Поксвируси: човешки вирус на дребна шарка

Семейство Poxviridae (английски pox - едра шарка + вируси) включва две подсемейства: Chordopoxvirinae, което включва вирусите на шарката на гръбначните, и Entomopoxvirinae, което обединява вирусите на шарката на насекомите. Подсемейството на вируса на шарката на гръбначните, от своя страна, включва 6 независими рода и няколко некласифицирани вируса. Представителите на всеки род имат общи антигени и са способни на генетична рекомбинация. Родовете се различават един от друг по процентното съдържание и свойствата на ДНК, местоположението и формата на нишковидните структури върху външната мембрана на вириона, устойчивостта към етер, хемаглутиниращите свойства и други характеристики.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Структура Поксвируси: човешки вирус на дребна шарка

Представители на рода Orthopoxvirus са вирусите на едрата шарка, маймунската шарка и ваксината. Вирусът на едрата шарка причинява особено опасна човешка инфекция, която е елиминирана с усилията на световната общност в средата на 70-те години на миналия век. Вирусът на маймунската шарка е патогенен не само за примати: описани са случаи при хора, които наподобяват едрата шарка по своето протичане. Предвид това обстоятелство е полезно да имаме обща представа за микробиологията на едрата шарка.

Най-изучаваният член на рода Orthopoxvirus е вирусът на ваксината, който произлиза от кравешка или едра шарка. Той е адаптиран към хората и е бил използван дълго време като първата жива вирусна ваксина.

Вирусът на едрата шарка и други представители на този род са най-големите от всички известни животински вируси. Той е един от най-силно организираните животински вируси, доближаващ се до бактериите по структура на някои структури. Вирионът е с тухлена форма с леко заоблени ъгли и е с размери 250-450 nm. Състои се от ясно различимо ядро (нуклеоид или сърцевина), съдържащо геномна двуверижна линейна ДНК молекула с молекулно тегло 130-200 MDa, свързана с протеини. От двете страни на нуклеоида са разположени овални структури, наречени протеинови тела. Ядрото и страничните тела са заобиколени от ясно различима повърхностна мембрана с характерна набраздена структура. Стената на ядрото се състои от вътрешна гладка мембрана с дебелина 5 nm и външен слой от правилно разположени цилиндрични субединици. Вирусът има химичен състав, подобен на този на бактериите: съдържа не само протеини и ДНК, но и неутрални мазнини, фосфолипиди и въглехидрати.

Поксвирусите са единствените ДНК-съдържащи вируси, които се репликират в цитоплазмата на клетката гостоприемник. Цикълът на размножаване на вируса се състои от следните основни етапи. След адсорбция върху повърхността на чувствителна клетка, вирусът прониква в цитоплазмата чрез рецептор-медиирана ендоцитоза, след което протича двустепенно „събличане“ на вириона: първо, външната мембрана се разрушава от клетъчни протеази, протича частична транскрипция и синтез на ранни мРНК, кодиращи синтеза на протеина, отговорен за по-нататъшното събличане. Успоредно с това протича репликация на vDNA. Транскрибират се дъщерни копия на ДНК, синтезират се късни мРНК. След това протича транслация и се синтезират около 80 вирус-специфични протеина с молекулно тегло от 8 до 240 kDa. Някои от тях (около 30) са структурни протеини, останалите са ензими и разтворими антигени. Характеристика на размножаването на поксвирусите е модификацията им на клетъчните структури, които се трансформират в специализирани „фабрики“, където постепенно узряват нови вирусни частици. Зрелите вирусни потомци напускат клетката или по време на нейния лизис, или чрез пъпкуване. Цикълът на размножаване на вирусите на едрата шарка отнема около 6-7 часа.

Вирусът на едрата шарка има хемаглутиниращи свойства; хемаглутининът се състои от три гликопротеина. Най-важните антигени са: NP-нуклеопротеин, общ за цялото семейство; термолабилен (L) и термостабилен (C), както и разтворими антигени.

Поксвирусите могат да издържат на сушене (особено в патологичен материал) в продължение на много месеци при стайна температура, устойчиви са на етер, инактивират се в 50% етанол при стайна температура в рамките на 1 час и се съхраняват в 50% глицерол при 4°C в продължение на няколко години. Те са устойчиви на повечето дезинфектанти: 1% фенол или 2% формалдехид при стайна температура ги инактивират само в рамките на 24 часа, 5% хлорамин - в рамките на 2 часа.

Хората и маймуните са податливи на вируса на едрата шарка. При експериментално заразяване мозъкът на новородени мишки развива генерализирана инфекция, която завършва фатално; вирусът не е патогенен за възрастни мишки. Той се размножава добре в пилешки ембриони при заразяване на хориоалантоисната мембрана, амниона, жълтъчния сак и алантоисната кухина. Върху хориоалантоисната мембрана на 10-12-дневни пилешки ембриони вирусът на едрата шарка образува малки бели плаки; вирусът на ваксината причинява по-големи лезии с черна вдлъбнатина в центъра, причинена от некроза. Важна диференциална характеристика на вируса на едрата шарка е максималната температура на размножаване на вируса в пилешкия ембрион от 38,5 °C.

Първичните и непрекъснатите клетъчни култури, получени от хора, маймуни и други животни, са чувствителни към вируса на едрата шарка. Върху клетъчната култура с туморен произход (HeLa, Vero), вирусът на едрата шарка образува малки плаки от пролиферативен тип, докато при заразяване на Vero клетки с вируса на маймунската шарка се откриват кръгли плаки с литичен център. В бъбречните клетки на свински ембриони вирусът на едрата шарка е способен да причини ясен цитопатичен ефект, който не се проявява при заразяване на тези клетки с вируса на маймунската шарка. В HeLa клетките вирусът на едрата шарка причинява кръглоклетъчна дегенерация, докато вирусите на маймунската шарка и камилската шарка причиняват дегенерация с образуването на многоядрени клетки.

[ 4 ], [ 5 ]

Патогенеза

Хората , преболедували едра шарка, запазват имунитет доживот. След ваксинация се формира и дългосрочен стабилен имунитет. 2 е предимно хуморален, вирус-неутрализиращите антитела се появяват в рамките на няколко дни след началото на заболяването, но не предотвратяват прогресивното разпространение на кожни прояви: пациентът може да умре в пустулозен стадий, имайки високо ниво на антитела в кръвта. Антителата са отговорни и за изкуствения имунитет, създаден чрез ваксинация, като се появяват на 8-9-ия ден след имунизацията и достигат максимални титри след 2-3 седмици.

Клетъчният имунитет играе не по-малка роля от циркулиращите антитела. Установено е, че лицата с хипогамаглобулинемия не биосинтезират антитела, но развиват имунитет срещу вируса на едрата шарка. Този клетъчен имунитет се основава на активността на Т-цитотоксичните лимфоцити.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]

Епидемиология

Източник на инфекция е болен човек. По-голямата част от хората, които не са ваксинирани срещу едра шарка или не са преболедували, са податливи на тази инфекция. Едрата шарка се предава най-често по въздушно-капков път, но е възможно и заразяване чрез контакт (чрез дрехи, кърпи, спално бельо, предмети от бита). Болният е заразен за околните през целия период на развитие на обрива, докато последните корички паднат, но е най-опасен през първите 8-10 дни, когато има лезии по лигавиците.

[ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Симптоми

Входната точка за инфекцията е лигавицата на горните дихателни пътища. Първичното размножаване на вируса се случва в лимфоидната тъкан на фарингеалния пръстен, след което вирусът за кратко навлиза в кръвта и заразява клетките на ретикулоендотелната тъкан (RET). Там вирусът се размножава и виремията настъпва отново, но по-интензивно и продължително. Дерматотропният ефект на вируса е свързан със способността му да прониква от кръвния поток в епидермиса, причинявайки ранна пролиферация на спинозни клетки и характерна дегенерация на клетките на Малпигиевия слой.

Инкубационният период е 8-18 дни. Едрата шарка започва остро: главоболие, мускулни болки, прострация, треска. След 2-4 дни се появява характерен обрив по лигавицата на устната кухина и кожата - всички елементи почти едновременно, локализирани повече по лицето и крайниците. Обривът преминава през стадиите макула, папула, везикула и пустула, след което се образува коричка (струпея), след което остава белег. С появата на обрива температурата спада и се повишава отново на стадий пустула. От появата на обрива до отпадането на коричките минават около 3 седмици. При такъв класически тежък ход (вариола майор), смъртността по време на епидемии може да достигне 40%: при по-лека форма на заболяването - аластрим (вариола минор) - смъртността не надвишава 1-2%.

Диагностика

Едрата шарка може да се диагностицира с помощта на вирусоскопски, вирусологични и серологични методи. Най-ефективният и бърз метод е директната електронна микроскопия на материал, взет от елементите на обрива преди стадия на пустулата, тъй като количеството на вируса на този етап намалява рязко. Светлинната микроскопия на препарати от съдържанието на везикулите разкрива големи клетки с телца на Гуарниери, които представляват овални цитоплазмени включвания близо до клетъчното ядро, обикновено хомогенни и ацидофилни, по-рядко гранулирани и с неправилни очертания. Телцата на Гуарниери са „фабриките“, където се размножава вирусът на едрата шарка. В натривки, приготвени от съдържанието на везикули на едрата шарка и оцветени по метода на М. Морозов, се откриват вириони на едрата шарка - телца на Пашен.

За изолиране и идентифициране на вируса, 12-14-дневни пилешки ембриони се заразяват върху хорион-алантоисната мембрана, където вирусът образува малки белезникави плаки, а клетъчни култури също се заразяват за откриване на цитопатичния ефект, за да се проведе хемадсорбционна или имунофлуоресцентна реакция. Материал за инфекция е кръв, назофарингеален секрет, остъргвания от кожни елементи на обрива, корички, както и аутопсионен материал.

Специфичният антиген на вируса на едрата шарка може да бъде открит в намазки-отпечатъци от елементите на обрива и назофарингеалния секрет с помощта на индиректна имунофлуоресценция. В материала от елементите на обрива антигенът може да бъде определен с помощта на имунодифузия, RSC или IFM.

Още след първата седмица на заболяването могат да бъдат открити вирус-неутрализиращи, комплемент-фиксиращи антитела и хемаглутинини. Наличието на комплемент-фиксиращи антитела се счита за най-надеждния признак на едра шарка, тъй като те рядко персистират при ваксинирани лица повече от 12 месеца.

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ]

Лечение

За целите на специфично лечение и профилактика се използва метисазон (марборан) - лекарство, което потиска вътреклетъчното размножаване на вируса на едрата шарка. Той е особено ефективен в ранните стадии на заболяването и по време на инкубационния период.

Историята на човешката цивилизация помни много епидемии и пандемии от едра шарка. Само в Европа най-малко 150 милиона души са починали от едра шарка до края на 18 век. След като Е. Дженър (1796) получава ваксина срещу едра шарка, започва активна борба срещу това заболяване, която завършва с пълното му елиминиране. В Съветския съюз едрата шарка е елиминирана през 1936 г., но поради внесени случаи е регистрирана до 1960 г. През 1958 г. по инициатива на делегацията на СССР на Асамблеята на СЗО е приета резолюция за ликвидиране на едрата шарка в целия свят, а през 1967 г. СЗО приема засилена програма за ликвидиране на едрата шарка. СССР, САЩ и Швеция предоставят обширна финансова помощ на тази програма. СССР не само предоставя помощ със специалисти, работещи в много ендемични страни, но и дарява около 1,5 милиарда дози ваксина срещу едра шарка. Използваната ваксина е жив вирус на едра шарка, отглеждан върху торбичка на теле, след което пречистен и изсушен. Добри резултати са получени и с културални и ембрионални (ововаксина) живи ваксини. За профилактика и лечение на усложнения, които понякога възникват по време на ваксинация, са използвани донорен имуноглобулин срещу едра шарка (10% разтвор във физиологичен разтвор на гама-глобулинова фракция от кръв на донори, специално реваксинирани срещу едра шарка) и човешки кръвен имуноглобулин, титриран за съдържание на антитела срещу едра шарка.

[ 18 ]