Різні віруси при взаємодії з клітинами господаря, в яких вони паразитують, мають цітоцідним або бласттрансформірующім (онкогенні віруси) дією, а за результатами цих взаємодій діляться на:
маніфестних вірусні інфекції.
Персистентні вірусні інфекції.
Віруси, які викликають ніяких змін.
Маніфестних вірусні інфекції включають всі вірусні інфекції, які протікають з вираженими клінічними проявами і говорять про поразку вірусом тих чи інших клітин органів або систем людини і тварин. Вони протікають з вираженим цитопатическим ефектом - загибеллю уражених вірусом клітин. Модус даного взаємодії - гостра інфекція. Прикладом даних захворювань можуть служити грип, кір, жовта лихоманка, епідемічний паротит, сказ, кліщовий енцефаліт та ін.
Персистентні вірусні інфекції характеризуються ураженням клітин інтеграційним провіруси, геном якого редубліціруется з клітинами господаря і в комплексі нової якості клітини веде до її зміни (механізм близький до взаємодії з бактеріальною клітиною профага).
Нічого не викликають віруси організму виділяються в достатній кількості з поверхні слущивающегося епідермісу, з випорожнень, виділень слизових, а також з об'єктів навколишнього середовища.
Під вірусною інфекцією розуміють комплекс процесів, що відбуваються при взаємодії інфекційного агента з організмом господаря.
У зв'язку з тим, що віруси є облігатними внутрішньоклітинними паразитами. а точніше генетичними паразитами, в основі їх взаємодії з організмом завжди лежить інфекційний процес на рівні клітини. Тому вірусні інфекції класифікують як на клітинному рівні, так і на рівні організму.
Класифікація вірусних інфекцій на клітинному рівні
Віруси - внутрішньоклітинні паразити, здатні тільки до внутрішньоклітинного розмноження. У вірусінфіцірованние клітці можливе перебування вірусів в різних станах:
відтворення численних нових віріонів;
перебування нуклеїнової кислоти вірусу в інтегрованому стані (у вигляді провируса);
існування в цитоплазмі клітини у вигляді кільцевих нуклеїнових кислот, що нагадують плазміди бактерій.
Тому діапазон порушень, що викликаються вірусом, досить широкий: від вираженої продуктивної інфекції, яка завершується загибеллю клітини, до тривалої взаємодії вірусу з клітиною у вигляді латентної інфекції або злоякісної трансформації клітини.
Розрізняють три типи взаємодії вірусу з клітиною: продуктивний, абортивний і інтегративний.
1. Продуктивний тип - завершується обра-ням нового покоління віріонів і ги-білизни (лізисом) заражених клітин (цитолитическая форма). Деякі віруси виходять з клітин, не руйнуючи їх (нецітолітіческая форма).
2. Абортивний тип - не закінчується обра-ням нових віріонів, оскільки інфек-ційний процес в клітці переривається на одному з етапів.
3. Інтегративний тип, або вірогенія - характеризується встраиванием (інтеграцією) вірусної ДНК у вигляді провируса в хромосому клітини і їх спільним співіснуванням (спільна реплікація).
Продуктивний тип взаємодії вірусу з клітиною, т. Е. Репродукція вірусу (лат. Re - повторення, productio - виробництво), проходить в 6 стадій: 1) адсорбція віріонів на клітці; 2) проникнення вірусу в клітину; 3) «роздягання» і вивільнення вірусного генома (депротеїнізація вірусу); 4) синтез вірусних компонентів; 5) формування ви-Ріоні; 6) вихід віріонів з клітини. У раз-особистих вірусів ці стадії відрізняються.
Абортивний тип взаємодії вірусів з клітиною не закінчується утворенням вірусного потомства і може виникати при наступних обставинах:
1) зараження чутливих клітин дефектними вірусами або дефектними вирионами;
2) зараження стандартним вірусом генети-но резистентних до нього клітин;
3) зараження стандартним вірусом чувс-твітельних клітин в неперміссівних (нераз-вирішальних) умовах.
Розрізняють дефектні віруси і дефектні віріони.
# 9633; Дефектні віруси існують як само-самостійні види, які репродукується-ються лише при наявності вірусу-помічника (наприклад, вірус гепатиту D репродукується-ється тільки в присутності вірусу гепатиту В).
# 9633; Дефектні віріони зазвичай позбавлені частини генетичного матеріалу і можуть на-накопичуються в популяції багатьох вірусів при множині зараженні клітин.
Абортивний тип взаємодії частіше на-блюдается при зараженні нечутливих клітин стандартним вірусом. Механізм гені-тично обумовленої резистентності кле-ток до вірусів широко варіює. Він може бути пов'язаний: з відсутністю на плазматичній мембрані специфічних рецепторів для ві-русів; з нездатністю даного виду клітин ініціювати трансляцію вірусної іРНК; з відсутністю специфічних протеаз або нуклеаз, необхідних для синтезу вірусних макромолекул, і т. д.
Абортивний тип взаємодії може також виникати при зміні умов, в яких відбувається репродукція вірусів: підвищення температури організму, зраді-ня рН у вогнищі запалення, введення в орга-нізм противірусних препаратів і ін. При усуненні Не дозволяється умов абор-тивний тип переходить в продуктивний тип взаємодії вірусів з клітиною.
Інтегративний тип взаємодії вірусів з клітиною (вірогенія)
Це взаємне співіснування вірусу і клітини в результаті інтеграції (Вбудовуючись-ня) нуклеїнової кислоти вірусу в хро-мосому клітини господаря. При цьому інтег-рировать геном вірусу реплицируется і функціонує як складова частина генома клітини.
Інтегративний тип взаємодії ха-рактер для помірних ДНК-містять бактеріофагів, онкогенних вірусів і не-яких інфекційних вірусів як ДНК-містять (наприклад, вірусу гепатиту В), так і РНК-містять (наприклад, вірусу імунодефіциту людини). Для Інтегра-ції з геномом клітини необхідна наявність кільцевої форми двунітевой ДНК-вірусу. Геном ДНК-вірусів в кільці-вої формі прикріплюється до клітинної ДНК в місці гомології нуклеотидних послідовно-вательного і вбудовується в визначений-ний ділянку хромосоми за участю ряду ферментів (рестриктаз, ендонуклеаз, лигаз).
У РНК-вірусів процес ін-теграціі складніший. Він починається з механізму зворотної транскрипції, кото-рий полягає в синтезі комплементариев-ної нитки ДНК на матриці вірусної РНК за допомогою вірусоспецифічні ферменту зворотної транскриптази (ревертази). Після утворення двунітевой ДНК і замикання її в кільце відбувається інтеграція ДНК-транскрипту в хромосому клітини (рис. 3.4). Вбудована в хромосому клітини ДНК ві-руса називається провіруси, або провірусної ДНК. Провірус реплицируется в складі хромосоми і переходить в геном дочірніх клітин, т. Е. Стан вірогеніі успадковує-ся. Однак під впливом деяких фізкабінет-чеських або хімічних факторів провірус може виключатися з хромосоми клітини і переходити в автономний стан з роз-ством продуктивного типу взаємодії з клітиною.
Додаткова генетична інформація провируса при вірогеніі повідомляє клітці нові властивості, що може бути причиною онкогенної трансформації клітин і розвитку пухлин, а також розвитку аутоімунних-них і хронічних захворювань. Збереження вірусної інформації в вигляді провируса в складі клітинного геному і передача її по-потомство лежить в основі персистенції (лат. Persistentia - завзятість, сталість) вірусів в організмі і розвитку латентних (прихованих) вірусних інфекцій.
Інфекція автономна. коли вірусний геном реплікується незалежно від клітинного генома. Автономна форма характерна для більшості вірусів людини і тварин.
Якщо вірусний геном інтегрує до складу клітинного генома. тобто інтегрує з клітинним геномом і реплицируется разом з ним, така інфекція називається інтеграційної (вірогенія). Інтегрувати можуть як повний геном, так і частина генома. При гепатиті B можлива інтеграція повного генома, при аденовірусних і герпесвірусних інфекціях може інтегрувати як повний геном, так і його частина. При інтеграційних інфекціях немає ні збірки вірусної частинки, ні виходу вірусу з клітини. Клітка може зберегти функції і при її розподілі вірусні послідовності можуть переходити в геном дочірніх клітин. Така ситуація спостерігається в разі інфекції, спричиненої ВІЛ, онкогенними вірусами.
Інтеграційний тип інфекціівозможен для декількох сімейств ДНК-вірусів: адено-, папіллома-, герпесвирусами, вірусом гепатиту В і обов'язковий для ретровірусів, що мають фермент - зворотну транскриптазу (ВІЛ). Виникла інтеграція може стати причиною ряду хронічних і аутоімунних захворювань.
Після утворення вірусного потомства клітина або гине, або одужує і не містить вірусних компонентів. Інфекція може бути цитолітичної і нецітолітіческой. в залежності від долі зараженої клітини. Лизис клітини - інфекція цитолитическая, немає лізису - нецітолітіческая.
Класифікація вірусних інфекцій на рівні організму
В основу класифікації покладено чотири фактори:
прояв клінічних симптомів;
виділення вірусу в навколишнє середовище.
Вірусні інфекції можна розділити на дві великі групи:
Ø осередкові. коли дія вірусу проявляється у вхідних воріт інфекції;
Ø генералізовані. при яких після обмеженого періоду репродукції вірусу в первинних осередках відбувається генералізація інфекції.
Вогнищеві інфекції мають коротший інкубаційний період, захисними факторами організму при цих інфекціях є антитіла класу IgА. ефективні вакцини - це ті, які стимулюють секреторні антитіла.
При генералізованих інфекціях велике значення в захисті організму мають гуморальні антитіла.
Приклади вогнищевих інфекцій - респіраторні і кишкові вірусні інфекції, генералізованих - віспа, кір, поліомієліт.
За тривалістю взаємодії з макроорганизмом інфекція може бути гострою і персистентной.
Гостра інфекція відповідає продуктивної інфекції на рівні клітини. Вона може протікати як в клінічно вираженою, так і инаппарантной формі. Гостра інфекція триває недовго і протікає з виділенням вірусів в навколишнє середовище. В кінці настає елімінація вірусів завдяки імунним механізмам. Гостра інфекція може завершуватися одужанням або загибеллю організму.
Персистентні інфекції (від лат. - persistenta - завзятість, сталість). Персистентная інфекція в залежності від виділення вірусу в навколишнє середовище і появи симптомів захворювання проявляється у вигляді:
повільної вірусної інфекції.
Один і той же вірус може викликати гостру і персистентную інфекцію в залежності від стану організму і в першу чергу його імунної системи. Наприклад, вірус кору викликає як гостру інфекцію, так і довгостроково поточну - підгострий склерозуючий паненцефаліт. Точно також віруси герпесу, гепатиту В і аденовіруси.
Латентна інфекція - прихована інфекція, не супроводжується виділенням вірусів в навколишнє середовище. Однак при несприятливих чинників він може активізуватися і перейти в гостру або хронічну форму. При латентної інфекції вірус не вдається виявити за допомогою діагностичних прийомів в зв'язку з тим, що він знаходиться в дефектної формі або інтегрований в геном клітини. Цей процес погано вивчений. Значно більша ясність є в питанні реактивації вірусу. Вважається, що для цього необхідна дія одного або кількох активують факторів (травма, стрес, імуносупресія. Суперінфіцірованіе і ін.). В результаті латентна інфекція переходить маніфестну форму - розвиваються симптоми, властиві гострої інфекції. Прикладами латентних інфекцій служать герпесвірусні, цитомегаловірусні інфекції, і ряд інших.
Хронічні інфекції - тривалий патологічний процес, що супроводжується періодами загострення і ремісій. Супроводжуються виділенням вірусу в навколишнє середовище. Приклад - хронічна форма вірусних гепатитів.
Повільні інфекції - характеризуються тривалим інкубаційним періодом, прогресуючим перебігом і неминучою смертю. Приклад - ВІЛ-інфекція, Т-клітинна лімфома, підгострий герпетичний енцефаліт, підгострий склерозуючий паненцефаліт, розсіяний склероз та ін. В даний час все вірусні сироваткові гепатити також відносять до розряду повільних вірусних інфекцій. Крім вірусів, повільні інфекції викликають пріони - інфекційні безнуклеіновие структури, що складаються з низькомолекулярного білка (відносяться до розряду конформаційних хвороб). Як правило, при повільних інфекціях уражається ЦНС.
Персистентні інфекції є серйозною проблемою сучасної вірусології та медицини. Персистенція вірусів обумовлює їх збереження як біологічного виду і є причиною мінливості властивостей вірусів в їх еволюції.
Здатність до персистенції виробилася у багатьох вірусів як механізм тривалого збереження в організмі теплокровного господаря або членистоногого переносника.
Однак здатність викликати персистирующую або латентну інфекцію не є загальною властивістю для всіх вірусів. Наприклад, ЗНО та окремі збудники геморагічних лихоманок або викликають смерть інфікованого, або вирішуються з розвитком стерильного імунітету. Наскільки б численною не залишилася пережила епідемію популяція, вони в ній не зберігаються, а для їх підтримки в природі використовуються інші механізми (членистоногі переносники, інші види господарів).
Один і той же вірус може викликати латентну і гостру інфекцію в залежності від виду господаря (переносника). Наприклад, резервуаром вірусних інфекцій енцефаліту, геморагічних та інших видів лихоманок є лані, олені, миші, у яких вірусна інфекція протікає в латентній формі. Переносниками цих вірусних інфекцій найчастіше є кліщі, які отримали вірус від носія, причому деякі види вірусних інфекцій передаються трансовариально потомству кліщів. Людина, що потрапила в цю ланку і укушений кліщем, захворює одним з видів вже маніфестной вірусної інфекції (кліщовий енцефаліт, геморагічна лихоманка і ін.). Так само виглядає і збереження в природі вірусу сказу. «Дікованіе тварин» як симптом багаторічного захворювання персистуючої вірусної інфекцією сказу у песців крайньої Півночі, безсимптомне носійство вірусу сказу у многососковость щурів, що населяють Саванну в Африці під час нападу хижаків, викликає у них гостру вірусну інфекцію, а при попаданні в цей ланцюжок людини - викликає захворювання сказу у людини - маніфестну вірусну інфекцію.
Один і той же вірус може викликати латентну або гостру інфекцію в залежності від іммунокомпетентностіхозяіна. Тому, можна вважати, що здатність викликати латентні інфекції є проявом глибшої спеціалізації до господаря вірусу, який втратив зв'язок з первинним резервуаром. Латентність цих вірусів необхідно розглядати тільки як їх властивість, що виявляється в імунокомпетентні господаря, тобто віруси такого типу здатні використовувати обидві стратегії паразитизму, але в різному ступені. Основну для них другу стратегію вони використовують в імунокомпетентних господарів, а в імунодефіцитних вимушено проявляють першу - гостра інфекція.
Методи діагностики вірусних інфекцій
Для мікробіологічної діагностики вірусних інфекцій в даний час застосовують три основних методичних підходу.
Вірусологічна діагностика - заснована на виділенні вірусу з ис-які належать їм матеріалу і його подальшої індикації та ідентифікації.
Серологічна діагностика - визначення специфічних їм-мунологіческіх змін в організмі під дією вірусів (найчастіше за допомогою діагностикумів виявляють в сироватці крові противірусні антитіла).
Молекулярно-біологічна діагностика - виявлення в клі-ническом матеріалі фрагментів нуклеїнових кислот вірусів-воз-будителів за допомогою зондів (гібридизація НК) або ПЛР.