ОСТРЫЕ РЕСПИРАТОРНЫЕ ВИРУСНЫЕ ИНФЕКЦИИ РНК-вирусы Orthomyxovirida Influenzavirus

ОСТРЫЕ РЕСПИРАТОРНЫЕ ВИРУСНЫЕ ИНФЕКЦИИ

РНК-вирусы: Orthomyxovirida Influenzavirus e Paramyxoviridae Paramyxovirus Pneumovirus Picornaviridae Morbillivirus Rhinovirus C Enterovirus Coronaviridae Coronavirus Грипп А, В, С Трахеит Парагрипп типов 1 – 4 РС-вирус Ларингит Бронхит, бронхиолит Ринофарингит Ринит Вирус кори Риновирус типов 1 – 113 Вирусы Ринофарингит Коксаки, ЕСНО Коронавирус Ринит человека, млекопитающи х, птиц

Reoviridae Reovirus Реовирусы человека Ринофарингит Rotavirus Ротавирусы человека Ларингит ДНК-вирусы: Adenoviridae Mastadenovirus Аденовирусы Фаринготонзил человека и лит млекопитающи х Herpetoviridae a-herpesviridae b-herpesviridae Gammaherpesvi ridae Simplexvirus Cytomegalovirus Lymphocruptovi rus Вирусы герпеса Вторичная HSV 1, 2, пневмония цитомегаловир ус человека Вирус Эпштейна-Барр

Семейство Orthomyxoviridae Род Influenzavirus • Вирус гриппа тип А • Вирус гриппа тип В • Вирус гриппа тип С

• В 1933 году в Лондоне ученые Национального института медицинских исследований Уилсон Смит, Кристофер Эндрюс и Патрик Лейдлоу впервые выделили человеческий вирус гриппа, который был назван «вирус гриппа типа А» штамм WS — штамм Вилли Смитт.

Характеристика Orthomyxoviruses • Форма сферическая или нитевидная (морфология является генетически детерминированной) • Диаметр 100 -120 нм • В наружную липидную оболочку погружены три белка - гемагглютинин, нейраминидаза и ионный канал (белок М 2), играющие основную роль в инфекционном процессе. • Под липидной оболочкой матриксный М 1 белок – выполняет структурную функцию и организует сборку вируса в клетке хозяина

Характеристика Orthomyxoviruses • Геном – однонитевая фрагментированная (8 фрагментов) «минус» РНК • РНК тесно связана с белками капсида с образованием 8 рибонуклеопротеидов (РНП) спирального типа симметрии • Каждый фрагмент РНП связан с вирусной РНКзависимой РНК-полимеразой

Шипики гемагглютинина (HA) • Тримеры • На поверхности вириона до 500 шипиков HA • Известно 16 антигенных вариантов (H 1 - H 15), • в тримере НА обнаруживаются два структурных участка — стебель и глобула. • глобула содержит антигенный и рецепторный участки • Название получил за способность вызывать агглютинацию эритроцитов • Антитела против HA – вируснейтрализующие = протективные

Основные функции гемагглютинина: 1. распознает клеточный рецептор — мукопептид, имеющий N-ацетилнейраминовую (сиаловую) кислоту; 2. обеспечивает слияние мембраны вириона с мембраной клетки и мембранами ее лизосом, т. е. отвечает за проникновение вириона в клетку; 3. определяет пандемичность вируса (смена гемагглютинина — причина пандемий, его изменчивость — эпидемий гриппа); 4. обладает наибольшими протективными свойствами, отвечая за формирование иммунитета.

Шипики нейраминидазы (NA): • Тетрамеры • Количество примерно 20% (около 100 на вирион) • Известно 10 антигенных вариантов (N 1 –N 10). • NA участвует на последнем этапе взаимодействия вируса с клеткой • Ускоряет высвобождение вируса из клетки и обеспечивает правильное отпочковывание, предотвращая аггрегацию вирусных частиц. • Антитела к NA не являются протективными, но препятствуют распространению вируса в организме.

Функции нейраминидазы (NA): 1. Ускоряет высвобождение вируса из клетки и обеспечивает правильное отпочковывание, предотвращая аггрегацию вирусных частиц. 2. обеспеченивает диссеминацию вирионов путем отщепления нейраминовой кислоты от вновь синтезированных вирионов и мембраны клетки; 3. совместно с гемагглютинином определяет пандемические и эпидемические свойств вируса. • Антитела к NA не являются протективными, но препятствуют распространению вируса в организме.

Антигены • Белок капсида – С-антиген, отвечает за принадлежность к типу А, В или С • Выявляется в РСК • Специфичности НА и NA вместе определяют подтип • Известны 16 подтипов H-антигена (H 1– H 16) и 10 подтипов N-антигена (N 1 - N 10) • Выявляются в РТГА

Сравнительная характеристика вирусов гриппа Критерии Тяжесть заболевания Природный резервуар Тип А Тип В Тип С ++++ ++ + Есть Нет Пандемии человека Вызывает Не вызывает (лишь спорадические заболевания) Шифт, дрейф Дрейф Да Да Да Чувствительны Не чувствительны Чувствительны - 2 (HA, NA) 1(HA) Эпидемии человека Антигенные изменения Сегментированный геном Чувствительность к ремантадину Чувствительность к занамивиру Поверхностные гликопротеины

Номенклатура • ВОЗ предложили систему номенклатуры вирусов гриппа, основанную на обозначении антигенного подтипа H и N Тип вируса гриппа Город, где Количество впервые был изолятов выделен Год выделения Тип HA и NA A Сингапур 1986 H 1 N 1 6 Пример: A/Сингапур/6/86 (H 1 N 1)

Взаимодействие вируса с клеткой Для репродукции вируса в организме хозяина необходима активация предшественника молекулы гемагглютинина, при этом она расщепляется протеазами хозяина на две субъединицы • гемагглютинин связывается с сиаловой кислотой, входящей в состав рецептора клетки хозяина • нейраминидаза отщепляет концевые группы сиаловой кислоты клеточных рецепторов, • в результате чего клетка теряет способность распознавать антиген, • и вирус проникает в нее путем эндоцитоза

q Изменение р. Н в кислую сторону активирует трипсиноподобные ферменты, которые частично расщепляют гемагглютинин q Конформационные изменения НА индуцируют слияние мембран вируса и эндосомы q образуется пора слияния, через которую в цитоплазму открывается путь для q р. Н активирует чужеродного генетического материала. ионные каналы, образованные М 2 q РНП проникают в клеточное ядро. белком

Взаимодействие вируса с клеткой Транскрипция и репликация генома происходят в ядре в составе нуклеокапсида. белки NS и NP - ранние НА, NA и М -поздние

Образование вирусных м. РНК q q Затравкой для транскрипции является КЭП, «шапочка» , которая вместе с 10— 13 нуклеотидами отрезается от клеточных и. РНК, находящихся в ядре, и перебрасывается на 5' конец вирусного транскрипта. Таким образом, на рибосомы поступает гибридный продукт клеточной и вирусной РНК

Взаимодействие вируса с клеткой • Геном транскрибируется тремя полимеразными полипептидами • Образовавшиеся м. РНК поступают в цитоплазму для синтеза вирусных белков • Большая часть белков остается в цитоплазме; HA, NA ассоциированы с ЦПМ • Но белок капсида возвращается в ядро для формирования новых РНП с копиями генома • РНП опять возвращается в цитоплазму для сборки вирионов; М 1 белок координирует сборку • Белки капсида играют определяющую роль в переключении репликативного цикла между экспрессией и сборкой

Выход вирусных частиц из клетки почкованием • Нейраминидаза расщепляет связь между сиаловой (нейраминовой) кислотой и галактозой, входящими в состав клеточных рецепторов, к которым присоединяется гемагглютинин. • Нейраминидаза также необходима для того, чтобы образованная вирусная частица не заразила снова ту клетку, в которой она сформировалась

Выход вирусных частиц из клетк почкованием Почкующиеся вирионы на поверхности инфицированной клетки М 2 белок концентрируется на границе «зеленой» и «розовой» мембран и обеспечивает их расщепление • После формирования большей части вирусных частиц в клетке активируется процесс программируемой клеточной гибели — апоптоза.

Жизненный цикл вируса гриппа включает в себя следующие стадии : § § § § первичная адсорбция вирусных частиц на мембране клеток, взаимодействие с сиаловым рецептором, рецептор-зависимый эндоцитоз, образование эндосомы, декапсидация вируса в эндосоме, выход нуклеоида вируса в цитоплазму, транслокация нуклеоида в клеточное ядро, транскрипционная активность вирусного (РНП), репликация вирусной РНК, транспорт вирус-специфических РНК в цитоплазму инфицированных клеток, трансляция вирус-специфических матричных РНК (м. РНК), подавление синтеза и трансляции клеточных м. РНК вирусным белком NS 1, накопление вирус- специфических белков, самосборка вирионов, почкование вирусных частиц и их освобождение от мембран инфицированных клеток.

q Фрагменты РНК включаются в вирион случайным образом q Количество РНК, содержащейся в геноме вируса гриппа, меняется от частицы к частице. q Агрегаты вирионов гриппа обладают повышенной инфекционностью. q Эти результаты указывают на наличие комплементации двух или большего числа вирусных частиц, каждая из которых в отдельности не содержит полного набора фрагментов РНК, необходимого для осуществления инфекционности.

Генетическая и антигенная вариабельность вируса гриппа • Отличительная особенность вирусов гриппа - высокая изменчивость антигенных свойств. • Дрейф – точечные мутации в генах, кодирующих H и N • В результате ежегодно возникают эпидемии, а не пандемии, так как защита от предыдущих контактов с вирусом сохраняется, хоть она и недостаточна.

Генетическая и антигенная вариабельность вируса гриппа • Шифт – полная замена генов, кодирующих H и N • Это возможно, поскольку геном вируса гриппа сегментирован • При одновременном заражении клетки двумя разными штаммами сегменты их реплицирующихся геномов смешиваются в любых сочетаниях

q q Новые вирионы содержат разные наборы генов, заимствованные от каждого из исходных вирусов. Такое комбинирование сегментов вирусной РНК называют генетической перетасовкой, или реассортацией

Молекулярное двурушничество: гены человека работают на вирус гриппа Геном вируса гриппа A (в том числе, свиного происхождения) кодирует не более 11 белков, вследствие чего вирус активно использует клеточные механизмы заражённого организма в своих целях. В результате полногеномного сканирования с помощью РНК-интерференции установлен список из почти 300 человеческих генов, которые нужны вирусу для ранних стадий жизненного цикла. Среди белков- «предателей» — вакуолярная АТФаза, коатомеры комплекса Гольджи, рецептор фактора роста фибробластов, кальмодулин-зависимая протеинкиназа и многие другие.

Входные ворота Первичная репродукция вируса Первичная вирусемия Размножение в эндотелии сосудов Повышение проницаемости сосудистой стенки Верхние отделы респираторного тракта Цилиндрический эпителий дыхательных путей, особенно трахеи Всасывание продуктов распада в кровь, развитие лихорадки, развитие общей интоксикации Патогенез Дегенерация, некроз и отторжение пораженных клеток Нарушение микроциркуляции, развитие геморрагического синдрома (кровохарканье, носовые кровотечения, геморрагическая пневмония, энцефалопатия) кашель, чихание

Патогенез q Падение тонуса мелких сосудов и повышение их проницаемости приводит к нарушению микроциркуляции и диапедезным кровоизлияниям, развитию ранних изменений в легких: отеку легочной ткани и множественным кровоизлияниям в альвеолы и интерстиций легкого; играет ведущую роль в развитии неврологических синдромов: нарушение проницаемости сосудов и токсическое влияние вируса на рецепторы сосудистого сплетения мозга вызывают гиперсекрецию спинномозговой жидкости с развитием циркуляторных расстройств, приводят к внутричерепной гипертензии и отеку мозга. q Важная роль в патогенезе гриппозной инфекции принадлежит иммунным механизмам, особенно Тлимфоцитам и их субпопуляциям, естественным киллерам (NК). Подавление функциональной активности Т-системы иммунитета, NК характеризует тяжелые формы с более длительной персистенцией вируса и развитием вторичных бактериальных осложнений.

Отличительные свойства вируса гриппа q Тропизм к цилиндрическому эпителию дыхательных путей – по типу «замок-ключ» q Высокая степень репродукции q 1 вирус > свыше 100( до нескольких сотен) вирионов q Поражение сосудов, геморрагические осложнения q Суперинфекция в форме бактериальных осложнений

Иммунитет q Иммунитет стойкий пожизненный подтипоспецифический q Выработка иммуноглобулинов Ig. M (антител) фактически начинается только к 7 -му дню заболевания, что в общем-то и выражается в известной народной мудрости "если грипп не лечить, то выздоровеешь через неделю, а если лечить - то за семь дней.

Источник инфекции q Больной человек, выделяющий вирус с кашлем, чиханьем q Больной заразен с первых часов заболевания и до 3— 5 суток болезни. q Аэрогенный механизм передачи q Симптомы: лихорадка, фотофобия, слезоточивость

Формы осложнений Лёгочные • пневмония, геморрагическая или вторичная бактериальная; • формирование абсцесса лёгкого, • образование эмпиемы. Внелёгочные • бактериальные риниты, синуситы, отиты, трахеиты; • миокардит, • Миозит, • энцефалопатия • токсико-аллергический шок, • Синдром Гийена-Барре

Эпидемиология

• Несмотря на антигенную гетерогенность, вирусы со всеми известными сочетаниями поверхностных белков выделены только от диких птиц водного и околоводного комплексов (уток, чаек и т. д. ) • до недавнего времени выделяли вирусы только трех подтипов гемагглютинина (Н 1 -Н 3) и двух нейраминидазы (N 1 -N 2) • Все 4 пандемии ХХ века: v“испанский грипп” 1918 г. -H 1 N 1, v “азиатский грипп” в 1957 г. - H 2 N 2, v“гонконгский грипп” в 1968 г. - H 3 N 2 v “русский грипп” в 1977 г. - H 1 N 1. • Все они - реассортанты вирусов гриппа птиц и человека

• Считается, что птичий грипп возник по такой схеме: • сначала непатогенный вирус H 5 попал от диких уток к домашним уткам и гусям (1), • от них его «подцепили» домашние куры, для которых он стал уже патогенным (2, 3). • Уже в таковом качестве он снова вернулся и к диким, и к домашним водоплавающим (4). • Кроме того, вирус поселился и в организме свиней, где для него открылись разнообразные возможности генетических мутаций.

• Любому вирусу, чтобы проникнуть в клетку-мишень, надо прикрепиться к определенным молекуламрецепторам на её поверхности. • Структура этих рецепторов отличается в зависимости от видового и тканевого происхождения клеток. • Возбудитель птичьего гриппа связывается с рецепторами, характерными для эпителия пищеварительного тракта • В дыхательных путях такие рецепторы есть только у клеток, выстилающих их самые нижние отделы • клетки респираторного тракта свиньи несут оба типа рецепторов и соответственно могут заражаться вирусами гриппа как человека, так и птиц

• свиньи потенциально могут служить промежуточным хозяином разных вирусов и идеальной ареной для их реассортации при смешанной инфекции. • Изменение рецепторсвязывающего сайта гемагглютинина может привести к преодолению вирусом межвидового барьера • Предполагается, что “привязанность” вируса к хозяину определяется не только особенностями гемагглютинина, но и другого поверхностного белка - нейраминидазы.

Год 1889– 1890 Серотип H 2 N 8 Распространение Тяжёлая эпидемия 1900– 1903 H 3 N 8 Умеренная эпидемия 1918– 1919 H 1 N 1 Тяжёлая пандемия 1933– 1935 1946– 1947 1957– 1958 H 1 N 1 H 2 N 2 1968– 1969 H 3 N 2 1977– 1978 1995– 1996 H 1 N 1 и H 3 N 2 Средняя эпидемия Тяжёлая пандемия Умеренная пандемия Средняя пандемия Тяжёлая пандемия

На картине «Семья» умирающий художник Эгон Шиле (1890– 1918 гг. ) изобразил трёх жертв «испанки» — себя, свою беременную жену и её нерождённого ребёнка

В данное время не исключается возможность длительной персистенции вируса гриппа в ЦНС человека по типу медленной инфекции с развитием впоследствии такого патологического состояния, как паркинсонизм. Это изменяет представление о гриппе как только об острой инфекции. Установлено, что в 50% случаев антиген вируса гриппа сохраняется в периферических лимфоидных клетках и в крови до 120– 200 и более дней.

Основные препараты для лечения и профилактики гриппа и ОРВ Группы Механизм действия лекарственных средств Блокаторы ионного канала Этиотропные Специфический шаперон средства ГА Ингибиторы нейраминидазы Препараты интерферона Индукторы интерферонов Ингибиторы NP- белка (Нарушает синтез и созревание полифункционального RNP- белка, препятствуя образованию вируса и его проникновению в ядро клетки) Блокада трансляции вирусных м. РНК, презентация вирусных антигенов Включение синтеза эндогенных интерферонов Препараты Ремантадин Орвирем Арбидол Тамифлю Реленза Перамивир Ингавирин Рекомбинантные альфа/гамма интерфероны Циклоферон, кагоцел, амиксин

Иммунопрофилактика гриппа

Живая гриппозная вакцина выпускается в виде трехвалентного препарата типа A(H 1 N 1)+A(H 3 N 2)+B. • vir -эпидемический вирус ca холодоадаптированн ый донор аттенуации rec реассортантный вакцинный штамм

Химические вакцины для профилактики гриппа

Вакцинация?

Лабораторная диагностика • 1. 2. 3. 4. Исследуемый материал: Носоглоточный смыв Мокрота Сыворотка Методы: Экспресс-диагностика (обнаружение вируса или вирусных антигенов в клиническом материале): РИФ, иммунная электронная микроскопия (ЭМ) Вирусологический метод – выделение вируса в культурах клеток (метод бляшек) или заражением куриного эмбриона Серологический метод – РСК, РТГА, ИФА с парными сыворотками ПЦР

1. Определение непосредственно в материале от больного Immuofluorescent staining of OP or NP samples Immune EM

Культивирование Идентификация в РТГА Выявление НА в амниотической жидкости в реакции гемагглютинаци и Заражение куриного эмбриона в амниотическую полость Идентификация вируса по реакции торможения гемагглютинации со специфической сывороткой