АРБОВІРУСИ

 

Лекція 14

АРБОВІРУСИ

У 1962 р. VII Міжнародний конгрес мікробіологів (Монреаль) запропонував назву АРБОВІРУСИ (Arthropod – членистоногі,      born – народжені).

Арбовіруси – це група вірусів, циркуляція яких у природі забезпечується членистоногими.

На сьогодні описано понад 500 арбовірусів.

На території України виявлено віруси кліщового енцефаліту, віруси Укуніємі, віруси групи Буньямвера, віруси Західного Нілу, Тягіня, Батаї, Синдбіс та інші.

Класифікація арбовірусів

 

Родина Togaviridae

Роди:

– Alphavirus (арбовіруси антигенної групи А з типовим вірусом Синдбіс)

–          Rubivirus (вірус червоної висипки)

–          Pestivirus (вірус чуми тварин)

Основні риси тогавірусів:

Однониткова, лінійна, “плюс”-нитка  РНК, м.м.       4,0 МД, Ізометричний нуклеокапсид, суперкапсид і вірусспецифічні поліпептиди, деякі з них є глікопротеїнами

Альфавіруси

Відомо 30 альфавірусів, 13 з них уражають людину.      Пов’язані з комарами.

Віруси венесуельського енцефаломієліту, східного енцефаломієліту коней, західного енцефаломієліту коней, вірус Маяро, вірус О’Ньонг-Ньонг, Вірус лісу Семліки, вірус Синдбіс, вірус Карельської пропасниці, вірус Чікункунья

Біологічні властивості

Сферична форма, діаметр 50-70 нм. Нуклеокапсид, суперкапсид із шипиками довжиною до 10 нм.

РНК складається з 13000 нуклеотидних пар, м.м. 4,0 МД.

Білки віруса: С- білок нуклеокапсиду (неглікозований), Е1-Е2 (глікопротеїни суперкапсиду). Білок Е1  відповідає за підгрупову специфічність, білок Е2 – за видову специфічність.

Білок С –  родоспецифічний

Особливості репродукції

Утворюється 2 види РНК: а) 49S мРНК (довга), кодує  неструктурні протеїни;

б) 26S мРНК (коротка), кодує структурні протеїни.(С, Е1, Е2)

З довгої мРНК утворюється великий білок-попередник, який нарізається на 6-8 неструктурних білків.

Складання вірусів відбувається на цитоплазматичній мембрані. Вихід – шляхом брунькування.

Весь цикл репродукції триває 8-10 год.

Антигенна будова:

–         комплементзв’язуючий антиген нуклеокапсида та оболонки;

–         – віруснейтралізуючий;

–         – оболонковий гемаглютинуючий (еритроцити одноденних курчат, курей, гусей, барана)

Виділяють чотири антигенних комплекси вірусів:

– віруси венесуельського енцефаломієліту коней;

–          східного енцефаломієліту коней;

–          західного енцефаломієліту коней;

–          вірус лісу Семліки.

Найважливіші альфавіруси

 

Віруси репродукуються в курячих ембріонах у жовтковому мішку, культурах клітин савців і птахів, викликаючи ЦПД (часткову деструкцію моношару клітин) через 1-7 днів, формують бляшки під агаровим покриттям.

Культури клітин: Vero (нирки зелених мавп), ВНК 21 (нирки сирійських ховрахів), СПЭВ (нирки ембріону свині версенізовані)

Патогенні для новонароджених мишей, молодих золотистих ховрахів, дорослих щурів, гвінейських свинок, кроликів. Викликають енцефаліт з летальним наслідком.

Джерело інфекції – хворі тварини.

Переносник – комари.

Прояви захворювання у людини (синдроми):

– системні гарячки;

–          геморагічні гарячки;

–          Енцефаліт

Передача інфекцій, що спричиняються альфавірусами (віруси Чик, Чикунгунья, Річки Росс, Мей, Маяро,

О’ньонг-ньонг, Синдбіс, Східного енцефаломієліту коней, Західного енцефаломієліту коней,

Венесуельського енцефаломієліту коней.

Патогенез

Після проникнення в кров при укусі вірус попадає в кров’яне русло або лімфатичні судини. Місце первинного розмноження – ендотелій кровоносних судин, РЕ-клітини лімфовузлів, печінки, селезінки. Через 4-7 днів інкубаційного періоду попадають у кров.

Віруси  можуть розмножуватись в окремих органах – печінці, селезінці, нирках, мозку. Перша фаза супроводжується лейкопенією, друга – лейкоцитозом.

Початок захворювання співпадає з появою вірусу в крові.

Характерні ознаки: гарячка, головний біль, міалгія, нудота, ломота в суглобах, петехіальна висипка, збільшення лімфатичних вузлів. Гарячка може ускладнюватись геморагічними симптомами.

У значному числі випадків клінічні прояви обмежуються періодом дисемінації вірусів і закінчуються одужанням.

Лабораторна діагностика

Досліджуваний матеріал – кров (у перші 3 дні), liquor, секційний матеріал (тканина мозку, печінки, селезінки, лімфовузлів), сироватка крові.

Експрес-методи: РЗНГА, РІФ, ІФА, РІА

Вірусологічна діагностика: Виділяють віруси  на тваринах, заражаючи в мозок або підшкірно новонароджених мишенят, а також на культурі клітин (СПЭВ, ВНК-21) або в курячих ембріонах.

Ідентифікацію здійснюють за ЦПД, бляшкоутворенням під агаровим покриттям. Ідентифікація в РГГА, РЗК, РН

Серологічна діагностика: РН, РЗК, РГГА, РРГ, РНГА, РІФ, ІФА, РІА).

Віруси червоної висипки

Це захворювання, в основному, дитячого віку. Але небезпечне для вагітних жінок на 3-4 місяцях вагітності, т.я. зумовлює ембріопатії та смерть плода.

Віруси червоної висипки

Властивості віріонів: сферичні, 60 нм у діаметрі, однониткова, нефрагментована, “плюс”-нитка РНК м.м. 3,8 МД, пов’язана із структурним поліпептидом м.м.30-35 КД.

Квазісферичний тип симетрії. Суперкапсид, до складу якого входять 2 структурних білка (глікопротеїди) – великий (мажорний) і малий (мінорний) м.м. 63 і 42-50 кД.

Вірус має гемаглютинуючу, гемолітичну і нейрамінідазну активність.

Схема будови вірусу червоної висипки

Антигенна будова

Відомий один антигенний тип, хоча виявлено 2 антигени: внутрішній (нуклеокапсидний) виявляється в РЗК і зовнішній (суперкапсидний), виявляється в РГГА.

Культивування і репродукція

Розмножується в первинних культурах клітин людського ембріону, на перещеплюваних лініях культур клітин. Дає виражену ЦПД, подібну до інших тогавірусів.

Репродукція (повільно!) відбувається в цитоплазмі, супроводжуючись появою еозинофільних включень.

Наявність вірусів в клітинах можна встановити за допомогою інтерференції –   повторному зараженні в вірусом ЕСНО-11.

Епідеміологія

Джерело інфекції – людина. Вона виділяє вірус із слизом ВДШ за 7 днів до висипання.

Механізм зараження – повітряно-краплинний, контактний (через інфіковані предмети).

Інкубаційний період –  16-18 днів.

Вірус попадає в лімфатичні клітини завушних, шийних, потиличних лімфовузлів, розмножується. Вузли збільшуються в розмірах. Потім збудник попадає в лімфу і кров, де з’являється до появи перших симптомів.  Після появи висипки віремія зникає.

Клініка: гарячка, висипка, симптоми ураження верхніх дихальних шляхів, біль в суглобах, м’язах, збільшення лімфовузлів.

Збудники мають високу ембріотоксичну, тератогенну активність. При проходженні через плаценту адсорбується на клітинах ембріональних тканин, викликаючи вади розвитку і загибель плода.

У плода розвивається червінково-висипковий синдром.

Може бути глибока патологія очей (катаракта), органів слуху (вроджена туговухість), серцево-судинної системи (вади серця), мікроцефалія, тощо

Вади розвитку плода

 

Лабораторна діагностика

Матеріал для дослідження – мазки із зіву і порожнини носа, змиви з носової частини глотки, виділення з кон’юнктиви, сеча, кров, спиномозкова рідина. Як секційний матеріал – тканини плода, кришталик ока.

Вірусологічна діагностика: зараження культур клітин нирок зелених мавп, ембріона  кролика, перещеплюваних ліній (ВНК-21, Vero, СПЭВ).

Індикація за феноменом інтерференції з вірусом ЕСНО-11, вірусом везикульозного стоматиту.

Ідентифікація – РН, РІФ, РГГА.

Серологічні методи: РГГА, РН, РІФ, РРГ, ІФА

Профілактика

Вбиті та живі вакцини, якими імунізують дівчат 12-14 років.

Родина Flaviviridae

Входить понад 60 вірусів, з яких для людини патогенні понад 30.

Вони поділяються на 4 підгрупи за антигенними властивостями: віруси кліщового енцефаліту, віруси японського енцефаліту, віруси гарячки  Денге, віруси жовтої гарячки.

Всі вони викликають тяжкі ураження, які перебігають у формі менінгоенцефаліту а бо гарячки з геморагічними синдромом.

Більшість циркулюють серед хребетних і членистоногих, мають декілька хазяїв і передаються до людини або через комарів (денге, жовта гарячка, японський енцефаліт) або кліщів (кліщовий енцефаліт, омська геморагічна гарячка, шотландський енцефаломієліт овець)

Біологічні властивості вірусу

Діаметр – 40-50 нм.

Однониткова, лінійна, “плюс”-молекула РНК, м.м. 4,6 МД.

До складу  нуклеокапсиду входить білок V2. Внутрішню частину суперкапсиду вистилає білок V1, а на поверхні – білок  V3.

На поверхні суперкапсиду є ворсинки 4-5 нм довжиною.

Тип симетрії – квазісферичний.

Віруси кліщового енцефаліту

Антигенні властивості

У нуклеокапсиді міститься один білок  з групоспецифічними властивостями.

Глікопротеїн суперкапсиду має гемаглютинуючі властивості.

Поверхневі білки забезпечують типоспецифічні властивості.

Культивування і репродукція

Культивуються в курячих ембріонах, культурах клітин (фібробласти курячих ембріонів, СПЭВ, ВНК-21,  Vero), 

До них чутливі  лабораторні тварини (новонароджені миші), мавпи, кози, вівці.

На відміну від альфавірусів не доведено існування білка-попередника, який підлягає процесингу. У зараженій клітині знаходять 6-7 вірусспецифічних білків, з яких 2 стуктурних (V2, V3) і 5 неструктурних.

Репродукція вірусів відбувається в макрофагах, гістіоцитах, регіональних лімфовузлах, звідки вони попадають у кров, внутрішні органи, нервові клітини головного мозку.

Найважливіші флавівіруси

 

Цикл флавівірусних інфекцій: гарячка Денге,  гарячка Кіасанурського лісу, Омська геморагічна гарячка, гаряка Західного Нілу, жовта гарячка, енцефаліт Сент Луїс, японський енцефаліт, гарячка Роуссан, кліщовий енцефаліт, енцефаліт долини Мюррей, енцефаліт Рочіо.

Віруси комплексу кліщового енцефаліту

До них  належать ВКЕ, омської геморагічної гарячки, шотландського енцефаломієліту, Кіасанурської геморагічної гарячки.

Джерело інфекції – кліщі Ixodes persulcatus у Сибіру, Ixodes ricinus –  у Європейській частині.   У них збудник передається трансоваріально  і виживає в зимовий період  анаеробіозу. Кліщі, паразитуючи на гризунах та інших тваринах,  включають їх в екологічне коло циркуляції вірусу.

Понад 130 тварин сприйнятливі щодо вірусу кліщового енцефаліту. Серед них їжаки, кроти, білки, зайці, бурундуки, рижі та червоні полівки, олені, птахи (рябчик, зяблик, дрозди).

Так як вірус проникає в організм через укус кліща, захворювання має чітку весняно–літню сезонність.

Можливе зараження через молоко кіз – носіїв вірусу.

 Вірус уражає рухові нейрони передніх рогів шийного сегменту спинного мозку, мозочка, м’яку оболонку головного мозку. Здатний репродукуватись у лімфоцитах, клітинах печінки, селезінки, ендотелії судин.

Вважають, що при хронічних формах енцефаліту вірусний геном зберігається в інтегрованому в хромосому стані в клітинах головного мозку.

Отже, має бути фермент зворотна транскриптаза.

Клініка

Інкубаційний період – 1-2 тижні.

Бурхлива гарячка, менінгеальні явища, явища подразнення ЦНС. Приєднуються розлади чутливої і рухової сфери, паралічі м’язів плечового поясу.

Форми перебігу хвороби: від безсимптомної та стертої до досить тяжкої, ускладненої паралічами.

Вірус японського енцефаліту

Джерело інфекції – дикі птахи (чаплі, горобці, фазани), дикі тварини (щурі, ховрахи) та домашні тварини (кози, свині, коні).

Механізм зараження – трансмісивний (укуси комарів родів Culex, Aedes).

Інкубаційний період  – 6-15 днів.

Клінічні симптоми: гострий початок, температура до 41 °С, виражені загальноінфекційні, менінгеальні, загальномозкові явища, на фоні яких спостерігається чіткі ознаки вогнищевого ураження мозку, особливо гіпоталамопідкоркового шару.

Летальність – до 70 %.

Віруси омської геморагічної гарячки

 Джерело інфекції – кліщі роду Dermacentor, ондатри, миші-полівки, бурозубки та інші гризуни

 Механізм зараження:  при укусі інфікованих кліщів, при прямих контактах з інфікованими тваринами, перорально (через воду, та предмети, забруднені виділеннями ондатр).

Захворювання перебігає з високою гарячкою, вираженою інтоксикацією, і геморагічними синдромом.

На відміну від попередніх збудників вірус не має нейротропних властивостей.

Лабораторна діагностика

Матеріалом для дослідження є кров (сироватка, плазма, згустки), взяті в перші дні та години хвороби, в період повторного приступу, спиномозкова рідина, секційний матеріал (мозок, печінка, селезінка, лімфатичні вузли), матеріл з природних вогнищ (комари, кліщі, мозок і органи диких тварин)

Вірусологічна діагностика: зараження новонароджених або 3-4 тижневих мишей, культур клітин (фібробласти курячих ембріонів, СПЭВ, ВНК-21), курячих ембріонів.

Індикація вірусів проводиться за ЦПД, бляшкоутворенням під агаровим покриттям, на підставі загибелі тварин або курячих ембріонів,

Ідентифікацію проводять у РГГА, РХК, РІФ, РЗНГА, ІФА, РІА, РІД (преципітації)

Експрес-діагностика:  РНГА, ІФА, ЛПР

Для виявлення IgM – ІФА, РІА.          Гарячка Денге 2

Серологічна діагностика: РН, РЗК, РГГА, РНГА, ІФА, РІА

Фільм:

Гарячка Денге 1

Гарячка Денге 2

Родина Bunyaviridae

Налічує понад 200 вірусів, об’єднаних у 5 родів:

–          Bunyavirus

–          Phlebovirus

–         – Nairovirus

–          Uukuvirus

–          Chantavirus

 У СНД виділено понад 20 вірусів, 7 з яких патогенні для людини: ГГНС, кримської гарячки, гарячки Конго, Тягіня, Тамди, Бханджа, Укуніємі, неаполітанської москітної гарячки

 

Захворювання, що спричиняються Буньявірусами

 

Рід Буньявіруси

Складні віруси діаметром 90-100 нм. Геном представлено однонитковою “мінус”-ниткою РНК, яка складається з трьох кільцевих фрагментів. Кожен оточений власним капсидом і пов’язаний із власною транскриптазою.

Їх позначають як великий (L), середній (M) і короткий (S). Вони зв’язані з білком нуклеокапсиду – N.

Суперкапсид чутливий до розчинників ліпідів.

Його глікопротеїди  мають гемаглютинуючу активність (G1, G2).

Трикомпонентна система геному створює можливість автономної реплікації компонентів РНК.

Вони кодують три білка – N, L та попередник  G1 i G2.

Морфогенез вірусів відбувається в цитоплазмі. Виходять із клітини брунькуванням.

Рід Nairovirus

Включає 6 вірусів, які переносяться кліщами. Серед них вірус Кримської геморагічної гарячки-гарячки Конго.

Репродукуються в клітинах нирок ембріона свині, ВНК-21, первинних культурах нирок хом’яків і зелених мартишок, але без цитопатичного ефекту. Тому індикацію проводять за феноменом інтерференції.

Джерело інфекції – зайці, їжаки, корови, кози, вівці, гуси, дрофи, граки, іксодові кліщі роду Hyaloma, Dermacentor, Ixodes.

Механізм зараження: трансмісивний, інокуляційний

Рід Chantavirus

Викликають геморагічну гарячку з нирковим синдромом (віруси Хантаан, Дубрава, Пуумала, Сеул).

Джерело інфекції: гризуни (лісові та степові полівки, червоно-сіра і червоні миші, жовтогорла миша та ін.

 Людина заражається при попаданні збудників на ушкоджену шкіру і слизові (сеча, фекалії, слина гризунів), через забруднені харчові продукти, а також інгаляційно.

Можлива передача через укуси кліщів Trombicula.

Лабораторна діагностика

Матеріал для дослідження:  кров, ліквор, секційні проби, мозок, печінка, легені, селезінка, нирки), членистоногі, органи тварин.

Вірусологічна діагностика: зараження новонароджених мишей, щурів, ховрахів у мозок, зараження культур клітин нирки, ембріону людини, ВНК-21, фібробластів курячих ембріонів.

Індикація: РІФ.

Ідентифікація: РН   на мишах-сисунах, РЗК, РГГА, РІД, РЗНГА, РІФ, ІФА, РІА, ЛПР

Серологічна діагностика: парні сироватки (через 2-4 тижні). РН, РЗК, РГГА

Експрес-діагностика: РЗНГА, РІФ, ІФА, ЛПР, РІА

Для діагностики ГГНС  використовують кров, сечу, тварин. Заражають клітини лінії Vero, RLC (клітини легень щурів), але в них віруси розмножуються без цитопатичної дії.

Ідентифікують у реакціях РІФ, РІА, ІФА, РЗНГА.

Серологічну діагностику проводять у реакціях РІФ, ІФА, РІА. Перша сироватка повинна бути взята не пізніше 3-го дня, друга – на 7-10 день.