Частная вирусология 2

11

Рисунок 5 – Электронная микрофотография норовирусов. Заимствовано из Интернет-ресурсов.

Норовирусы являются безоболочечными вирусами. Капсид имеет икосаэдрический тип симметрии и состоит из 32 субъединиц чашеобразной формы. Основным структурным элементом капсида является капсидный белок СР (capsid protein) или VP1 (58-62 кДа). Строение норовирусов представлено на рисунке 6.

Рисунок 6 – Структура норовирусов. Заимствовано с сайта ViralZone.

Геном норовирусов представляет собой одноцепочечную плюсРНК размером около 7,5 тысяч нуклеотидов, содержащую 3 открытые рамки считывания (OFR1, OFR2 и OFR3). Открытые рамки считывания кодируют неструктурный полипептид, претерпевающий протеолиз с образованием активных белков, главный структурный белок (VP1 или СР) и минорный капсидный белок (VP2). 5'-конец РНК ковалентно связан с белком VPg. Геном норовирусов представлен на рисунке 7.

12

Рисунок 7 – Геном норовирусов. Заимствовано с сайта ViralZone.

Репродукция вируса. Норовирус репродуцируется в эпителии тонкой кишки. Репродукция вирусов протекает в цитоплазме инфицированной клетки. Выход вирионов происходит при лизисе клетки (рисунок 8).

Сборка

Выход

Рисунок 8 – Цикл репродукции норовирусов. Заимствовано из Интернетресурсов.

13

Эпидемиология. Норовирусы поражают людей всех возрастов, обусловливая возникновение 50% всех случаев заболеваний гастроэнтеритом. Механизм передачи возбудителя – контактный или фекально-оральный. Пути передачи - прямой контакт с больным и реже - через заражённую еду или воду. Часто норовирусную инфекцию называют кишечным или желудочным гриппом. Заболевания чаще регистрируются в осенне-зимний период.

Вспышки норовирусной инфекции чаще возникают в закрытых коллективах (лечебные учреждения для хронических больных, больницы, тюрьмы, общежития), где инфекция распространяется очень быстро от человека к человеку (рисунок 9).

Рисунок 9 – Пути передачи норовирусной инфекции.

Резистентность. Норовирусы быстро деактивируются нагреванием или при обработке хлорсодержащими дезинфектантами. К спирту и детергентам норовирусы устойчивы из-за отсутствия липидной оболочки (суперкапсида).

Клиника. Инкубационный период составляет от 10 до 72 часов, в большинстве случаев симптомы проявляются через 1-2 суток. Характерными симптомами норовирусной инфекции являются тошнота, однократная или многократная рвота, диарея, боли в области живота, головная боль. У детей преобладает рвота, у взрослых - диарея. Температура тела повышается незначительно. Симптомы продолжаются в течение нескольких дней.

В группу риска входят дети, пожилые люди и пациенты с ослабленным иммунным статусом.

Постинфекционный иммунитет при норовирусной инфекции непродолжительный. Возможны повторные заболевания.

14

Диагностика. Норовирусную инфекцию диагностируют с помощью ПЦР. Этот метод является достаточно чувствительным и позволяет определять до 10 вирусных частиц в г (мл) исследуемого материала.

Другим методом диагностики норовирусной инфекции является ИФА с использованием антител против разных штаммов норовирусов. Но этот метод обладает недостаточной точностью и чувствительностью.

Профилактика. Основная роль в профилактике норовирусной инфекции принадлежит неспецифическим мероприятиям: мытье рук для предотвращения распространения возбудителя, дезинфекция всех поверхностей, на которых может присутствовать норовирус в окружении больного, ежедневная влажная уборка помещений с применением дезсредств.

Средства специфической профилактики норовирусной инфекции отсутствуют.

Вопросы для контроля усвоения материала

1.Таксономическое положение норовирусов.

2.Структура норовирусов.

3.Цикл репродукции норовирусов.

4.Патогенез и клиническая картина норовирусной инфекции.

5.Диагностика норовирусной инфекции.

6.Профилактика и лечение норовирусной инфекции.

Тренировочные тесты

1.Норовирус относится к семейству:

1.1.Caliciviridae

1.2.Paramyxoviridae

1.3.Picornaviridae

1.4.Filoviridae

1.5.Orthomyxoviridae

2.Геном норовируса представлен:

2.1.фрагментированная минус-РНК

2.2.одноцепочечной молекулой плюс-РНК

2.3.фрагментированной ДНК

2.4.одноцепочечной минус-РНК

2.5.двуспиральной линейной ДНК

15

3.Для норовируса характерно:

3.1.отсутствие суперкапсида

3.2.наличие суперкапсида

3.3.сферическая форма

3.4.РНК-геном

3.5.фрагментированный геном

4.Для норовируса характерно:

4.1.воздушно-пылевой путь передачи

4.2.алиментарный путь передачи

4.3.водный путь передачи

4.4.трансплацентарная передача

4.5.ДНК-геном

5. Для профилактики норовирусной инфекции используют:

5.1.инактивированную вакцину

5.2.вакцина не разработана

5.3.живую ослабленную вакцину

5.4.убитую вакцину

5.5.субвирионную вакцину

Правильные ответы: 1.1; 2.2; 3.1, 3.3, 3.4; 4.2, 4.3; 5.2.

16

1.3. Коронавирусы (семейство Coronaviridae)

Таксономическое положение. Коронавирусы получили свое название из-за наличия на поверхности вирусных частиц выступов - шипиков, образующих при электронной микроскопии своеобразную корону на поверхности вирусных частиц. Коронавирусы относятся к IV группе по Балтимору: (+)оцРНК-вирусы. Первым описанным возбудителем коронавирусной инфекции был IBV – вирус инфекционного бронхита птиц. Коронавирус впервые был выделен в 1965 г. D. Tyrrell из носоглотки больного острым ринитом. В 1975 г. Э.Каул и С. Кларк выделили коронавирус из испражнений при энтероколите у детей. Коронавирусы поражают респираторные органы, желудочнокишечный тракт, нервную систему человека, многих видов животных и птиц. Длительное время коронавирусы не привлекали особого внимания ученых, пока в 2002-2003 гг. в Китае не была зафиксирована вспышка атипичной пневмонии (тяжелого острого респираторного синдрома, ТОРС, SARS), вызванного вирусом SARS-CoV. Летальность при этом составила 9,6%. В 2012 г. были зарегистрированы случаи ближневосточного респираторного синдрома, вызванного вирусом MERS-CoV. В 2015 г. в Южной Корее отмечена уже вспышка ближневосточного респираторного синдрома, летальность составила 18%. В декабре 2019 г. в Китае началась вспышка пневмонии, обусловленная новым коронавирусом SARS-CoV-2. Уже в марте 2020 г. ВОЗ охарактеризовала распространение этой болезни как пандемию.

Семейство Coronaviridae включает в себя 2 подсемейства:

Orthocoronavirinae и Letovirinae. Подсемейство Orthocoronavirinae

включает 4 рода: Alphacoronavirus (патогенные для человека HCoV-229E, HCoV-NL63), Betacoronavirus А, В и С (патогенные для человека HCoVOC43, HCoV-HKU1, SARS-CoV, MERS-CoV, SARS-CoV-2),

Gammacoronavirus, Deltacoronavirus.

Общая аббревиатура для коронавирусов, поражающих человека, – HCoV (Human CoronaVirus). Известно 7 коронавирусов, поражающих человека. Коронавирус HCoV-229E впервые выявлен в середине 1960-х годов, вызывает ОРВИ в легкой форме. Коронавирус HCoV-NL63 выявлен в Нидерландах в 2004 г., обусловливает легкую простуду. Коронавирус HCoV-OC43 выделен в 1967 г., вызывает легкую простуду. Коронавирус HCoV-HKU1 обнаружен в Гонконге в 2005 г., вызывает коронавирусную простуду. Коронавирус SARS-CoV зарегистрирован впервые в 2002 г., является возбудителем тяжелого острого респираторного синдрома (вспышка атипичной пневмонии в 2002-2003

17

гг.). Этот коронавирус от летучих мышей перешел на малайскую пальмовую куницу, а от нее – на человека. Коронавирус MERS-CoV является возбудителем ближневосточного респираторного синдрома, вспышка которого произошла в 2015 г. Этот вирус также пришел к людям от летучих мышей. Коронавирус SARS-CoV-2 впервые выявлен в декабре 2019 г. как возбудитель пневмонии нового типа COVID-19 (COrona VIrus Disease 2019 или коронавирусная болезнь 2019 года).

Коронавирусы SARS-CoV, MERS-CoV и SARS-CoV-2 отнесены ко 2

группе патогенности.

Морфология. Вирионы коронавирусов имеют средний размер (80220 нм), округлую форму (рисунок 10).

Рисунок 10 – Электронно-микроскопическая фотография коронавируса SARS-CoV-2. Заимствовано из Интернет-ресурсов.

Сердцевина вириона представлена спиральным нуклеокапсидом, содержащим нуклеопротеин (N) и геном в виде однонитевой плюс-РНК (рисунок 11).

Рисунок 11 – Геном коронавируса SARS-CoV-2. Заимствовано с сайта

ViralZone.

Нуклеокапсид имеет спиральный тип симметрии. Снаружи нуклеокапсид покрыт липидной оболочкой с булавовидными выступами

– гликопротеиновыми шипами (S) в форме тримера. Шипы имеют узкий

18

перешеек, в результате чего они придают вирусной частице вид солнечной короны. В липидную оболочку вириона встроены также мембранный протеин М и маленький оболочечный протеин Е в форме пентамера. Белки липидной оболочки принимают участие в адсорбции вируса на клетке и проникновении внутрь клетки хозяина. Строение коронавирусов представлено на рисунке 12.

Рисунок 12 – Строение коронавирусов. Заимствовано с сайта ViralZone.

У некоторых коронавирусов, в частности, у коронавирусов, вызывающих гепатит мышей (Murine Hepatitis Virus – MHV), в оболочке присутствует гемагглютинин-эстеразный белок или домен, НЕ (рисунок

13).

Рисунок 13 - Строение коронавирусов MHV. Заимствовано с сайта

ViralZone.

19

Репродукция коронавирусов. Адсорбция коронавирусов на клетке хозяина происходит с участием с одной стороны вирусных гликопротеиновых шипов и с другой стороны белков клеточной мембраны (рисунок 14).

Рисунок 14 – Прикрепление коронавируса к рецептору клетки. Заимствовано из Интернет-ресурсов.

Разные вирусы для своего проникновения в клетку пользуются разными клеточными белками. Например, вирус атипичной пневмонии SARS-CoV и возбудитель пневмонии нового типа SARS-CoV-2 имеют высокую аффинность к ангиотензинпревращающему ферменту 2 (АПФ2, англ. АСЕ2) и сериновой протеазой (TMPRSS2). Наличие как АСЕ2, так и TMPRSS2 отмечается на бокаловидных клетках в слизистой оболочке носа, альвеолоцитах II типа и энтероцитах тонкого кишечника. Однако для репродукции вируса SARS-CoV-2 требуется еще и клеточный белок фурин, который активирует вирусные белки во время сборки вирионов внутри клетки. Вирус HCoV-NL63 связывается с ангиотензинпревращающим ферментом 2. Следует отметить, что интерферон стимулирует выработку АСЕ2, что увеличивает возможность проникновения вируса в клетки. Коронавирусы проникают в клетку путем эндоцитоза. Клетка окутывает вирус своей мембраной и образовавшийся мембранный пузырек проникает в цитоплазму клетки. После поглощения вирус находится в клеточной цитоплазме внутри мембранного пузырька. Затем ферменты-протеазы изменяют пространственную форму белка S, в результате чего происходит слияние мембраны пузырька с оболочкой вируса и выход вирусной РНК в клеточную цитоплазму.

20

Репродукция коронавирусов происходит в цитоплазме клеток. Кроме полных геномных РНК в цитоплазме клеток создается 8 отдельных коротких мРНК, которые необходимы для синтеза белков, но которые не включаются в состав дочерних вирионов. Для синтеза РНК и белков М, S, НЕ и Е коронавирус создает пузырьки-везикулы во внутриклеточных мембранах. В этих пузырьках-везикулах находятся РНК-синтезирующие комплексы (транскрипционно-репликационные комплексы). Часть РНК находится в цитоплазме, на ней синтезируется белок N, который упаковывает РНК дочерних вирионов в спираль. Сборка вирионов осуществляется на мембране эндоплазматической сети. Вирусные частицы отпочковываются внутри эндоплазматического ретикулума или аппарата Гольджи. При этом вирусная геномная РНК, покрытая белком N, взаимодействует с белками M и S в мембране эндоплазматической сети и покрывается мембраной, находясь внутри эндоплазматического ретикулума внутри пузырька. Выход вируса из инфицированных клеток осуществляется путем экзоцитоза. Подойдя к наружной клеточной мембране, пузырек сливается с ней, и вирусная частица выбрасывается наружу. После выхода дочерних вирионов клетка погибает.

Жизненный цикл коронавирусов представлен на рисунке 15. Резистентность. Вирусы чувствительны к воздействию

жирорастворителей, кислот и щелочей, УФ-лучам. При нагревании до 56ОС коронавирусы погибают через 10-15 минут, при 70ОС инактивируются в течение 5 минут. При комнатной температуре сохраняются в течение нескольких дней. Устойчивы при низких температурах, хорошо переносят лиофилизацию.

Коронавирус SARS-CoV-2 остается жизнеспособным вне организма от 3 часов (в воздухе) до 4 дней на окружающих объектах в зависимости от поверхности объекта. Например, на нержавеющей стали вирус сохраняется 2 суток, на пластике – 3 суток, на стекле – до 4 дней. На внешней поверхности медицинских масок вирус сохраняется до 7 дней.

Культивирование. Коронавирусы репродуцируются в клетках естественных хозяев. Для репродукции коронавирусов используют клетки эмбриона человека, первичные клетки эпителия человека. Оптимальная температура культивирования составляет 33-35ОС. Коронавирусы - возбудители заболеваний птиц размножаются в куриных эмбрионах.