Глава 7.8 - Основы Вирусологии.

Глава 1 - Общие понятия о вирусах

Вирусология - одна из основных биологических наук.Занимается изучением вирусов.

Вирусы - это организмы, не способные существовать и размножаться самостоятельно. В определении вируса подчёркивается особая природа их паразитизма, который можно назвать паразитизмом на генетическом уровне. Тот факт, что вирусы способны выживать и размножаться только внутри других клеток, объясняется не отсутствием собственной клеточной организации, а их потребностью в поступлении готовых источником питания. Если бактерии обладают способностью расти и размножаться на искусственных питательных средах, то вирусы, напротив, как настоящие клеточные паразиты, полностью зависят от обмена веществ в клетке - хозяине. Сейчас уже доказано, что отношение вирус - хозяин не ограничивается лишь питанием, а носит более сложный характер.

Когда стали возможны современные методы исследования, с помощью электронного микроскопа удалось выявить детали структуры вирусов.

От бактерий вирусы отличаются простотой строения. Они состоят из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки, которая называется " капсид ". Нуклеиновые кислоты представляют собой необходимый элемент живой материи, главное назначение которого - сохранять и переносить наследственную, или генетическую, информацию. Нуклеиновая кислота состоит из большого числа структурных единиц - нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из трех основных частей : молекулы фосфорной кислоты, молекулы сахара молекулы органического основания. Органические основания представлены следующими веществами : цитозином, тимином, урацилом, аденином и гуанином. По типу сахара, содержащегося в нуклеиновых кислотах, различают два вида кислот. В одной из них нуклеотиды содержат рибозу, и тогда кислота называется рубинуклеиновой ( РНК ), а в другой - дезоксирибозу и кислота называется дезоксирибонуклеиновой ( ДНК ). Вирусы всегда содержат лишь одну из двух кислот : либо РНК, либо ДНК. В бактериях и других живых клетках ДНК в основном содержится в ядре, а РНК локализуется в цитоплазме и ядрышке клетки. Нуклеиновые кислоты вирусов состоят из одной или двух спиралей.

Вирусы способны поражать многие живые организмы : бактерии, растения, человека и животных. Например, цветковые растения являются хозяевами для многих типов вирусов.

Наука - фитопатология занимается в том числе изучением вирусных болезней картофеля, бобов, свеклы, сахарного тростника и других сельскохозяйственных культур.

Среди беспозвоночных вирусные болезни обнаружены только у насекомых. Среди позвоночных известны вирусные заболевания у рыб, амфибий ( опухоль почки у леопардовой лягушки ). Многие вирусные заболевания известны у птиц ( саркома и лейкозы служат излюбленной моделью при изучении вирусной природы опухолей ). К вирусным заболеваниям человека относятся : грипп, корь, полиомиелит, бешенство, краснуха и многие другие.

Глава 2 - ВИЧ - инфекция

Возбудитель ВИЧ - инфекции является вирус иммунодефицита человека : ВИЧ - может быть двух типов ( 1 и 2 ) ( по - английски Hlv ).

Возбудитель ВИЧ - инфекции относится к семейству Retroviridae. Представители этого семейства поражают самых различных животных - грызунов, птиц, млекопитающих, а также человека. Вирусы, входящие в это семейство, являются РНК - ми, они способны с помощью обратной транскриптазы образовывать ДНК на матрице вирусной РНК. ДНК затем способна встраиваться в хромосому клетки и существовать там. Этим обусловлены особенности эпидемиологии ретровирусных инфекций - наличие как горизонтального, так и вертикального пути передачи. Вертикальный путь передачи  - это путь передачи потомству в составе хромосомы ( не в процессе родов, а по наследству во время формирования зиготы ).

Возбудитель ВИЧ - инфекции относится к роду Lentovirus, который включает в себя тех представителей семейства ретровирусов, которые вызывают медленные вирусные инфекции.

Вич - 1 был открыт в 1982 году  Галло и параллельно Мортанье, Вич - 2 в 1985 году, впервые описан в Западной Африке. Структурно ВИЧ - 1 отличается от ВИЧ - 2 по строению гликопротеидов мембраны. Чаще всего встречается ВИЧ - 1. Клиника, патогенез заболеваний, вызываемых вирусами одинаковы.

Строение вируса. В центре вирусной частицы находится две зигзагообразные молекулы РНК. Вместе с молекулами РНК находятся две молекулы обратной транскриптазы ( или ревертазы ). Они упакованы с помощью белков : р - 15, р - 24. Вирус имеет внешнюю оболочку, представленную белком р - 18, и липопротеидную оболочку - суперкапсид. Липопротеид имеет антигенные детерминанты - молекулы гликопротеидов, напоминающие гриб, ножка которого погружена в мембрану суперкапсида, а шляпка обращена наружу. Шляпка образована так называемым гликопротеидов р - 120, а  ножка представлена gp - 41. Весь гликопротеиный рецептор, включающий в себя и шляпку и ножку, называется gp - 160.

Вирус имеет округлую форму, средние размеры 100 - 140 нм. Вирус является сложным, то есть окружен суперкапсидом и белковыми оболочками. Геном вируса содержит 9 генов, из них 3 структурных и 6 регуляторных. Геном является очень изменчивым : постоянно идёт процесс антигенного дрейфа. Существует несколько серологических рас вируса : 8 уже сформированных антигеных вариантов : А, B, C, D, E, F, G, H. Значение варианта вируса позволяет предположить источник заражения. Так, например, в Африке чаще всего встречаются антигенные варианты F, G, H. Вариант В чаще всего передается среди гомосексуалистов.

Высокая изменчивость, текучесть антигенного состава крайне затрудняет разработку специфической профилактики - разработку вакцины.

Устойчивость вируса. Вирус обладает средней для сложных вирусов устойчивостью. Он мгновенно погибает при кипячении, но для того чтобы гарантировать, что вирус погиб, нужно кипятить 20 - 30 минут. Очень быстро погибает под действием различных дезинфектантов - перекись водорода, глутаральдегид, хлор, фенол - содержащих препаратов. Для обработки рук и антисептических процедур рекомендуют применять хлоргексидин, спирт не очень быстро убивает вирус ( 70 % за 10 минут ). При нагревании до 180 ° С вирус в течение часа погибает - на 100 %, при автоклавировании на 100 %. В настоящее время методы, которые реально могут гарантировать уничтожение ВИЧ, - это автоклавирование и воздушная стерилизация. Все остальные методы являются методами интенсивной дезинфекции, но не стерилизации, поскольку никто не знает, чем покрыты вирионы в том материале, который обрабатывается. Вирионы могут находиться внутри комка биологической жидкости и пережить обработку дезинфектантами.

Взаимодействие вируса с клетками организма. В организме вирусы взаимодействуют с СД - 4 рецепторами, которые располагаются на поверхности иммунокомпетентных клеток - лимфоцитов, макрофагов. Взаимодействие вируса с клеткой - мишенью включает 6 стадий : адсорбция к СД - 4 рецепторам, протокол клетки, затем эндоцитоз, депротеинизация с участием протеинкиназ клетки хозяина, синтез ДНК на матрице ( - ) РНК с участием обратной транскриптазы, на  матрице ДНК затем может происходить синтез вирусной РНК. ДНК вируса включается в геном клетки, затем происходит синтез вирусных компонентов - белков, следом - самосборка  вириона и его отпочкование, в ходе которого вирус приобретает суперкапсид. Процесс взаимодействия вируса с чувствительной клеткой происходит с различной скоростью : вирус может персистировать в клетке, ничем себя не проявляя, у него может отсутствовать синтез нуклеиновых кислот и белков.Второй тип взаимодействия соответствует медленному размножению и отпочкованию вируса и инфицированию новых клеток. Третий вариант - быстрое размножение вируса в клетке, гибель её и выход вируса. Обычно в одной клетке образуется 10.тыс. новых вирусов.На использовании этих этапов взаимодействия вирусов и клеток основаны методы лечения и профилактики.

Эпидемиология ВИЧ - инфекции.

Предполагают, что вирус существовал в человеческой популяции до того, как началась пандемия. Уже после открытия вируса по сохранившимся сывороткам было установлено, что вирус был в 1976 году в Англии, в 1966 году в Африке, в 1952 году - в Африке. Однако групповых вспышек не было зарегистрировано.

ВИЧ присутствует у больного человека во всех клетках, где есть СД - 4 рецепты - это Т - хелперы, тканевые макрофаги, в клетках кишечника, слизистых и так далее. У инфицированного человека вирус выделяется со всеми биологическими жидкостями : максимальное количество его находится в крови, семенной жидкости. Среднее количество вируса - в лимфе, в ликворе, влагалищном отделяемом ( 100 - 1000 вирионов на 10 мл ). Ещё меньше вируса в молоке кормящей матери, в слюне, слезах, поте. Содержание вируса в них таково, что его недостаточно, чтобы вызвать инфекцию.

Механизм пути передачи вируса.

Аэрозольный, фекально-оральный пути передачи вирусов отсутствуют, трансмиссивный не был установлен, хотя было зарегистрировано присутствие вируса в клопах. Контактно-бытовым путём вирус также не передается. Таким образом, вирус передается только половым путём - гомо и гетеросексуальным способом.

Описан артифициальный механизм передачи ВИЧ, то есть искусственный путь передачи через хирургическое или искусственное воздействие, с повреждением кожных покровов или слизистых. В медицине  - это хирургические вмешательства, уколы и так далее. Кроме того, артифициальный путь возможен в парикмахерских, а также при пользовании зубными щетками, при нанесении татуировок.

Во всём мире зарегистрировано 19, 5 млн ВИЧ - инфицированных ( на самом деле их 5 раз больше ), из них 18 млн взрослых и 1, 5 млн детей ; 6 млн больных СПИДом. В России  - около 1000 ВИЧ - инфицированных. Пандемия развивается не так интенсивно, как предполагали. На 1995 году прогнозировали 500 млн ВИЧ - инфицированных. В Америке основным путем распространения ( 70% ) является гомосексуальный, 20% больных - наркоманы. В Японии, Китае заражение происходит через переливания крови. В России 30 % больных составляют гомосексуалисты, в 30 % заражение произошло гетеросексуальным путем, 10 % - через переливание крови, остальное через общий шприц и другими путями.

Существуют профессиональные заражения среди медицинских работников. Риск заражения у медработников, имеющих дело со специальными манипуляциями, связанными с повреждением пациента, составляет 0,5 - 1 %. В основном, это врачи-хирурги, акушеры, стоматологи. При переливании крови инфицированного ВИЧ риск заболеть составляет почти 100%. Если человек пользуется общим шприцом с больным ВИЧ инфекцией, риск составляет 10%. Гетеросексуальные контакты, с точки зрения эпидемиологии, более безопасны, при единственном контакте с инфицированным ВИЧ  риск заболевания составляет 0, 1%, при гомосексуальном контакте - 10 - 50 % при единственном контакте.

Патогенез. Инфекция начинается с внедрения вируса в организм человека. Патогенез ВИЧ инфекции включает в себя 5 основных периодов. Инкубационный период продолжается от инфицирования до появления антител и составляет от 7 до 90 дней. Вирус размножается экспотенциально. Никаких симптомов не наблюдается. Человек становится заразным через неделю. Стадия первичных проявлений характеризуется взрывообразным размножением вируса в различных клетках, содержащих СД - 4 рецептор. В этот период начинается сероконверсия.Клинически это стадия напоминает любую оструб инфекцию : наблюдается головная боль, лихорадка, утомляемость, может быть диарея. Единственным настораживающим симптомом является увеличение шейных и подмышечных лимфоузлов. Эта стадия продолжается 2 - 4 недели, затем начинается латентный период. В этот период вирус замедляет свою репликацию и переходит в состояние персистенции. Латентный период длится достаточно долго -  5 - 10 лет, у женщин - до 10 лет, у мужчин в среднем 5 лет. В этот период единственным клиническим симптомом является лимфаденопатия - длительная, генерализованная и необратимая, то есть увеличение практически всех лимфоузлов. Уменьшается количество Т - хелперов по отношению к  Т - супрессорам, исчезают реакции гиперчувствительности замедленного типа ( например, реакция Манту ). Четвёртый период включает в себя СПИД - ассоциированный комплекс ( или пре - СПИД ). Вирус начинает интенсивно размножаться во всех тканях и органах, взрывообразно реплицироваться с повреждением клеток. Наиболее сильно повреждается Т - хелперы, происходит полная деструкция, что приводит к дерегуляции всей иммунной системы, резко снижается иммунитет как гуморальный, так и клеточный. На этом фоне развиваются инфекционные и неинфекционные проявления :

а) саркома Калоши - это злокачественная опухоль нижних конечностей, которая встречается крайне редко, а у больных ВИЧ - инфекцией она порождает 80% больных;

б) лимфома, инфекции и инвазии крайне разнообразны и представляют непосредственную угрозу жизни больного ;

в) вирусные инфекции - вирус герпеса. Из бактерии активизируются микобактерии туберкулеза, стафилококки, стрептококки, легионеллы. Грибковые инфекции : кандидоз, из заболеваний, вызванных простейшими, - пневмокониоз, криптоспоридиоз, и один гельминтоз -  стронгилоидоз.

На пятом этапе - собственно СПИД -  наблюдается полное отсутствие иммунного ответа. Длительность заболевания примерно 1 - 2 года, непосредственной причиной смерти являются вторичные инфекции.

Лечение и профилактика.

Разработана три направления в лечении ВИЧ - инфекции :

1. Этиотропная терапия. Используют следующие препараты :

1) Азидотимизин ( АЗТ ), инактивирующий обратную транскриптазы вируса. Этот препарат токсичный и дорогой, но он продлевает жизнь больному ;

2) Альфа - интерферон вместе с АЗТ удлиняет лантентеный период, подавляя репликацию

2. Иммуностимуляция. Вводят интерлейкин - 2, интерфероны и иммуноглобулины.

3. Лечение опухолей, вторичных  инфекций и инвазии ( применяют ацикловир и другие ).

Профилактика. Только неспецифическая. Кровь для переливания должна обязательно тестироваться на содержание ВИЧ. Попытки создать вакцины в том числе генноинженерия, производящиеся совсем мире, пока успеха не имеют.