Геном вируса простого герпеса

Вирусы простого герпеса (ВПГ-1; ВПГ-2) (Herpesvirus hominis) вызывают разнообразные инфекционные заболевания, поражающие слизистые оболочки и кожные покровы, центральную нервную систему, а иногда и внутренние органы. Создание эффективных противовирусных химиопрепаратов, влияющих на ВПГ, повысило клиническое значение быстрого распознавания этой инфекции.

История. Слово герпес, в переводе с греческого означающее красться, было использовано Геродотом в 100-м году до н. э. для описания волдырей, сопровождающихся лихорадкой. В начале 60-х годов было установлено, что серологические свойства (в реакции нейтрализации) герпесвирусов различны. В соответствии с этим они были разделены на два антигенных типа (ВПГ-1 и ВПГ-2). Выла показана также связь между антигенным типом и локализацией вируса.

Этиология. Геном вируса простого герпеса представлен двуспиральной линейной ДНК (мол. масса около 100•106D), длины которой достаточно для того, чтобы закодировать на 60—70 генных продуктов сверх обычной нормы. Структура генома герпесвирусов отлична от таковой других ДНК-содержащих вирусов: два нуклеотида, расположенные в специфической последовательности, с обеих сторон окружены теми же нуклеотидами, но расположенными в инвертированной последовательности. Эти два компонента могут меняться местами по отношению друг к другу, так что ДНК, изолированная из вируса, состоит из четырех изомеров, различающихся ориентацией двух компонентов. Геномы ВПГ-1 и ВПГ-2 приблизительно на 50% гомологичны. Гомологичные участки распределены по всей карте гена. Большинство (если не все) полипептидов, специфичных для одного типа вирусов, антигенно связаны с полипептидами другого типа. Рестрикционный эндонуклеазный анализ вирусной ДНК может быть использован для разделения двух подтипов и штаммов двух подтипов. Вариабельность последовательности нуклеотидов клинически значимых штаммов ВПГ-1 и ВПГ-2 такова, что для практических целей ВПГ, выделенные от двух лиц, могут быть дифференцированы только с помощью рестрикционных ферментативных тестов, если, конечно, вирусы не получены из эпидемиологически связанных источников, таких как половые партнеры, пары мать—ребенок, или при массовых вспышках среди населения.

Вирусный геном упакован в капсид правильной икосаэдрической формы, состоящий из 162 капсомеров. С наружной поверхности вирус покрыт липидсодержащей оболочкой, представляющей собой модифицированную клеточную мембрану, сформировавшуюся при проникновении ДНК-содержащего капсида сквозь внутреннюю ядерную мембрану клетки-хозяина. Между капсидом и двухслойной липидной оболочкой находится еще одна оболочка, состоящая из ряда вирусных белков, свойства и функции которых большей частью неизвестны. Репликация вируса состоит из ядерной и цитоцлазматической фаз. Начальные этапы репликации включают присоединение, слияние оболочки вируса с мембраной клетки с последующим высвобождением нуклеокапсида в цитоплазму клетки, распад нуклеокапсида и выход вирусной ДНК. Можно выделить 3 класса генов ВПГ. Гены первого класса (альфа-) ранее других проявляются при начале инфекционного процесса, не требуя предварительного синтеза вирусного белка. Для генов ВПГ второго класса (бета-) необходим предварительный синтез альфа-протеина, но необязательна репликация вирусной ДНК. бета-Протеины включают регуляторные белки и ферменты, участвующие в репликации ДНК. Большинство современных противовирусных препаратов нарушают функцию бета-протеинов аналогично действию вирусной ДНК-полимеразы. Для проявления активности генов ВПГ третьего класса (гамма) предварительно должна произойти репликация вирусной ДНК. Большинство структурных протеинов, специфических для вируса, представляют собой гамма-протеины.

После репликации вирусного генома и синтеза структурных белков в ядре клетки происходит сборка нуклеокапсидов. По мере проникновения нуклеокапсидов из ядра через внутреннюю ядерную мембрану в перинуклеарное пространство они покрываются оболочкой. В некоторых клетках при репликации вируса в ядре формируются тельца-включения двух типов: базофильные тельца типа А, Фельген-положительные, содержат вирусную ДНК; и эозинофильное тельце-включение, свободное от вирусной нуклеиновой кислоты или белка, представляющее собой шрам вирусной инфекции. Затем вирионы транспортируются по эндоплазматической сети и пластинчатому комплексу к клеточной поверхности,

Проникновение ВПГ в некоторые клетки (в частности, нейроны) не сопровождается репликацией вируса и гибелью клетки. Напротив, клетка оказывает на вирусные геномы угнетающее влияние, приводя их в состояние, при котором существование вируса совместимо с нормальной активностью клетки. Этот процесс получил название латентность, или скрытое существование. Через какое-то время может произойти активация вирусного генома с последующей репликацией вируса, а в некоторых случаях и вновь появиться герпетические высыпания. Этот процесс называется реактивацией. Несмотря на то что вирус редко удается выделить из чувствительных и вегетативных нервных ганглиев, взятых у трупов, попытки культивировать нервные клетки in vitro позволяют получить активные вирионы (метод, названный эксплантацией). Вирус же вновь внедряется в восприимчивые клетки — процесс кокультивирования. Впервые репликация вирусов в нейронах была обнаружена при реактивации in vitro. Это позволяет предположить, что нейрон служит своеобразным депо латентно существующего вируса и в организме. Затем вирусную ДНК обнаружили в нервной ткани в тот момент, когда активный вирус не мог быть выделен оттуда. ДНК ВПГ, экстрагированная из нервной ткани, служащей депо латентно существующего вируса, отличается от ДНК ВПГ, полученной из клеток, где происходит активная репликация вирусов. Современные данные свидетельствуют о том, что ДНК ВПГ в клетках, где инфекция протекает латентно, может существовать в циркулярной, или сцепленной, форме.

Патогенез. Вирус проникает в организм через слизистые оболочки или участки поврежденной кожи. Репликация вируса начинается в клетках эпидермиса и собственно кожи. Независимо от наличия клинических признаков заболевания, репликация вируса происходит в объеме, достаточном для того, чтобы вирус мог внедриться в чувствительные или вегенативные нервные окончания. Однако всегда ли внедрение вируса в периферические ткани приводит к развитию латентной инфекции, неясно. Считается., что вирус, а скорее всего нуклеокапсид, транспортируется по аксону к телу нервной клетки в ганглии. Время, необходимое для распространения вируса от периферических тканей после его инокуляции до нервных узлов у человека, неизвестно. Во время первой фазы инфекционного процесса репликация вирусов происходит в ганглии и в окружающих его тканях. Затем по эфферентным путям, представленным периферическими чувствительными нервными окончаниями, активный вирус мигрирует, приводя к диссеминированной кожной инфекции. Эфферентное распространение вирусов к коже по периферическим чувствительным нервам позволяет объяснить факт обширного вовлечения новых поверхностей и высокую частоту новых высыпаний, находящихся на значительном удалении от участка первичной локализации везикул. Это явление характерно для лиц с первичным генитальным или орально-лабиальным герпесом. У подобных больных вирус можно выделить из нервной ткани, находящейся далеко от нейронов, иннервирующих место инокуляции. Внедрение вируса в окружающие ткани делает возможным распространение инфекции по слизистым оболочкам.

После разрешения первичного заболевания из нервного ганглия не удается выделить ни активный вирус, ни поверхностные вирусные белки в количестве, поддающемся определению. Механизм поддержания вируса в латентном состоянии, а также механизмы, лежащие в основе реактивации ВПГ под воздействием различных факторов, неизвестны. Факторами реактивации являются ультрафиолетовое облучение, иммуносупрессия и травма кожи или ганглия.

Анализ ДНК штаммов ВПГ, последовательно выделяемых из нескольких пораженных ганглиев одного больного, в большинстве случаев выявил идентичность результатов рестрикционного эндонуклеазного теста. Иногда, чаще у лиц с ослабленным иммунитетом, у одного больного можно выделить множество штаммов одного и того же подтипа вируса, что предполагает возможность экзогенного инфицирования различными штаммами одного подтипа.

Иммунитет. Реакция организма на инфекцию во многом определяет вероятность развития заболевания, тяжесть его течения, риск развития латентной инфекции и персистенции вирусов, частоту последующих рецидивов ВПГ. Клиническое значение имеют механизмы как гуморального, так и клеточного иммунитета. Течение вирусной инфекции у больных с нарушениями механизмов клеточного иммунитета значительно тяжелее, чем у больных с недостаточностью гуморального иммунитета, например с агаммаглобулинемией. Экспериментальное удаление лимфоцитов из организма мышей свидетельствует о том, что Т-клетки играют важную роль в предотвращении летальной генерализованной инфекции. Антитела при этом оказывают вспомогательное тормозящее влияние на рост титра вируса в нервной ткани. Некоторые аспекты патогенеза заболевания могут быть связаны с иммунным ответом организма, например помутнение собственного вещества роговицы при рецидивах герпетического кератита. Было показано, что вирусные поверхностные гликопротеиды являются антигенами, распознаваемыми антителами, участвующими в нейтрализации и иммунном цитолизе (антителозависимая клеточная цитотоксичность, АЗКЦ). При экспериментальных инфекциях было установлено, что моноклональные антитела, специфические для каждого из известных вирусных гликопротеидов, обеспечивают защиту от последующего поражения нервной системы или формирования ганглионарной латентности. Множественные клеточные популяции, включая клетки-киллеры (КК), макрофаги, различные популяции, Т-лимфоцитов и лимфокины, генерируемые этими клетками, играют важную роль в защите организма от инфекции, вызываемой вирусами простого герпеса. У животных пассивный перенос первичных лимфоцитов предохраняет от последующего появления клинических симптомов. Для максимальной защиты необходима активация множества субпопуляций Т-клеток. Важную роль играет рестриктированный по антигенам главного комплекса гистосовместимости иммунный ответ как I, так и II классов. Эффекторные клетки, участвующие в сдерживании вируса, включают цитотоксические Т-клетки и Т-клетки, ответственные за реакцию гиперчувствительности замедленного типа. Последние могут осуществлять защиту путем антигеностимулированного высвобождения лимфокинов (например, интерферонов), способных оказывать прямое противовирусное действие, или активировать другие неспецифические эффекторные клетки.

Читать далее: Эпидемиология вируса простого герпеса