Virusologiya

Вирусология

Рисунок 15. – Модель семейства Ортомиксовирусы

РНК-геном вируса гриппа типа А чрезвычайно нестабилен. В среднем на 1 цикл репликации вируса приходится 1 мутация. Развитие сезонных эпидемий гриппа связано с постоянными мутациями в генах, кодирующих поверхностные вирусные белки – гемагглютинин и нейраминидазу. Изменение антигенных свойств этих белков приводит к постепенному ускользанию вируса гриппа из-под контроля иммунитета, сложившегося в популяции. Тем не менее, все эти изменения происходят в пределах одного вирусного подтипа. Вследствие его постоянной изменчивости, длительный и устойчивый иммунитет к вирусу обычно не сохраняется.

Вирусы гриппа типа В и С генетически более стабильны. Вирус типа В мутирует в несколько раз реже вируса типа А. Данный вирус также способен к генетическим рекомбинациям. Изменчивость вируса гриппа С ограничена умеренным генным дрейфом.

Вирусы гриппа относят к семейству Оrthomyxoviridae. В данном семействе известно 6 родов. Каждый из трех типов вируса гриппа образует самостоятельный род (Influenzavirus А, В и С), в который входит единственный вид (вирус гриппа А, В или С, соответственно).

Острые респираторные вирусные инфекции (ОРВИ) составляют до 90% от всех ежегодно регистрируемых инфекционных заболеваний. Их причиной могут стать свыше 200 различных видов вирусов, поражающих дыхательные пути. Ведущее место в этиологии ОРВИ принадлежит вирусам гриппа. Для гриппа характерна эпидемическая заболеваемость и во многих случаях – тяжелое течение. Наиболее тяжело болезнь протекает у детей до 1 года, а также у пожилых лиц. Считается, что свыше 85% общих экономических потерь от инфекций обусловлено ОРВИ и гриппом, при этом гриппозная инфекция определяет до 10% всех случаев временной нетрудоспособности.

Вирусология

Вирус гриппа типа А был впервые выделен В. Смитом, К. Эндрюсом и П. Лейдлоу в 1933 г. В 1940 г. Т. Френсис с соавт. обнаружили вирус гриппа типа В, а в 1949 г. Р. Тейлор – вирус типа С.

Вирусы гриппа типа А широко распространены в природе. Эти возбудители поражают птиц и многие виды млекопитающих, включая свиней и лошадей. Для человека вирусы гриппа типа А представляют максимальную эпидемиологическую опасность. Они вызывают как сезонные эпидемии, повторяющиеся через 2−3 года, так и глобальные пандемии, которые возникают регулярно с интервалом от 10 до 40 лет.

Вирусы гриппа типа В и С циркулируют главным образом в человеческой популяции. Вирус типа В вызывает отдельные сезонные эпидемические вспышки с интервалом от 3 до 6 лет. Помимо организма человека, он также был выделен от тюленей.

Вирус типа гриппа типа С вызывает ограниченные вспышки инфекции с легким течением. Кроме человека, возбудитель в отдельных случаях может заражать свиней.

В воздухе вирусы гриппа сохраняют инфекционные свойства при комнатной температуре несколько часов. На поверхности предметов могут выживать до 24−48 часов. Чем выше температура и влажность, тем быстрее инактивируется вирус. Возбудители теряют жизнеспособность при нагревании до 60−70°С в течение нескольких минут. Чувствительны к ультрафиолетовым лучам, инактивируются под влиянием многих дезинфектантов (гипохлорита, фенола, формальдегида, этанола). Длительное время сохраняются в замороженном состоянии и в глицерине.

Вирион гриппа посредством гемагглютинина присоединяется к остаткам сиаловой кислоты, специфичным для эпителия верхних дыхательных путей. Активация гемагглютинина происходит под действием специфических протеаз респираторного тракта. При этом молекула гемагглютинина распадается на два фрагмента, один из которых обеспечивает связывание вириона с клеткой, другой – слияние вирусного суперкапсида с клеточной мембраной.

В цитоплазму клеток вирус гриппа попадает посредством эндоцитоза с образованием эндосомы. Кислая среда в эндосоме стимулирует депротеинизацию вируса, действуя через ионные каналы вирусных М2-белков. После выхода в цитоплазму рибонуклеопротеины вируса доставляются в клеточное ядро. Под действием вирусной РНКполимеразы на сегментах геномной (–) РНК происходит транскрипция

Вирусология

собразованием вирусной плюс-нитевой иРНК. Она транспортируется в цитоплазму для синтеза вирусных белков на рибосомах. При этом вирус с помощью протеина РА-Х «выключает» синтез собственных клеточных белков.

Часть белков вируса возвращается в ядро, где происходит синтез геномной РНК и сборка вирусных нуклеокапсидов. Нуклеокапсиды доставляются в цитоплазму и присоединяются к гемагглютинину и нейраминидазе, которые уже находятся на клеточной мембране. Выход вируса происходит путем почкования через цитоплазматическую мембрану с захватом липидного суперкапсида.

Благодаря короткому циклу репродукции (до 6−8 часов) при попадании в дыхательные пути из одной вирусной частицы уже через 8 часов образуется 103, а к концу первых суток инфекции до 1027 вирионов.

Грипп – это самая массовая и тяжелая респираторная инфекция. По оценкам ВОЗ сезонные эпидемии гриппа охватывают не менее 5−10% взрослого населения и до 20−30% детей. При этом в мире ежегодно возникает до 3−5 млн тяжелых случаев заболевания, которые становятся причиной гибели от 250 до 500 тысяч человек.

Источник инфекции – больной человек.

Механизм передачи – аэрогенный (аэрозольный), путь передачи

– воздушно-капельный.

Вирус репродуцируется в клетках эпителия верхних дыхательных путей. От места его внедрения процесс быстро распространяется по всей слизистой оболочке, при этом эпителий разрушается. В процесс вовлекаются все отделы воздухоносных путей вплоть до альвеол. Через эрозированную поверхность слизистой оболочки вирус может попадать в кровь и повреждать эндотелиальные клетки кровеносных сосудов (капилляров). Заболевание начинается остро с лихорадки до 39−40оС, головной боли, боли в глазных яблоках. К концу первых суток возникают катаральные явления – сухой кашель, ринит. У пациента наблюдается гиперемия и одутловатость лица, могут быть боли в мышцах и суставах.

Внеосложненных случаях лихорадка продолжается до 4−5 суток

споследующим быстрым снижением. Кашель может продолжаться до 2−3 недель. Окончательное восстановление дыхательного эпителия происходит в течение месяца.

Ведущим осложнением гриппозной инфекции являются пневмонии. При тяжелом течении гриппа может развиваться респираторный

Вирусология

дистресс-синдром (дыхательная недостаточность с отеком легких), миокардит, в случае поражения ЦНС – вирусный энцефалит.

Наиболее тяжело заболевание протекает у детей первых лет жизни, пожилых людей и лиц со сниженным иммунитетом.

Для лечения гриппозной инфекции применяется несколько групп противовирусных средств (ремантадин, арбидол, арпетол), оксолиновую мазь, возможно интраназальное применение α-интерферона.

Для специфической профилактики гриппа используют противогриппозные вакцины, создающие противовирусный активный искусственный иммунитет.

Неспецифическая профилактика гриппа включает санитарногигиенические и противоэпидемические мероприятия, блокирующие распространение респираторных инфекций. Проводится изоляция заболевших, дезинфекция очагов, при необходимости – карантинные мероприятия. В эпидемический период необходимо предупреждать большие скопления людей, повышать меры личной и общественной гигиены.

Paramyxoviridae − семейство вирусов, вызывающих острые заболевания дыхательных путей человека и детские инфекции.

Вирионы: крупный (150−300 нм), сложный, геном представлен линейной несегментированной однонитевой отрицательной (–) РHK, тип симметрии нуклеокапсида – спиральный (рисунок 16).

Рисунок 16. – Модель семейства Парамиксовирусы

Патогенные для человека представители относятся к родам Respirovirus (виды – вирус парагриппа типа 1 и вирус парагриппа типа 3), Rubulavirus (виды – вирус паротита, вирусы парагриппа 2, 4 и 5), Morbillivirus (вид – вирус кори), Henipavirus (виды – вирусы Хендра и Нипах).

Вирусология

У человека представители семейства парамиксовирусов вызывают острые заболевания дыхательной системы (парагрипп, респира- торно-синцитиальную инфекцию, метапневмовирусную инфекцию), а также широко распространенные детские инфекции (корь и эпидемический паротит).

Значительную угрозу для людей могут представлять отдельные возбудители парамиксовирусных инфекций, циркулирующие среди животных в Юго-Восточной Азии и Австралии. К ним относятся вирусы Нипах и Хендра. У человека они вызывают тяжелые энцефалиты и пневмонии, сопровождающиеся высокой летальностью.

Вирус парагриппа человека были впервые выделен в США (Р. Ченок, 1956 г.); вирус кори изолирован в 1954 г. в США Дж. Эндерсом и Т. Пиблзом, вирус эпидемического паротита – К. Джонсоном и Э. Гудпасчером в 1934 г.

Первые случаи инфекции вирусом Хендра зарегистрированы в 1994 г. в Австралии, вирусом Нипах – в Малайзии в 1998 г.

Парамиксовирусы малоустойчивы в окружающей среде. Обычно они сохраняют инфекционные свойства при комнатной температуре в течение лишь нескольких часов (на различных поверхностях – до суток). Чем выше температура, тем быстрее инактивируются вирусы. Возбудители теряют жизнеспособность при нагревании до 50-55оС в течение 5−10 минут. Легко инактивируются под влиянием всех основных дезинфектантов (гипохлорита, формальдегида, этанола, детергентов и других).

Парамиксовирусы посредством белка HN присоединяются к остаткам сиаловой кислоты на клетках эпителия верхних дыхательных путей. Клеточным рецептором для вируса кори является кофактор комплемента CD46.

Под действием белка F происходит слияние вирусов с клеточной мембраной, высвобождение нуклеокапсида и его переход в цитоплазму через пору в мембране. Репликация парамиксовирусов происходит непосредственно в цитоплазме клеток.

Далее выполняется транскрипция вирусных генов с РНК нуклеокапсида при помощи вирусной РНК-полимеразы. Образуются иРНК вируса положительной полярности, которые на рибосомах транслируются в вирусные белки. После этого начинается репликация геномных (–) РНК. Их синтез происходит через стадию промежуточной цепи РНК

(+). Геномные РНК в цитоплазме связываются с белками и образуют нуклеокапсиды.

Вирусология

Вирусные белки транспортируются на мембрану клеток, туда же доставляются нуклеокапсиды, где происходит окончательная сборка вирусов. Выход вирусного потомства из клеток происходит путем почкования. Для парамиксовирусной инфекции, особенно для вируса кори, характерно слияние инфицированных клеток между собой с образованием симпластов под влиянием F-белка.

Источник инфекции – больной человек.

Основной путь передачи ВПГЧ – воздушно-капельный. Возбудитель репродуцируется в клетках цилиндрического эпите-

лия дыхательных путей и вызывает их деструкцию. Наиболее частыми симптомами являются ринит и фарингит. В клинической картине наблюдаются упорный сухой кашель, заложенность носа. Лихорадка менее выражена, но более длительна, чем при гриппе. Типичным является поражение гортани с отеком и набуханием слизистой. Может возникать стенозирующий ларинготрахеит с затруднением дыхания (синдром крупа).

В отсутствие осложнений парагрипп обычно продолжается в течение 5−10 дней и заканчивается выздоровлением.

Лечение парамиксовирусных ОРВИ преимущественно поддерживающее и симптоматическое.

Для лечения тяжелых случаев кори у детей, а также с целью постконтактной профилактики кори назначают противокоревой иммуноглобулин, который получают из плацентарной и абортной крови или из крови иммунизированных доноров.

Специфическая профилактика кори и эпидемического паротита проводится живой комбинированной вакциной (КПК) против кори, эпидемического паротита и краснухи. Для создания стойкого иммунитета необходима двукратная вакцинация. Прививки проводят детям в возрасте 12 месяцев и 6 лет.

Эффективных вакцин для специфической профилактики парагриппа пока не разработано.

Pneumoviridae − семейство вирусов, вызывающих заболевания у человека.

Вирионы пневмовирусов представляют собой частицы, имеющие сферическую форму; они окружены внешней липидной оболочкойсуперкапсидом (сложные вирусы). На поверхности вирусов имеются гликопротеиновые шипы. Геном представлен линейной несегментированной однонитевой отрицательной (–) РHK. Тип симметрии нуклеокапсида – спиральный (рисунок 17).

Вирусология

Рисунок 17. – Модель семейства Пневмовирусы

Вирусы имеют фермент РНК-полимеразу.

Семейство Pneumoviridae включает роды Pneumovirus (вид – ре- спираторно-синцитиальный (РС) вирус человека) и Metapneumovirus (вид – метапневмовирус человека).

Респираторно-синцитиальный (РС) вирус является наиболее частой причиной инфекции нижних дыхательных путей у детей в возрасте до 2 лет. Поражение РС-вирусом приводит к развитию бронхиолита и пневмонии. Кроме того, РС-инфекция является доказанным фактором риска возникновения у детей бронхиальной астмы. У взрослых респираторно-синцитиальные инфекции наиболее часто отмечаются в возрасте 50 лет и старше, особенно у лиц с хроническими заболеваниями дыхательной системы и вторичным иммунодефицитом.

Репродукция пневмовирусов происходит похожим образом с парамиксовирусами. При этом РС-вирусы взаимодействуют с рецепторными гликозамингликанами мембран эпителия нижних дыхательных путей. В зараженных клетках наблюдается характерное цитопатическое действие – образование синцития. В слиянии клеток с образованием синцития решающую роль играет F-белок пневмовирусов.

Источник инфекции – больной человек, реже – вирусоноситель. Основной путь передачи – воздушно-капельный, возможен воз-

душно-пылевой.

РС-вирус размножается в эпителии дыхательных путей, вызывая гибель зараженных клеток. Первоначально возникают симптомы ринита и бронхита, затем преобладает поражение нижних дыхательных путей с развитием бронхиолита.

Вирус подавляет образование интерферона клетками, но при этом активирует синтез провоспалительных цитокинов. Наблюдается инфильтрация легочной ткани макрофагами, что усугубляет повре-

Вирусология

ждение легких. В тяжелых случаях у больных детей развивается острая дыхательная недостаточность.

У детей старшего возраста заболевание обычно протекает без выраженных симптомов, у взрослых – как обострение хронического бронхита.

После выздоровления формируется нестойкий иммунитет, сывороточные и секреторные антитела не защищают от реинфекции.

Респираторная инфекция, вызванная метапневмовирусом, была впервые выявлена в 2001 г. в Голландии. Впоследствии оказалось, что она распространена повсеместно. Патология встречается во всех возрастных группах, но в наибольшей степени страдают дети.

Клинические проявления метапневмовирусной инфекции сходны с инфекцией РС-вирусом. Могут поражаться все отделы дыхательных путей. В тяжелых случаях у детей наблюдаются бронхиолит или пневмония с развитием дыхательной недостаточности.

Лечение пневмовирусных ОРВИ в основном поддерживающее и симптоматическое. При тяжелой респираторно-синцитиальной инфекции применяют аэрозоль рибавирина. Для экстренной иммунопрофилактики данной инфекции у контактных детей за рубежом применяют препарат моноклональных АТ паливизумаб (эффективность –

50−55%).

Специфическая профилактика не разработана – эффективных вакцин для предупреждения респираторно-синцитиальной и метапневмовирусной инфекции в клинике пока не имеется.

Coronaviridae − семейство вирусов, вызывающих заболевания у человека и животных.

Вирионы коронавирусов представляют собой сферической формы частицы диаметром 80−220 нм. Они окружены внешней липидной оболочкой-суперкапсидом (сложные вирусы). На поверхности суперкапсида имеются белковые шипы.

Геном представлен линейной несегментированной однонитевой положительной (+) РHK. Тип симметрии нуклеокапсида – спиральный (рисунок 18).

Вирусология

Рисунок 18. – Модель семейства Коронавирусы

Коронавирусы объединяют в семейство Coronaviridae, относящееся к порядку Nidovirales. Семейство делится на 2 подсемейства –

Coronavirinae и Torovirinae.

В подсемейство Coronavirinae входит 4 рода, каждый из которых состоит из нескольких видов. К настоящему времени известно 6 видов коронавирусов, патогенных для человека.

По антигенным и генетическим свойствам различают 3 основных группы коронавирусов. В 1 и 2 группу входят вирусы, патогенные для млекопитающих, в 3 группу – патогенные для птиц.

Вирусы, патогенные для человека, представлены как в первой, так и во второй группе.

Резистентность коронавирусов в окружающей среде в целом невелика. После выделения из организма они сохраняют жизнеспособность от нескольких часов, до 1−2 суток. Коронавирусы чувствительны к эфиру и детергентам, ультрафиолетовому облучению, температуре свыше 56оС.

Вирус поступает в клетки эпителия дыхательных путей в результате взаимодействия S-белка с рецепторами на клеточных мембранах. S-белок определяет адгезию и слияние вирусной частицы с пораженными клетками.

Репродукция вируса осуществляется в цитоплазме клеток. После «раздевания вируса» происходит трансляция вирусной РНК. В результате трансляции образуется вирусный полипротеин, который гидролизуется вирусными протеазами до конечных белков.

Появляются ранние вирусные белки, основной из них – вирусная РНК-полимераза (репликаза). Репликаза через образование промежуточной минус-цепи РНК проводит синтез новых геномных (+) РНК. Мо-

Вирусология

лекулы (+) РНК используются для дальнейшего синтеза неструктурных и структурных белков на рибосомах клетки.

После сборки вирусных частиц происходит множественный выход вирионов из клеток путем почкования с участием белков M, E и S.

Коронавирусные ОРВИ в обычных случаях разрешаются самостоятельно и направленного лечения не требуют.

Средств для специфической терапии пока не разработано. Проводится интенсивная патогенетическая терапия с поддержанием нормальной деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем, при необходимости – искусственная вентиляция легких.

Вкачестве противовирусного средства для лечения используют интерферон.

При возникновении респираторного дистресс-синдрома применяют препараты сурфактанта. В случаях риска присоединения вторичных бактериальных пневмоний назначают антибиотики широкого спектра действия.

Меры профилактики остаются неспецифическими. Выполняются основные противоэпидемические мероприятия: изоляция заболевших, обнаружение и карантин контактных лиц, дезинфекция очагов, используются средства индивидуальной защиты медперсонала для предупреждения заражения и госпитальной передачи возбудителей.

Внастоящее время осуществляется разработка различных видов вакцин для специфической профилактики данных инфекций.

Вконце 2002 г. в южно-китайской провинции Гуаньдун появились первые случаи необычно тяжелой «атипичной» вирусной пневмонии. Количество заболевших быстро достигло нескольких сотен, заболевание распространилось в Гонконг, вышло за пределы КНР в Сингапур, Вьетнам, другие страны Юго-Восточной Азии. Далее в эпидемию были вовлечены страны Северной Америки (Канада, США), Европы (Германия, Италия) и другие. Болезнь получила название тяжелого острого респираторного синдрома (ТОРС, англ. аббревиатура SARS – severe acute respiratory syndrome). Учитывая темпы развития эпидемии, высокую для респираторных вирусных инфекций летальность ВОЗ объявила глобальную угрозу по данному заболеванию.

Через несколько месяцев от начала эпидемии удалось установить природу инфекционного агента, вызывающего ТОРС. Им оказался новый, ранее неизвестный представитель семейства Coronaviridae. Он получил название «ТОРС-ассоциированный коронавирус» (ТОРС-

вирус).