Вся микробиология

Лекция 24

Вирусы — возбудители острых кишечных инфекций: пикорнавирусы, калицивирусы, коронавирусы, реовирусы, астровирусы.

Эпидемиологические особенности вызываемых энтеровирусами болезней:

1)выраженная сезонность заболеваний (лето — осень);

2)фекально-оральный путь распространения;

3)выделение вируса из кишечника, носоглотки, ликвора и крови;

4)обнаружение вирусов в сточных водах;

5)преимущественное поражение детей в возрасте до 12 лет;

6)широкое носительство среди здоровых людей.

Всего род энтеровирусов человека включает 68 антигенно различающихся серотипов, в том числе:

-полиовирусы: 1−3 (3 серотипа);

-Коксаки А: 1−22, (23 серотипа);

-Коксаки В: 1−6 (6 серотипов);

-ECHO: 1−9; 11−27; 29−34 (32 серотипа);

-энтеровирусы человека: 68−71 (4 серотипа).

Типичным представителем рода Enterovirus является вирус полиомиелита — Poliovirus.

Вирус имеет сферическую форму. Тип симметрии — кубический. Капсид вириона икосаэдральной симметрии, образован 60 субъединицами, каждая из которых представлена четырьмя белками. Три из них — VP1, VP2, VP3 — образуют внешнюю поверхность капсида, a VP4 — внутреннюю. Гемагглютинирующими свойствами вирион не обладает. Белки определяют иммуногенные свойства вируса.

По антигенным признакам вирусы полиомиелита подразделяются на три типа: I, II, III. Общим для всех трех типов является комплементсвязывающий антиген. Наибольшей патогенностью для человека обладает полиовирус I типа — все значительные эпидемии полиомиелита были вызваны этим типом.

Прикрепление к клеточным рецепторам осуществляет белок VP4, а также возможно белок VP1. Вирус проникает в клетку путем эндоцитоза. вРНК транслируется в вирусспецифические белки — РНК-репликазу, в первую очередь. На полирибосомах формируется гигантский белокпредшественник, котрый затем нарезается ферментами на индивидуальные белки. Репликация вРНК происходит по схеме: +РНК → –РНК → +РНК. Из одного вириона в клетке синтезируется до 150000 вирионов. Клетка погибает, вирионы выходят из нее путем лизиса.

Важнейшим биологическим свойством полиовирусов является их тропизм к нервной ткани, они поражают двигательные клетки серого вещества спинного мозга. Первичное размножение вируса происходит в эпителиальных и лимфоидных тканях верхних дыхательных путей, в клетках слизистой полости рта. Еще до появления клинических симптомов вирус обнаруживается в носоглотке и фекалиях, при появлении симптомов

вирус не обнаруживается в носоглотке, но продолжает обнаруживаться в фекалиях.

Эпидемиология. Источником инфекции является только человек. Воздушно-капельный способ заражения играет роль при эпидемических вспышках, однако основной механизм передачи — фекально-оральный. Вирус выделяется с испражнениями в огромном количестве с конца инкубационного периода (последние 3~7 дней) до 40-го дня болезни, а в ряде случаев — несколько месяцев.

Патогенез и клиника полиомиелита. Входными воротами при полиомиелите является слизистая оболочка полости рта и глотки. Затем вирус попадает в желудок и кищечник. После размножения в эпителиальных клетках вирус проникает в регионарные лимфатические узлы, а затем — в кровь. Вирусемия сопровождается кратковременным повышением температуры и легким недомоганием — это характеризует так называемую «малую» болезнь, она заканчивается выздоровлением и формированием постинфекционного иммунитета. Полиовирусы могут преодолевать гематоэнцефалический барьер и проникать в центральную нервную систему, в результате чего развивается «большая» болезнь. Вызываемая вирусом гибель двигательных нейронов передних рогов спинного мозга приводит к развитию параличей скелетных мышц, вследствие чего больной либо умирает, либо остается инвалидомна всю жизнь.

Различают 4 основные клинические формы полиомиелита:

1)инаппарантная (скрытая);

2)абортивная (малая болезнь);

3)непаралитическая (менингеальная), проявляющаяся серозным менингитом;

4)паралитический полиомиелит.

Паралитическую форму в зависимости от локализации очага поражения разделяют на спинальную, бульбарную, понтинную (варолиев мост) и другие, более редкие формы.

Иммунитет

После перенесенного заболевания (в том числе и в скрытой форме) остается прочный пожизненный иммунитет, обусловленный вируснейтрализующими антителами и клетками иммунной памяти.

Специфическая профилактика

1.Инактивированная формалином вакцина Дж. Солка.

2.Живая вакцина из аттенуированных А. Себином штаммов полиовирусов I, II и III типов.

Вирусы Коксаки

По вирусологическим и эпидемиологическим свойствам они во многом подобны полиовирусам и играют значительную роль в патологии

человека. Вирусы Коксаки по характеру патогенного действия на мышатсосунков разделены на две группы:

•группа Коксаки А — вирусы вызывают диффузный миозит с воспалением и некрозом поперечнополосатых мышц, включает 23 сероварианта (А1−А22, 24);

•группа Коксаки В — вирусы вызывают поражения ЦНС, некроз скелетной мускулатуры, миокарда, воспалительные поражения

селезенки, включает 6 серовариантов (В1−В6).

Некоторые серовары Коксаки А (20, 21, 24) и все серовары Коксаки В обладают, в отличие от полиовирусов, гемагглютинирующими свойствами.

Все типы вирусов Коксаки В способен размножаться в культурах клеток эмбриона человека, почек обезьян и других культурах, вызывая выраженное ЦПД. Все они могут быть выделены при заражении сосунков белых мышей.

Основной механизм передачи — фекально-оральный, хотя вирус может распространяться и воздушно-капельным путем.

Вирусы ECHO

В 1951 г. были обнаружены другие вирусы, отличающиеся от вирусов полиомиелита отсутствием патогенности для обезьян, а от вирусов Коксаки — отсутствием патогенности для новорожденных мышей. В настоящее время группа ECHO насчитывает 32 типа вирусов. Значительная часть из них обладает гемагглютинирующими свойствами, и все они хорошо размножаются в культуре клеток почек обезьян и перевиваемых клетках амниона человека. Некоторые серотипы вирусов ECHO (11, 18, 19) относятся к числу наиболее частых возбудителей кишечных диспепсий человека.

Входными воротами являются слизистая оболочка носа, глотки, тонкого кишечника, в эпителиальных клетках которых, а также в лимфоидной ткани и происходит размножение этих вирусов.

Вирусы Коксаки А и В и вирусы ECHO могут вызывать у человека помимо полиомиелитоподобных заболеваний, иногда сопровождающихся параличами, и различные другие заболевания со своеобразной клиникой:

1.Асептический менингит, миелиты. Нейротропные свойства особенно выражены у вирусов Коксаки А 4, 7−10, 14, и у вирусов Коксаки

В1−6; ECHO 2, 4, 6, 7, 9, 11, 16.

2.Эпидемическая миалгия — Борнхольмская болезнь Чаще других ее

вызывают Коксаки А 9; Коксаки В 1−5; ECHO 1, 6, 9. Заболевание сопровождается сильнейшими мышечными болями в области пупка, нижнегео отдела грудной клетки. Боли приступообразные, повторяющиеся. Температура высокая держится 2−3 дня. На 5−7 день может присоединиться серозный менингит.

3.Герпангина. Сопровождается температурой 39−40ºС в течение 2−3 дней, умеренными болями в горле. В зеве гиперемия с единичными (иногда до 20) папулами, превращающимися в пузырьки, затем изъязвляющимися, покрывающимися сероватым налетом. Вызывают герпангину чаще других типы Коксаки А 2, 3, 4, 6, 7,10 и Коксаки В 3.

4.Энцефаломиокардиты новорожденных вызывают типы Коксаки В

2−5. Летальность при этой форме инфекции — 60−80%.

Кроме того, вирусы Коксаки и ECHO могут вызывать малую болезнь или летний грипп, гастроэнтериты, кореподобные и краснухоподобные экзантемы, острые респираторные заболевания, миокардиты. Кардиотропность больше выражена у вирусов Коксаки В.

Позднее были выделены еще четыре энтеровируса — 68−71. Два из них типы 68 и 69 являются возбудителями респираторных и кишечных заболеваний. Серотип 70 вызвал вспышку новой болезни — острый геморрагический конъюнктивит. Энтеровирус 71 вызвал в 1978 г. в Болгарии эпидемию полиомиелитоподобного заболевания с летальностью 65%. Вирусы данного серотипа выделяют от больных менингитами и энцефалитами.

Методы диагностики энтеровирусных заболеваний

Для диагностики заболеваний, вызываемых энтеровирусами, используют вирусологический метод и различные серологические реакции. Исследование необходимо проводить на всю группу энтеровирусов. Для их выделения используют фекалии, материал ректальных тампонов, смывы и мазки из носоглотки, кровь, при асептических менингитах — цереброспинальную жидкость, в случае смерти больного исследуют кусочки ткани из разных органов. Фекалии больных берут в первую и вторую недели заболевания, отделяемое носоглотки — в первые три дня заболевания.

Исследуемым материалом заражают культуры клеток (полиовирусы, ECHO, Коксаки В и некоторые серовары Коксаки А), а также новорожденных мышей (Коксаки А).

Типирование выделенных вирусов осуществляют в реакциях нейтрализации, РТГА для гемагглютинирующих вирусов с эритроцитами человека 0 группы, используя эталонные смеси сывороток различных сочетаний. Можно использовать также непрямую РИФ.

Для выявления антител в сыворотках людей при энтеровирусных инфекциях используют те же серологические реакции (РН, РТГА, РСК, реакции преципитации), но для этих целей необходимо иметь парные сыворотки от каждого больного (в острый период и через 2−3 недели от начала болезни). В последнее время широко внедряются в диагностике энтеровирусных инфекций ИФА (для обнаружения антител или антигена)

иметод ПЦР, который позволяет на ранних этапах определить возбудитель

иустановить его серотип.

Ротавирусы

Ротавирус человека впервые обнаружил в 1973 г. Р. Бишоп с соавторами с помощью метода иммунной электронной микроскопии, а в опытах на добровольцах была доказана их этиологическая роль.

Род Rotavirus входит в семейство Reoviridae. Вирион простой, имеет сферическую форму (70−75 нм). Геном вириона, представленный двунитевой фрагментированной РНК (11 фрагментов). Каждый фрагмент уникален и кодирует индивидуальный белок. Геном окружен нуклеокапсидом, состоящим из двух слоев. Суперкапсид отсутствует.

В составе вириона имеется 8 белков (VP1−VP8). Среди белков наружного капсида находится белок VP7, продукт 9 гена, являющийся протективным антигеном и основным антигеном, участвующим в РН. Этот белок является типоспецифическим антигеном. Важным является также белок наружного капсида VРЗ — продукт 4 гена. Он отвечает за проникновение вируса в клетку и его вирулентность. Кроме того, он обладает гемагглютинирующим свойством. По белкам VP3 и VP7 ротавирусы делят на 4 серотипа. Общим антигеном, определяющим подгрупповую специфичность, является VP6. Все вирусы человека и животных разделяются на 3 подгруппы.

Для культивирования используют первично-трипсинизированные или вторичные культуры клеток почек зеленых мартышек. ЦПД выражается в округлении клеток, их агрегации и отторжении от стекла.

Эпидемиология. Источником заражения является человек. Инфицирование происходит контактно-бытовым путем. Не исключен и воздушно-капельный путь передачи инфекции. Ротавирусы устойчивы во внешней среде, особенно устойчивы в фекалиях, где они сохраняют инфекционность до 7 месяцев при комнатной температуре.

Болеют главным образом дети от 6 мес. до двух лет. Заболевание имеет сезонность — январь, февраль, но встречаются спорадические случаи на протяжении всего года.

Патогенез и клиника. Вирус размножается в эпителиальных клетках ворсинок двенадцатиперстной кишки, находящихся на вершине ворсинок, в результате чего возникает диарейный синдром, обезвоживание и недостаточность поступления моносахаров в организм.

Инкубационный период варьирует от 15часов до 3−5 дней, но обычно менее 2-х суток. Основным ранним симптомом является рвота, которая продолжается от 2 до 6 дней. Испражнения обильные, водянистые, пенистые ярко-желтые, иногда мутно-белые. Частота позывов до 20 раз в день. Длительность болезни варьирует от 5 до 7 дней, выделение вируса

продолжается до 10 дней. Рвота достигает максимума в первые 2 дня болезни, понос длится дольше.

Ротавирусная диарея успешно излечивается путем регидратации с помощью орального солевого раствора (NaCI — 3,5 г; NaHCO2 — 2,5 г; КСl — 1,5 г; глюкоза — 20,0 г на 1 литр Н2О).

Методы диагностики ротавирусных диарей

1.Экспресс-диагностика. Обнаружение вируса в испражнениях в 1−3 день болезни с помощью иммунной электронной микроскопии.

Антигены вируса в патологическом материале обнаруживают с помощью иммуноферментного анализа в твердофазном варианте, РИА. (до 100% обнаруживаемость)

2.Специфические антитела выявляют в парных сыворотках с помощью различных серологических реакций, в том числе с помощью иммуноферментного метода, РСК, РТГА с эритроцитами человека 0

группы, эритроцитами морской свинки, реакции нейтрализации в культуре клеток. Применяют также РНГА с применением антительного ротавирусного диагностикума, реакцию коагглютинации.

Калицивирусы

Впервые были выделены от животных в 1932 г., а в 1976 г. были обнаружены в фекалиях детей, страдающих острым гастроэнтеритом. Сейчас они выделены в самостоятельное семейство — Caliciviridae.

Вирионы имеют сферическую форму и диаметр от 20 до 40 нм, суперкапсида нет. На поверхности вириона имеются 32 чашеобразных вдавления, расположенных в соответствии с икосаэдральной симметрией. Капсид состоит из 180 белковых молекул. Геном представлен позитивной однонитевой РНК.

Калицивирусы устойчивы к эфиру, детергентам, чувствительны к низким значениям рН, инактивируются при прогревании при 56ºС. Механизм передачи вирусов — фекально-оральный.

Патогенез заболеваний обусловлен некротическими поражениями эпителия слизистой оболочки тонкой кишки, сопровождающимися развитием диарейного синдрома. Инкубационный период не превышает 1−2 дня. Выделяют три типа поражений: заболевания с выраженной рвотой (чаще у детей в зимние месяцы), эпидемические диареи (у подростков и взрослых), гастроэнтериты (чаще у детей). Через 7−10 дней наступает спонтанное излечение.

Калицивирусы не размножаются в культурах клеток. Для обнаружения вируса в основном используют метод иммунной электронной микроскопии (ИЭМ). Материалом для исследования служат фекалии и рвотные массы. Серологические методы включают обнаружение антител класса М с помощью ИФА.

Вирусы Норволк в настоящее время отнесены к семейству Caliciviridae. В развивающихся странах антитела к вирусам Норволк и другим типам подобных вирусов (Гавайи, Монтгомери, Каунти, Таунтон, Саппоро) выявляют у 40−50% взрослого населения и иногда у детей. Лабораторное выделение возбудителей обычно не проводят, хотя их можно выделить из испражнений в культурах клетокпочек эмбриона человека.

Астровирусы

Были обнаружены в 1975 г. при электронно-микроскопическом исследовании испражнений 120 детей в возрасте до 2-х лет, страдающих гастроэнтеритом. При электронной микроскопии вирион имел типичную звездообразную форму, поэтому ему и дали название астровирус (от греч. astron — звезда). Вирионы имеют размер 28−30 нм. Геном представлен однонитевой РНК, которая кодирует синтез до четырех структурных белков. Астровирусы выделяют в Европе, Австралии, Японии, Северной Америке. Установлена их способность вызывать внутрибольничные инфекции. Чаще болеют подростки, юноши. Инкубационный период 24−36 часов. Клинически заболевание проявляется рвотой, диареей. Спонтанное выздоровление обычно отмечается на 4−5 день.

Чаще всего лабораторное выделение возбудителя не проводится. Астровирусы с трудом культивируются в культурах клеток человека и обезьян без цитопатического эффекта, поэтому вирион обнаруживают с помощью иммунофлуоресценции в культуре клеток. Для обнаружения вируса в испражнениях больных можно использовать метод иммунной электронной микроскопии.

ОКЗ кроме перечисленных вирусов, относящихся к простым безоболочечным РНК-содержащим вирусам, вызывают и так называемые кишечные коронавирусы. В возникновении респираторных инфекций основным путем передачи коронавирусов является воздушно-капельный. При контактно-бытовом пути инфицирования они попадают на слизистые оболочки кишечника, вызывая цитопатическое действие на эпителий, чем и обусловлены клинические проявления. Инкубационный период не превышает 2−5 дней. Клинически проявляется в основном гастроэнтеритами, которые чаще всего протекают как вспышки в детских учреждениях. С коронавирусами связывают также и внутрибольничные вспышки гастроэнтеритов. Как и при калици- и астровирусных инфекциях, лабораторное выделение возбудителей чаще всего не проводится отчасти из-за того, что заболевание через 5−7 дней заканчивается спонтанным излечением, так и потому, что вирусы плохо культивируются. Основным методом диагностики является серодиагностика. Применимы РН, РТГА с эталонными диагностикумами. Средства этиотропной терапии и специфической профилактики отсутствуют.