Вирус натуральной оспы вирусология

Семейство Poxviridae (англ. рох — оспа + вирусы) включает два подсемейства: Chordopoxvirinae, куда входят вирусы оспы позвоночных, и Entomopoxvirinae, объединяющее вирусы оспы насекомых. Подсемейство вирусов оспы позвоночных, в свою очередь, включает 6 самостоятельных родов и несколько неклассифицированных вирусов. Представители каждого рода имеют общие антигены и способны к генетической рекомбинации. Роды отличаются друг от друга по процентному содержанию и свойствам ДНК, расположению и форме нитеобразных структур на внешней оболочке вириона, устойчивости к эфиру, гемагглютинирующим свойствам и другим признакам.

[1], [2], [3], [4], [5]

Представители рода Orthopoxvirus — вирусы натуральной оспы, оспы обезьян и осповакцины.  Вирус натуральной оспы вызывает особо опасную инфекцию человека, которая усилиями мирового сообщества ликвидирована в середине 70-х гг. XX в. Вирус оспы обезьян патогенен не только для приматов: описаны случаи у людей, по течению напоминающие натуральную оспу. Учитывая это обстоятельство, полезно иметь общие представления о микробиологии натуральной оспы.

Наиболее изученным представителем рода Orthopoxvirus является вирус осповакцины, который произошел либо от вируса коровьей оспы, либо от вируса натуральной оспы. Он адаптирован к организму человека и долгое время использовался как первая живая вирусная вакцина.

Вирус натуральной оспы и другие представители этого рода — самые крупные из всех известных вирусов животных. Это один из самых высокоорганизованных вирусов животных, приближающийся по строению некоторых структур к бактериям. Вирион имеет форму кирпича с несколько закругленными углами и размер 250- 450 нм. Он состоит из хорошо различимой сердцевины (нуклеоида, или ядра), содержащей геномную двунитевую линейную молекулу ДНК с молекулярной массой 130-200 МД, ассоциированную с белками. По обе стороны от нуклеоида расположены овальные структуры, называемые белковыми телами. Сердцевина и боковые тела окружены четко различимой поверхностной оболочкой с характерной бороздчатой структурой. Стенка сердцевины состоит из внутренней гладкой мембраны толщиной 5 нм и наружного слоя из регулярно расположенных цилиндрических субъединиц. Вирус имеет химический состав, напоминающий бактериальный: он содержит не только белок и ДНК, но и нейтральные жиры, фосфолипиды, углеводы.

Поксвирусы — единственные из ДНК-содержащих вирусов, размножающиеся в цитоплазме клетки-хозяина. Цикл репродукции вируса складывается из следующих основных этапов. После адсорбции на поверхности чувствительной клетки вирус проникает в цитоплазму путем рецепторопосредованного эндоцитоза, и далее происходит двухэтапное «раздевание» вириона: сначала под действием протеаз клетки разрушается наружная оболочка, происходит частичная транскрипция и синтез сверхранних мРНК, кодирующих синтез белка, ответственного за дальнейшее раздевание. Параллельно с этим идет репликация вДНК. Дочерние копии ДНК транскрибируются, синтезируются поздние мРНК. Затем идет трансляция, и синтезируется около 80 вирусспецифических белков с молекулярной массой от 8 до 240 кД. Часть из них (около 30) является структурными белками, остальные — ферменты и растворимые антигены. Особенностью размножения поксвирусов можно считать модификацию ими клеточных структур, которые превращаются в специализированные «фабрики», где происходит постепенное созревание новых вирусных частиц. Созревшее вирусное потомство покидает клетку либо при ее лизисе, либо путем отпочковывания. Цикл репродукции вирусов оспы занимает около 6-7 ч.

Вирус оспы обладает гемагглютинирующими свойствами; гемагглютинин состоит из трех гликопротеидов. Важнейшими антигенами являются: NP-нуклеопротеидный, общий для всего семейства; термолабильный (Л) и термостабильный (С), а также растворимые антигены.

Поксвирусы выдерживают высушивание (особенно в патологическом материале) в течение многих месяцев при комнатной температуре, устойчивы к эфиру, в 50 % растворе этанола при комнатной температуре инактивируются в течение 1 ч, а в 50 % растворе глицерина при температуре 4 °С сохраняются в течение нескольких лет. Устойчивы к большинству дезинфицирующих веществ: 1 %-ный фенол или и 2 %-ный формальдегид при комнатной температуре инактивируют их только в течение 24 ч, 5 %-ный хлорамин — в течение 2 ч.

К вирусу натуральной оспы восприимчивы человек, а также обезьяны. При экспериментальном заражении в мозг новорожденных мышей развивается генерализованная инфекция, заканчивающаяся летально; для взрослых мышей вирус непатогеген. Он хорошо размножается в куриных эмбрионах при заражении на хорионаллантоисную оболочку, в амнион, в желточный мешок и аллантоисную полость. На хорионаллантоисной оболочке 10-12-дневных куриных эмбрионов вирус натуральной оспы дает мелкие белые бляшки; вирус осповакцины вызывает поражения больших размеров, с черной впадиной в центре, вызванной некрозом. Важным дифференциальным признаком вируса натуральной оспы является предельная температура размножения вируса в курином эмбрионе 38,5 °С.

К вирусу натуральной оспы  чувствительны первичные и перевиваемые культуры клеток, полученные от человека, обезьян и других животных. На культуре клеток опухолевого происхождения (HeLa, Vero) вирус натуральной оспы образует мелкие бляшки пролиферативного типа, в то время как при заражении вирусом оспы обезьян клеток Vero выявляются круглые, с литическим центром бляшки. В клетках почки эмбриона свиньи вирус натуральной оспы способен вызывать четкий цитопатический эффект, которого не бывает при заражении этих клеток вирусом оспы обезьян. В клетках HeLa вирус натуральной оспы вызывает круглоклеточную дегенерацию, тогда как вирусы оспы обезьян и верблюдов вызывают дегенерацию с образованием многоядерных клеток.

[6], [7], [8]

У людей, выздоровевших после оспы, иммунитет сохраняется пожизненно. Длительный стойкий иммунитет формируется и после вакцинации. 2 в основном гуморальный, вируснейтрализующие антитела появляются уже через несколько дней после начала заболевания, однако не препятствуют прогрессирующему распространению кожных проявлений: больной может умереть на пустулезной стадии, имея высокий уровень антител в крови. За создаваемый путем вакцинации искусственный иммунитет также отвечают антитела, появляющиеся на 8-9-й день после иммунизации и достигающие максимальных титров через 2-3 нед.

Клеточный иммунитет играет не меньшую роль, чем циркулирующие антитела. Установлено, что у лиц с гипогаммаглобулинемией биосинтеза антител не происходит, но они становятся невосприимчивыми к вирусу оспы. В основе такого клеточного иммунитета лежит активность Т-цитотоксических лимфоцитов.

[9], [10], [11]

Источник инфекции — больной человек. Подавляющее большинство не привитых против оспы или непереболевших людей чувствительны к этой инфекции. Натуральная оспа чаще всего передается воздушно-капельным путем, но не исключено заражение и контактным путем (через одежду, полотенце, постель, предметы обихода). Больной заразен для окружающих в течение всего периода развития сыпи, вплоть до отпадения последних корочек, но наиболее опасен в первые 8-10 дней, когда имеются поражения на слизистых оболочках.

[12], [13], [14], [15]

Входные ворота инфекции — слизистая оболочка верхних дыхательных путей. Первичное размножение вируса происходит в лимфоидной ткани глоточного кольца, затем на короткое время вирус проникает в кровь и инфицирует клетки ретикулоэндотелиальной ткани (СМФ). Вирус там размножается, и опять возникает вирусемия, но более интенсивная и продолжительная. Дерматотропное действие вируса связано с его способностью проникать из кровяного русла в эпидермис, вызывать раннюю пролиферацию шиловидных клеток и характерную дегенерацию клеток мальпигиева слоя.

Инкубационный период составляет 8-18 дней. Натуральная оспа начинается остро: головные боли, боли в мышцах, прострация, лихорадка. Через 2-4 дня на слизистой оболочке полости рта и коже появляется характерная сыпь — все элементы почти одновременно, локализуются больше на лице и конечностях. Сыпь проходит стадии макулы, папулы, пузырька и пустулы, затем образуется корочка (струп), после отпадения которой остается рубец. С появлением сыпи температура снижается и вновь повышается на стадии пустулы. От появления сыпи до отпадения корочек проходит около 3 нед. При таком классическом тяжелом течении (variola major) летальность во время эпидемий может достигать 40 %: при более легкой форме заболевания — алястрим (variola minor) — летальность не превышает 1-2 %.

Диагностика натурльной оспы может проводиться вирусоскопическим, вирусологическим и серологическим методами. Наиболее эффективным и быстрым методом является непосредственная электронная микроскопия материала, взятого из элементов сыпи до стадии пустул, так как количество вируса на этой стадии резко уменьшается. При световой микроскопии в препаратах из содержимого пузырьков обнаруживаются крупные клетки с тельцами Гварниери, которые представляют собой цитоплазматические включения овальной формы около ядра клетки, обычно гомогенные и ацидофильные, реже гранулированные и с неправильными очертаниями. Тельца Гварниери — это «фабрики», где происходит размножение вируса оспы. В мазках, приготовленных из содержимого оспенных пузырьков и окрашенных по методу М. Морозова, обнаруживаются вирионы оспы — тельца Пашена.

Для выделения и идентификации вируса используют заражение 12-14-дневных куриных эмбрионов на хорион-аллантоисную оболочку, где вирус образует мелкие белесые бляшки, а также заражают культуры клеток для обнаружения цитопатического эффекта, постановки реакции гемадсорбции или иммунофлуоресценции. Материал для заражения — кровь, отделяемое носоглотки, соскобы кожных элементов сыпи, корочки, а также секционный материал.

Специфический антиген вируса оспы может быть обнаружен в мазках-отпечатках из элементов сыпи и отделяемого носоглотки с помощью непрямой иммунофлуоресценции. В материале из элементов сыпи антиген может быть определен с помощью иммунодиффузии, РСК или ИФМ.

Уже после первой недели заболевания удается обнаруживать вируснейтрализующие, комплементсвязывающие антитела и гемагглютинины. Наличие комплемент-связывающих антител считается наиболее достоверным признаком оспы, так как они у вакцинированных редко сохраняются дольше 12 мес.

[16], [17], [18], [19], [20], [21], [22], [23]

История человеческой цивилизации помнит много эпидемий и пандемий натуральной оспы. Только в Европе до конца XVIII в. от оспы погибло не менее 150 млн человек. После получения Э. Дженнером (1796 ) вакцины против оспы началась активная борьба с этой болезнью, которая закончилась полной ее ликвидацией. В Советском Союзе оспа была ликвидирована в 1936 г., но за счет завозных случаев она регистрировалась до 1960 г. В 1958 г. по инициативе делегации СССР на ассамблее ВОЗ была принята резолюция об искоренении оспы во всем мире, а в 1967 г. ВОЗ приняла интенсифицированную программу искоренения оспы. Широкую материальную помощь этой программе оказали СССР, США, Швеция. СССР не только оказал помощь специалистами, работавшими во многих эндемичных странах, но и поставил безвозмездно около 1,5 млрд доз оспенной вакцины. Использовалась вакцина, представленная живым вирусом осповакцины, выращенным на кое теленка, затем очищенным и высушенным. Хорошие результаты также давали культуральная и эмбриональная (ововакцина) живые вакцины. Для профилактики и лечения осложнений, возникающих иногда при вакцинации, применяли противооспенный донорский иммуноглобулин (10 % раствор в физиологическом растворе гамма-глобулиновой фракции крови доноров, специально ревакцинированных против оспы) и иммуноглобулин крови человека, титрованный на содержание противооспенных антител.

[24], [25]