Противовирусный иммунитет, его особенности. Гуморальные и клеточные факторы противовирусного иммунитета

Репродукция вирусов человека: этапы репродукции, особенности репродукции ДНК-содержащих вирусов. Приведите примеры таких вирусов. Эффект интерференции между вирусами. Типы взаимодействия вирусов с клеткой: продуктивный, абортивный, интегративный. Типы вирусных инфекций: литическая, персистирующая, латентная, иннапаратная, медленная вирусная инфекция, трансформация клетки.

Диагностические сыворотки, их подразделение, получение и практическое применение. Моноклональные антитела. Гибридомы, их использование для получения моноклональных антител.

Анатоксины: свойства, принцип получения, единицы измерения. Ассоциированные вакцины, их свойства, примеры. Охарактеризуйте иммунитет, формируемый в результате введения ассоциированных вакцин.

Серологические реакции, используемые в инфекционной иммунологии(см.20).Реакция иммунофлюоресценции. Ингредиенты,механизм прямой и непрямой РИФ.Значение для экспресс диагностики инфекционных заболеваний.

Иммунофлюоресцентный метод (РИФ, реакция иммунофлюоресценции, реакция Кунса) - метод выявления специфических АГ с помощью АТ, конъюгированных с флюорохромом. Обладает высокой чувствительностью и специфичностью.

Применяется для экспресс-диагностики инфекционных заболеваний (идентификация возбудителя в исследуемом материале), а также для определения АТ и поверхностных рецепторов и маркеров лейкоцитов (иммунофенотипирование) и др. клеток.

Обнаружение бактериальных и вирусных антигенов в инфекционных материалах, тканях животных и культурах клеток при помощи флюоресцирующих антител (сывороток) получило широкое применение в диагностической практике. Приготовление флюоресцирующих сывороток основано на способности некоторых флюорохромов (например, изотиоцианата флюоресцеина) вступать в химическую связь с сывороточными белками, не нарушая их иммунологической специфичности.

Различают три разновидности метода: прямой, непрямой, с комплементом. Прямой метод РИФ основан на том, что антигены тканей или микробы, обработанные иммунными сыворотками с антителами, меченными флюорохромами, способны светиться в УФ-лучах люминесцентного микроскопа. Бактерии в мазке, обработанные такой люминесцирующей сывороткой, светятся по периферии клетки в виде каймы зеленого цвета.
Непрямой метод РИФ заключается в выявлении комплекса антиген - антитело с помощью антиглобулиновой (против антитела) сыворотки, меченной флюорохромом. Для этого мазки из взвеси микробов обрабатывают антителами антимикробной кроличьей диагностической сыворотки. Затем антитела, не связавшиеся антигенами микробов, отмывают, а оставшиеся на микробах антитела выявляют, обрабатывая мазок антиглобулиновой (антикроличьей) сывороткой, меченной флюорохромами. В результате образуется комплекс микроб + антимикробные кроличьи антитела + антикроличьи антитела, меченные флюорохромом. Этот комплекс наблюдают в люминесцентном микроскопе, как и при прямом методе.

Механизм. На предметном стекле готовят мазок из исследуемого материала, фиксируют на пламени и обрабатывают иммунной кроличьей сывороткой, содержащей антитела против антигенов возбудителя. Для образования комплекса антиген — антитело препарат помещают во влажную камеру и инкубируют при 37 °С в течение 15 мин, после чего тщательно промывают изотоническим раствором хлорида натрия для удаления не связавшихся с антигеном антител. Затем на препарат наносят флюоресцирующую антиглобулиновую сыворотку против глобулинов кролика, выдерживают в течение 15 мин при 37 °С, а затем препарат тщательно промывают изотоническим раствором хлорида натрия. В результате связывания флюоресцирующей антиглобулиновой сыворотки с фиксированными на антигене специфическими антителами образуются светящиеся комплексы антиген — антитело, которые обнаруживаются при люминесцентной микроскопии.

25.Серологические реакции,применяемые в инфекционной иммунологии.(см.20)Иммуноблотинг, радиоиммунологический анализ:спецефичность,чувствительность,механизмы реакции.Практическое использование.

Иммуноблоттинг — высокочувствительный метод выявления белков, основанный на сочетании электрофореза и ИФА или РИА. Иммуноблоттинг используют как диагностический метод при ВИЧ-инфекции и др.

Антигены возбудителя разделяют с помощью электрофореза в полиакриламидном геле, затем переносят их из геля на активированную бумагуили нитроцеллюлозную мембрану и проявляют с помощью ИФА. Фирмы выпускают такие полоски с «блотами» антигенов. На эти полоски наносят сыворотку больного. Затем, после инкубации, отмывают от несвязавшихся антител больного и наносят сыворотку против иммуноглобулинов человека, меченную ферментом. Образовавшийся на полоске комплекс [антиген + антитело больного + антитело против Ig человека] выявляют добавлением хромогенного субстрата, изменяющего окраску под действием фермента.

С помощью РИА в биологических жидкостях определяют концентрации гормонов, факторов роста, ферментов, аутоантител, маркеров злокачественных новообразований и других веществ (например, лекарственных средств и наркотиков).

В основе РИА лежит феномен конкуренции: связывание антител с антигеном, меченным радиоактивным изотопом, подавляется в присутствии немеченого антигена.

Методика РИА проста и включает следующие основные этапы:

1. К антителам добавляют меченый антиген и пробу (содержащую неизвестное количество немеченого антигена). Концентрацию антител в реакционной смеси подбирают так, чтобы число мест связывания было намного меньше общего числа антигенов. Концентрация меченого антигена должна превышать максимально возможную концентрацию антигена в пробе.

2. Реакционную смесь инкубируют при определенной температуре заданное время. Меченный и немеченый антигены конкурентно связываются с антителами, при этом образуются иммунные комплексы, содержащие либо меченный, либо немеченый антиген. Таким образом, к концу инкубации в реакционной смеси присутствуют меченные и немеченые иммунные комплексы, а также свободные меченные и немеченые антигены. Количество меченных иммунных комплексов обратно пропорционально количеству немеченого антигена в пробе.

3. Чтобы оценить количество образовавшихся меченных иммунных комплексов, их отделяют от оставшегося несвязанным свободного меченого антигена.

4. Определяют концентрацию антигена в пробе по калибровочной кривой. Для ее построения используют несколько стандартных калибровочных растворов с известными концентрациями немеченого антигена.

26. Вакцины: их подразделение, основные требования, предъявляемые к вакцинам. Принципы получения инактивированных вакцин. Приведите примеры вакцин, применяемых для плановой вакцинации детей. Охарактеризуйте поствакцинальный иммунитет.

ОТВЕТ:
Вакцины - иммунобиологические препараты, изготовляемые из живых аттенуированных или инактивированных микроорганизмов, токсинов, микробных антигенов и используемые для создания специфического активного искусственного иммунитета.
В основном вакцины применяют с профилактической целью, значительно реже- с лечебной(при хронических затяжных инфекционных заболеваниях)

Подразделение вакцинных препаратов:
По составу на корпускулярные (живые и инактивированные), растворимые (химические и анатоксины) и генно-инженерные; по назначению на профилактические и лечебные.
Различаются несколько поколений вакцин:
-вакцины первого поколения - корпускулярные вакцины состоящие из целых микроорганизмов живых или убитых
-вакцины второго поколения- препараты состоящие из отдельных фракций возбудителя или продуктов их жизнедеятельности -химические вакцины и анатоксины
-вакцины третьего поколения -рекомбинатные вакцины, полученные генно-инженерными методами

Основные требования к вакцинных препаратам:
-высокая иммуногенность и создание достаточно стойкого иммунитета
-остаточная вирулентность для аттенуированных штампов и стабильность их свойств
-безвредность
-ареактивность (отсутствие выраденных побочных реакций)
-гипоаллергенность (минимальное сенсибилизирующее действие)
- отсутствие в препарате контаминирующиз микроорганизмов
-доступность стоимости производства

Инактивированные (убитые) корпускулярные клетки содержат микробные клетки или вирионы (корпускулярные бактериальные и цельновирионные вакцины). Для их приготовления используют вирулентные микроорганизмы, содержащие протективные антигены, активность которых должна сохраняться после воздействия инактивирующих факторов физической (нагревание, ультрафиолетовое излучение) или химической природы (спирт, фенол, ацетон, глутаровый альдегид, формальдегид) или комбинацией обоих факторов.
Инактивированные вакцины вызывают иммунный ответ гуморального типа, менее напряженной иммунитет с меньшей длительностью, чем живые вакцины, не индуцируют местный иммунитет, требуется их 2-3х кратное введение, частое проведение повторный курсов иммунизации. Убитые корпускулярные вакцины обладают выраженной токсичностью и аллергенностью. Их важнейшее преимущество по сравнению с живыми -они никогда не вызывают инфекционных заболеваний.

Вакцины для плановой вакцинации детей: АКДС, БЦЖ, АКаДС, ИПВ (инактивированная полиомиелитная вакцина).

После вакцинации развивается искусственный активный иммунитет. Возникает после контакта с антигеном. Это предусматривает реализацию всех этапов иммунной реакции с формированием антиген-специфических Т-лимфоцитов и антител, а также сохранением иммунной памяти. Преимуществами активного иммунитета является более высокая эффективность, так как наработанные иммунные факторы наиболее соответствуют конкретному антигенному раздражителю, а также длительный, а порой и пожизненный, эффект последействия, связанный с формированием клеток памяти и поддержанием защитного титра специфических антител в сыворотке крови и других биологических жидкостях организма. К недостаткам активного иммунитета следует отнести значительную энергозатратность и сравнительно длительный срок развития. Не передается по наследству.

27. Вакцины. Основные требования, предъявляемые к вакцинам. Живые вакцины: аттенуированные, дивергентные (БЦЖ, вакцина против натуральной оспы), рекомбинантные. Принципы получения, примеры. Характеристика поствакцинального иммунитета. ОТВЕТ: Живые вакцины готовят из вакцинных штаммов бактерий, риккетсий, вирусов, полученных различными методами селекции. Вакцинные штаммы являются аттенуированными, сохранившими незначительную остаточную вирулентность и не способны вызывать клинически выраженную инфекцию. Их получают путем снижения вирулентности при культивировании в неблагоприятных условиях (при пониженной или повышенной температуре, на питательных средах с определенными добавками) или путем пассажей на маловосприимчивых животных, в куриных эмбрионах и клеточных культурах, выделением аттенуированных мутантов от больных или из внешней среды, воздействием мутагенов. В аттенуированных штаммах инактивированы или репрессированы гены отвечающие за вирулентность. В связи с тем, что живые вакцины способны вызывать вакцинную инфекцию (живые аттенуированные микробы размножаются в организме, вызывая воспалительный процесс проходящий без клинических проявлений), они всегда вызывают перестройку иммунобиологического статуса организма и образование специфических антител. Это так же может являться недостатком, т. к. живые вакцины чаще вызывают аллергические реакции. Вакцины данного типа, как правило, вводятся однократно. Примеры: сибиреязвенная вакцина, чумная вакцина, бруцеллёзная вакцина, БЦЖ вакцина, оспенная дермальная вакцина. - аттенуированные - препараты, действующим началом которых являются ослабленные тем или иным способом, потерявшие вирулентность, но сохра- нившие специфическую антигенность штаммы патогенных микроорганиз- мов (бактерий, вирусов), получившие название аттенуированных штаммов. - дивергентные - получают на основе непатогенных штаммов микроорга- низмов, имеющие общие протективные антигены с патогенными для чело- века возбудителями инфекционных болезней (вакцина против натуральной оспы человека - используется вирус оспы коровы, вакцина БЦЖ - использу- ются микобактерии бычьего типа). - рекомбинантные - на основе получения непатогенных для человека ре- комбинантных штаммов, несущих гены протективных антигенов патоген- ных микробов и способных при введении в организм человека размножать- ся, синтезировать специфический антиген и создавать иммунитет к патоген- ному возбудителю. Поствакционный иммунитет (искусственный активный) клеточный или гуморальный по своей напряженности приближается к постинфекционному.

28. Вакцинация. Эффективность вакцинации. Национальный календарь прививок РФ: цель проведения вакцинации детей и подростков, характеристика вакцин.

ОТВЕТ:
Эффективность вакцинации зависит от биологических свойств возбудителей и изготовленных из них препаратов, способов введения вакцин и иммунореактивности макроорганизма.
Вакцинных препараты могут вводиться в организм человека парэнтерально (внутримышечно, подкожно, в скарифицированную кожу), перорально, интраназально, а также в свечах и клизмах.
Для выработки прочного и длительного иммунитета необходим достаточным контакт макроорганизма и антигена, поэтому во многих случаях применяется повторенная вакцинация, сроки очередного введения вакцины зависят от свойств данного биопрепарата. Требуется определенный период времени для развития гуморального или клеточного иммунитета. Не у всех вакцинированных лиц возникает достаточная степень невосприимчивости, у некоторых людей иммунореактивности снижена, может развиваться иммунодефицитное состояние. Эффективность вакцинации зависит от типа и качества применяемой вакцины и способности возбудителя вызывать стойкий иммунный ответ. Согласно национальному календарю прививок РФ всем детям в обязательном порядке проводится вакцинация против 10 но нозологических форм -туберкулез, вирусный гепатит В, дифтерия, коклюш, столбняк, полиомиелит, корь, краснуха, эпидемический паратит, грипп. Против 13 нозологических форм только по эпидемическим показаниям- туляремия, чума, бруцеллез, сибирская язва, бешенство, лептоспироз, клещевой энцефалит, лихорадка Ку, желтая лихорадка, брюшной тиф, менингококковая инфекция, вирусный гепатит А, холера.

ОТВЕТ:
Анатоксины нередко относят к молекулярным вакцинам. Получают из бактериальных экзотоксинов путем 3-5 недельного воздействия 0,3-0,4% формалина при температуре 37-40 С. При совместном воздействии этих факторов экзотоксин теряет свою ядовитость, сохраняет антигене и иммуногенные свойства. Полученные анатоксины подвергают очистке от балластных веществ(питательной среды, продуктов метаболизма), концентрируют и адсорбируют на гидроксиде алюминия, что повышает иммуногенность. У анатоксинов относительно низкая реактогенность, поэтому мало противнопоказаний к применению. Очищенные адсорбированные анатоксины выпускают в жидком виде, применяют для создания анти токсического иммунитета при таких инфекциях как дифтерия, столбняк, газовая анаэробная инфекция, ботулизм, стафилококковая и синегнойная инфекция и др., возбудители которых выделяют экзотоксины, играющие первостепенную роль в патогенезе заболевания.

АНТИГЕННАЯ ЕДИНИЦА (АЕ), единица измерения антигенных и антитоксич. свойств токсинов и анатоксинов. По Рамону, характеризуется величиной I/Lf, к-рая соответствует кол-ву антитоксич. единиц, полностью связывающих 1 мл токсина или анатоксина. По Гленни, АЕ измеряется Lf-limes floculation (порогом флоккуляции), т. е. миним. дозой анатоксина, полностью связывающей одну антитоксич. единицу антитоксина.

АССОЦИИРОВАННЫЕ ВАКЦИНЫ (живые + инактивированные) комплексные вакцины представляют собой комплекс различных типов вакцин и предназначены для одновременной иммунизации против разных инфекций. Отдельные компоненты такой вакцины должны быть взяты в дозировках не создающих конкуренции, чтобы иммунитет формировался ко всем антигенам с одинаковой интенсивностью.
-поливакцина - содержит однородные антигены (полиомиелитная - типы I, П, III; полианатоксины).
- комбинированные - состоят из разнородных антигенов (АКДС-вакцина).

Возникает искусственный активный иммунитет

30. Диагностические сыворотки: подразделение, состав, принципы получения. Агглютинирующие сыворотки. Отличия адсорбированных и неадсорбированных агглютинирующих сывороток. Практическое применение. Примеры.

ОТВЕТ:
Диагностические сыворотки содержат известные антитела, их применяют в серологических реакциях для определения выделенного возбудителя инфекционного заболевания или его токсина, а также доя выявления неизвестных антигенов непосредственно в исследуемом материале или из объектов окружающей среды. Их получают путем многократной иммунизации (гипериммунизации) животных (кроликов, баранов) различными антигенами -взвесью микробов или выделенными из них и очищенными микробными антигенами, анатоксинами, чужеродными сывороточными белками и другими корпускулярными и растворенными антигенами.
Диагностические сыворотки под разделяют в зависимости от реакции на агглютинирующие (адсорбированные и неадсорбированные), преципитирующие, гемолитические и антитоксические.
Агглютинирующая сыворотка — сыворотка крови животных, способная вызывать реакцию агглютинации, получаемая при иммунизации животного определённой бактериальной культурой.
Неадсорбированные и адсорбированные агглютинирующие сыворотки.
Неадсорбированные (видовые, нативные) сыворотки обладают высоким титром, но недостаточно специфичны. Видовые сыворотки содержат несколько типов антител соответственно набору антигенов того вида бактерий, которым проводилась иммунизация животного. Могут содержать групповые антитела за счет которых происходит агглютинация не только с гомологичными бактериями но и с родственными бактериями. Часто групповых агглютинация встречается у представителей рода Salmonella. Для того чтобы избежать групповой агглютинации применяют адсорбированные монореципторные сыворотки. Они характеризуется низким титром, их применяют в реакциях агглютинации на стекле. Для устранения всех групповых антител сыворотку последовательно инкубируют с разными видами родственных микроорганизмов.
Адсорбированные сыворотки применяют при идентифика ции выделенных возбудителей в реакции агглютинации на стекле (пластинчатый метод).

Агглютинирующие сыворотки наиболее широко применя ются при диагностике заболеваний, вызываемых бактериями семейства Enterobacteriaceae. Так, при идентификации эшерихий используются поливалентные и типовые ОК-сыворотки; при дифференциации сальмонелл — набор сывороток: агглю тинирующая адсорбированная поливалентная сальмонеллезная О-сыворотка (групп А, В, С, Д, Е) — для определения принадлежности к роду Salmonella, при положительном ре зультате — определяют отдельно с каждой сывороткой (входя щей в смесь) серологическую группу и в заключение опреде ляется серологический тип выделенного возбудителя с моно-рецепторными Н-сыворотками сальмонелл, входящих в данную группу.

ОТВЕТ:
Моноклональные антитела - высокоспецифичные антитела, продуцируемые одним клоном антителообразующих клеток. Они однородны по своему составу и способны свящываться только с одной детерминантой (эпитопом) антигена. Моноклональные антитела получают с помощью гибридомных технологии, позволяющей нарабатывать их в неограниченном количестве. Для этой цели в селезенке иммунизированных определенным антигеном мышей выделяют антителообразующие клетки, их соединяют с миеломными клетками, которые выделяют из мышиной опухоли (миеломы), эти клетки способны многократно делиться, но не продуцируют антитела. Проводя слияние В-клеток с миеломы из получают ГИБРИДОМЫ, способные многократно делиться и продуцироватт антитела. ГИБРИДОМЫ культивируют на специальной среде, где не могут размножаться исходные негибридомных клетки и производят клонирование. Каждый клонят однородной гибридомной клетки продуцирует идентичные антитела.

32. Лечебно-профилактические сыворотки и иммуноглобулины. Их классификация по спектру действия. Гомологичные и гетерологичные препараты, принципы их получения. Применен Лечебно профилактические сыворотки и иммуноглобулины это иммунобиологические препараты, действующим началом которых являются антитела. Эти препараты применяются для создания исскутсвенного пассивного иммунитета с целью лечения и профилактики инфекционных заболеваний. Сыворотки и иммуноглобулины могут быть гетерологичными и гомологичными. Гетерологичные препараты готовятся из сыворотки крови гиперимунизированных животных – лошадей. Гомологичные препараты готовят из сыворотки крови людей либо переболевших данным заболеванием и сохранивших иммунитет либо специально иммунизированных против данного заболевания. 33. Лечебно-профилактические сыворотки и иммуноглобулины. Антитоксические сыворотки: получение, титрование. Примеры антитоксических сывороток. Охарактеризуйте иммунитет, формируемый в результате введения таких препаратов. Антитоксические гетерогенные сыворотки получаются путем гипериммунизации различных животных. Они называются гетерогенными т.к. содержат чужеродные для человека сывороточные белки. Более предпочтительным является применение гомологичных антитоксических сывороток, для получения которых используется сыворотка переболевших людей (коревая, паротидная), или специально иммунизированных доноров.Антитоксические сыворотки применяются для лечения токсинемических инфекций (столбняк, ботулизм, дифтерия, газовая гангрена).При введении антитоксических сывороток создается искусственный пассивный приобретенный иммунитет. 34. Лечебно-профилактические сыворотки и иммуноглобулины. Антивирусные сыворотки. Получение. Сущность их защитного действия. Примеры, практическое применение. Антивирусные сыворотки получают из крови животных, которые неоднократно уже иммунизированных вакцинными штаммами вирусов. Они очищают методами спиртового осаждения при низкой температуре. Процесс их поступления в организм человека сопровождается различными негативными реакциями, связанными с белков. Опасность представляют реакции немедленного типа — анафилактический шок, который развивается у лиц, получавших сыворотку ранее. Поэтому перед введением любых сывороток необходимо определять ИНДИВИДУАЛЬНУЮ чувствительность организма к данной сыворотки и использовать для этого внутрикожной пробы. ВИРУСОЛОГИЯ 1. Основные этапы развития вирусологии как науки. Важнейшие достижения отечественной вирусологии. Работы Д.И. Ивановского, Л.А. Зильбера, М.П. Чумакова, А.А. Смородинцева, В.М. Жданова, Д.К. Львова. Перспективы развития вирусологии в ХХI веке. Универсальная классификация и номенклатура вирусов: принципы, таксономические категории. Строение вириона. ИВАНОВСКИЙ ДМИТРИЙ ИОСИФОВИЧ – рус. физиолог растений и микробиолог. открыл проходящего через бактериальный фильтр возбудителя болезни табака, названного впоследствии вирусом табачной мозаики. Основоположником вирусологии. ЗИЛЬБЕР ЛЕВ АЛЕКСАНДРОВИЧ (1894–1966) – рос. вирусолог и иммунолог. Описал (1937) возбудителя дальневосточного клещевого энцефалита. Сформулировал вирусогенетическую гипотезу происхождения раковых опухолей. ЖДАНОВ ВИКТОР МИХАЙЛОВИЧ (1914–1987) – рос. вирусолог, известен работами по этиологии и эпидемиологии различных вирусных заболеваний, автор оригинальных исследований по систематике вирусов. ЛЬВОВ (ЛЬВОФФ) АНДРЕ МИШЕЛЬ (1902–1994) – франц. бактериолог и генетик, основоположник теории лизогении. Ноб. пр. в 1965 г. Смородинцев - Разработал и внедрил (совместно с М. П. Чумаковым) вакцину против полиомиелита. Создал вакцины против гриппа, клещевого энцефалита, кори, эпидемического паротита. Чумаков - Организовал массовое производство, провёл клинические испытания и внедрил вакцину против полиомиелита На пороге 21 века микробиология, вирусология и иммунология представляют одно из ве-дущих направлений биологии и медицины, интенсивно развивающееся и расширяющее границы человеческих знаний. Иммунология вплотную подошла к регулированию механизмов самозащиты организма, коррекции иммунодефицитов, решению проблемы СПИДа, борьбе с онкозаболеваниями. Создаются новые генно- инженерные вакцины, появляются новые данные об открытии инфекционных агентов — возбудителей “соматических” заболеваний (язвенная болезнь желудка, гастриты, гепатиты, инфаркт миокарда, склероз, отдельные формы бронхиальной астмы, шизофрения и др.). Появилось понятие о новых и возвращающийся инфекциях. Примеры реставрации старых патогенов- микобактерии туберкулеза, риккетсии группы клещевой пятнистой лихорадки и ряд других возбудителей природноочаговых инфекций. Среди новых патогенов- вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), легионеллы, бартонеллы, эрлихии, хеликобактер, хламидии (Chlamydia pneumoniae). Наконец, открыты вироиды и прионы — новые классы инфекционных агентов. Вироиды — инфекционные агенты, вызывающие у растений поражения, сходные с вирус-ными, однако эти возбудители отличаются от вирусов рядом признаков: отсутствием белко-вой оболочки (голая инфекционная РНК), антигенных свойств, одноцепочечной кольцевой структурой РНК (из вирусов — только у вируса гепатита D), малыми размерами РНК. Прионы представляют лишенные РНК белковые структуры, являющиеся возбудителями некоторых медленных инфекций человека и животных, характеризующихся летальными поражениями центральной нервной системы. Предполагается, что прионы могут иметь значение в этиологии шизофрении, миопатий. Существенные отличия от вирусов, прежде всего отсутствие собственного генома, не позволяют пока рассматривать прионы в качестве представителей живой природы. Вирусы делят на два подцарства: ДНК-вирусы и РНК-вирусы. Название семейства оканчивается на viridae, подсемейства – на virinae, рода - на virus. Вид вируса не получил бинарного названия как у бактерий. Вирион - внеклеточная форма существования вирусов Различают простые и сложные вирионы. Простые вирионы состоят из нуклеиновой кислоты(ДНК или РНК), окруженной снаружи белковой оболочкой, которую называют капсидом, сложные — имеют дополнительную внешнюю оболочку (суперкапсид). Суперкапсид образуется при выходе вируса из клетки-хозяина, поэтому в его составе имеются углеводы и липиды мембраны этой клетки. 2. Характерные свойства вирусов. Понятие о вирионе. Химический состав и строение простых и сложных вирусов. Взаимодействие вирусов с клеткой. Организация генома вирусов. Генотипическая изменчивость вирусов: мутации, рекомбинации. Свойства вирусов Вирусы обладают следующими свойствами. 1. Это мельчайшие живые организмы. 2. Они не имеют клеточного строения. 3. Вирусы способны воспроизводиться, лишь проникнув в живую клетку. Следовательно, все они — облигатные эндопаразиты. Иными словами, вирусы могут жить, лишь паразитируя внутри других клеток. Большинство из них вызывает болезни. 4. Вирусы устроены очень просто. Они состоят из небольшой молекулы нуклеиновой кислоты, либо ДНК, либо РНК, окруженной белковой или липопротеиновой оболочкой. 5. Они находятся на границе живого и неживого. 6. Каждый тип вируса способен распознавать и инфицировать лишь определенные типы клеток. Иными словами, вирусы высокоспецифичны в отношении своих хозяев. Вирион - внеклеточная форма существования вирусов Различают простые и сложные вирионы. Простые вирионы состоят из нуклеиновой кислоты(ДНК или РНК), окруженной снаружи белковой оболочкой, которую называют капсидом, сложные — имеют дополнительную внешнюю оболочку (суперкапсид). Суперкапсид образуется при выходе вируса из клетки-хозяина, поэтому в его составе имеются углеводы и липиды мембраны этой клетки. Типы взаимодействия вируса с клеткой. Различают три типа взаимодействия вируса с клеткой: продуктивный, абортивный и интегративный. Продуктивный тип — завершается образованием нового поколения вирионов и гибелью (лизисом) зараженных клеток (цитолитическая форма). Некоторые вирусы выходят из клеток, не разрушая их (нецитолитическая форма). Абортивный тип — не завершается образованием новых вирионов, поскольку инфекционный процесс в клетке прерывается на одном из этапов. Интегративный тип — характеризуется встраиванием (интеграцией) вирусной ДНК в виде провируса в хромосому клетки и их совместным сосуществованием (совместная репликация). Взаимодействие вирусов с клеткой 1.Адсорбция вирионов на клетке (у простых вирусов с помощью прикрепительных белков, у сложных с помощью гликопротеина) 2. Проникновение вирусов в клетку (путем рецепторного эндоцитоза - для сложных и простых вирусов; или путем слияния мембран суперкапсида вируса и клетки - для сложных вирусов) 3."Раздевание" вирусов и освобождение его нуклеиновой кислоты("раздевание" при помощи ферментов клетки(протеазами и др.) 4. Экспрессия вирусного генома, и синтез компонентов вириона(транскрипция, трансляция, репликация) Транскри́пция — процесс синтеза РНК с использованием ДНК в качестве матрицы Трансляция — процесс синтеза белка из аминокислот на матрице информационной РНК, осуществляемый рибосомой. Репликация - Синтез дочерней молекулы ДНК по матрице родительской молекулы ДНК 5. Формирование вирионов(путем самосборки осуществляется в цитоплазме) 6. Выход вирионов из клетки (при разрушении(лизисе) клетки - у простых вирусов или путем почкования - у сложных вирусов) Вирусный геном может быть представлен как однонитчатыми, так и двунитчатыми молекулами РНК и ДНК. ДНК может быть как линейной, так и кольцевой молекулой, РНК — как непрерывной, так и фрагментированной и кольцевой молекулой. Изменчивость вирусов обусловлена мутацией генов, сочетанием их при рекомбинации и различным проявлением признаков, зависящим от внешних условий (модификационная изменчивость). Виды мутации вирусов. Вирусы изменяют свои свойства как в естественных условиях при репродукции, так и в эксперименте. В основе наследственных изменений свойств вирусов лежат два процесса: Мутация – изменчивость, связанная с изменением самих генов. Она может иметь прерывистый, скачкообразный характер и приводить к стойким изменением наследственных свойств вирусов. Все мутации вирусов делятся на две группы: · спонтанные; · индуцированные; По протяженности их делят на точечные и аберрационные (изменения, затрагивающие значительный участок генома). Точечные мутации обусловлены заменой одного нуклеотида (для РНК-содержащих вирусов). Мутации могут быть прямыми и обратными. Прямые мутации меняют фенотип, а обратные (реверсии) – его восстанавливают. рекомбинация — обмен генетическим материалом между двумя близкими, но отличающимися по наследственным свойствам вирусами. 3. Репродукция вирусов человека. Особенности репродукции РНК-содержащих вирусов («+РНК» и «- РНК» геномные). Примеры вирусов Репродукция: 1.Адсорбция вирионов на клетке (у простых вирусов с помощью прикрепительных белков, у сложных с помощью гликопротеина) 2. Проникновение вирусов в клетку (путем рецепторного эндоцитоза - для сложных и простых вирусов; или путем слияния мембран суперкапсида вируса и клетки - для сложных вирусов) 3."Раздевание" вирусов и освобождение его нуклеиновой кислоты("раздевание" при помощи ферментов клетки(протеазами и др.) 4. Экспрессия вирусного генома, и синтез компонентов вириона(транскрипция, трансляция, репликация) Транскри́пция — процесс синтеза РНК с использованием ДНК в качестве матрицы Трансляция — процесс синтеза белка из аминокислот на матрице информационной РНК, осуществляемый рибосомой. Репликация - Синтез дочерней молекулы ДНК по матрице родительской молекулы ДНК 5. Формирование вирионов(путем самосборки осуществляется в цитоплазме) 6. Выход вирионов из клетки (при разрушении(лизисе) клетки - у простых вирусов или путем почкования - у сложных вирусов) Особенности репродукции РНК-содержащих вирусов («+РНК» и «- РНК» геномные) РНК-содержащие вирусы: 1. У плюс-РНК вирусов геномная РНК одновременно является информационной РНК, поэтому стадия транскрипция отсутствует: Геномная плюс-РНК —>трансляция —> белок 2.У минус-РНК вирусов синтез белка происходит по следующей схеме: Геномная минус-РНК —>транскрипция —>и-РНК —>трансляция —> белок

Репродукция вирусов в клетке (продуктивная инфекция) – единый процесс, который условно подразделяют ан несколько этапов. Начальный 3 этапа являются подготовительными. Собственно репродукция начинается с 4 этапа. Процессы репродукции у разных семейств и родов вирусов имеют существенные отличия. Но в общих чертах происходят следующие закономерности:

1. Адсорбция вирионов на клетке осуществляется при наличии специфических рецепторов. У простых вирусов это прикрепительные белки на поверхности капсида, а у сложных – гликопротеины, образующие шипики на поверхности суперкапсида. Со способностью вирусов прикрепляться к различным клеточным рецепторам связан тропизм вирусов.

-путем рецепторного эндоцитоза – в месте адсорбции вируса образуется эндосома, содержащая вирус. Она объединяется с клеточной лизосомой и вакуолью, образуя рецептосомому. (простые и сложные вирусы)

- слияния мембран суперкапсида вируса и клетки. Нуклеокапсид оказывается в цитоплазме (сложные вирусы)

3. Депротеинизация («раздевание») вирусов с целью высвобождения нуклеиновой кислоты, которая приобретает способность индуцировать репродукцию вирусов.

4. Экспрессия вирусного генома. Начинается с транскрипции (образование комплементарных и-РНК). Затем идет трансляция (синтез белка) на клеточных рибосомах. Моноцистронные и-РНК кодируют отдельный белок, полицицистронные и-РНК длинный общий белок, который нарезается клеточными протеазами на отдельные белки.

А) У вирусов с двунитевой ДНК: геномная ДНК – транскрипция – и-РНК- трансляция – белок. Если происходит в ядре, то работает клеточная ДНК-зависимая-РНК-полимераза, если в цитоплазме, то вирусная транскриптаза. Последовательно кодируются ранние и-РНК, затем поздние и-РНК, следовательно, сначала происходит трансляция сначала ранних неструктурных белков, затем поздних структурных. Такими вирусами является вирус гепатита В, вирус герпеса, вирус папилломы.

Б) У плюс-РНК геномная РНК является сразу информационной РНК, поэтому: Геномная плюс-РНК - трансляция – белок.

В) У минус- РНК6 Геномная минус-РНК-транскрипция-и-РНК-трансляция-белок.

Г) у ретровирусов: Геномная РНК-комплементарная ДНК-транскрипция-и-РНК-трансляция-белок.

Затем идет репликация вирусного генома (синтез множестав копий нуклеиновой кислоты)

А)ДНК-геномы клеточной ДНК-зависимой ДНК-полимеразы

Б) Плюс-РНК вирусиндуцированной РНК-полимеразы

В)Минус-РНК с помощью РНК-зависимой РНК-полимеразы.

Г) у ретровирусов клеточной ДНК-зависимой РНК-полимеразы. Для них необходима интеграция ДНК провируса в хромосому клетки, а также сочитание интегративной и продуктивной инфекции.

Дизъюктивный (разобщенный) способ репродукции- синтез нуклеиновых кислот и белков вирусов в разных частях клетки и неодновременно.

5. Формирование вирионов (в цитоплазме). Простые вирусы путем самосборки, образуя нуклеокапсид. Сложные вирусы сначала образуют нуклеокапсид, затем взаимодействуют с модифицированной клеточной мембраной, одеваясь суперкапсидом и формируя М-слой.

6. Выход вирионов из клетки при разрушении, лизисе или путем почкования(для сложных вирусов, которые при этом одеваются суперкапсидом)

Суть механизма РНК-интнрференции заключается в том, что при введении в клетки короткой двунитевой РНК, она способна вызывать специфическое разрушение той мРНК, с которой имеет гомологию. Двухцепочная РНК при этом распадается на короткое фрагменты, обозначаемые как малые интерферирующие РНК. Это используется для подавления распространения инфекций.

Инфекционность вирусов способна реализоваться в восприимчивых клетках, обладающих пермиссивностью. Только пермиссивные клетки способны обеспечить все этапы репродукции(продуктивная инфекция). Существуют непермисссивные и полупермиссивные клеточные системы, способные воспринять вирус, но не обладающие всеми факторами, обеспечивающими их репродукцию. В этом случае возникает абортивна я инфекция без образования вирусного потомства.

Вирусная инфекция на уровне клетки бывает автономной или интегративной. Автономная- продуктивная инфекция, при которой вирусный и клеточный гномы, находясь в одной клетке взаимодействуют друг с другом, но при этом остаются обособленными. В противоположность этому, при интегративной инфекции вирусный геном объединяется с клеточным геномом, становясь его частью(для ДНК-вирусов). Это может привести к нарушению синтеза белка в клетке, к неконтролируемому делению клеток- трансформаци и и развитию опухоли.

Инаппарантная форма инфекции - острая бессимптомная инфекция, протекающая при полном отсутствии клинических и биохимических признаков. Обнаруживается лишь закономерное динамикой маркеров острой вирусной инфекции.

Для сохранения вируса как биологического вида очень важной является способность многих вирусов персистировать в клетках организма, тоесть сохраняться в организме длительное время, иногда пожизненно, периодически выделяясь в окружающую среду. Активируясь, вирусы могут вызывать эндогенную инфекцию (при недостаточности иммунитета). в результате может развиться хроническая инфекцию.

Вирусная инфекция может быть цитолитической (клетка погибает, лизируетсяпосле 1-го цикла репродукции) и нецитолитической (клетка продолжает функционировать какое-то время и осуществлять репродукции вирусов в несколько циклов, образуя симпласты; внутриклеточные включения; возможна латентная инфекция, когда имеются только функциональные нарушения, а их видимое проявление отсутствует; возможна трансформация клеток и опухолевой рост.

Для медленных вирусных инфекций характерны особенности: длительный инкубационный период (от нескольких месяцев до десятилетий; медленное развитие заболевания(без ремиссий); преимущественное поражение ЦНС; неизбежный смертельный исход. Группы медленных инфекций:

1. Вызываемые при определенных условиях обычными, «каноническими» вирусам после перенесенных вирусных инфекций(корь, краснуха, клещевой энцефалит)

2. Прионные вирусные инфекции. Прионы - инфекционные вирусные белки, которые являются видоизмененными клеточными белками, образовавшимися вследствие мутаций в кодирующем эти белки гене.