Виділення та титрування бактеріофагів

Вперше спонтанний лізис бактерій описав М.Ф. Гамалія в 1898 р. Детальніше явище розчинення дизентерійних бактерій якимось невідомим агентом дослідив канадський мікробіолог Ф. д’Ерелль у 1917 р. Він назвав цей агент бактеріофагом. Наоснові вивчення феномена бактеріофагії були вирішені дуже важливі проблеми молекулярної біолоігї та генетики. Бактеріофаги виявились основною моделлю для дослідження тонкої структури гена, універсального генетичного коду, впливу радіації на спадкові структури організмів.

Більшість бактеріофагів мають форму сперматозоїда. Вони складаються з гексагональної головки, в якій міститься ДНК, хвостового відростка (стержня, оточеного білковим чохлом), базальної пластинки з фібрилами – рецепторами. Розмірголівки 60-100 нм. Її двошарова оболонка утворена капсомерами, які оточують одну щільно скручену молекулу ДНК. Порожнистий відросток довжиною 100-200 нм служить для прикріплення до поверхні бактерійної клітини та її інфікування. Адсорбується фаг на клітині за допомогою базальної пластинки та фібрил-рецепторів. Існує шість морфологічних типів фагів: нитчасті, без відростка, з аналогом відростка, коротким відростком, з чохлом відростка, що не скорочується й з чохлом відростка, що скорочується.

 

Спеціальна вірусологія

Класифікація вірусів основні родини РНК-вмісних та ДНК-вмісних вірусів

Віруси — неклітинні форми живих організмів, які складаються з нуклеїнової кислоти (ДНК або РНК) і білкової оболонки, зрідка включаючи інші компоненти (ферменти, ліпідні оболонки тощо). Віруси займають екологічну нішу облігатних внутрішньоклітинних паразитів, розмножуючись тільки в живих клітинах, вони використовують їхній ферментативний апарат і переключають клітину на синтез зрілих вірусних часток — віріонів. Поширені всюди. Викликають хвороби рослин, тварин і людини. Існує декілька механізмів антивірусного захисту організму людини. Один із них — синтез інтерферону, протеїну, що бере участь в блокуванні розповсюдження вірусної інфекції між сусідніми клітинами. Розділ бі, що вивчає віруси називається вірусологією.

Розміри більшості вірусів коливаються від 10 до 300 нм. У середньому віруси в 50 разів менші за бактерій. Їх неможливо побачити у оптичний мікроскоп, тому що їх розмір менший за довжину світлової хвилі.

Віруси складаються з різноманітних компонентів:

1. серцевина — генетичний матеріал (ДНК або РНК). Генетичний апарат вірусу кодує від декількох (Вірус Тютюнової Мозаїки) до сотень генів (Вірус Віспи, більше 100 генів). Необхідний мінімум — гени, що кодують вірус-специфічну полімеразу та структурні білки.

2. білкова оболонка, що називають капсидом. Оболонка часто побудована з ідентичних повторюваних субодиниць — капсомерів. Капсомери утворюють структури з високою симетрією.

3. додаткова ліпопротеїдна оболонка. Ліпідна оболонка походить з плазматичної мембрани клітини-хазяїна та зустрічається в порівняно складних вірусів (вірус грипу, вірус герпесу). Цілком сформована інфекційна вірусна частка називається віріоном.

Класифікація за типом геному

В даній класифікації назви типових представників таксонів перекладені українською мовою у разі наявності загальноприйнятого наукового терміну; в інших випадках наведено міжнародно прийняту латинську назву згідно з постановою Міжнародного Комітету з таксономії вірусів (International Committee on Taxonomy of viruses).

ДНК-віруси

ДНК-віруси — віруси, геном яких представлений дезоксирибонуклеїновою кислотою і реплікація здійснюється за допомогою ДНК-залежної ДНК-полімерази, без використання проміжної ланки-посередника РНК. Геномна ДНК[en] цих вірусів може бути дволанцюговою або одноланцюговою і мати лінійну або кільцеву форму.

Група І — дволанцюгові ДНК-віруси (длДНК-віруси)

Перша група вірусів містить дволанцюгову ДНК і для реплікації потрапляють в ядро клітини, так як їм потрібна клітинна ДНК-полімераза. Реплікація ДНК цих вірусів дуже залежить від стадії клітинного циклу. У представників родини Поксвіруси геномна ДНК[en] реплікується поза ядром. У деяких випадках вірус може викликати поділ клітини, що може призвести до ракового переродження.

Група ІІ — одноланцюгові ДНК-віруси (олДНК-віруси)

Друга група вірусів містить одноланцюгову ДНК. Віруси родин Circoviridae[en] та Parvoviridae[en] реплікують геномну ДНК[en] в ядрі, з утворенням інтермедіат — дволанцюгової ДНК.

РНК-віруси

Група ІІІ — дволанцюгові РНК-віруси (длРНК-віруси)

Третя група — віруси, в яких РНК здатна до реплікації (редуплікації) та реплікуються в геномну РНК в цитоплазмі і використовують полімерази господаря в меншій мірі, ніж ДНК-віруси. Реплікація матрична, геном сегментований, кожен ген кодує один білок.

Одноланцюгові РНК-віруси (олРНК віруси)

Четверта та п'ята групи найбільш вивчені віруси, реплікація яких не залежить від стадії клітинного циклу.

Група ІV — позитивно спрямовані одноланцюгові РНК-віруси ((+)олРНК віруси)

Четверта група — віруси, на яких може йти синтез білку на рибосомах клітини господаря. В компонентній структурі позитивно спрямованих одноланцюгових РНК-вірусів, в залежності від особливостей РНК, виділяють дві підгрупи:

1. Віруси з поліцістронною мРНК, в яких трансляція призводить до утворення поліпротеїну, що в свою чергу ділиться на зрілі білки. З одного ланцюга РНК може синтезуватися кілька різних білків, що знижує довжину генів.

2. Віруси зі складною трансляцією, в яких синтез білків йде з одного ланцюга РНК зі зрушенням рамки зчитування, також використовується протеолітичний процесинг поліпротеїнів ( родини вірусів Arteriviridae, Astroviridae, Caliciviridae [en], Coronaviridae [en], Flaviviridae [en], Пікорнавіруси і Togaviridae [en]).

Група V — негативно спрямовані одноланцюгові РНК-віруси ((-)олРНК віруси) [ред. • ред. код]

П'ята група — віруси, які не можуть бути трансльовані на рибосомах клітини господаря, тому попередньо потрібна транскрипція вірусними РНК-полімеразами в (+)РНК. Дана група вірусів має дві підгрупи:

1. Віруси, що містять несегментированний геном, в яких на першому етапі реплікації відбувається транскрипція (-)РНК вірусною РНК-залежною РНК-полімеразою в моноцистронну мРНК і далі синтезуються додаткові копії (+)РНК, які служать матрицями для синтезу геномних (-)РНК. Реплікація геномних РНК таких вірусів здійснюється в цитоплазмі.

2. Віруси з сегментованими геномами, реплікація геномних РНК, яких відбувається в клітинному ядрі. Вірусна РНК-залежна РНК-полімераза синтезує моноцистронне мРНК з кожного сегмента геному. Найбільшою відмінністю даних вірусів від п'ятого групи вірусів полягає в тому, що реплікація здійснюється у двох місцях (родини вірусів Arenaviridae[en], Bunyaviridae[en], Filoviridae[en], Ophioviridae[en], Ортоміксовіруси, Параміксовіруси і Рабдовіруси, та роди — δ-вірус, Tenuivirus[en] і Varicosavirus[en]).

ДНК- та РНК-віруси, що здійснюють зворотну транскрипцію [ред. • ред. код]

Група VІ — одноланцюгові зворотно-транскипційні РНК-віруси (олРНК-ЗТ віруси) [ред. • ред. код]

Шоста група вірусів містить одноланцюгову (+) РНК та використовують фермент зворотної транскриптази для перетворення (+) РНК в ДНК. Замість використання РНК, як матриці для синтезу білків, віруси VI групи використовують матрицю ДНК, яка вбудовується в геном господаря завдяки ферменту інтегрази. Подальша реплікація відбувається за допомогою полімераз клітини господаря. Найбільш добре вивченою родиною даної групи вірусів є ретровіруси, зокрема вид ВІЛ.

Група VІІ — дволанцюгові зворотно-транскипційні ДНК-віруси (длДНК-ЗТ віруси) [ред. • ред. код]

Докладніше: Дволанцюгові зворотно-транскипційні ДНК-віруси

Сьома група найменша сукупність подібних за складом та будовою видів вірусів з дволанцюговою ДНК, що ковалентно замкнута у формі кільця і є матрицею для синтезу мРНК вірусу, а також субгеномних РНК, яка в свою чергу служить матрицею длясинтезу ДНК-генома ферментом зворотної транскриптази вірусу.

 

Пікорнавіруси Основні роди. Ентеровіруси. Вірус поліомієліту, епідеміологія, патогенез. Вірусологічна діагностика, специфічна профілактика. Віруси Коксакі та ЕСНО. Кардіовіруси, риновіруси

Пікорнавіруси (від ісп. pico — мала величина і RNA, скорочене від англ. ribonucleic acid — рибонуклеїнова кислота(РНК)) — родина одноланцюгових, позбавлених суперкапсидної оболонки РНК-вірусів.

Родина складається з 9 родів: Enterovirus, Rhinovirus, Hepatovirus, Aphthovirus, Parechovirus, Erbovirus, Kobuvirus, Teschovirus. Представники 5 родів - Enterovirus, Rhinovirus, Hepatovirus, Parechovirus, Kobuvirus - викликають захворювання у людини.

Розмножуються в цитоплазмі клітин бактерій, рослин, тварин і людини. Найдрібніші з відомих вірусів (діаметром до 30 нм). Серед пікорнавірусів найкраще вивчені ентеровіруси, що мешкають в кишечнику людини і тварин. Багато з них, наприклад вірус поліомієліту, можуть пригнічувати центральну нервову систему. До пікорнавірусів відносяться також вірус ящура, мишачого енцефаліту, риновіруси (викликають катар верхніх дихальних шляхів у людини і тварин), вірус жовтої мозаїки турнепсу та інші.

Поліомієліт (від дав.-гр. πολιός — сірий та дав.-гр. µυελός — спинний мозок) — дитячий спинномозковий параліч, гостре вірусне захворювання, яке зумовлене ураженням сірої речовини спинного мозку поліовірусом та характеризується переважною патологією центральної нервової системи

збудник поліомієліту (poliovirus hominis) відноситься до групи пікорнавірусів родини ентеровірусів (кишкових вірусів) та існує у вигляді 3 незалежних типів (I, II і III). Розміри вірусу — 8—12 нм, містить РНК. Стійкий у зовнішньому середовищі (у воді зберігається до 100 діб, у випорожненнях — до 6 міс), добре переносить замороження, висушення. Не руйнується травним соком та антибіотиками. Культивується на клітковинних культурах, характерна цитопатогенна дія. Гине при кип'ятінні, під впливом ультрафіолетового опромінення та дезінфекуючих засобів.

патогенез

Вхідними воротами інфекції є слизова оболонка носоглотки або кишечника. Під час інкубаційного періоду вірус розмножується у лімфатичному глотковому кільці (мигдалики) та кишечнику, регіонарнихлімфатичних вузлах, проникає у кров та досягає нервових клітин в центральній нервовій системі, викликаючи її ураження (особливо рухових клітин передніх рогів спинного мозку та ядер черепно-мозкових нервів). Нервові клітини зазнають дистрофічно-некротичних змін, розпадаються та гинуть. Менш виражених змін зазнають клітини мозкового стовбуру, підкоркових ядер мозочка та ще в меншій мірі — клітини рухових ділянок кори головного мозку та задніх рогів спинного мозку. Часто відмічається гіперемія та клітинна інфільтрація м'якої мозкової оболонки. Загибель 1/4—1/3 нервових клітин в потовщеннях спинного мозку веде до розвитку пареза. Повні паралічі виникають при загибелі не менше 1/4 клітинного складу.

Після закінчення гострих явищ, загиблі клітини заміщуються гліозною тканиною з виходом у рубцювання. Розміри спинного мозку (особливо передніх рогів) зменшуються: при однобічному ураженні відмічається асиметрія. У м'язах, іннервація яких постраждала, розвивається атрофія. Зміни внутрішніх органів незначні — у перший тиждень відмічається картина інтерстиціального міокардиту.

Діагностика

Ідентифікація збудника поліомієліту має особливе значення, оскільки численні ентеровіруси й герпесвіруси здатні викликати схожі наслідки. Матеріали для досліджень — кров іспинномозкова рідина.

Виділення збудника поліомієліту проводять в первинних культурах тканини (ембріони) або культурах клітин HeLa, Нер-2, СОЦ та ін. Ідентифікацію поліовірусів здійснюють за цитопатичним ефектом і в РН з типовою аптчсивороткою.

Вірусоспецифічні AT щодо поліомієліту визначають у сироватці та СМР; виявлення високих титрів IgM вказує на наявність інфекції.

Головну роль у профілактиці поліомієліту відіграє вакцинація. Специфічна профілактика поліомієліту здійснюється за допомогою вакцин Солкаі Себіна. Крім вакцинації, ВООЗ в 1988 році дала такі рекомендації з профілактики:

• Домогтися широкого охоплення вакцинацією немовлят, для того щоб скоротити кількість сприйнятливих до поліомієліту дітей;

• Заснувати два загальнонаціональні дні для імунізації дітей молодше 5 років;

• Організувати кампанії з імунізації вдома;

• Організувати систему нагляду за епідеміологією поліомієліту в різних країнах.

-----------------------------------------профілактика

За критеріями ВООЗ для вакцинасоційованого поліомієліту характерно:

• початок захворювання не раніше 4-х і не пізніше 30-х діб після вакцинації пероральною живою вакциною;

• для тих, що контактували з вакцинованим — початок захворювання до 60-х діб;

• розвиток асиметричних, переважно проксимальних млявих парезів та / або паралічів без порушення чутливості з ранніми атрофіями в перші 3 доби хвороби;

• стійкі залишкові явища через 2 місяці;

• відсутність прогредієнтності захворювання;

• антигенна подібність виділеного вірусу з вакцинним; чотириразове наростання титру антитіл. Ступінь ризику оцінена комітетом ВООЗ для реципієнтів вакцини в показниках 0, 087-2, 288, для тих, що контактували з вакцинованими — 0, 135-0, 645 на 1 млн щеплених. За висновком спеціального комітету ВООЗ з поліомієліту, вакцина Себіна є найбезпечнішою з усіх застосовуваних у даний час.

Встановлено, що у пацієнтів з вакцинасоційованим поліомієлітом зазвичай виявляють імунодефіцитні стани. Виділення вакцинного штаму вірусу у них відбувається довгостроково, більше півроку, тоді як у здорових осіб цей процес триває до 2-3 місяців.

При підозрі на вакцинасоційовані випадки гострого поліомієліту обов'язково слід проводити диферент.

Ехо віруси

ECHO-віруси (enteric cytopathogenic human orphan viruses - кишкові цитопатична «сирітські» віруси людини) - група дрібних містять РНК вірусів, що відносяться до сімейства пікорнавірусів.

ехо-вірус розвивається непропорційно у чоловіків і дітей. Інфекція протягом перших двох тижнів після народження може викликати руйнацію і потенційно смертельне захворювання. У цій популяції, смерть зазвичай є результатом переважної печінкової недостатності або міокардиту, а не інфекції центральної нервової системи. Старші діти та дорослі мають кращий прогноз. Міокардит є найчастішим ускладненням у дорослих. Ехо-вірус, як і інші Коксакі Ентеровіруси А і Б, як правило, призводить до м'якого, неспецифічного захворювання з низькою температурою. Ехо-вірус може також виробити висип, який розповсюджується від лиця до шиї, верхніх кінцівок і грудної клітки. Лабораторна діагностика здійснюється з із введенням сироваткових антитіл до Ехо-вірусу.