Virusologiya

Вирусология

Патогенные для млекопитающих вирусы семейства Arenaviridae относятся к роду Mammarenavirus, который объединяет 27 вирусных видов. Наибольшую опасность для человека представляют виды, включающие возбудителей геморрагических лихорадок (вирусы лихорадки Ласса, Мачупо, Хунин, Гуанарито, Луйо и др.). Помимо данных патогенов, инфекции у человека может вызывать вирус лимфоцитарного хориоменингита (ЛХМ).

Первый представитель семейства Arenaviridae – вирус ЛХМ – был выделен из ликвора пациента Р. Лилли и Ч. Армстронгом в 1933 г. в США. Вирус лихорадки Ласса выделен и изучен Дж. Фреймом в Нигерии в 1969 г., аргентинской геморрагической лихорадки (вирус Хунин) – А. Пароди в 1958 г., боливийской геморрагической лихорадки (вирус Мачупо) – К. Джонсоном в 1963 г., венесуэльской геморрагической лихорадки (вирус Гуанарито) – Р. Салас в 1991 г., вирус геморрагической лихорадки Луйо – Я. Липкиным в 2008 г. в Замбии и Южной Африке.

Вне организма аренавирусы сохраняют жизнеспособность от 15‒30 мин до нескольких часов; их выживаемость увеличивается при низкой влажности окружающей среды. Вирусы чувствительны к ультрафиолету и нагреванию – при 60°С инактивируются в течение 30‒60 минут. Быстро теряют активность под влиянием всех основных дезинфектантов.

Вирусы хорошо размножается в перевиваемых клеточных культурах, а также в организме лабораторных животных (морских свинок, обезьян).

Аренавирусы посредством белка связываются с рецепторами, присутствующими на многих типах клеток. Возбудители проникают в клетки путем эндоцитоза. Репродукция аренавирусов происходит в цитоплазме зараженных клеток. Порядок синтеза компонентов вируса (иРНК и белков) определяется амбиполярностью геномной РНК аренавирусов. Первоначально на матрице обоих сегментов геномной РНК происходит синтез иРНК для белков. Эти иРНК транслируются на рибосомах с образованием белков. Затем вирусная РНК-полимераза по матрице геномной РНК синтезирует комплементарную полную цепь новой РНК (антигеном), которая используется как матрица для транскрипции и трансляции вирусных белков (гликопротеина GP и белка

Z).

Сборка вируса происходит на внутренней стороне цитоплазма-

Вирусология

тической мембраны клетки с активным участием матриксного белка Z. Иногда в состав вирусных частиц могут включаться рибосомы клеток. Выход вируса из клетки осуществляется путем почкования.

Геморрагические лихорадки представляют собой особо опасные вирусные инфекции, для которых характерна контагиозность и крайне высокая летальность (при отдельных вспышках – свыше 50%). Вследствие этого, возбудители геморрагических лихорадок могут стать потенциальным средством биотерроризма и биологическим оружием. Аренавирусные геморрагические лихорадки относятся к робовирусным зоонозным инфекциям – источником инфекции являются различные виды грызунов. Ареал обитания грызунов определяет эндемичность данных заболеваний. Лихорадка Ласса является одной из наиболее тяжелых инфекций, входящих в группу аренавирусных геморрагических лихорадок. Ежегодно в эндемичных районах Западной Африки (Нигерия, Либерия, Гвинея и др. странах) регистрируется до 300 тыс. случаев лихорадки Ласса, приводящей к гибели от 5 до 10 тыс. человек. Источником инфекции является местный вид грызунов. Грызуны выделяют вирусов с мочой и фекалиями.

Пути передачи: контактно-бытовой через поврежденную кожу и слизистые (при контакте с предметами, контаминированными выделениями грызунов), алиментарный, воздушно-пылевой (при употреблении инфицированных пищевых продуктов, вдыхании зараженной пыли и т.д.). При массовых вспышках вирус может передаваться от человека к человеку через предметы обихода, медицинские инструменты.

Аренавирусный лимфоцитарный хориоменингит (ЛХМ) может составлять до 5‒8% от общего числа вирусных менингитов. По результатам серологических исследований, вирусом ЛХМ инфицируется 5‒10% всего населения. Большинство случаев ЛХМ протекает бессимптомно или в стертой форме. Источником и резервуаром возбудителей являются домашние мыши, что обусловливает повсеместное распространение инфекции. Иногда заболевание может передаваться от хомяков. Пути передачи – аэрозольный, контактный, алиментарный.

Эффективным препаратом для лечения геморрагических аренавирусных лихорадок и лимфоцитарного хориоменингита является рибавирин. В остальном проводится интенсивное патогенетическое и симптоматическое лечение.

Основные меры профилактики аренавирусных геморрагических лихорадок остаются неспецифическими. Они включают изоляцию заболевших, выявление контактных лиц, применение средств индивиду-

Вирусология

альной защиты медперсонала, карантинные мероприятия, проведение дезинфекции в очагах, эрадикацию грызунов в жилищах и др.

В настоящее время ведется активная разработка различных видов вакцин для специфической профилактики данных инфекций.

Вирионы Filoviridae (от лат. filum – нить) представляют собой длинные закрученные нитевидные образования шириной около 80 нм и средней длиной 800 нм. Геном представлен линейной несегментированной однонитевой отрицательной (–) РHK. Тип симметрии вируса

– спиральный (рисунок 26).

Рисунок 26. – Модель семейства Филовирусы

Семейство включает 3 рода, 2 из которых содержат патогенных для человека представителей. Род Marburgvirus включает единственный одноименный вид – вирус Марбург. Род Ebolavirus объединяет 5 видов: эболавирусы Судан, Заир, Бундибугио, Рестон, эболавирус леса Тай. Наиболее патогенным для человека является вирус Заир; вирус Рестон заболеваний у людей не вызывает.

Наряду с аренавирусами, представители семейства Filoviridae вызывают тяжелые геморрагические лихорадки, которые сопровождаются крайне высокой летальностью (до 50-90%). Филовирусные геморрагические лихорадки эндемичны для ряда стран Западной и Экваториальной Африки. В природе они поражают приматов и некоторые виды парнокопытных животных (свиней, антилоп).

Филовирусы умеренно устойчивы в окружающей среде. Находясь вне организма, они прогрессивно инактивируются, особенно при действии солнечного света и УФ-излучения. В составе капель аэрозоля при комнатной температуре они остаются жизнеспособными по крайней мере в течение 1,5‒2 часов, в высохшем состоянии – в течение нескольких дней.

При высыхании инфицированных пятен крови на поверхности

Вирусология

стекла или пластика при 4о С жизнеспособные филовирусы обнаруживаются в течение 3‒4 недель. Быстро инактивируются при нагревании: через 30‒60 мин при 60о С и в течение 5 минут – при кипячении. Чувствительны к большинству дезинфектантов.

Культивирование филовирусов осуществляется в перевиваемых клеточных культурах (клетки почек зеленых мартышек), а также в организме лабораторных животных (морских свинок, хомяков, мышей, обезьян).

Основными мишенями для филовирусов являются все клетки моноцитарно-макрофагального ряда, дендритные клетки, эндотелий, клетки надпочечников, гепатоциты. Посредством белка вирусы связываются с многочисленными клеточными рецепторами – мембранными лектинами, транспортным белком холестерина, рецептором Т- хелперов. Проникновение в клетки осуществляется путем эндоцитоза. Закисление содержимого эндосомы приводит к депротеинизации и выходу компонентов вируса из эндосомы в цитоплазму. Репродукция филовирусов происходит в цитоплазме зараженных клеток. Вирусный геном содержит 7 открытых рамок чтения для синтеза вирусных белков. Первоначально на матрице геномной (–) РНК происходит синтез иРНК, которые затем транслируются на рибосомах с образованием вирусных белков. Первичные вирусные белки подвергаются посттрансляционной модификации и процессингу клеточными ферментами (гликозидазами, протеазами). Репликация новых геномных (–) РНК выполняется вирусной РНК-полимеразой при участии нуклеокапсидных белков. Синтез происходит через стадию комплементарной (+) цепи РНК, с матрицы которой в дальнейшем образуются новые копии геномной (–) РНК. Сборка вирусных частиц производится на внутренней стороне цитоплазматической мембраны клетки. Выход вновь образованных вирионов осуществляется путем почкования с приобретением липидного суперкапсида.

Источником инфекции при лихорадке Эбола являются больные люди и животные (приматы, свиньи, некоторые виды антилоп). Предполагается, что природным резервуаром эболавирусов являются плодоядные летучие мыши. Основной механизм передачи – контактный с проникновением вирусов через поврежденную кожу и слизистые в условиях прямого или непрямого контакта с инфицированными выделениями животных и человека. Высокий риск передачи отмечается при уходе за пациентами в отсутствие или при неправильном использовании средств индивидуальной защиты, а также проведении погре-

Вирусология

бальных обрядов при захоронении умерших. Также передача вируса возможна при употреблении зараженного мяса диких животных. Высокая концентрация вируса наблюдается в крови. В достаточной для инфекции дозе он может также находиться в фекалиях, рвотных массах, в грудном молоке, сперме. В этой связи вирус может передаваться половым путем от реконвалесцентов в течение 3 и более месяцев после клинического выздоровления. Воздушно-капельная и воздушнопылевая передача возможна только при очень высокой концентрации вирусов в аэрозоле. Прямой аэрогенной передачи вирусов от человека к человеку при вспышках болезни Эбола не зарегистрировано. Вирус не передается через кровососущих насекомых.

Специфического лечения филовирусных геморрагических лихорадок не разработано. Основу лечебных мероприятий составляет интенсивная патогенетическая терапия, направленная на предупреждение развития гиповолемического шока, нормализацию функций сер- дечно-сосудистой и дыхательной систем.

Меры профилактики филовирусных геморрагических лихорадок являются неспецифическими. Они включают полный комплекс мероприятий по борьбе с особо опасными инфекциями: своевременное выявление и изоляцию заболевших, установление и контроль контактных лиц, применение средств индивидуальной защиты персонала, карантинные мероприятия, проведение дезинфекции в очагах. Разработаны и проходят испытания несколько генно-инженерных вакцин против лихорадки Эбола производства США, России, Великобритании.

Форма вирионов Bunyaviridae сферическая или плеоморфная с диаметром от 80 до 120 нм. Нуклеокапсид окружен наружной липидной оболочкой (сложный вирус). Вирионы имеют спиральный, иногда икосаэдрический (кубический) тип симметрии; у части вирионов тип симметрии не определяется. Геном вирусов представлен тремя сегментами однонитевой (–) РНК. У части буньявирусов отмечается амбиполярность геномной РНК (рисунок 27).

Вирусология

Рисунок 27. – Модель семейства Буньявирусы

Семейство Bunyaviridae объединяет свыше 300 различных вирусных представителей. В настоящее время семейство включает 5 183 родов и не менее 100 установленных вирусных видов. Многие изоляты буньявирусов пока точно не классифицированы. Вирус Крым- ской-Конго геморрагической лихорадки относится к роду Nairovirus; вирус лихорадки Рифт-Валли и вирусы москитных лихорадок принадлежат роду Phlebovirus. Свыше 5 вирусных видов, принадлежащих роду Hantavirus (вирусы Хантаан, Пуумала, Добрава-Белград и др.), являются возбудителями геморрагической лихорадки с почечным синдромом. К роду Hantavirus относятся также возбудители хантавирусного кардиопульмонарного синдрома (вирус Син Номбре). Вирусы Буньямвера, вызывающие лихорадку Буньямвера и лихорадку Батаи, а также вирус калифорнийского энцефалита принадлежат роду

Orthobunyavirus.

Вне организма во влажных условиях буньявирусы выживают в течение нескольких часов при 37°C, в течение 10‒11 дней при 20°C и до 15 дней при 4°C. В условиях низкой влажности буньявирусы инактивируются в течение суток. Аналогично большинству вирусов, имеющих липидный суперкапсид, буньявирусы чувствительны ко всем основным дезинфектантам и антисептикам. Быстро инактивируются при нагревании (60°С в течение 15 мин) и под влиянием ультрафиолета.

Культивирование вирусов проводится на различных типах клеточных культур (перевиваемые клетки почек зеленых мартышек Vero, диплоидные эмбриональные клетки человека и др.), а также в организме лабораторных животных (новорожденных мышейсосунков).

Буньявирусы посредством белков связываются с интегриновыми рецепторами клеток. Для представителей рода хантавирусов основными мишенями являются клетки эндотелия сосудов. Возбудители проникают в клетки путем эндоцитоза. Репродукция буньявирусов

Вирусология

происходит в цитоплазме зараженных клеток. РНК-полимераза обеспечивает репликацию и транскрипцию вирусного генома. Для этого на матрице (–) цепи геномной РНК она синтезирует комплементарные цепи (+) РНК. Позитивная (+) цепь РНК поступает на рибосомы для синтеза вирусных белков. Кроме того, она становится матрицей для дальнейшей репликации геномной (–) цепи РНК. Окончательная сборка вирионов с приобретением суперкапсида происходит в комплексе Гольджи. Вирусы транспортируются к цитоплазматической мембране клетки и покидают ее путем почкования.

Источником и резервуаром вирусов являются домашние и дикие животные (зайцы, ежи, грызуны и другие виды). У животных инфекция протекает или бессимптомно, или в легкой форме.

Механизм передачи – трансмиссивный, контактный, аэрогенный

иалиментарный пути заражения.

Входе инфекции у пациентов развивается иммунитет.

Ведущим способом лечения геморрагических буньявирусных лихорадок и энцефалитов остается интенсивная патогенетическая и симптоматическая терапия с проведением противошоковых мероприятий, которые включают активную дезинтоксикацию и поддержание водно-электролитного баланса, при необходимости – назначение гемодиализа и искусственной вентиляции легких. Для этиотропного лечения отдельных инфекций применяют рибавирин.

Основные меры профилактики буньявирусных инфекций являются неспецифическими. К ним относится борьба с переносчиками в местах их обитания, использование репеллентов, ношение защитной одежды и т.д., что позволяет значительно снизить вероятность заражения людей. В профилактике хантавирусных инфекций важную роль играют мероприятия по дератизации. В случае возникновения заболеваний проводится изоляция и лечение пострадавших, дезинфекция в очагах.

Разрабатывается вакцина для специфической профилактики Крымской-Конго геморрагической лихорадки.

Вирусология

Вирионы Togaviridae имеют сферическую форму частицы со средним диаметром около 60−70 нм. Тип симметрии – кубический. Вирионы имеют наружную липидную оболочку-суперкапсид (сложные вирусы). На поверхности суперкапсида находятся гликопротеиновые шипы. Геном рубивирусов представлен линейной несегментированной однонитевой (+) РHK, обладающей инфекционностью (рисунок 28).

Рисунок 28. – Модель семейства Тогавирусы род Alphavirus:

вирус западного американского энцефаломиелита лошадей – энцефалит.

род Rubivirus:

вирус краснухи – краснуха («германская корь»).

Японские исследователи Ё. Хиро и С Тазака в 1938 г. установили вирусную природу данного заболевания, а австралийский врач Н. Грегг обнаружил тератогенное действие вируса (1941 г.).

Устойчивость вирусов краснухи в окружающей среде невысокая. Вне организма они погибают в течение суток. Чувствительны к УФлучам. При нагревании до 50‒55о С возбудители инактивируются в течение 5‒20 минут. Замораживание при –20°C также постепенно ведет к утрате жизнеспособности вирусов. Быстрая нейтрализация происходит под влиянием всех основных дезинфектантов.

Культивирование проводится на различных типах клеточных культур (первичные культуры клеток амниона человека, перевиваемые клеточные культуры Vero, ВНК-21 и др.).

Вирусы краснухи попадают в верхние дыхательные пути и через слизистую поступают в лимфоузлы. Распространяясь далее по организму, они взаимодействуют с различными типами клеток. Вирионы связываются с мембранными фосфо- и гликолипидами, проникая в клетки посредством эндоцитоза. Нуклеокапсид выходит в цитоплазму, где происходит высвобождение геномной РНК и репликация вируса.

Вирусология

Геномная вирусная (+) РНК выступает в роли иРНК. После ее трансляции на рибосомах образуется вирусный полипротеин, включающий неструктурные вирусные белки. Он подвергается протеолизу с образованием вирусных ферментов – РНК-полимеразы (репликазы), хеликазы, протеазы. РНК-полимераза синтезирует новые копии геномной вирусной РНК через промежуточную (–) цепь РНК. Часть цепи (–) РНК служит матрицей для синтеза иРНК структурных вирусных белков. После ее трансляции синтезируется еще один полипротеин, который гидролизуется протеазами с образованием конечных структурных белков. Далее выполняется упаковка геномной (+) РНК в капсиды вируса. Процесс созревания и сборки вирионов происходит в эндоплазматическом ретикулуме, аппарате Гольджи и лизосомах. Выход вирионов через мембрану осуществляется путем почкования.

Краснуха – это респираторная вирусная инфекция, которая встречается повсеместно. Заболевание преимущественно поражает детей и лиц молодого возраста. Преобладающее течение болезни благоприятное, однако при инфицировании беременных вирус краснухи вызывает тяжелые аномалии развития или гибель плода.

Краснуха – это антропонозное заболевание. Инфекция развивается у людей в отсутствие вакцинации. Обычно болезнь поражает детей (75‒85% всех случаев) и лиц молодого возраста. Восприимчивость

ккраснухе у невакцинированных – до 80‒90%.

ВРеспублике Беларусь вследствие плановой специфической профилактики краснушной инфекции в 2014 г. зарегистрирован только один завозной случай краснухи.

Источник инфекции – больной человек с клинически выраженной или стертой формой заболевания. Пациент заразен в последнюю неделю инкубационного периода и не менее 7 дней от начала высыпаний. Ребенок с врожденной краснухой в течение 1,5‒2 лет продолжает выделять вирус с мочой и через слизистую дыхательных путей; из-за этого он в течение длительного времени остается источником инфекции.

Основной механизм передачи – аэрогенный. Путь передачи – воздушно-капельный. Вертикальная (трансплацентарная) передача инфекции от матери к плоду ведет к развитию синдрома врожденной краснухи

Иммунитет после перенесенной краснушной инфекции или проведенной вакцинации – стойкий, пожизненный, преимущественно гуморальный, поддерживается антителами класса IgG.

Вирусология

Специфических противовирусных средств для лечения краснухи не применяется. Неспецифическая профилактика краснухи включает изоляцию пациентов в домашних условиях на 4 дня после появления сыпи. Карантин в детских учреждениях не устанавливается. При заболевании беременных в сроки первых 16 недель рекомендуется прерывание беременности для предупреждения врожденной краснухи.

Для специфической плановой профилактики краснушной инфекции используется высокоэффективная живая комбинированная вакцина (КПК) против краснухи, эпидемического паротита, кори. Для создания стойкого иммунитета проводят двукратную вакцинацию. Прививки выполняют детям в возрасте 12 месяцев и 6 лет. Вследствие массовой плановой вакцинации с охватом более 97% населения удалось добиться фактической элиминации краснухи с территории Республики Беларусь – в течение года отмечаются лишь единичные завозные случаи болезни.

Вирионы Flaviviridae имеют сферическую форму с диаметром 40−-60 нм. Тип симметрии – кубический. Вирусные частицы окружены липидной оболочкой-суперкапсидом (сложные вирусы). Геном флавивирусов представлен линейной несегментированной однонитевой (+) РHK, обладающей инфекционностью (рисунок 29).

Рисунок 29. – Модель семейства Тогавирусы

В семейство Flaviviridae входят 4 вирусных рода. Представители рода Flavivirus принадлежат к экологической группе арбовирусов, передающихся членистоногими. К настоящему времени род включает 53 вирусных вида. Серьезной эпидемической угрозой для людей являются следующие возбудители: вирус клещевого энцефалита, вирус японского энцефалита, вирус желтой лихорадки, вирус лихорадки денге, вирус лихорадки Западного Нила, вирус Зика.