Вирусы подсемейства Chordopoxvirinae, способные инфицировать человека

Морфология. Поксвирусы — крупные кирпичеподобной формы вирусы. Например, вирус вакцины, использующийся в качестве модели семейства, имеет размер 350×370 нм. Известно две его формы — внутриклеточная и внеклеточная. Внутриклеточная форма имеет липидсодержащую поверхностную мембрану и высвобождается из инфицированной клетки путем ее разрушения. Внеклеточная форма содержит второй липидный слой, окружающий вирион, включающий поверхностные гликопротеины, которые отсутствуют у внутриклеточных форм. Сердцевина вириона гантелеобразной формы, содержит одно или два боковых тельца. Она представлена комплексом ДНК с белком. Вирион содержит более 30 структурных белков.

Геном. Поксвирусы обладают геномом огромного размера — от 130 до 380 кб информации, кодирующей сотни белков. Геном — двухцепочечная, линейная ДНК. Концы молекулы ДНК ковалентно соединены. Так что, в сущности, геном поксвирусов — одноцепочечная циркулярная молекула, комплементарная самой себе на значительном протяжении. Концы генома содержат инвертированные терминальные повторы, участвующие в его репликации. Он кодирует более 100 полипептидов, образующих три разные структуры — сердцевину, латеральные тельца и перикапсид.

Репликация. Поксвирусы инфицируют организм хозяина, проникая через эпителий кожи или слизистых респираторного тракта. Вслед за инфицированием вирус реплицируется локально в клетках эпителия, что сопровождается локальными патоморфологическими изменениями, выявляемыми при окраске по Романовскому-Гимзе (эозином с гематоксилином).

Процесс репликации вируса занимает от 37 до 75 часов. Для вируса вакцины он длится 12-24 часа. Основные закономерности о репликации поксвирусов получены в культуре клеток на модели вируса вакцины. Репликация ДНК и сборка вирионов происходит в цитоплазме. Поэтому геномом кодируются ферменты, необходимые для репликации ДНК, продукции мРНК (ДНК- и РНК-полимеразы, поли-А полимеразы обмена нуклеотидов, ферменты кэпинга, протеинкиназы, ДНК-топоизомеразы), а также ферменты биосинтеза структурных белков и белков, интерферирующих с факторами защиты организма. В цитоплазме выявляются электронноплотные области, содержащие вирусную ДНК и белки. Предшественник ДНК упаковывается в вирион, формируя его сердцевину, и конденсирует вокруг себя белки. Внутриклеточные формы вирионов являются инфекционными, окружены липидной оболочкой. Внеклеточные формы имеют еще одну дополнительную липидную оболочку. В инфицированных клетках выявляются три области: В-область, базофильная, или тельца Гварниери (мести синтеза ДНК); А-область, ацидофильная — скопление вирионов и область протеинового матрикса, представленного полипептидом 160 кД. Репликация MCV в эпителии кожи сопровождается образованием уникальных эозинофильных цитоплазматических включений гранулярного типа, названных тельцами контагиозного моллюска.

Патогенез. Вирус вначале инфекции реплицируется локально, затем он распространяется лимфогенно и приводит к генерализации процесса. При первичной виремии он переносится в паренхиматозные органы — печень и селезенку. После репродукции в клетках этих органов огромные количества вирионов вновь возвращаются в кровеносную систему и вторичная виремия сопровождается поражением почек, легких, ЖКТ, кожи и/или других органов. Вторичная репродукция вируса ведет к формированию классической для натуральной оспы сыпи на коже и слизистых, развитию макулопапулезных поражений. Особенно сильны поражения кожи на лицевой части головы. Эти поражения — оспины — остаются в виде своеобразных отметин на всю жизнь. Характерными клиническими проявлениями являются головная боль, лихорадка, мышечная боль, поражения ЦНС. Они обусловлены формированием множественных очагов поражений, сопровождающихся геморрагиями, отеками и некрозом клеток. Возможно развитие и вторичной волны лихорадки, обусловленной бактериальной суперинфекцией. Установлено наличие двух штаммов вируса натуральной оспы — variolla major — классический и — variolla minor или алястрим.

Геном поксвирусов кодирует множество белков, взаимодействующих (интерферирующих) с клетками и молекулами хозяина и не участвующих в процессах репликации. Эти белки индуцируют неспецифические механизмы противовирусной защиты хозяина или важные молекулярно-клеточные механизмы патогенеза болезни. Как правило, они способны активировать систему комплемента, стимулировать образование больших количеств цитокинов — интерферонов, фактора некроза опухолей, ИЛ-1.

Пути передачи. Вирус натуральной оспы является исключительно антропонозным. В историческом аспекте натуральная оспа может рассматриваться в качестве болезни цивилизации прошлого (?). Вирус получен человеком от домашних или диких животных, или предков человека. Источник инфекции — больной человек. Инфицирование происходит воздушно-капельным и контактным путями, через поврежденную кожу или слизистые. Наибольшую опасность представляют больные в первые 8-10 суток высыпаний. Однако опасность инфицирования сохраняется до отпадения корок. Вирус контагиозного моллюска передается половым и контактным путями, а также посредством полотенец, бассейна.

Заболевания

Классическая форма оспы (Variolla major). Инкубационный период натуральной оспы составляет 5-15 суток. Могут быть и молниеносные формы. Продромальный период составляет 2-4 суток, стадия высыпаний — 4-5 суток, формирование пустул (нагноения) — 7-10 суток, выздоровление длится 20-30 суток. По степени тяжести выделяют тяжелую (геморрагическую, сливную), средней тяжести и легкую (без сыпи и вариолоид) формы. Особенной чувствительностью к вирусу натуральной оспы обладают лица с нарушенной (компроментированной) функцией иммунной системы и первичными иммунодефицитами. Летальность достигает 30%.

Вариолез (Variolla mitigata) — (вариолоид) — это атипичное течение натуральной оспы у привитых с неполноценным протективным иммунитетом. Встречается примерно у 5% привитых. Характеризуется более коротким и легким течением..

Алястрим (Variolla minor) — легкая форма заболевания, протекающая с наличием экзантематозных высыпаний и низкой летальностью (менее 1%).

Эрадикация натуральной оспы. В начале 20-го века заболеваемость натуральной оспой в Беларуси составляла 300-400 случаев на 100 000 населения. Благодаря созданию отечественной вакцины и внедрению в практику здравоохранения системы иммунопрофилактики натуральная оспа в Беларуси была ликвидирована в 1928 году. Человечеству понадобилось еще более 50 лет для ее эрадикации в глобальном масштабе (ВОЗ с 1960 г. интенсивно осуществляла программу ликвидации заболевания и эрадикации данного вируса из циркуляции в популяции человека). Последний случай заболевания был зарегистрирован в 1977 г. в Сомали. В 1978 г. натуральная оспа была ликвидирована в этом последнем очаге, а в 1980 г. ВОЗ официально подтвердила свершение этого важного события. В настоящее время вирус натуральной оспы хранится в двух лабораториях — в центре по борьбе с инфекциями в США (CDC, Атланта) и НИИ вирусологии «Вектор» в России (Новосибирск). Вместе с тем, в мире остается опасность новой интрадукции вирусов оспы в популяции человека. Эта опасность исходит из возможности перехода вируса обезьян на популяцию человека. За последние годы известны многократные случаи оспоподобных заболеваний человека, обусловленных этим вирусом (более 60 человек, до 9-ти пассажей). Не исключается возможность интрадукции и других поксвирусов. В последние годы существенно возросла угроза использования данного вируса в качестве биологического агента терроризма.

Иммунитет. Грандиозным следствием борьбы человека с оспой явилась разработка в XVIII веке техники вариоляции. Она заключалась в чрезкожном или интраназальном инфицировании здорового восприимчивого индивидуума детритом сухих отпадающих корок участков оспенных поражений, содержащих вирус натуральной оспы. Этот способ иммунизации характеризовался относительно низкой летальностью (1-2%) и более легким течением заболевания. Однако массового и повсеместного применения он не нашел. Эдвард Дженнер создал концепцию вакцинации людей детритом оспенных корок коров, содержащих вирус вакцины, т.е. вирус коровьей оспы. Применение метода на практике и его популяризация были весьма продуктивны. В 1796 г. он таким образом публично иммунизировал мальчика Джеймса Фиппса, а затем инфицировал его вирулентным вирусом натуральной оспы и показал тем самым развитие резистентности организма ребенка к последнему. Таким образом, Э. Дженнер предложил способ иммунизации и вирус вакцины. Протективный эффект вируса вакцины объясняется наличием перекрестнореагирующих антигенов в составе этих близкородственных патогенов. В последующем в соответствии с методом Дженнера стали готовить раствор, содержащий вирус вакцины, каплю раствора наносили на поверхность кожи в области плеча правой руки и скарифицировали ее. Вирус внедрялся в поврежденный участок кожи, реплицировался локально, вызывал воспалительную реакцию, поражение кожи и образование рубца. В результате этого развивался иммунитет против вируса натуральной оспы. Иммунизация вирусом вакцины оказалась более безопасной и весьма эффективной. Основной формой иммунитета является протективный гуморальный иммунитет, обусловленный биосинтезом вирусспецифических антител классоспецифичности IgM и IgG. В период эрадикации натуральной оспы в мире вирусом вакцины ежегодно иммунизировали миллионы людей. Этот опыт показал, что формируемый иммунитет обеспечивает эффективную защиту населения, резко снижает заболеваемость и особенно летальность, но он не абсолютен. У лиц с ослабленной функцией иммунной системы или иммунодефицитными состояниями вирус вакцины способен к системному распространению, генерализации процесса и развитию оспоподобного заболевания, зачастую осложняющегося энцефалитом.

Лабораторная диагностика

Материал для исследования. Об установлении случая натуральной оспы необходимо незамедлительно сообщить в министерство здравоохранения и ВОЗ. Пациент должен быть помещен в условия, соответствующие уровню биологической безопасности 4 (УББ-4). Лица, близко контактировавшие с больным, также должны быть изолированы. Соответственно забор материала для исследований, его транспортировка и лабораторные исследования также должны выполняться в условиях, обеспечивающих УББ-4. В биологическом материале вирус остается инфекционным в течение нескольких недель. Объектами для исследования являются биопсийный материал из элементов кожных макуло-папулезных и везикулезно-пустулезных высыпаний, жидкость из участков повреждения, корки. Материал помещают в пробирки, содержащие поддерживающую питательную среду. Короткое время пробы биологического материала можно хранить при 4°С, но предпочтительнее — при -70°С. При пересылке биологического материала необходимо руководствоваться правилами, разработанными ВОЗ для транспортировки биологических агентов особой опасности.

Методы исследований. С целью идентификации и дифференциации видов поксвирусов используют вирусологический, морфологический (включая электронную микроскопию), серологический, молекулярно-биологический и экспериментальный методы.

Для вирусологической диагностики используют заражение 12-дневных куриных эмбрионов и культуры клеток Vero. В процессе репродукции в эпителии хорионаллантоисной оболочки поксвирусы образуют характерные повреждения в виде бляшек (оспины). При культивировании на культуре клеток Vero они вызывают ЦПД. Характер повреждений и предельная температура репродукции вируса позволяют проводить предварительную дифференциацию поксвирусов.

Гистологическое исследование биоптатов из участков поражения кожи также является информативным. При этом выявляется гиперплазия эпидермиса, пенетрация кератиноцитов в дерму. Препараты окрашиваются гематоксилином и эозином. Методом световой микроскопии окрашенных мазков выявляют тельца Пашена-Гварниери (овальные околоядерные ацидофиьные включения). Реакция иммунофлюоресценции используется для выявления вирусных антигенов в мазках-отпечатках. Электронная микроскопия — хороший и быстрый метод выявления поксвирусов. Морфологическая дифференциация вирусов основана на форме и размерах вирусных частиц. Они существенно варьируют по размеру (от 140-230 до 210-380). Иммуноэлектронная микроскопия повышает диагностическую значимость.

Серологическая диагностика используется в качестве ретроспективного метода. Четырехкратное увеличение титров вируснейтрализующих антител в период острой фазы и фазы реконвалесценции является важным диагностическим критерием. В этих целях может использоваться иммуноферментный анализ и метод блоттинга.

Молекулярно-биологический анализ с помощью ПЦР и секвенирование ДНК генома вирусов также могут быть использованы в этих целях. Значение молекулярно-биологических подходов и их сочетание с другими методами значительно повышает эффективность диагностики.

Профилактика и лечение

В связи с всевозрастающей угрозой возможности использования вируса натуральной оспы в качестве оружия биотерроризма, а также возможностью интрадукции вирусов животных (обезьян, коров или грызунов) в человеческую популяцию значение специфической иммунопрофилактики и химиопрофилактики существенно возрастает. Для иммунопрофилактики используют живые вакцины. Состояние невосприимчивости развивается через 7-10 дней после иммунизации, а протективный иммунитет сохраняется в течение 3-5 лет. В соответствии с декларацией ВОЗ о ликвидации натуральной оспы вакцинация людей против нее с 1980 г. прекращена повсеместно. В связи с угрозой биотерроризма США планируют к концу 2002 г. изготовить более 200 млн. доз вакцины. В 2002 г. проведена иммунизация группы риска в США и Великобритании, создаются запасы вакцины в других странах. Ведутся исследования по разработке новых вакцин. В целях экстренной иммунопрофилактики и иммунотерапии заболевания может применяться противооспенный иммуноглобулин. Средства химиотерапии и химиопрофилактики ограничены и в настоящее время интенсивно разрабатываются. Метисазон — основной противооспенный химиопрепарат.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: