Поксвіруси: Вірус віспи людини

Родина Poxviridae (англ. pox – віспа + віруси) включає дві підродини: Chordopoxvirinae, до якої належать віруси віспи хребетних, та Entomopoxvirinae, що об'єднує віруси віспи комах. Підродина вірусів віспи хребетних, у свою чергу, включає 6 незалежних родів та кілька некласифікованих вірусів. Представники кожного роду мають спільні антигени та здатні до генетичної рекомбінації. Роди відрізняються один від одного процентним вмістом та властивостями ДНК, розташуванням та формою ниткоподібних структур на зовнішній мембрані віріона, стійкістю до ефіру, гемаглютинуючими властивостями та іншими ознаками.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Структура Поксвіруси: Вірус віспи людини

Представниками роду Orthopoxvirus є віруси віспи, віспи мавп та вакцинії. Вірус віспи викликає особливо небезпечну інфекцію людини, яка була ліквідована зусиллями світової спільноти в середині 1970-х років. Вірус віспи мавп є патогенним не лише для приматів: описані випадки захворювання у людей, що за своїм перебігом нагадують віспу. З огляду на цю обставину, корисно мати загальне уявлення про мікробіологію віспи.

Найбільш вивченим представником роду Orthopoxvirus є вірус віспи, який походить від коров'ячої або натуральної віспи. Він адаптований до людини і довгий час використовувався як перша жива вірусна вакцина.

Вірус віспи та інші представники цього роду є найбільшими з усіх відомих вірусів тварин. Це один з найбільш високоорганізованих вірусів тварин, що за будовою деяких структур наближається до бактерій. Віріон має цеглиноподібну форму зі злегка заокругленими кутами та розміри 250-450 нм. Він складається з чітко помітного ядра (нуклеоїду, або кора), що містить геномну дволанцюгову лінійну молекулу ДНК з молекулярною масою 130-200 МДа, пов'язану з білками. По обидва боки нуклеоїда розташовані овальні структури, які називаються білковими тільцями. Ядро та бічні тільця оточені чітко помітною поверхневою мембраною з характерною жолобчастою структурою. Стінка ядра складається з внутрішньої гладкої мембрани товщиною 5 нм та зовнішнього шару регулярно розташованих циліндричних субодиниць. Вірус має хімічний склад, подібний до складу бактерій: він містить не тільки білок і ДНК, але й нейтральні жири, фосфоліпіди та вуглеводи.

Поксвіруси – єдині ДНК-вмісні віруси, які реплікуються в цитоплазмі клітини-хазяїна. Цикл розмноження вірусу складається з таких основних стадій. Після адсорбції на поверхні чутливої клітини вірус проникає в цитоплазму шляхом рецептор-опосередкованого ендоцитозу, а потім відбувається двостадійне «роздягання» віріона: спочатку зовнішня мембрана руйнується клітинними протеазами, відбувається часткова транскрипція та синтез ранніх мРНК, що кодують синтез білка, відповідального за подальше роздягання. Паралельно з цим відбувається реплікація vDNA. Дочірні копії ДНК транскрибуються, синтезуються пізні мРНК. Потім відбувається трансляція, і синтезується близько 80 вірус-специфічних білків з молекулярною масою від 8 до 240 кДа. Деякі з них (близько 30) є структурними білками, решта – ферментами та розчинними антигенами. Особливістю розмноження поксвірусів є їх модифікація клітинних структур, які перетворюються на спеціалізовані «фабрики», де поступово дозрівають нові вірусні частинки. Зріле вірусне потомство залишає клітину або під час її лізису, або шляхом брунькування. Цикл розмноження вірусів віспи триває близько 6-7 годин.

Вірус віспи має гемаглютинуючі властивості; гемаглютинін складається з трьох глікопротеїнів. Найважливішими антигенами є: NP-нуклеопротеїн, спільний для всієї родини; термолабільний (L) та термостабільний (C), а також розчинні антигени.

Поксвіруси можуть витримувати висушування (особливо в патологічному матеріалі) протягом багатьох місяців за кімнатної температури, стійкі до ефіру, інактивуються в 50% етанолі за кімнатної температури протягом 1 години та зберігаються в 50% гліцерині за 4 °C протягом кількох років. Вони стійкі до більшості дезінфікуючих засобів: 1% фенол або 2% формальдегід за кімнатної температури інактивують їх лише протягом 24 годин, 5% хлорамін - протягом 2 годин.

Люди та мавпи сприйнятливі до вірусу віспи. При експериментальному зараженні в мозку новонароджених мишей розвивається генералізована інфекція, яка закінчується летальним результатом; вірус не є патогенним для дорослих мишей. Він добре розмножується в курячих ембріонах при інфікуванні хоріоалантоїсної оболонки, амніону, жовткового мішка та алантоїсної порожнини. На хоріоалантоїсній оболонці 10-12-денних курячих ембріонів вірус віспи утворює невеликі білі бляшки; вірус коров'ячої віспи викликає більші ураження з чорним заглибленням у центрі, спричиненим некрозом. Важливою відмінною рисою вірусу віспи є максимальна температура розмноження вірусу в курячому ембріоні 38,5 °C.

Первинні та безперервні культури клітин, отримані від людини, мавп та інших тварин, чутливі до вірусу віспи. На культурі клітин пухлинного походження (HeLa, Vero) вірус віспи утворює невеликі бляшки проліферативного типу, тоді як при інфікуванні клітин Vero вірусом віспи мавп виявляються круглі бляшки з літичним центром. У клітинах нирок ембріонів свині вірус віспи здатний викликати виразний цитопатичний ефект, якого не виникає при інфікуванні цих клітин вірусом віспи мавп. У клітинах HeLa вірус віспи викликає круглоклітинну дегенерацію, тоді як віруси віспи мавп та верблюжої віспи викликають дегенерацію з утворенням багатоядерних клітин.

[ 4 ], [ 5 ]

Патогенез

Люди , які перехворіли на віспу, зберігають імунітет на все життя. Після вакцинації також формується тривалий стійкий імунітет. 2 переважно гуморальний, віруснейтралізуючі антитіла з'являються протягом кількох днів після початку захворювання, але не запобігають прогресуючому поширенню шкірних проявів: пацієнт може померти на пустульозній стадії, маючи високий рівень антитіл у крові. Антитіла також відповідають за штучний імунітет, створений вакцинацією, з'являючись на 8-9-й день після імунізації та досягаючи максимальних титрів через 2-3 тижні.

Клітинний імунітет відіграє не меншу роль, ніж циркулюючі антитіла. Встановлено, що особи з гіпогаммаглобулінемією не біосинтезують антитіла, але вони стають несприйнятливими до вірусу віспи. Цей клітинний імунітет базується на активності Т-цитотоксичних лімфоцитів.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]

Епідеміологія

Джерелом інфекції є хвора людина. До цієї інфекції схильні переважна більшість людей, які не були вакциновані проти віспи або не перехворіли на неї. Віспа найчастіше передається повітряно-крапельним шляхом, але можливе й зараження контактним шляхом (через одяг, рушники, постільну білизну, предмети побуту). Хворий заразний для оточуючих протягом усього періоду розвитку висипу, до відпадання останніх кірочок, але найбільш небезпечний у перші 8-10 днів, коли з'являються ураження на слизових оболонках.

[ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Симптоми

Точкою входу для інфекції є слизова оболонка верхніх дихальних шляхів. Первинне розмноження вірусу відбувається в лімфоїдній тканині глоткового кільця, потім вірус короткочасно потрапляє в кров та інфікує клітини ретикулоендотеліальної тканини (РЕТ). Там вірус розмножується, і віремія виникає знову, але більш інтенсивна та тривала. Дерматотропний ефект вірусу пов'язаний з його здатністю проникати з кровотоку в епідерміс, викликаючи ранню проліферацію шипоподібних клітин та характерну дегенерацію клітин мальпігієвого шару.

Інкубаційний період становить 8-18 днів. Віспа починається гостро: головний біль, біль у м'язах, прострація, лихоманка. Через 2-4 дні на слизовій оболонці ротової порожнини та шкірі з'являється характерний висип – всі елементи майже одночасно, локалізуються більше на обличчі та кінцівках. Висип проходить стадії макули, папули, везикули та пустули, потім утворюється кірка (струп), після чого залишається рубець. З появою висипу температура знижується та знову підвищується на стадії пустули. Від появи висипу до відпадання кірок проходить близько 3 тижнів. При такому класичному важкому перебігу (велика віспа) рівень смертності під час епідемій може досягати 40%: при легшій формі захворювання – аластрі (малій віспі) – смертність не перевищує 1-2%.

Діагностика

Діагностувати віспу можна за допомогою вірусоскопічних, вірусологічних та серологічних методів. Найефективнішим та найшвидшим методом є пряма електронна мікроскопія матеріалу, взятого з елементів висипу до стадії пустули, оскільки кількість вірусу на цій стадії різко зменшується. Світлова мікроскопія препаратів з вмісту везикул виявляє великі клітини з тільцями Гварньєрі, які являють собою цитоплазматичні включення овальної форми поблизу ядра клітини, зазвичай однорідні та ацидофільні, рідше гранульовані та з неправильними обрисами. Тільця Гварньєрі – це «фабрики», де розмножується вірус віспи. У мазках, приготованих з вмісту везикул віспи та забарвлених за методом М. Морозова, виявляються віріони віспи – тільця Пашена.

Для виділення та ідентифікації вірусу 12-14-денні курячі ембріони заражають на хоріон-алантоїсній мембрані, де вірус утворює дрібні білуваті бляшки, а також заражають клітинні культури для виявлення цитопатичної дії, постановки реакції гемадсорбції або імунофлуоресценції. Матеріалом для зараження є кров, виділення з носоглотки, зішкрібки шкірних елементів висипу, кірочок, а також матеріал розтину.

Специфічний антиген вірусу віспи можна виявити в мазках-відбитках з елементів висипу та виділень з носоглотки за допомогою непрямої імунофлуоресценції. У матеріалі з елементів висипу антиген можна визначити за допомогою імунодифузії, РСК або ІФМ.

Вже після першого тижня захворювання можна виявити віруснейтралізуючі, комплементфіксуючі антитіла та гемаглютиніни. Наявність комплементфіксуючих антитіл вважається найнадійнішою ознакою віспи, оскільки вони рідко зберігаються у вакцинованих осіб довше 12 місяців.

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

Лікування

З метою специфічного лікування та профілактики використовується метисазон (марборан) – препарат, що пригнічує внутрішньоклітинне розмноження вірусу віспи. Він особливо ефективний на ранніх стадіях захворювання та в інкубаційний період.

Історія людської цивілізації пам'ятає безліч епідемій та пандемій віспи. Тільки в Європі до кінця XVIII століття від віспи померло щонайменше 150 мільйонів людей. Після того, як Е. Дженнер (1796) отримав вакцину проти віспи, почалася активна боротьба з цією хворобою, яка завершилася її повною ліквідацією. У Радянському Союзі віспа була ліквідована в 1936 році, але через завезені випадки вона реєструвалася до 1960 року. У 1958 році за ініціативою делегації СРСР на Асамблеї ВООЗ було прийнято резолюцію про ліквідацію віспи у всьому світі, а в 1967 році ВООЗ прийняла посилену програму ліквідації віспи. СРСР, США та Швеція надали цій програмі значну фінансову допомогу. СРСР не тільки надав допомогу спеціалістами, які працювали в багатьох ендемічних країнах, але й пожертвував близько 1,5 мільярда доз вакцини проти віспи. Як вакцину використовували живий вірус віспи, вирощений на телячому мішку, потім очищений та висушений. Хороші результати були отримані також із культуральними та ембріональними (ововакцина) живими вакцинами. Для профілактики та лікування ускладнень, що іноді виникають під час вакцинації, використовували противісповий донорський імуноглобулін (10% розчин у фізіологічному розчині гамма-глобулінової фракції крові донорів, спеціально ревакцинованих проти віспи) та імуноглобулін крові людини, титрований на вміст противіспових антитіл.

[ 18 ]