Открытие вирусов Д.И.Ивановским в 1892г. положило начало развитию науки вирусологии. Более быстрому ее развитию способствовали: изобретение электронного микроскопа, разработка метода культивирования микроорганизмов в культурах клеток. Слово “вирус” в переводе с латинского - яд (животного происхождения). Этот термин применяют для обозначения уникальных представителей живой природы, не имеющих клеточного строения и обладающих облигатным внутриклеточным паразитизмом, т.е. которые не могут жить без клетки. Основные свойства вирусов (и плазмид), по которым они отличаются от остального живого мира: 1.Ультрамикроскопические размеры (измеряются в нанометрах). 2.Вирусы содержат нуклеиновую кислоту только одного типа: ДНК- вирусы или РНК- вирусы (у всех остальных организмов в клетке содержится как ДНК, так и РНК). 3.Вирусы не способны к росту и бинарному делению. 4.Вирусы размножаются путем воспроизводства себя в инфицированной клетке хозяина за счет собственной геномной нуклеиновой кислоты. 5.У вирусов нет собственных систем мобилизации энергии и белок- синтензирующих систем, в связи с чем вирусы являются абсолютными внутриклеточными паразитами.6.Средой обитания вирусов являются живые клетки-бактерии (это вирусы бактерий или бактериофаги), клетки растений, животных и человека. Все вирусы существуют в двух качественно разных формах: внеклеточной - вирион и внутриклеточной - вирус. Вирион - конечная фаза развития вирусов. Строение (морфология) вирусов. 1.Геном вирусов образуют нуклеиновые кислоты, представленные одноцепочечными молекулами РНК (у РНК- вирусов) или двухцепочечными молекулами ДНК (у ДНК- вирусов). 2.Капсид - белковая оболочка, в которую упакована геномная нуклеиновая кислота. Просто устроенные вирусы имеют только нуклеокапсид, т.е. комплекс генома с капсидом и называются “голыми”. 3.Суперкапсид - дополнительная мембраноподобная оболочка поверх капсида, приобретаемая вирусом в момент выхода из клетки хозяина.Такие вирусы называют “одетыми”.
Кроме вирусов, имеются еще более просто устроенные формы способных передаваться агентов - плазмиды, вироиды и прионы. Основные этапы взаимодействия вируса с клеткой хозяина: 1.Адсорбция - пусковой механизм, связанный со взаимодействием специфических рецепторов вируса и хозяина (у вируса гриппа- гемагглютинин, у вируса иммунодефицита человека- гликопротеин gp 120). 2.Проникновение - путем слияния суперкапсида с мембраной клетки или путем эндоцитоза (пиноцитоза). 3.Освобождение нуклеиновых кислот - “раздевание” нуклеокапсида и активация нуклеиновой кислоты. 4.Синтез нуклеиновых кислот и вирусных белков - подчинение систем клетки хозяина и их работа на воспроизводство вируса. 5.Сборка вирионов - ассоциация реплицированных копий вирусной нуклеиновой кислоты с капсидным белком. 6.Выход вирусных частиц из клетки - приобретение суперкапсида оболочечными вирусами. Основные методы культивирования вирусов: 1.В организме лабораторных животных. 2.В куриных эмбрионах. 3.В клеточных культурах (основной метод). Для культивирования вирусов используются разнообразные специальные синтетические вирусологические питательные среды сложного состава, включающие большой набор различных факторов роста (среда 199, Игла, раствор Хэнкса). В среды добавляют стабилизаторы - различные в видовом отношении сыворотки крови (наиболее эффективной считают эмбриональную телячью сыворотку), L-цистеин и L-глютамин. В зависимости от функционального использования среды могут быть ростовые (с большим содержанием сыворотки крови) - их используют для выращивания клеточных культур до внесения вирусных проб, и поддерживающие (с меньшим содержанием сыворотки или ее отсутствием) - для содержания инфицированных вирусом клеточных культур. Бактериофаги – вирусы, обладающие способностью проникать в бактериальные келетки, репродуктироваться в них и вызывать их лизис. Естественной средой обитания фагов является бактериальная клетка, поэтому фаги распространены повсеместно (например, в сточных водах, почве, в кишечнике животных, человека, птиц и т.д.). Фаг был выделен из молока, овощей. Источником фагов патогенных микробов являются больные люди и животные, бактерионосители, реконвалесценты. Фагам присущи биологические особенности, свойственные и другим вирусам.
Наиболее морфологически распространенный тип фагов характеризуется наличием головки (икосаэдра) и отростка (хвоста) со спиральной симметрией, т.е. внешне несколько напоминают сперматозоид. Хвостовой отросток имеет цилиндрический стержень, окруженный сократительным чехлом. Фаги более устойчивы во внешней среде, чем бактерии (однако быстро погибают при кипячении, действии кислот и УФлучей). Взаимодействие фагов с клеткой (бактерией) строго специфично, т.е. бактериофаги способны инфицировать только определенные виды и
фаготипы бактерий. Основные этапы взаимодействия фагов и бактерий: 1.
Адсорбция (взаимодействие специфических рецепторов). 2.
Внедрение вирусной ДНК (инъекция фага) осуществляется за счет лизирования веществами типа лизоцима участка клеточной стенки, сокращения чехла, вталкивания стержня хвоста через цитоплазматическую мембрану в клетку, впрыскивание ДНК в цитоплазму. 3.
Репродукция фага. 4.
Выход дочерних популяций.
Основные свойства фагов. Различают:
-
вирулентные фаги - вызывают продуктивную форму процесса,
-
умеренные фаги - вызывают редуктивную фаговую инфекцию (редукцию фага). В последнем случае геном фага в клетке не реплицируется, а внедряется (интегрируется) в хромосому клетки хозяина (ДНК в ДНК), фаг превращается в профаг. Этот процесс получил название лизогении. Если в результате внедрения фага в хромосому бактериальной клетки она приобретает новые наследуемые признаки, такую форму изменчивости бактерий называют лизогенной (фаговой) конверсией. Бактериальную клетку, несущую в своем геноме профаг, называют лизогенной, поскольку он может вызвать продуктивную инфекцию с лизисом бактерии.
Практическое использование бактериофагов1.Для идентификации (определение фаготипа) в диагностике инфекционных заболеваний. 2.Для фагопрофилактики (купирование вспышек) при дизентерии, брюшном тифе, холере, чуме, стафилококковой инфекции. 3.Для фаготерапии (лечение дисбактериозов). 4.Для оценки санитарного состояния окружающей среды и эпидемиологического анализа.
Тема 7.2. Частная вирусология. Противовирусные препараты.
ВИЧ – инфекцияВозбудитель - вирус иммунодефицита человека, относящийся к семейству ретровирусов, вызывающих медленные вирусные инфекции. Был открыт в 1982 г. и впервые описан в Западной Африке. Сложный РНК-овый вирус, окружен суперкапсидом и белковыми оболочками. Высокая изменчивость затрудняет разработку специфической профилактики (вакцины). Обладает средней устойчивостью и быстро погибает при кипячении и действии дезинфектантов (но реально гарантируют уничтожение автоклавирование и воздушная стерилизация).
Пути передачи - максимальное количество вируса находится в крови и семенной жидкости. В молоке, слюне, слезах, поте количество вируса недостаточное, чтобы вызвать инфекцию. Передается половым путем и парентерально (операции, инъекции, маникюр, татуировки, зубные щетки, бритвенные станки и пр.). В мире зарегистрировано 19,5 млн. ВИЧинфицированных (реально в 5 раз бльше), в России – около 5000 человек. Пандемия развивается не так интенсивно, как предполагали (прогнозировали к 1995г. 500 млн. ВИЧ-инфецированных). Медицинские работники входят в группу риска.
Патогенез и клиника –
Инкубационный период от 7 до 90 дней.
Стадия первичныхпроявлений напоминает любую острую инфекцию (головная боль, лихорадка, утомляемость, может быть диарея), увеличение шейных и подмышечных лимфоузлов. Продолжается 2-4 недели.
Латентный период длится от 5 до 10 лет. Единственный клинический симптом – увеличение практически всех лимфоузлов
. СПИД-ассоциированный комплекс (или пре-СПИД) – интенсивное размножение вируса, ведущее к резкому снижению иммунитета. На этом фоне развиваются инфекционные и неинфекционные заболевания.
Собственно СПИД – полное отсутствие иммунного ответа. Длится 1-2 года, непосредственной причиной смерти являются вторичные инфекции.
Лечение и профилактика:
-
Этиотропная терапия (азидотимизин, альфа-интерферон);
-
Иммуностимуляция (интерфероны и иммуноглобулины); 3. Лечение опухолей, вторичных инфекций и инвазий (ацикловир).
Профилактика только неспецифическая (вакцин нет).
Вирусы гепатита А и В Термин «вирусный гепатит» объединяет две болезни: инфекционный гепатит (болезнь Боткина) – гепатит А и сывороточный гепатит – гепатит В.
Возбудитель – фильтрующийся вирус. Пути передачи - вирус А попадает через пищеварительный тракт и парентерально, инкубационный период 14-50 дней, вирус В – парентерально, инкубационный период 40-180 дней. Стоек к замораживанию, высушиванию, нагреванию. Источником является бльной человек. Патогенез и клиника – основные патолого-анатомические изменения происходят в печени (изменения обмена), значительно повышается билирубин в крови, нарушается образование и фиксирование гликогена. Желтушная формаинфекционного гепатита протекает со сменой трех периодов: преджелтушный – 5-7 дней, недомогание, слабость, снижение аппетита, тошнота, рвота, тяжесть в подложечной области, кратковременное повышение температуры; моча – темная, кал – светлый, печень увеличена; желтушный – 2-3 недели, желтушная окраска кожных покровов, иногда зуд кожи и гемморагическая сыпь; состояние улучшается, печень увеличивается; моча темнеет, кал обесцвечивается; постжелтушный – желтуха уменьшается, состояние улучшается, появляется аппетит, исчезают диспепсичкские явления, моча светлеет, кал темнеет. Клиника сывороточного гепатита отличается более постепенным началом заболевания, большей длительностью желтушного периода, выраженностью и стойкостью клинических симптомов, возможностью развития токсической дистрофии печени. Клинические формы: острая, затяжная (3 мес.), хроническая (более 6 мес.) Лечение и профилактика – госпитализация, диета, достаточное количество жидкости. Профилактика гепатита А – изоляция больных, личная гигиена; гепатита В – иммунизация. Возбудитель – мелкий сферический РНК-овый вирус, имеющий оболочку. Пути передачи – парентеральный, посттрансфузионный (при переливании крови), реже – через сперму, вагинальный секрет, от матери ребенку, очень редко – через слюну, мочу. Патогенез и клиника - попав в кровь проникает в печень, где присоединяется к гепатоцитам и приводит к их гибели или перерождению в злокачественные клетки. Для клинической картины характерны диспепсические явления, желтуха (не всегда), увеличение и уплотнение печени и селезенки. Чувство тяжести или тупые боли в области правого подреберья, снижение аппетита, горечь во рту, тошнота, отрыжка, слабость, похудание, лихорадка, кожный зуд. Медицинский персонал относится к категории повышенного риска заболевания. Число инфицированных превышает 200 млн. человек (3% населения земного шара).