Новиков Д.К. Медицинская микробиология

матрице РНК вируса. Эта ДНК встраивается в клеточный геном и называется провирусом.

Антигены. Антигенными свойствами обладают поверхностные гликопротеины (gp160, gp120, gp41), внутренние белки (р24, р18 и др.) и нуклеопротеиды р7, р9.

В настоящее время выделяют две антигенные разновидности вируса: ВИЧ-1, ВИЧ-2. К основным антигенам у инфицированных людей образуются антитела. Вначале появляются АТ к gp120, gp41, затем к р24, которые длительно сохраняются в крови.

ВИЧ обладает уникальной антигенной изменчивостью, которая в тысячи раз превосходит изменчивость вируса гриппа. Это связано с высокой скоростью его транскрипции, в сотни раз превышающей данный показатель других вирусов.

Интенсивная антигенная изменчивость ВИЧ дает возможность вирусу «скрыться» от специфических антител и факторов клеточного иммунитета, что приводит к хронизации инфекции. С другой стороны, повышенная антигенная изменчивость затрудняет создание вакцины для профилактики ВИЧ-инфекции.

Культивирование и репродукция. Для культивирования используют культуры Т-лимфоцитов, имеющих рецепторы СD4 (Т-хелперы).

Взаимодействие ВИЧ с чувствительными клетками (Т- хелперами, макрофагами) происходит в несколько стадий:

–адсорбция, которая происходит при связывании gр120 с СD4АГ на поверхности Т-хелперов и макрофагов;

–проникновение в клетки путем рецепторного эндоцитоза; для успешного проникновения вируса требуется дополнительное взаимодействие gp120 вируса с клеточным хемокиновым рецептором CCR5;

–высвобождение вирусной РНК;

–синтез молекулы вирусной ДНК на матрице РНК при помощи обратной транскриптазы;

–встраивание вирусной ДНК с помощью вирусной интегразы в геном Т-хелперов и образование провируса, который сохраняется в клеточных поколениях длительное время;

–репродукция ВИЧ – происходит только при транскрипции провирусной ДНК в геноме Т-хелперов при участии клеточной ДНКзависимой РНК-полимеразы, т.е. РНК ВИЧ самостоятельно не реплицируется;

–синтез РНК, трансляция и формирование вирусных белков, важную роль в этом процессе играет вирусная протеаза;

–сборка и выход новых вирусов через мембрану клетки, при этом возможен прямой переход вируса из инфицированной клетки в неинфицированную.

351

Резистентность. ВИЧ малоустойчив в окружающей среде. При комнатной температуре сохраняется до 4 суток, после обработки спиртом, эфиром инактивируется через 5-10 минут, быстро гибнет при действии моющих средств. Нагревание до 60 С обезвреживает вирус в течении 30 минут, до 80 С – в течении 6-7 минут, при кипячении быстро погибает. Полная инактивация вируса происходит при действии 0,3% раствора перекиси водорода, 0,5% раствора фенола, 0,2% раствора гипохлорита натрия.

ВИЧ достаточно устойчив к высушиванию, малочувствителен к УФ-лучам.

Эпидемиология. Источником инфекции являются больной и вирусоноситель. ВИЧ выделяется со всеми биологическими жидкостями. В достаточной для заражения концентрации вирус содержится в сыворотке крови и в сперме.

Механизм передачи – парентеральный, через кровь и другие биологические жидкости.

Пути передачи:

–половой (при обычном и при гомосексуальном контакте);

–при медицинских манипуляциях (при переливании крови, плазмы, сыворотки и через нестерильные медицинские инструменты);

–трансплацентарный (от матери к плоду) и через грудное молоко от ВИЧ-инфицированной матери к ребенку.

Группы риска: гомо- и бисексуалы, наркоманы, больные гемофилией, дети больных родителей, медработники.

ВИЧ-инфекция распространена на всех континентах в большинстве стран. Число больных удваивается каждые 8-10 месяцев. Это кризисная инфекция, угрожающая существованию человечества, поэтому ВОЗ разработала меры по ограничению ее распространения. На конец 2002 года в мире выявлено 42 млн лиц, инфицированных ВИЧ. За этот год более 3 млн из них умерло. В Беларуси выявлено более 4500 ВИЧ-инфицированных.

Патогенез. Основной мишенью для ВИЧ являются клетки, несущие СD4-рецепторы. В первую очередь это Т-хелперы и моноциты,

атакже астроциты, сперматозоиды и др. Репродукция вируса из провируса начинается при стимуляции Т-хелперов любыми антигенами.

Разрушение Т-хелперов приводит к глубокому нарушению системы иммунитета. Соотношение Тх/Тс становится меньше 1,0 (норма 1,4-2,0). Снижается абсолютное число Тх (менее 400 клеток в 1 мл крови при норме 800-1000 клеток /мл). Ослабляются иммунные реакции, снижается продукция иммуноглобулинов В-лимфоцитами, интерферона, комплемента, интерлейкинов.

В результате заражения макрофагов они активируются, выде-

ляют ИЛ1 и ФНО, которые индуцируют воспаление. Эти цитокины,

352

особенно ФНО, стимулируют транскрипцию вируса, интегрированного в геном клетки. Макрофаги становятся основным резервуаром вируса в организме. Они переносят вирус в разные органы (мозг, почки и др.), а также инфицируют Т-хелперы при контакте с ними в лимфоузлах.

В результате организм становится беззащитным против экзогенных и эндогенных инфектов. На фоне иммунодефицита развиваются тяжелейшие инфекции, вызванные условно-патогенными микроорганизмами (Pneumocystis carinii, криптококками, вирусами герпеса, цитомегалии, токсоплазмами, кандидами), опухоли (саркома Капоши, вызываемая вирусом герпеса 8 типа).

Клиника. Инкубационный период длится в среднем 1-3 мес, однако может быть 3-10 лет. В этот период скрытого вирусоносительства могут увеличиваться лимфоузлы и появляться антитела. Первичная реакция организма на внедрение ВИЧ обычно сопровождается выработкой антител. Однако от момента заражения до выработки антител обычно проходит в среднем от трех недель до трех месяцев, у 15-25% инфицированных появление антител к ВИЧ в организме совпадает с клиническими проявлениями. Выделяют несколько стадий болезни, переходящих одна в другую.

I.Острая инфекция. Чаще всего встречается между 6-12 неделей после инфицирования, но может появиться через 1 неделю, 8-12 месяцев и позже. Наблюдается мононуклеозоподобный синдром (лихорадка, моноцитоз). Эта стадия может протекать в субклинической форме.

II.Асимптомная инфекция (вирусоносительство). Характеризуется отсутствием каких-либо симптомов. Отнесение лиц к этой группе осуществляется на основании данных эпидемиологического анамнеза

илабораторных исследований. Доказательством служит наличие противовирусных антител.

III.Персистирующая генерализованная лимфаденопатия. Характеризуется наличием выраженной лимфоаденопатии в те-

чение трех и более месяцев у лиц с эпидемиологическими и лабораторными данными.

IV. СПИД-ассоциированный симптомокомплекс (пре-СПИД). Эта стадия характеризуется следующими признаками: потерей массы тела до 10% и более; необъяснимой лихорадкой на протяжении 3-х месяцев и более; диареей, длящейся более 1 месяца; синдромом хронической усталости; грибковыми, вирусными, бактериальными поражениями кожи и слизистых; повторным или диссеминированным опоясывающим лишаем, саркомой Капоши; повторными или стойкими вирусными, бактериальными, грибковыми, протозойными поражениями внутренних органов.

353

V.СПИД. Нарастают оппортунистические инфекции и опухоли

врезультате развития глубокого иммунодефицита, истощения, что приводит к смерти через 5-10 лет. В ряде случаев заболевание развивается более быстро и уже через 2-3 года переходит в терминальную стадию.

Лабораторная диагностика. Исследуют сыворотку больного на наличие АТ к антигенам вируса ВИЧ. У 90% больных антитела появляются в течение первых 3 месяцев после заражения, у 5-9% – через 6 месяцев, а у 1% – позже. Это исследование проводят в 2 этапа: на первом из них определяют АТ к вирусным белкам при помощи иммуноферментного анализа (ИФА). На втором этапе положительные сыворотки исследуют методом иммуноблотинга, в котором выявляют антитела против индивидуальных антигенов вируса. При выявлении антител не менее чем к трем антигенам (gp120, gp41, р24) человека считают ВИЧ-инфицированным.

Методом ПЦР определяют РНК вируса в плазме крови, что используется для контроля за лечением.

Лечение. Для лечения принимают препараты, способные замед-

лить репликацию ВИЧ-вирусов, ингибиторы обратной транскрипта-

зы. Это азидотимидин (АЗТ), который в организме превращается в АЗТ-трифосфат, включается вместо тимидинтрифосфата в вирусную ДНК и синтез дальнейшей цепи прекращается. К препарату часто развивается устойчивость, и тогда следует использовать другие ингибиторы – дидезоксицитидин, инфавиренц и др.

В последнее время для лечения ВИЧ-инфекции широко используется новый класс химиопрепаратов – ингибиторы вирусной протеазы (индинавир, саквинавир, нельфинавир и др.) При комбинировании азидотимидина с ингибиторами протеазы (так называемая высокоактивная антиретровирусная терапия, англ. название – HAART) прогрессирование болезни существенно замедляется. Вирус перестает обнаруживаться в биологических жидкостях, у больного восстанавливается система иммунитета. Однако ДНК-копии ВИЧ по-прежнему продолжают оставаться в геноме инфицированных клеток системы иммунитета, т.е. излечивания не происходит. Помимо этого, все эти средства обладают выраженным побочным действием (развивается диарея, появляются признаки почечнокаменной болезни и т.д.) Требуется весьма строгий контроль за приемом данных лекарственных средств.

Профилактика.

1. Выявление ВИЧ-инфицированных лиц среди угрожаемых контингентов (лица, контактные с инфицированными, проститутки, наркоманы, подозрительные больные).

354

2.Предупреждение инфицирования медицинского инструментария, лекарств, препаратов крови.

3.Пропаганда знаний по предупреждению заражения ВИЧ при половых контактах (исключение случайных связей, применение средств индивидуальной защиты).

4.Предупреждение заражения медработников при контакте с больными и их биологическими жидкостями (кровь, секреты, экссудаты, моча и т.д.).

Сейчас предпринимаются попытки создания вакцины на основе белка gр120 и антиидиотипических вакцин на основе АТ против СD4, однако по-прежнему главными остаются неспецифические профилактические меры.

20.2 ДНК-геномные вирусы

Существует шесть семейств ДНК геномных вирусов, патогенных для человека (см. табл. 1). Эти вирусы менее изменчивы, более консервативны, чем РНК-геномные; большинство из них реплицируются в ядрах клеток.

20.2.1. Семейство аденовирусов (Adenoviridae)

Аденовирусные инфекции – группа острых респираторных вирусных инфекций (ОРВИ), которая характеризуется поражением эпителия миндалин и слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, кишечника и симптомами интоксикации.

Аденовирусы выделены Роу и соавторами в 1953 г. из аденоидов и миндалин у детей. Их можно выделить из фекалий даже у здоровых людей.

Возбудители аденовирусных инфекций относятся к семейству Adenoviridae, роду Mastadenovirus (вирусы млекопитающих) и роду

Aviadenovirus (птичьи).

Морфология. Вирион в форме икосаэдра (рис. 30), имеет капсид, фибры (нити), дезоксинуклеопротеид, кубический тип симметрии, диаметр – 70-90 нм. Геном представлен линейной молекулой двунитевой ДНК, которая вместе с протеинами формирует плотную сердцевину вируса – дизоксирибонуклеопротеид, образующий 12 петель.

В состав капсида входят 252 капсомеров. Каждый из 180 боковых капсомеров (гексоны) контактирует с шестью соседними. Капсомеры, контактирующие с пятью капсомерами, образуют грани и вершины капсида (пентоны). К пентонам прикреплены фибры – гликопротеиновые нити, заканчивающиеся головкой (рис. 30).

355

Антигенная структура. Гексоны содержат группоспецифический антиген А, общий для аденовирусов. У основании пентонов имеется антиген В, по которому аденовирусы делят на три группы. В фибрах присутствуют антиген С, определяющий типоспецифические свойства, по нему различают серовары аденовирусов. Антигенные свойства положены в основу классификации аденовирусов. Семейство аденовирусов включает около 90 сероваров возбудителей инфекционных заболеваний. Из них более 30 сероваров выделены у людей. В разных возрастных группах обнаруживаются различные типы аденовирусов. Наиболее часто встречаются серовары 3,4,7,8,14,21. Аденовирусы обладают идентичным комплемент-связывающим АГ, поэтому их антигены выявляют в РСК с помощью группоспецифической антисыворотки. Пентоны и фибры обусловливают гемагглютинирующие свойства вирусов.

Культивирование. Аденовирусы культивируют в культурах клеток человека (эпителиальные клетки, клетки амниона, почек), а также в культурах клеток Hela, Hep-2. Они реплицируются в ядрах клеток, где образуют внутриядерные включения. ЦПД проявляется через 2496 часов: клетки округляются, гнездно отслаиваются от поверхности. Индикацию вирусов можно также проводить по гемадсорбции, т.к. большинство аденовирусов имеют гемагглютинины к эритроцитам разных животных.

Резистентность. Вирусы высокоустойчивы к низким температурам. При комнатной температуре сохраняются до 2-х недель, длительно сохраняются в воздухе, воде, лекарственных препаратах (глазные капли), на предметах обихода. Легко инактивируются при нагревании и действии дезинфицирующих средств, ультрафиолетовом облучении, при рН

– 10,5.

Эпидемиология и патогенез. Источник инфекции – больной человек, который выделяет вирусы из носоглотки в острый период заболевания, а в более поздние сроки – с фекалиями.

Механизм заражения – воздушно-капельный, в некоторых случаях – фекально-оральный. Возможны эпидемические вспышки инфекции в коллективах. Аденовирусные инфекции составляют 5-10% всех вирусных инфекций человека. Наиболее восприимчивы дети от 6 месяцев до 5 лет (35-40% случаев). До 6 месяцев у детей естественный пассивный иммунитет от матери. У 95% взрослых в сыворотке крови есть АТ к наиболее распространенным сероварам вирусов.

Входные ворота – слизистые оболочки верхних дыхательных путей, глаз, кишечника. Вирус прикрепляется фибрами к эпителиальным клеткам и проникает в них, после репликации вируса клетки разрушаются.

356

Инкубационный период – 5-9 дней. По типу поражений чувствительных клеток выделяют три варианта инфекций: продуктивная инфекция сопровождается гибелью клеток после выхода вирусов; персистирующая инфекция протекает хронически, бессимптомно; трансформирующая инфекция – при заражении новорожденных грызунов (мыши, крысы, хомяки) аденовирусы группы А вызывают у них образование опухолей.

Клинические проявления. По способности к поражению клеток аденовирусы разделяют на 6 групп (А-G). Вирусы группы А вызывают трансформирующую инфекцию – появление опухолей у животных. Вирусы группы В (3,7,11,14,21) и группы Е (4) вызывают острые инфекции, группы С (1,2,5,6) индуцируют более легкие поражения, склонны к длительной персистенции в тканях аденоидов, миндалин, брыжеечных лимфатических узлов.

Пневмонии, бронхиолиты чаще вызывают 1, 2, 3, 5, 6, 7, 21 серовары; фарингоконъюктивиты – 1, 2, 3, 4, 6, 7, 14; острые респираторные заболевания – 3, 4, 7; гастроэнтериты – 2, 3, 5, 40, 41; геморрагические циститы – 11, 21; менингоэнцефалиты – 2, 6, 7, 12, 32; генерализованные инфекции – 5, 34, 35, 39.

Клиника ОРВИ напоминает грипп, развивается преимущественно в холодное время года. Фарингоконъюктивиты обычно возникают у новорожденных и детей раннего возраста, нередко летом (водный путь). Встречаются тяжелые пневмонии, особенно при иммунодефицитах, гастроэнтериты и циститы.

Иммунитет после инфекции типоспецифический за счет sIgAантител. Повторные инфекции вызывают другие типы (серовары) вирусов.

Лабораторная диагностика

Материал – смыв из носоглотки, отделяемое конъюнктивы, реже – фекалии, обработанные антибиотиками.

Вирусологический метод: заражение материалом культур клеток, индикация и идентификация по данным РГА, РН, ЦПД, РТГА.

Экспресс-метод: прямая РИФ с диагностическими сыворотками против наиболее часто встречающихся сероваров.

Серологический метод: исследуют парные сыворотки в РН, РСК, РТГА, ИФА.

Лечение. При легкой форме – симптоматические средства. При среднетяжелых и тяжелых формах – противовирусные препараты, донорский иммуноглобулин.

Профилактика. Изоляция больных, в детских коллективах – стимуляторы интерферона, по показаниям применяют вакцину из инактивированных серотипов 3,4,7,8.

357

20.2.2 Семейство герпесвирусов

Вирусы семейства Herpesviridae (от греч. herpes – ползучий) вызывают герпетические инфекции. Представители этого семейства очень широко распространены в природе, известно около 80 герпесвирусов, 8 из них выделены от человека.

На основании особенностей биологических свойств они разделены на 3 подсемейства:

–альфа-герпесвирусы – Alphaherpesvirinae. Включают род Simplexvirus (вирусы простого герпеса 1 и 2 типа – ВПГ 1, 2) и род

Varicellovirus (вирус varicella zoster (3 тип), вызывающий ветряную оспу и опоясывающий лишай).

–бета-герпесвирусы – Betaherpesvirinae. Род Cytomegalovirus,

представителем которого является вирус цитомегалии (ЦМВ) – 5 тип; род Roseolovirus – вирусы герпеса типов 6А, 6В, 7.

–гамма-герпесвирусы – Gammaherpesvirinae. Род Lymphocryptovirus, представителями яаляются вирус Эпштейна-Барр (4 тип), вызывающий инфекционный мононуклеоз у человека, и вирус болезни Марека у птиц.

Недавно открытый вирус герпеса 8 типа связан с развитием саркомы Капоши у ВИЧ-инфицированных лиц.

20.2.2.1. Герпесвирусы 1 и 2 типа (ВПГ 1, 2) (Род Simplexvirus)

Морфология и свойства. Размеры вирионов 150-200 нм; содержат линейную двухнитевую ДНК, в которой присутствуют около 80 генов. Вирусы имеют капсид и суперкапсид; кубический тип симметрии; в капсиде 162 капсомера (рис. 31).

Культивируются в культурах различных клеток, где вызывают образование многоядерных клеток; чувствительны к нагреванию; быстро инактивируются УФО, дезинфицирующими средствами.

После проникновения в клетку эти вирусы реплицируются в ядрах. Транскрипция вирусной ДНК осуществляется клеточными транскриптазами, а ее репликация – вирусспецифической ДНКполимеразой. Структурные полипептиды, образующие капсид и полипептиды, участвующие в формировании наружной оболочки вириона – суперкапсида, синтезируются в цитоплазме, а затем переносятся на внутреннюю поверхность ядерной оболочки, где происходит сборка вириона. В ядрах клеток накапливаются вирусные капсиды, скопления которых видны при световой микроскопии как эозинофильные включения. Сборка вируса заканчивается, когда нуклеокапсид покрывается белковыми капсидами, вирион покидает ядро путем почкования ядерной мембраны.

358

Антигены: типоспецифические – гликопротеины капсида, группоспецифические – нуклеопротеиды. На основе типоспецифических различий и ДНК-структуры различают ВПГ 1 и ВПГ 2.

Эпидемиология. Герпесвирусные инфекции широко распространены, особенно лабиальный, генитальный и офтальмогерпес (7080% населения – вирусоносители). Источник инфекции – больной человек и вирусоноситель. Пути передачи – контактно-бытовой, воз- душно-капельный, половой, трансплацентарный (от матери к плоду). Основной путь – контактный. Возможно бессимптомное вирусоносительство.

Вирус содержится в слюне и биологических жидкостях. Заражение происходит через посуду, полотенца, игрушки, при поцелуях. Контактный путь может реализоваться при использовании нестерильных медицинских инструментов (в стоматологии, в офтальмологии).

Воздушно-капельный путь: герпетическая инфекция протекает в форме ОРЗ. Чаще контактным и воздушно-капельным путем заражаются дети от 6 месяцев до 3 лет. К герпетической инфекции сущетствует генетическая предрасположенность, часть людей – резистентны. Заболевание нередко носит семейный характер (родители-дети). Причем мать может быть резистентной, а дети заражаются от отца.

Патогенез. Первичная инфекция возникает при попадании возбудителя на слизистые оболочки, герпесвирусы не способны проникать через неповрежденную кожу, что обусловлено отсутствием специфических рецепторов на клетках ороговевающего эпителия. После проникновения в эпителий слизистых оболочек возбудитель активно в нем размножается. Механизмы репликации аналогичны для ДНКсодержащих вирусов – возбудитель взаимодействует со специфическими рецепторами (для ВПГ он гомологичен фактору роста фибробластов), проникает в клетку и запускает литический продуктивный тип инфекции. Наблюдается очаговая дегенерация эпителия: клетки увеличиваются в размерах, приобретают округлую форму, появляются гигантские клетки с включениями. Эпидермис отслаивается, образуются пузырьки, которые лопаются, возникают изъявления и местное воспаление, часто на губах и носогубных складках. При генитальном герпесе пузырьки с изъявлениями возникают на слизистых оболочках половых органов и коже паховых зон.

Из первичного очага возбудитель проникает в чувствителные нервные ганглии: ВПГ-1 – в тройничный, а ВПГ-2 – в поясничные узлы. В них они персистируют. В клетках нервных ганглиев и некоторых других геном вирусов герпеса может находиться в интегрированном состоянии с геномом клетки в форме провируса неограниченно долго. Он служит источником рецидивов заболевания при ослаблении иммунитета.

359

Рецидивы возникают у вирусоносителей после ослаблениия резистентности на фоне переохлаждения, менструации, при стрессовых воздействиях. Вирус из ганглиев по нервным стволам проникает в эпителий кожи и слизистых оболочек, снова возникают пузырьки и повреждение эпителия. Цикл репродукции вируса – 10 часов. Заболевание сопровождается вторичным иммунодефицитом.

Клиника. Инфекция, вызванная этими вирусами, проявляется чаще всего поражением кожи и слизистых оболочек (везикулярные высыпания на коже губ, носа, стоматит, конъюнктивит, кератит, поражение эпителия половых органов). Вирусы нейротропны и могут поражать ЦНС (энцефалиты, менингиты).

Вирус 1 типа обычно поражает слизистые губ и носа, а 2 типа – вызывает генитальный герпес, но оба вируса могут вызывать поражения той и другой локализации. Исследования на наличие АТ подтверждают, что инфицирование ВПГ 1 происходит в раннем возрасте, а ВПГ 2 – после начала половой жизни. Вирус 2 типа чаще вызывает генерализованный и генитальный герпес.

Генитальный герпес – одна из наиболее распространенных болезней, передающихся половым путем, которые входят в специальную программу исследований, проводимых ВОЗ. В Англии генитальный герпес встречается в 7 раз чаще, чем сифилис. В США ежегодно выявляют 20 тысяч случаев генитального герпеса.

Иммунитет. При первичном инфицировании образуются IgМантитела, при рецидивах – IgG и IgА. У инфицированных иммунитет является нестерильным и временным – при снижении иммунитета, особенно дефиците ЕК, наступает рецидив инфекции. Вирус герпеса сам индуцирует иммунодефицит, один из механизмов которого – индукция синтеза «неэффективных» IgG-антител, которые супрессируют иммунитет, подавление ЕК. У людей, резистентных к инфекции, иммунитет осуществляется системой интерферонов, ЕК и Т- киллерами, и sIgA-антителами. У 80-90% взрослых имеются IgGантитела к ВПГ-1. При иммунодефиците, вызванном ВИЧ-инфекцией, часто наблюдается тяжелое течение герпетической инфекции.

Лабораторная диагностика. Цитологический метод – делают соскоб из пораженного участка эпителия, готовят мазок, окрашивают по Романовскому-Гимзе и обнаруживают многоядерные клетки с внутриклеточными включениями.

Вирусологический метод – заражают культуры клеток, выявляют ЦПД в виде гигантских многоядерных клеток с включениями, которые разрушаются. Идентификацию осуществляют в РН ЦПД, РИФ с моноклональными АТ. На хорионаллантоисной мембране куриных эмбрионов через 2-3 суток образуются белые бляшки.

360