К ортомиксовирусам относится вирус
Ортомиксовирусы являются оболочечными (суперкапсидными, “одетыми”) вирусами, средний размер вирионов - от 80 до 120 нм. Вирионы имеют сферическую форму. Геном представлен однонитевой сегментированной (фрагментированной) негативной РНК. Вирион имеет суперкапсид, содержащий выступающие над мембраной в виде выступов (шипов) два гликопротеида - гемагглютинин (HA) и нейраминидазу (NA). Классификация вирусов гриппа основана на отличиях нуклеопротеиновых антигенов ( деление на вирусы А, В и С) и поверхностных белков HA и NA. У вирусов гриппа А выделяют 17 антигенно различных типов гемагглютинина и 10 типов нейраминидаз.
Основные функции гемагглютинина :
- распознает клеточный рецептор - мукопептид;
- отвечает за проникновение вириона в клетку, обеспечивая слияние мембран вириона и клетки;
- его антигены обладают наибольшими протективными свойствами. Изменения антигенных свойств (антигенные дрейф и шифт) способствуют развитию эпидемий, вызванных новыми Аг вариантами вируса (против которых не сформировался в достаточной мере коллективный иммунитет).
Нейраминидаза отвечает за диссеминацию вирионов, совместно с гемагглютинином определяет эпидемические свойства вируса.
Нуклеокапсид состоит из 8 сегментов вРНК и капсидных белков, образующих спиралевидный тяж.
Жизненный цикл вируса.
Репликация ортомиксовирусов первично реализуется в цитоплазме инфицированной клетки, синтез вирусной РНК осуществляется в ядре. В ядре на вРНК синтезируется три типа вирусспецифической РНК : позитивные матричные мРНК (матрица для синтеза вирусных белков), полноразмерная комплементарная кРНК (матрица для синтеза новых негативных вирионных РНК) и негативные вирионные вРНК (геном для вновь синтезируемых вирионов).
Вирусные белки синтезируются на полирибосомах. Далее вирусные белки в ядре связываются с вРНК , образуя нуклеокапсид. Заключительный этап морфогенеза контролируется М - белком. Нуклеокапсид, проходя через мембрану клетки, покрывается вначале М - белком, затем клеточным липидным слоем и суперкапсидными гликопротеинами HA и NA. Цикл репродукции составляет 6-8 часов и завершается отпочковыванием вновь синтезированных вирионов.
Современное разделение ортомиксовирусов на рода (или типы А,В и С) связано с антигенными свойствами главных белков нуклеокапсида (нуклеокапсидный белок - фосфопротеин NP) и матрикса вирусной оболочки (белок М). Кроме отличий по NP и M белкам, ортомиксовирусы отличаются высочайшей антигенной изменчивостью , обусловленной вариабельностью поверхностных белков HA и NA. Выделяют два основных типа изменений - антигенный дрейф и антигенный шифт.
Антигенный дрейф обусловлен точечными мутациями, изменяющими структуру этих белков. Основным регулятором эпидемического процесса при гриппе является популяционный (коллективный) иммунитет. В результате его формирования происходит отбор штаммов с измененной антигенной структурой (прежде всего гемагглютинина), против которых антитела менее эффективны. Антигенный дрейф поддерживает непрерывность эпидемического процесса.
Однако у вирусов гриппа А обнаружена и другая форма антигенной изменчивости - антигенный шифт (сдвиг), связанный со сменой одного типа гемагглютинина (или нейраминидазы) на другой, т.е. на появлении нового антигенного варианта вируса. Это наблюдается редко и связано с развитием пандемий. За всю известную историю гриппа выделено только несколько антигенных фенотипов, вызывающих эпидемии гриппа у людей : HoN1, H1N1, H2N2, H3N2, т.е. только три типа гемагглютинина (HA1-3) и два - нейраминидазы (NA 1 и 2). Вирусы гриппа типа В и С вызывают заболевания только у человека, вирусы гриппа А - у человека, млекопитающих и птиц. Наибольшую эпидемическую роль имеют наиболее изменчивые вирусы гриппа А. У вирусов гриппа С отсутствует нейраминидаза, эти вирусы обычно вызывают более легкую клиническую картину.
Существует мнение, что антигенный шифт - результат генетического обмена (рекомбинации) между вирусами гриппа человека и животных. До сих пор окончательно не установлено, где в межэпидемический период - вне человеческой популяции (у птиц или млекопитающих) или в человеческой популяции (благодаря длительной персистенции, локальной циркуляции) сохраняются вирусы, на время исчерпавшие свои эпидемические возможности.
Птиц считают первичными и основными хозяевами вирусов гриппа А, у которых в отличии от человека распространены вирусы со всеми 17 типами HA и 10 типами NA. Дикие утки - естественные хозяева вирусов гриппа А, у которых возбудитель находится в желудочно - кишечном тракте и не приносит хозяевам заметного ущерба. Вирусы проявляют свои патогенные свойства при переходе на других птиц и на млекопитающих. Среди млекопитающих наибольшее значение придают свиньям, которых считают промежуточным хозяином и сравнивают со “смешивающим сосудом”.
Современные вирусы гриппа человека слабо переходят на животных. Все пандемии гриппа А с 1930г. начинались в Китае, основными воротами распространения является Сибирь (массовые миграции птиц).
Н1N1- 1930г. Выявлен у человека, свиньи, китов (1972г.), домашних и диких птиц. С ним связана знаменитая пандемия “испанки” (испанского гриппа). Этот тип вновь получил распространение с 1977г.
H2N2 выявляется с 1957г. у человека и птиц. Эпидемии, связанные с этими вирусами, приходили периодически. Сейчас оба типа выявляют параллельно.
H3N2 выявлен в 1963г. (Гонконг).
Вирус А/ Сингапур/1 /57 (H2N2) имеет три гена от вирусов гриппа птиц Евразии, вирус А/ Гонконг /1 /68 (H3N2) содержит 6 генов от вируса “Сингапур” и два - от птиц. Эти данные подтверждают, что новые эпидемические типы вирусов гриппа А человечество получает от птиц - первичного хозяина. Ближайший прогноз - возможность появления новых эпидемических вариантов вируса гриппа А, имеющих гемагглютинин HA5 или 7 (достаточно замены одной - двух аминокислот в их структуре).
Возбудитель реплицируется в эпителии верхних дыхательных путей, вызывает гибель клеток. Вирусы и продукты распада клеток попадают в кровь, вызывают интоксикацию и повышение температуры тела. Вирусемия сопровождается множественными поражениями эндотелия капилляров и кровоизлияниями (от точечных до обширных геморрагий) в бронхах, трахее, легких, миокарде, различных паренхиматозных органах. Вирус обладает выраженным действием на иммунную систему - вызывает транзиторный иммунодефицит с элементами аутоиммунопатологии. Частое следствие этого - присоединение вторичных вирусных и бактериальных осложнений.
Постинфекционный иммунитет носит типоспецифический характер. Главную роль имеют вируснейтрализующие (против гемагглютинина и нейраминидазы) антитела - сывороточные IgG и секреторные IgAs, клеточные иммунные реакции.
Материал для выявления возбудителя - отделяемое носоглотки.
Вирусологические методы - заражение культур клеток или куриных эмбрионов. Типовую принадлежность определяют с помощью РСК, тип гемагглютинина - в РПГА, тип нейраминидазы - в реакции ингибирования активности этого фермента.
Экспресс - индикация - выявление антигена вируса в цитоплазме эпителиальных клеток носа и носоглотки при исследовании мазков - отпечатков методом флюоресцирующих антител (МФА), а также в ИФА и РНК - зондами.
Серологическая диагностика - выявление антител и нарастания титров антител в динамике (исследование парных сывороток) - в РТГА, РСК, ИФА, в т.ч. ИФА - выявление специфических IgAs- антител в слюне.
Лечение и специфическая профилактика.
В лечебных целях рекомендуют производные амантадина (рементадин), дибазол и различные индукторы интерферона, интерферон, противогриппозный иммуноглобулин.
Существует целый ряд вакцин против гриппа. Их основные типы :
- живая ослабленная (аттенуированная) вакцина, более иммуногенная и реактогенная;
- убитая (инактивированная) цельновирионная;
- субъединичные вакцины (содержат HA и NA);
- расщепленные и дезинтегрированные (различными детергентами, например).
Основная проблема всех вакцин - подобрать оптимальный набор антигенов с учетом конкретного эпидемического штамма.
В это семейство также включены суперкапсидные “одетые” вирусы. Форма вириона сферическая, геном представлен однонитевой нефрагментированной негативной РНК, связанной с главным нуклеокапсидным белком NP. Оболочка содержит два гликопротеида - HN (обладает гемагглютинирующей и нейраминидазной активностью) и F (ответственен за слияние клеток - образование синцития и слияние мембран вируса и клеток, обладает гемолитической и цитотоксической активностью), а такде М- белок, формирующий внутренний слой вирусной оболочки.
Особенностью размножения парамиксовирусов в отличие от вирусов гриппа является отсутствие необходимости в “затравочной” мРНК и соответственно - в проникновении в ярдо клеток. Репликация полностью реализуется в цитоплазме клеток хозяина. Парамиксовирусы чаще вызывают инфекции у детей.
Вирусы парагриппа человека.
Вирусы парагриппа человека - одни из наиболее распространенных возбудителей ОРЗ. У взрослых парагрипп протекает клинически более легко, чем грипп. У детей отмечается более тяжелое течение заболевания. Часто вызывает ларингиты, ложный круп.
На основе различий антигенной структуры HN, F и NP- белков вирусов парагриппа человека выделяют четыре основных серотипа. Типы 1, 2 и 3 антигенно родственны и перекрестно реагируют с антителами к вирусу паротита. Серотип 4 не имеет выраженного антигенного родства с остальными и имеет два подтипа. Серотип 3 чаще вызывает заболевания у детей до 1,5 лет (бронхиолиты, пневмонии), серотипы 1 и 2 часто вызывают ложный круп.
Патогенез - аналогичный большинству ОРВИ и гриппу.
Лабораторная диагностика в целом аналогична гриппу.
Специфическая профилактика не разработана.
Вирус эпидемического паротита (свинки).
Представитель рода парамиксовирусов. Вызывает вирусную инфекцию, характеризующуюся преимущественным поражением околоушных слюнных желез.
Содержание статьи
Общие сведения
Ортомиксовирусы, или вирусы гриппа репродуцируются в эпителиальных клетках слизистых оболочек респираторного тракта; при попадании возбудителя в альвеолы развивается первичная вирусная пневмония. Грипп входит в группу острых респираторных вирусных инфекций (ОРВИ), отличается сезонностью – количество случаев заболевания резко возрастает с наступлением холодов поздней осенью и зимой, хотя заражение возможно в любое время года.
Ортомиксовирусы в микробиологии классифицируются как респираторные вирусы. Они обладают внутренними и поверхностными антигенами; к последним относятся гемагглютинин (H) и нейраминидаза (N). Наиболее частой причиной развития гриппа становится вирус типа А – его N и H-антигены склонны к изменчивости. Существует около 15 вариантов гемагглютинина и 10 вариантов нейраминидазы. Антигенная изменчивость обусловлена:
- антигенным шифтом;
- антигенным дрейфом.
Под шифтом понимают замещение участка генома, который отвечает за синтез какого-либо из поверхностных антигенов. При этом образуется новый подтип вируса. Шифт упоминается, как правило, только применимо к гриппу А.
Дрейфом называют изменения в структуре поверхностных антигенов в результате точечных мутаций. Подтип остаётся таким же, как до мутации, но возникают изменённые сероварианты, или штаммы вируса.
Вирус гриппа типа В не характеризуется такой выраженной изменчивостью, как тип А. Грипп С отличается стабильными антигенными свойствами.
Патогенез гриппа
Рассматривая механизм развития заболевания, следует выделить несколько ключевых моментов:
- Проникновение возбудителя в эпителий слизистой оболочки верхних дыхательных путей.
- Репродукция и накопление вируса в эпителии, некроз и отторжение поражённых клеток.
- Усиление воспалительной реакции, интоксикация продуктами распада.
- Проникновение вируса в кровь (вирусемия).
Гемагглютинин обусловливает повреждение эритроцитов, эндотелия капилляров; повышается проницаемость сосудов, нарушается микроциркуляция, что приводит к осложнениям – геморрагическому синдрому, тромбозам, отёку мозга. Вирус способен угнетать активность клеточного иммунитета – так он не только ослабляет иммунную защиту организма, но и создаёт условия для присоединения вторичной инфекции бактериальной этиологии.
Иммунитет к гриппу
Человеческий организм чрезвычайно восприимчив к вирусу, но после перенесённого гриппа формируется клеточный и гуморальный иммунитет.
Он не исключает вероятность повторного заражения при ослаблении активности иммунной защиты, отличается специфичностью (направлен только на конкретный штамм). Ранее предполагалось, что противогриппозные антитела сохраняются около 2 лет, но согласно новым сведениям, длительность постинфекционного иммунитета составляет около 20 лет.
Ортомиксовирусы вызывают заболевания у большинства людей много раз в течение жизни. Это объясняется постоянной циркуляцией разных типов и подтипов вируса. Дети болеют гриппом чаще взрослых – материнские антитела не могут предотвратить все случаи заражения и сохраняются при грудном вскармливании около 6 месяцев, при искусственном кормлении – не более 3 месяцев.
Симптомы
При гриппе наблюдается несколько вариантов течения:
Насморк выражен умеренно, кашель сухой, навязчивый. Симптомы интоксикации преобладают над катаральными.
При тяжёлом течении развивается вирусная пневмония, могут наблюдаться судороги, спутанность сознания, бред.
В случае молниеносной формы быстро прогрессируют патологические изменения в лёгких, почках и других органах, возникает отёк мозга. Также встречаются атипичные формы – в этом случае отсутствует интоксикационный синдром при сохранении ринита, покашливания.
Название семейства ортомиксовирусов (от греч. orthos - правильный, глуха - слизь) предложено в связи с родством его представителей к муцину.
Семейство ортомиксовирусы содержит 4 рода: вирусы гриппа А, В и С и тоготовирусы. Вирусы гриппа А, В и С можно различить по антигенности нуклеокапсидных (NP) и матриксных (М) белков. Вирусы гриппа А подразделяются на субтипы на основе антигенной структуры и их гликопротеинов: гемагглютинина (НА) и нейраминидазы (NA). Эти антигены весьма изменчивы, например, в настоящее время у вирусов гриппа А птиц известно 15 вариантов антигена НА и 9 вариантов антигена NA. Число возможных вариантов этих двух антигенов может достигать 135. Другими отличительными признаками вирусов гриппа А, В и С является их природный хозяинный спектр. Вирусы гриппа А в естественных условиях широко распространены среди птиц, людей и ряда других видов млекопитающих, включая свиней и лошадей. Неосложненный грипп у людей, лошадей или свиней характеризуется интенсивной репликацией вируса в эпителиальных клетках респираторных путей, воспалением и внезапным проявлением общей и респираторной болезни. Вирусы гриппа В инфицируют только людей. Вирусы гриппа С были выделены в основном от людей, реже — от свиней и не вызывали серьезных нарушений. В отличие от вирусов гриппа А и В, они не обладают нейраминидазной активностью и содержат не два, а один гликопротеин — белок слияния (гемагглютинин — эстераза, HEF). Вирусы гриппа А и В содержат по 8 РНК-сегментов, а вирус гриппа С — 7 (отсутствует ген NA). Вирулентность и антигенная изменчивость вирусов гриппа А, В и С снижаются в алфавитном порядке их обозначения.
Тоготовирусы переносятся клещами и размножаются в клещах и млекопитающих.
Типичный представитель ортомиксовирусов — вирус гриппа типа А. Он имеет сферическую форму, диаметр вирионов 80—120 нм. В препаратах свежевыделенных штаммов обнаруживают преимущественно нитевидные формы длиной до 4 мкм. Высказано предположение, что филаментозные формы являются мультигеномными образованиями.
Вирионы ортомиксовирусов состоят из фрагментированного нуклеокапсида спиральной симметрии и липопротеиновой оболочки, представляющей собой центральнорасположенный двойной липидный слой, окруженный снаружи и изнутри белками. Белки наружного слоя образуют пепломеры длиной 10—12 нм. Вирионы содержат около 1—2% РНК, 70% белка, 20% липидов, 5—8% углеводов. Липиды оболочки происходят из липидов плазматической мембраны клеток. Вирионы гриппа А и В морфологически неразличимы друг от друга, тогда как вирионы гриппа С отличаются от других представителей семейства тем, что их поверхностные пепломеры организованы в шестигранные фигуры. Вирусные штаммы вирусов гриппа А и В, выделенные от человека или животных и размноженные в течение 1 пассажа в культуре клеток, обнаруживают высокую гетерогенность и плеоморфизм. Морфологические характеристики вируса гриппа А носят генетический след, а также зависят от типа клеток, в котором они размножены. Лабораторные штаммы вирусов гриппа А и В, размноженные в КЭ или культурах клеток, приобретают вид сферических частиц и могут изменяться антигенно в результате мутации в ГА (замена трех аминокислот в ГА). Вирус, размноженный в КЭ или в культуре клеток, защищает против культурального вируса более эффективно, чем против вируса, выделенного от человека.
В составе вирусов гриппа А обнаружено семь полипептидов с молекулярной массой 21—96 кД. Два гликопротеина (НА и NA) образуют наружный слой оболочки: один негликозилированный белок (М) — внутренний слой оболочки; четыре белка входят в состав нуклеокапсида. Пепломеры вирусов гриппа А и В, представляющие наружный белковый слой вириона, образованы двумя гликопротеинами - гемагглютинином (НА) и нейраминидазой (NA). Пепломеры гемагглютинина образованы тремя молекулами белка (210-240 кД), пепломеры нейраминидазы образованы четырьмя молекулами белка (250 кД). В свою очередь каждая молекула НА состоит из двух субъединиц (НА1 - 45-450 кД, НА2 -30-35 кД).
Большинство вирионов гриппа А покрыто слоем примерно из 500 пепломеров, радиально обрамляющих вирионы и выступающих на 10-14 нм над поверхностью липидной оболочки. Различают пепломеры двух видов: палочкообразные — НА и грибообразные — NA. Соотношение НА и NA обычно равно 4:1—5:1. Вирусы гриппа А, В и С кодируют также другой интегральный белок - соответственно М2, NB и СМ2. Матриксный белок (М1) тесно примыкает к двойному липидному слою и связан рибонуклеопротеиновой сердцевиной вируса. М1 является наиболее массовым вирионным белком.
РНП состоит из 4 видов белка и РНК. Нуклеопротеин представлен преимущественно белковыми субъединицами, покрывающими РНК: около 20 нуклеотидов приходится на 1 субъединицу НП. Связанный с РНП РНК-зависимый РНК-полимеразный комплекс состоит из трех полимеразных белков РВ1, РВ2 и РА, которые содержатся в количестве 30—60 копий на вирион. РНК вирусов гриппа в РНП остается чувствительным к РНК-азе, чем отличается от РНК в РНП вирусов парагриппа.
Сегменты генома вируса гриппа А кодируют следующие белки: сегмент 1 кодирует белок РВ2; сегмент 2 — РВ1; сегмент 3 — РА; сегмент 4 — НА; сегмент 5 — NP; сегмент 6 - NA; сегмент 7 - М( и М2; сегмент 8 - NS, и NS2.
Участок связывания с клеточным рецептором представляет собой трехмерную структуру в виде складки на поверхности НА у верхнего конца шипа в субъединице НА1. Белок НА синтезируется изначально как молекула из 566 аминокислот, которая затем претерпевает ряд изменений. Важным моментом в процессинге является протеолитическое расщепление НА с образованием двух субъединиц НА1 и НА2. Образовавшийся димер НА1 — НА2 стабилизируется с помощью а-спиральных участков и солевых мостиков, расположенных в стебле. Расщепление НА с образованием двух цепей сопровождается конформационными изменениями белка и изменениями его антигенных и других свойств, в частности способствует проявлению фузионной активности.
Вблизи С-конца НА вируса гриппа выявлена гидрофобная область, содержащая около 25 аминокислот, которая погружена в билипидный слой. 10 аминокислот на С-конце НА проникают в нуклеокапсид вириона из билипидного слоя. Пять из последних высококонсервативны и играют важную роль в функционировании НА. Участок, проникающий из билипидного слоя внутрь вириона, служит местом прикрепления жирных кислот.
ОРТОМИКСОВИРУСЫ — семейство Orthomyxoviridae РНК-содержащих пневмотронных вирусов, включающее вирусы гриппа А, В и С. В род вирусов гриппа А входят вирусы гриппа А человека, свиней, лошадей и птиц. Вирусы гриппа В и С поражают только человека.
В 1955 г. К. Эндрюс и др. объединили в одну группу вирусы, имеющие РНК-геном, спиральную симметрию нуклеокапсида, полиморфную липопротеидную оболочку, обладающие способностью к гемагглютинации и ферментной элюции вследствие расщепления нейраминидазой мукопротеидов оболочки эритроцитов. Они дали нм название миксовирусов. В 1962 г. Уотерсон (А. P. Waterson) выделил в группе миксовирусов две подгруппы, получившие в дальнейшем статус семейств,— ортомиксовирусы и парамиксовирусы (см.).
Форма вирионов О. сферическая (рис. 1, а) или несколько вытянутая, диам. 80—120 нм; встречаются нитевидные формы (рис. 1,6) шириной 80—100 нм и длиной до 4000 нм, особенно у свежевыделенных штаммов. Мол. масса сферических вирионов 2,5 X 10 8 дальтон, коэффициент седиментации 722—800S, плавучая плотность вирусов гриппа А и В — 1.19 г/см 3 . гриппа С — 1,17— 1,19 г/см 3 . Белок составляет 60—75% веса вириона, липиды — 18—37%, углеводы — 5—9%, РНК — 0,8— 1,1%.
Геном О. представляет собой одноцепочечную линейную РНК, состоящую из 7—8 (по нек-рым данным, из 10) отдельных молекул (фрагментов) с мол. массой до 1 X 10 6 дальтон; общая масса РНК— 4—5 X 10 6 дальтон. Вокруг РНК по спирали располагаются молекулы белка с мол. массой 53 000—65 000 дальтон (примерно 12 молекул на один виток спирали) и небольшое число молекул белка P (вирионной транскриптазы) с мол. массой 81 000—94 000 дальтон.
Отдельные нити нуклеопротеида сложены вдвое в виде шпильки, концы к-рой скручены вместе, вследствие чего образуется двойная спираль с петлей на одном конце (рис. 2). Нуклеопротеид окружен внутренней оболочкой вириона, образованной мембранным белком М с мол. массой 21 000—27 000 дальтон. Снаружи вирион имеет двойной липидный слой с выступами: по составу липидов он идентичен плазматическим мембранам клетки, в к-рой происходила репликация вируса, но не содержит сиаловой к-ты. Ок. 20% массы вириона составляют липиды, из к-рых фосфолипиды составляют 10—13%, холестерин — б—8% , гликолипиды— 1—2%. Клетка-хозяин определяет также углеводный состав вириона: гликолипиды и гликопротеиды содержат галактозу, маннозу, глюкозамин и фукозу.
Расположенные на наружной оболочке вириона выступы имеют длину 10—14 нм и диам. 4—8 нм; расстояние между ними 7—8 нм. Выступы образованы гемагглютинином (ГА) и нейраминидазой (НА), относящимися к гликопротеидам. Гемагглютинин имеет мол. массу 75 000—80 000 дальтон и обусловливает адсорбцию вирионов на клеточных рецепторах. Мол. вес нейраминидазы 55 000— 70 000 дальтон. У вируса гриппа С нейраминидаза не обнаружена.
В зараженных О. клетках синтезируются также два неструктурных белка: NSX с мол. массой 20 000— 25 000 дальтон и NS2 с мол. массой 11 000 дальтон, функция их не ясна.
Репликацию О. изучали в основном на модели вируса гриппа А. С помощью гемагглютинина вирус адсорбируется на чувствительных клетках. Рецепторами вируса на поверхности клетки являются гликопротеиды с N-ацетилнейраминовой (сиаловой) к-той. Процесс проникновения вирионов в клетку не ясен: согласно одной точке зрения, они активно целиком поглощаются клеткой, т. е. имеет место виропексис; согласно другой, — липопротеидная оболочка вириона сливается с плазматической мембраной клетки, затем оболочка и мембрана расплавляются, и нуклеопротеид попадает в цитоплазму.
С помощью транскриптазы, входящей в состав вирусного рибонуклеопротеида, синтезируется РНК, комплементарная вирусной, —кРНК; процесс этот продолжается 3—4 часа и происходит в цитоплазме клетки. Каждый фрагмент родительской РНК транскрибируется отдельно, а каждая образующаяся молекула кРНК является моноцист-ронной матрицей, на к-рой синтезируются вирусные бел ки. Синтез вирионной РНК (вРНК) происходит в основном со 2-го по 6—7 час. после инфицирования клеток. Из общего количества синтезируемой РНК 10% составляет кРНК и 90% вРНК.
Вирусные белки синтезируются на полисомах, образованных вирусными к PH К и клеточными рибосомами, а затем мигрируют в различные участки клетки: нуклеопротеид появляется в ядре, белок NS — в ядрышке, гемагглютинин перемещается с шероховатых мембран на гладкие мембраны эндоплазматической сети, где накапливается также белок М. Сразу после синтеза белка гемагглютинина к нему присоединяются углеводы, синтезированные в клетке.
Репликация О. зависит от функционирования клеточного генома, хотя и не ясно, в чем эта связь заключается.
Созревание (сборка) вириона происходит у поверхности клетки. В нек-рых участках плазматической клеточной мембраны ее белки замещаются вирусными полипептидами— гемагглютинином и нейраминидазой. Нейраминидаза удаляет нейрамино-вую к-ту из тех модифицированных участков клеточной мембраны, из к-рых впоследствии формируется внешняя оболочка вирионов; тем самым вирионы лишаются рецепторов, аналогичных рецепторам, имеющимся у клеточной оболочки.
На внутренней поверхности измененной клеточной мембраны формируется белковый слой, состоящий из белка М. К этим участкам присоединяется вирусный рибонуклеопротеид, после чего от клеточной мембраны отпочковываются вирионы.
Пассажи О. при высокой множественности заражения приводят к образованию неполных частиц (феномен Магнуса), содержащих уменьшенное количество или вообще не содержащих крупномолекулярных фрагментов РНК. Эти частицы не инфекционны, но обладают гемагглютинирующей, иммуногенной и интерферирующей активностью (неинфекционный антиген).
Фрагментированность генома вирусов гриппа обусловливает легкость получения рекомбинантов в условиях эксперимента. Генетическая рекомбинация и множественная реактивация (см. Вирусы) возможны только между представителями одного рода. Между членами разных родов О. может происходить только фенотипическое смешение (см. Негенетические взаимодействия вирусов).
Все О., относящиеся к одному роду, имеют общие, специфические для данного рода антигены, к-рыми являются бел ки нуклео протеида и белок М, но различные поверхностные гликопротеиды — гемагглютинин и не йрамини да з а.
Для вирусов гриппа А человека характерно частое изменение и замена гемагглютинина и нейраминидазы. В меньшей степени изменчивость свойственна вирусам гриппа А свиней и лошадей и вирусу гриппа В. Антигенная структура вирусов гриппа А птиц и вируса гриппа С, по-видимому, мало подвержена изменениям.
О. чаще всего выделяют и культивируют в куриных эмбрионах при заражении в аллантоисную и (или) амниотическую полость. Многие штаммы могут размножаться в культурах почечных клеток обезьян, телят, свиней, хомячков, кур, плода человека, однако обычно после предварительной адаптации.
Среди лабораторных животных наиболее чувствительны к вирусам гриппа человека и млекопитающих животных африканские хорьки при заражении через ноc, менее восприимчивы мыши; сирийские хомячки, морские свинки малочувствительны. Вирусы гриппа птиц (высоко патогенные штаммы) вызывают заболевания у кур при разных способах введения, у мышей при инокуляции в мозг или через ноc, а также при интрацеребральном заражении голубей, уток, обезьян резус, молодых кроликов и морских свинок.
Вирусы гриппа А человека являются причиной эпидемий и пандемий гриппа. В естественных условиях эти вирусы могут вызывать заболевание у свиней, собак и нек-рых других животных. Вирусы гриппа В являются причиной эпидемий и эндемий. Вирусы гриппа С обусловливают эндемичные заболевания (обычно у детей) и внутрибольничные вспышки.
Вирусы гриппа А лошадей вызывают у этих животных обычно нетяжелое респираторное заболевание, но нек-рые штаммы отличаются кардиотропизмом. Экспериментально установлена способность вируса гриппа лошадей вызывать легкое респираторное заболевание у человека.
Вирус гриппа свиней вызывает у этих животных острое респираторное заболевание. Оно протекает тяжело, у молодняка нередко с летальным исходом. Случаи заболевания людей гриппом свиней наблюдаются редко и протекают в виде легкой респираторной инфекции. Существует предположение, что в 1918 г. вирус гриппа человека адаптировался к свиньям и превратился в возбудителя гриппа свиней, поскольку ранее у них это заболевание не регистрировалось.
Гриппозная инфекция у птиц протекает крайне разнообразно — бессимптомно, в виде легкого респираторного заболевания, тяжелой диареи или как чума птиц с поражением нервной системы и высокой летальностью. Эпизоотии наблюдаются среди домашних птиц, гл. обр. семейства куриных. Несколько вирусов было выделено от диких птиц, однако заболевания наблюдались редко (у крачек и чаек). Патогенность вирусов гриппа птиц для человека точно не установлена.
Библиография: Вирусы гриппа и грипп, под ред. Э. Д. Кильбурна, пер. с англ., с. 20, и др., М., 1978; Феннер Ф. и др. Биология вирусов животных, пер. с англ., т. 1, с. 154 и др., т. 2, с. 385 и др., М., 1977; D о w d 1 e W. R. a. o. Orthomyxo-viridae, Intervirology, y. 5, p. 245, 1975.
Семейство Ortomyxoviridae (от греч. orthos — правильный, прямой и myxa — слизь) объединяет группу вирусов, которые имеют особое родство к мукополисахаридам и гликопротеидам клеточных рецепторов, а также сходные биологические свойства, среди которых способность агглютинировать эритроциты, тропизм к органам дыхания, легкость культивирования в куриных эмбрионах, наличие гемагтлютинина, а у некоторых вирусов — нейраминидазы.
Вирионы сферические, нитевидные, плеоморфные, размером 80—120 нм. Снаружи имеется липопротеидная оболочка, которая образует спайкообразные выступы. Нуклеокапсид состоит их сегментов и имеет спиральный тип симметрии. Молекулярная масса вириона 250 МД, плавучая плотность в сахарозе 1,19 г/см 3 , коэффициент седиментации 700—800S.
В вирионе обнаружено семь протеинов, из которых три наружные и четыре внутренние. Наружные протеины [гемагглютинин (H) и нейраминидаза (N)] являются гликопротеидами и входят в состав липопротеидной оболочки вириона. Протеин М (матриксный) выстилает липопротеидную оболочку изнутри и функционирует как ионный тоннель. Три внутренних протеина (РВ1, РВ2, РА) формируют нуклеокапсид, четвертый (NP) связан с наружным фрагментом РНК.
Геном представлен односпиральной, линейной, сегментированной, минус-нитевой молекулой РНК. Представители ортомиксовирусов разных родов имеют в своем составе разное количество сегментов: вирусы гриппа А и В — 8 сегментов; гриппа С — 7; тоготовирусы — 6 сегментов. Длина одного сегмента составляет 900—2350 нуклеотидов.
Липиды и углеводы оболочки вириона имеют клеточное происхождение и составляют от массы частицы соответственно 18—37 и 5%.
Вирус адсорбируется на клетках за счет взаимодействия гемагглютинина с сиаловой кислотой рецепторов клеточных мембран и проникает внутрь путем эндоцитоза или слияния. Вирусные нуклеотиды транспортируются в ядро клетки, где происходит транскрипция иРНК. При этом каждый сегмент вирусной РНК транспортируется независимо; иРНК-транскрипты полиаденидированы на 3′-конце.
Трансляция вирусных белков происходит в цитоплазме, после чего они мигрируют в ядро, где накапливаются. Репликация дочерних РНК начинается почти одновременно с транскрипцией.
Вирионные РНК потомства не кэнированы и не полиаденилированы. На границе ядерной мембраны белки капсида и РНК потомства формируют нуклеокапсиды, которые мигрируют в цитоплазму для дальнейшего созревания. Гликопротеиды мигрируют к клеточной мембране и встраиваются в нее. Белок М выстилает клеточную мембрану с внутренней стороны. В этих модифицированных участках клеточной мембраны нуклеокапсиды окончательно созревают и выходят из клеток путем почкования.
В процессе морфогенеза вирусы гриппа могут образовывать цитоплазматические включения — скопления неструктурных вирусных белков.
В естественных условиях вирусы гриппа А инфицируют человека, других млекопитающих, птиц, вирусы гриппа В — только человека, вирусы гриппа С — человека и свиней. В экспериментальных условиях все вирусы гриппа репродуцируются в куриных эмбрионах, а вирусы гриппа А и В, кроме того — в первичных и перевиваемых культурах клеток почек обезьян, человека, крупного рогатого скота, свиней, цыплят.
Вирусы гриппа передаются аэрозольным или водным (для уток) путем. Тоготовирусы распространяются также клещами и способны к репродукции как в клещах, так и в различных органах, тканях и культурах клеток млекопитающих.
Согласно международной таксономии вирусов, семейство Ortomyxoviridae включает четыре рода: Ifluenzavirus A, Ifluenzavirus В, Ifluenzavirus С и Togotovirus.
Род Influenzavirus А. Включает один вид — вирус гриппа А (прототипный). Внутри этого вида различают субтипы вируса гриппа А, которые сохраняют общие наследственные признаки и способны к реассортации между собой. Поэтому, несмотря на то, что среди вирусов гриппа А, инфицирующих птиц, идентифицировано 15 субтипов по гемагглютинину и 9 субтипов по нейраминидазе, их определение в отдельные виды не соответствует требованиям межвидового подразделения. Внутри субтипов могут быть сероварианты, которые определяют антигенные дрейфы (происходящие от вариабельности субтипов, циркулировавших ранее). Номенклатура вновь выделенных изолятов гриппа А складывается из следующих критериев: род/хозяин/ место выделения/обозначение штамма/год выделения (формула гемагглютинина И и нейраминидазы N), например, А/крачка/ Южная Африка/1/61/(H5N3).
Постоянный эволюционный процесс циркулирующих штаммов приводит к появлению новых и, вероятно, исчезновению старых штаммов.
Антитела к гемагглютинину гриппа А обладают нейтрализующей активностью. Антитела к нейраминидазе, присутствующие на протяжении многих циклов репродукции, ингибируют выход вируса и снижают его накопление.
В разные годы вирусы гриппа А выделяли от людей, лошадей, свиней, норок, тюленей, птиц (кур, индеек, уток). Клиника варьирует от легкой и средней тяжести течения (часто с вовлечением в процесс пищеварительного тракта) до тяжелопротекающей формы с высокой смертностью Возможна межвидовая передача вируса от свиней людям и наоборот, а также от птиц — людям.
Род Influenzavirus В. Включает один вид — вирус гриппа В. У пего в отличие от вируса гриппа А не установлены антигенные субтипы. Однако было показано, что штаммы гриппа В, которые циркулировали среди людей десятилетия, различались по гемагглютинину и нейраминидазе. Вирусы гриппа В обозначаются по следующим критериям: род/место выделения/обозначение штамма/год выделения. Антитела к гемагглютинину вируса гриппа В обладают нейтрализующей активностью. Вирусы гриппа В непрерывно циркулируют среди людей (в основном 18—25-летнего возраста), вызывая эпидемии каждые 3—5 лет. Антигенные дрейфы (вариации) случаются реже, чем у вирусов гриппа А.
Род Influenzavirus С. Включает один вид — вирус гриппа С. Данный вид инфицирует только людей. Антигенных дрейфов у вируса гриппа С не отмечалось. Перекрестной антигенной активности между вирусами гриппа С и вирусами гриппа А и В не установлено. Антитела к гемагглютинину HEF (белок слияния) обладают антигемагглютинирующей и вируснейтрализующей активностью. Вирусы гриппа С вызывают инфекцию у детей по типу отдельных вспышек (не эпидемий).
Род Togotovirus. Включает 2 вида, из которых вирус Togoto — прототипный. Тоготовирусы передаются между позвоночными через клещей. Антигенного родства между тоготовирусами и вирусами гриппа нет. Но существует сходство по морфологии вирионов и морфогенезу. В отличие от вирусов гриппа они не вызывают респираторных поражений и не репродуцируются в куриных эмбрионах.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Читайте также: