Ospowirusy: Ludzki wirus ospy prawdziwej

Rodzina Poxviridae (angielska pox - ospa + wirusy) obejmuje dwie podrodziny: Chordopoxvirinae, która obejmuje wirusy ospy kręgowców, i Entomopoxvirinae, która łączy wirusy ospy owadów. Podrodzina wirusów ospy kręgowców obejmuje z kolei 6 niezależnych rodzajów i kilka niesklasyfikowanych wirusów. Przedstawiciele każdego rodzaju mają wspólne antygeny i są zdolni do rekombinacji genetycznej. Rodzaje różnią się od siebie zawartością procentową i właściwościami DNA, umiejscowieniem i kształtem struktur nitkowatych na zewnętrznej błonie wirionu, odpornością na eter, właściwościami hemaglutynacyjnymi i innymi cechami.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Struktura Ospowirusy: Ludzki wirus ospy prawdziwej

Przedstawicielami rodzaju Orthopoxvirus są wirusy ospy prawdziwej, ospy małpiej i ospy krowiej. Wirus ospy prawdziwej powoduje szczególnie niebezpieczną infekcję u ludzi, która została wyeliminowana dzięki wysiłkom społeczności międzynarodowej w połowie lat 70. Wirus ospy małpiej jest patogenny nie tylko dla naczelnych: opisano przypadki u ludzi, które w swoim przebiegu przypominały ospę prawdziwą. Biorąc pod uwagę tę okoliczność, przydatne jest posiadanie ogólnego pojęcia o mikrobiologii ospy prawdziwej.

Najlepiej zbadanym członkiem rodzaju Orthopoxvirus jest wirus ospy krowiej, który pochodzi albo z ospy krowiej, albo z ospy prawdziwej. Jest on przystosowany do ludzi i przez długi czas był stosowany jako pierwsza szczepionka z żywym wirusem.

Wirus ospy i inni przedstawiciele tego rodzaju są największymi ze wszystkich znanych wirusów zwierzęcych. Jest to jeden z najlepiej zorganizowanych wirusów zwierzęcych, zbliżający się do bakterii w strukturze niektórych struktur. Wirion ma kształt cegły z lekko zaokrąglonymi rogami i mierzy 250-450 nm. Składa się z wyraźnie odróżnialnego rdzenia (nukleoidu lub rdzenia) zawierającego genomową dwuniciową liniową cząsteczkę DNA o masie cząsteczkowej 130-200 MDa, związaną z białkami. Po obu stronach nukleoidu znajdują się owalne struktury zwane ciałami białkowymi. Rdzeń i ciała boczne są otoczone wyraźnie odróżnialną błoną powierzchniową o charakterystycznej rowkowanej strukturze. Ściana rdzenia składa się z wewnętrznej gładkiej błony o grubości 5 nm i zewnętrznej warstwy regularnie ułożonych cylindrycznych podjednostek. Wirus ma skład chemiczny podobny do składu bakterii: zawiera nie tylko białko i DNA, ale także tłuszcze obojętne, fosfolipidy i węglowodany.

Pokswirusy są jedynymi wirusami zawierającymi DNA, które replikują się w cytoplazmie komórki gospodarza. Cykl reprodukcji wirusa składa się z następujących głównych etapów. Po adsorpcji na powierzchni wrażliwej komórki wirus przenika do cytoplazmy poprzez endocytozę zależną od receptora, a następnie następuje dwuetapowe „rozbieranie” wirionu: najpierw błona zewnętrzna zostaje zniszczona przez proteazy komórkowe, następuje częściowa transkrypcja i synteza wczesnych mRNA kodujących syntezę białka odpowiedzialnego za dalsze rozbieranie. Równolegle zachodzi replikacja vDNA. Transkrypcji ulegają kopie potomne DNA, syntetyzowane są późne mRNA. Następnie zachodzi translacja i syntetyzowane jest około 80 białek specyficznych dla wirusa o masie cząsteczkowej od 8 do 240 kDa. Część z nich (około 30) to białka strukturalne, reszta to enzymy i rozpuszczalne antygeny. Cechą reprodukcji pokswirusów jest ich modyfikacja struktur komórkowych, które przekształcają się w wyspecjalizowane „fabryki”, w których stopniowo dojrzewają nowe cząsteczki wirusa. Dojrzałe wirusowe potomstwo opuszcza komórkę albo podczas jej lizy, albo przez pączkowanie. Cykl reprodukcyjny wirusów ospy trwa około 6-7 godzin.

Wirus ospy prawdziwej ma właściwości hemaglutynujące; hemaglutynina składa się z trzech glikoprotein. Najważniejszymi antygenami są: NP-nukleoproteina, wspólna dla całej rodziny; termolabilne (L) i termostabilne (C), a także antygeny rozpuszczalne.

Pokswirusy mogą wytrzymać suszenie (szczególnie w materiale patologicznym) przez wiele miesięcy w temperaturze pokojowej, są odporne na eter, inaktywują się w 50% etanolu w temperaturze pokojowej w ciągu 1 godziny, a w 50% glicerolu w temperaturze 4 °C są konserwowane przez kilka lat. Są odporne na większość środków dezynfekujących: 1% fenolu lub 2% formaldehydu w temperaturze pokojowej inaktywuje je tylko w ciągu 24 godzin, 5% chloraminy - w ciągu 2 godzin.

Ludzie i małpy są podatni na wirusa ospy. Po zakażeniu doświadczalnym mózg nowonarodzonych myszy rozwija uogólnioną infekcję, która kończy się śmiercią; wirus nie jest patogenny dla dorosłych myszy. Dobrze rozmnaża się w zarodkach kurzych, gdy zakaża błonę kosmówkowo-omoczniową, owodnię, woreczek żółtkowy i jamę omoczniową. Na błonie kosmówkowo-omoczniowej 10-12-dniowych zarodków kurzych wirus ospy wytwarza małe białe blaszki; wirus ospy powoduje większe zmiany z czarnym zagłębieniem w środku spowodowanym martwicą. Ważną cechą różnicującą wirusa ospy jest maksymalna temperatura rozmnażania się wirusa w zarodku kurzym wynosząca 38,5 °C.

Pierwotne i ciągłe hodowle komórkowe uzyskane od ludzi, małp i innych zwierząt są wrażliwe na wirusa ospy. W hodowli komórkowej pochodzenia nowotworowego (HeLa, Vero) wirus ospy tworzy małe blaszki typu proliferacyjnego, podczas gdy gdy komórki Vero zostaną zakażone wirusem ospy małpiej, wykrywane są okrągłe blaszki z centrum litycznym. W komórkach nerkowych zarodka świni wirus ospy jest zdolny do wywołania wyraźnego efektu cytopatycznego, który nie występuje, gdy te komórki zostaną zakażone wirusem ospy małpiej. W komórkach HeLa wirus ospy powoduje zwyrodnienie komórek okrągłych, podczas gdy wirusy ospy małpiej i ospy wielbłądziej powodują zwyrodnienie z tworzeniem komórek wielojądrowych.

[ 4 ], [ 5 ]

Patogeneza

Osoby , które wyzdrowiały z ospy, zachowują odporność na całe życie. Długotrwała, stabilna odporność powstaje również po szczepieniu. 2 jest głównie humoralna, przeciwciała neutralizujące wirusa pojawiają się w ciągu kilku dni od wystąpienia choroby, ale nie zapobiegają postępującemu rozprzestrzenianiu się objawów skórnych: pacjent może umrzeć w stadium krostkowym, mając wysoki poziom przeciwciał we krwi. Przeciwciała są również odpowiedzialne za sztuczną odporność stworzoną przez szczepienie, pojawiającą się w 8-9 dniu po szczepieniu i osiągającą maksymalne miana po 2-3 tygodniach.

Odporność komórkowa odgrywa nie mniejszą rolę niż krążące przeciwciała. Ustalono, że osoby z hipogammaglobulinemią nie biosyntezują przeciwciał, ale stają się odporne na wirusa ospy. Ta odporność komórkowa opiera się na aktywności limfocytów T-cytotoksycznych.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]

Epidemiologia

Źródłem zakażenia jest osoba chora. Zdecydowana większość osób, które nie zostały zaszczepione przeciwko ospie lub nie przeszły choroby, jest podatna na tę infekcję. Ospę najczęściej przenosi się drogą kropelkową, ale możliwe jest również zakażenie przez kontakt (przez ubranie, ręczniki, pościel, przedmioty gospodarstwa domowego). Chory zaraża innych przez cały okres rozwoju wysypki, aż do odpadnięcia ostatnich strupów, ale jest najbardziej niebezpieczny w pierwszych 8-10 dniach, kiedy pojawiają się zmiany na błonach śluzowych.

[ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Objawy

Punktem wejścia zakażenia jest błona śluzowa górnych dróg oddechowych. Pierwotna reprodukcja wirusa zachodzi w tkance limfoidalnej pierścienia gardłowego, następnie wirus na krótko przedostaje się do krwi i zakaża komórki tkanki siateczkowo-śródbłonkowej (RET). Wirus się tam reprodukuje, a wiremia występuje ponownie, ale bardziej intensywna i długotrwała. Działanie dermatotropowe wirusa wiąże się z jego zdolnością do przenikania z krwiobiegu do naskórka, powodując wczesną proliferację komórek kolczystych i charakterystyczną degenerację komórek warstwy Malpighiego.

Okres inkubacji wynosi 8-18 dni. Ospa prawdziwa zaczyna się ostro: bóle głowy, bóle mięśni, wyczerpanie, gorączka. Po 2-4 dniach na błonie śluzowej jamy ustnej i skórze - wszystkie elementy niemal jednocześnie pojawiają się charakterystyczne wysypki, zlokalizowane bardziej na twarzy i kończynach. Wysypka przechodzi przez stadia plamki, grudki, pęcherzyka i krostki, następnie tworzy się strup (strup), po którym pozostaje blizna. Wraz z pojawieniem się wysypki temperatura spada i ponownie wzrasta na etapie krostki. Od pojawienia się wysypki do odpadnięcia strupów mija około 3 tygodni. Przy tak klasycznym ciężkim przebiegu (variola major) śmiertelność podczas epidemii może sięgać 40%: przy łagodniejszej postaci choroby - alastrim (variola minor) - śmiertelność nie przekracza 1-2%.

Diagnostyka

Ospę prawdziwą można zdiagnozować za pomocą metod wirusoskopowych, wirusologicznych i serologicznych. Najskuteczniejszą i najszybszą metodą jest bezpośrednia mikroskopia elektronowa materiału pobranego z elementów wysypki przed stadium krostkowym, ponieważ ilość wirusa na tym etapie gwałtownie spada. Mikroskopia świetlna preparatów z zawartości pęcherzyków ujawnia duże komórki z ciałkami Guarnieriego, które są owalnymi inkluzjami cytoplazmatycznymi w pobliżu jądra komórkowego, zwykle jednorodnymi i acidofilnymi, rzadziej ziarnistymi i o nieregularnych zarysach. Ciała Guarnieriego są „fabrykami”, w których rozmnaża się wirus ospy. W rozmazach sporządzonych z zawartości pęcherzyków ospy i barwionych metodą M. Morozowa znajdują się wiriony ospy - ciałka Paschena.

Aby wyizolować i zidentyfikować wirusa, 12-14-dniowe zarodki kurcząt zakaża się na błonie kosmówkowo-omoczniowej, gdzie wirus tworzy małe białawe blaszki, a hodowle komórkowe zakaża się również w celu wykrycia efektu cytopatycznego, aby wywołać reakcję hemadsorpcji lub immunofluorescencji. Materiałem do zakażenia jest krew, wydzielina z nosogardła, zeskrobiny elementów skóry wysypki, strupy, a także materiał z sekcji zwłok.

Specyficzny antygen wirusa ospy prawdziwej można wykryć w rozmazach-odciskach z elementów wysypki i wydzieliny nosogardłowej za pomocą pośredniej immunofluorescencji. W materiale z elementów wysypki antygen można określić za pomocą immunodyfuzji, RSC lub IFM.

Już po pierwszym tygodniu choroby można wykryć przeciwciała neutralizujące wirusa, wiążące dopełniacz i hemaglutyniny. Obecność przeciwciał wiążących dopełniacz jest uważana za najbardziej wiarygodny objaw ospy, ponieważ rzadko utrzymują się one u osób zaszczepionych dłużej niż 12 miesięcy.

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ]

Leczenie

W celu specyficznego leczenia i zapobiegania stosuje się metysazon (marboran) - lek, który hamuje wewnątrzkomórkową reprodukcję wirusa ospy. Jest on szczególnie skuteczny we wczesnych stadiach choroby i w okresie inkubacji.

Historia ludzkiej cywilizacji pamięta wiele epidemii i pandemii ospy. W samej Europie do końca XVIII wieku na ospę zmarło co najmniej 150 milionów ludzi. Po tym, jak E. Jenner (1796) otrzymał szczepionkę przeciwko ospie, rozpoczęła się aktywna walka z tą chorobą, która zakończyła się jej całkowitym wyeliminowaniem. W Związku Radzieckim ospę wyeliminowano w 1936 roku, ale ze względu na przypadki importowane, była ona rejestrowana aż do 1960 roku. W 1958 roku z inicjatywy delegacji ZSRR przyjęto rezolucję na Zgromadzeniu WHO w sprawie eradykacji ospy na całym świecie, a w 1967 roku WHO przyjęła zintensyfikowany program eradykacji ospy. ZSRR, USA i Szwecja udzieliły temu programowi szerokiego wsparcia finansowego. ZSRR nie tylko udzielił pomocy specjalistom pracującym w wielu krajach endemicznych, ale także przekazał około 1,5 miliarda dawek szczepionki przeciwko ospie. Zastosowana szczepionka była żywym wirusem ospy prawdziwej hodowanym na worku cielęcym, następnie oczyszczonym i wysuszonym. Dobre wyniki uzyskano również w przypadku żywych szczepionek hodowlanych i embrionalnych (owowakcynowych). W celu zapobiegania i leczenia powikłań, które czasami pojawiają się podczas szczepienia, zastosowano immunoglobulinę dawcy przeciw ospie prawdziwej (10% roztwór w fizjologicznym roztworze frakcji gamma-globuliny krwi dawców specjalnie szczepionych ponownie przeciwko ospie prawdziwej) oraz immunoglobulinę krwi ludzkiej miareczkowaną na zawartość przeciwciał przeciw ospie prawdziwej.

[ 18 ]