Онкогенные рнк-геномные вирусы. Классификация и характеристика онкогенных вирусов Понятие онкогенные вирусы

98. Онкогенные вирусы . Онкогенные РНК-содержащие вирусы семейства Ret r oviridae , эндогенные и экзогенные ретровирусы. Механизм онкогенеза, вызываемого ретровирусами. Онкогенные ДНК-содержащие вирусы - семейство Papovaviridae . Представители семейства Herpesviridae , Adenoviridae , Poxviridae , способные вызвать трансформацию клетки. Механизм вирусного канцерогенеза: роль белков р53 и Rb.

Онкогенные вирусы

Впервые этиологическая роль вирусов в развитии опухолей была продемонстрирована П. Раусом в 1910 г. на примере саркомы кур, хотя гипотезы о вирусной этиологии опухолей выдвигались и ранее. В 30-е годы ХХ века была показана роль фильтрующих агентов в развитии папилломы и рака кожи у кроликов, рака молочной железы у мышей, лимфомы у цыплят. В 1946 г. российский вирусолог Л.А. Зильбер опубликовал монографию «Вирусная теория происхождения злокачественных новообразований», в которой изложил свою вирусогенетическую теорию происхождения опухолей. Основу этой теории составляет постулат о необходимости тесного контакта геномов вируса и клетки для последующей ее трансформации. Благодаря развитию молекулярной биологии вирусогенетическая теория онкогенеза в начале 70-х годов ХХ века нашла экспериментальное подтверждение.

В настоящее время установлена связь вирусной инфекции и последующей трансформации клетки для вирусов, входящих в сле- дующие семейства:

РНК-содержащие: семейство Retroviridae, вирус гепатита С;

ДНК-содержащие: семейства Papillomaviridae, Polyomaviridae, Adenoviridae 12,18,31, Hepadnaviridae, Herpesviridae, Poxviridae.

17.4.1. РНК-содержащие онкогенные вирусы

Семейство Retroviridae включает 7 родов, из которых 5 родов (α - ε retrovirus) составляют группу онковирусов. Онковирусы являются сложноорганизованными вирусами. Вирионы построены из сердцевины (диаметр 70-80 нм), окруженной липопротеиновой оболочкой с шипами. Размеры и формы шипов, а также локализация сердцевины служат основой для подразделения вирусов на 4 морфологических типа (A, B, C, D), а также вирус бычьего лейкоза.

Большинство онкогенных вирусов относится к типу С, который распространен среди рыб, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих, включая человека. К типу В относятся вирусы, вызывающие рак молочной железы у мышей, а некоторые онковирусы обезьян принадлежат к типу D.

Капсид онковирусов построен по кубическому типу симметрии. В него заключены нуклеопротеин и фермент ревертаза (обратная

транскриптаза). От наличия этого фермента, осуществляющего обратную (лат. retro - обратный) транскрипцию, произошло название семейства. Ревертаза обладает способностью транскрибировать ДНК на матрице как РНК, так и ДНК, а также нуклеазной активностью.

Геном представлен двумя идентичными позитивными цепями РНК, т.е. является диплоидным. Обе молекулы связаны на 5- конце водородными связями. С 5"-концом каждой цепи связана тРНК клеточного происхождения, которая служит затравкой при транскрипции генома.

Геном состоит из структурных и регуляторных генов. Последовательность структурных генов от 5"-конца к 3"-концу следующая: gag-pol-env.

Gag кодирует синтез группоспецифических антигенов капсида, основными из которых являются белки капсида с р27-р30. Pol кодирует ревертазу. Env кодирует белки шипов оболочки.

Структурные гены с двух сторон ограничены длинными концевыми повторами, получившими название LTR (от англ.long terminal repeat), которые выполняют регуляторную функцию. В их состав входят сайты, связывающие затравку, которой является тРНК, и клеточные полимеразы. Кроме того, имеется ген-трансактиватор, являющийся усилителем транскрипции.

По краям LTR ограничены повторяющимися последовательностями, которые представляют участки узнавания в процессе инте- грации провируса в геном клетки.

Культивирование вирусов. Не культивируются в куриных эмбрионах, культивируются в культурах клеток и в организме чувствительных животных.

Репродукция вирусов. В клетку проникают путем эндоцитоза. После освобождения из вакуоли нуклеокапсида начинает функционировать ревертаза. Этот процесс включает три этапа:

Синтез ДНК на матрице РНК при использовании тРНК в качестве затравки;

Ферментативное расщепление матричной РНК;

Синтез комплементарной нити ДНК на матрице первой нити

ДНК.

Все три этапа осуществляются ревертазой. Благодаря наличию на LTR инвертированных повторов линейная двухцепочечная ДНК замыкается в кольцо и интегрирует в ДНК клетки.

Транскрипция участков хромосомы, соответствующих геному провируса, осуществляется с помощью клеточной РНК-полиме- разы-II. Существуют две большие группы онковирусов: эндогенные и экзогенные.

Эндогенные онковирусы являются составными элементами генома всех органов и тканей организма человека и животных и передаются потомству от одного поколения к другому, т.е. вертикально, подобно обычным клеточным генам. Эндогенные онковирусы не являются онкогенными для представителей того вида животных, в клетках которого они находятся в виде постоянного генетического элемента.

Экзогенные онковирусы распространяются горизонтально от одной особи к другой в форме вирионов.

Механизм онкогенеза, вызываемого онковирусами, связан с функционированием onc-генов, которые имеются в геноме всех клеток человека и животных. В нормальных здоровых тканях этот onc-ген находится в неактивном состоянии, в так называемой форме протоонкогена. В настоящее время известно более 20 onc-генов, функционирование которых приводит к трансформации клетки. Например, src-ген связан с развитием саркомы Рауса у кур, ras-ген опосредует развитие саркомы у крыс.

Включение в геном клетки ДНК-провируса может приводить к активации onc-гена, результатом чего будет развитие трансформации клетки. Кроме того, в процессе исключения ДНК-провируса из хромосомы клетки onc-ген может встроиться в вирусный геном и в составе вирусного генома попасть в новые клетки в активном состоянии.

Последовательность одного и того же протоонкогена может определять трансформирующую активность онковирусов разных животных.

Активация протоонкогена может быть результатом увеличения транскрипционной активности вследствие действия трансактиватора, расположенного на LTR генома провируса, а также результатом перестройки генетического материала как следствие включения провируса в геном клетки.

Помимо онковирусов, активацию протоонкогена могут вызвать мутагены, подвижные генетические элементы.

Онковирусы чувствительны к эфиру, детергентам, формалину, инактивируются при 56 ?С. Устойчивы к УФ-лучам и низким температурам.

К семейству Retroviridae относится примерно 150 видов вирусов, вызывающих развитие опухолей у животных, и только 2 вида вызывают опухоли у человека: HTLV-1, HTLV-2

Вирусы Т-клеточного лейкоза человека

К семейству Retroviridae, роду Deltaretrovirus относятся вирусы, поражающие CD4 Т-лимфоциты, для которых доказана этиологическая роль в развитии опухолевого процесса у людей: HTLV-1, HTLV-2.

Вирус HTLV-1 (human T-lymphotropic virus) является возбудителем Т-клеточного лимфолейкоза взрослых. Вирус был изолирован в 1980 г. от больного Т-лимфомой. Он является экзогенным онковирусом, который, в отличие от других онковирусов, имеет два дополнительных структурных гена: tax и rex.

Продукт гена tax действует на терминальные повторы LTR, стимулируя синтез вирусной иРНК, а также образование ИЛ-2 рецепторов на поверхности зараженной клетки.

Продукт гена rex определяет очередность трансляции вирусных

иРНК.

HTLV-2 был изолирован от больного волосисто-клеточным лейкозом. Отличается от HTLV-1 по группоспецифическим антигенам.

Оба вируса передаются половым, трансфузионным и трансплацентарным путями. Заболевания, вызываемые вирусами, характе- ризуются медленным развитием (инкубационный период до 20 лет с момента заражения) и летальным исходом. Патогенез и течение инфекции напоминают таковые ВИЧ-инфекции, так как при обеих инфекциях поражается иммунная система. В крови больных можно обнаружить антитела к вирусам. Заболевания встречаются среди населения определенных географических регионов: в Сахаре, на Антильских островах, островах Юга Японии, а также в России (Восточная Сибирь, Дальний Восток). Эпидемиология Т-клеточного лейкоза изучена недостаточно. Специфическая профилактика и лечение не разработаны.

17.4.2. ДНК-содержащие онкогенные вирусы

Для многих онкогенных ДНК-содержащих вирусов механизмы вызываемого ими онкогенеза схожи. Это связано с тем, что боль- шинство таких вирусов вызывают трансформацию непермиссивных клеток, т.е. тех клеток, в которых они не реплицируются с формированием нового поколения вирионов.

Существенным шагом в осуществлении онкогенеза ДНКсодержащими вирусами является экспрессия так называемых ранних генов. Эти гены кодируют набор белков, называемых Т-антигенами (от англ. tumor - опухоль), большинство из которых локализуется в ядре, но некоторые - в клеточной мембране.

В механизм онкогенеза, вызываемого ДНК-содержащими вирусами, также вовлечены клеточные белки, являющиеся продуктами опухольсупрессирующих генов: p53 и Rb.

Белок p53 является супрессором опухолевого роста. Он представляет собой фосфопротеин, синтез которого усиливает в от- вет на поврежденную ДНК. р53 активирует транскрипцию белка (WAFI), который, в свою очередь, связывает и инактивирует два важных циклина, усиливающих клеточное деление. Результатом деятельности белка p53 является ограничение деления клеток. Если же происходит репарация поврежденной ДНК, уровень р53 падает и клеточное деление восстанавливается.

Rb- (от англ. retinoblastome - ретинобластома) ген кодирует белок, который осуществляет контроль клеточной пролиферации.

Семейство Papillomaviridae включает в себя вирусы папилломы человека, кроликов, коров, собак.

Папилломавирусы являются просто организованными вирусами. Вирион состоит из капсида, построенного по кубическому типу симметрии, диаметром 55 нм, в который заключена двухцепочеч- ная ДНК кольцевой формы. Геном включает 8 ранних Е-генов (от англ. еarly) и 2 поздних гена, детерминирующих синтез капсидных белков.

В искусственных условиях вирусы не культивируются.

Папилломавирусы, в том числе и вирусы папилломы человека (ВПЧ), вызывают продуктивную инфекцию только в дифферен- цированных клетках плоского эпителия. Размножающиеся клетки базального слоя не способны к поддержанию полного репродуктивного цикла.

Насчитывается более 1000 типов ВПЧ, большинство из которых вызывают образование доброкачественных бородавок, папиллом и кондилом в области половых органов, ануса, на слизистых оболочках дыхательных путей, пищеварительного тракта и коже. В клетках этих образований ДНК вируса находится в ядре в виде независимой от генома клетки плазмидной формы кольцевой двухцепочечной ДНК.

В раковых клетках вирусная ДНК интегрирована в клеточную. Канцерогенез связан с экспрессией белков ранних генов Е6 и Е7, которые инактивируют супрессирующие опухолевый рост белки

p53 и Rb.

Определенные типы ВПЧ, в частности типы 2, 5, 8, способны вызвать рак кожи, злокачественные опухоли в полости рта, гортани.

Типы 16 и 18 ВОЗ в 1996 г. признала основными возбудителями рака шейки матки. Передача этих вирусов осуществляется половым путем.

В связи с тем что ВПЧ не культивируются в искусственных условиях, диагностика рака шейки матки и других новообразова- ний, вызванных ВПЧ, осуществляется различными модификациями ПЦР; методом гибридизации insitu, который представляет сочетанный метод молекулярной гибридизации и гистохимического анализа, позволяющий не только определить наличие вирусной ДНК в клетке, но и выявить ее локализацию в клетке.

Семейство Polyomaviridae (от лат. рoly - много, oma - опухоль), а также вакуолизирующий вирус обезьян SV-40 различаются между собой по антигенным свойствам. Полиомавирусы и вирус SV-40 имеют одинаковый механизм онкогенеза. Эти вирусы вызывают продуктивную инфекцию в клетках природных хозяев. При инфицировании новорожденных животных других видов или гетероло- гических культур клеток они стимулируют образование опухолей широкого гистологического спектра.

В трансформированных клетках вирусная ДНК интегрирована в клеточную и экспрессирует только ранние белки. Некоторые из них, в частности Т-антиген, препятствует связыванию белка р53 с клеточной ДНК.

Известны два вируса полиомы человека: ВК, изолированный из мочи больного с трансплантацией почки, и JC.

Вирус JC был выделен из мозга человека, страдающего прогрессирующей многоочаговой лейкоэнцефалопатией - заболеванием, характеризующимся демиелинизацией белого вещества мозга и встречающийся у лиц с пониженным Т-клеточным иммунитетом. Этот вирус способен вызывать образование опухолей у обезьян, новорожденных хомячков.

Вакуолизирующий вирус SV-40 был обнаружен в культуре клеток почки макаки-резуса, в которой он не вызывал ни цитопатиче-

ского эффекта, ни трансформации. При заражении этим вирусом культуры клеток из почки зеленой мартышки он вызывал вакуолизацию и гибель клеток. SV-40 вызывает также развитие опухолей у хомяков, крыс и обезьян-мармозеток.

Вирус SV-40 не обладает онкогенным эффектом в отношении человека. Об этом свидетельствуют наблюдения за десятками миллионов лиц, которым в детстве (в первые годы массовых прививок против полиомиелита) был введен этот вирус, так как им были контаминированы культуры клеток почки макаки-резуса, на которых получали вакцину. Тщательное наблюдение за этим контингентом, а также за добровольцами из США, которые были инфицированы SV-40, показали, что вирус вызывает у человека бессимптомное носительство, стимулирует образование антител, но не вызывает онкогенного эффекта.

Семейство Adenoviridae. Некоторые аденовирусы человека, особенно серотипы 12, 18 и 31, индуцируют саркомы у новорожденных хомячков и трансформируют культуры клеток грызунов. Механизм онкогенеза аналогичен таковому у полиовирусов, за исключением того факта, что в непермиссивных клетках не вся ДНК вируса, а только 10% генома интегрируется в ДНК-клетки, экспрессируя при этом Т-антиген.

Данные о способности аденовирусов вызывать онкогенез у человека отсутствуют.

ВГВ вызывает развитие первичного рака печени. Опухоль развивается у хронических носителей вируса, у которых вирусная ДНК интегрирована в геном гепатоцита. Онкогенез связывают с возможностью интеграции вирусной ДНК в район сильного промотора, в результате чего начинаются синтез и накопление НВхантигена, который обладает способностью связывать супрессор опухолевого роста р53.

Семейство Poxviridae. В состав семейства входят вирусы фибромы-миксомы кролика, вирус Ябы, вызывающий развитие опухолей у обезьян, и вирус контагиозного моллюска, патогенный для человека. Этот вирус вызывает образование эритематозных узелков, локализующихся на коже лица, шеи, век, половых органов. Болезнь передается при прямом и половом контакте.

Семейство Herpesviridae. Различные представители семейства вызывают лимфомы у обезьян, карциному почки лягушки (болезнь Люке), нейролимфому у цыплят (болезнь Марека).

Онкогенез у человека связан с вирусами герпеса человека типов 6 и 8 (ВГЧ-6 и ВГЧ-8) и вирусом Эпштейна-Барр (ВЭБ).

С ВЭБ связывают лимфому Беркитта - опухоль верхней челюсти, встречающаяся у детей и юношей в странах Африки, и кар- циному носоглотки, которая в основном поражает мужчин в некоторых районах Китая. В клетках этих опухолей обнаруживаются множественные копии интегрированного генома вируса. В ядрах пораженных клеток выявляется ядерный антиген ВЭБ. В крови больных вначале появляются антитела к капсидному антигену, а позже - к мембранному и ядерному антигенам ВЭБ.

ВГЧ-6 связывают с развитием non-Hodgkin лимфомы, а ВГЧ-8 - с саркомой Капоши.

Основной особенностью онкогенных вирусов является их способность трансформировать нормальную клетку в опухолевую, которая дает начало доброкачественной или злокачественной опухоли.

Онкогенные ДНК-содержащие вирусы .

Папилломавирусы . Вирусы папилломы кожи и слизистых оболочек кроликов (вирус Шоупа), хомяков, сусликов, кошек, собак, овец, коз, оленей, крупного рогатого скота, лошадей, обезьян и бородавок у человека.

Икосаэдрического типа вирус папилломы диаметром около 55 нм, Его оболочка состоит из 72 капсомеров.

Полиомавирусы включают вирусы полиомы мышей, вакуолизирующий вирус обезьян (SV-40) и SV-40 - подобные вирусы человека. Диаметр капсида 40 нм, Оболочка содержит 72 капсомера.

Вирус полиомы вызывает множественные опухоли при введении мышам, а также другим видам млекопитающих.

Аденовирусы . Из 31 типа аденовирусов онкогенными являются 13 типов аденовирусов человека, 6 типов аденовирусов обезьян, 1 тип аденовирусов крупного рогатого скота, 1 тип аденовирусов собак и 2 типа аденовирусов птиц. Эти вирусы вызывают опухоли у крыс, мышей, хомяков.

Герпесвирусы . Вызывают лимфоидные и эпителиоидные опухоли у различных видов животных: аденокарциномы почек лягушек, лимфомы обезьян, лимфоматоз кур. Герпесвирус Эпштейн-Барр является возбудителем инфекционного мононуклеоза человека и, возможно, лимфомы африканских детей (лимфомы Беркитта), а также рака шейки матки человека. Онкогенные свойства вируса Эпштейн-Барр были подтверждены в опытах заражения этим вирусом обезьян (мармозетов), у которых возникли злокачественные лимфомы. Вирусы простого герпеса 1 и 2, а также вирус цитомегалии способны in vitro вызывать трансформацию нормальных клеток животных и человека. У женщин с карциномой шейки матки в крови выявляют антитела к герпесвирусу 11 типа, а в опухолевых клетках обнаруживают специфические вирусные антигены.

Вирусы группы оспы индуцируют у различных животных (кролики, зайцы, белки) доброкачественные, спонтанно регрессирующие соединительнотканные опухоли. Входящий в эту группу вирус контагиозного моллюска вызывает у человека образование плотных шаровидных узелков на половых органах, в области лобка, живота, на лице, шее и др., достигают небольших размеров и затем регрессируют.

Онкогенные РНК-содержащие вирусы (ретровирусы) входят в состав семейства Retroviridae, т.е. вирусов, содержащих обратную транскриптазу - reverse transcriptase. В зависимости от характера нуклеотида, структуры вирионов и других признаков онковирусы делятся на четыре группы - A, B, C, D.

Онковирусы всех групп имеют ряд общих свойств. Геном их представлен однонитчатой РНК, состоящей из двух идентичных нитей с молекулярной массой 2,5-5 10 6 каждая, связанных с обратной транскриптазой. В инфицированной клетке обратная транскриптаза (ревертаза), являющаяся РНК-зависимой ДНК-полимеразой образует ДНК-копию вирусного генома, встраивающуюся в хромосому клетки-хозяина. С этого момента интегрированный вирусный геном подчиняется клеточным механизмам регуляции.

Вирионы имеют сферическую форму, сложное строение. Внутренний нуклеокапсид покрыт суперкапсидной оболочкой, состоящей из двойного слоя липидов и внешних белков-гликопротеинов, формирующих выступающие булавовидные шипы с утолщениями на концах.

Онковирусы группы С являются возбудителями лейкозов и сарком у птиц и многих видов млекопитающих (мыши, кошки, обезьяны, крупный рогатый скот).

Возбудители Т-клеточных лейкозов человека близки по физико-химическим свойствам и особенностям репродукции к вирусам подсеиейства Oncovirinae, роду Oncovirus, типа С. Хотя присутствие в геноме вирусов Т-клеточных лейкозов трансактивирующего гена, схожим с одним из трансактивирующих генов вирусов подсемейства Lentivirinae (в том числе ВИЧ), дает основания для выделения их в самостоятельную таксономическую единицу, занимающую промежуточное место между подсемействами Oncovirinae и Lentivirinae. Ныне известны два возбудителя Т-клеточных лейкозов человека: HTLV-1 и HTLV-2 (от англ. Human T-Lymphotropic Virus), различающихся по антигенным свойствам. Геном этих вирусов картирован. ДНК провируса имеет такую структуру: 5¢ - LTR - gag - pol - env - tat - LTR - 3¢. Гены gag, pol и env кодируют белки-предшественники, нарезающиеся вирусспецифической протеазой на структурные белки вируса, в том числе и обратную транскриптазу. Ген tat является трансрегулирующим геном. Его продукт - белок - с одной стороны в десятки раз ускоряет експрессию генома вируса, активируя его промотор, а с другой - инактивирует иной ген (возможно - гены), в том числе ген интерлейкина-2 в геноме клетки-хозяина.

Пути заражения - трансфузионный, парентеральный, половой, от матери к ребенку (трансплацентарно, во время родов или вскармливания грудным молоком). Риск заражения зависит от механизма заражения и варьирует в границах 25-80%.

Инкубационный период от нескольких месяцев до десятков лет.

Эндемичными районами распространения являются зоны Карибского моря, Центральной Африки, Юго-Западные острова Японии (в Японии пораженность населения составляет от 1,5 до 5%.

Методов специфической профилактики и терапии не существует.

Лабораторная диагностика Т-клеточного лейкоза осуществляется методом ИФА в непрямом варианте. Объектом первичного исследования является сыворотка крови, в которой выявляют антитела к вирусу. Положительный в ИФА результат подтверждается методом иммуноблота. Нечеткие результаты иммуноблота выявляют с помощью метода радиоиммунопреципитации.

К онковирусам группы С относится и вирус саркомы кур Рауса. Выделенный в 1911 году вирус способен вызывать развитие опухолей не только у кур, но у фазанов, уток, голубей, змей, черепах, а также у млекопитающих - мышей, крыс, хомяков, собак и обезьян.

Под влиянием индуцирующих факторов (облучение животных, действие химических веществ и др.) были выделены различные вирусы лейкозов и сарком у мышей.

Онковирусы группы В были обнаружены в 1936 г. Дж. Биттнером в молоке мышей высокораковой линии. При вскармливании таким молоком мышей низкораковой линии у них возникали опухоли молочных желез.

Онковирусы группы А обнаруживаются, как правило, в ассоциации с онковирусами групп С и В, однако не получены достоверные данные об их участии в канцерогенезе.

Онковирусы группы D выделены из опухолевых и нормальных тканей макак резусов, лангуров и саймири, а также из перевиваемых клеток человека и свиньи.

Теорию о связи вирусов с перерождением клеток в раковые впервые разработал советский ученый Л.А. Зильбер (1941-1944). В основе вирусгенетической теории лежит представление о интеграции вирусного и клеточного геномов. Экспериментально эта точка зрения была обоснована в 1968 г. американскими учеными Р. Далбекко с сотр.

В составе интегрированного в клеточную ДНК вирусного генома имеется ген (гены), получивший название “онкоген”. Предполагают, что онкогены опухолеродных вирусов - это регуляторные клеточные гены, случайно включившиеся в состав вирусного генома. В норме их работа регулируется нормальными клеточными механизмами. Эта регуляция нарушается, когда ген функционирует в составе вирусного генома.

В трансформированных клетках нарушен процесс передачи информации с поверхности на ядерный аппарат, увеличен синтез ДНК, наблюдаются хромосомные аберрации, теряется способность к контактному торможению, усиливается митотическая активность, что приводит к усиленному росту и размножению этих клеток.

ВИЧ-инфекция (инфекция вирусом иммунодефицита человека) - медленно прогрессирующее инфекционное заболевание, возникающее вследствие заражения вирусом иммунодефицита человека, порхающего иммунную систему, вследствие чего организм становится высоко восприимчив к оппортунистическим инфекциям и опухолям, которые в конечном итоге приводят к гибели больного.

Заболевание впервые было описано в 1981 г в США среди гомосексуалистов. Новая болезнь обычно манифестировалась пневмоцистной пневмонией и не­редко саркомой Калоши, что было необычным, так как зги заболевания ранее встречались почти исключительно у истощенных больных преклонного возраста с тяжелой иммунодепрессией.

Первоначально состояние иммунной недостаточносги, возникающее у гомосексуалистов, пытались объ­яснить иммунодепрессивным действием спермы от большого числа партнеров или появлением у них в крови аутоантител к лимфоцитам, или, возможно, им­мунодепрессивным действием нитритов, применяемых гомосексуалистами для снижения тонуса мышц заднего прохода. Однако вскоре эти предположения отпали, так как заболевание стали описывать не только у пассив­ных гомосексуалистов, но и у активных, у которых вышеперечисленные факторы не могли иметь место и, кроме того, все чаще состояние иммунодефицита стали описывать у наркоманов, не имеющих склонности к гомосексуализму.

Важным этапом в установлении инфекционной природы СПИД было выявление большого числа боль­ных среди выходцев с острова Гаити африканского происхождения, у которых не отмечалось склонности к гомосексуализму или употреблению наркотиков и, кроме того, среди них количество заболевших мужчин и женщин было одинаковым, что противоречило аме­риканской статистике, согласно которой у жителей США, больных синдромом приобретенного иммуноде­фицита, число мужчин во много раз превышало число женщин.

Начиная с 1982 года случаи СПИД стали выяв­ляться и среди жителей Западной Европы, первона­чально почти исключительно у выходцев из Заира. Хо­тя среди заболевших по-прежнему преобладали лица с вредными привычками (гомосексуалисты, наркоманы), но все чаще заболевание стали описывать и у лиц, по­лучавших массивные переливания донорской крови. Особенно много больных оказалось среди гемофиликов, получающих УШ и К-факторы свертывания кро­ви, которые готовят из крови несколь­ких тысяч доноров. Почти одновременно случаи СПИД были описаны и у детей, при этом инфицирование могло произойти или с переливанием крови, или при парентеральных манипуляциях, а в ряде случаев можно было допустить только внутриутробную, так называемую вертикальную передачу вируса от матери к плоду.

Высказывается мнение, что заболевание возникло в начале 50-х годов в Центральной Африке и уже отту­да распространилось в страны Карибского региона, а затем в США и Западную Европу.

Допускается, что вирус СПИД человека произошел от родственных вирусов африканских обезьян, вызы­вающих у них спидоподобное заболевание. Возмож­ность такой трансформации документируется экспери­ментальными исследованиями. Предполагается, что новый мутант находился в циркуляции среди коренно­го населения Центральной Африки, не получая даль­нейшего распространения из-за относительной изоля­ции коренного населения, при этом он мог приобрести дополнительные патогенные свойства. В условиях ур­банизации африканского континента, роста проститу­ции, наркомании и пр появилась высокая возможность распространения вируса СПИД. Считается, что из Аф­рики вирус попал на Гаити, а оттуда в США.

Официальное признание новой болезни произошло в 1983 году, а в 1986 году Международный комитет по таксономии вирусов предложил название ВИЧ (HIV) - вирус иммунодефицита человека (от англ. Human Immunodeficiency Virus). Вирус относится к семейству ретровирусов, подсемейству лентивирусов, то есть вирусов медленных инфекций. ВИЧ генетически и антигенно неоднороден - описаны ВИЧ-1 и ВИЧ-2. Родиной вирусов обоих типов считают Африку. ВИЧ-1 является возбудителем пандемии СПИДа, охватившей планету, а ВИЧ-2 встречается только в 15 странах Западной Африки и в некоторых странах Европы и Америки, куда он был завезен.

В 1986 году группой американских исследователей от здоровых людей в Сенегале был выделен вирус, сходный с вирусом африканских зеленых мартышек; сыворотки ВИЧ-инфицированных людей реагировали с антигенами вируса мартышек, но не давали реакции (или они были слабыми) с антигенами ВИЧ. Предполагалось, что вирус мог быть предшественником ВИЧ. Выделенный вирус был назван HTLV-4.

HTLV-4, подобно ВИЧ, инфицирует Т-хелперы, но не убивает их. Есть мнение, что непатогенный вирус HTLV-4 эволюционировал в безвредный вирус африканских зеленых мартышек, который превратился в патогенный ВИЧ-2 - предшественник ВИЧ-1.

Эпидемиология. ВИЧ-инфекция встречается на всех континентах и практически во всех стра­нах, где ведется планомерный поиск больных. По оценке экспертов ВОЗ, во всем мире на 1 июля 1994 года официально зарегистрировано 985119 больных и 16 млн. инфицированных ВИЧ. Эти цифры следует считать приблизительными, по­скольку число больных и инфицированных прак­тически невозможно учесть и, кроме того, оно на­столько быстро увеличивается, что любая опубли­кованная цифра, по справедливому замечанию американских авторов, сразу же становится уста­ревшей. Принято считать, что число больных и инфицированных во всем мире удваивается каж­дый год. Однако в последние годы, благодаря принятым мерам, увеличение числа больных и инфицированных существенно замедлилось.

Наибольшее число заболевших и инфициро­ванных зарегистрировано в США. Общая пораженность ВИЧ по данным серологических иссле­дований уже сейчас составляет около 100 на 100 тыс. населения, а по некоторым районам страны - 200 и более.

Заболеваемость в Западной Европе остается относительно низкой, однако уровень инфициро­ванности быстро растет и уже по некоторым стра­нам она составляет 20-30 на 100 000 населения.

Заболеваемость и инфицированность в Афри­ке оценить затруднительно. По предварительным данным, нарастание числа случаев СПИД на аф­риканском континенте происходит быстрее, чем в США, чему способствует низкий санитарный уровень, сопутствующие венерические заболевания, ритуальные обряды и др. В отдельных афри-канских странах (Заир, Кения, Замбия) носительство вируса среди взрослого населения достигло 20%, а заболеваемость уже сейчас составляет по некоторым городам 1 на 1000 населения. По пессимистическим прогнозам, число инфицированных в некоторых странах Африки в ближайшие годы может составить 50% и более. Ожидается также, что в максимально пораженных городах до 50% женщин детородного возраста заболеют СПИД и что у 5% детей на протяжении 2 лет после рождения обнаружатся признаки заболевания. Более тяжелый прогноз предполагает 70%-ный уровень инфицированности в последующие 10 лет с возможностью развития СПИД у каждого 4-го родившегося ребенка.

Не менее пессимистические прогнозы выска­зываются и для Латинской Америки Заболевае­мость СПИД в Бразилии на февраль 1994 года со­ставила 49312 случаев. Число инфицированных по некоторым странам Южной Америки прибли­жается к уровню инфицированности в США.

Наименьшая заболеваемость и инфицированность регистрируется на азиатском континенте, что можно считать временным явлением, так как вирус еще не распространился среди коренного населения и практически все случаи болезни вы­являются среди приезжих и лиц, контактирующих с иностранцами.

Заражение человека ВИЧ происходит при попадании вируссодержащего материала непосредственно в кровь или на слизистые оболочки. Велика вероятность заражения половым путем и при би- и гетеросексуальных контактах с больными (носителями), причем инфицирование женщин от мужчин чаще, чем мужчин от женщин. ВИЧ передается также через инфицированную кровь (при переливании крови и ее препаратов), при повторном использовании инфицированного медицинского инструментария, Чаще всего это происходит у наркоманов при внутривенном введении наркотических препаратов одними и теми же шприцами и иглами. Менее значимым является вертикальный путь передачи возбудителя, который реализуется в организме беременной женщины, когда плод заражается в матке (трансплацентарный путь). Риск передачи ВИЧ детям от серопозитивных матерей составляет до 50%, зависит от стадии заболевания и увеличивается при грудном вскармливании. Возможно контактное заражение ребенка при родах, а также через грудное молоко. Выявлены случаи заражения матерей от инфицированных грудных детей при вскармливании грудью. Поскольку ВИЧ находят также в слюне и моче и эти биологические жидкости могут при поцелуях и укусах попасть на слизистые оболочки здорового, нельзя исключить также вероятность заражения с помощью этих факторов передачи. Известен уникальный случай заражения ВИЧ пожилой женщины, инфицированной слюной при поцелуях со своим мужем, инфицированным ВИЧ.

Резистентность . ВИЧ нестоек во внешней среде и при кипячении инактивируется за 1 минуту, погибает под воздействием химических агентов, допущенных для проведения дезинфекции.

Морфология. Вирион ВИЧ - сферическая частица диаметром около 100 - 120 нм, состоящая из сердцевины и оболочки (рис. 7). Зовнішня гліколіпідна оболонка віріона двошарова. Зовні віріон має виступа діаметром 15 і довжиною 9 нм (їх виявлено 72), утворені білковими субодиницями – глікопротеїнами. Структурований глікопротеїн (попередник) gp має молекулярну масу 160 (gp 160). Він, у свою чергу, складається з надмембранної (gp 120) і трансмембранної (gp 41) частин. Білок gp 41є глікозованим протеїном, що пронизує двошарову гліколіпідну оболонку віріона. До його складу входять внутрішньовіріонна, власне трансмембранна ділянка, та невелика позавіріонна, з якою молекула gp120 з’єднується двома дісульфідними зв’язками. У складі цих глікопротеїнів є білки, що “пізнають” клітинні рецептори CD4 (білки gp120) та забезпечують проникнення вірусу в клітину-хазяїна (білки gp 41). Поверхневі білки gp160 відрізняються від поверхневих білків інших представників родини ретровірусів високою мінливістю амінокислотних залишків і великими розмірами. Процес нарізання білка – попередника gp160 здійснюється клітинною протеазою в апараті Гольджі у вакуолях з кислим рН.

Рис. 7. Структура ВИЧ (схема): 1 - gp120; 2 - gp-41; 3 - липидная двухслойная мембрана; 4 - р-17/18; 5 - p-24/25; 6 - сердцевина; 7 - обратная транскриптаза; 8 - р-7, р-9; 9 - РНК.

Зсередині до глікопротеїнової оболонки щильно прилягає щар так званого матриксного білка, м.м. якого становить 17kD (p17). Товщина шару в межах 5- 7 нм.білки виступів (через gp41) зв’язані з білками матриксу (р17). Центральна, або серцевинна частина віріона (англ. core) має вигляд конусоподібногого “кошика”, побудованого з вірусного білка, м.м. якого становить 24kD (р24). В середині “кошика” є дві крпії однонитчастої РНК, що вкриті білками з м.м. 9 (р9) і 7kD (p7). У серцевині віріона знаходяться білки-ферменти: р66 – зворотна транскриптаза, р34 – ендонуклеаза та р9 – протеаза.

У складі віріона завжди виявляються клітинні антигени комплексу гістосумісності І та ІІ класу.

Геном ВИЧ, представленный двумя копиями одноцепочечной РНК, из 9200 нуклеотидов содержит 9 генов, в том числе три основных (структурных) - gag, env и pol (рис. 8). Прочие гены являются неструктурными, регуляторные функции и способствуют дозреванию вируса и выходу его из инфицированной клетки. С обоих концов полинуклеотидной цепи расположены т.н. длинные концевые повторы - LTR (Long Terminal Repeat). Они не кодируют вирусные белки, но регулируют скорость синтеза ДНК на матрице вирусной РНК и процесс интеграции вновь образованной ДНК в геном клетки-хозяина.

№ 44 Классификация и характеристика онкогенных вирусы
РНК-содержащие: семейство Retroviridae.
ДНК-содержащие: семейства Papillomaviridae, Polyomaviridae, Adenoviridae 12, 18, 31, Hepadnaviridae, Herpesviridae, Poxviridae
Семейство Retroviridae включает 7 родов.
Онковирусы являются сложноорганизованными вирусами. Вирионы построены из сердцевины, окружен­ной липопротеиновой оболочкой с шипами. Размеры и формы шипов, а также локализа­ция сердцевины служат основой для подраз­деления вирусов на 4 морфологических типа (А, В, С, D), а также вирус бычьего лейкоза.
Капсид онковирусов построен по кубичес­кому типу симметрии. В него заключены нуклеопротеин и фермент ревертаза. Ревертаза обладает способностью транскрибировать ДНК. Геном – 2 идентичные цепи РНК.
Культивирование вирусов : не культивируются на куриных эмбрионах, культивируются в организме чувствительных животных, в культурах клеток.
Репродукция вирусов : проникают в клетку путем эндоцитоза. 3 этапа: синтез ДНК, на матрице РНК; ферментативное расщепление матричной РНК; синтез комплементарной нити ДНК на матрице первой нити ДНК.
К семейству Retroviridae относится пример­но 150 видов вирусов, вызывающих развитие опухолей у животных, и только 4 вида вызы­вают опухоли у человека: HTLV-1, HTLV-2, ВИЧ-1,ВИЧ-2.
Вирусы Т-клеточного лейкоза человека
К семейству Retroviridae роду Deltaretrovirus относятся вирусы, поражающие CD4 Т-лимфоциты, для которых доказана этиологичес­кая роль в развитии опухолевого процесса у людей: HTLV-1 и HTLV-2
Вирус HTLV-1является возбудителем Т-клеточного лимфолейкоза взрослых. Он является экзогенным онковирусом, который, в отли­чие от других онковирусов, имеет два допол­нительных структурных гена: tax и rех.
Продукт tax-гена действует на терминаль­ные повторы LTR, стимулируя синтез вирус­ной иРНК, а также образование ИЛ-2 рецеп­торов на поверхности зараженной клетки. Продукт rex-гена определяет очередность трансляции вирусных иРНК.
HTLV-2 был изолирован от больного во­лосисто-клеточным лейкозом.
Оба вируса передаются половым, трансфузионным и трансплацентарным путями.
Семейство Papillomaviridae – вирус папилломы человека, собак. Вызывают инфекцию в клетках плоского эпителия. Доброкачественные папилломы в области половых органов, на коже, на слизистых дыхательных путей.
Семейство Polyomaviridae – вакуолизирующий вирус обезьян SV-40.Вирус полиомы человека.
Семейство Adenoviridae – аденовирусы, особенно серотипы 12,18,31 – индуцируют саркомы и трансформируют культуры клеток.
Семейство Poxviridae – вирусы фибромы-миксомы кролика, вирус Ябы, вызывающий развитие опухолей, вирус контагиозного моллюска.
Семейство Herpesviridae – лимфомы, карциномы. Онкогенез у человека связан с вирусом простого герпеса 2 типа (ВПГ-2) и вирусом Эпштейна-Барр (ВЭБ).

Семейство Retroviridae включает 7 родов.

Онковирусы являются сложноорганизованными вирусами. Вирионы построены из сердцевины, окружен­ной липопротеиновой оболочкой с шипами. Размеры и формы шипов, а также локализа­ция сердцевины служат основой для подраз­деления вирусов на 4 морфологических типа (А, В, С, D), а также вирус бычьего лейкоза.

Капсид онковирусов построен по кубичес­кому типу симметрии. В него заключены нуклеопротеин и фермент ревертаза. Ревертаза обладает способностью транскрибировать ДНК. Геном – 2 идентичные цепи РНК.

Культивирование вирусов : не культивируются на куриных эмбрионах, культивируются в организме чувствительных животных, в культурах клеток.

Репродукция вирусов : проникают в клетку путем эндоцитоза. 3 этапа: синтез ДНК, на матрице РНК; ферментативное расщепление матричной РНК; синтез комплементарной нити ДНК на матрице первой нити ДНК.

К семейству Retroviridae относится пример­но 150 видов вирусов, вызывающих развитие опухолей у животных, и только 4 вида вызы­вают опухоли у человека: HTLV-1, HTLV-2, ВИЧ-1,ВИЧ-2.

Вирусы Т-клеточного лейкоза человека

К семейству Retroviridae роду Deltaretrovirus относятся вирусы, поражающие CD4 Т-лимфоциты, для которых доказана этиологичес­кая роль в развитии опухолевого процесса у людей: HTLV-1 и HTLV-2

Вирус HTLV-1является возбудителем Т-клеточного лимфолейкоза взрослых. Он является экзогенным онковирусом, который, в отли­чие от других онковирусов, имеет два допол­нительных структурных гена: tax и rех.

Продукт tax-гена действует на терминаль­ные повторы LTR, стимулируя синтез вирус­ной иРНК, а также образование ИЛ-2 рецеп­торов на поверхности зараженной клетки. Продукт rex-гена определяет очередность трансляции вирусных иРНК.

HTLV-2 был изолирован от больного во­лосисто-клеточным лейкозом.

Оба вируса передаются половым, трансфузионным и трансплацентарным путями.

Семейство Papillomaviridae – вирус папилломы человека, собак. Вызывают инфекцию в клетках плоского эпителия. Доброкачественные папилломы в области половых органов, на коже, на слизистых дыхательных путей.

Семейство Polyomaviridae – вакуолизирующий вирус обезьян SV-40.Вирус полиомы человека.

Семейство Adenoviridae – аденовирусы, особенно серотипы 12,18,31 – индуцируют саркомы и трансформируют культуры клеток.

Семейство Poxviridae – вирусы фибромы-миксомы кролика, вирус Ябы, вызывающий развитие опухолей, вирус контагиозного моллюска.

Семейство Herpesviridae – лимфомы, карциномы. Онкогенез у человека связан с вирусом простого герпеса 2 типа (ВПГ-2) и вирусом Эпштейна-Барр (ВЭБ).

Семейство Retroviridae включает 7 родов.

Онковирусы являются сложноорганизованными вирусами. Вирионы построены из сердцевины, окруженной липопротеиновой оболочкой с шипами. Размеры и формы шипов, а также локализация сердцевины служат основой для подразделения вирусов на 4 морфологических типа (А, В, С, D), а также вирус бычьего лейкоза.

Капсид онковирусов построен по кубическому типу симметрии. В него заключены нуклеопротеин и фермент ревертаза. Ревертаза обладает способностью транскрибировать ДНК. Геном – 2 идентичные цепи РНК.

В настоящее время известно более 30 видов опухолей млекопитающих, птиц и амфибий, которые вызываются вирусами, и более 150 онкогенных вирусов, способных их вызвать, Онкогенные вирусы обладают основным общим свойством - способностью трансформировать нормальные клетки в опухолевые. При проникновении вируса в клетку он не разрушает ее, а изменяет (трансформирует) в сторону беспрепятственного размножения, делая клетку злокачественной для организма. Онкогенными свойствами обладают различные представители как ДНК-, так и РНК-содержащих вирусов.

Установлена и достаточно изучена вирусная этиология доброкачественных опухолей - папиллом - у человека, возбудители которых относятся к семейству паповавириде. Оно состоит из трех родов: папилломавирус(па), полиомавирус(по) и вирусы вакуолизирующего агента (ва). Вирусы мелкие, размеры 43-55 нм (в среднем 30-35 нм), имеют молекулярную массу 3-5х16*6 дальтон, двунитчатую кольцевидную ДНК, составляющую 7-15% от массы вириона. Капсид голый, кубической симметрии, 72 капсомера. Созревание вируса происходит в ядре клетки.

Паповавирусы вызывают доброкачественные или злокачественные новообразования у животных. Папилломавирусы поражают эпидермис, приводят к возникновению доброкачественных папиллом кожи и слизистых оболочек (бородавки и кандиломы) у природных хозяев (кролики, золотистые хомяки, собаки, кошки, крупный рогатый скот, козы, обезьяны) и у человека.

Культивирование вирусов : не культивируются на куриных эмбрионах, культивируются в организме чувствительных животных, в культурах клеток.

Репродукция вирусов : проникают в клетку путем эндоцитоза. 3 этапа: синтез ДНК, на матрице РНК; ферментативное расщепление матричной РНК; синтез комплементарной нити ДНК на матрице первой нити ДНК.

К семейству Retroviridae относится примерно 150 видов вирусов, вызывающих развитие опухолей у животных, и только 4 вида вызывают опухоли у человека: HTLV-1, HTLV-2, ВИЧ-1,ВИЧ-2.

Вирусы Т-клеточного лейкоза человека

К семейству Retroviridae роду Deltaretrovirus относятся вирусы, поражающие CD4 Т-лимфоциты, для которых доказана этиологическая роль в развитии опухолевого процесса у людей: HTLV-1 и HTLV-2

Вирус HTLV-1 является возбудителем Т-клеточного лимфолейкоза взрослых. Он является экзогенным онковирусом, который, в отличие от других онковирусов, имеет два дополнительных структурных гена: tax и rех.

Продукт tax-гена действует на терминальные повторы LTR, стимулируя синтез вирусной иРНК, а также образование ИЛ-2 рецепторов на поверхности зараженной клетки. Продукт rex-гена определяет очередность трансляции вирусных иРНК.

HTLV-2 был изолирован от больного волосисто-клеточным лейкозом.

Оба вируса передаются половым, трансфузионным и трансплацентарным путями.

Семейство Papillomaviridae – вирус папилломы человека, собак. Вызывают инфекцию в клетках плоского эпителия. Доброкачественные папилломы в области половых органов, на коже, на слизистых дыхательных путей.

Семейство Polyomaviridae – вакуолизирующий вирус обезьян SV-40.Вирус полиомы человека.

Семейство Adenoviridae – аденовирусы, особенно серотипы 12,18,31 – индуцируют саркомы и трансформируют культуры клеток.

Семейство Poxviridae – вирусы фибромы-миксомы кролика, вирус Ябы, вызывающий развитие опухолей, вирус контагиозного моллюска.

Семейство Herpesviridae – лимфомы, карциномы. Онкогенез у человека связан с вирусом простого герпеса 2 типа (ВПГ-2) и вирусом Эпштейна-Барр (ВЭБ).

Новообразования, вызываемые онкогенными вирусами

У человека вирусы вызывают следующие новообразования.

1. Папилломы кожи и слизистых оболочек - разрастание покровного эпителия в виде сосочков над поверхностью кожи, слизистых оболочек рта, дыхательных и мочеполовых путей. Иногда они приобретают злокачественное течение. Вирусы человека отличаются от вирусов животных.

2. Инфекционные бородавки: обыкновенные плоские и остроконечные кондиломы, папилломы слизистых оболочек рта. В пораженных клетках обнаруживаются внутриядерные включения. Болеют чаще дети и юноши. Заражение происходит при прямом контакте с больными или через предметы общего пользования.

3. Контагиозный моллюск - мелкие плотные узелки у взрослых в области лобка, на половых органах, у детей на лице, веках, шее. При надавливании на них выделяется белая кашицеобразная масса с овоидными тельцами- моллюсковые тельца. Заражение происходит при контакте с больными, чаще половым путем.

Полиовирусы вызывают опухоли у природных хозяев: мышей, крыс, кроликов, хомяков, морских свинок и др., а также у обезьян макак резусов. Вирусы полиомы более мелкие и могут индуцировать злокачественные новообразования у новорожденных грызунов.

Среди РНК-содержащих вирусов имеются многочисленные опухолевые, онкогенные онкорнавирусы, вызывающие разнообразные опухоли. Все они объединены в семейство ретровириде, ранее род лейковирусов. Вирусы содержат однонитчатую РНК, молекулярная масса их 10-12ХІ06 дальтон, что составляет 1-2% от массы вириона. Тип симметрии возможно спиральный, число капсомеров неизвестно. Вирион покрыт оболочкой, чувствителен к эфиру. Диаметр вириона 100 нм, размножается в цитоплазме клеток. Вирусы не оказывают цитопатического действия на клетки. Основа группы онкорнавирусов (онко-опухоль, РНК-содержащий) -вирусы саркомно-лейкозного комплекса птиц и мышей, ответственны за естественно встречающиеся саркомы и лейкозы: вирус куриной саркомы Рауса, разнообразные штаммы вирусов лейкозов птиц и др. Предположительно считают возможным, что лейкозы человека вызывают вирус. Онкогенные вирусы в настоящее время разделяют на эндогенные и экзогенные. Эндогенные вирусы и их варианты открыты недавно, их находят в любых нормальных клетках и они не связаны с возникновением опухолей у природных хозяев, у которых они обнаруживаются. Однако, переходя на хозяина другого вида, они способны вызвать у него опухоль.