Вирусные инфекции

Вирусы человека и животных являются облигатными внутриклеточными паразитами, которые в чувствительных к ним клетках организма хозяина вызывают продуктивную инфекцию, заканчивающуюся образованием многочисленного потомства. Отсутствие среди вирусов непатогенных особей позволяет опустить применительно к ним такой термин, как патогенность. Вирусы не могут обладать вирулентными свойствами, поскольку вирулентность присуща только живым активно метаболизирующим клеткам патогенных микроорганизмов, поэтому вместо понятий «патогенность» и «вирулентность» в случае вирусов более правомочен термин «инфекционность» или «инфекциозность». В основе вирусных инфекций лежит взаимодействие вирусного и клеточного геномов. Это находит свое выражение в освобождении и переключении рибосом клетки хозяина на синтез вирусспецифических белков, прежде всего ферментов, или в интеграции вирусной нуклеиновой кислоты в хромосому зараженный клетки.

Вирусные болезни, так же как и другие инфекционные заболевания, возникают при проникновении возбудителя в макроорганизм через определенные входные ворота инфекции. Например, вирусы гриппа, кори и многие другие проникают в организм человека только аэрозольным путем, а вирусы герпеса - множественными путями. Следующий этап вирусной инфекции состоит в адсорбции вируса на рецепторах чувствительных клеток организма хозяина. Однако в отличие от бактериальных, грибковых и протозойных инфекций все последующие события определяются вирусной нуклеиновой кислотой. Это выражается в характерных особенностях, присущих только вирусным инфекциям.

Первая особенность состоит в способности многих РНК- и ДНК-содержащих вирусов вызывать интегративную инфекцию (вирогению), которая происходит при встраивании вирусной нуклеиновой кислоты в хромосому клетки хозяина. Это имеет место при гепатите В, аденовирусной и герпетической инфекции, СПИДе и др. При вирогении отсутствуют стадии репродукции, сборки и выхода вируса из клетки. Клетки с интегрированным вирусным геномом (провирусом) могут сохранить свои функции. Однако в определенных условиях интеграция вирусного генома может привести к мутациям и неконтролируемому делению клетки. Встроенная вирусная ДНК синхронно реплицируется с клеточной ДНК и при делении материнской клетки передается дочерним. При интегративной инфекции вирусный геном может не транскрибироваться или транскрибироваться частично. В случае выщепления из клеточной ДНК происходит его транскрипция и автономная репликация, которая заканчивается выходом вирусного потомства так же, как при продуктивной инфекции.

Вторая особенность обусловлена наличием стадии вирусемии, во время которой вирус циркулирует в крови. В кровь вирус может поступать из лимфатической системы, переноситься лейкоцитами, проникать в кровеносные капилляры из первично инфицированных клеток. Исключение составляют вирусы, распространяющиеся нейрогенным путем (вирусы бешенства, простого герпеса и др.).

Третья особенность заключается в поражении вирусами лимфоцитов - клеток иммунной системы организма человека. Вирусы гриппа, кори, герпеса, полиомиелита, ротавирусы и др. угнетают иммунные реакции Т-лимфоцитов. Вирусы герпеса, вызывающие ветряную оспу и опоясывающий лишай, вирус цитомегалии индуцируют увеличение абсолютного количества Т-лимфоцитов, а вирус клещевого энцефалита вызывает их активацию.

Лимфотропность подавляющего большинства вирусов человека и вотных существенно отражается на патогенезе и исходе вирусных заболеваний, что проявляется в возникновении иммунодефицитных и других иммунопатологических состояний. Наиболее специализированными облигатно-лимфотропными вирусами являются три вируса, поражающие Т-лимфоциты человека, и один - В-лимфоциты. Два первых вируса (HTLV-I и HTLV-II от англ. human T-cell limphotropic virus) вызывают лейкоз вследствие пролиферации Т-лимфоцитов. Третий вирус HTLV-III, или ВИЧ, является возбудителем СПИДа, который в отличие от первых двух вызывает деструкцию Т-лимфоцитов. Вирус герпеса Эпштейна-Баррвоз будитель инфекционного мононуклеоза - вызывает пролиферацию 3-лимфоцитов.

Четвертая особенность, характерная для ряда вирусных инфекций (оспа, бешенство, герпес, корь и др.), состоит в образовании внутриядерных или внутрицитоплазма-тических включений. Они имеют разную форму и величину. Одни из них (базофильные включейия), такие, как тельца Гварниери при оспе и тельца Бабеша-Негри при бешенстве, окрашиваются основными красителями и представляют собой внутриклеточные скопления вируса. Они имеют диагностическое значение. Последствия инфекционного процесса, вызванного вирусами, разнообразны - от сохранения жизнеспособности клетки до широкого спектра поражения. При этом вирусы либо исчезают из организма после выздоровления, либо сохраняются в нем в течение разных сроков, измеряемых в некоторых случаях многими годами. Наличие вируса в организме не всегда сопровождается его выделением. Вирусные болезни протекают в виде продуктивной и персистирующей инфекций. Продуктивная, или острая, инфекция сопровождается репродукцией вирусов в клетках хозяина и сравнительно быстрым выделением их из организма. Острые инфекции можно подразделить на очаговые и генерализованные. Первые проявляются в месте локальной репродукции вируса. Вторые - при генерализации, когда из первичного очага вирус распространяется по организму, главным образом гематогенным путем, формируя вторичные очаги инфекции.

Многие вирусы персистируют в различных клетках организма человека. Например, аденовирусы могут длительно персистировать в миндалинах, вирусы герпеса - в ганглиях тройничного нерва. Пер-систирующая инфекция проявляется в разных формах - латентной, хронической и медленной.

Латентная бессимптомная инфекция характеризуется длительным, а в некоторых случаях пожизненным носительством вируса, который не покидает организм и не выделяется в окружающую среду. В одних случаях это связано с дефектностью вируса, точнее, его генома, в результате чего он утрачивает способность к репродукции и образованию потомства. В других - с интеграцией вирусной ДНК или РНК в клеточный геном и возникновением интегративной инфекции. При этом в клеточную хромосому может встроиться вирусная ДНК полностью, как это имеет место в случае вируса герпеса, либо происходит ее частичное встраивание (вирус гриппа). Последствия такого встраивания трудно предсказать. При герпетической инфекции это часто приводит к возникновению хронической инфекции, при гриппе - не сопровождается видимыми изменениями в течение инфекционного процесса, что может быть связано с неполноценностью вирусной РНК или другими причинами. Они, по-видимому, могут зависеть и от того локуса хромосомы, в который происходит интеграция вирусной нуклеиновой кислоты. В том случае, если она встраивается вблизи промотора, может произойти нарушение регуляции синтеза белка, что приводит к нерегулируемому размножению клеток и возникновению опухоли. Так, например, первичный рак печени у людей, перенесших гепатит, связывают с встраиванием ДНК вируса гепатита В в геном гепатоцитов.

Интеграция РНК-вирусов в клеточный геном происходит путем обратной транскрипции. В 80-х годах в клетках людей были обнаружены тысячи копий ретровирусных генов неизвестного происхождения, напоминающие транспозоны бактерий. Их называют ретротранспозонами вследствие образования путем обратной транскрипции. Встраивание этих ретротранспозонов в хромосомы клеток людей и животных, так же как и в клетки бактерий, дрожжей и насекомых, происходит беспорядочно. Это может привести к мутациям, нарушающим работу мутировавшего гена, или изменению уровня его экспрессии (активации). Таким образом, данный ген становится онкогеном, индуцирующим образование опухоли.

У человека продукты обратной транскрипции (ретротранспозоны, ждогенные провирусы) составляют примерно 10% клеточного генома. Хронические вирусные инфекции также рассматривают как одну из форм персистенции вируса, которая продолжается в течение нескольких месяцев и лет. Данную форму инфекции вызывают аденовирусы, вирусы гепатита, герпеса и др., которые периодически выделяются из организма больного во внешнюю среду.

При абортивной инфекции чаще всего происходит утрата клеткой вирусной нуклеиновой кислоты после ее выщепления из клеточного генома. Для медленных инфекций характерны очень длинный инкубационный период, продолжительность которого измеряется многими месяцами и годами, постепенное нарастание симптомов заболевания, которое часто заканчивается смертью больного. К медленным инфекциям относятся прогрессирующие заболевания, поражающие ЦНС: болезнь Крейтцфельда-Якоба, подострый склерозирующий панэнцефалит, рассеянный склероз, амиотрофический боковой склероз и некоторые другие. При многих медленных инфекциях вирусы выделяются из организма (например, при болезни Крейтцфельда-Якоба). В случае интеграции вируса в клеточный геном его выделение из организма прекращается.