4 Проблемы новых и возникающих вирусных инфекций

4.1 Новые вирусы: вич, гепатита с, гепатита gb, герпесвирусы 6, 7, 8, атипичной пневмонии, их характеристика и вызываемы ими заболевания

Вирус иммунодефицита человека относится к ретровирусам, и для него характерны все особенности жизненного цикла вирусов данного семейства. Геном ВИЧ представлен одноцепочечной молекулой РНК. В инфицированной клетке с помощью вирусного фермента – обратной транскриптазы (ревертазы) – на матрице вирусной РНК синтезируется двухцепочечная молекула ДНК, которая затем встраивается в какой-либо участок одной из хромосом клетки-хозяина. Интегрированная ДНК-копия ретровирусного генома называетсяпровирусом. В таком состоянии ретровирус может долгое время сосуществовать с инфицированным организмом, никак себя не проявляя. Однако, получив определенные молекулярные сигналы, с провирусной ДНК инициируется транскрипция вирусной РНК, а с нее – синтез вирусных белков. Затем следуют сборка многочисленных вирусных частиц и выход их из клетки, приводящий в итоге к гибели зараженных клеток. Отличительное свойство ВИЧ прояется в том, что он адсорбируется на поверхности только тех клеток, которые содержат мембранный белок, называемый антигеном CD4. Такой поверхностный антиген в основном содержат T4-лимфоциты, являющиеся T-хелперами/индукторами (хелпер от англ. helper – помощник) и играющие важнейшую роль в координации работы всей иммунной системы человека. Уничтожение вирусом лимфоцитов этого типа и обусловливает иммуносупрессорное действие ВИЧ.

До недавнего времени считалось, что вирусы ОРЗ, гепатита C и ВИЧ относятся к разным группам. Пол Элквист и его коллеги из Университета Висконсин–Мэдисон детально исследовали эти патогены и пришли к выводу, что все они произошли от одного предка.

О родстве патогенов свидетельствует cходство в строении белковых оболочек вирусных частиц. К тому же, у всех этих вирусов аналогичный механизм репликации – т.е. копирования новых частиц. Выявление общих черт наиболее распространенных в мире вирусов может привести к созданию высокоэффективных лекарственных препаратов нового поколения.

Тестирование ВИЧ-инфекции. Большинство вирусных инфекций (например, грипп, ветряная оспа) развиваются быстро, и врач их идентифицирует прежде всего по клиническим проявлениям у больного. В случае ВИЧ-инфекции такой подход неприменим, так как ее внешние проявления могут наблюдаться лишь спустя месяцы и годы после заражения. Поэтому всеобщее распространение получил метод обнаружения в крови человека антител к вирионным белкам ВИЧ. Первые варианты такого метода – метода иммуноферментного анализа (ИФА) были разработаны уже в 1984 г.

Метод ИФА используют для массовых обследований. В случае положительного результата обязательно выполняют дополнительные анализы методически независимыми способами, обеспечивающие достоверность результатов. В частности, для выявления провирусной ДНК в клетках крови используется более чувствительный метод полимеразной цепной реакции (ПЦР).

Стадии развития ВИЧ-инфекции. Разработка методов тестирования и многолетние наблюдения за ВИЧ-инфицированными пациентами позволили подробно изучить стадии развития данной инфекции. Согласно принятой классификации, заболевание в своем развитии проходит шесть стадий.

• Первая стадия протекает, как правило, бессимптомно и длится 6–12 мес. после заражения. В это время происходит размножение ВИЧ, которое затем затухает. Содержание T4-лимфоцитов в крови при этом обычно близко к норме (около 800 клеток в 1 мл).

• Вторая, самая протяженная по времени стадия (обычно 3–5 лет) характеризуется развитием хронической лимфо-аденопатии (увеличением лимфатических узлов) и постепенным снижением содержания T4-лимфоцитов в крови. Самочувствие больного на этой стадии все еще хорошее.

• Снижение титра (концентрации) T4-лимфоцитов ниже 400 клеток/мл знаменует наступлениетретьей стадии, которая характеризуется скрытым (субклиническим) нарушением иммунной системы.

• Четвертая стадия ВИЧ-инфекции по внешним проявлениям не отличается от предыдущей, но для нее характерны более глубокие изменения в иммунной системе, которые выявляются лишь дополнительными анализами.

• На пятой стадии иммунная система больного угнетается настолько, что появляется клиническое проявление в виде грибкового поражения слизистых полости рта, называемого молочницей. К началу этой стадии концентрация T4-лимфоцитов в крови обычно становится менее 200 клеток/мл. Кроме молочницы на этой стадии часто развиваются стойкие вирусные и/или грибковые заболевания кожи и слизистых (например, хроническая инфекция вирусом простого герпеса).

• Через 1-2 года после начала пятой стадии у больного развиваются так называемыехронические оппортунистические инфекции, вызываемые условно-патогенными микроорганизмами, что свидетельствует о глубоких нарушениях иммунной системы. Часто такой инфекцией является тяжелая пневмония, вызываемая простейшими Pneumocystis carinii(пневмоцистоз). Такие осложнения свидетельствуют о переходе ВИЧ-инфекции в последнюю шестую стадию, которая и называется СПИД. Содержание T4-лимфоцитов при этом обычно ниже 100 клеток/мл (у здорового человека – не менее 800 клеток/мл). Данная стадия длится, как правило, не более двух лет и завершается смертью больного.

В Африке катастрофа уже охватила сегодня до 30% населения некоторых стран. Официальная мировая статистика свидетельствует, что к концу 2002 г. от СПИДа уже умерли около 25 миллионов человек, и около 42 миллионов инфицированы. Россия, Украина и Беларусь при этом входят в число лидеров по темпам нарастания заболеваемости. В России, начиная с 1996 г., даже официальные данные регистрируют ежегодное увеличение количества больных в 2–3 раза. По разным подсчетам, в России на настоящий момент могут быть инфицированы от 220 тысяч до 1,5 миллионов человек. В настоящее время самыми неблагополучными по распространению ВИЧ-инфекции являются Калининградская, Ростовская, Нижегородская области, Краснодарский край и Москва. Устрашает прогноз Национального разведывательного совета США (US National Intelligence Council), обнародованный в октябре 2002 г. Если верить ему, к 2010 г. каждый десятый работоспособный россиянин может быть инфицирован ВИЧ.  

Гепатит С. Слово "гепатит" происходит от греческого слова hepar, hepatos, которое в переводе означает "печень", а собственно термин "гепатит" обозначает название совокупности симптомов болезни – воспаления печени. Симптомы этой болезни известны с давних времен, но причины ее стали проясняться только в 1963 г., когда впервые была доказана инфекционная природа одного из видов гепатита – гепатита В. Опасность этого заболевания для человека подтверждает тот факт, что почти половину пациентов инфекционных клиник в нашей стране в настоящее время составляют больные гепатитами, а вторым по важности фактором канцерогенеза (т.е. способствующим возникновению рака фактором) после табакокурения является перенесение инфекции вирусом гепатита В.

Все вирусные гепатиты по способу их передачи от человека к человеку можно разделить на две группы:

• передающиеся фекально-оральным путем (т.е. через загрязненные уже зараженным человеком воду, продукты питания, реже – предметы личного обихода) вирусы гепатитов А, Е и F. Поскольку эти вирусы стойки при температурах около 30°C, то они широко распространены в жарких странах;

• передающиеся парентеральным (в том числе половым) или инъекционным путем, т.е. при пользовании без необходимой тщательной стерилизации многоразовыми шприцами и мединструментами, при многократных инъекциях крови и препаратов, полученных из донорской крови, половым путем и т.д. Сюда относятся гепатиты B, C и G.

Со времени открытия вирусной природы заболевания и обнаружения вирусов гепатитов А и В выяснилось, что лишь немногим более половины случаев этого заболевания обусловлены инфицированием именно этими типами возбудителей и, по всей вероятности, существуют и другие вирусы, вызывающие гепатиты у людей. Со временем даже возник термин – гепатит "ни-А, ни-В". Лишь в конце 1980-х гг. был обнаружен новый вирус, вызывающий заболевание печени, его назвали вирусом гепатита С (ВГС). В настоящее время установлено, что до 40% случаев посттрансфузионных гепатитов (т.е. гепатитов, возникающих после применения для лечения человека препаратов из донорской крови) вызывается этим вирусом.

По имеющимся данным, в мире около 3% населения являются хроническими носителями ВГС. Передается он от человека к человеку так же, как и гепатит В. В России при обследовании ежегодно выявляется 10–20 тысяч новых носителей этого вируса, однако ввиду того, что исследования начаты лишь в 1995 г., эта цифра представляется заниженной. Предполагаемое число носителей (по аналогии с другими странами) может достигать 2–3 миллионов.

В настоящее время ВГС относят к семейству флавивирусов. Долгое время его не могли обнаружить в крови в виде вирусной частицы, и лишь в последние годы это удалось сделать. Размер его вириона составляет 38–50 нм. Устройство генетического материала ВГС (рисунок 10) подобно геномам пести- и флавивирусов, типичными представителями которых являются вирусы желтой лихорадки и клещевого энцефалита.

Рисунок 10 – Строение геномной РНК виуса гепатита С. C – капсидный белок, Е1 и Е2 – поверхностные белки, NS5 – РНК-полимераза

Он состоит из одноцепочечной РНК, длиной около 9400 нуклеотидов. На 5'- и 3'- концах вирусной РНК находятся нетранслируемые (некодирующие) области. Между ними заключена единственная открытая протяженная рамка трансляции (рамка считывания генетического кода в аминокислотную последовательность), с которой считывается вирусный полипептид (3010 или 3011 аминокислот, начиная с первого остатка аминокислоты метионина). Последовательность генов в геноме ВГС подобна таковой у пести- и флавивирусов. Вирусная рамка считывания может быть разделена на структурную и неструктурную части.

Структурная часть состоит из генов белка вирусного нуклеокапсида C и гликопротеинов оболочки E1 и E2. Ген белка C среди различных изолятов ВГС весьма консервативен. Гены гликопротеинов E1 и E2 значительно менее консервативны и имеют очень изменчивые от изолята к изоляту районы. У представителей рода флавивирус, по названию которого получило название семейство, белок, соответствующий гликопротеину E2 оболочки вириона ВГС, не входит в состав вирусной частицы. Он является первым (по порядку расположения генов в вирусной РНК) неструктурным белком флавивирусов и обозначается NS1. Поэтому гликопротеин E2 вируса гепатита C обозначают также E2/NS1.

Неструктурная часть генома ВГС кодирует белки NSp2-Nsp5, большинство которых являются либо вирусспецифическими протеазами, либо ферментами, ответственными за размножение вируса.

Гепатит GB. В середине 90-х гг. обнаружены еще несколько вирусов, поражающих печень. В частности весной 1995 г. выявлен вирус гепатита, передающийся парентеральным путем, точнее сразу три его разновидности, объединенные именем гепатит GB: гепатиты GB-A, GB-B и GB-C. Все разновидности относятся, как и вирус гепатита С, к семейству флавивирусов, передаются от человека к человеку так же, как и гепатит С. Эти вирусы, по всей вероятности, являются причиной до 5% всех перентеральных гепатитов у людей. Обнаружены они, как и вирус гепатита С, методами молекулярной биологии.

Герпесвирусы 6, 7, 8. Герпетическая инфекция (син.: простой герпес) – собирательное название для инфекций, вызываемых вирусом простого герпеса первого типа (ВПГ-1) и вирусом простого герпеса второго типа (ВПГ-2). Термин «герпес» (от греческого herpes – ползучий) был использован Геродотом в 100 г. до н.э. для описания волдырей, сопровождающихся лихорадкой.

Вирусы, относящиеся к семейству герпесвирусов, очень широко распространены в природе. Они могут вызывать заболевания у различных видов диких и домашних животных (кошек, собак, лошадей, коров, кур, рыб и др.). В настоящее время известно более 100 герпесвирусов, 8 из них выделены от человека: вирусы простого герпеса первого и второго типов (HSV-1, HSV-2), ветряной оспы – опоясывающий герпес, цитомегаловирус (CMV), вирус Эпштейна–Барр, вирусы герпеса человека шестого, седьмого и восьмого типов (HHV-6, HHV-7, HHV-8).

К семейству Herpesviridae относятся три подсемейства: аlpha-Herpesviridae, beta-Herpesviridae,gamma-Herpesviridae.

Наиболее важным биологическим свойством герпесвирусов в патогенезе заболеваний является их способность к латентному существованию. Герпесвирусы способны пожизненно персистировать в организме человека и вызывать заболевания с многообразными клиническими проявлениями:

• острые и хронические рецидивирующие инфекции с поражением кожных покровов и слизистых оболочек, внутренних органов, центральной нервной системы;

• трансплацентарные инфекции с поражением плода;

• лимфопролиферативные заболевания.

Одной из самых распространенных вирусных инфекций человека является простой герпес (ВПГ), представляющий собой серьезную медико-социальную проблему. Около 90% людей на земном шаре инфицированы ВПГ и около 20% имеют какие-либо клинические проявления инфекции. Все герпесвирусы имеют выраженное иммуносупрессивное действие, подавляют клеточные и гуморальные реакции иммунитета. Наименее изучены клинические проявления инфекций, вызванных герпесвирусами шестого, седьмого и восьмого типов, у детей.

HHV-6 – шестой член семейства герпесвирусов человека является причиной розеолы, имеет многообразные проявления у детей и взрослых. Хотя этот новый вирус был найден изначально в B-лимфоцитах иммуноскомпрометированных взрослых больных, впоследствии выяснилось, что он имеет первоначальное сродство с T-лимфоцитами, и его оригинальное название – человеческий В-лимфотропный вирус (HBLV) – было изменено на HHV-6.

HHV-6 входит в состав рода Roseolovirus, подсемейства beta-Herpesvirus. Подобно другим вирусам герпеса HHV-6 обладает характерным электронно-плотным ядром и икосаэдральным капсидом, окруженным оболочкой и внешней мембраной, местом расположения важных гликопротеинов и протеинов мембраны. Главный компонент клеточного рецептора для HHV-6 – CD46, который присутствует на поверхности всех ядерных клеток и позволяет HHV-6 инфицировать широкий ряд клеток. Главная цель HHV-6 – это зрелая клетка CD4+, но вирус может инфицировать естественных киллеров (NK), гамма-дельта T-лимфоциты, моноциты, древоподобные клетки, астроциты и разнообразные линии T и B клеток, мегакариоцитов, ткань эпителия и др.

Серологические исследования HHV-6 показали повсеместность случаев HHV-6-инфекции: ее обнаруживали во всех странах, где проводили исследования. Инфицирование происходит обычно на первом или втором году жизни, и соответственно около 95% взрослых имеют антитела к HHV-6. В Соединенных Штатах Америки, Японии установлено, что приобретенная HHV-6 инфекция встречается преимущественно у младенцев 6–18 месяцев жизни. Почти все дети инфицируются в возрасте до трех лет и сохраняют иммунитет на всю жизнь. Наиболее показательно, что инфекция HHV-6, приобретенная в детском возрасте, приводит к высокой частоте серопозитивности у взрослых.

HHV-7 – седьмой член семейства Herpesviridае – впервые идентифицирован в клетках здорового взрослого человека в 1990 г. HHV-7 также входит в состав рода Roseolovirus, подсемейства beta-Herpesvirus, имеет морфологическое, антигенное и геномное сходство с HHV-6. Он имеет нуклеокапсид, содержащий ДНК, окруженный плотной оболочкой и липидным покрытием. HHV-7 прежде всего заражает CD4+ T-клетки, такие как мононуклеары пуповинной и периферической крови. В эпителиальных клетках слюнных желез он пролиферирует с выбросом вирусов. Другие ткани, такие как кожа, молочная железа, легкие, также могут содержать антиген HHV-7.

HHV-7 является распространенной инфекцией детского возраста, которая проявляется несколько позже, чем HHV-6, и в более широком возрастном диапазоне. Серологические исследования показали, что большинство индивидуумов в Соединенных Штатах инфицируются HHV-7 к 6–10-му году жизни. HHV-7 выделяется в слюне у 95% взрослых, что указывает на высокий уровень инфицированности населения и склонность HHV-7 к персистенции. HHV-7 наиболее вероятно передается через слюну, в которой вирус активно реплицируется.

HHV-8 имеет более давнюю историю. В 1872 г. венгр Мориц Капоши впервые описал агрессивную пигментированную идиопатическую саркому кожи. Эта опухоль сегодня хорошо известна как саркома Капоши. Ранее в США и странах Западной Европы она была редкой патологией, ее частота составляла менее 0,06 на 100 тыс. человек, пока не возникла эпидемия СПИДа. Спустя сто лет, в начале 80-х гг., появились сообщения о высокой частоте саркомы Капоши у гомосексуальных мужчин, впоследствии этот показатель увеличился до 15–20% у гомосексуальных ВИЧ-зараженных мужчин. В течение некоторого времени предполагалась вирусная этиология саркомы Капоши. Ассоциация с HHV-8 и саркомой Капоши не предполагалась, пока. в 1994 г. не открыли герпесвирус, связанный с саркомой Капоши (KSHV), который сегодня классифицирован как HHV-8 в пределах подгруппы герпесвирусов гамма-2, группы Rhadinovirus.

Выявлены вариации HHV-8 инфекции, связанные с географическими и социоэкономическими факторами. Сероэпидемиологические исследования показали высокие уровни заболеваемости классической саркомой Капоши в странах Африки, особенно Центральной; низкие – в США, Японии и в некоторых северных европейских странах, средние – в большинстве средиземноморских стран. Основная группа риска в США – гомосексуальные мужчины, у которых серопозитивность составляет около 40%.

Передача HHV-8 происходит различными путями, но, вероятно, преобладает половой путь, а также передача через слюну. Это подтверждается выявлением HHV-8 в сперме. Дополнительные пути заражения обусловлены присутствием ДНК вируса HHV-8 в слюне и лимфоцитах периферической крови. В Африке, где существует эндемическая форма саркомы Капоши, инфицирование HHV-8 происходит обычно в детстве, относительно высокий уровень инфицирования отмечается также в период становления сексуальной активности. Перинатальный путь передачи отмечен в странах Африки и на острове Сардиния.

Атипичная пневмония. Этот термин применяется для обозначения двух различных заболеваний:

• В медицинской литературе под атипичной пневмонией традиционно понимается воспаление легких, вызванное микоплазмами, хламидиями или легионеллами и имеющее необычное для него клиническое течение.

• Новая болезнь, выявленная в ноябре 2002 г. в Китае, затем в Гонконге, получившая там эпидемическое распространение и зарегистрированная к маю 2003 г. в 30 других странах (численность заболевших превысила 7 тыс. чел., умерло – свыше 500), в средствах массовой информации получила название атипичной пневмонии. В медицинской литературе по предложению ВОЗ для обозначения ее применяется термин тяжелый острый респираторный синдром, или САРС (SARS – severe acute respiratory syndrom).

Возбудитель САРС – неизвестная ранее разновидность коронавируса (названного так в связи с внешним сходством вирусной частицы с короной: круглая форма с шипиками). В окружающей среде коронавирусы гибнут в течение нескольких часов, на пластиковых поверхностях могут сохраняться до двух суток. Заражение происходит воздушно-капельным путём, главным образом при близком контакте с кашляющим, чихающим больным. Вирус поражает не только верхние дыхательные пути, но и бронхи, бронхиолы, вызывая воспалительное утолщение их стенок, пропотевание жидкости в альвеолы, нарушение газообмена в лёгких и недостаточное поступление кислорода в кровь. На этом фоне возникает одно- или двусторонняя пневмония, которую вызывает, вероятно, бактериальная флора, населяющая дыхательные пути (аутофлора). Смерть больных (летальность составляет около 7%) обусловлена тяжёлой дыхательной недостаточностью.

Инкубационный период длится обычно от двух до семи суток, иногда до 10 суток. Болезнь проявляется остро: повышение температуры тела до 38 °С и выше, озноб, боли в мышцах, головная боль, общая слабость. Примерно у четверти больных наблюдаются боли в горле и насморк. Возможны головокружение, тошнота, рвота, боли в животе, жидкий стул. Чаще через два–три дня состояние больного улучшается, при тяжёлом течении болезни появляются кашель, сухой или с небольшим количеством мокроты, одышка и быстро развивается выраженная дыхательная недостаточность. При непосредственном исследовании больного и рентгенологически выявляют признаки пневмонии; в гемограмме чаще отмечается лейкопения. Смертность от атипичной пневмонии составляет 3,6%. У 10-20% заразившихся болезнь протекает в тяжелой форме и сопровождается осложнениями; 80-90% заболевших выздоравливают.

Лихорадка, кашель и затрудненное дыхание в сочетании с данными эпидемиологического анамнеза (контакт с больным или возможность такого контакта, например приезд из Китая, Гонконга или Тайваня) позволяют поставить предположительный диагноз тяжёлого острого респираторного синдрома. При подозрении на САРС больной подлежит госпитализации и строгой изоляции в специально оборудованном боксе. Проводят кислородотерапию, искусственную вентиляцию лёгких, лечение антибиотиками широкого спектра действия, а также противовирусными препаратами (однако их эффективность не доказана). С целью индивидуальной профилактики показаны применение противовирусных иммуностимулирующих препаратов: арбидол, амиксин, закаливание организма, рациональное питание, поливитамины.

4.2 «Возникающие» вирусные инфекции (вирусы Эбола, Денге, Хантаан и др.), их свойства и распространение

Речь пойдет в основном о геморрагических лихорадках – группе острых вирусных природно-очаговых болезней, характерным проявлением которых является повышенная кровоточивость. Возбудители геморрагических лихорадок относятся к различным семействам РНК-содержащих вирусов. Все болезни этой группы характеризуются способностью к распространению и тяжелым течением, относятся к опасным и особо опасным инфекционным заболеваниям. В настоящее время в группу геморрагических лихорадок включено 15 болезней, в том числе лихорадки Эбола, Марбург, Ласса, желтая лихорадка, геморрагическая лихорадка Денге, лихорадка долины Рифт и др.

Это семейство филовирусов, поражающих человека и обезьян, получило название от латинского слова "filamentous" – длинный, протяженный – в связи с уникальной для вирусов человека формой их вирионов в виде длинных цилиндрических палочек. Семейство в настоящее время собираются разделить на два вида: Эбола-вирусы и Марбург-вирусы.

Вирус Эбола. Этот вирус был идентифицирован в 1976 г., когда одновременно вспыхнули две эпидемии: на юге Судана (284 случая, летальность 53%) и на севере Заира (318 случаев, летальность 88%). Серологические тесты показали, что два штамма, заирский и суданский, не были одинаковыми. Свое имя вирус получил от реки Эбола, впадающей в реку Конго. Эпидемия вспыхнула в 55 деревнях, прилежащих к реке, и внезапно прекратилась. Другой штамм вируса Эбола был выделен в 1989 г. во время вспышки инфекции в обезьяньем питомнике в Рестоне, США. Обезьяны были привезены с Филиппинских островов. Четыре сотрудника американского питомника и четыре – филиппинского были серопозитивными, но ни у кого из них не развилась геморрагическая болезнь. Этот рестонский штамм вируса Эбола, или вирус Рестон, по-видимому, является высокопатогенным для обезьян, но не для человека. Сродни Эбола – вирус Марбург, который впервые проявился на девять лет раньше, еще в 1967 г. в Европе (Югославия и Германия – города Марбург и Франкфурт), куда был перенесен на обезьянах, завезенных из Уганды (район оз. Виктория). Заболели работники фармацевтических заводов, участвовавшие в заборе почек у экспортированных обезьян. Всего заболел 31 человек, из которых семеро умерли.

Лишь вирус бешенства, дальний родственник филовирусов, превосходит их по смертности, достигающей в случае вируса Эбола практически 100% – при попадании в кровь и отказе или невозможности срочно ввести вакцину.

Вирионы этого семейства многообразны по форме, встречаются сигмообразные, U-образные формы, однако основной является палочковидная форма с диаметром 80 нм и длиной от 790 нм (вирус Марбург) до 970 нм (вирусы Эбола и Рестон). При рассмотрении их поперечных срезов в электронном микроскопе обнаруживаются внутренний нуклеокапсид (комплекс нуклеиновой кислоты с белками, в основном белком NP) диаметром 50 нм, окруженный липидной оболочкой, и внутреннее пространство с малой электронной плотностью диаметром 20 нм. Такие параметры предполагают спиральную форму нуклеокапсида с пустой сердцевиной, что подтверждается и видимой продольной периодичностью вирионов с шагом 5 нм. На поверхности вирионов, образованной липидной оболочкой, которую вирус заимствует у клетки-хозяина, можно видеть шипы длиной 10 нм. В состав вирионов входят все кодируемые геномом вируса белки, что является обычным для большинства вирусов с негативным РНК-геномом.

Генетический материал вируса представлен одноцепочечной неинфекционной РНК негативной полярности, что означает неспособность этой цепи РНК выступать в качестве матрицы для синтеза белка. РНК имеет молекулярную массу 4,2·10⁶дальтон, что соответствует длине примерно в 19200 нуклеотидов и 1,1% массы всего вириона.

Полные нуклеотидные последовательности геномов вирусов Эбола и Марбург определены несколько лет назад российскими, германскими и американскими учеными. В плюс-цепи РНК (она комплементарна геномной РНК) выявлены семь рамок трансляции белков. Строение генома вируса Марбург приведено на рисунке 12. Оно сходно со строением геномов вирусов бешенства и кори, однако имеет некоторые особенности.

Рисунок 12 – Схема строения вириона филовируса (а), карта генома вируса Марбург (б) и карта генома вируса Эбола (в)  Примечание. На схеме устройст­ва вириона показано, что РНК находится в составе нуклеокапсида (или "ядра" вируса) и связана с белками NP и VP30, а белки VP40, VP24 и GP свя­заны с липидной мембраной. При этом основным поверхностным белком является белок GP, кото­рый образует шипики на поверхности вириона. Масштабная линейка для карты генома проградуирована в тысячах нуклеотидов

Каждый белок филовирусов кодируется своей собственной матричной РНК. В свою очередь эти матричные РНК считываются с минус-цепи вирионной РНК с помощью вирусспецифической РНК-полимеразы, кодируемой геном L.

• Гликопротеин (GP) является единственным поверхностным белком вириона. Его тримеры образуют шипы на поверхности вириона и отвечают, по-видимому, за первичное присоединение вируса к клетке. Этот белок сильно модифицирован (в отличие от большинства аналогичных белков других вирусов) остатками олигосахаридов. Российские исследователи недавно выявили, что один из участков этого белка похож по структуре и свойствам на фрагменты белков вирусов иммунодефицита человека и животных. Предполагается, что это является одной из причин необычно высокой патогенности филовирусов.

• Внутренний белок VP40 является одним из основных по содержанию в вирионе белков. Видимо, он выстилает внутреннюю поверхность липидной мембраны и связан с ней. Одновременно он является наружным белком нуклеокапсида – "вирусного ядра".

• Внутренний белок VP24 также связан с липидной мембраной. Функция его неизвестна, но по последним данным он может играть роль при "раздевании" вируса в процессе его проникновения в клетку.

• Белок нуклеопротеин (NP) имеет ярко выраженный положительный заряд и связан в вирионе непосредственно с РНК.

• Внутренний белок VP30 является минорным белком вириона, функция его неизвестна.

• Внутренний белок VP35, по-видимому, играет регуляторную роль при размножении вирусного генома.

• Полимераза (L-белок) – самый большой по размеру белок вируса. Его функция – синтезировать матричные РНК с минус-цепи вирионной РНК, плюс-цепь вирионной РНК на матрице минус-цепи и на поздней стадии саму вирионную РНК на матрице плюс-цепи. Предполагается, что некоторые другие вирионные белки также принимают участие в этих процессах.

До недавнего времени не было ничего известно о способе проникновения этих вирусов в клетки. Однако Марк Голдсмит из университета Калифорнии и его коллеги провели исследование, в ходе которого выяснили, что возможным путем проникновения вирусов в клетку может быть молекула, расположенная в оболочке клетки и отвечающая за улавливание фолиевой кислоты (витамина группы В), влияющей на рост и развитие. Многие клетки человеческого организма обладают специальными рецепторами, которые улавливают этот витамин. Эксперименты, проведенные учеными, показывали, что гликопротеины, окружающие вирус Эбола и вирус Марбург, могут соединяться с одним из видов этого рецептора, позволяя вирусу проскользнуть в клетку.

Азок Энтони из университета Индианы предполагает, что рецепторы "открываются" для проникновения вируса тогда, когда в организме не хватает фолиевой кислоты, как это нередко случается у людей, живущих в развивающихся странах. Это ведет к тому, что при недостатке витамина в организме остается много свободных рецепторов, а соответственно и много мест для проникновения вируса.

М.Голдсмит сомневается в применимости больших доз фолиевой кислоты для тех людей, которые находились в контакте с вирусами, для профилактики заболеваний. Вместо этого он предлагает метод, пока разработанный только в лабораторных условиях –применить антитела, которые созданы для того, чтобы занимать рецепторы фолиевой кислоты, тем самым заблокировав для вирусов вход в клетки.

Еще один возможный способ предотвращения заболевания, который может быть разработан на основе результатов этого исследования, состоит в том, чтобы ввести в организм свободные рецепторы-приманки, которые смогут улавливать вирус, предотвращая его проникновение в клетки. По мнению А.Энтони, этот способ может оказаться эффективным, однако возникает проблема удаления вирусов из крови. В любом случае необходимо убедиться, что не пострадают другие уязвимые рецепторы.

Вирус Денге (Dengue). Лихорадка Денге (по другому называется костоломной или суставной лихорадкой) существует в двух самостоятельных клинических формах:

• лихорадка Денге, характеризующаяся лихорадкой, интоксикацией, миалгией и артралгией (воспаление в мышцах и суставах), а так же лейкопенией и лимфаденитом. Боли в суставах и мышцах вынуждают больного изменить походку – отсюда и название заболевания (от англ. Dandy – франт);

• геморрагическая лихорадка Денге характеризуется тяжелой геморрагической диареей, шоком и высокой летальностью.

Источником инфекции служат больной человек, обезьяны и, возможно, летучие мыши.

Возбудитель, выделенный и описанный А.Себином в 1945 г., как и возбудитель желтой лихорадки относится к вирусам семейства Togaviridae рода Flavivirus (арбовирусы антигенной группы В), которые содержат РНК, имеют двухслойную липидную оболочку из фосфолипидов и холестерола, размеры вириона 40–45 нм в диаметре. Инактивируется при обработке протеолитическими ферментами и при прогревании выше 60°С, под влиянием ультрафиолетового облучения. Известно четыре типа вируса Денге, различных в антигенном отношении. Вирусы Денге имеют антигенное родство с вирусами желтой лихорадки, японского и западно-нильского энцефалитов; размножается на культурах тканей и клетках почек обезьян, хомяков и др. В сыворотке крови больных вирус сохраняется при комнатной температуре до двух месяцев, а высушенный – до пяти лет.

Передача инфекции человеку осуществляется комарами Aedes aegypti, обезьянам – A. albopictus. Комар A. aegypti становится заразным через 8–12 дней после питания кровью больного человека и остается инфицированным до трех месяцев и более.

Болезнь распространена в тропическом и субтропическом поясах Америки, Африки, Азии и Австралии. Первые эпидемии лихорадки Денге зафиксированы в Северной Америке в 1780-х гг. В 1779 г. болезнь была идентифицирована и поучила свое имя. Пандемия началась в 1950-х годах в Юго-Восточной Азии и продолжалась до 1975 г. За последние 10–15 лет наблюдается значительное повышение этой заболеваемости в различных регионах. Сообщалось о значительных вспышках лихорадки Денге в КНР, Вьетнаме, Индонезии, Таиланде и на Кубе.

Рисунок 13 – Карта распространения лихорадки Денге

Вирус проникает в организм через кожу при укусе человека зараженным комаром. На месте ворот инфекции через три–пять дней возникает ограниченное воспаление, где происходит размножение и накопление вируса. В последние 12 часов инкубационного периода отмечается проникновение вируса в кровь. Вирусемия продолжается до третьего–пятого дня лихорадочного периода. Денге может протекать в классической и геморрагической формах. Строгой зависимости между типом вируса и клинической картиной не отмечается. От больных так называемой филиппинской геморрагической лихорадкой выделялись вирусы Денге второго, третьего и четвертого типов, при сингапурской геморрагической лихорадке – все четыре типа, при оценке этиологии таиландской геморрагической лихорадки одно время писали о новых типах вируса денге (пятом и шестом). В дальнейшем наличие этих типов вируса не было подтверждено.

В настоящее время установлено, что геморрагическая лихорадка Денге и шоковый синдром Денге могут вызывать все четыре серотипа вируса Денге. В патогенезе заболевания особо важную роль играет внедрение в организм человека вирусов первого, третьего или четвертого серотипов, за которым через несколько лет следует и второй серотип. В развитии геморрагической лихорадки денге особое значение имеют иммунологические факторы. Усиленный рост вируса Денге второго серотипа происходит в мононуклеарных фагоцитах, полученных из периферической крови иммунизированных доноров или в клетках неиммунизированных доноров в присутствии субнейтрализующих концентраций вируса Денге или перекрестных гетеротипичных антител к флавовирусам.

Комплексы вирус-антитело присоединяются, а затем внедряются в мононуклеарные моноциты с помощью Fc-рецепторов. Активная репликация вируса в этих клетках может приводить к серии вторичных реакций (активация комплемента, системы кинина и др.) и к развитию тромбогеморрагического синдрома. Таким образом, геморрагические формы возникают в результате повторного инфицирования местных жителей или при первичном инфицировании новорожденных, получивших антитела от матери. Интервал между первичным (сенсибилизирующим) и повторным (разрешающим) заражением может колебаться от трех месяцев до пяти лет. При первичной инфекции любым типом вируса возникает классическая форма Денге. Впервые прибывающие в эндемический очаг заболевают только классической формой Денге.

Симптомы и течение. Инкубационный период длится от трех до пятнадцати дней (чаще пять–семь дней). Заболевание обычно начинается внезапно. Лишь у отдельных больных за шесть–десять часов отмечаются нерезко выраженные продромальные явления в виде разбитости и головной боли. Часто в период якобы полного здоровья появляются озноб, боли в спине, крестце, позвоночнике, суставах (особенно коленных). Лихорадка наблюдается у всех больных, температура тела быстро повышается до 39–40°С. Отмечаются резкая адинамия, анорексия, тошнота, головокружение, бессонница; у большинства больных – гиперемия и пастозность лица, отекание сосудов склер, гиперемия зева.

Вирусы Хантаан. Острое вирусное природно-очаговое заболевание, сопровождающееся поражением почек, впервые описано советскими исследователями на Дальнем Востоке в 1935–1940 гг. Заболевание получило название «геморрагический нефрозо-нефрит». В это же время подобное заболевание было описано японскими и шведскими исследователями, изучавшими его в Маньчжурии. Первый вирус, этиологически связанный с этими заболеваниями, был описан только в 1978 г. (вирус Корейской геморрагической лихорадки – вирус Хантаан). Установлена его этиологическая связь со вспышкой заболевания, произошедшей в 1951 г. среди 3000 корейских солдат. Тогда смертность от инфекции составила 15%.

Как отдельный род в семействе буньявирусов вирус Хантаан (Hantavirus), был выделен в 1987 г. Как и его серологические родственники морфологически и по молекулярной организации подобен другим представителям семейства. Они относятся к сферическим РНК-содержащим вирусам диаметром 85–110 нм, однако характеризуются отсутствием серологических связей с другими членами семейства, наличием уникальных 3'-концевых последовательностей в трех долях генома и собственной стратегией кодирования. Вирус инактивируется при температуре 50°С в течение 30 мин, при 0–4 °С стабилен 12 часов.

В настоящее время охарактеризованы шесть хантавирусов. Наиболее изученными являются вирусы Хантаан, Сеул и Пуумала. Заболевания, вызываемые этими вирусами, называли геморрагическим нефрозо-нефритом, Корейской геморрагической лихорадкой, эпидемической геморрагической лихорадкой, эпидемической нефропатией. В 1983 г. для этих заболеваний ВОЗ приняла единое название – геморрагическая лихорадка с почечным синдромом (ГЛПС).

Клинические проявления инфекции хорошо охарактеризованы. Выделены пять стадий инфекции:

• Инкубационный период составляет одну–две недели, реже четыре недели.

• Лихорадочная стадия характеризуется токсико-аллергическими проявлениями: острым началом с внезапной лихорадкой, миалгией, головной болью, болью в пояснице, орбитальной болью, генерализованной сыпью на лице, шее, груди, сгибах, мягком небе, конъюнктивах.

• Олигоуретическая стадия длится от трех до семи дней, сопровождается острой почечной недостаточностью, массивной протеинурией и появлением множественных капиллярных кровоизлияний. В первую очередь страдают почки: снижается количество выделяемой мочи, в крови повышается концентрация мочевины. Приблизительно треть смертных случаев происходит на этой стадии болезни.

• Полиуретическая стадия длится несколько дней, сопровождается ежедневным выделением мочи в количестве от трех до шести литров, что приводит к обезвоживанию и нарушению электролитного баланса организма.

• Стадия выздоровления продолжается 2–3 месяца.

Выделены серьезные и умеренные формы ГЛПС. Серьезные формы ГЛПС, вызываемые вирусом Хантаан, распространены в сельских районах Кореи, Китая, восточной части России. Умеренные формы связанны с вирусом Сеул и широко распространены в Азии и Европе. Антитела к этому вирусу обнаружены у крыс и людей на Североамериканском континенте, однако заболеваний не зарегистрировано. Наиболее умеренная форма ГЛПС, вызываемая вирусом Пуумала, распространена повсеместно, в том числе и на территории бывшего СССР.

Носителями вируса являются грызуны. Каждый хантавирус инфицирует определенного грызуна: вирус Хантаан – желтогорлую мышь (Apodemus), Пуумала – полевок (Clethrionomys), Сеул – крыс (Rattus). Это ограничивает возможность пересортировки генов и генетического смешения, следствием чего является высокая степень геномного сохранения.

Различают три основные эпидемиологические формы ГЛПС – сельский тип (связан с вирусами Хантаан и Пуумала), городской тип (связан с вирусом Сеул) и лабораторный тип (связан с инфицированием лабораторных животных-грызунов).

Заражение людей является результатом прямого контакта с экскретами инфицированных грызунов при употреблении загрязненных продуктов питания. Кроме того, заражение может произойти аэрогенно при лесных, сельскохозяйственных и садово-огородных работах.

4.3 Возможные причины появления новых и возникающих вирусных инфекций

Несмотря на многолетнее изучение рассмотренных вирусных инфекций в ведущих лабораториях мира, до сих пор не удалось найти ответа на многие связанные с ними вопросы:

• какие живые существа являются природными хозяевами этих вирусов?

• почему возникают вспышки этих заболеваний?

• каким образом и где заразились самые первые больные во время эпидемий?

• почему неэффективны в борьбе против этих вирусов вакцинные препараты, полученные по технологиям, успешно апробированным на других возбудителях?

• что является причиной высокой смертности от этих инфекций?

Ответы на вопросы ученые целенаправленно ищут много лет, но окончательных результатов до сих пор нет. Кроме того, набор довольно странных обстоятельств, сопутствовавших началу эпидемий в Африке, придал ореол мистики всему, что связано с этими вирусами. Может быть, именно поэтому полудокументальная книга о вирусах Ричарда Престона "Горячая зона" стала бестселлером в США в 1994 г., а снятый по ее мотивам фильм "Эпидемия" – одним из лидеров видеопроката во всем мире.

Некоторые исследователи считают, что возникновение вирусов, подобных ВИЧ, Эбола, является следствием разрушения экосистемы тропических лесов. Все вирусы возникали там, где экосистема была нарушена, особенно это относится к тропическим лесам – самым большим резервуарам жизни на планете. «Вырываясь из лесов, вирус проносится сквозь человечество, как эхо от криков умирающей природы», – говорится в одной интернет-статье.

Есть и другая точка зрения. В отношении ВИЧ-инфекции выдвинута научно обоснованная гипотеза о существовании в Африке глобального природного очага этого заболевания. Первенство здесь принадлежи белорусским ученым: академику РАМН и НАНБ В.И.Вотякову и его ученикам и последователям, сотрудникам НИИ эпидемиологии и микробиологии Минздава Республики Беларусь. Согласно этой гипотезе, в Центральной Африке издавна сформировался природный очаг вируса иммунодефицита обезьян (ВИО). Здесь обитает до 50 видов и подвидов обезьян (зеленые мартышки, павианы, мангобеи, мандрилы, шимпанзе и др.), каждый из которых обладает тем или иным вариантом вируса в латентном состоянии. Оказавшись у нового "хозяина" – обезьяны другого вида или человека – вирус активизируется и наносит ему, неприспособленному к данному типу вируса, непоправимый ущерб. Попадает такой вирус к человеку преимущественно через кровь в результате контактов с обезьянами, прежде всего при охоте на них (укусы, разделка мяса, снятие шкурок). Установлено, например, что перенос вируса от шимпанзе в человеческую популяцию произошел всего 50–80 лет назад. Мутациям, превращающим ВИО в ВИЧ, способствует и постоянное недоедание аборигенов и ослабленный вследствие этого иммунитет. Контакты же с европейцами сделали проблему ВИЧ-инфекции всемирной. Вполне возможно, что так же обстоит дело и с другими видами вирусов африканского происхождения, например, вирусами Эбола, Денге и т.п. У хантавирусов явно прослеживаются азиатские корни.

Вызывает опасение тот факт, что инфекции такого рода привлекают внимание военных биологов и потенциальных биотеррористов. Отсутствие средств эффективной профилактики и защиты против целой серии геморрагических лихорадок сочетается с достаточно высокой смертностью, легкостью распространения боевых рецептур (распыление). К счастью, вирусы культивировать труднее, чем бактерии, поэтому пока не приходится опасаться производства вирусов геморрагических лихорадок в промышленных масштабах.

Вопросы для проверки усвоения материала 1 Что такое ВИЧ? Какова его роль в развитии СПИДа? 2 Как тестируется ВИЧ-инфекция? Какие методы при этом используются? 3 Какие стадии развития ВИЧ-инфекции выделяют в настоящее время? 4 Что такое гепаптит? На какие группы разделяются все вирусные гепатиты? 5 Каковы основные особенности вируса гепатита С? 6 Что такое гепатит GB? 7 С какими вирусами связана герпетическая инфекция? 8 Каковы основные характеристики герпесвирусов 6, 7, 8? 9 Что понимают под атипичной пневномией? 10 Какие средства используются при лечении САРС? 11 Что такое геморрагичские лихорадки? С каким семейством вирусов они связаны? 12 Когда и как был открыт вирус Эбола и его разновидности Марбург и Рестон? 13 Каковы основные симптомы заражения вирусом Денге? Как осуществляется передача инфекции человеку? 14 С какими регионами связана лихорадкеа Денге? 15 Какие заболевания вызывает вирус Хантаан? 16 Каковы клинические проявления геморрагической лихорадки с почечным синдромом? 17 С какими вирусами связаны серьезные и умеренные формы ГЛПС?

18 Каковы возможные причины появления новых и возникающих вирусных инфекций?

19 Что представляет собой гипотеза о глобальном природном очаге ВИЧ-инфекции в Африке? Кто является ее авторами? ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ 1 Дать сравнительный анализ наследственных и врожденных заболеваний человека. 2 Описать роль систем трансформации-детоксикации ксенобиотиков в формировании предрасположенности к мультифакторным заболеваниям. 3 Дать характеристику митохондриальных болезней. 4 Осветить работы РНПЦ «Мать и дитя» в области медицинской генетики. 5 Охарактеризовать методы молекулярной диагностики. 6 Дать анализ роли предымлантационной диагностики при использовании метода экстракорпорального оплодотворения. 7 Описать основные этапы открытия явления РНК-интерференции. 8 Охарактеризовать перспективы использования РНК-интерференции в медицинской практике. 9 Подготовить электронную презентацию на тему «Вирусы природные и компьютерные: сравнительная характеристика». 10 Охарактеризовать современные, перспективные и гипотетические методы борьбы с ВИЧ-инфекцией. 11 Проанализировать работы белорусских вирусологов по изучению происхождения новых и возникающих вирусных инфекций. 12 Подготовить реферат на тему «Проблемы биотерроризма». ЛИТЕРАТУРА * Бочков, Н.П. Клиническая генетика. / Н.П. Бочков.– М.: ГЭОТАР-МЕД, 2002. – 448 с. * Патрушев, Л.И. Экспрессия генов. / Л.И. Патрушев. – М.: Наука, 2000. – 527 с. ** Горбунова, В.Н., Баранов, В.С. Введение в молекулярную диагностику и генотерапию наследственных заболеваний. / В.Н.Горбунова [и др.]. – СПб.: Специальная литература, 1997. – 287 c. ** Горбунова, В.Н. Молекулярные основы медицинской генетики. / В.Н.Горбунова. под ред. Е.И.Шварца. – СПб.: Интермедика, 1999.  ** Дыгало, Н.Н. Анализ функции генов в мозге сиквенс-специфическими воздействиями на мРНК. / Н.Н.Дыгало. // Вестник ВОГиС. 2006. Т. 10, № 2. С. 352–365. ** Нетесов, С.В. Вирусные гепатиты. / В.Н.Нетесов. // Соросовский образовательный журнал. 1997. № 2. С. 35–43.  ** Сукерник, Р.И., Дербенева, О.А., Стариковская, Е.Б., Володько, Н.В., Михайловская, И.Е., Бычков, И.Ю., Лотт, М.Т., Браун, М.Д., Уоллес, Д. Митохондриальный геном и митохондриальные болезни человека. / Р.И.Сукерник [и др.]. // Генетика. 2002. Т.38, № 2. С.161–170.  ** Хуснутдинова, Э.К., Боринская, С.А. Геномная медицина – медицина XXI века. / Э.К. Хуснутдинова [и др.]. // Природа. 2002. № 12. С. 3–8. ** Dallas, A., Vlassov, A.V. RNAi: a novel antisense technology and its therapeutic potential. / A.Dallas [e.a.]. // Medical Science Monitoring. 2006. Vol. 12, № 4. P. 67–74. ** Kim, V.N. Small RNAs: classification, biogenesis, and function. / V.N.Kim // Molecules and Cells. 2005. Vol. 19, №. 1. P. 1–15. ** Strachan, T., Read, A.P. Human molecular genetics. / T.Strachan [e.a.]. – BIOS Scientific Publishers Ltd, 1996. *** http://www.med-gen.ru/content/science/index.html *** http://humbio.ru/humbio/genetics.htm  *** http://nature.web.ru/db/section_page.html?s=260000442 *** http://medi.ru/pbmc/88003.htm

*** http://www.aids.ru

*** http://vira-ss.narod.ru/encyclopeadia.html

*** http://aorta.ru/infectologia/060.shtml Условные обозначения: * Основная литература. ** Дополнительная литература. *** Интернет-сайты. Учебное издание Дромашко Сергей Евгеньевич ГЕНЕТИКА И ВИРУСОЛОГИЯ  В СОВРЕМЕННОЙ МЕДИЦИНЕ Учебно-методическое пособие Редактор-корректор А. А. Сычев Компьютерная верстка С. Е. Дромашко Подписано в печать 28.10.2008. Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс. Печать ризографическая. Усл. печ. 1,6 л. Уч.-изд. 1,2 л. Тираж 100 экз. Заказ 214. ГУО «Институт подготовки научных кадров Национальной академии наук Беларуси» ЛИ №02330/0133427 от 06.12.2004. Ул. Кнорина, 1, 220049, г. Минск. Отпечатано в РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Бела­руси по механизации сельского хозяйства» ЛП № 02330/0150026 от 10.05.2007. Ул. Кнорина, 1, корп. 3, 220049, г. Минск.