Adenowirusy układu oddechowego

Pierwszych przedstawicieli rodziny adenowirusów wyizolował w 1953 r. W. Rowe (i in.) z migdałków i migdałków gardłowych dzieci, stąd też wzięła się ich nazwa. Rodzina Adenoviridae dzieli się na dwa rodzaje: Mastadenovirus - adenowirusy ssaków, obejmuje adenowirusy ludzi (41 serowariantów), małp (24 serowarianty), a także bydła, koni, owiec, świń, psów, myszy, płazów; oraz Aviadenovirus - adenowirusy ptaków (9 serowariantów).

Adenowirusy nie mają superkapsydu. Wirion ma kształt dwudziestościanu - sześciennego typu symetrii, jego średnica wynosi 70-90 nm. Kapsyd składa się z 252 kapsomerów o średnicy 7-9 nm. Grupy po 9 kapsomerów tworzą 20 równobocznych ścian (180 kapsomerów), a na ich rogach znajduje się 12 wierzchołków składających się z 6 kapsomerów (72 kapsomery). Ponieważ każdy z 180 kapsomerów sąsiaduje z sześcioma innymi, nazywa się go heksonem. Z kolei hekson składa się z trzech podjednostek o mm 120 kD. Każdy z 12 kapsomerów wierzchołkowych sąsiaduje z pięcioma, dlatego nazywa się go pentonem. Dwanaście wierzchołkowych kapsomerów ikosaedru niesie nitkowate wypustki (włókna) o długości 8-30 nm, kończące się główką o średnicy 4 nm. Rdzeń wirionu zawiera deoksyrybonukleoproteinę składającą się z dwuniciowej cząsteczki genomowego DNA (20-25 MD), z białkiem końcowym (55 kD) kowalencyjnie związanym z końcami 5' obu nici, oraz dwa główne białka: VII (18 kD) i V (48 kD). Deoksyrybonukleoproteina jest strukturą 12 pętli, których wierzchołki są skierowane ku podstawom kapsydów wierzchołkowych, dzięki czemu rdzeń wirionu ma przekrój poprzeczny w kształcie kwiatu. Białko V znajduje się na powierzchni zewnętrznej. Ponadto w rdzeniu znajdują się białka VI i X. Genom adenowirusa jest reprezentowany przez dwuniciowe liniowe DNA o mm 19-24 MD. Nici DNA są flankowane przez końcowe odwrócone powtórzenia, które umożliwiają tworzenie cząsteczek pierścieniowych. Hydrofobowe białko końcowe, które jest niezbędne do rozpoczęcia replikacji DNA, jest kowalencyjnie związane z końcami 5' obu nici. Liczba genów w cząsteczce DNA nie została dokładnie określona. W ludzkich adenowirusach białka stanowią 86-88% masy wirionu. Ich całkowita liczba wynosi prawdopodobnie ponad 30, a mm waha się od 5 do 120 kD. Białka są oznaczane cyframi rzymskimi, z których scharakteryzowano II-XIII. Obecnie w genomie adenowirusa zidentyfikowano cztery regiony wczesnej transkrypcji E1, E2, E3, E4 i co najmniej 5 regionów późnej transkrypcji - LI, L2, L3, L4, L5.

Produkty E1 hamują transport komórkowego mRNA do cytoplazmy i jego translację. Region E2 koduje syntezę białka wiążącego DNA, które odgrywa ważną rolę w replikacji wirusowego DNA, wczesnej ekspresji genów, kontroli splicingu i montażu wirionów. Jedno z późnych białek chroni adenowirusy przed interferonem. Główne produkty kodowane przez późne geny obejmują białka tworzące heksony, pentony, rdzeń wirionu i białko niestrukturalne, które pełni trzy funkcje: a) uczestniczy w tworzeniu trimerów heksonu; b) transportuje te trimery do jądra; c) uczestniczy w tworzeniu dojrzałych wirionów adenowirusa. W wirionie zidentyfikowano co najmniej 7 antygenów. Antygen A (hekson) jest specyficzny dla grupy i wspólny dla wszystkich ludzkich adenowirusów. Zgodnie z antygenem B (podstawa pentonu) wszystkie ludzkie adenowirusy dzielą się na trzy podgrupy. Antygen C (nici, włókna) jest specyficzny dla typu. Zgodnie z tym antygenem wszystkie ludzkie adenowirusy dzielą się na 41 serowariantów. Wszystkie ludzkie adenowirusy, z wyjątkiem serowariantów 12, 18 i 31, mają aktywność hemaglutynującą, która jest pośredniczona przez penton (kapsomer apikalny). W 1960 r. L. Rosen zaproponował RTGA w celu identyfikacji serowariantów adenowirusów.

Cykl życia adenowirusów w czasie zakażenia produktywnego składa się z następujących etapów:

• adsorpcja na specyficznych receptorach błony komórkowej z wykorzystaniem głowicy włókna;
• wnikanie do komórki za pomocą mechanizmu endocytozy zależnej od receptora, czemu towarzyszy częściowe „rozebranie” się w cytoplazmie;
• ostateczna deproteinizacja genomu na poziomie błony jądrowej i jego penetracja do jądra;
• synteza wczesnych mRNA przy użyciu komórkowej polimerazy RNA;
• synteza wczesnych białek specyficznych dla wirusa;
• replikacja genomowego DNA wirusowego;
• synteza późnych mRNA;
• synteza późnych białek wirusowych;
• morfogeneza wirionów i ich wyjście z komórki.

Procesy transkrypcji i replikacji zachodzą w jądrze, proces translacji – w cytoplazmie, skąd białka są transportowane do jądra. Morfogeneza wirionów również zachodzi w jądrze i jest wieloetapowa: najpierw polipeptydy są składane w struktury multimeryczne – włókna i heksony, następnie powstają kapsydy, niedojrzałe wiriony i na końcu dojrzałe wiriony. W jądrach zakażonych komórek wiriony często tworzą krystaliczne skupiska. W późnych stadiach zakażenia w jądrach gromadzą się nie tylko dojrzałe wiriony, ale także niedojrzałe kapsydy (bez DNA). Uwolnieniu nowo zsyntetyzowanych wirionów towarzyszy niszczenie komórek. Nie wszystkie z nich opuszczają komórkę, w której syntetyzowanych jest nawet milion nowych wirionów. Pozostałe wiriony zakłócają funkcje jądra i powodują degenerację komórek.

Oprócz produktywnej formy zakażenia, adenowirusy mogą powodować zakażenia aborcyjne, w których reprodukcja wirusa jest poważnie upośledzona na wczesnym lub późniejszym etapie. Ponadto niektóre serowarianty ludzkich adenowirusów są zdolne do indukowania nowotworów złośliwych po zaszczepieniu ich różnym gryzoniom. Ze względu na właściwości onkogenne adenowirusy dzielą się na wysoce onkogenne, słabo onkogenne i nieonkogenne. Zdolności onkogenne są odwrotnie proporcjonalne do zawartości par GC w DNA adenowirusa. Głównym zdarzeniem prowadzącym do transformacji komórek (w tym w ich hodowlach) jest integracja wirusowego DNA z chromosomem komórki gospodarza. Molekularne mechanizmy onkogennego działania adenowirusów pozostają niejasne.

Adenowirusy nie mają właściwości onkogennych w odniesieniu do ludzi.

Adenowirusy nie namnażają się w zarodkach kurzych, ale dobrze namnażają się w pierwotnych trypsynizowanych i przeszczepianych kulturach komórkowych różnego pochodzenia, wywołując charakterystyczny efekt cytopatyczny (zaokrąglanie komórek i tworzenie skupisk przypominających winogrona, degeneracja w postaci cienkich punktów).

W porównaniu z innymi wirusami ludzkimi adenowirusy są nieco bardziej stabilne w środowisku zewnętrznym, nie ulegają zniszczeniu pod wpływem rozpuszczalników tłuszczowych (nie zawierają lipidów), nie giną w temperaturze 50°C i przy pH 5,0-9,0; dobrze zachowują się w stanie zamrożonym.

Cechy epidemiologii. Źródłem zakażenia jest wyłącznie osoba chora, w tym jej postać utajona. Zakażenie następuje drogą kropelkową, kontaktowo-gospodarczą, przez wodę w basenach kąpielowych oraz drogą fekalno-oralną. Wirus może również przenikać do jelit przez krew. Choroby górnych dróg oddechowych i oczu są wywoływane przez serowarianty 1-8, 11, 19, 21. Serowarianty 1, 2, 3, 12, 18, 31, 40 i 41 powodują zapalenie żołądka i jelit u dzieci w wieku od 6 miesięcy do 2 lat, zapalenie węzłów chłonnych krezkowych. Serowarianty 1, 2, 5, 6 są często wykrywane w postaciach utajonych zakażenia.

Brak danych na temat zdolności adenowirusów zwierzęcych do wywoływania chorób u ludzi i odwrotnie, adenowirusów ludzkich – u zwierząt. Adenowirusy powodują sporadyczne choroby i lokalne epidemie. Największa epidemia w naszym kraju dotknęła 6000 osób.

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

Objawy zakażenia adenowirusem

Okres inkubacji wynosi 6-9 dni. Wirus namnaża się w komórkach nabłonkowych górnych dróg oddechowych, błonie śluzowej oczu. Może przenikać do płuc, wpływać na oskrzela i pęcherzyki płucne oraz powodować ciężkie zapalenie płuc; charakterystyczną właściwością biologiczną adenowirusów jest tropizm do tkanki limfoidalnej.

Choroby adenowirusowe można scharakteryzować jako gorączkowe z nieżytowym zapaleniem błony śluzowej dróg oddechowych i oczu, któremu towarzyszy wzrost tkanki limfatycznej podśluzówkowej i regionalnych węzłów chłonnych. Najczęściej występują w postaci zapalenia migdałków, zapalenia gardła, zapalenia oskrzeli, atypowego zapalenia płuc, choroby grypopodobnej, w postaci gorączki gardłowo-spojówkowej. Zapalenie spojówek w niektórych przypadkach towarzyszy chorobie adenowirusowej, w innych - jej głównemu objawowi.

Choroby adenowirusowe charakteryzują się zatem przewagą zespołu oddechowego, spojówkowego lub jelitowego. Jednocześnie wirus jest zdolny do wywoływania utajonej (bezobjawowej) lub przewlekłej infekcji z długotrwałą trwałością w tkankach migdałków i migdałków gardłowych.

Odporność po zakażeniu jest długotrwała, stabilna, ale specyficzna dla typu, nie ma odporności krzyżowej. Odporność jest wynikiem przeciwciał neutralizujących wirusy i komórek pamięci immunologicznej.

Diagnostyka laboratoryjna zakażeń adenowirusem

1. Wykrywanie antygenów wirusowych w zakażonych komórkach metodą immunofluorescencji lub IFM.
2. Izolacja wirusa. Materiałem do badania są wydzieliny nosogardłowe i spojówkowe, krew i kał (wirus można wyizolować nie tylko na początku choroby, ale także od 7 do 14 dnia). Do izolacji wirusa stosuje się pierwotne trypsynizowane hodowle komórkowe (w tym diploidalne) zarodka ludzkiego, które są wrażliwe na wszystkie serotypy adenowirusów. Wirusy wykrywa się na podstawie ich działania cytopatycznego oraz za pomocą antygenu wiążącego dopełniacz (CBA), ponieważ wszystkie mają wspólny antygen wiążący dopełniacz. Identyfikację przeprowadza się za pomocą antygenów specyficznych dla typu przy użyciu RTGA i RN w hodowli komórkowej.
3. Wykrywanie wzrostu miana przeciwciał w sparowanych surowicach pacjentów przy użyciu RSC. Określenie wzrostu miana przeciwciał specyficznych dla typu przeprowadza się przy użyciu standardowych seroszczepów adenowirusa w RTGA lub RN w hodowli komórkowej.

Specyficzna profilaktyka zakażenia adenowirusem

Opracowano żywe immunogenne szczepionki doustne przeciwko niektórym serowariantom adenowirusa, lecz nie są one szeroko stosowane.