2.Классификация вирусов.

В основу современной классификации вирусов положены следующие критерии:

• тип нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК), ее первичная структура - сиквенс (одно- или двунитчатая, линейная, циркулярная, непрерывная, фрагментированная);

• морфология вириона: внешние очертания, размер, ультраструктура (наличие капсида, суперкапсида), тип симметрии нуклеокапсида, число капсомеров;

• стратегия вирусного генома (используемый вирусом путь транскрипции, трансляции, репликации);

• феномены генетических взаимодействий;

• круг восприимчивых хозяев и ареал географического распространения;

• патогенность, в т. ч. патологические изменения в клетках и образование внутриклеточных включений;

• способ передачи;

• антигенные свойства и др.

На основании этих критериев все вирусы делятся на семейства, имеющие окончание "viridae".Семейства делятся на подсемейства - окончание "virinae" и роды - "virus". Вид - набор вирионов, имеющих сходные характеристики. Официальной номенклатуры вида в вирусологии нет.

Международный комитет по таксономии вирусов (МКТВ) в 2000г. опубликовал последнюю классификацию вирусов.

Она включает 1550 вирусов, объединенных в 3 порядка, 56 семейств, 9 подсемейств и 203 рода. Вирусы человека и животных распределены в 25 семействах: 15 - РНК геномных и 10 - ДНК геномных.

Семейства РНК- и ДНК-содержащих вирусов, имеющих значение в патологии человека: ДНК- содержащие .

Простые ДНК - содержащие вирусы (без оболочек) :

• -аденовирусы

• -папиломавирусы

• -полиомавирусы 2-ух нитчатая ДНК

• -цирциновирусы

• -парвовирусы 1 - нитчатая ДНК Сложные (с оболочками) ДНК - содержащие вирусы:

• -поксвирусы 2-ух нитчатая ДНК

• -герпесвирусы

• -гепаднавирусы 2-ух нитчатая ДНК с 1-нитчатым РНК- содержащие

I. Простые (без оболочек) РНК- содержащие вирусы.

• - пикорнавирусы Picornaviridae 1- нитчатая РНК.

• - калицивирусы Caliciviridae 1- нитчатая РНК.

• - реовирусы Reoviridae 2-ух нитчатая РНК- фрагмент.

II. Сложные (с оболочками) РНК- содержащие вирусы. ов

• Ортомиксовирусы Orthmyxoviridae 1- нитчатая РНК.

• Парамиксовирусы Paramyxoviridae 1- нитчатая РНК.

• Тогавирусы Togaviridae 1- нитчатая РНК.

• Рабдовирусы Rhabdoviridae 1- нитчатая РНК.

• Флавивирусы Flaviviridae 1- нитчатая РНК.

• Ретровирусы Retroviridae 1- нитчатая РНК.

Аренавирусы Arenaviridae Коронавирусы Coronaviridae Буньявирусы Bunyoviridae Филовирусы Filoviridae

1- нитчатая РНК.

1- нитчатая РНК. 1- нитчатая РНК.

1 - нитчатая РНК.

3 Формы существования и структурная организация вирусов

Для вирусов характерны две формы существования

• внеклеточная, корпускулярная (покоящаяся) - вирион, элементарное тельце;

• внутриклеточная:

а) репродуцирующаяся

б) интегративная

Вирусы репродуцируются только в живых клетках. Они прикрепляются своими специфическими рецепторами к рецепторам пермиссивной клетки. Специфические рецепторы определяют и дальнейшую судьбу вирусной частицы, ее доставку в определенные участки цитоплазмы или ядра, где вирус способен инициировать инфекционный процесс.

Просто организованные вирусы животных содержат прикрепительные белки в составе капсида, а у сложных вирусов эти белки входят в состав суперкапсида и часто представлены множественными молекулами.

Проникновение вируса в клетку может происходить двумя путями:

- путем виропексиса или эндоцитоза

-путем слияния вирусной и клеточной мембран. Чаще всего эти два механизма дополняют друг друга.

После проникновения в клетку вирус теряет свои оболочки и инфекционную активность. Эта фаза носит название эклипс-фазы.

Нуклеиновая кислота вируса освобождается и генетическая информация вируса может быть реализована.

ДНК-содержащие вирусы по месту репродукции в клетке делят на 2 группы:

• -ядерные ( не имеют в своем составе ДНК-полимеразы);

• -цитоплазматические (содержат в своем составе ДНК-полимеразу).

Синтез вирусных белков осуществляется в клетке на рибосомах. Существует два способа формирования вирусных белков:

• - иРНК транслируется в гигантский белок-предшественник, который затем нарезается на зрелые функционально активные белки;

• - короткие иРНК сразу транслируются с образованием зрелых белков, которые лишь незначительно модифицируются.

Сборка вирионов происходит в клетке по принципу белок-нуклеинового и белок-белкового узнавания. Выход вирусов из клетки происходит двумя путями:

• - простые вирусы выходят путем «взрыва» или лизиса;

• - сложные вирусы выходят путем почкования, сохраняя на какое-то время жизнеспособность клетки.

Патогенез вирусных инфекций

Патогенез вирусного заболевания определяется следующими факторами:

• тропизмом вируса;

• скоростью репродукции вируса и количеством инфекционных частиц в потомстве;

• реакцией клеток на размножение в них вирусов;

• реакцией организма на изменение клеток и тканей.

Тропизм вирусов - универсальное свойство их. В зависимости от поражения тех или иных органов и тканей различают нейроинфекции, кишечные инфекции, респираторные инфекции и др. Для вирусов фенотипическим проявлением патогенности является вирулентность и инфекционность. Вирусы не синтезируют белков, поэтому для них нет понятия токсигенности, как и токсичности. Интоксикация при вирусных инфекциях обусловлена всасыванием продуктов распада клеток макроорганизма, разрушенных вирусами.

Тропизм вирусов. Типы взаимодействия вирусов и клетки.

Тропизм вирусов - универсальное свойство их. В зависимо-сти от поражения тех или иных органов и тканей различают нейроинфекции, кишечные инфекции, респираторные инфекции и др. Для вирусов фенотипическим проявлением патогенности является вирулентность и инфекционность. Вирусы не синтезируют белков, поэтому для них нет понятия токсигенности, как и токсичности. Интоксикация при вирусных инфекциях обусловлена всасыванием продуктов распада клеток макроорганизма, разрушенных вирусами.

Типы взаимодействия вируса с клеткой

Имеются два основных типа взаимодействия вируса и клетки. При первом типе вирусный геном функционирует в зараженной клетке более или менее автономно. Репродукция его происходит независимо от репродукции клеточного генома. Вирусы, автономно размножающиеся в клетке, относятся к группе вирулентных. При таком характере взаимодействия вируса и клетки образуется новое поколение вирионов. В этом случае говорят о продуктивном взаимодей-ствии.

Второй тип взаимодействия вируса и клетки свойствен опухолевым вирусам, нуклеиновая кислота которых способна встраиваться (интегрироваться) тем или иным образом в клеточную хромосому в форме провируса, вызывая транс-формацию клеток.

Результатом такого взаимодействия вируса и клетки является изменение наследственных свойств клетки. Этот тип взаимо-действия вируса и клетки называют вирогенией, подобно лизогении при взаимодействии фагов с бактериями. Вирусы, способные вызывать вирогению, относят к группе умерен-ных.

Cтадии

1. Адсорбция вируса

Заражение клетки начинается с адсорбции вируса на клеточной мембране, происходящей благодаря взаимодейст-вию поверхностных белков вируса с мембранными рецепто-рами.

2. Проникновение вируса в клетку

Адсорбированные вирусы проникают в клетку с помощью эндоцитоза или путем слияния с клеточной мембраной. Оказавшись в цитоплазме, вирусы освобождаются от большинства белков (раздевание) и начинают реплициро-ваться.

3. Синтез вирусных белков

4. Сборка вирионов и выход их из клетки

Синтез компонентов вирусных частиц в клетке разобщен и может протекать в разных структурах ядра и цитоплазмы.

Выход вирусных частиц из клетки

Существует два способа выхода вирусного потомства из клетки: путем взрыва и путем почкования. Выход из клетки путем взрыва связан с деструкцией клетки, нарушением ее целостности, в результате чего находящиеся внутри клетки зрелые вирусные частицы оказываются в окружающей среде. Такой способ выхода из клетки присущ вирусам, не содер-жащим липопротеидной оболочки (пикорна-, рео-, парво-, папова-, аденовирусы). Однако некоторые из этих вирусов могут транспортироваться на клеточную поверхность до гибели клетки.

Выход из клетки путем почкования присущ вирусам, содержащим липопротеидную мембрану, которая является дериватом клеточных мембран. При этом способе клетка может длительное время сохранять жизнеспособность и продуцировать вирусное потомство, пока не произойдет полное истощение ее ресурсов.

4 Культивирование вирусов. Индикация и идентификация вирусов при культивировании их на клеточных культурах и курином эмбрионе. Клеточные культуры, линии клеток, получение, условия культивирования.

Вирусы - облигатные внутриклеточные паразиты, не способные размножаться ни в одной из бесклеточных сред. Для их культивирования используются: 1) куриные эмбрионы; 2) культуры клеток (тканей, органов); 3) лабораторные животные.

Первичные культуры клеток Это клетки различного типа (почек обезьян, почек эмбриона человека, амниона человека, куриных эмбрионов). Срок жизни таких культур ограничен ≤ 10 пересевами.

Лишь отдельные группы клеток первичных культур могут сохранить способность к росту и размножению и при многократных пересевах они дают начало перевиваемым культурам клеток.

Перевиваемые культуры клеток Перевиваемые клеточные линиии характеризуются потенциальным бессмертием и гетероплоидным набором хромосом.

Наиболее часто применяются такие линии перевиваемых клеток как RH - из почки человека; ВНК-21 - из

5 Классификация вирусных инфекций. На уровне клетки:

• - автономная; • - интеграционная.

При автономной инфекции вирусный геном реплицируется независимо от клеточного. Этот тип инфекции может протекать как продуктивная или как абортивная. Условия развития абортивной инфекции:

• - заражение чувствительных клеток дефектным вирусом;

• - заражение чувствительных клеток полным инфекционным вирусом в неразрешающих условиях;

• - заражение нечувствительных клеток полным инфекционным вирусом. Последний вариант наиболее частый в развитии абортивной инфекции.

Дефектным называется такой вирус, который не способен проявить все генетические функции, необходимые для образования инфекционного потомства.

Различают понятия «дефектные вирусы» и «дефектные частицы». Дефектные вирусы - это вирусы, не способные вообще размножаться без участия других вирусов-помощников, а дефектные частицы - это отдельные частицы которые могут появляться в общей популяции полноценных вирусов, при заражении с «высокой множественностью инфекции»

При интеграционной инфекции вирусный геном включается в состав клеточного генома и реплицируется как составная часть клеточного. Вирусные последовательности в составе клеточного генома называются провирусом или провирусной ДНК.

В зараженных вирусами клетках как в организме, так и в клеточных культурах развиваются изменения специфические и неспецифические. Деструкцию клетки, возникающую при цитолитической инфекции, называют цитопатическим эффектом, а вирус, вызывающий этот эффект, называют цитопатогенным.

К неспецифическим изменениям относят:

• - нарушение проницаемости клеточных мембран;

• - хромосомные абберации;

• - вакуолизацию цитоплазмы клетки;

• - скопление в клетках продуктов распада. Специфические изменения:

• - вирусные включения, внутриядерные или цитоплазматические;

• - образование симпластов.

Специфические и неспецифические изменения приводят к деструкции клеток а вирусы, которые приводят к деструкции, называют цитопатогенными.

Цитопатогенный эффект вирусов на клетки макроорганизма лежит в основе патогенеза большинства вирусных инфекций.

В лабораторной практике учет цитопатического эффекта позволяет проводить индикацию вируса в культуре клеток.

Экология вирусов и эпидемиология вирусных инфекций.

Вирусы лишены белоксинтезирующих систем, являются автономными генетическими структурами, навсегда привязанными к внутренней среде организма - от простейшей прокариотной клетки до организма человека. Эти все организмы и являются экологической нишей вирусов. Многие вирусы способны паразитировать лишь в организме одного вида, другие поражают несколько близких видов (вирус гриппа человека и животных). Большая группа вирусов может иметь двухфазный тип распространения, при котором происходит последовательная смена хозяина, или включение в цепь переносчика.

Эпидемиология вирусных инфекций не имеет отличий от эпидемиологии других инфекций.

В этой цепи различают источники инфекции факторы передачи и заражаемые восприимчивые объекты.

Источником инфекции может быть человек или животное.

Факторы передачи вирусных болезней те же, что и при других инфекционных заболеваниях: воздух, вода, пища, почва, предметы обихода.

Механизмы и пути передачи вирусов также не отличаются от таковых при бактериальных инфекциях за исключением возможности генетического пути передачи вирусов. Генетическая передача характерна для онкогенных вирусов и обусловлена интеграцией их генома с геномов половых клеток.

Классификация вирусных инфекций на уровне организма учитывает следующие факторы:

• генерализацию процесса;

• продолжительность течения инфекции;

• проявление клинических симптомов;

• выделение вируса в окружающую среду.

На уровне организма инфекции разделяют на:

• - очаговые;

• - генерализованные.

При очаговых инфекциях действие вируса проявляется у входных ворот инфекции в связи с его локальной репродукцией.

При распространении вируса из первичного очага непосредственно к чувствительным тканям и формировании в них вторичных очагов инфекции в органах развивается генерализованная инфекция.

Распространение вируса в организме может происходить в основном по трем системам:

• - по лимфатической системе ( вирус кори, краснухи, аденовирусы)

• - гематогенным путем (большинство вирусов)

• - нейрогенным путем (вирус бешенства, простого герпеса, полиомиелита)

Скорость распространения вирусов в организме и достижение ими чувствительных органов и тканей определяют длительность инкубационного периода

По клиническому течению различают острые и персистентные инфекции.

Острые инфекции чаще всего сопровождаются выделением вируса в окружающую среду, инфекция длится недолго, окончание ее сопровождается элиминацией - удалением вируса благодаря иммунным механизмам.

Острая инфекция может завершиться выздоровлением или гибелью организма а протекать может в клинической (манифестной) форме, или в инаппарантной.

При продолжительном взаимодействии вируса с организмом возникает персистентная инфекция (ПИ).

ПИ может быть латентной, хронической и медленной.

• Латентная инфекция - это скрытая инфекция, не сопровождающаяся выделением вирусов в окружающую среду. На уровне клетки это обычно абортивный нелитический процесс. Возможна активация вируса и переход инфекции в острую или хроническую формы.

• Хроническая инфекция - длительно текущий инфекционный процесс, характеризующийся сменой периодов ремиссий периодами обострений, при которых вирус выделяется в окружающую среду.

• Медленные инфекции - это своеобразное взаимодействие определённых вирусов с организмом, характеризующееся длительным инкубационным периодом, длящимся многие месяцы, годы и последующим медленным, но неуклонным развитием симптомов заболевания, ведущих к тяжёлому нарушению функций органов, в основном ЦНС, и к летальному исходу.

Персистентные инфекции являются серьезной проблемой медицины и вирусологии. Удельный вес таких инфекций намного превышает таковой острых. Персистенция вирусов обусловливает их сохранение как биологического вида, является причиной изменчивости свойств вирусов и их эволюции.