Взаимодействие с клеткой и механизм онкогенеза
Ранее полиомавирусы рассматривались в составе семейства Papovaviridae, но сегодня они выделены в отдельную группу. Их взаимодействие с организмом зависит от того, является ли хозяин естественным или чужеродным:
- В клетках естественных хозяев вирус запускает продуктивную инфекцию. Вирионы активно собираются в клеточном ядре, после чего выходят наружу, вызывая лизис (разрушение) зараженной клетки.
- В чужеродном организме (например, у гетерологичных клеточных культур или новорожденных животных других видов) вирус ведет себя иначе. Его ДНК интегрируется в клеточный геном, при этом экспрессируются исключительно ранние белки. Это стимулирует образование опухолей с различным гистологическим строением.
Ключевую роль в процессе злокачественной трансформации играет Т-антиген. Данный фактор связывается с клеточным белком-супрессором p53 и блокирует его работу. В результате клетка теряет контроль над клеточным циклом и начинает бесконтрольно делиться.
Полиомавирусы человека: вирусы BK и JC
Несмотря на широкое распространение (инфицировано большинство людей), клинически выраженные формы болезней развиваются преимущественно на фоне выраженной иммуносупрессии. Эти вирусы выступают как типичные оппортунистические патогены.
- Вирус BK
Впервые этот агент был изолирован из мочи пациентов, перенесших трансплантацию почки. Вирус обладает тропностью к тканям мочевыделительной системы и представляет серьезную угрозу именно для реципиентов донорских почек, вызывая тяжелые поражения трансплантата.
- Вирус JC
Данный возбудитель был выделен из тканей головного мозга пациентов, страдающих прогрессирующей многоочаговой лейкоэнцефалопатией (ПМЛ).
- Тропизм: Вирус JC специфично поражает глиальные клетки центральной нервной системы.
- Патогенез: На фоне дефицита Т-клеточного звена иммунитета вирус разрушает олигодендроциты, что приводит к массивной демиелинизации белого вещества мозга.
- Онкогенность: В лабораторных условиях (на хомячках и обезьянах) способен провоцировать развитие опухолей мозга.
Вакуолизирующий вирус обезьян (SV-40)
Вирус SV-40 (или ОВ-40) является классическим прототипом всего семейства Polyomaviridae. Он был открыт в культуре клеток почек макаки-резуса. Примечательно, что в клетках своего естественного хозяина он не вызывает ни цитопатогенного действия (ЦПД), ни трансформации. Однако при попадании в культуру клеток почки зеленой мартышки вирус приводит к выраженной вакуолизации цитоплазмы и последующей гибели клеток.
Онкогенная активность: Для ряда животных (крыс, хомяков, мармозеток) SV-40 является сильным онкогеном, вызывающим развитие новообразований. Однако для человека он абсолютно непатогенен.
Масштабным эпидемиологическим доказательством безопасности вируса для людей стала история первых кампаний по массовой вакцинации против полиомиелита. Вакцинные препараты выращивались на клетках почек макак и оказались контаминированы (загрязнены) вирусом SV-40. Несмотря на то, что вакцину получили десятки миллионов людей, последующий многолетний мониторинг не выявил никакого всплеска онкологических заболеваний среди привитых.
Структура вириона и диагностика
Полиомавирусы представляют собой мелкие безоболочечные частицы. Их геном представлен кольцевой ДНК, кодирующей два типа белков:
- Ранние (неструктурные): малый t-антиген и большой Т-антиген.
- Поздние (капсидные): белки VP1, VP2 и VP3. Белок VP1 является основным структурным компонентом капсида и отвечает за прикрепление вириона к мембране клетки-мишени.
Лабораторная диагностика инфекции:
- Молекулярно-генетический метод: обнаружение специфической вирусной ДНК с использованием полимеразной цепной реакции (ПЦР).
- Серологический метод: выявление антител в сыворотке крови пациента (ИФА, РСК, реакция нейтрализации). Стоит отметить, что антитела обычно обнаруживаются в довольно низких титрах.
- Вирусологический (культуральный) метод: посев материала на клетки почек плода человека или зеленой мартышки. Наличие вируса подтверждается развитием характерного цитопатического эффекта (вакуолизация, образование «бляшек»). Для точной идентификации применяется реакция нейтрализации (РН).
На сегодняшний день специфическая профилактика (создание вакцин) против полиомавирусов не разработана.
Для запоминания клинического значения вирусов человека используйте мнемоническое правило по первым буквам: вирус ВК чаще всего поражает систему Выделения и Кровь (почки после трансплантации), а вирус JC — вызывает очаги в ЦНС (лейкоэнцефалопатия).
Вопросы с занятий и экзамена
Способен ли вирус SV-40 вызывать онкологические заболевания у людей?
Нет. Несмотря на то, что SV-40 вызывает опухоли у некоторых грызунов и обезьян, для человека он не обладает онкогенным эффектом. Это было убедительно доказано после случайного введения контаминированных SV-40 полиомиелитных вакцин миллионам людей — роста заболеваемости раком не последовало.
Каким образом полиомавирусы трансформируют зараженную клетку?
В чужеродных клетках вирусная ДНК интегрируется в хромосомы хозяина и начинает производить Т-антиген. Этот белок блокирует клеточный супрессор опухолей p53, из-за чего клетка теряет механизмы контроля клеточного цикла и начинает бесконтрольно размножаться.
Существует ли вакцина от полиомавирусной инфекции?
Нет, в настоящее время препараты для специфической профилактики (вакцины) полиомавирусов не разработаны.
Что ещё разобрать по теме
- Молекулярное строение и функции капсидного белка VP1
- Механизм блокировки белка p53 вирусным Т-антигеном
- Патогенез прогрессирующей многоочаговой лейкоэнцефалопатии (ПМЛ)
- Принципы культивирования полиомавирусов и оценка цитопатического эффекта
- Особенности иммунного ответа при инфицировании вирусами BK и JC
Разберите тему целиком в курсе «Микробиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Полиомавирусы» и ещё 4 383 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 141 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Онкогенные вирусы»
Бесплатные видеоуроки: микробиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.