Лекція № 22 Родина Filoviridae Морфологія вірусних часток

Лекція № 22 Родина Filoviridae Морфологія вірусних часток Фізико-хімічні властивості Особливості реплікації Особливості епідемічного процесу Патогенез Діагностика Профілактика

Родина Filoviridae • 1 рід Marburgvirus — марбургвірус озера Вікторія (раніше – вірус Марбург). Нині відомо шість штамів цього вірусу: Музоке (Кенія, 1980), Ратажак (Західна Німеччина, 1967), Попп (Західна Німеччина, 1967), Воеже (Югославія, 1967), Озолін (Зімбабве, 1975) і штам Марбург Равн (Кенія, 1987). • 2 рід Ebolavirus — еболавіруси Берегу Слонової Кістки (раніше – вірус Ебола Кот-д’Івуар) – штам Кот-д’Івуар (Ліс Тай, 1994), чотири штами еболавірусу Рестон (раніше – вірус Ебола Рестон): Рестон (1989), Філіппіни (1989), Сієна (1992), Техас (1996), два штами еболавірусу Судан – Боніфац (1976) і Малео (1979), шість штамів вірусу Заїр (раніше – вірус Ебола Заїр): Іаїнга (Заїр, 1976), Заїр (Заїр, 1976), Екрон (Заїр, 1976), Тандала (Заїр, 1977), Кіквіт (Заїр, 1995), Габон (Заїр, 1994– 1997) і вірус Бундібугіо (Уганда, 2007). • 3 рід Cuevavirus — Lloviu cuevavirus (кажани)

Морфологія • Віріони мають вигляд довгих ниткоподібних часток, що іноді галузяться, а іноді мають U-подібну форму, нагадують цифру «6» або кільце. Діаметр віріонів – 80 нм, а довжина сильно варіює (може досягати 14000 нм). • Довжина однієї інфекційної частки після виділення становить від 790 (марбургвіруси) до 970 нм (еболавіруси). • Віріони мають ліпідовмісну зовнішню облонку з поверхневими виступами, що оточує досить жорсткий спіральний нуклеокапсид. • Пепломери, занурені в ліпідний бішар, складаються з єдиного глікопротеїду. Вони вкривають поверхню вірусної частки й мають довжину 10 нм. • До складу віріона входить полімеразний комплекс і білки матриксу. Діаметр нуклеокапсиду 50 нм. Центральний канал чітко виражений, діаметром 20 нм. Крок спіралі становить 5 нм.

• Електронномікроскопічне зображення віріонів вірусу Ебола та Марбург

Геном • Геном — єдина молекула ол. РНК негативної полярності з молекулярною масою 4, 2 х 10 6 Да. • Відсотковий вміст РНК – 1, 1 % сухої маси частки. • Довжина повного геному становить 18, 9– 19 тис. о. • Нуклеотидні послідовності на 3’-кінці комплементарні подібним ділянкам на 5’-кінці. • На 5’-кінці негативного ланцюга відсутній ковалентно приєднаний термінальний білок, геном не містить кеп -структуру. • На 3’-кінці є консервативні послідовності. На 3 -кінці відсутня послідовність полі ( А ). Вірусний геном містить інформацію про структурні й неструктурні білки.

Білки До складу віріона входять: • поверхневий глікопротеїн, зосереджений в оболонці (GP), • нуклеокапсидний (NP), • мінорний нуклеопротеїн, транскрипційний активатор ( VP 30 ) , • ко-фактор полімерази ( VP 35 ), • РНК-залежна РНК-полімераза ( L ), • матриксний білок, мембрано-асоційований білок ( VP 40 ), • мембрано-асоційований білок ( VP 24 ). • Неструктурні : • Супер малий секреторний білок ( Ss. GP ) • Пре-малий /секреторний білок ( pre-s. GP )

Ліпіди • Склад ліпідів ліпідної оболонки віріона такий самий, як оболонки клітини-хазяїна.

Фізико-хімічні властивості • Маса віріонів 382 х 10 3 к. Да. Плавуча густина в градієнті Cs. Cl становить 1, 32, а в калій-тартатному градієнті – 1, 14 г/см 3. Коефіцієнт седиментації 1, 4 S. Точка температурної інактивації 60 о С (упродовж 30 хв). В умовах in vitro віріони відносно стійки під час зберігання при температурі 15– 20 о С. Віріони чутливі до органічних розчинників, фенолу (фенольних дезинфектантів), формальдегіду та β-пропіолактону. Ультрафіолетове та радіаційне опромінювання спричиняє інактивацію віріонів. Відносно стійкі в межах р. Н від 5 до 8.

Біологічні властивості • Марбургвіруси та еболавіруси викликають розвиток геморагічних гарячок. Марбургвірус отримав назву від міста Марбург, де спостерігався спалах захворювання в працівників лікарні, які заразилися від мавп, імпортованих з Африки.

Біологічні властивості • Назва вірусу Ебола походить від назви річки в Демократичній республіці Конго (Заїр). Переважно ці віруси виділяють від хворих з Африки (субтипи Судан, Заїр, Кот-д’Івуар і Бундібугіо), проте штам Рестон був виділений від макак із Філіппін (перший випадок в Азії). Природний хазяїн для цих захворювань невідомий.

• Смертність під час спалахів захворювань становить 23– 33% для марбургвірусів та 53– 88% – для еболавірусів. • Індекс контагіозності для гарячки ебола досягає 95%. • Філовіруси належать до першої групи патогенних мікроорганізмів (четверта група особливо небезпечних патогенів за класифікацією ВООЗ). З ними можна працювати лише в лабораторіях особливого утримання з дотриманням найсуворіших правил техніки безпеки.

Епідеміологія • Передача — прямий контакт з кров’ю, виділеннями, органами або іншими рідинами організму інфікованої людини, — контактний механізм передачі , який має різні шляхи реалізації (в т. ч. статево, ятрогенного) • Для гарячки Ебола характерні 3 -5 послідовних передач вірусу.

Ризик зараження • Мисливці – при білуванні кажанів, мавп, інших заражених тварин, а потім передають інфекцію іншим людям • Похоронні обряди! – прямий контакт з тілом померлого • Працівники Охорони здоров’я – відсутність відповідних заходів інфекційного контролю і належних бар’єрних методів захисту • Використання контамінованих інструментів, приладів тощо у медичному закладі.

Бавовняна фабрика в селі Нзара на півдні Судану, де працювали перші захворілі на гарячку Ебола

Год Страна Вид вируса Случаи заболевания Случаи смерти Летальность 1976 Великобритания Суданский эболавирус 1 [~ 5] 0 0 % 1976 Суданский эболавирус 284 151 53 % 1976 ДРК Заирский эболавирус 318 280 88 % 1977 ДРК Заирский эболавирус 1 1 100 % 1979 Суданский эболавирус 34 22 65 % 1989— 1990 Филиппины Рестонский эболавирус 3 [~ 4] 0 0 % 1990 США Рестонский эболавирус 4 [~ 4] 0 0 % 1994 Кот-д’Ивуар Кот д’Ивуарский эболавирус 1 [~ 5] 0 0 % 1994 Габон Заирский эболавирус 52 31 60 % 1995 ДРК Заирский эболавирус 315 254 81 % 1996 Россия Заирский эболавирус 1 [~ 5] 1 100 % 1996 ЮАР Заирский эболавирус 2 1 50 % 1996 (июль — декабрь) Габон Заирский эболавирус 60 45 75 % 1996 (январь — апрель) Габон Заирский эболавирус 31 21 57 %

2000 -2001 Уганда Суданский эболавирус 425 224 53 % 2001— 2002 Республика Конго Заирский эболавирус 57 43 75 % 2001— 2002 Габон Заирский эболавирус 65 53 82 % 2002 (декабрь) — 2003 (апрель) Республика Конго Заирский эболавирус 143 128 90 % 2003 (ноябрь — декабрь) Республика Конго Заирский эболавирус 35 29 83 % 2004 Россия Заирский эболавирус 1 [~ 5] 1 100 % 2004 Суданский эболавирус 17 7 41 % 2005 Республика Конго Заирский эболавирус 12 [9] 10 [9] 83 % 2007 Уганда Эболавирус Бундибугио 149 37 25 % 2007 ДРК Заирский эболавирус 264 187 71 % 2008 ДРК Заирский эболавирус 32 15 47 % 2008 Филиппины Рестонский эболавирус 6 [~ 4] 0 0 % 2011 Уганда Суданский эболавирус 1 1 100 % 2012 ДРК Эболавирус Бундибугио 36 [~ 3] 13 36 % 2012 (июнь-октябрь) Уганда Суданский эболавирус 11 [~ 3] 4 36 % 2014 (март) -прод олжается Гвинея , Либерия , Сьерра-Леоне , Нигерия , Сенегал, ДРК, США, Испания , Мали. Заирский эболавирус 10141 [8] [~ 2] 4922 [8] [~ 2]

2014 (март) — продолжается Гвинея , Либерия , Сьерра-Леон е , Нигерия , Сенегал, ДРК, США, Испания , Мали. Заирский эболавирус 10141 [8] [~ 2] 4922 [8] [~ 2]

Мапа поширення гарячки Ебола в Африці до 2014 року.

• Загалом у 8 країнах (Гвінея, Сьєрра-Леоне, Ліберія, Нігерія, Сенегал, Малі, США, Іспанія) поширення епідемії хвороби, яку спричинює вірус Ебола, станом на 23 листопада 2014 року (47 -й тиждень епідемії) з початку січня 2014 р. (1 -й тиждень епідемії) зареєстровано 15 935 випадків хвороби, зокрема 5 689 смертей, захворіло 592 медичних працівника, 340 з них померло. У 4 -х країнах (Нігерія, Сенегал, США, Іспанія) ВООЗ констатує, що подальше передавання інфекції припинено [8].

Патогенез • Вхідними воротами інфекції є слизові оболонки респіраторного тракту і мікротравми на шкірі. • На місці вхідних воріт інфекції видимі зміни не розвиваються. • Характерна швидка генералізація інфекції з розвитком загальної інтоксикації і тромбогеморагічого синдрому. • Гострий початок захворювання з гарячки збігається з розвитком інтенсивної вірусемії з поліорганною дисемінацією збудника.

• Ураження клітин і тканин різних органів, імовірно, обумовлене як прямою цитопатичною дією вірусу, так і аутоімунними реакціями. • Вірус Ебола через ряд патофізіологічних механізмів здатен гальмувати на ранній стадії хвороби імунну відповідь.

• Розвиток порушень мікроциркуляції і реологічних властивостей крові проявляється капіляротоксикозом з тяжким геморагічним синдромом, периваскулярними набряками, синдромом внутрішньосудинного згортання (ДВЗ-синдромом). • Дисемінована внутрішньосудинна коагуляція є провідним синдромом, що виявляється гістологічно. • Патологічні зміни в органах у вигляді вогнищевих некрозів, розсіяних геморагій в клінічній картині виявляються ознаками гепатиту, інтерстиційної пневмонії, панкреатиту, запаленням яєчок (орхіту) тощо.

Інкубаційний період – 7 -10 днів (4 -21) Ранні симптоми • біль у м’язах, гарячка, блювота • почервоніння очей, шкірний висип, діарея, біль у животі Гострі симптоми • кровотеча /шкіряні геморагічні виливи, крововиливи з отворів тіла та у внутрішніх органах

Початковий період • Для гарячки Ебола характерний гострий початок із симптомів вираженої інтоксикації, швидке підвищення температури до 38 -39 ° C тривалістю 5 -7 днів, сильний головний біль, біль у суглобах та м’язах. Дещо пізніше з’являється сухий кашель, сухість і пирх та в горлі, колючий біль у грудній клітці. На 2 -й день оо хвороби з’являється біль у животі, нудота, пронос, в результаті чого можливий розвиток дегідратації. В окремих випадках може з’являтись плямисто-папульозний висип на 4 -5 -й день хвороби — спочатку на обличчі, потім на шкірі грудної клітки, здатний поширюватися й на інші частини тіла. Висип зберігається до 10 -14 -го дня хвороби, супроводжується лущенням шкіри, яке також спостерігають на долонях, підошвах. Характерний зовнішній вигляд хворого — гіперемія кон’юнктиви, глибоко запалі очі, нерухоме обличчя, загальмованість.

Розгорнутий період • З 3 -6 -го дня хвороби можуть розвиватись дисфагія і геморагічний синдром, який проявляється шкірними і субкон’юнктивальними крововиливами, «кривавими сльозами» , кровотечами з ясен, носа, матки, появою крові у блювотинні, випорожненнях, гематурією. Зовнішні кровотечі явно переважають над внутрішніми. Прогресуючи, хвороба призводить до сильного зневоднення і втрати маси тіла. На пізній стадії нерідко уражається ЦНС, виникає сонливість, марення або кома. Смерть може наступити на 2 -му тижні. В разі сприятливого перебігу хвороба триває декілька тижнів, прояви її зникають поступово. Астенізація триває місяцями.

Ускладнення • геморагічний шок; • крововиливи в надниркові залози з розвитком гострої їх недостатності; • гостра серцево-судинна недостатність; • набряк легень; • набряк-набухання головного мозку (ННГМ); • зрідка гостра печінкова недостатність.

Діагностика При дослідженні загального аналізу крові спостерігається лейкопенія , тромбоцитопенія , анемія, збільшена швидкість осідання еритроцитів. Біохімічні методи дослідження — визначається гіпокаліємія, гіпонатріємія, зниження білка в плазмі крові, підвищення активності амінотрансфераз, ацидоз, гіпокоагуляція. У загальному аналізі сечі — протеїнурія, іноді гематурія. • Рання діагностика • Утруднена • Ознаки та симптоми дуже подібні до інших інфекційних ГГ • Лабораторні дослідження • ПЛР — в будь-якому біологічному матеріалі, взятому від людини в перші 14 днів захворювання • РНІФ та ELISA • Вірус культивують і виділяють, заражаючи культури клітин, внутрішньоочеревинно морських свинок або шляхом внутрішньомозкового зараження новонароджених мишей. Високий вміст вірусу в крові і органах в гострому періоді дає можливість поставити діагноз на основі електронно-мікроскопічного обстеження.

Терапія • Специфічної терапії не розроблено. • Патогенетичне лікування спрямоване на зменшення явищ інтоксикації, дегідратації, геморагічних проявів, усунення розладів гемодинаміки, боротьбу з геморагічним шоком, ННГМ, іншими проявами хвороби. • Zmapp, ZMAb, малі інгибуючі РНК у препараті si. RNA, противірусних препаратів фавіпіравір, бринцідофівір, тореміфін, інтерферонів, аміодарона.

Неспецифічна профілактика • Проводиться як і при інших геморагічних гарячках. • Необхідна належна медична ізоляція хворих, запобігання контакту медичних працівників і інших людей з вірусом — найбільш ефективний спосіб профілактики передачі хвороби від людини до людини.

Розробка вакцини • 1. National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) and Glaxo. Smith. Kline (GSK) — NIAID/GSK Ebola vaccine candidate — developed both antibody and T-cell responses made from two Ebola virus gene segments incorporated into a chimpanzee cold virus vector (called chimp adenovirus type 3 or Ch. Ad 3) — Ch. Ad 3 Ebola virus vaccine ( Ch. Ad 3 -ZEBOV ) • GSK &US National Institutes of Health’s Vaccine Research Center (VRC) — GSK/NIH Ebola vaccine candidate • r. VSV-ZEBOV • 2. ДНЦ «Вектор» — стадія доклінічних досліджень