АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Размножение вируса в организме, особенности развития инфекции, иммунитет и цитопатические механизмы инфекции

В исследованиях вирусемии ВКЭ в периферической крови человека было установлено, что из всего контингента укушенных клещом здоровых и больных клещевым энцефалитом жителей Приморского края инфекционный вирус изолируется преимущественно из лейкоцитов крови здоровых лиц. Из общего числа изолятов ВКЭ 84% штаммов были выделены из крови здоровых людей, укушенных клещами. И антигены ВКЭ определяются иммуноферментным методом значительно чаще в образцах крови от жителей, укушенных клещом, но оставшихся здоровыми, чем в крови от укушенных клещом больных [3, 2]. Таким образом, в этих работах показано, что после укуса клещом инаппарантная и стертые лихорадочные формы инфицирования ВКЭ распространены намного шире, чем случаи клинически выраженного проявления инфекции в лихорадочной, менингеальной и очаговой формах. Эти работы, как пишут М.П. Исаева с соавт., дают более полное представление о гетерогенности природного вирусного пула, только небольшая часть которой способна вызывать острый клещевой энцефалит с выраженной клинической манифестацией.

При этом специфические антитела к ВКЭ в сыворотке определяются в короткие сроки после укуса клеща у части всех инфицированных, независимо от отсутствия или выраженности симптомов инфекции при последующих наблюдениях. У половины от числа укушенных клещами, инфицированных вирусом людей без симптомов болезни, антигенемия ВКЭ не сопровождается сероконверсией с выявлением противовирусных антител. Со временем титр противовирусных антител в сыворотках от лиц, у кого они выявляются, возрастает, однако, титры антител у инаппарантных инфицированных ниже, чем у больных с менингеальной и очаговой формами инфекции. В конце наблюдений более частая сероконверсия и наиболее высокие титры антител обнаруживаются у тяжелых больных в очаговой форме.

Таким образом, инфекционные, иммуногенные и патогенные свойства штаммов вируса из территориального гетерогенного пула ВКЭ у инфицированных вирусом лиц проявляются вариабельно, и изменения этих свойств у инфицированных коррелируют между собой. Очевидно, значительная часть штаммов клещевого пула вирусной популяции инфекционна для человека. Однако не все, а только часть инфекционных штаммов обладает высокой иммуногенностью в человеческом организме и вызывает быстрое образование вирусоспецифических антител, и, в свою очередь, только незначительная часть высокоиммуногенных по экспрессии специфических антител штаммов вируса также обладают высокой нейропатогенностью. По мнению Г.Н. Леоновой и Г.С. Майстровской с соавт. эти наблюдения согласуются с молекулярно-генетическими гетерогенными и связанными с ними патогенетически вариабельными свойствами вирусных штаммов в территориальном пуле ВКЭ, продемонстрированными этими авторами в рассмотренной выше работе по гибридизации набора синтетических вирусоспецифических полинуклеотидных зондов с нуклеиновыми кислотами из образцов крови жителей Дальнего Востока [5].

При этом, по приведенным результатам наблюдений за 5 лет [3], наиболее часто — в 54,7% случаев — вирусные изоляты из образцов крови исследуемых могли быть выделены в первые 1–4 дня после укуса клещами. На 5–10-й день после укуса вероятность изоляции вируса из крови снижается значительно — до 9,6% случаев, а на 11–20-й день снова возрастает — до 25,0%. По истечении 20 дней и далее вирус выделяется снова с низкой частотой — в 6,3% случаев. Такая особенность изоляции вируса из крови инфицированных лиц во времени, по мнению авторов, отражает волнообразный характер вирусемии у обследованных. Следовательно, наблюдаемые в клинике случаи двухволновой лихорадки острого клещевого энцефалита также могут быть ассоциированы с более выраженной двухволновой вирусемией в периферической крови инфицированных. В острой вирусной инфекции проявление лихорадки — повышение температуры, боли и слабость — это результат процессов аутокринно-паракринной активации иммунокомпетентных клеток — натуральных киллеров, макрофагов, нейтрофилов, Т- и В-лимфоцитов — цитокиновыми медиаторами иммунитета (интерферонами, интерлейкинами) с участием центральной нервной системы и является начальной стадией системной реакции организма на проникновение возбудителя инфекции — чужеродных вирусных антигенов [3, 4]. Очевидно, первая волна лихорадки клещевого энцефалита связана с развитием первой волны висцеральной вирусемии с репликацией ВКЭ в лейкоцитах, подкожных, эпителиальных клетках и, наконец, взаимодействием вируса в крови с иммунной системой макроорганизма. Одновременно, как это следует из появления первых симптомов поражения нервной системы, можно предполагать, что вирус начинает реплицироваться также в клетках периферической нервной системы, распространяясь в организме гематогенным, лимфогенным и/или нейрогенным путем. Проникновение и репликация вируса в спинномозговых нервах, клетках спинного мозга и далее в клеточных структурах шейной, затылочной зон головного мозга проявляются в виде развивающихся менингеальных и иногда очаговых симптомов клещевого энцефалита. В том случае, если репликация вируса в нервной системе, в структурах мозга в пределах целостной структуры гематоэнцефалического барьера занимает достаточно длительное время, цитолиз инфицированных клеток и исполнительные механизмы клеточногуморального иммунитета инфекции могут в значительной мере ингибировать висцеральную инфекцию и подавить вирусемию в периферической крови. Новая волна подъема вирусемии в крови и соответствующая повторная лихорадка у пациента тогда могут быть связаны с нарушениями структуры гематоэнцефалического барьера в результате развития вирусной инфекции в тканях мозга. По-видимому, повреждение нативной структуры барьера и рост его проницаемости для вируса ассоциируются с значительными нарушениями тканевых структур мозга в результате интенсивной репликации вируса в них. В этом случае вирус, размножившийся в мозге в значительных концентрациях, по-видимому, снова попадает в кровь, интенсивно реплицируется в интактных клетках крови, вызывает новую волну вирусемии в крови и может снова усилить активацию иммуноцитов, индукцию плейотропных цитокинов и инициировать еще одну волну лихорадки с выраженным менингеальным синдромом.

Такая волнообразная модель вирусемии и лихорадки острого клещевого энцефалита согласуется с неоднородностью и изменчивостью нейропатогенных свойств штаммов ВКЭ из природного клещевого пула. Репликация части штаммов вируса ограничивается только висцеральной инфекцией. Другая часть штаммов вируса также в той или иной мере способна реплицироваться, в основном, в клетках периферийной нервной системы. Только небольшая часть природной популяции вируса способна инфицировать определенные отделы головного мозга. Висцеральная лихорадочная инфекция клещевого энцефалита, ограниченная репликацией вируса вне гематоэнцефалического барьера, протекает с одной лихорадкой. Нейровирулентные высокопатогенные штаммы ВКЭ также вызывают развитие инфекции с одной продолжительной лихорадкой в более тяжелой форме. В этом случае развитие инфекции в мозге и разрушение гематоэнцефалического барьера происходят достаточно быстро. Поэтому ко времени распространения вируса из мозга репликация вируса в лейкоцитах, по-видимому, еще не успевает ингибироваться в значительной мере, и вирусемия во всем организме и в крови поддерживается на более высоком уровне продолжительное время. Лишь в случае легкой и среднетяжелой нейроинфекции, вызванной только слабо нейроинвазивными штаммами ВКЭ, можно ожидать продолжительного проникновения в мозг и медленной репликации вируса в клетках мозга внутри границ гематоэнцефалического барьера. Можно предполагать, что при затяжном развитии нейроинфекции первоначальная вирусемия в периферической крови успевает подавляться, первая лихорадка спадает и становится возможной новая волна вирусемии в крови за счет репликации вируса в мозге и новая волна лихорадки у больного.

При этом дополнительно к временному фактору, связанному с преодолением гематоэнцефалического барьера вирусом, следует учитывать и фактор изменчивости генома ВКЭ. При репликации вируса в клетках ЦНС, в отличие от клеток висцеральных органов, возможно, с большей вероятностью происходят мутации с образованием новых иммуногенных эпитопов белка Е и других белков у новых нейровирулентных штаммов ВКЭ. Как показано методом иммуноблотта [6], спектры выявляемых антител в ликворе не совпадают со спектром антител в сыворотке крови больных клещевым энцефалитом.

До сих пор нет специальных публикаций по клиническому изучению вирусемии, кинетики и механизма реакций клеточно-гуморального иммунитета ВКЭ-инфекции с генотипированием иммуноцитов и с анализом индукции цитокиновых медиаторов иммунитета. Результаты более ранних исследований основных аспектов иммунного ответа при клещевом энцефалите были проанализированы в обзоре [4]. Было установлено, что на ранних стадиях инфекции ВКЭ репродуцируется в иммуноцитах и органах системы иммунитета и локализуется в них также в дальнейшем при персистентной инфекции. Выраженный тропизм персистирующего ВКЭ к лимфоидным органам, длительная персистенция в ткани селезенки и лимфатических узлов при бессимптомной инфекции и хроническом энцефалите были показаны в экспериментах на обезьянах и сирийских хомячках.

При остром клещевом энцефалите относительное и абсолютное содержание Т-лимфоцитов в крови снижено. Дефицит Т-клеток выявляется уже впервые дни болезни и постоянно сохраняется в течение первых двух недель. Полная нормализация относительного содержания Т-лимфоцитов происходит позже в период реконвалесценции инфекции через 3 месяца. Функция В-лимфоцитов при острой инфекции не нарушена. Отмечены активная пролиферация В-клеток и 2-кратное повышение их содержания в периферической крови с нормализацией к концу 3-го месяца. Избирательное поражение Т-системы иммунитета при остром клещевом энцефалите исследователи связывают с размножением вируса в тимусе. Глубина вирусиндуцированной депрессии Т-иммунитета и ее продолжительность прямо коррелируют с тяжестью клинического течения острого клещевого энцефалита.

По сообщению [6], у пациентов с менингеальной формой клещевого энцефалита исследовался иммунный статус, и у большинства выявлен вторичный иммунодефицит с преимущественным снижением количества лимфоцитов фенотипа СD3 и CD4.

Было показано, что цитотоксические Т-лимфоциты — CTL — разрушают зараженные вирусом клетки-мишени in vitro в отсутствие противовирусных антител и комплемента. Также имеются сведения о выявлении активированных цитокинами естественных киллерных клеток — NK, активированных лимфокинами Т-лимфоцитов-киллеров — LAK. Выявлены К-клетки, отвечающие за зависимую от специфических антител цитотоксичность. С помощью активированных макрофагов вирусный антиген предъявляется В- и Т-лимфоцитам в иммуногенной форме. Макрофаги секретируют иммунный интерферон — фактор, стимулирующий дифференцировку В-клеток в присутствии вирусного антигена. Эффекторные функции макрофагов, вирусспецифических антител обеспечивают разрушение вирионов и элиминацию из организма чужеродных антигенов. Однако, в зависимости от чувствительности к действию ферментных систем фагоцитов, штаммы ВКЭ делятся на 2 группы: первая — легко инактивирующиеся макрофагами, вторая — резистентные к действию макрофагов; некоторые вирусы второй группы способны к активной и длительной персистенции в макрофагах. Таким образом, макрофаги, персистентно инфицированные или являющиеся пермиссивной системой для ВКЭ, как предполагается, могут способствовать генерализации и сохранению вирусной инфекции в организме. В этом смысле макрофагальный барьер как защитная система не всегда эффективен. Как видим, и по отношению к макрофагам штаммы ВКЭ биологически неоднородны.

Отражением состояния активного функционирования В-системы иммунитета при острой инфекции служат показатели экспрессии вирусспецифических антител, в основном, против структурного Е антигена. Антитела класса IgM к ВКЭ выявляются с 4-го дня болезни, переключение синтеза ранних антител IgM на противовирусные антитела класса IgG отмечается примерно на 21-й день с дальнейшим нарастанием титра последних. Уровень антител IgM сохраняется высоким в течение 3-х месяцев, затем снижается, однако эти антитела могут выявляться и спустя 3 года у пациентов с персистентной хронической инфекцией. У пациентов, выздоровевших после острой инфекции, вируснейтрализующие антитела обычно сохраняются в течение десятилетий, антигемагглютинины — 3–4 года, а комплементсвязывающие антитела — 1–6 лет. Титр антител в ликворе больных клещевым энцефалитом ниже, чем в крови, с коэффициентом корреляции, равным около 0,72. Предполагается локальный синтез иммуноглобулинов в мозге и фильтрация белков через поврежденный энцефалический барьер. В работе [7] показано, что ВКЭ-инфекция приводит к индукции гуморального иммунного ответа не только против структурных белков, но также сопоставимой индукции антител против неструктурных белков вируса как в крови, так и в спинномозговой жидкости больных клещевым энцефалитом. Однако, спектры выявляемых антител к вирусным белкам в ликворе не совпадали с таковыми в сыворотке крови. По мнению автора, антитела к неструктурным белкам прежде всего могли индуцироваться в результате разрушения инфицированных клеток в ходе инфекции. Одновременно не исключается и секреция неструктурных белков инфицированными клетами. При этом анализ полученных данных не выявил корреляции между наличием антител, специфичных к индивидуальным вирусным белкам или группе белков ВКЭ, и формой заболевания (лихорадочной, менингеальной или менингоэнцефалитической). В результате делается заключение о том, что специфические антитела не играют существенной роли в защите от инфекции.

Недостаточность гуморального иммунитета для защиты от клещевого энцефалита подтверждается хорошо известными примерами вирусемии при высоких показателях гуморального иммунитета и заболеваемости людей, имеющих вирусспецифические антитела вследствие естественной иммунизации или в результате вакцинации и ревакцинации. Также известны примеры повторного заболевания людей, перенесших клинически выраженные формы клещевого энцефалита с формированием постинфекционного гуморального иммунитета [1]. Развитие хронического клещевого энцефалита, как и острой формы заболевания, происходит на фоне циркулирующих в крови и ликворе вирусоспецифических антител. Из этого следует, что при клещевом энцефалите существуют механизмы, посредством которых ВКЭ избегает элиминирующего действия вируснейтрализующих антител и поддерживает как репликативную, так и, несомненно, персистентную инфекцию.

Ключевое значение в защите организма на ранней стадии инфекции, по-видимому, имеет клеточный иммунитет. Поэтому прогностически значимым для развития инфекции является Т-дефицит и длительная циркуляция антител класса IgM, что может указывать также на нарушение функций эффекторов клеточного иммунитета.

Репликация вируса в чувствительных, пермиссивных клетках в конце концов часто приводит к их гибели в результате цитопатического действия вируса. Предполагается, что эти цитопатические механизмы в инфицированной вирусом клетке лежат в основе цитодеструктивных патологических процессов патогенеза клещевого энцефалита. Выделяют 2 типа гибели инфицированных вирусом клеток — цитолиз и апоптоз. Первый связан с необратимым нарушением целостности клеточных мембран, с воспалительными процессами и разрушением лизосом и аутолизом инфицированной клетки. Инъекция МКА против белков Е и М и антител против неструктурного белка NS1 в эксперименте защищает мышей от флавивирусного энцефалита [4],причем антитела эффективны и на стадии нейроинвазии, тогда как пассивный перенос иммунных клеток на этой стадии инфекции не имеет терапевтического эффекта. В случаях тяжелой или летальной инфекции с активной вирусемией и антигенемией в высоких концентрациях развитие воспалительных реакций в критических органах и тканях осложняет патогенез и убыстряет гибель животных. Показано, что NK и CTL ответственны за лизис инфицированных нейронов и астроцитов. В этих процессах участвует интерферониндуцированная экспрессия антигенов класса I и II главного комплекса гистосовместимости.

Второй цитоцидный механизм инфицированной вирусом клетки связан с наступлением ее физиологической смерти, вызванной запуском механизма запрограммированной гибели. Апоптозный некроз клетки начинается без нарушения целостности клеточной мембраны [3]. Был изучен индуцированный вирусом апоптоз на моделях инфицированных ВКЭ культур клеток и новорожденных мышей [3]. Опыты проводили с тремя штаммами ВКЭ: штамм 651, выделенный из крови больного лихорадочной формой клещевого энцефалита; штамм Пищелкин, выделенный из мозга больного, умершего от тяжелого клещевого энцефалита и штамм 155, выделенный из клеща I. persulcatus. Все три штамма вируса способны вызывать апоптоз путем олигонуклеосомной фрагментации ДНК клеток головного мозга двухсуточных белых мышей и клеток эмбриональной почки свиньи СПЭВ в результате репликативной вирусной инфекции. Сопоставление показателей титров ВКЭ с динамикой эндонуклеазной фрагментации ДНК клеток СПЭВ указывает на то, что формирование и накопление инфекционного вируса в клетке происходит до наступления гибели клеток. Это дает авторам основание считать, что апоптозный цитопатический эффект ВКЭ, наблюдаемый на клетках СПЭВ, является отражением ответной специфической реакции клетки-хозяина на вирусную инфекцию. В то же время 3 указанных штамма ВКЭ вызывают персистентную инфекцию на клетках Vero-E6 (перевиваемая клеточная линия почки зеленой мартышки), в которых накопление вирусного антигена не сопровождается эндонуклеазной фрагментацией ДНК или какими-либо другими признаками цитопатической деструкции инфицированных клеток. Тот факт, что продуктивная инфекция при заражении разными штаммами ВКЭ клеточной культуры Vero-E6 не сопровождается накоплением инфекционного вируса и деструкцией клеток, может свидетельствовать о том, что персистентный или латентный механизм вирусной инфекции в данном случае определяется генетическими свойствами клеток, в которых ВКЭ не индуцирует апоптоз.

В результате авторы делают вывод о том, что ВКЭ способен вызывать апоптозную, запрограммированную гибель клеток как in vivo, так и in vitro, которая, по-видимому, является одним из механизмов цитопатического действия вируса в некоторых пермиссивных клетках инфицированного ВКЭ организма. В другом сообщении авторы отмечают, что степень выраженности эндонуклеазной фрагментации клеточной ДНК при апоптозе в большей мере соответствовала динамике накопления вирусного антигена, чем вирусной РНК [3].

Еще в 60–70-х годах прошлого века были описаны новые «промежуточные» антигены, появляющиеся в мозге инфицированных ВКЭ животных и в сыворотке крови больных, отличные от антигенов вируса и нервной ткани. Антитела к неоантигенам выявлялись с наибольшей частотой в стадии неуклонного прогрессирования инфекции, предшествующей развитию прогредиентного течения заболевания. Считается, что новые антигенные субстанции, обладающие выраженными аллергическими свойствами, играют роль при трансформации острого клещевого энцефалита в хроническую инфекцию.

Очевидно, патогенетическими факторами ВКЭ-инфекции, кроме прямого цитопатического действия репликативной вирусной инфекции, служат также цитопатические механизмы клеточного иммунитета с участием CTL и вирусиндуцированного апоптоза. В то же время, эти факторы наравне с вирусспецифическими антителами, несомненно, ускоряют элиминацию возбудителя инфекции, и без сочетанного действия клеточно-гуморального иммунитета едва ли возможно выздоровление. Не исключено, что индукция антител гуморального иммунитета не всегда эффективно сочетается с развитием клеточного иммунитета. По-видимому, в пользу такого предположения говорит выше отмеченное клиническое наблюдение: наиболее высокие титры гуморальных антител выявляются только у больных клещевым энцефалитом в тяжелой очаговой форме [4, 5].

Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 658 | Нарушение авторских прав