируса к лекарственным средствам, наличием у герпес-вирусов молекулярной мимикрии. Поэтому для успешного лечения герпетической инфекции необходимо правильно подобрать противовирусный препарат, его дозу и длительность лечения, использовать комбинацию различных лекарств. В схемы терапии для повышения эффективности лечения необходимо также включать иммунобиологические препараты, способствующие коррекции иммунного статуса, а также патогенетические средства, облегчающие состояние пациента.

В настоящее время все антигерпетические средства подразделяются на 3 основные группы антивирусных препаратов ( ).

Механизм действия химиопрепаратов (аномальных нуклеозидов: валтрекса, вектавира, фамвира, цимевена) связан с угнетением синтеза вирусной ДНК и репликации вирусов путем конкурентного ингибирования вирусной ДНК-полимеразы.

В препаратах-иммуномодуляторах (алпизарин, имунофан, ликопид, полиоксидоний) активно действующие вещества обладают иммуностимулирующими свойствами в отношении клеточного и гуморального иммунитетов, окислительно-восстановительных процессов, синтеза цитокинов.

Препараты-индукторы ИФН (амиксин, неовир, циклоферон) сочетают этиотропный и иммуномодулирующий эффекты действия. Препараты индуцируют образование эндогенных ИФН (α, β, γ) Т- и В-лимфоцитами, энтероцитами, гепатоцитами.

Особое место среди средств антигерпес-вирусной терапии занимает герпетическая вакцина для активации клеточного иммунитета, его иммунокоррекции в фазе ремиссии. Вакцинация преследует 2 цели: предупреждение первичной инфекции и возникновения состояния латентности, а также предупреждение или облегчение течения заболевания.

Однако, несмотря на наличие обширного списка антигерпетических препаратов, герпес остается до сих пор плохо контролируемой инфекцией. Это обусловлено и генотипическими особенностями возбудителя, и длительной персистенцией вируса в организме, и формированием штаммов, устойчивых к антивирусным препаратам. Максимальный клинический эффект может быть получен только при рациональной комплексной терапии лекарственных средств с различным механизмом действия.

Санкт-Петербургской группой ученых вирусологов и инфекционистов во главе с В. А. Исаковым предложена программа лечения и профилактики герпетической инфекции (табл. 4).

Преимущества комплексной терапии ГИ.

• Сочетанное применение противогерпетических химиопрепаратов и иммунобиологических средств обеспечивает синергидный эффект.
• Благодаря снижению дозы противовирусного ХПП уменьшается вероятность развития побочных эффектов, сокращается токсическое воздействие на организм больного.
• Снижается вероятность возникновения устойчивых штаммов герпес-вирусов к данному препарату.
• Достигается иммунокорригирующий эффект.
• Сокращается продолжительность острого периода болезни и сроков лечения.

Таким образом, терапия ГИ является сложной и многокомпонентной задачей.

По вопросам литературы обращайтесь в редакцию.

Т. К. Кускова, кандидат медицинских наук
Е. Г. Белова , кандидат медицинских наук
МГМСУ, Москва

n Вирусы герпеса (от греч. herpes - ползучий) - ДНК содержащие n Ежегодно ВПГ инфицируются 20 млн. человек

n alphaherpesvirinae а) вирус простого герпеса человека I типа (ВПГ-1) ГВЧ-1 б) вирус простого герпеса человека II типа (ВПГ-2) ГВЧ-2 в) вирус ветряной оспы и опоясывающего герпеса ГВЧ-3 род Varicellovirus (VZV – Varicella-zoster virus)

n betaherpesvirinae а) цитомегаловирус (ЦМВ) ГВЧ-5 род Cytomegalovirus б) вирус экзантемы младенцев (поражаются дети до 3 лет) ГВЧ-6 в) вирус синдрома хронической усталости ГВЧ-7

n gammaherpesvirinae а) вирус Эпштейна-Барра (инфекционный мононуклеоз и лимфома Беркета) ГВЧ-4 род Lymphocryptovirus б) вирусы, ассоциированные с саркомой Капоши ГВЧ-8 род Radinovirus

Свойства вирусов: n размер 150 - 210 нм, сферической или овальной формы n ДНК линейная, 2 х-нитевая n белковый капсид формы икосаэдра, состоит из 162 капсомеров n гликолипопротеиновая оболочка с гликопротеиновыми шипами n между капсидом и гликопротеиновой оболочкой расположен тегумент – это белки, ферменты, необходимые для репликации

Репродукция вируса n Оболочка вируса прикрепляется к рецепторам мембраны клетки-мишени n Слияние и проникновение путём рецепторного эндоцитоза n Освобожденный нуклеокапсид проникает в ядро клетки. Происходит транскрипция (ДНК в и. РНК), затем и-РНК проникает в цитоплазму

Репродукция вируса n начинается синтез неструктурных (регуляторы синтеза и ферменты) и структурных белков (капсид, ГП). ГП прилегают к ядерной мембране n сформированный капсид заполняется ДНК и почкуется через ядерную оболочку в цитоплазму n происходит выход (экзоцитоз или лизис клетки)

Общие свойства для вирусов подсемейства alphaherpesvirinae Быстрый рост n Размножаются в эпителии кожи и слизистых оболочек n Обладают цитолитическим действием n Сохраняются в нейронах n Вызывают латентную персистирующую инфекцию n

Общие свойства для вирусов подсемейства betaherpesvirinae Медленный рост n Тропность к эпителию слюнных желез, миндалин, почек, лимфоцитам n Обладают цитомегалическим (гигантские клетки) и лимфопролиферативным действиями n

Общие свойства для вирусов подсемейства gammaherpesvirinae Растут только в лимфобластах n Обладают лимфопролиферативным действием n Стимулируют размножение В-лимфоцитов и вызывают в них персистирующую инфекцию n Инфицируют лимфоидную ткань, слюнные железы, эпителий рта и глотки n

Культивирование Зависит от конкретного вируса куриный эмбрион n клеточные линии (гибель, пролиферация, ядерные включения – остатки капсидов выявляемые при окраске по Романовскому -Гимзе) n

Антигенная структура Два антигенных комплекса – n Капсидный - группоспецифичный n Гликопротеидный – видоспецифичный, типоспецифичный

Общие признаки герпесвирусов n n n n Антропонозы Малоустойчивы во внешней среде. Политропны – нет строгой органотропности Длительная персистенция (хроническая персистирующая инфекция с обострениями) Иммунодепрессия (подавление клеточного иммунитета) Защита от вируса с помощью Т-киллеров и макрофагов, которые уничтожают пораженные клетки Антитела протективными свойствами не обладают

Подсемейство alphaherpesvirinae Открыты Грютером в 1912 г 1. ВПГ I типа (острый стоматит, кератоконъюнктивит, фарингит, менингоэнцефалит) до 10% населения носители этого вируса. Пути передачи - воздушно-капельный, контактный (мать-ребенок до 3 лет), трансплацентарный. 2. ВПГ II типа (герпес у новорожденных, генитальный герпес, рак шейки матки). n Пути передачи - половой, при родах заражение ребенка

Herpes Simplex Virus n Negative stain n Color photo Оба вируса обладают ЦПД – образование пузырей (везикулёзные высыпания) Иммунитет Ig M – свежая инфекция, Ig G – хроническая или персистирующая.

Подсемейство alphaherpesvirinae ВПГ 1 и ВПГ 2 Лабораторная диагностика n Исследуемый материал: соскоб с везикул, слюна, мазок из цервикального канала при генитальном герпесе, кровь при генерализации, ликвор при менингите или энцефалите. n Экспресс-диагностика. РИФ, ПЦР, микроскопия (внутриклеточные включения и гигантские многоядерные клетки)

Подсемейство alphaherpesvirinae ВПГ 1 и ВПГ 2 Лабораторная диагностика n Вирусологический метод - куриный эмбрион - ХАО (бляшки), заражение мышей в мозг (энцефалит), кроликов в роговицу глаза (кератит), культура клеток почек кролика (гигантские клетки с внутриядерными включениями) Идентификация по РН, РСК, ИФА n Серодиагностика по ИФА (IG M, G)

Подсемейство alphaherpesvirinae ВПГ 1 и ВПГ 2 Специфическая профилактика рецидивов: герпетическая лечебная культуральная инактивированная вакцина (снижает частоту рецидивов, но не излечивает). n Лечение: виролекс, ацикловир, фамвир. n

Подсемейство alphaherpesvirinae 3. n n Вирус Varicella-zoster (VZV) или ГВЧ-3 (ветряной оспы и опоясывающего лишая) открыт Араго (бразильский врач) в 1911 году Ветряная оспа имеет эпидемическое распространение

Подсемейство alphaherpesvirinae Вирус Varicella-zoster Патогенез Первичная репродукция в слизистой верхних дыхательных путей (инкубационный период – 10 -15 дней). Вирусемия Вторичная репродукция – в эпителии слизистых и кожи (цитопатическое действие)

Подсемейство alphaherpesvirinae Вирус Varicella-zoster n Образование пузыря с серозной жидкостью (везикула) n Возможно нагноение (пустула) n Образование рубца (оспина) Происходит постоянный подсев из мест репродукции, может быть до 5 и более приступов, и больного можно увидеть все элементы сыпи. У ослабленных больных – буллезная форма (огромные пузыри), геморрагическая форма и гангренозная форма.

Подсемейство alphaherpesvirinae Вирус Varicella-zoster Эпидемиология n 100% контагиозность n Путь передачи - воздушно-капельный, может быть контактный (редко, т. к. мало устойчив) n Восприимчивый коллектив - взрослые и дети в случае отсутствия иммунитета

Подсемейство alphaherpesvirinae Вирус Varicella-zoster Лабораторная диагностика Исследуемый материал – смыв из носоглотки и отделяемое везикул n Экспресс-диагностика – ИФА n Вирусологический - культура фибробластов эмбриона человека (РСК). n Серодиагностика - РСК, РТГА, ИФА.

Подсемейство alphaherpesvirinae Вирус Varicella-zoster Специфическая профилактика Живые аттенуированные вакцины Окавакс (Япония), Варилрикс (Англия) Иммуноглобулин человеческий от реконвалесцентов n Лечение - интерферон, лейкинферон, виролекс n

Подсемейство betaherpesvirinae 1. Цитомегаловирусная инфекция (ГВЧ 5) n По данным ВОЗ 1 -2% детей рождаются с этой инфекцией, к 1 году жизни у 20% детей обнаруживаются антитела, к 30 -50 годам – у 100% антитела n Выделен в 1956 году в США Смитом и Родом n Морфология - большие размеры ДНК, изменяет темп роста клеток, с образованием гигантских многоядерных клеток с включениями в ядре

Подсемейство betaherpesvirinae n Патогенез Размножение в лейкоцитах и макрофагах с длительной персистенцией n Эпителиотропизм (слюнные железы и почки) n Образование инфильтратов, которые замещаются фиброзной тканью

Подсемейство betaherpesvirinae n n Клиника Врожденная ЦМВ – при инфицировании в ранние сроки беременности, плод погибает или врожденные дефекты. В поздние сроки – потеря зрения, слуха и т. д. Приобретенная ЦМВ – острая (у маленьких детей, в момент родов) или хроническая инфекция (гепато-лиенальным синдромом, поражением почек) В более поздние сроки – бессимптомная инфекция с образованием антител

Подсемейство betaherpesvirinae Эпидемиология n Источник инфекции – больные или вирусоносители (вирусы имеются во всех биологических жидкостях) n Пути передачи - трансплацентарный, через околоплодные воды, контактный, воздушно-капельный, половой

Подсемейство betaherpesvirinae Лабораторная диагностика - в моче и слюне цитомегалоклетки n Вирусологический метод - кльтура фибробластов эмбриона человека (РСК, РН). n Серологический метод - ИФА, отдельно антитела М и G, М – свежая инфекция.

Подсемейство betaherpesvirinae n n Специфическая профилактика вакцины пока нет Лечение – специфический иммуноглобулин – цитотект, применяется для лечения беременных и новорожденных

Подсемейство betaherpesvirinae 2. Вирус экзантемы младенцев ГВЧ-6 n Открыт в 1986 г. Гало n Т-лимфотропный вирус – экзантема у младенцев с внезапным повышением температуры до 40 о. С и таким же спадом на фоне сыпи.

Подсемейство betaherpesvirinae 3. Вирус синдрома хронической усталости ГВЧ-7 n Открыт Френкелем в 1990 г. n Т-лимфотропный вирус – вызывает синдром хронической усталости (субфебрилитет артралгии, слабость)

Подсемейство gammaherpesvirinae 1. Вирус Эпштейна-Барра (ВЭБ или ГВЧ-4) открыт в 1964 году, вызывает инфекционный мононуклеоз. n Описан Филатовым более 100 лет назад. n Может вызывать злокачественные заболевания – лимфома Беркита (опухоль верхней челюсти у молодых африканцев), когда играют роль условия тропиков и малярийный плазмодий или носоглоточная карцинома с рецидивирующим паротитом. n Может быть В-клеточный лейкоз.

Подсемейство gammaherpesvirinae Культивирование В-лимфоциты (вирус вызывает их пролиферацию, ЦПД отсутствует) n Антигены Капсидный Ядерный Ранний мембранный Имеют значение для серодиагностики. Ig G вырабатываются в первую очередь к капсидному и раннему мембранному АГ n

Подсемейство gammaherpesvirinae n Патогенез. Инфекция иммунной системы. первичная репродукция (слизистая полости рта и носоглотки) вторичная репродукция происходит в В-лимфоцитах, что приводит к гиперплазии лимфоидной ткани носоглотки, полилимфаденопатии, гепатоспленомегалии Может быть самоизлечение При иммунодефиците может наступить развитие лимфомы Беркита (злокачественной опухоли, состоящей из Влимфоцитов, преимущественно в головном мозге)

Подсемейство gammaherpesvirinae n Эпидемиология. Заболевание малоконтагиозно. Источник - больные и вирусоносители Пути передачи инфекции – воздушно-капельный, контактно-бытовой (при поцелуе), трансплацентарный (во время родов) ВЭБ обнаружен в слюне, секрете шейки матки Болеют преимущественно мужчины от 14 до 29 лет

Подсемейство gammaherpesvirinae Лабораторная диагностика. n Экспресс–диагностика. ПЦР для обнаружения ДНК в различных биологических жидкостях. ИФА. n Серодиагностика. ИФА для обнаружения АТ (Ig. M к капсидному АГ – свежая инфекция) Специфическая профилактика. Отсутствует

Вирусы герпеса вызывающие инфекции у человека n n n n Herpes simplex virus Type 1 (HSV-1) Herpes simplex virus Type 2 (HSV-2) Epstein Barr virus (EBV) Cytomegalovirus (CMV) Varicella Zoster Virus (VZV) Human herpes virus 6 (exanthum subitum or roseola infantum) Human herpes virus 8 (Kaposi"s sarcoma-associate herpes virus)

n n n TABLE 2 - Properties of Herpes viruses Human herpes type Name Sub Family Target cell type Latency Transmission 1 Herpes simplex-1 (HSV-1) Alphaherpesvirinae Mucoepithelia Neuron Close contact 2 Herpes simplex-2 (HSV-2) Alphaherpesvirinae Mucoepithelia Neuron Close contact usually sexual 3 Varicella Zoster virus (VSV) Alphaherpesvirinae Mucoepithelia Neuron Contact or respiratory route 4 Epstein-Barr Virus (EBV) Gammaherpesvirinae B lymphocyte, epithelia B lymphocytes Saliva 5 Cytomegalovirus (CMV) Betaherpesvirinae Epithelia, monocytes, lymphocytes Monocytes, lymphocytes and possibly others Contact, blood transfusions, transplantation, congenital 6 Herpes lymphotropic virus Betaherpesvirinae T lymphocytes and others Contact, respiratory route 7 Human herpes virus-7 (HHV-7) Betaherpesvirinae T lymphocytes and others Unknown 8 Human herpes virus-8 (HHV-8) Kaposi"s sarcoma- associated herpes virus (KSHV) Gammaherpesvirinae Endothelial cells Exchange of body fluids? Unknown

Таксономия: Семейство Herpesviridae. Подсемейство Alphaherpesviruses, род Simplexvirus

Свойства вируса:

Структура. Геном ВПГ кодирует около 80 белков, необходимых для репродукции вируса и взаимодействия последнего с клетками организма и иммунным ответом. ВПГ кодирует 11 гликопротеинов

Культивирование. Для культивирования вируса применяют куриный эмбрион (на оболочке образуются мелкие плотные бляшки) и культуру клеток, на которой он вызывает цитопатический эффект в виде появления гигантских многоядерных клеток с внутриядерными включениями.

Антигенная структура. Вирус содержит ряд антигенов, связанных как с внутренними белками, так и с гликопротеидами наружной оболочки. Последние являются основными иммуногенами, индуцирущими выработку антител и клеточный иммунитет. Существует два серотипа: ВПГ 1 типа и ВПГ 2 типа.

Резистентность. Вирус нестоек, чувствителен к солнечным и УФ-лучам.

Эпидемиология. Источник инфекции - больной.

ВПГ-1 и ВПГ-2 передаются преимущественно контактным путем (с везикулярной жидкостью, со слюной, половых контактах), через предметы обихода, реже - воздушно-капельным путем, через плаценту, при рождении ребенка.

Оба типа вирусов могут вызывать оральный и генитальный герпес. ВПГ-1 чаще поражает слизистые оболочки ротовой полости и глотки, вызывает энцефалиты, а ВПГ-2 - гениталии (генитальный герпес).

Патогенез . Различают первичный и рецидивирующий простой герпес. Чаще вирус вызывает бессимптомную или латентную инфекцию.

Первичная инфекция . Везикула - проявление простого герпеса с дегенерацией эпителиальных клеток. Основу везикулы составляют многоядерные клетки. Пораженные ядра клеток содержат эозинофильные включения. Верхушка везикулы через некоторое время вскрывается, и формируется язвочка, которая вскоре покрывается струпом с образо­ванием корочки с последующим заживлением.

Минуя входные ворота эпителия, вирусы проходят через чувствительные нервные окончания с дальнейшим передвижением нуклеокапсидов вдоль аксона к телу нейрона в чувствительных ганглиях. Репродукция вируса в нейроне заканчивается его гибелью. Некоторые вирусы герпеса, достигая ганглионарных клеток, способны приводить к развитию латентной инфекции, при которой нейроны не гибнут, но содержат в себе вирус­ный геном. Большинство людей (70-90 %) являются пожизненными носителями вируса, который сохраняется в ганглиях, вызывая в нейронах латентную персистирующую инфекцию.

Латентная инфекция чувствительных нейронов является характерной особенностью нейротропных герпесвирусов ВПГ. В латентно инфицированных нейронах около 1 % клеток в пораженном ганглии несет вирусный геном.

Клиника. Инкубационный период 2-12 дней. Болезнь начинается с возникновения на пораженных участках зуда, появления отека и пузырьков, заполненных жидкостью. ВПГ поражает кожу (везикулы, экзема), слизистые оболочки рта, глотки (стоматит) и кишеч­ника, печень (гепатиты), глаза (кератит) и ЦНС (энцефалит). Рецидивирующий герпес обусловлен реактивацией вируса, сохранившегося в ганглиях. Он характеризуется повторны ми высыпаниями и поражением органов и тканей.

Генитальная инфекция является результатом аутоинокуляции из других пораженных участков тела; но наиболее часто встречающийся путь заражения - половой. Поражение проявляется в образовании везикулы, которая довольно быстро изъязвляется.

Вирус простого герпеса проникает во время прохождения новорожденного через родовые пути матери, вызывая неонаталъный герпес. Неонатальный герпес обнаруживается на 6-й день после родов. Вирус диссеминирует во внутренние органы с развитием генера­лизованного сепсиса.

Иммунитет. Основной иммунитет- клеточный. Развивается ГЗТ.

Микробиологическая диагностика. Используют содержимое герпетических везикул, слюну, соскобы с роговой оболочки глаз, кровь, спинномозговую жидкость. В окрашенных мазках наблюдают гигантские многоядерные клетки, клетки с увеличенной цитоплазмой и внутриядерными включениями.

Для выделения вируса исследуемым материалом заражают клетки HeLa, Нер-2, человеческие эмбриональные фибробласты.

Возбудители газовой анаэробной инфекции. Морфология, биология. Токсины и токсины-ферменты. Лабораторный диагноз, ускоренные методы диагностики. Эпидемиология. Серотерапия и серопрофилактика. Активная иммунизация.

Анаэробная инфекция - болезнь, вызываемая облигатными анаэробными бактериями в условиях, благоприятствующих жизнедеятельности этих микробов. Анаэробы могут поражать любые органы и ткани. Облигатные анаэробы разделяются на две группы: 1) бактерии, образующие споры (клостридии) и 2) неспорообразующие или так называемые неклостридиальные анаэробы. Первые вызывают клостридиозы, вторые - гнойно-воспалительные заболевания различной локализации. Представители обеих групп бактерий относятся к условно-патогенным микробам.

Газовая гангрена - раневая инфекция, вызываемая бактериями рода Clostridium, характеризуется быстро наступающим некрозом преимущественно мышечной ткани, тяжелой интоксикацией и отсутствием выраженных воспалительных явлений.

Таксономия. Возбудители - несколько видов рода Clostridium, отдел Firmicutes. Основными представителями являются C.perfringens, C.novii, C.ramosum, C.septicum и др. Первое место по частоте встречаемости и тяжести вызываемого заболевания занимает C.perfringens.

Морфологические и культуральные свойства. Палочковидные, грамположительные бактерии, образующие споры. В пораженных тканях клостридии газовой гангрены формируют капсулы, обладающие антифагоцитарной активностью, при попадании в окружающую среду образуют споры.

Антигенные свойства и токсинообразование: Каждый вид клостридии разделяется на серовары, продуцирующие экзотоксины и различающиеся по антигенным свойствам. Например, токсин С. perfringens подразделяется на 6 сероваров: А, В, С, D, Е и F. Из них патогенными для человека являются А и F, остальные патогенны для животных. С. novii по антигенным свойствам токсина разделяются на серовары А, В, С и D. Некоторые токсины обладают свойствами ферментов.

Факторы патогенности: Клостридии газовой гангрены образуют экзотоксин - а-токсин, являющийся лецитиназой, а также гемолизины, коллагеназу, гиалуронидазу и ДНКазу. Экзотоксины специфичны для каждого вида клостридий.

Эпидемиология. При тяжелых травмах и несвоевременной хирургической обработке ран. В эпидемиологии газовой гангрены большое значение имеет загрязнение ран почвой.

Патогенез. Возникновению газовой гангрены способствует ряд условий: попадание микробов в рану (заболевание обычно вызывается ассоциацией нескольких видов анаэробов и реже одним из них), наличие некротических тканей, снижение резистентности. В некротических тканях анаэробы часто находят условия гипоксии, благоприятные для их размножения. Образуемые ими токсины и ферменты приводят к повреждению здоровых тканей и тяжелой общей интоксикации организма; а-токсин, лецитиназа, расщепляет лецитин - важный компонент клеточных мембран. Выделяемые гиалуронидаза и коллагеназа увеличивают проницаемость тканей, а также способствуют распространению микроба в окружающей ткани.

Клиника: Инкубационный период короткий - 1-3 дня. Отеки, газообразованием в ране, с выраженной интоксикацией организма.

Иммунитет: Перенесенная инфекция не оставляет имму­нитета. Ведущая роль в защите от токсина принадлежит антитоксинам.

Микробиологическая диагностика : Материал для исследования (кусочки пораженных тканей, раневое отделяемое) микроскопируют. Диагноз подтверждается при обнаружении грам «+» палочек в материале в отсутствии лейкоцитов. Проводят бактериологическое исследование – обнаружение С.perfringens в факалиях – пищевая токсикоинфекция;

Лечение: Хирургическое: удаляют некротические ткани. Вводят антитоксические сыворотки, применяют антибиотики и гипербарическую оксигенацию.

Антитоксические сыворотки - в жидком и сухом виде после очистки методом ферментативного гидролиза анатоксических сывороток, полученных при иммунизации лошадей анатоксинами. Применяют для экстренной профилактики и специфической терапии.

Профилактика: Хирургическая обработка ран, соблюдение асептики и антисептики при операциях. Для специфической активной иммунизации применяют анатоксин в составе секстанатоксина, создающий приобретенный, искусственный, активный, антитоксический иммунитет.