Методы микробиологической диагностики вирусных инфекций.

 (Методичка, стр. 44)

1. Вирусоскопический – обнаружение в исследуемом материале с помощью методов электронной микроскопии вирионов или с помощью светооптической микроскопии вирионов или внутриклеточных включений.

2. Обнаружение вирусов в исследуемом материале с помощью методов иммуноэлектронной микроскопии.

3. Вирусологические методы – выделение чистых культур вирусов и их идентификация с использованием культур клеток или куриных эмбрионов.

4. Серологические методы – обнаружение противовирусных антител в сыворотке больного или реконвалесцента с помощью реакций нейтрализации вирусов, реакции связывания комплемента, реакции торможения гемагглютинации, иммуноферментного анализа (ИФА), радиоиммунного метода (РИМ), реакции пассивной гемагглютинации (РПГА), реакции гемагглютинации иммунного прилипания (комплекс АГ+АТ в присутствии комплемента адсорбируется на эритроцитах), реакции преципитации в агаре, иммунофлуоресцентного метода. Эти же реакции могут быть использованы и для обнаружения вирусных ан­тигенов в исследуемом материале.

5. Биологические методы – заражение чувствительных к данному вирусу лаборатор-ных животных с целью воспроизведения заболевания или последующего выделения вируса.

6. Молекулярно-генетический – с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) или гибридизации нуклеиновых кислот (ДНК- и РНК-зонды) определяют в исследуемом материале наличие возбудителя вирусного заболевания по специфичным для него последовательностям нуклеотидов.

18. Что такое вирусоскопический метод диагностики?(Методичка, стр. 44)

Вирусоскопический метод диагностики – это метод, позволяющий обнаружение в исследуемом материале с помощью методов электронной микроскопии вирионов или с помощью светооптической микроскопии вирионов или внутриклеточных включений.

Вирусоскопический метод заключается в обнаружении вируса в исследуемом материале под микроскопом. Чаще используют электронный микроскоп, реже - люминесцентный. Световая микроскопия из-за ничтожно малых размеров вирусов практически не применяется. Лишь для обнаружения крупных вирусов, используя методы сверхокраски, можно применить световой микроскоп. Кроме того, с помощью светового микроскопа можно выявить внутриклеточные включения, которые образуются в пораженных клетках при некоторых инфекциях.

19. Что такое вирусологический метод диагностики?(Методичка, стр. 44)

Вирусологический метод диагностики – выделение чистых культур вирусов и их идентификация с использованием культур клеток или куриных эмбрионов.

Вирусологический метод заключается в заражении исследуемым материалом чувствительной биологической модели (лабораторные животные, куриные эмбрионы или культуры клеток), индикации вируса и его последующей идентификации.

При заражении лабораторных животных индикация вирусов производится, как правило, по клинической картине болезни, патолого-анатомическим изменениям ориентировочно и окончательно, например, с помощью реакции гемагглютинации. Эта же реакция позволяет выявить вирусы в курином эмбрионе, видимых изменений при вскрытии которого, как правило, не наблюдается. В культуре клеток наличие вируса определяют по цитопатическому действию (в том числе образованию внутриклеточных включений), гемадсорбции, феномену бляшкообразования, реакции гемагглютинации, отсутствию изменения окраски индикатора. Идентификация вируса осуществляется с помощью серологических реакций (РПГА, РТГА, РН, РСК, ИФА и др.). Вирусологический метод позволяет точно определить природу возбудителя, но он требует достаточного времени (5-7 дней и более), значительных материальных затрат и небезопасен.

20. Типы вирусных инфекций. (Бабичев, стр. 315)

Взаимодействие вируса с клеткой может протекать по-разному и приводить к различным клиническим проявлениям. В зависимости от продолжительности пребывания вируса в организме различают две группы вирусных инфекций:

1. Вирусные инфекции, связанные с непродолжительным пребыванием вируса в организме.

2. Вирусные инфекции, обусловленные длительным пребыванием (персистенцией) возбудителя в организме.

В случае непродолжительного пребывания вируса в организме заболевание протекает либо в форме острой инфекции, либо в виде бессимптомной (инаппарантной) инфекции. Острая инфекция, как правило, заканчивается выздоровлением, формированием приобретенного иммунитета и освобождением организма от возбудителя. Бессимптомная инфекция протекает без каких-либо проявлений и заканчивается также формированием иммунитета и освобождением от возбудителя.

Вирусные инфекции, обусловленные длительным пребыванием возбудителя в организме, подразделяют на латентные, хронические и медленные инфекции.

Латентные инфекции протекают бессимптомно и могут сопровождаться либо нормальной репродукцией вируса во внешне здоровом организме и выделением его во внешнюю среду, либо сопровождаться вирусоносительством, при котором нарушен нормальный цикл вирусной репродукции и вирус длительно персистирует в организме.

Хронические вирусные инфекции характеризуются периодическими состояниями выздоровления и рецидивов (обострений).

Термин «медленные инфекции» был предложен исландским микробиологом Б. Сигурдсоном в 1954 г. для вирусных заболеваний, характеризующихся продолжительным (иногда в течение многих лет) инкубационным периодом, длительным прогрессирующим течением болезни и заканчивающихся тяжелыми расстройствами или, чаще, смертью. Типичным примером медленных инфекций является СПИД. В основе развития медленных инфекций лежат нарушения генетических, иммунологических и физиологических механизмов, которые обеспечивают длительную персистенцию возбудителя в организме.

Как оказалось, медленные инфекции могут вызывать и такие вирусы, которые обычно вызывают острые инфекции (например, вирусы кори, бешенства и др.). Так, вирус кори оказался возбудителем такой тяжелой медленной инфекции, как подострый склерозирующий панэнцефалит.

21. Особенности и механизмы противовирусного иммунитета. (Бабичев, стр. 325)

В защите организма от вирусов участвуют все системы иммунитета, однако противовирусный иммунитет имеет существенные специфические черты.

Они определяются тем, что в первую очередь на проникновение вируса в организм реагируют не системы комплемента и макрофагов, а системы интерферонов и

Т-киллерных клеток.

Другая особенность формирования иммунитета связана с тем, что вирусы оказывают слабое антигенное воздействие на В-лимфоциты и для их активирования, пролиферации и дифференцировки необходимо участие Т-хелперов и соответственно представление последним процессированного вирусного антигена (пептидных фрагментов) при участии молекул МНС класса II. Поэтому роль макрофагов и других антигенпредставляющих клеток заключается не столько в самом фагоцитозе, сколько в процессировании и представлении антигена.

Еще одна особенность противовирусного иммунитета обусловлена структурной организацией некоторых вирионов. Вирусы могут вызвать заболение лишь в том случае, если проникают в клетку. Для прикрепления к ней они используют клеточные рецепторы, которые клетка использует для собственных физиологических целей. Все идентифицированные вирусспецифические рецепторы – гликопротеиды или сиалогликолипиды. Вирус «узнает» специфические рецепторы и прикрепляется к ним с помощью своих прикрепительных белков VAP (англ. virion attachment proteins). Именно они играют роль своеобразных лоцманов, направляющих движение вируса в клетку. У некоторых вирусов молекулы этих белков-лоцманов расположены в скрытых местах – «щелях», «каньонах», т. е. углублениях на поверхности вириона.

 На проникновение вируса раньше всего реагирует система интерферонов, которые подавляют внутриклеточное размножения вирусов.

Защитная роль антител в противовирусном иммунитете состоит главным образом в том, что они, взаимодействуя с вирусными рецепторами, исключают возможность адсорбции вирусов на мембране клеток и таким образом нейтрализуют их активность, делают невозможным проникновение вируса в клетку. Только таким путем, т. е. исключая возможность проникновения вируса в клетку, антитела обеспечивают формирование приобретенного иммунитета.

 Приобретенный противовирусный иммунитет при наличии постоянных клонов клеток памяти может сохраняться пожизненно. Помимо способности нейтрализовать вирусы, антитела выполняют большую роль в освобождении организма от вирусов и вирусных антигенов. Связываясь с ними, антитела образуют иммунные комплексы, которые выводят эти антигены из организма. Эффективность антител в формировании приобретенного иммунитета против вирусных инфекций подтверждена многолетней практикой специфической профилактики полиомиелита, кори, желтой лихорадки, других инфекций и полной ликвидацией на Земле натуральной оспы.

22. Механизмы персистирования вируса в организме. (Бабичев, стр. 315)

Персистирование вируса – это длительное вегетирование или переживание вируса в организме естественного хозяина или в искусственной системе для культивирования вирусов.

Известны несколько механизмов, которые обусловливают длительное переживание вируса в организме: 1) вирус находится в дефектном состоянии, он не способен размножаться и индуцировать эффективный иммунный ответ; 2) вирус находится в клетке в виде свободной геномной нуклеиновой кислоты, не доступной действию антител; 3) геном вируса интегрирован в хромосому клетки-мишени.

23. Механизмы проникновения вируса в клетку.(Бабичев, стр. 313)

Известны два механизма проникновения вируса в клетку.

1. Посредством слияния суперкапсида вируса с мембраной клетки. Благодаря этому происходит высвобождение нуклеокапсида в цитоплазму с последующей реализацией свойств вирусного генома.

2. Рецепторопосредованный эндоцитоз (пиноцитоз). В этом случае вирус связывается со специфическими рецепторами в области «окаймленной» ямки (область мембраны, окаймленная своеобразными щетинками). Она впячивается внутрь клетки и превращается в окаймленный пузырек. Пузырек, содержащий поглощенный вирион, быстро сливается с промежуточным пузырьком, называемым эндосомой, который сливается с лизосомой. Благодаря особым свойствам вирусных суперкапсидных белков происходит слияние липидных слоев суперкапсида и мембраны лизосомы. В результате этого нуклеокапсид оказывается в цитозоле клетки, где происходит дальнейшие «раздевание» нуклеокапсида и высвобождение геномной нуклеиновой кислоты.

24. Где в хозяйственной клетке размножаются ДНК - и РНК - содержащие вирусы?(Бабичев, стр. 311)

Существуют некоторые общие закономерности размножения вирусов.

Во-первых, все РНК-содержащие вирусы, кроме вирусов гриппа и ретровирусов, размножаются в цитоплазме.

Для своего размножения вирусы гриппа А и В и ретровирусы проникают в ядро, что связано с особенностями поведения их генома.

Во-вторых, размножение всех ДНК-содержащих вирусов, кроме вирусов оспы, протекает в ядре, где происходит транскрипция и репликация их геномных нуклеиновых кислот, и в цитоплазме, где происходит трансляция вирусных белков, их процессинг и морфогенез вирионов. Лишь размножение вирусов группы оспы происходит в цитоплазме клетки, поскольку они обладают собственными системами транскрипции.

Другая особенность размножения вирусов заключается в том, что их нуклеокапсидные белки синтезируются на свободных полирибосомах (не связанных с мембраной), а суперкапсидные белки – на рибосомах, ассоциированных с мембранами (на шероховатых мембранах). Кроме того, белки некоторых вирусов подвергаются протеолитическому процессингу и гликозилированию. Различают два типа протеолитического процессинга: каскадный и точечный.

При каскадном протеолизе вновь синтезированный вирусный полипептид-предшественник (полипротеин) подвергается последовательному «нарезанию» с образованием более коротких полипептидов, часть из которых дополнительно разрезается на более мелкие субъединицы. Ряд ступеней такого каскадного протеолиза осуществляется определенной областью самого полипротеина, обладающего протеазной активностью. Такому каскадному процессингу подвергаются белки у ретровирусов, пикорнавирусов, aльфа-, флави– и других вирусов. Для них такое протеолитическое нарезание белков является жизненно важным этапом репродукции, поскольку оно обусловливает реализацию их функций.

При точечном протеолизе разрезанию подвергается один (реже несколько) из вирусных полипептидов. Разрезание происходит, как правило, в определенном участке полипептида. Такой тип протеолиза необходим для того, чтобы определенный белок вируса приобрел свою специфическую активность. Например, суперкапсидный белок вируса гриппа – гемагглютинин – разрезается на две субъединицы: боEльшую и меньшую. В результате меньшая субъединица приобретает способность сливаться с мембранами клетки-мишени и ее лизосомами. Благодаря этому вирус гриппа приобретает способность проникать в клетку. Такой точечный протеолиз наблюдается у ортомиксовирусов, парамиксовирусов, ротавирусов, вирусов группы оспы и др. Точечный протеолиз, как и каскадный, жизненно важен для вируса.

Наконец, еще одна особенность вирусов, обладающих суперкапсидом, заключается в том, что суперкапсидные белки подвергаются в ходе своей транспортировки на наружную поверхность клеточной мембраны гликозилированию.

25. Стадии взаимодействия вируса с клеткой. (Бабичев, стр. 312)

Проникновение (вход) вириона в клетку и инициация его жизненного цикла происходит в четыре этапа:

1) адсорбция вируса клеточным рецептором;

2) взаимодействие с ко-рецепторами, в результате которого происходят изменения конформации элементов вирусной оболочки;

3) перемещение вириона в клеточной мембране – вход в клетку;

4) освобождение генома вириона от нуклеокапсидной оболочки.

В связи с открытием новых порталов (греч. porto – вход, ворота) для попадания питательных веществ в клетку выделяются такие группы порталов: а) фагоцитоз и

б) пиноцитоз, подразделяемый на макропиноцитоз и различные эндоцитозы – кластрин-опосредованный (размер образуемой вакуоли ~ 120 нм), кавеолин-опосредованный (~ 60 нм), кавеолин– и кластрин-независимый эндоцитоз (~ 90 нм).

Вирусы проникают в клетку всеми этими способами.

26. Что такое вирогения? (Бабичев, стр. 207)

Вирогения– это внедрение вирусного генома в геном животной клетки.

Это форма сосуществования вируса с клеткой, при которой геном вируса включается в хромосому клетки (т.е. вирус находится в состоянии провируса)

При вирогении не происходит автономной репродукции вируса, а его нуклеиновая кислота реплицируется совместно с ДНК клетки-хозяина. Вирусы, обусловливающие вирогению, называются умеренными. К ним относятся бактериофаги, вызывающие лизогению, онкогенные вирусы и вироиды – инфекционные агенты растений.

27. Механизмы противовирусного действия интерферонов.(Бабичев, стр. 204)

Интерферон не взаимодействует непосредственно с вирусом, он не препятствует адсорбции вируса на клетке и его проникновению в клетку. Антивирусное действие интерферонов не связано с синтезом какого-то нового белка, а проявляется в повышении активности ряда ключевых ферментов клеточного обмена веществ.

Один из возможных механизмов антивирусной активности интерферона заключается в том, что он увеличивает продукцию протеинкиназы, которая фосфорилирует один из факторов инициации трансляции и ингибирует синтез белка.

Другой механизм сводится к тому, что под влиянием интерферона накапливается олигоаденилатсинтетаза, приводящая к образованию 2,5-олигоадениловой кислоты. Последняя активирует клеточную эндонуклеазу, которая разрушает молекулы РНК, в том числе и мРНК. Так или иначе, под влиянием интерферона блокируется синтез вирусных макромолекул.

По-видимому, в зависимости от типа рецепторов клетки, особенностей самих клеток и типов интерферонов, последние реализуют свое воздействие через активацию синтеза разных ферментных систем. Индукция синтеза интерферона происходит под воздействием самых различных факторов: ДНК– и РНК-содержащих вирусов, бактерий, риккетсий, простейших, различных микробных антигенов, а также различных синтетических соединений.