Zgodovina virologije. Faze razvoja virologije
Virologija je veda, ki proučuje morfologijo, fiziologijo, genetiko, ekologijo in evolucijo virusov.
Beseda "virus" je pomenila strup. Ta izraz je uporabil tudi L. Pasteur za označevanje nalezljivega začetka. Trenutno se virus nanaša na najmanjše razmnoževalne mikroorganizme, ki jih najdemo povsod, kjer so žive celice.
Odkritje virusov pripada ruskemu znanstveniku Dmitriju Iosifoviču Ivanovskemu, ki je leta 1892 objavil delo o preučevanju mozaične bolezni tobaka. D. I. Ivanovsky je pokazal, da je povzročitelj te bolezni zelo majhen in se ne zadržuje na bakterijskih filtrih, ki so nepremostljiva ovira za najmanjše bakterije. Poleg tega povzročitelja mozaične bolezni tobaka ni mogoče gojiti na umetnih hranilnih gojiščih. D. I. Ivanovski je odkril rastlinske viruse.
Leta 1898 sta Loeffler in Frosch pokazala, da široko razširjeno bolezen goveda, slinavko in parkljevko, povzroča povzročitelj, ki prehaja tudi skozi bakterijske filtre. Letošnje leto velja za leto odkritja živalskih virusov.
Leta 1901 sta Reed in Carroll pokazala, da je mogoče filtrirna sredstva izolirati iz trupel ljudi, ki so umrli zaradi rumene mrzlice. Letošnje leto velja za leto odkritja človeških virusov.
D "Errel in Twoorth sta leta 1917-1918 odkrila viruse v bakterijah in jih poimenovala "bakteriofagi." Kasneje so bili virusi izolirani iz žuželk, gliv in protozojev.
Virusi so še vedno eni glavnih povzročiteljev nalezljivih in ne nalezljive bolezni oseba. Približno 1000 različnih bolezni je virusne narave. Virusi in bolezni pri ljudeh, ki jih povzročajo, so predmet proučevanja medicinske virologije.
Virusi imajo temeljne razlike od drugih prokariontskih mikroorganizmov:
1. Virusi nimajo celične strukture. To so subcelični mikroorganizmi.
2. Virusi imajo submikroskopske dimenzije, ki se pri človeških virusih razlikujejo od 15-30 nm do 250 nm ali več.
3. Virusi imajo v svoji sestavi samo eno vrsto nukleinske kisline: bodisi DNK bodisi RNK, kjer so zakodirane vse informacije virusa.
4. Virusi nimajo lastnega presnovnega in energetskega sistema.
6. Virusi niso sposobni rasti in binarne cepitve. Razmnožujejo se z razmnoževanjem svojih beljakovin in nukleinske kisline v gostiteljski celici, čemur sledi sestavljanje virusnega delca.
Virusi so zaradi svojih značilnosti izolirani v ločenem kraljestvu Vira, ki vključuje viruse vretenčarjev in nevretenčarjev, rastlin in praživali. Sodobna klasifikacija virusov temelji na naslednjih glavnih merilih:
1. Vrsta nukleinske kisline (RNA ali DNA), njena struktura (eno- ali dvoverižna, linearna, krožna, neprekinjena ali fragmentirana).
2. Prisotnost lipoproteinske membrane (superkapsida).
3. Strategija virusnega genoma (tj. pot prepisovanja, prevajanja, replikacije, ki jo uporablja virus).
4. Velikost in morfologija viriona, vrsta simetrije, število kapsomer.
5. Pojavi genetskih interakcij.
6. Krog dovzetnih gostiteljev.
7. Patogenost, vključno s patološkimi spremembami v celicah in tvorbo znotrajceličnih vključkov,
8. Geografska porazdelitev.
9. Način prenosa.
10. Antigenske lastnosti.
Na podlagi 1. in 2. kriterija delimo viruse na podtipe in družine, na podlagi spodaj navedenih značilnosti - na rodove, vrste, serovarje. Družinsko ime se konča na "viridae", nekatere družine so razdeljene na poddružine (končajo se na "virinae"), rod - "vims". Človeški in živalski virusi so razdeljeni v 19 družin: 13 - RNA-genomskih in 6 - DNA-genomskih. Razvrstitev in nekatere lastnosti človeških in živalskih virusov so predstavljene v tabeli. 1.
Tabela 1
KLASIFIKACIJA IN NEKATERE LASTNOSTI VIRUSOVČLOVEK IN ŽIVALI
KRALJESTVO V1RA |
||||
| družina virusov | Vrsta nukleinske kisline | Prisotnost superkapsida | Velikost viriona. nm | Tipični predstavniki |
DNA-GENOMSKI VIRUSI |
||||
| Adenoviridae | Linearni, dvonitni | - | 70-90 | Adenovirusi sesalcev in ptic |
| herpesviridae | linearna dvojna veriga | + | 220 | Herpes simplex, citomegalija, norice, virusi infekcijske mononukleoze |
| Hepadnaviridae | Dvoverižni, obročasti z enoverižnim delom | + | 1 45-50 | Virus hepatitisa B |
| Papovaviridae | dvostranski, prstan | - | 45-55 | papiloma virusi, poliomi |
| Poxviridae | Dvoverižni z zaprtimi konci | + | 130-250 | virus vakcinije, virus noric |
| Parvoviridae | linearni, enojni | - | 18-26 | adeno-povezan virus |
| RNK GENOMSKI VIRUSI |
||||
| Areoaviridae | razdrobljen enoverižni | + | 50-300 | Virusi Lassa, Machupo |
| Bunyaviridae | razdrobljen enoverižni obročast | + | 90-100 | Virusi hemoragičnih vročin in encefalitisa |
| Caliciviridae | enoverižni | - | 20-30 | Virus hepatitisa E, humani kalicivirusi |
| Coronaviridae | enoverižna + RNA | + | 80-130 | Človeški koronavirusi |
| Orthomyxoviridae | enoverižna, fragmentirana -- RNA | + | 80-120 | Virusi gripe |
| Paramyxoviridae | Enoverižna, linearna -RNA | + | 150-300 | Parainfluenca, ošpice, mumps, PC virus |
| Picornaviridae | enoverižna + RNA | - | 20-30 | Poliomielitis, Coxsackie, ECHO, virusi hepatitisa A, rinovirusi |
| Reoviridae | dvoverižna RNA | - | 60-80 | Reovirusi, rotavirusi |
| Retroviridae | enoverižna RNA | + | 80-100 | Virusi raka, levkemije, sarkomi, HIV |
| Togaviridae | enoverižna + RNA | + | 30-90 | virusi Sindbis. Konji encefalitis. skorja |
| Flaviviridae | enoverižna + RNA | + | 30-90 | Virusi klopnega išiasa, rumene mrzlice, denge, japonskega encefalitisa, hepatitisa C, G |
| Rhabdoviridae | enoverižna -RNA | + | 30-40 | Virus stekline, virus vezikularnega stomatitisa |
| Filoviridae | enoverižna + RNA | + | 200-4000 | Virus ebole, Marburg |
Morfologija in ultrastruktura virusov
Glede na strukturo ločimo 2 vrsti virusnih delcev: preproste in kompleksne.
Notranja struktura preprostih in kompleksnih virusov je podobna.
Jedro virusa je virusna nukleinska kislina virusni genom. Virusni genom lahko predstavlja ena od 4 molekul RNA ali DNA: enoverižna in dvoverižna RNA in DNA. Večina virusov ima en cel ali fragmentiran genom, ki ima linearno ali zaprto obliko. Enoverižni genomi imajo lahko 2 polarnosti: 1) pozitivno, ko nukleinska kislina viriona hkrati služi kot matrica za sintezo novih genomov in deluje kot mRNA; 2) negativen, ki opravlja samo funkcijo matrice. Genom virusov vsebuje od 3 do 100 ali več genov, ki jih delimo na strukturne, ki kodirajo sintezo beljakovin, ki tvorijo virion, in regulatorne, ki spreminjajo metabolizem gostiteljske celice in uravnavajo hitrost razmnoževanja virusa.
V genomu so zakodirani tudi virusni encimi. Sem spadajo: RNA-odvisna RNA-polimeraza (transkriptaza), ki jo najdemo v vseh virusih z negativno polarnostjo, ki vsebujejo RNA. Poksvirusi vsebujejo od DNA odvisno RNK polimerazo. Retrovirusi imajo edinstven encim, od RNA odvisno DNA polimerazo, imenovano reverzna transkriptaza. V genomu nekaterih virusov so geni, ki kodirajo RNaze, endonukleaze in protein kiniaze.
Zunaj je nukleinska kislina prekrita z beljakovinsko ovojnico - kapsido, ki tvori kompleks - nukleokapsid (v kemijskem smislu - nukleoprotein). Kapsida je sestavljena iz posameznih beljakovinskih podenot - kapsomer, ki predstavljajo polipeptidno verigo, zloženo na določen način, ki ustvarja simetrično strukturo. Če so kapsomeri zloženi v spiralo, se ta vrsta zlaganja kapsid imenuje spiralna simetrija. Če so kapsomere zložene vzdolž ploskev poliedra (12-20-edra), se ta vrsta zlaganja kapsid imenuje ikozaedrična simetrija
Kapsido predstavljajo α-spiralni proteini, ki so sposobni polimerizacije, ki ščitijo genom pred različnimi vplivi, opravljajo receptorsko funkcijo v tej skupini virusov in imajo antigenske lastnosti.
Kompleksni virusi imajo zunanjo lupino - superkapsido, ki se nahaja na vrhu kapside. Sestava superkapsida vključuje notranjo beljakovinsko plast - M-protein, nato bolj voluminozno plast lipidov in ogljikovih hidratov, ekstrahiranih iz celičnih membran gostiteljske celice. Virusno specifični glikoproteini prodrejo v superkapsido in na zunanji strani tvorijo kodraste izbokline, ki opravljajo receptorsko funkcijo. Virusi obstajajo v treh oblikah:
1) virion (virusni delec) - zunajcelična oblika;
2) intracelularni (vegetativni) virus;
3) virus (provirus), integriran z DNK gostitelja.
Interakcija virusa s celico. Razmnoževanje (množenje) virusov
Proces razmnoževanja virusov lahko pogojno razdelimo na 2 fazi . Prva faza vključuje 3 stopnje: 1) adsorpcija virusa na občutljive celice; 2) prodiranje virusa v celico; 3) deproteinizacija virusa . Druga faza vključuje faze realizacije virusnega genoma: 1) transkripcija, 2) translacija, 3) replikacija, 4) sestavljanje, zorenje virusnih delcev in 5) sproščanje virusa iz celice.
Interakcija virusa s celico se začne s procesom adsorpcije, to je s pritrditvijo virusa na površino celice.
Adsorpcija je specifična vezava virionskega proteina (antireceptorja) na komplementarno celično površinsko strukturo – celični receptor. Po kemični naravi so receptorji, na katerih so fiksirani virusi, dve skupini: mukoprotein in lipoprotein. Virusi gripe, parainfluence, adenovirusi so fiksirani na mukoproteinske receptorje. Enterovirusi, herpes virusi, arbovirusi se adsorbirajo na lipoproteinske receptorje celice. Adsorpcija se pojavi samo v prisotnosti določenih elektrolitov, zlasti ionov Ca2+, ki nevtralizirajo odvečne anionske naboje virusa in celične površine ter zmanjšajo elektrostatično odbojnost virusa in celice, nato pa pride do specifične interakcije pritrditvenega proteina viriona z specifične skupine na plazemski membrani celice. Preprosti človeški in živalski virusi vsebujejo pritrdilne beljakovine v kapsidi. Pri kompleksno organiziranih virusih so pritrdilni proteini del superkapsida. Lahko so v obliki niti (vlakna pri adenovirusih) ali konic, gobastih struktur pri mixo-, retro-, rhabdo- in drugih virusih. Sprva obstaja ena sama povezava viriona z receptorjem – takšna pritrditev je krhka – adsorpcija je reverzibilna. Da pride do ireverzibilne adsorpcije, se mora med virusnim receptorjem in celičnim receptorjem pojaviti več vezi, to je stabilna multivalentna pritrditev. Število specifičnih receptorjev na površini ene celice je 10 4 -10 5 . Receptorji za nekatere viruse, kot so arbovirusi. najdemo jih na celicah vretenčarjev in nevretenčarjev, pri drugih virusih le na celicah ene ali več vrst.
Prodiranje človeških in živalskih virusov v celico poteka na dva načina: 1) viropeksija (pinocitoza); 2) zlitje virusne superkapsidne ovojnice s celično membrano. Bakteriofagi imajo svoj mehanizem penetracije, tako imenovano brizgo, ko se zaradi krčenja beljakovinskega izrastka faga nukleinska kislina tako rekoč vbrizga v celico.
Deproteinizacija virusnega sproščanja hemioma virusa iz virusnih zaščitnih lupin poteka bodisi s pomočjo virusnih encimov bodisi s pomočjo celičnih encimov. Končni produkt deproteinizacije so nukleinske kisline ali nukleinske kisline, povezane z notranjim virusnim proteinom. Nato poteka druga faza virusne reprodukcije, ki vodi do sinteze virusnih komponent.
Transkripcija je prepisovanje informacij iz DNA ali RNA virusa v mRNA v skladu z zakoni genetske kode.
Translacija je proces prevajanja genetske informacije, ki jo vsebuje mRNA, v specifično zaporedje aminokislin.
Replikacija je proces sinteze molekul nukleinske kisline, homolognih virusnemu genomu.
Implementacija genetske informacije v virusih, ki vsebujejo DNA, poteka na enak način kot v celicah:
Transkripcija DNA in translacijski protein RNA
Za viruse, ki vsebujejo RNA z negativnim genomom (virusi gripe, para-gripe itd.), Je formula za realizacijo genoma naslednja:Transkripcija RNA in translacijski protein RNA
Pri virusih s pozitivnim genomom RNA (togavirusi, pikornavirusi) transkripcija ni:
RNA prevodni protein
Retrovirusi imajo edinstven način prenosa genetskih informacij:
Reverzna transkripcija RNA Transkripcija DNA i-RNA prevodni protein
DNK se integrira z genomom gostiteljske celice (provirus).
Ko celica proizvede virusne komponente, se začne zadnja faza razmnoževanja virusa, sestavljanje virusnih delcev in sproščanje virionov iz celice. Sprostitev virionov iz celice poteka na dva načina: 1) z "eksplozijo" celice, zaradi česar se celica uniči. Ta pot je lastna preprostim virusom (picorna-, reo-, papova- in adenovirusi), 2) izhod iz celic z brstenjem. Neločljivo povezan z virusi, ki vsebujejo superkapsid. S to metodo celica ne umre takoj, lahko daje več virusnih potomcev, dokler se njeni viri ne izčrpajo.
Metode gojenja virusov
Za gojenje virusov v laboratorijskih pogojih se uporabljajo naslednji živi predmeti: 1) celične kulture (tkiva, organi); 2) piščančji zarodki; 3) laboratorijske živali.I. Celične kulture
Najpogostejše so enoslojne celične kulture, ki jih lahko razdelimo na 1) primarne (predvsem tripsinizirane), 2) polpresadljive (diploidne) in 3) presadljive.Izvor delimo jih na embrionalne, neoplastične in iz odraslih organizmov; z morfogenezo- na fibroblastnih, epitelnih itd.
Primarni celične kulture so celice katerega koli človeškega ali živalskega tkiva, ki imajo sposobnost rasti kot enoplast na plastični ali stekleni površini, prevlečeni s posebnim hranilnim medijem. Življenjska doba takih pridelkov je omejena. V vsakem primeru so pridobljeni iz tkiva po mehanskem mletju, obdelavi s proteolitičnimi encimi in standardizaciji števila celic. Primarne kulture, pridobljene iz opičjih ledvic, ledvic človeških zarodkov, človeškega amniona, piščančjih zarodkov, se pogosto uporabljajo za izolacijo in kopičenje virusov, pa tudi za proizvodnjo virusnih cepiv.
polpresadljiva (oz diploiden ) celične kulture - celice istega tipa, ki lahko prenesejo do 50-100 prehodov in vitro, hkrati pa ohranijo svoj prvotni diploidni nabor kromosomov. Diploidni sevi človeških embrionalnih fibroblastov se uporabljajo tako za diagnostiko virusnih okužb kot pri proizvodnji virusnih cepiv.
presajeni za celične linije je značilna potencialna nesmrtnost in heteroploidni kariotip.
Vir presajenih linij so lahko primarne celične kulture (npr. SOC, PES, VNK-21 - iz ledvic enodnevnih sirskih hrčkov; PMS - iz ledvic morskega prašička itd.), katerih posamezne celice kažejo nagnjenost k neskončnemu razmnoževanju in vitro. Niz sprememb, ki vodijo do pojava takšnih lastnosti celic, se imenuje transformacija, celice presajenih tkivnih kultur pa transformirane.
Drug vir presajenih celičnih linij so maligne neoplazme. V tem primeru pride do celične transformacije in vivo. V virološki praksi se najpogosteje uporabljajo naslednje linije presajenih celic: HeLa - pridobljena iz karcinoma materničnega vratu; Ner-2 - iz karcinoma grla; Detroit-6 - od metastaz pljučnega raka do kostnega mozga; RH - iz človeške ledvice.
Za gojenje celic so potrebna hranilna gojišča, ki jih glede na namen delimo na rastne in podporne. Rastni medij bi moral vsebovati več hranila za zagotovitev aktivnega razmnoževanja celic, da se tvori monosloj. Podporni medij naj zagotovi le preživetje celic v že oblikovanem monosloju med razmnoževanjem virusov v celici.
Standardni sintetični mediji, kot so mediji Synthetic 199 in mediji Needle, se pogosto uporabljajo. Ne glede na namen so vsa hranilna gojišča za celične kulture zasnovana na osnovi uravnotežene raztopine soli. Najpogosteje je Hankova rešitev. Sestavni del večine rastnih medijev je krvni serum živali (teleta, bika, konja), brez prisotnosti katerega 5-10% ne pride do razmnoževanja celic in tvorbe enoplastne plasti. Serum ni vključen v vzdrževalna sredstva.
Izolacija virusov v celičnih kulturah in metode za njihovo indikacijo.
Pri izolaciji virusov iz različnih nalezljivih materialov pri bolniku (kri, urin, blato, izcedek iz sluznice, brisi organov) se uporabljajo celične kulture, ki so najbolj občutljive na domnevni virus. Za okužbo se uporabljajo kulture v epruvetah z dobro razvito enoplastjo celic. Pred okužbo celic odstranimo hranilni medij in v vsako epruveto dodamo 0,1-0,2 ml suspenzije testnega materiala, predhodno obdelanega z antibiotiki za ubijanje bakterij in gliv. Po 30-60 min. stiku virusa s celicami, odstranite odvečni material, dodajte nosilni medij v epruveto in jo pustite v termostatu, dokler se ne odkrijejo znaki razmnoževanja virusa.
Indikator prisotnosti virusa v okuženih celičnih kulturah je lahko:
1) razvoj specifične celične degeneracije - citopatski učinek virusa (CPE), ki ima tri glavne vrste: okrogla ali majhna degeneracija celic; nastanek večjedrnih velikanskih celic - simplastov; razvoj žarišč celične proliferacije, sestavljenih iz več plasti celic;
2) odkrivanje intracelularnih vključkov, ki se nahajajo v citoplazmi in jedrih prizadetih celic;
3) pozitiven hamaglutinacijski test (RHA);
4) pozitivna hemadsorpcijska reakcija (RGAds);
5) pojav tvorbe plaka: monosloj z virusom okuženih celic je prekrit s tanko plastjo agarja z dodatkom nevtralnega rdečega indikatorja (ozadje - roza). V prisotnosti virusa v celicah nastanejo brezbarvne cone ("plaki") na rožnatem ozadju agarja.
6) v odsotnosti CPE ali GA se lahko nastavi interferenčna reakcija: proučevana kultura se ponovno okuži z virusom, ki povzroča CPE. V pozitivnem primeru CPP ne bo (interferenčna reakcija je pozitivna). Če v testnem materialu ni virusa, se opazuje CPE.
II. Izolacija virusov v piščančjih zarodkih.
Za virološke študije se uporabljajo piščančji zarodki, stari 7-12 dni.
Pred okužbo določite sposobnost preživetja zarodka. Pri ovoskopiranju so živi zarodki mobilni, žilni vzorec je jasno viden. S preprostim svinčnikom označite meje zračnega mešička. Piščančje zarodke okužimo v aseptičnih pogojih s sterilnimi instrumenti, po predhodno obdelani lupine nad zračnim prostorom z jodom in alkoholom.
Načini okužbe piščančjih zarodkov so lahko različni: nanašanje virusa na korionsko-alantoično membrano, v amnijsko in alantoično votlino, v rumenjakovo vrečko. Izbira metode okužbe je odvisna od bioloških lastnosti preučevanega virusa.
Indikacija virusa v piščančjem zarodku je smrt zarodka, pozitiven hemaglutinacijski test na steklu z alantoično ali amnijsko tekočino, žariščne lezije ("plaki") na horionsko-alantoični membrani.
III. Izolacija virusov pri laboratorijskih živalih.
Laboratorijske živali se lahko uporabljajo za izolacijo virusov iz kužnega materiala, kadar ni mogoče uporabiti bolj priročnih sistemov (celičnih kultur ali piščančjih zarodkov). Jemljejo predvsem novorojene bele miši, hrčke, morske prašičke, podgane. Živali se okužijo po principu virusnega citotropizma: pnevmotropne viruse injiciramo intranazalno, nevrotropne intracerebralno, dermatotropne viruse na kožo.
Indikacija virusa temelji na pojavu znakov bolezni pri živalih, njihovem poginu, patomorfoloških in patohistoloških spremembah v tkivih in organih ter pozitivni hemaglutinacijski reakciji z izvlečki iz organov.
Virusne bolezni, njihove značilnosti
Virusi za razliko od drugih mikroorganizmov povzročajo 2 skupini bolezni:
1) virusne okužbe,
2) tumorji (benigni in maligni). Značilnosti virusnih okužb:
1. Virusne okužbe so zelo razširjene. Njihov delež v strukturi nalezljive obolevnosti je lahko 60-80%.
2. Znotrajcelično razmnoževanje virusov povzroči množično smrt telesnih celic.
3. Razmnoževanje nekaterih virusov (HIV, virusi ošpic, hepatitis B, C) v celicah imunskega sistema vodi v razvoj stanja imunske pomanjkljivosti.
4. Sposobnost nekaterih virusov, da se integrirajo v celični genom (HIV, virus hepatitisa B, onkogeni virusi, ki vsebujejo RNA).
5. Nekateri virusi (rdečke, citomegalija) so teratogeni.
6. Infektivni virusi lahko izzovejo razvoj tumorjev (adenovirusi, herpesvirusi, virusi hepatitisa B, C, G).
7. Virusi lahko povzročijo počasne okužbe (HIV, ošpice, steklina, hepatitis B, herpes itd.).
8. Za številne virusne okužbe ni imunoprofilakse.
9. Diagnoza virusnih bolezni se ne uporablja v vsakem primeru zaradi množične narave teh bolezni.
10. Zaenkrat ni dovolj učinkovitih sredstev za zdravljenje virusnih bolezni.
KLASIFIKACIJA VIRUSNIH OKUŽB
ravni celice
Avtonomna okužba
Integracijska okužba
produktivno
neuspešno
Integracija celotnega genoma
Integracija dela genoma
kronično
Akutna
Neoplastična transformacija
Pomanjkanje transformacije
citolitik
Necitolitično
Raven telesa
Fokalna okužba
Splošna okužba
vztrajen
vztrajen
Na celični ravni ločimo avtonomne okužbe, če se virusni genom razmnožuje neodvisno od celičnega, in integracijske okužbe, če je virusni genom vključen v celični. Avtonomno okužbo delimo na produktivno, pri kateri nastanejo kužni potomci, in neuspešno, pri kateri se infekcijski proces prekine, novi virusni delci pa se sploh ne tvorijo ali pa se tvorijo v majhnih količinah. Produktivne in neuspele okužbe so lahko akutne ali kronične. Akutno okužbo glede na usodo okužene celice delimo na citolitično in necitolitično. Citolitična okužba povzroči uničenje celic ali CPP, virus, ki povzroča CPP, pa se imenuje citopatogen.
Na ravni telesa so virusne okužbe razdeljene v 2 skupini: 1) žariščne, ko se razmnoževanje in delovanje virusa manifestira na vhodnih vratih; 2) generalizirano, pri katerem se virus po razmnoževanju v vhodnih vratih razširi na različne organe in tkiva, tvori sekundarna žarišča okužbe. Primeri žariščne okužbe so ARVI in AII, generalizirane - poliomielitis, ošpice, črne koze.
Akutna okužba ne traja dolgo, spremlja jo sproščanje virusa v okolje, konča se z okrevanjem ali smrtjo organizma. Akutna okužba se lahko kaže z vrsto simptomov (manifestna okužba) ali pa je asimptomatska (neočitna okužba).
Pri dolgotrajni interakciji virusa z makroorganizmom pride do perzistentne okužbe (PI). Odvisno od stanja telesa lahko isti virus povzroči tako akutno okužbo kot dolgotrajno (ošpice, herpes, hepatitis B, C, adenovirusi). Klinične manifestacije PI so lahko hude, blage ali pa jih sploh ni, virus se lahko ali pa tudi ne sprosti v okolje. Glede na te značilnosti so PI razdeljeni na latentne (latentne okužbe, brez izolacije virusa, povzročajo onkogeni virusi, HIV, herpes in adenovirusi); kronična (za katero so značilna obdobja remisij in poslabšanj, ko se virus sprosti v okolje. Primeri kronične okužbe so herpetična, adenovirusna, kronični hepatitis B in C itd.); počasen (za katerega je značilna dolga inkubacijska doba, počasen razvoj simptomov, ki vodijo do hude okvare telesnih funkcij in smrti).
Etiologija počasnih okužb
Počasne okužbe ljudi in živali lahko glede na etiologijo razdelimo v 2 skupini:
I skupina so počasne okužbe, ki jih povzročajo prioni. Prioni so proteinski infektivni delci (proteinski infekcijski delci), imajo obliko fibril, dolgi od 50 do 500 nm, z maso 30 kD. Ne vsebujejo nukleinske kisline, so odporne na proteaze, toploto, ultravijolično, ultrazvočno in ionizirajoče sevanje. Prioni so sposobni razmnoževanja in kopičenja v prizadetem organu do velikanskih vrednosti, ne povzročajo CPP, imunskega odziva in vnetnih reakcij. Degenerativne poškodbe tkiva.
Prioni povzročajo bolezni pri ljudeh:
1) Kuru (»smejoča se smrt«) je počasna okužba, endemična za Novo Gvinejo. Zanj sta značilna ataksija in tremor s postopno popolno izgubo motorične aktivnosti, dizartrija in smrt eno leto po pojavu kliničnih simptomov.
2) Creutzfeldt-Jakobova bolezen, za katero je značilna progresivna demenca (demenca) in simptomi poškodbe piramidnega in ekstrapiramidnega trakta.
3) Amiotrofična levkospongioza, za katero je značilno degenerativno uničenje živčnih celic, zaradi česar možgani pridobijo gobasto (spongioformno) strukturo.
Prionske bolezni pri živalih:
1) Goveja spongioformna encefalopatija (steklina pri kravah);
2) Scrapie - subakutna transmisivna spongiformna encefalopatija ovnov.
II skupina so počasne okužbe, ki jih povzročajo klasični virusi.
Med počasne virusne okužbe človeka spadajo: okužba s HIV - AIDS (povzročitelj HIV, družina Retrovoridae); PSPE - subakutni sklerozirajoči panencefalitis (virus ošpic, družina Paramyxoviridae); progresivne prirojene rdečke (virus rdečk, družina Togaviridae); kronični hepatitis B (virus hepatitisa B, družina Hepadnaviridae); citomegalovirusna poškodba možganov (virus citomegalije, družina Herpesviridae); T-celični limfom (HTLV-I, HTLV-II, družina Retroviridae); subakutni herpetični encefalitis (herpes simples, družina Herpesviridae) itd.
Poleg počasnih okužb, ki jih povzročajo virusi in prioni, obstaja skupina nozoloških oblik, ki po kliniki in izidu ustrezajo znakom počasne okužbe, vendar natančnih podatkov o etiologiji še ni. Takšne bolezni vključujejo multiplo sklerozo, amiotrofično lateralno sklerozo, aterosklerozo, shizofrenijo itd.
Laboratorijska diagnoza virusnih okužb
Laboratorijska diagnostika virusnih okužb temelji na 3 skupinah metod:
1 skupina- Detekcija povzročitelja ali njegovih sestavin neposredno v kliničnem materialu, odvzetem od pacienta, in odziv po nekaj urah (hitra; ekspresna diagnostika). Metode za hitro diagnosticiranje najpogostejših virusnih okužb so podane v tabeli. 2.
tabela 2
METODE EKSPRESNE DIAGNOSTIKE SKUPNEGA
VIRUSNE OKUŽBE
| Virusi | Okužba | Raziskovalno gradivo | Čas zbiranja materiala | Metode hitre diagnostike |
| Adenovirusi | adenovirusna okužba | Nazofaringealni izcedek, veznica, kri, blato, urin | Prvih 7 dni bolezni | IF, molekularna hibridizacija (MG), EM, ELISA, RIA |
| Parainfluenca, PC virus | SARS | Izcedek iz nazofarinksa | Prvih 3-5 dni bolezni | ČE. ELISA |
| gripa | gripa | Izcedek iz nazofarinksa | Prvih 3-5 dni bolezni | IF, ELISA, RIA, EM |
| Rinovirusi | SARS | Izcedek iz nazofarinksa | Prvih 3-5 dni bolezni | ČE |
| Herpes simplex | herpes simpleks | Vsebina veziklov | V prvih 12 dneh po pojavu izpuščaja | IF, MG, IEM, ELISA |
| Norice in herpes zoster | Norice, herpes zoster | Vsebina veziklov | V prvih 7 dneh po pojavu izpuščaja | ELISA, IF, IEM |
| citomegalija | Okužba s citomegalovirusom | Urin, slina, kri | V celotnem poteku bolezni | EM, mikroskopija obarvanega brisa, MG, IF, dokaz IgM |
| Rotavirusi | Akutni gastroenteritis | Iztrebki | Prvih 3-5 dni bolezni | EM, IEM, ELISA, RIA, MG, elektroforeza RNA v PAAG |
| Hepatitis A | Hepatitis A | Iztrebki, kri | Prvih 7-10 dni bolezni | IEM, ELISA, RIA, odkrivanje IgM |
| Hepatitis B | Hepatitis B | kri | Celotno obdobje bolezni | ELISA, RIA, ROPGA, MG, PCR, WIEF |
2 skupina metode - Izolacija virusa iz kliničnega materiala, njegova indikacija in identifikacija (virološka diagnostika).
V večini primerov je koncentracija virusa v kliničnem materialu nezadostna za hitro detekcijo virusa ali njegovih antigenov. V teh primerih se uporablja virološka diagnostika. Ta skupina metod je dolgotrajna, delovno intenzivna in pogosto retrospektivna. Vendar pa je virološka diagnostika nujna pri okužbah, ki jih povzročajo nove vrste virusov, ali kadar diagnoze ni mogoče postaviti z drugimi metodami.
Za virološko diagnozo mora zdravnik zagotoviti odvzem potrebnih vzorcev materiala v ustrezni fazi bolezni, dostavo v laboratorij in diagnostičnim laboratorijem zagotoviti potrebne klinične informacije.
Material za virološke raziskave pri boleznih, ki jih spremlja driska ali druge gastrointestinalne motnje, ki kažejo na virusno etiologijo, so sveži deli blata. Za bolezni dihalni sistem material za raziskave je najbolje pridobiti z aspiracijo sluzi, izpiranjem. Nazofaringealni brisi so manj informativni. V prisotnosti vezikularnega izpuščaja je material za raziskavo tekočina, ki jo igla aspirira iz veziklov. V primeru petehialnega in makulopapuloznega izpuščaja so material za raziskave vzorci sluzi iz nazofarinksa in blata. Če obstaja sum na nevrovirusne okužbe, je treba za virološko preiskavo vzeti sluz iz nazofarinksa, blato in cerebrospinalno tekočino. Za diagnozo mumpsa in stekline je material slina. Če sumite na okužbe s citomegalo in papovirusi, je material lahko urin. Poskus izolacije virusa iz krvi je možen, če sumite na okužbe, ki jih povzročajo nekateri arbovirusi, virusi herpesa. Biopsijo možganov lahko opravimo pri diagnozi herpetičnega encefalitisa, SSPE, progresivnega panencefalitisa rdečk, Creptzfeldt-Jakobove bolezni, levkospongioze itd.
Pripravki nazofaringealne ali fekalne sluzi se dajo v transportni medij, ki je sestavljen iz fiziološke raztopine z dodatkom antibiotikov in majhne količine beljakovin ali živalskega seruma. Materiale lahko hranite pri 4°C največ 48 ur. Daljše skladiščenje zahteva temperaturo -70°C.
Izolacijo virusa iz kliničnega materiala izvedemo z inokulacijo v celično kulturo, embrionalne zarodke ali okužbo laboratorijskih živali z njim (glej Gojenje virusov).
Virus influence je treba izolirati z inokulacijo materiala, ki vsebuje virus, v ampiotično ali alantoisno votlino piščančjega zarodka. Za izolacijo virusa Coxsackie A, virusa stekline, številnih arbovirusov in areiavirusov je priporočljivo inokulirati novorojene miši z intraperitonealno in intraperitonealno inokulacijo materiala.
Po okužbi celične kulture le-to pregledamo na prisotnost CP D. Številni enterovirusi povzročijo zgodnjo CDD (po nekaj urah). Cigomegalovirusi, adenovirusi, virus rdečk povzročijo CPP po nekaj tednih, včasih pa se je treba zateči k pridobitvi subkulture. Prisotnost bolezni kaže na prisotnost virusov, kot so PC, virusi ošpic, mumpsa, herpesa.
Identifikacija virusov, izoliranih v teh sistemih, poteka s pomočjo seroloških metod. Serološki testi, kot so RTGL, RN, PIT Ade, se uporabljajo samo za virusne okužbe. RSK, RPHA, ELISA, RIA, IF, RP itd. se uporabljajo za diagnosticiranje virusnih okužb in okužb, ki jih povzročajo drugi patogeni.
Shemi 2 in 3 prikazujeta diagnozo akutnih respiratornih virusnih okužb in črevesnih okužb.
IZOLACIJA VIRUSOV IZ NAZOFARINAŽNEGA IZVODA, NJIHOVA INDIKACIJA IN IDENTIFIKACIJA V DIHALIH
VIRUSNE OKUŽBE
Nazofaringealna sluz, zdravljena z antibiotiki
Okužba piščančjega zarodka
Okužba sesnih miši
paraliza, smrt
Smrt, specifične lezije CAO
coxsackievirusi, herpes
RSK, RTGA
Virusi gripe
Virusi herpesa
Okužba celične kulture
CPP je lahko odsoten
Tvorba sincicija
Herpetični tip CPD
Adenovirusna vrsta CPD
Pikornavirusni tip CPD
RSK, RN z barvnim testom
IF, RN, RSK, RTGA
ČE, RN, RSK
motnje
IF, RN, RTGA, RTGAds
Adenovirusi
Enterovirusi, rinovirusi
Virusi herpes simpleksa, citomegalovirus
RS virus, ošpice, parainfluenca
Virusi gripe, parainfluence, EP
virus rdečk
3 skupina metode - Serološka diagnostika virusnih okužb.
En sam serološki test le v redkih primerih omogoča diagnosticiranje virusne bolezni (na primer okužbe s HIV). V večini primerov serološka diagnoza zahteva parne serume, odvzete v akutni fazi bolezni in po 2-4 tednih. Zaznavanje štirikratnega ali več povečanja titra protiteles se običajno obravnava kot diagnostični znak akutne virusne okužbe.
IZOLACIJA VIRUSOV IZ BLATA, NJIHOVA INDIKACIJA IN IDENTIFIKACIJA PRI ČREVESNIH VIRUSNIH OKUŽBAH
Fekalna suspenzija, obdelana z antibiotiki, očiščena s centrifugiranjem
Okužba z mišmi
Okužba celičnih kultur
paraliza, smrt
Picovirus tipa CPD
Revirusni tip CPD
Adenovirusna vrsta CPD
RN, RSK
RSK, RN z barvnim testom
IF, RN, RTGA
RTGA, RSK, RN
Coxsackie A, B, rotavirusi
enterovirusi
Adenovirusi
Rotavirusi
Načela zdravljenja in preprečevanja virusnih okužb
1 skupina- Anomalni nukleozidi - analogi prekurzorjev nukleinskega metabolizma, zavirajo delovanje virusnih polimeraz ali so vključeni v verigo nukleinske kisline, zaradi česar je nefunkcionalna.
Analog pirimidina - jododezoksiuridin se uporablja za zdravljenje herpetičnega keratitisa, kožnega herpesa in citomegalije. Analogi purina - vidorabid se uporabljajo za zdravljenje herpesnega encefalitisa, noric in herpesa zostra. Aciklovir (Zovirax) - uporablja se tudi za zdravljenje različni tipi herpetična okužba. Ribovirin (virazol) - učinkovit proti virusom, ki vsebujejo RNA in DNA. Za zdravljenje okužbe s HIV so bili pridobljeni nukleozidni analogi, ki zavirajo reverzno transkriptazo HIV, azidotimidin (zidovudin), timazid (fosfatid) in chivid (zalcitabin).
2 skupina derivati adamantamin hidroklorida. Zdravila: amantadin in rimantadin zavirata razmnoževanje gripe, ošpic, rdečih
Nuhn. Najbolj učinkovit proti gripi A. Mehanizem delovanja je kršitev deproteinizacije virusa.
3 skupina- tiosemikarbazoi. Zdravilo metisazoi (marborap) je aktivno proti virusom noric. Mehanizem delovanja zdravila je zatiranje sinteze virusnih beljakovin in sestavljanja virusnih delcev.
4 skupina zaviralci proteolitske aktivnosti virusov. Bistvo tega pojava je v tem, da številni proteini picoria-, orto-, adeno-, toga-, retrovirusov pridobijo virusno aktivnost šele po tem, ko te proteine razrežejo na fragmente s proteaznimi encimi. Pri zdravljenju okužb, ki jih povzročajo ti virusi, se uporabljajo zaviralci proteaze, kot so gorlox, contrical, s-aminokaprojska kislina. V naši republiki se za zdravljenje okužbe s HIV uporablja zdravilo te skupine invirase (sakvinavir).
5 skupina. Eno od novih in obetavnih področij kemoterapije je ustvarjanje zdravil, kot so "nukleaze", ki lahko poškodujejo virusne gene, kar bo omogočilo zdravljenje integracijskih virusnih bolezni.
6 skupina interferoni. Trenutno se -interferon (levkocitni IF) uporablja tako za zdravljenje kot za preprečevanje, zlasti pri respiratornih virusnih okužbah. Mehanizem delovanja je kršitev sinteze virusnih beljakovin. -interferon ali imunski interferon se pogosto uporablja. -interferon krepi delovanje T-ubijalcev in naravnih ubijalcev, T-efektorjev HNZ. Uporablja se za zdravljenje malignih tumorjev in virusnih okužb.
7 skupina- virusno specifični imunoglobulini. ki so pridobljeni iz krvi rekonvalescentov ali posebej cepljenih darovalcev. Uporabljajo se za preprečevanje ošpic, hepatitisa A, B, gripe, parainfluence in drugih virusnih okužb (za preprečevanje stekline se uporablja imunoglobudin proti steklini, pridobljen iz krvi imuniziranih živali). Ig moti virione, preprečuje adsorpcijo virusa na občutljivih celicah.
8 skupina- Cepiva. Za preprečevanje številnih virusnih okužb veljajo ubita cepiva, ki vsebujejo viruse, aktivirane s formalinom ali -kropnolaktonom (cepiva proti gripi, ošpicam, otroški paralizi, japonskemu in klopnemu encefalitisu, steklini), živa (oslabljena) virusna cepiva, ki vsebujejo virusi z oslabljeno virulenco (cepivo proti gripi, ošpicam, mumpsu, rdečkam, otroški paralizi, steklini, rumeni mrzlici itd.); podenotna cepiva, ki vsebujejo virusne zaščitne antigene (podenote) (cepivo proti gripi); rekombipantna (gensko spremenjena) cepiva (cepivo proti hepatitisu B, pri katerem se gen, ki kodira antigen HBs, vnese v genom celice kvasovke). Sintetična cepiva so v razvoju.
Laboratorijska diagnoza virusnega hepatitisa
Trenutno se v kategoriji virusnega hepatitisa šteje 7 neodvisnih nosoloških oblik: hepatitis A, B, C, D, E, F, G. Virusni hepatitis je glede na načine prenosa razdeljen na:
1. Enteralno, prenaša se fekalno-oralno. Ti vključujejo hepatitis A, E in očitno F.
2. Parenteralno, prenaša se s parenteralno manipulacijo, vključno in vivo s transplacentalnim in spolnim prenosom. Ti vključujejo hepatitis B, C, D, G.
Najbolj razširjen hepatitis A, B, C, katerih primerjalne značilnosti so predstavljene v tabeli. 3.
Tabela 3
PRIMERJALNE ZNAČILNOSTI
VIRUSNI HEPATITIS A, B, C
| znak | Hepatitis A | Hepatitis B | Hepatitis C |
| Virus (družina) | Picomaviridae | Hepadnaviridae | Flaviviridae |
| Vrsta nukleinske kisline | enoverižna + RNA | dvoverižna DNK z enoverižno regijo | enoverižna + RNA |
| Velikost viriona | 27-32 nm | 42-45 nm | 30-60 nm |
| Superkapsid | odsoten | na voljo | na voljo |
| Pot okužbe | fekalno-oralno | parenteralno | parenteralno |
| Inkubacijska doba | povprečno 25-30 dni | V povprečju 60-90 dni, lahko tudi do 6 mesecev | v povprečju 35-70 dni |
| Starostne skupine | večinoma otroci, mlajši od 15 let | otroci in odrasli | otroci in odrasli |
| sezonskost | več avgust-september | tekom celega leta | skozi celotno gogo |
| Prehod v kronično obliko | odsoten | pojavi | poteka v 50% primerov |
| Nošenje | odsoten | podaljšan | podaljšan |
| Onkogenost | odsoten | pojavi | pojavi |
I. Hepatitis A (gA). Laboratorijska diagnostika rA temelji na odkrivanju samega povzročitelja (metoda imunske elektronske mikroskopije - IEM), njegovih antigenov (radioimunski, encimski imunski test, imunofluorescentna metoda - RIA, ELISA, IF) ali protiteles proti virusu hA (RIA, ELISA). ).
Za zgodnjo diagnozo bolezni, pa tudi za prepoznavanje virov okužbe, se uporablja določanje antigena virusa rA v blatu bolnikov, kjer se pojavi 7-10 dni pred kliničnimi simptomi in v prvih dneh bolezni. bolezen.
Od trenutno določenih specifičnih označevalcev rA so najpomembnejša protitelesa razreda Ig M proti virusu rA, ki se v krvnem serumu in slini pojavijo že ob zagonu bolezni in vztrajajo 3-6 mesecev. Odkrivanje protiteles razreda Ig M proti virusu rA jasno kaže na hepatitis A in se uporablja za diagnosticiranje bolezni, vključno z asimptomatskimi primeri okužbe, in za identifikacijo virov okužbe v žariščih.
Protitelesa proti virusu rA razreda Ig G se odkrijejo od 3-4 tedna bolezni in vztrajajo dolgo časa, kar omogoča oceno stanja imunosti prebivalstva, dinamike specifične humoralne imunosti.
Virus hepatitisa A v materialu bolnika je mogoče odkriti z imunsko elektronsko mikroskopijo. Metoda temelji na mešanju virusne suspenzije z antiserumom, ločevanju imunskih kompleksov in njihovem pregledu pod elektronskim mikroskopom.
II.Hepatitis B (hB). V telesu ljudi, okuženih z virusom HB, se serološki označevalci lahko odkrijejo z različno pogostostjo in na različnih stopnjah: površinski HBs Ag in jedrni HBe Ag ter protitelesa proti njim (anti-HBc, anti-HBe, anti-HBs). ). Dinamika njihovega pojavljanja in interpretacija rezultatov je predstavljena v tabeli. 4 in 5.
Tabela 4
SEROLOŠKI MARKERJI ZA HEPATITIS B
Tabela 5
INTERPRETACIJA SEROLOŠKIH MARKERJEV PRI HEPATITISU B
| Antigeni | Protitelesa proti HBs-Ar | protitelesa KHBs-Ag | Tolmačenje |
||
| BHs | Nwe | fgG | IgM | ||
| + | + | – | – | + | Akutna faza hepatitis A |
| + | ± | – | + | – | Kronični hepatitis B |
| + | – | – | – | – | Nošenje |
| – | – | + | – | – | Hepatitis B v preteklosti |
| – | – | – | – | – | Nikoli v preteklosti nisem imel hepatitisa B |
Vsi antigeni in njihova ustrezna protitelesa lahko služijo kot indikatorji nalezljivega procesa.
Prisotnost virusne DNA, HBs Ag, HBe Ag in anti-HBc Ig M kaže na akutno obdobje okužbe. V obdobju rekonvalescence so to protitelesa anti-HBs razreda Ig G in jih dokazujemo skupaj s protitelesi anti-Hbs. Dolgotrajna prisotnost HBs-Ag, HBe-Ag in anti-HBc (IgG) v krvi je neugoden znak, ki kaže na nastanek kroničnega procesa.
Pri oblikovanju dolgotrajnega prevoza se stalno določa HBs Ag. RPHA, RIA in ELISA se uporabljajo za odkrivanje antigenov in protiteles. Za odkrivanje HBs Ag se uporablja ROPHA - reakcija povratne pasivne hemaglutinacije z obvezno pozitivno kontrolo na HBs Ag.
III. Hepatitis C (gC).Povzroča jo virus RNA, ki spada v družino Flaviviridae. Premer viriona 30-60 nm, občutljiv na obdelavo s kloroformom. Pozitivna enoverižna RNA kodira sintezo treh strukturnih in petih nestrukturnih proteinov. Hepatitis C je klinično in biokemično podoben hepatitisu B. Pri 60 % okuženih preide bolezen v kronično obliko, 20 % kroničnih bolnikov pa razvije cirozo jeter. Mehanizem prenosa virusa hepatitisa C je predvsem parenteralni. Laboratorijska diagnostika HS temelji na določanju protiteles proti virusu HS z ELISA ali RIA.
IV. Povzročitelj hepatitisa delta (hepatitis D).Okvarjen virus, ki vsebuje RNA, ki se lahko razreši v gostiteljskem organizmu le z obvezno udeležbo pomožnega virusa, katerega vlogo igra virus hB. Ovojnico delta virusa tvori HBs Ag. Pritrditev delta okužbe na HB vodi v razvoj hudih malignih oblik bolezni, kronične oblike bolezni z zgodnjo tvorbo ciroze jeter.
Laboratorijska diagnostika hepatitisa D poteka z odkrivanjem markerjev okužbe z virusom hB in delta virusom, HBs Ag, anti-HBc (Ig M) in delta Ag. Slednje testiramo z ELISA in RIA. Največjo diagnostično vrednost imajo anti-delta Ig M, ki jih najdemo ves čas bolezni.
V. Hepatitis E. Bolezen, razširjena v tropskih in subtropskih državah, se širi po vodi. Virion s premerom 27-32 mm vsebuje enoverižno RNA, po fizikalno-kemijskih lastnostih je podoben virusom iz družine Calicivmdae. Laboratorijska diagnostika temelji na določanju AT v krvnem serumu z ELISA.
VI. Hepatitis G. Virus hepatitisa G je bil odkrit leta 1995, uvrščen v družino Flaviviridae, prenaša se parenteralno Velikost viriona - 20-30 nm Genom virusa predstavlja enoverižna +RNA. Kapsidni protein je okvarjen ali pa sploh ni sintetiziran. Zato domnevamo, da virus hepatitisa G za svojo kapsido uporablja bodisi proteine še neodkritih virusov bodisi celične proteine. Obstajajo znaki prisotnosti lipidne ovojnice v virusu. Replikacijski marker virusa je njegova RNA. Protitelesa proti proteinu E 2 virusa hepatitisa G se odkrijejo le v odsotnosti virusne RNA. To pomeni, da v nasprotju s hepatitisom C odkrivanje protiteles pri hepatitisu G ne more biti uporabljeno za iskanje nosilcev virusa, ampak je primerno za registracijo že prebolele okužbe.
VII. Hepatitis F. Virus hepatitisa F so odkrili francoski znanstveniki in ga dejansko niso preučevali.
Laboratorijska diagnoza okužbe s HIV
Pri diagnosticiranju okužbe s HIV se uporabljajo 4 skupine metod:
1. Določanje prisotnosti virusa, njegovih antigenov ali kopij RNA v materialih pacienta ali okuženega s HIV
2. Serološka diagnostika, ki temelji na dokazovanju specifičnih protiteles proti površinskim (gp 120 in gp 41) in notranjim (p 18 in p 24) proteinom HIV.
3. Identifikacija patognomoničnih (specifičnih) za okužbo s HIV sprememb v imunskem sistemu.
4. Laboratorijska diagnostika oportunističnih okužb (z AIDS-om povezane bolezni).
1. Virološka diagnostika. Material za izolacijo HIV so krvni T-limfociti, levkociti kostnega mozga, bezgavke, možgansko tkivo, slina, seme, cerebrospinalna tekočina in krvna plazma. Nastali material se uporabi za okužbo kontinuirane kulture T-limfocitov (H9). Indikacija HIV v celični kulturi se izvaja s CPP (tvorba simplastov), pa tudi z imunofluorescenco, elektronsko mikroskopijo, z izrazito aktivnostjo reverzne transkriptaze. Sodobne metodeštudije lahko zaznajo en okužen limfocit na 1000 celic.
Odkrivanje virusnih antigenov v okuženih T-limfocitih se izvaja z uporabo monoklonskih protiteles.
V zadnjih letih ugotavljanje števila kopij RNA HIV v krvni plazmi z metodo polimeraze verižna reakcija(TTCR) - tako imenovano virusno breme. Če je pri bolnikih, ki ne prejemajo terapije, virusna obremenitev pod mejo detekcije (to je manj kot 5000 kopij HIV RNA v 1 ml plazme), to pomeni, da napredovanja ni ali da napreduje počasi. Stopnja okužbe je minimalna. Visoka virusna obremenitev (več kot 10.000 kopij RNA v 1 ml plazme) pri bolnikih z manj kot 300 CO4-limfociti v 1 µl vedno kaže na napredovanje bolezni.
2. Serološka diagnoza. Trenutno je najbolj priljubljena.
Material za raziskovanje: 5 ml. heparinizirano kri, ki jo lahko pred dostavo v laboratorij hranite v hladilniku 6-8 ur, ne smete pa jo zamrzniti.
Za serološko diagnostiko aidsa se uporabljajo predvsem metode encimskega imunskega testa s standardnimi encimskimi imunskimi testi (ELISA). To je presejalna metoda. Princip delovanja temelji na klasičnem principu direktne ELISA. Imunosorbent so polistirenske tablete z imobiliziranim inaktiviranim virusno specifičnim antigenom, pridobljenim iz HIV ali sintetično. Nato dodamo testirani serum v razredčenju. Inkubacijo izvajamo v jamicah z antigenom. Po vezavi AG na AT trikrat speremo nevezane proteine, nato pa v vdolbinice dodamo konjugat protiteles proti humanim imunoglobulinom z encimsko oznako. Tvorbo specifičnega kompleksa AG + AT zaznamo z vnosom substrata za encim (raztopina ortofenilendiamina in vodikovega peroksida). Zaradi tega se barva gojišča spreminja sorazmerno s količino protiteles. Rezultati študije se upoštevajo na spektrofotometru. Krvne serume, ki imajo protitelesa, specifična za virus po ELISA, je treba dodatno raziskati z imunskim blotingom.
Imunski bloting je potrditveni test, saj zaznava protitelesa proti različnim proteinom HIV. Temelji na predhodnem frakcioniranju po molekulski masi (ločevanju) proteinov HIV z elektroforezo v poliakrilamidnem gelu, ki ji sledi prenos antigenov na nitrocelulozno membrano. Testni serum se nato nanese na membrano. V tem primeru specifična protitelesa tvorijo kompleks s specifičnim antigenom (gp.120, gp.41, str.24, str.18). Končna faza študije je odkrivanje protiteles proti različnim proteinom HIV. Za to se sistemu dodajo protitelesa proti človeškim beljakovinam, označena z encimom ali radioizotopsko oznako. Tako se v bolnikovem serumu odkrijejo (ali ne odkrijejo) za virus specifična protitelesa proti vsem ali večini antigenov HIV.
3. Študije imunskega statusa. Namenjen prepoznavanju:
1) zmanjšanje razmerja celic CD4 / CD8 (v N 2 in>, z aidsom - 0,5 in
2) zmanjšanje vsebnosti celic CD4 (
3) prisotnost enega od laboratorijskih znakov, vključno z anemijo, levkopenijo, trombocitopenijo, limfopenijo;
4) povečanje koncentracije Ig A in Ig G v krvnem serumu;
5) zmanjšanje odziva blastne granulacije limfocitov na mitogene;
6) odsotnost kožne reakcije GTZ na več antigenov;
7) povečanje ravni krožečih imunskih kompleksov.
RAZVOJ TUMORJEV, OPORTUNISTIČNIH OKUŽB IN INVAZIJ PRI OKUŽBI S HIV
celice CNS
T-pomočniki
encefalopatija demenca
Kršitev GSO in KIO
Okvarjeno delovanje T-killerjev
Ontogeneza
Kaposijev sarkom, možganski limfom
Oportunistične okužbe, ki jih povzroča
Virusi
Praživali
bakterije
helminti
Herpes simplex tipa I in II;
herpes zoster;
citomegalovirus;
virus Epstein-Barr;
Za preprečevanje virusne okužbe - črnih koz je predlagal angleški zdravnik E. Jenner leta 1796, skoraj sto let pred odkritjem virusov, drugo cepivo - proti steklini, je predlagal ustanovitelj mikrobiologije L. Pasteur leta 1885 - sedem let pred odkritjem virusov.
Čast odkrivanja virusov pripada našemu rojaku DI. Ivanovski, ki je leta 1892 na primeru mozaične bolezni tobaka prvič dokazal obstoj nove vrste patogena.
Kot študent na univerzi v Sankt Peterburgu je odpotoval v Ukrajino in Besarabijo, da bi preučil vzroke bolezni tobaka, nato pa je po diplomi na univerzi nadaljeval raziskave v botaničnem vrtu Nikitsky pri Jalti. V vsebini prizadetega lista ni našel bakterij, je pa sok obolele rastline povzročil poškodbe zdravih listov. Ivanovski je filtriral sok obolele rastline skozi Chamberlainovo svečo, katere pore so zadržale najmanjše bakterije. Posledično je ugotovil, da je patogen prešel tudi skozi takšne pore, saj je filtrat še naprej povzročal bolezni v listih tobaka. Njeno gojenje na umetnih hranilnih gojiščih se je izkazalo za nemogoče. DI. Ivanovsky pride do zaključka, da ima patogen nenavadno naravo: filtrira se skozi bakterijske filtre in ne more rasti na umetnih hranilnih medijih. Novo vrsto patogena je poimenoval "filtrirne bakterije".
Ivanovski je ugotovil, da bolezen tobaka, ki je pogosta na Krimu, povzroča virus, ki je zelo nalezljiv in ima strogo izraženo specifičnost delovanja. To odkritje je pokazalo, da poleg celičnih oblik obstajajo živi sistemi, ki so nevidni navadnim svetlobnim mikroskopom, prehajajo skozi fino porozne filtre in so brez celične strukture.
6 let pozneje, leta 1898, po odkritju D.I. Ivanovski nizozemski znanstvenik M. Beijerink je potrdil podatke, ki jih je pridobil ruski znanstvenik, vendar je prišel do zaključka, da je povzročitelj tobačnega mozaika tekoča živa kužna okužba. Ivanovski se s tem sklepom ni strinjal. Zahvaljujoč njegovim neverjetnim raziskavam F. Leffler in P. Frosch leta 1897 ugotovil virusno etiologijo slinavke in parkljevke, pokazal, da povzročitelj slinavke in parkljevke prehaja tudi skozi bakterijske filtre. Ivanovski je pri analizi teh podatkov prišel do zaključka, da so povzročitelji slinavke in parkljevke ter tobačnega mozaika v osnovi podobni. V sporu z M. V. Beijerinckom se je Ivanovski izkazal za prav.
Poskusi D.I. Ivanovskega so bile podlaga za njegovo disertacijo "O dveh boleznih tobaka", predstavljeno leta 1888, in predstavljeno v istoimenski knjigi, objavljeni l. 1892 To leto velja za leto odkritja virusov.
Kasneje so odkrili in proučevali povzročitelje številnih virusnih bolezni ljudi, živali in rastlin.
Ivanovski je odkril rastlinski virus. Loeffler in Frosch sta odkrila virus, ki okuži živali. Končno leta 1917 d'errel odkril bakteriofag – virus, ki okuži bakterije. Tako virusi povzročajo bolezni rastlin, živali, bakterij.
Beseda "virus" pomeni strup, uporabil jo je Louis Pasteur za označevanje nalezljivega principa. Kasneje se je uporabljalo ime »ultravirus« ali »filter virus«, nato pa je bila definicija opuščena in izraz »virus« se je uveljavil.
Leta 1892 je Pasteurjev sodobnik in najbližji sodelavec I.I. Mečnikov N.F. Gamaleja(1859-1949) je odkril pojav spontanega raztapljanja mikrobov, ki je, kot je ugotovil D'Herelle, posledica delovanja bakterijskega virusa – faga.
Pod vodstvom I.I. Mečnikova N.F. Gamaleya je sodeloval pri ustanovitvi prve bakteriološke postaje v Rusiji in druge Pasteurjeve postaje na svetu. Njegove raziskave so posvečene preučevanju okužb in imunosti, variabilnosti bakterij, preprečevanju tifusa, črnih koz in drugih bolezni.
Leta 1935 W. Stanley izoliran virus tobačnega mozaika (TMV) v kristalni obliki iz tobačnega soka, prizadetega z mozaično boleznijo. Za to je leta 1946 prejel Nobelovo nagrado.
Leta 1958 R. Franklin in K. Holm, ki je raziskoval strukturo TMV, je odkril, da je TMV votla cilindrična tvorba.
Leta 1960 Gordon in Smith ugotovili, da so nekatere rastline okužene s prosto nukleinsko kislino TMV in ne s celim nukleotidnim delcem. Istega leta je ugledni sovjetski znanstvenik L. A. Zilber oblikoval glavne določbe virogenetske teorije.
Leta 1962 so ameriški znanstveniki A. Siegel, M. Zeitlin in O. I. Zegal eksperimentalno pridobil različico TMV, ki nima beljakovinske ovojnice, ugotovil, da so beljakovine v okvarjenih delcih TMV razporejene naključno, nukleinska kislina pa se obnaša kot polnopravni virus.
Leta 1968 R.Shepard odkril DNK virus.
Eno največjih odkritij v virologiji je odkritje večine struktur različnih virusov, njihovih genov in kodirnih encimov – reverzne transkriptaze. Namen tega encima je katalizirati sintezo molekul DNA na molekularni predlogi.
V razvoju virologije velika vloga pripada domačim znanstvenikom: I.I. Mečnikov (1845-1916), N.F. Gamaleja (1859-1949), L.A. Zilber (1894-1966), V.M. Ždanov (1914-1987), Z.V. Ermoljeva (1898-1979), A.A. Smorodincev (1901-1989), M.P. Čumakov (1909-1990) in drugi.
V virologiji upoštevamo več obdobij razvoja.
OBDOBJA RAZVOJA VIROLOGIJE
Hiter napredek na področju virološkega znanja, ki v veliki meri temelji na dosežkih sorodnih naravoslovnih ved, je privedel do možnosti poglobljenega poznavanja narave virusov. Kot v nobeni drugi vedi se tudi v virologiji hitro in jasno spreminjajo ravni znanja – od ravni organizma do submolekularne ravni.
Podana obdobja razvoja virologije odražajo tiste ravni, ki so bile dominantne eno do dve desetletji.
Raven organizma (30-40 let XX stoletja).
Glavni poskusni model so laboratorijske živali (bele miši, podgane, zajci, hrčki, opice itd.), glavni prvi modelni virus je bil .
V štiridesetih letih prejšnjega stoletja so piščančji zarodki trdno vstopili v virologijo kot eksperimentalni model. Bili so zelo občutljivi na viruse gripe in nekatere druge. Uporaba tega modela je bila mogoča zaradi raziskave avstralskega virologa in imunologa F. Burnet, avtor prvega virološkega priročnika "Virus kot organizem". Leta 1960 F. Burnet in P. Medawar prejel Nobelovo nagrado za virologijo.
Odkritje leta 1941 ameriškega virologa Hurst Pojav hemaglutinacije je veliko prispeval k preučevanju interakcije virusa s celico na modelu virusa influence in.
Velik prispevek domačih virologov k medicinski virologiji je bila študija naravnih žariščnih bolezni -. Leta 1937 je bila organizirana prva ekspedicija pod vodstvom Zilberja, v kateri so bili Levkovich, Shubladze, Chumakov, Solovyov in drugi.Zahvaljujoč raziskavam je bil odkrit virus klopnega encefalitisa in identificirani njegovi nosilci. - iksodida so bile razvite metode laboratorijske diagnostike, preprečevanja in zdravljenja. Sovjetski virologi so preučevali virusne hemoragične bolezni, razvijali zdravila za diagnostične in terapevtske namene.
Celična raven (40-50-a leta 20. stoletja).
Leta 1949 se zgodi pomemben dogodek v zgodovini virologije - odkritje možnosti gojenja celic v umetnih pogojih. Leta 1952 J. Enders, T. Weller, F. Robbins prejeli Nobelovo nagrado za razvoj metode celične kulture. Uporaba celične kulture v virologiji je bil resnično revolucionaren dogodek, ki je služil kot osnova za izolacijo številnih novih virusov, njihovo identifikacijo, kloniranje in proučevanje njihove interakcije s celico. Postalo je mogoče pridobiti kulturna cepiva. Ta možnost je bila dokazana na primeru cepiva proti. V sodelovanju z ameriškimi virologi J. Salk in A. Sabin, sovjetski virologi M.P. Čumakov, A.A. Smorodincev in drugi so razvili proizvodno tehnologijo, testirali in uvedli v prakso ubita in živa cepiva proti. Leta 1959 je bila v ZSSR izvedena množična imunizacija otroške populacije (približno 15 milijonov) z živim cepivom proti otroški paralizi, zaradi česar se je pojavnost poliomielitisa močno zmanjšala in paralitične oblike bolezni so praktično izginile. Leta 1963 je za razvoj in uvedbo v prakso živega cepiva proti otroški paralizi M.P. Chumakov in A.A. Smorodintsev je prejel Leninovo nagrado. Leta 1988 je sprejela odločitev o globalnem izkoreninjenju poliomielitisa. V Rusiji ta bolezen ni bila registrirana od leta 2002.
Druga pomembna uporaba tehnike gojenja virusa je bila pridobitev J. Enders in živo cepivo Smorodintsev, katerega široka uporaba je privedla do znatnega zmanjšanja incidence ošpic in je osnova za izkoreninjenje te okužbe.
Tudi druga kulturna cepiva so bila široko uvedena v prakso - encefalitis, slinavka in parkljevka, proti steklini itd.
Molekularna raven (50-60 let XX stoletja).
V virologiji so se začele množično uveljavljati metode molekularne biologije, virusi pa so zaradi enostavne organizacije svojega genoma postali običajen model za molekularno biologijo. Nobeno odkritje v molekularni biologiji ni popolno brez virusnega modela, vključno z genetsko kodo, celotnim mehanizmom izražanja znotrajceličnega genoma, replikacijo DNK, obdelavo (zorenje) informacij itd.
Po drugi strani pa je uporaba molekularnih metod v virologiji omogočila določitev načel strukture (arhitekture) virusnih osebkov - metod prodiranja virusov v celico in njihove reprodukcije.
Submolekularna raven (70-80 let XX stoletja).
Hiter razvoj molekularne biologije odpira možnosti za preučevanje primarne strukture nukleinskih kislin in proteinov. Obstajajo metode sekvenciranja DNA, določanje aminokislinskih zaporedij beljakovin. Pridobite prve genetske zemljevide genomov virusov, ki vsebujejo DNK.
Leta 1970 sta D. Baltimore in hkrati G. Temin in S. Mizutani odkrila reverzno transkriptazo kot del onkogenih virusov, ki vsebujejo RNA, encim, ki prepisuje DNA. Sinteza genov s pomočjo tega encima na matrici, izolirani iz polisomov mRNA, postane resnična. Postane mogoče prepisati RNK v DNK in izvesti njeno sekvenciranje.
Leta 1972 se je pojavila nova veja molekularne biologije - genski inženiring. Letos je P. Berg v ZDA objavil poročilo o nastanku rekombinantne molekule DNA, ki je pomenilo začetek dobe genskega inženiringa. Z vnosom rekombinantne DNA v genom prokariontov in preprostih evkariontov postane mogoče pridobiti veliko število nukleinskih kislin in beljakovin. Ena glavnih praktičnih uporab nove metode je proizvodnja poceni beljakovinskih pripravkov, ki so pomembni v medicini (interferon) in kmetijstvu (poceni beljakovinska krma za živino).
Za to obdobje so značilna pomembna odkritja na področju medicinske virologije. V središču študije so tri najbolj razširjene bolezni, ki povzročajo ogromno škodo zdravju ljudi in nacionalnemu gospodarstvu - rak, hepatitis.
Vzroki za redno ponavljajoče se pandemije gripe so bili ugotovljeni. Virusi raka pri živalih (ptice, glodavci) so bili podrobno raziskani, ugotovljena je bila struktura njihovega genoma in identificiran gen, odgovoren za maligno preobrazbo celic, onkogen. Ugotovljeno je bilo, da hepatitis A in B povzročata različna virusa: povzroča virus, ki vsebuje RNK, ki je uvrščen v družino pikornavirusov, in hepatitis B, virus, ki vsebuje DNK, in je uvrščen v družino hepadnavirusov. Leta 1976 je Blumberg med preučevanjem krvnih antigenov avstralskih Aboriginov odkril tako imenovani avstralski antigen, ki ga je zamenjal za eno od krvi. Kasneje je bilo ugotovljeno, da je to antigen hepatitisa B, katerega nosilec je pogost v vseh državah sveta. Za odkritje avstralskega antigena je Blumberg leta 1976 prejel Nobelovo nagrado.
Drugo Nobelovo nagrado leta 1976 je prejel ameriški znanstvenik K. Gaidushek, ki je ugotovil virusno etiologijo ene od počasnih človeških okužb - kuru, opaženo v enem od domorodnih plemen na otoku Nova Gvineja in povezano z obrednim obredom - uživanje okuženih možganov pokojnih sorodnikov.
Od druge polovice osemdesetih let prejšnjega stoletja so virologi aktivno sodelovali pri razvoju problematike okužbe s HIV, ki se je nenadoma pojavila v svetu. To so olajšale pomembne izkušnje domačih znanstvenikov z retrovirusi.
Medicinska mikrobiologija, virologija in v mnogih pogledih dolgujejo raziskave domačim znanstvenikom, kot je N.F. Gamaleja (1859-1949), P.F. Zdrodovski (1890-1976), L.A. Zilber (1894-1966), D.I. Ivanovski (1864-1920), L.A. Tarasevič (1869-1927), V.D. Timakov (1904-1977), E.I. Martsinovski (1874-1934), V.M. Ždanov (1914-1987), Z.V. Ermoljeva (1898-1979), A.A. Smorodincev (1901-1989), M.P. Čumakov (1909-1990), P.N. Kaškin (1902-1991), B.P. Pervushin (1895-1961) in mnogi drugi.
ZNANSTVENE VIRULOŠKE USTANOVE
Prvi virološki laboratoriji pri nas so bili ustanovljeni v 30-ih letih prejšnjega stoletja: leta 1930 - laboratorij za študij rastlinskih virusov na Ukrajinskem inštitutu za varstvo rastlin, leta 1935 - oddelek za viruse na Inštitutu za mikrobiologijo Akademije znanosti ZSSR. , leta 1938 pa je bil reorganiziran v Oddelek za rastlinske viruse, ki ga je dolga leta vodil V.L. Ryzhkov. Leta 1935 je bil v Moskvi organiziran Centralni virusološki laboratorij Ljudskega komisariata za zdravje RSFSR, ki ga je vodil L.A. Zilber, leta 1938 pa je bil ta laboratorij reorganiziran v Oddelek za viruse Vsezveznega inštituta za eksperimentalno medicino A.A. Smorodincev. Leta 1946 je bil na podlagi Oddelka za viruse ustanovljen Inštitut za virusologijo Akademije medicinskih znanosti ZSSR, ki je bil leta 1950 poimenovan po D.I. Ivanovski.
V 50. in 60. letih prejšnjega stoletja so v naši državi nastale znanstvene in industrijske virološke ustanove: Inštitut za virusni encefalitis Akademije medicinskih znanosti ZSSR, Inštitut za virusne pripravke Ministrstva za zdravje ZSSR, Kijevski inštitut za nalezljive bolezni, Vsezvezni raziskovalni inštitut za gripo Ministrstva za zdravje ZSSR v Leningradu in številni drugi.
Pomembno vlogo pri usposabljanju virologov je imela organizacija leta 1955 Oddelka za virologijo na Centralnem inštitutu za napredno usposabljanje zdravnikov Ministrstva za zdravje ZSSR. Na bioloških fakultetah moskovske in kijevske univerze so bili ustanovljeni oddelki za virologijo.
Saratovska državna univerza po imenu N. G. Chernyshevsky
VIROLOGIJA
METODIČNA GRADIVA
Učni pripomoček za študente Biološke fakultete
Virologija. Metodična gradiva: Učna metoda. dodatek za študente. biol. fak. / Avtorji-komp. E. V. Glinskaja, E. S. Tučina, S. V. Petrov.
– Saratov, 2013. 84 str.: ilustr.
ISBN 978-5-292-03935-8
Izobraževalni in metodični priročnik je bil sestavljen v skladu s "Programom iz virologije za študente bioloških fakultet univerz."
Vsebuje teoretično gradivo o zgodovini razvoja virologije, naravi in izvoru virusov, kemični sestavi, morfologiji in razmnoževanju virusov, raznolikosti virusov, patogenezi in laboratorijski diagnostiki virusnih okužb ter značilnostih protivirusne imunosti. . Na koncu priročnika je načrt za izvedbo laboratorijskih vaj, slovarček osnovnih pojmov in testne naloge za samokontrolo.
Za študente Fakultete za biologijo, ki študirajo v smeri priprave 020400 "Biologija".
Oddelek za mikrobiologijo in fiziologijo rastlin, Biološka fakulteta
(Saratovska državna univerza po imenu N. G. Chernyshevsky)
Doktorica bioloških znanosti L. V. Karpunina (Saratovska državna agrarna univerza po imenu N. I. Vavilov)
UVOD
Virologija se ukvarja s proučevanjem narave in izvora virusov, njihove kemijske sestave, morfologije, mehanizmov razmnoževanja, biokemičnih in molekularno genetskih vidikov njihovega odnosa s celičnimi organizmi, problemov protivirusne imunosti ter razvoja ukrepov in sredstev za preprečevanje, diagnosticiranje in zdravljenje virusnih bolezni.
Ustreznost virologije v tem trenutku ni dvoma. Virusi so eni glavnih povzročiteljev številnih nalezljivih in onkoloških bolezni pri ljudeh, živalih in rastlinah. Virusi so idealna tema za molekularne biologe in genetike.
Priročnik je namenjen pripravi študentov na seminarje in praktične vaje pri predmetu "Virologija". Priročnik obravnava teoretična vprašanja splošne virologije, predstavlja podroben načrt praktičnega dela, vsebuje seznam potrebne literature, pa tudi testne naloge za samokontrolo.
To bi rad upal vadnica"Virologija. Metodološka gradiva« bodo koristna tako za študente in univerzitetne profesorje kot za virologe.
Oddelek 1. Virologija kot znanost. Zgodovina razvoja virologije. Narava in izvor virusov.
VIROLOGIJA KOT ZNANOST
Virologija je veda, ki proučuje naravo in izvor virusov, njihovo kemično sestavo, genetiko, strukturo, morfologijo, mehanizme razmnoževanja in interakcije s celičnimi organizmi.
Virologija zavzema pomembno mesto med biološkimi znanostmi. Njegov teoretični in praktični pomen za medicino, veterino in kmetijstvo je velik. Virusne bolezni so zelo razširjene pri ljudeh, živalih in rastlinah; poleg tega virusi služijo kot modeli, na katerih se proučujejo glavni problemi genetike in molekularne biologije. Preučevanje virusov je vodilo do razumevanja fine strukture genov, dešifriranja genetske kode in identifikacije mehanizmov mutacije.
Sodobna virologija vključuje naslednje oddelke:
- splošna virologija, ki preučuje osnovna načela strukture in razmnoževanja virusov, njihovo interakcijo z gostiteljska celica, izvor in razširjenost virusov v naravi.
- zasebna (medicinska, veterinarska in kmetijska) virologija proučuje značilnosti različnih sistematskih skupin človeških, živalskih in rastlinskih virusov ter razvija metode za diagnosticiranje, preprečevanje in zdravljenje bolezni, ki jih ti virusi povzročajo.
- študije molekularne virologije molekularno genetska zgradba virusov, struktura in funkcije virusnih nukleinskih kislin, mehanizmi izražanja virusnih genov, procesi interakcije s celico, narava odpornosti organizmov na virusne bolezni, molekularna evolucija virusov.
ZGODOVINA RAZVOJA VIROLOGIJE
Prve omembe virusnih bolezni ljudi in živali najdemo v ohranjenih pisnih virov starodavna ljudstva. Zlasti vsebujejo informacije o epizootiji stekline pri volkovih, šakalih in psih ter poliomielitisu v starem Egiptu (II-III tisoč let pr. n. št.). Črne koze so bile na Kitajskem znane že tisoč let pred našim štetjem. dolga zgodovina ima tudi rumeno mrzlico, ki je stoletja zdesetkala pionirje v tropski Afriki in mornarje. Prvi opisi virusnih bolezni rastlin se nanašajo na slikovito pestrost tulipanov, ki jih nizozemski pridelovalci cvetja gojijo že približno 500 let.
Začetek oblikovanja virologije kot znanosti lahko štejemo konec 19. stoletja. Delo na ustvarjanju cepiva proti steklini, L. Pasteur v 80-ih. XIX stoletja je prvič uporabil izraz "virus" (iz latinskega "virus" - strup) za označevanje povzročitelja okužbe. Pasteur je prvi uporabil laboratorijske živali pri raziskovanju virusov. V možgane zajca je vcepil material, pridobljen od bolnikov s steklino. Vendar pa Pasteur ni razlikoval med virusi per se in drugimi povzročitelji okužb.
Prvi, ki je viruse izpostavil kot samostojno skupino povzročiteljev okužb, je bil ruski znanstvenik D. I. Ivanovski. Leta 1892 je na podlagi lastnih raziskav prišel do zaključka, da bolezen tobačnega mozaika povzročajo bakterije, ki prehajajo skozi Chamberlainov filter, poleg tega pa se ne morejo razvijati na umetnih substratih. Predstavljeni podatki o povzročitelju tobačnega mozaika so bili dolgo časa merilo za razvrščanje patogenov med "viruse": sposobnost filtracije skozi "bakterijske" filtre, nezmožnost rasti na umetnih gojiščih, razmnoževanje vzorca bolezni s filtratom, očiščenim bakterij. in glive.
Leta 1898 je M. Beijerinck potrdil in razširil študije D. I. Ivanovskega o virusu tobačnega mozaika in oblikoval prvo polnopravno teorijo o virusih kot novem razredu mikroorganizmov in patogenov. Kljub dejstvu, da so mu številni tuji znanstveniki pripisali odkritje virusov, je M. Beyerink priznal prednost D. I. Ivanovskega.
V naslednjih letih so mikrobiologi in zdravniki ugotovili virusno etiologijo številnih antroponoznih in zoonoznih bolezni. Tako sta že leta 1898 F. Leffler in P. Frosch ugotovila filtrirnost povzročitelja slinavke in parkljevke pri kravah. Bili so prvi, ki so dokazali, da lahko virusi okužijo ne le rastline, ampak tudi živali.
V prvem desetletju 20. stoletja je prišlo do vrste odkritij novih virusov. Začelo se je z raziskavami W. Reida, ki je leta 1901 ugotovil virusno naravo tropske rumene mrzlice. W. Reid je vodil raziskavo, med katero so ugotovili, da je virus rumene mrzlice prisoten v bolnikovi krvi prve tri dni bolezni in da se lahko prenaša s pikom komarja; tako je bilo prvič dokazano, da lahko viruse prenašajo žuželke. Sedem let kasneje se je pokazalo, da so virusne bolezni tudi otroška paraliza (K. Landsteiner in E. Popper), mrzlica denga (P. Ashbury in C. Kraich) in kokošja levkemija (W. Ellerman in O. Bang). Leta 1911 je F. Routh predložil neizpodbitne dokaze o prisotnosti onkogenega virusa v ekstraktu tkiv piščančjega sarkoma, ki lahko povzroči tumor pri zdravih pticah. Zahvaljujoč raziskavam H. Aragan in E. Paschen (1911–1917)
virusna narava noric je znana. Hkrati z njimi T. Anderson
in J. Goldberg je ugotovil virusno etiologijo ošpic.
IN 1915 F. Twort je odkril bakterijske viruse. Leta 1917 je neodvisno od njega bakterijske viruse odkril F. D'Herelle, ki je uvedel izraz "bakteriofag".
Drugi val odkritij virusov antroponoznih bolezni pade na trideseta leta. prejšnje stoletje. Leta 1933 so W. Smith, C. Andrews in P. Laidlaw ugotovili, da gripe ne povzročajo bakterije, ampak virusi. Do začetka druge svetovne vojne so se pojavili epidemični parotitis (K. Johnson, E. Goodpasture, 1934), japonski poletno-jesenski encefalitis komarjev (M. Hayashi, A.S. Smorodintsev, 1934–1938), daleč-
leta 1937 G. Findley in F. McCallum ter to potrdila v poskusih na opicah in človeških prostovoljcih v letih 1943–1944. D. Cameron, F. McCallum in W. Havens.
Prvi korak k opisovanju molekularne zgradbe virusov je bil narejen leta 1935, ko je W. Stanley dobil kristale virusa tobačnega mozaika. V 50. in 60. letih prejšnjega stoletja je postalo mogoče podrobno preučiti fino strukturo virusov. XX stoletja po izboljšavi elektronskega mikroskopa.
Leta 1938 je M. Taylor prejel oslabljeno živo cepivo proti rumeni mrzlici. Razvito cepivo se je izkazalo za tako zanesljivo in učinkovito, da se uporablja še danes. Rešilo je na milijone življenj in služilo kot model za razvoj mnogih poznejših cepiv. Poleg tega je Taylor izboljšal in v sistem uvedel uporabo miši kot dovzetnih živali. V zgodnjih 30-ih. poleg mišjih so začeli uporabljati tudi kokošje zarodke, tj. Pojavil se je še en vir tkiv, ki so dovzetna za okužbo z virusi in sposobna podpirati njihovo razmnoževanje.
Ko so se eksperimentalni sistemi izboljšali, so se razvile kvantitativne raziskovalne metode. Prva natančna in hitra metoda za štetje z virusom prizadetih celic je bila razvita leta 1941, ko je G. Hirst dokazal, da virus influence povzroča aglutinacijo eritrocitov.
Razvoj virologije je pospešil razvoj metode celične kulture. Leta 1949 so v ključnem eksperimentu J. F. Endersa, T. H. Wellerja in F. S. Robbinsa dokazali, da celične kulture podpirajo rast virusa otroške paralize. To odkritje je začelo dobo sodobne virologije in spodbudilo vrsto študij, ki so sčasoma vodile do izolacije številnih virusov, ki povzročajo hude bolezni v osebi. V 50. in 60. letih prejšnjega stoletja. dvajsetega stoletja ste bili
nekateri enterovirusi in respiratorni virusi so razdeljeni, vzroki so ugotovljeni veliko število bolezni, katerih virusni izvor se je do takrat le domneval. Na primer, leta 1953 je M. Bloomberg odkril virus hepatitisa B in ustvaril prvo cepivo proti njemu. Leta 1952 je R. Dulbecco uporabil metodo plakov za živalske viruse.
Odkritje bakteriofagov je bilo cenjeno šele v poznih tridesetih letih 20. stoletja, ko so bakterijske viruse začeli uporabljati kot priročen model za preučevanje interakcij med virusom in celico v genetskih in biokemičnih študijah. Leta 1939 sta E. Ellis in M. Delbrück predstavila koncept "enostopenjskega cikla rasti virusa". To delo je postavilo temelje za razumevanje narave razmnoževanja virusa, ki je sestavljeno iz sestavljanja posameznih komponent.
Pomembna odkritja za molekularno biologijo so bila narejena z uporabo živalskih virusov kot predmetov raziskav. Leta 1970 sta Kh. M. Temin in D. Baltimore neodvisno odkrila reverzno transkriptazo v retrovirusih, ki so sposobni sintetizirati DNA na predlogi RNA. Leta 1976 sta D. Bishop in H. Varmus odkrila, da je onkogen virusa Rousovega sarkoma prisoten tudi v genomih normalnih živalskih in človeških celic. Leta 1977 sta R. Roberts in F. Sharp neodvisno pokazala diskontinuirano strukturo adenovirusnih genov. Leta 1972 je P. Berg ustvaril prve rekombinantne molekule DNA, zgrajene na osnovi krožnega DNA genoma virusa SV40 z vključitvijo genov faga λ in galaktoznega operona Escherichie coli. To delo je spodbudilo tehnologijo rekombinantne DNK. Leta 1977 je postalo znano prvo popolno nukleotidno zaporedje genoma biološkega objekta: H. E. Sanger s sodelavci je določil nukleotidno zaporedje genoma faga ØX174. Leta 1990 je bil izveden prvi uspešen poskus uporabe genske terapije v klinični praksi: otroku, ki je trpel za hudo kombinirano imunsko pomanjkljivostjo, boleznijo, povezano z okvaro gena za adenozin deaminidazo, so uvedli normalno kopijo gena z uporabo vektorja, zgrajenega na osnovi genoma retrovirusa.
V 50. in 60. letih prejšnjega stoletja opravljene so bile tudi študije za preučevanje atipičnih virusnih povzročiteljev. Leta 1957 je D. Gaidushek predlagal, da kuru bolezen povzroča eden od virusov počasne okužbe. Šele leta 1982 je bila razkrita narava virusov počasnih okužb (»slow virus«), ko je S. Prusiner dokazal, da praskavca povzročajo infektivne beljakovine, ki jih je imenoval prioni.
IN 1967 T. O. Diner je odkril viroide, infektivne povzročitelje, ki so krožne molekule RNA, povzročajo bolezni v rastlinah.
IN V naslednjih letih se je seznam odprtih virusov še povečeval. Leta 1981 je bil izoliran virus levkemiječloveški T-limfociti - per-
Nov virus, za katerega je zanesljivo dokazano, da povzroča raka pri ljudeh.
NARAVA IN IZVOR VIRUSOV
Predstave o naravi virusov so se od njihovega odkritja precej spremenile.
DI. Ivanovski in drugi raziskovalci tistega časa so poudarjali dve lastnosti virusov, ki so omogočili njihovo ločitev v ločeno skupino živih organizmov: sposobnost filtracije in nezmožnost razmnoževanja na umetnih hranilnih medijih. Kasneje se je izkazalo, da te lastnosti niso absolutne, saj so bile najdene filtrirne oblike bakterij (L-oblike) in mikoplazme, ki niso rasle na umetnih hranilnih gojiščih in so bile po velikosti blizu največjim virusom (pox virus, mimivirus, megavirus, pandoravirus).
Edinstvene lastnosti virusov vključujejo njihov način razmnoževanja, ki se močno razlikuje od načina razmnoževanja vseh drugih celic in organizmov. Virusi ne rastejo, njihovo razmnoževanje označujemo kot disjunktivno razmnoževanje, ki poudarja neenotnost v prostoru in času sinteze virusnih komponent s kasnejšim sestavljanjem in nastankom virionov.
V zvezi z zgoraj navedenim so se večkrat pojavile razprave o tem, kaj so virusi - živi ali neživi, organizmi ali neorganizmi? Seveda imajo virusi osnovne lastnosti vseh drugih virusov.
oblike življenja – sposobnost razmnoževanja, dednost, variabilnost, prilagodljivost na razmere zunanje okolje. Zasedajo določeno ekološko nišo, podvrženi so zakonom evolucije organskega sveta. Do sredine 40-ih. V dvajsetem stoletju je obstajala ideja o virusih kot najbolj primitivnih mikroorganizmih. logičen razvoj Ti pogledi so bili uvedba izraza "virion", ki označuje zunajcelični virusni posameznik. Vendar pa so se z razvojem raziskav o molekularni biologiji virusov začela kopičiti dejstva, ki so bila v nasprotju s predstavo o virusih kot organizmih. Odsotnost lastnega sistema za sintezo beljakovin, disjunktivni način razmnoževanja, integracija s celičnim genomom, obstoj virusnih satelitov in okvarjenih virusov, pojav večkratne reaktivacije in komplementacije - vse to se ne ujema najbolje s konceptom virusov. kot organizmi.
Vsi virusi, vključno s satelitskimi in okvarjenimi virusi, viroidi in prioni, imajo nekaj skupnega, kar jih združuje. Vse so avtonomne genetske strukture, ki so sposobne delovati in se razmnoževati v zanje dovzetnih celicah različnih skupin bakterij, gliv, rastlin in živali. To je najbolj popolna definicija, ki vam omogoča, da orišete kraljestvo virusov.
Po drugi hipotezi so virusi potomci starodavnih, predceličnih življenjskih oblik - protobiontov, ki so pred nastankom celičnih življenjskih oblik, iz katerih se je začela biološka evolucija.
Virologija (iz lat. vīrus - "strup" in grški logos - beseda, doktrina) - znanost o virusih, oddelek biologije.
Virologija se je kot samostojna disciplina pojavila sredi 20. stoletja. Nastala je kot veja patologije - patologija ljudi in živali na eni strani ter fitopatologija - na drugi strani. Sprva se je virologija ljudi, živali in bakterij razvijala v okviru mikrobiologije. Kasnejši uspehi virologije v veliki meri temeljijo na dosežkih sorodnih naravoslovnih ved – biokemije in genetike. Predmet proučevanja virologije so subcelične strukture - virusi. Po zgradbi in organiziranosti sodijo med makromolekule, zato je od časa, ko se je oblikovala nova disciplina, molekularna biologija, ki je združevala različne pristope k proučevanju zgradbe, delovanja in organizacije makromolekul, ki določajo biološko specifičnost, tudi virologija. postati sestavni del molekularna biologija. Molekularna biologija pogosto uporablja viruse kot raziskovalno orodje, virologija pa uporablja metode molekularne biologije za reševanje svojih težav.
Zgodovina virologije
Virusne bolezni, kot so črne koze, otroška paraliza, rumena mrzlica, pestrost tulipanov, so bile znane že od antičnih časov, a dolgo časa nihče ni vedel ničesar o vzrokih, ki so jih povzročili. Konec 19. stoletja, ko je bilo mogoče ugotoviti mikrobno naravo številnih nalezljivih bolezni, so patologi prišli do zaključka, da številnih pogostih bolezni ljudi, živali in rastlin ni mogoče razložiti z okužbo z bakterijami.
Odkritje virusov je povezano z imeni D. I. Ivanovskega in M. Beyerinka. Leta 1892 je D. I. Ivanovski pokazal, da se bolezen tobaka - tobačni mozaik - lahko prenese z obolelih rastlin na zdrave, če so okužene s sokom obolelih rastlin, ki so predhodno prešle skozi poseben filter, ki ujame bakterije. Leta 1898 je M. Beijerink potrdil podatke D. I. Ivanovskega in oblikoval idejo, da bolezni ne povzroča bakterija, temveč bistveno nov povzročitelj okužbe, ki se razlikuje od bakterij. Poimenoval ga je contagium vivum fluidum – živo tekoče nalezljivo načelo. Takrat se je izraz "virus" uporabljal za označevanje nalezljivega začetka katere koli bolezni - iz latinske besede "strup", "strupeni začetek". Contagium vivum fluidum so poimenovali filtrirni virus, kasneje pa preprosto "virus". Istega leta 1898 sta F. Lefleur in P. Froshsh pokazala, da povzročitelj slinavke in parkljevke pri govedu prehaja skozi bakterijske filtre. Kmalu zatem so ugotovili, da druge bolezni živali, rastlin, bakterij in gliv povzročajo podobni povzročitelji. Leta 1911 je P. Rous odkril virus, ki povzroča tumorje pri piščancih. Leta 1915 sta F. Twort in leta 1917 F. D'Herelle neodvisno odkrila bakteriofage - viruse, ki uničujejo bakterije.
Narava teh patogenov je ostala nejasna več kot 30 let - do zgodnjih 30. let. To je bilo pojasnjeno z dejstvom, da tradicionalnih mikrobioloških raziskovalnih metod ni bilo mogoče uporabiti za viruse: virusi praviloma niso vidni v svetlobnem mikroskopu in ne rastejo na umetnih hranilnih medijih.
Kategorije:Koncepti detajlov:Ne glede na to, koliko raziskav je opravljenih, znanstveniki priznavajo, da so virusi še vedno slabo razumljeni, zato je precej težko napovedati njihovo širjenje in vpliv na človeško telo in okolje kot celoto. In bistvo ni le v tem, da preučevanje nalezljivih mikroorganizmov zahteva usposobljeno osebje, posebno opremo in znatna sredstva, saj ima vsak virus svojo strukturo, značilnosti razmnoževanja in odpornost na zunanje okolje.
Glavna težava je v tem, da se v sterilnih laboratorijskih pogojih vedenje mikroorganizmov razlikuje od zunanjega okolja, že zato, ker v naravnih razmerah komunicirajo z drugimi organizmi, kar neizogibno vpliva na njihov razvoj in mutacije. Zato do zdaj narava virusov, zgodovina njihovega pojava in razvoja niso bili temeljito raziskani.
Druga resna težava so mutacije virusov, njihova sprememba pod vplivom okolju. Nenehno moramo spreminjati pogoje poskusov, voditi statistiko o hitrosti in obliki pojava mutacije ter nanje vplivati z različnimi zdravili.
Toda kljub vsem težavam se raziskave na tem področju nadaljujejo, saj nas vsaka inovacija približa ustvarjanju novih učinkovitih zdravil, preprečevanju bolezni in epidemij. To je še posebej pomembno ob dejstvu, da so virusi sposobni okužiti vse obstoječe celice, tako rastline kot ljudi. Samo v zadnjih nekaj mesecih se je pojavilo veliko možnosti za odkritja, o najpomembnejših pa bomo še razpravljali.
3D vam pomaga bolje spoznati svojega sovražnika.
Prvič v zgodovini so raziskovalci švedskega nacionalnega pospeševalnega laboratorija SLAC z edinstvenim rentgenskim laserjem pridobili tridimenzionalno sliko, ki prikazuje del notranje strukture nalezljivega virusa. Članek, objavljen v zadnji številki Physical Review Letters, pravi, da so znanstveniki raziskovali t.i mimivirus, ki spada v kategorijo velikanskih virusov, katerih velikost je tisočkrat večja od običajne. Mimivirus je znan tudi po svoji genetski kompleksnosti – ima skoraj tisoč velikih genov, kar je veliko več kot pri HIV.
Strokovnjaki se že dolgo trudijo izvedeti kaj več o mimivirusih – njihovem izvoru, pa tudi o tem, ali si skozi čas izposojajo gene iz gostiteljskega organizma, vendar je večina poskusov zastala. Švedski fiziki so uporabili novo tehniko, ki jim je omogočila ustvarjanje tridimenzionalnega modela virusa. S pomočjo sofisticirane programske opreme, razvite na Univerzi Cornell, so raziskovalci posneli veliko fotografij in združili posamezne slike različnih virusnih delcev v eno celotno 3D sliko mimivirusa. To je omogočilo pridobitev najbolj popolnih in zanesljivih informacij o njem.
Tehnologija se odpre novo obdobje v virologiji: zdaj bo veliko lažje preučevati mikrobe in posledično se bo veliko lažje ukvarjati z njimi. Virusi, ki so manjši od Mimivirusa, vendar pogosto bolj virulentni, vključno z virusi gripe, herpesa in HIV, naj bi se v bližnji prihodnosti preučevali na enak način.
gripa - redka bolezen
V novi številki revije PLOS Biology se je pojavila zanimiva študija, ki kaže, da odrasli nad 30 let zbolijo za gripo največ enkrat na pet let. Do tega zaključka je prišla mednarodna skupina znanstvenikov pod vodstvom strokovnjakov z Imperial College London. Znanstveniki pravijo, da večina zdravnikov pri postavljanju diagnoze naredi usodno napako in zamenja virus gripe s prehladom ali boleznimi, ki jih povzročajo različni povzročitelji dihal in okužb, kot so rinovirusi ali koronavirusi.
Raziskovalci so analizirali vzorce krvi 151 prostovoljcev na jugu Kitajske in jih testirali na raven protiteles proti devetim različnim sevom virusa gripe, najdenim na tem območju. Med študijo se je izkazalo, da otroci zbolijo za gripo enkrat na dve leti, a sčasoma pridobijo imunost.
Zaradi tega je gripa pri odraslih precej redka bolezen in jo je mogoče odkriti le s krvnim testom, nikakor pa ne z "zunanjimi tradicionalnimi" simptomi. To odkritje bo globalno spremenilo pristop k diagnostiki. prehladi kot tudi metode njihovega zdravljenja.
Krokodili se naučijo boja proti mikrobom
Znanstveniki z Univerze George Mason so ugotovili, da imajo aligatorji edinstven imunski sistem, ki jih ščiti pred vsemi vrstami virusov in mikrobov. Podrobnosti študije so opisane v zadnji številki revije. PLOS ENO.
Prej so strokovnjaki z Univerze v Louisiani ugotovili, da lahko krvni serum plazilcev uniči 23 sevov bakterij in se celo bori proti virusu HIV. Nato so kemiki prišli do zaključka, da so protimikrobne molekule v krvi aligatorjev najverjetneje encimi, ki razgrajujejo posebno vrsto lipidov.
Trenutni poskus je pokazal, da so protimikrobne molekule v krvnem serumu aligatorjev peptidi CAMP ali, kot jih imenujemo tudi kationski protimikrobni peptidi. Zlasti poskusi so pokazali, da uspešno uničujejo Escherichio coli, Staphylococcus aureus in Pseudomonas aeruginosa.
Rezultati študije bodo postali osnova za ustvarjanje nove generacije antibiotikov, saj so virusi že razvili odpornost proti večini razpoložljivih zdravil.
Enostaven način za ubijanje HIV
Predstavniki raziskovalnega inštituta Scripps so s pomočjo vodilnih ameriških laboratorijev ustvarili novo vrsto cepiva proti HIV. Podrobnosti študije so opisane v reviji Nature.
Virus imunske pomanjkljivosti je eden najbolj zahrbtnih, saj aktivno mutira in se prilagaja vsem razpoložljivim zdravilom. To v veliki meri pojasnjuje dejstvo, da proti njemu še ni učinkovitega zdravila.
Novo eksperimentalno zdravilo eCD4-Ig blokira skoraj vse seve virusa imunske pomanjkljivosti in jih popolnoma nevtralizira. Pomembno je, da pri izvajanju poskusov na opicah ni bil ugotovljen imunski odziv telesa na eCD4-Ig.
Očitno je beljakovina, ki je postala osnova cepiva, podobna tistim, ki jih vsebujejo celice živega organizma. Študije so tudi pokazale, da se zdravilo veže na ovojnico virusa HIV-1 veliko bolje kot najnaprednejša nevtralizirajoča protitelesa, zato bi lahko bilo izvedljiva alternativa obstoječim cepivom proti virusu HIV.
Za dostavo eCD4-Ig v telo se uporablja adeno-povezan virus, ki ne povzroča nobenih bolezni. Ko ga vbrizgamo v mišično tkivo, celice spremeni v tovarne za proizvodnjo nove zaščitne beljakovine, ki bo aktivna več let, morda tudi desetletij. Razvijalci zdravila upajo, da se bodo klinična preskušanja cepiva na ljudeh začela letos, saj zdravilo obljublja, da bo človeštvo za vedno rešilo ene izmed smrtonosnih bolezni.
Biološko orožje v akciji
Kot veste, lahko virusi postanejo ena najučinkovitejših vrst biološkega orožja: na primer, če se črne koze sprostijo, bo uničenih več kot polovica svetovnega prebivalstva. Dokazano je tudi, da nekateri virusi močno vplivajo na zavest živih bitij. To so ponovno potrdili strokovnjaki s francoske univerze v Perpignanu, ki so objavili znanstveno delo na to temo v reviji Zbornik Kraljeve družbe.
Vse se začne tako, da osa izleže jajčeca in z njimi poseben virus DcPV v žive pikapolonice. Tri tedne kasneje se ličinka ose pojavi iz telesa žrtve in prede kokon in Pikapolonica postane popolnoma paraliziran.
Virus DcPV, ki je bil identificiran pred kratkim, velja za najbližjega "sorodnika" virusa otroške paralize, ki povzroča paralizo. Ugotovljeno je bilo tudi, da aktivno razmnoževanje vpliva na živčni sistem. Vse te simptome nazorno pokaže pikapolonica, katere možgane okupira DcPV.
POVEJ PRIJATELJEM
Morda bi bilo koristno prebrati:
- Katere prednosti je treba navesti v življenjepisu?;
- Metode za diagnosticiranje osebnostne motivacije;
- Kaj morajo vedeti podrejeni?;
- Verbaliziranje svojih občutkov;
- Matrika časovne distribucije (po Stephenu Coveyu);
- Reševanje konfliktov v timu Primeri reševanja konfliktov v delovnem timu;
- Seznam gozdnih užitnih gob s fotografijami, imeni in opisi;
- mahagoni kot material;