Ретровирусные инфекции

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 3.50 (3 Голоса)

Семейство Retroviridae — большая группа РНК-содержащих вирусов, поражающих позвоночных. Характерная особенность вирусов — наличие в составе вирионов РНК-зависимой ДНК-полимеразы (обратной транскриптазы), обеспечивающей синтез ДНК на матрице вирионной РНК. Это послужило основанием для названия семейства Retroviridae (от лат. retro — обратный).

Название семейства Retroviridae предложил в 1973 г. W. Parks. Оно происходит от англ. reverse transcriptase — обратная транскриптаза (фермент, входящий в состав вириона ретровирусов). Ретровирусы выделены в отдельное семейство в 1974 г. К семейству ретровирусов относятся возбудители лейкоза КРС, лейкемии и саркомы кошек, лейкоза птиц, ретикулоэндотелиоза птиц, аденоматоза, висны-маэди, артрита-энцефалита коз, инфекционной анемии лошадей и заболеваний морских свинок, мышей, крыс, гиббонов, шерстистых обезьян. Все представители семейства имеют следующие признаки: наличие липидной оболочки и сердцевины; характерную морфологию; наличие обратной транскриптазы (РНК-зависимой ДНК-полимеразы), внутри вириона — геном в виде однонитчатой линейной РНК, которая образует комплекс, состоящий из двух идентичных субъединиц (около 3 ИД каждая), репликация происходит стадию образования двухнитчатого ДНК-провируса; интеграция ДНК-провируса с клеточным геномом; осуществление транскрипции клеточной РНК-полимеразой; созревание вирионов путем почкования на клеточных мембранах. О принадлежности агента к ретровирусам судят по его морфологии, физическим и химическим свойствам (плотность вириона 1,15—1,19 г/см3, сердцевины 1,21 — 1,2 г/см3, нуклеотида 1,26—1,31 г/см3; наличие 60—70S РНК, наличие обратной транскриптазной активности), чувствительности репликации к ингибиторам синтеза ДНК в первые 4—6 ч после заражения.

Взаимодействие между геномной ДНК и персистирующими ретровирусами могло явиться причиной возникновения репликативной системы эукариот и живорождения у млекопитающих. Эти события (по мнению автора) невозможно объяснить эволюционной моделью, ориентирующейся на точечные мутации и рекомбинацию генов хозяина, как основу для создания новых генотипов. Такая модель игнорирует широко известный горизонтальный перенос генов у бактерий, позволяющий им приобрести полный набор генов, в частности, отвечающих за вирулентность или устойчивость к лекарственным препаратам. Вероятно, эти эукариоты также могли эволюционировать за счет инфекционных механизмов, сопровождающихся горизонтальным переносом генов.

К настоящему времени ретровирусы обнаружены у всех основных таксонов позвоночных и даже беспозвоночных (ленточные, глисты, дрозофила). Некоторые характеристики наиболее известных ретровирусов приведены в табл. 11.1. Все ретровирусы по морфологии делят на четыре основных типа — А, В, С и Д. По способности заражать клетки различного происхождения ретровирусы делят на четыре группы: экотропные вирусы, способные инфицировать только клетки того вида животных, от которого они выделяются, ксенотропные — инфицируют клетки животных других видов, но плохо размножаются в тех клетках, из которых они выделяются; амфотропные — реплицируются в клетках различного происхождения — как «своих», так и «чужих»; политропные вирусы, способные заражать клетки животных различных видов, хотя и отличаются по кругу хозяев отамфотропных. В зависимости от круга хозяев куриные ретровирусы подразделяют на подгруппы — А, В, С, Д и Е (реплицируются в клетках различных пород кур).

Таблица 11.1 Основные характеристики некоторых ретровирусов

ОбознаЧение

Вирус

Источник

Общая характеристика

Онкоген

Происхождение Онкогена

AEV

Эритробластоза птиц

Курица

С, X, Д, 4

+

ДНК курицы

ALV

Лекоза птиц

Курица

C, N Или X, R,2

-

-

AMV

Миелобластоза птиц

Курица

С, X, Д, 4

+

ДНК курицы

BLV

Лейкоза КРС

Корова

С, X, R, 3

+?

Вирусный

FeLV

Лейкоза кошек

Кошка

C, N Или X. R.2

-

-

FeSV

Саркомы кошек

Кошка

С, X, Д, 5

+

ДНК кошки

HTLV

Лейкоза человека шт. I

Человек

С, X, R, 3

+?

Вирусный

HTLV

Лейкоза человека шт. II

Человек

С, X, R, 3

-

-

RAV-0

Асс. с RSV, шт. О

Курица

С, X, R, 1

-

-

RSV

Саркомы Рауса

Курица

С, X, R, 5

+

ДНК курицы

Мышиные экотропные ретровирусы на основании сходных критериев разбивают на N, В, NB-тропные.

Некоторые ретровирусы содержатся в геноме животного уже от рождения и передаются потомству по наследству. Такие ретровирусы называют эндогенными. Они могут находиться в «молчащем» либо в активном состоянии, когда из нормальных, лишенных контакта с каким-либо вирусом клеток вдруг начинает продуцировать ретровирус. Причиной, вызывающей переход эндогенного ретровируса из «молчащего» состояния к активному, может быть действие ионизирующего излучения, каких-либо химических или биологических факторов. В тех случаях, когда причина активного эндогенного ретровируса не известна, говорят о спонтанной экспрессии вируса. Другая группа ретровирусов — экзогенные. Они, как обычные вирусы, могут попасть в клетку хозяина только путем инфекции извне. Таким образом, если эндогенными ретровирусами заразиться нельзя, поскольку они являются частью генетического аппарата от рождения, то экзогенными — вполне возможно. Основной способ заражения ретровирусами — контактный, но можно заразиться через молоко. Важно отметить, чтомежду экзогенным и эндогенными вирусами не существует непроходимой пропасти: эндогенный вирус может стать экзогенным и наоборот. Вирионы ретровирусов представляют собой частицы сферической формы диаметром 80—100 нм. Они состоят из сердцевины, внутренней белковой мембраны и липосодержащей наружной оболочки, на поверхности которой имеются выступы длиной примерно 8 нм. В сердцевине различают капсулу сердцевины, имеющую икосаэдральное строение, и нуклеоид. У ретровирусов типа С нуклеоид находится в центре вириона, в вирионах типов В и D он расположен эксцентрично. Плавучая плотность вирионов в сахарозе составляет 1,16—1,18 г/см3. Вирусы чувствительны к жирорастворителям и детергентам, относительно устойчивы к УФ-облучению.

Геном ретровирусов в отличие от такового всех других известных вирусов диплоиден и представлен двумя идентичными молекулами плюс-РНК, соединенными водородными связями в области 5'-концов. Каждая РНК полиаденилирована на З'-конце и кэпирована на 5'-конце. Геномная РНК ретровирусов состоит из четырех основных генов: (5—3), gag, pro, pol и env, кодирующих соответственно внутренние вирионные белки, протеазу, обратную транскриптазу и гликопротеины наружной оболочки вирионов. Геном ряда ретровирусов содержит также гены, кодирующие неструктурные белки, которые играют важную роль в репликации вирусов. Некоторые ретровирусы содержат клеточные гены (онкогены), играющие ключевую роль в индукции неопластической трансформации клеток. Вирионная РНК ретровирусов не обладает инфек-ционностью.

В вирионах ретровирусов обнаружено 6—7 белков. В состав наружной оболочки вирионов входят два белка — поверхностный и трансмембранный, на которых имеются типоспецифические АГ-детерминанты, индуцирующие синтез ВНА. В состав сердцевины входят 3—4 белка, один из которых непосредственно связан с РНК. Белки сердцевины являются группоспецифическими АГ. С сердцевиной вириона ассоциировано более 10 ферментов, в т. ч. обратная транскриптаза, которая обладает тремя ферментативными активностями: РНК-зависимой ДНК-полимеразной, обеспечивающей синтез односпиральной комплементарной ДНК (кДНК) на матрице вирион-ной РНК; ДНК-зависимой ДНК-полимеразной, обеспечивающей синтез 2-й спирали ДНК, и рибонуклеазной (рибонуклеаза Н), гидролизующей РНК в составе гибрида РНК-ДНК. В вирионах содержится 60 % Белка, 35 % липидов, 3,5 % углеводов и около 2 % РНК. Углеводы и липиды имеют клеточное происхождение и обнаружены в наружней оболочке вирионов.

Размножение ретровирусов происходит в цитоплазме и ядре клетки. Вирионы ретровирусов проникают в клетку путем слияния липопротеидной оболочки с плазматической мембраной клетки, а также в результате эндоцитоза. В цитоплазме клетки происходит синтез ДНК на матрице вирионной РНК с помощью обратной транс-криптазы. Синтез ДНК индуцируется клеточной транспортной РНК, которая служит затравкой (праймером). Синтезированная 2-спиральная линейная ДНК (провирус) на концах имеет длинные концевые повторы (LTR), необходимые для встраивания в клеточную ДНК и функционирования провирусной ДНК. Провирусная ДНК транспортируется в ядро, превращается в ковалентно замкнутую кольцевую форму и встраивается в геном клетки с помощью вирусной интегразы. Вирусная ДНК встраивается во многие участки клеточной ДНК, реплицируется вместе с ней и передается дочерним клеткам.

Синтез вирусопецифических РНК происходит на матрице провирусной ДНК, встроенной в клеточный геном, с помощью клеточной ДНК-зависимой РНК-поли-меразы II. Синтезированные РНК транспортируются в цитоплазму клетки, где они направляют синтез вирусопецифических белков, а также участвуют в формировании вирионов, что происходит в период их почкования от клеточной мембраны, в которую включены гликопротеины.

Международным комитетом по таксономии вирусов в 1990 г. было отменено деление семейства Retroviridae на три подсемейства: Oncovirinae; Spumavirinae; Lentivirinae. Теперь оно подразделяется на семь родов: ретровирусы типа В млекопитающих, ретровирусы типа С млекопитающих, ретровирусы типа D, ретровирусы типа С птиц, пенящие вирусы (Spumavirus, от лат. spuma — пена), ретровирусы лейкоза крупного рогатого скота и Т-клеточного лейкоза человека, лентивирусы (Lentivirus от лат. lenti — медленный).

1.  Род ретровирусов типа В млекопитающих Включает вирусы опухолей молочных желез мышей. В вирионах обнаружено семь белков с мол. м. 10—52 кД. Геном состоит из 10 тыс, нуклеотидов, имеется дополнительный ген orf. Длина LTR 1300 пар нукле-отидов.

2.  Род ретровирусов типа С млекопитающих Включает три подрода: вирусы типа С млекопитающих (вирусы саркомы и лейкоза кошек, вирус лейкоза гиббонов, вирусы типа С свиней и морских свинок, вирус саркомы шерстистых обезьян); вирусы ре-тикулоэндотелиоза (вирус ретикулоэндотелиоза птиц); вирусы типа С рептилий (рет-ровирус гадюк). Типичным представителем рода является вирус лейкоза мышей. В вирионах обнаружено семь белков с мол. м. 10—70 кД. Геном состоит из 8,3 тыс. нуклеотидов, длина LTR — 600 пар нуклеотидов. В геноме многих представителей рода имеется онкоген.

3.  Род ретровирусов типа D включает вирус обезьян Мезон-Пфайзер (прототипный вирус), ретровирусы беличьих обезьян и лангустов. В вирионах обнаружено шесть белков с мол. м. 10—70 кД. Геном состоит из 8 тыс. нуклеотидов, длина LTR — 350 пар нуклеотидов.

4.  Род ретровирусов типа С птиц Включает вирусы лейкоза (прототипный вирус) и саркомы птиц. В вирионах обнаружено 7 белков с мол. м. 10—85 кД. Геном состоит из 7,2 тыс. нуклеотидов, длина LTR — 350 пар нуклеотидов. В геноме имеется онкоген.

5.  Род Spumavirus включает пенящие вирусы человека (прототипный вирус) и обезьян, синцитиальные вирусы КРС и кошек. Геном состоит, примерно, из 11 тыс. нуклеотидов, длина LTR — 1150 пар нуклеотидов. Вирусы вызывают слияние клеток, вследствие чего культура выглядит как бы вспененной. Инфицирование вирусами не сопровождается развитием патологических изменений.

6.  Род ретровирусов лейкоза КРС и Т-клеточного лейкоза человека Включает вирус лейкоза КРС (прототипный вирус), вирус Т-клеточного лейкоза человека типов 1 и 2 и вирус Т-клеточного лейкоза обезьян. В вирионе 6 белков с мол. м. 16—60 кД. Геном состоит из 8,3 тыс. нуклеотидов; имеются 2 дополнительных гена (tax, rex), продукты которых участвуют в синтезе и процессинге вирусной РНК. Длина LTR — 550—750 пар нуклеоидов.

7.  Род Lentivirus включает пять подродов: 1) вирусы иммунодефицита приматов (вирусы иммунодефицита человека (ВИЧ) 1 и 2, вирус иммунодефицита обезьян); 2) лентивирусы овец и коз (вирус висна-маэди, вирус артрита-энцефалита коз); 3) лентивирусы лошадей (вирус инфекционной анемии); 4) лентивирусы кошек (вирус иммунодефицита кошек); 5) лентивирусы КРС (вирус иммунодефицита КРС). Типичный представитель рода — ВИЧ типа 1. В вирионах шесть белков с мол. м. 7—120 кД. Геном состоит из 9,2 тыс. нуклеотидов, длина LTR — 600 пар нуклеотидов. В геноме ВИЧ несколько дополнительных генов, продукты которых участвуют в регуляции синтеза и процессинге вирусной РНК.

Появилось большое количество выделенных неонкогенных онкорнавирусов. Роль их в возникновении и развитии неопластических заболеваний неясна. Но сам факт их существования интересен. Поэтому выяснение их роли и механизмов взаимодействия с организмом несомненно помогает нам приблизится к пониманию природы неопластических процессов. Гипотезы вирусного канцерогенеза. Чтобы объяснить присутствие онкорнавирусов типа А, В и С в клетках организма и их роль, выдвинуто несколько гипотез, некоторые из них основываются на взаимоисключающих положениях.

Гипотеза онкогена Хюбнера и Тодаро (1969 г.). Общая гипотеза вирусного канцерогенеза, согласно которой клетки большинства, если не всех позвоночных, несут вертикально (наследственно) передаваемую информацию РНК-содержащего вируса типа С и онкогена, который трансформирует нормальную клетку в опухолевую. Представление о клеточном происхождении онкогена согласуется с провирусной гипотезой Темина. В 1965 г. Г. Темин предложил гипотезу о синтезе ДНК на матрице РНК. В 1970 г. гипотеза подтверждена экспериментально. ДНК-копии онкорнавирусов встраиваются в ДНК клеток и передаются потомству.

Опухолеродный вирус может действовать на клетки двояко. В 1-м случае вирус или вирусный геном осуществляет «запуск» трансформационного процесса, но не участвует в его поддержании (гипотеза «запуска»); во 2-м случае — для возникновения и поддержания трансформированного состояния клетки необходимо присутствие вирусного генома (гипотеза «присутствия»). Предпочтение отдается 2-му варианту, поскольку должен существовать надежный механизм закрепления вирусного генома в клетке. Таким механизмом может быть физическая интеграция вирусной ДНК с ДНК хромосом, как это показано для вирусов полиомы и аденовирусов. Сходный механизм можно предполагать и для РНК-содержащих вирусов путем синтеза ДНК-провируса с помощью обратной транскриптазы.

Для объяснения того, как интегрированный вирусный геном поддерживает трансформацию, предложены две гипотезы: гипотеза положения и гипотеза функционирования. Согласно первой гипотезе, вирусный геном занимает в клеточном геноме такое положение, при котором нарушается контроль клеточного деления, функционирование вирусного генома в этом случае необязательно. Согласно второй, не вирусный геном, а его продукты ответственны за поддержание трансформации.

По-видимому, более обоснована гипотеза функционирования. По существующим представлениям, трансформационные изменения клетки возникают и поддерживаются за счет строго определенных, а не любых вирусиндуцированных белков. Ген, ответственный за синтез такого белка, можно обозначить как раковый ген, или онкоген, а его продукт — как раковый, или онкогенный, белок. Следовательно, гипотеза присутствия и функционирования может быть конкретизирована в виде гипотезы онкогена.

Гипотеза, согласно которой онкорнавирусам отводится положительная роль в защите организма от злокачественного роста, принадлежит Хиршгорну и сотр. (1973). Согласно этой гипотезе, латентные онкогенные вирусы, персистирующие в нормальном организме, по-видимому, чаще предохраняют организм от развития и отторжения последних, чем индуцируют злокачественный рост, т. е. симбиоз между РНК-вирусом и макроорганизмом, выработанный в процессе эволюции, играет, вероятно, положительную для организма роль.

Ретровирусы обладают диплоидным геномом, который имеет следующие участки: 1) R — короткий прямой концевой повтор 20—80 нуклеотидов, он необходим для репликации; 2) Us — участок уникальной последовательности нуклеотидов между R и PBS, обычно 80—100 оснований; 3) PBS — участок, комплементарный РНК, служащий затравкой при синтезе (-)цепи ДНК ретровируса, область комплементарности этого участка 11—24 нуклеотида. Участок PBS также необходим для репликации; 4) L— нетрансплантируемый, или лидерный участок. Он содержит сигнал, необходимый для упаковки РНК в вирион, а также сигнал для сплайсинга; 5) ген gag. (2 тыс. оснований - Т. О.) кодирует внутренние структурные белки вириона; 6) ген pol (3 Т. О) кодирует полипептиды, обладающие ревертазной (РНК-зависимой, ДНК-полиме-разной), специфической РНК-азной (РНКаза Н) и ДНК-эндонуклеазной активностями; 7) ген evn (2 Т. О.) кодирует поверхностные белки вириона, по крайней мере, один из них является гликопротеидом; 8) РРТ - участок, богатый пуринами. В этом месте начинается синтез (+)нити ДНК вируса; 9) U3 — уникальный участок между РРТ и R (0,2 -1 Т. О.). Содержит участки инициации и терминации транскрипции. Гены gag, pol, evn б необходимые для размножения вируса, называютрепликативными.

Среди ретровирусов широко распространены дефектные вирусы. Если вирус потеряет репликативные гены gag, pol, evn, то все равно может существовать и размножаться, если в клетке присутствуют продукты генов. Обычно эти продукты поставляют другой полноценный (недефектный) вирус, который называют вирусом-помощником. Кроме указанных репликативных (gog, pol, evn) генов, многие онкогенные (трансформирующие) вирусы содержат дополнительные гены one. Обычно приобретение дополнительных генов сопровождается утратой части (или целиком) одного из репликативных генов полноценного вируса, поэтому трансформирующие вирусы в подавляющем большинстве случаев являются дефектными.

Экспрессия различных генов ретровирусов осуществляется различными путями. Ретровирус, связываясь со специфическим рецептором на мембране клетки, проникает внутрь. Там с помощью ревертазы на геномной РНК синтезируется ДНК вируса, которая интегрирует в ДНК клетки. ДНК-овую форму ретровируса называют прови-русом, который может быть интегрированным или неинтегрированным. Интегрированный провирус по многим показателям ведет себя, как нормальные гены клетки, и передается потомкам клетки по закону Менделя. Если интеграция вируса произошла в терминальные клетки (клетки зародышевого пути, из которых в дальнейшем формируются сперматозоиды и яйцеклетки), то этот вирус будет передаваться по наследству дочерним особям и, следовательно, станет эндогенным. Поэтому, правильнее говорить о передаче по наследству эндогенного провируса, а не вируса. Интегрированный провирус начинает экспрессироваться, в результате чего в клетке образуются различные виды вирусных РНК и белков. После того как в клетке образуется достаточное количество геномных РНК и необходимых вирусных белков, образуются вирионы, которые выделяются из клетки путем почкования, и, таким образом, жизненный цикл ретровируса замыкается. Обычно ретровирус не убивает клетку, как большинство других вирусов, а продолжает мирно сосуществовать до ее смерти.

Две стадии в жизненном цикле ретровирусов (синтез ДНК на матрице РНК и интеграции провируса) уникальны для ретровирусов и имеют большое значение для понимания механизмов ретровирусного канцерогенеза.

Основная масса ретровирусов эндогенного происхождения, и они повсеместно распространены; любое животное или человек уже от рождения несет в себе ретровирусные последовательности. Однако каждое животное и человек не обречены на гибель от рака, так как основная масса ретровирусов не обладает онкогенными свойствами. Эндогенные провирусы наиболее подробно изучены у кур. Локализация эндогенных провирусов специфична для определения пород кур; например, в геноме породы бурых леггорнов описаны 6 локусов эндогенных провирусов, тогда как в геноме кур породы итальянская куропатчатая не обнаружены последовательности, родственные лейкозу птиц. Эндогенные провирусы не являются строго необходимыми элементами генома. Однако имеются примеры участия их в жизнедеятельности организма хозяина. В частности, экспрессия гена env эндогенных провирусов кур ведет к синтезу поверхностного гликопротеида, способного взаимодействовать с экзогенным вирусом подгруппы Е и, следовательно, к созданию резистентности организма к инфицированию собственным экзогенным вирусом.

По онкогенным потенциям ретровирусы можно разделить на несколько групп: /. Неонкогенные вирусы. К ним относится подавляющее большинство эндогенных вирусов. Они защищают организм от инфицирования онкогенными вирусами. К этой группе относятся как полноценные, так и дефектные вирусы.

2.  Вирусылимфоцитарныхлейкозов. Это слабоонкогенные вирусы, которые в культуре клеток размножаются без видимых последствий, а у части чувствительных животных после скрытого периода (несколько месяцев, вплоть до года) вызывают большей частью лейкозы. Типичные представители — вирусы лейкоза птиц (ALV) и вирусы лейкоза мышей (Mo-MuLV, GrMnLv и др.) Эти вирусы обычно недефектны по репликации.

3.  Вирусы острых лейкозов. В эту группу входят вирусы, обладающие средними и сильными онкогенными потенциями. In vitro эти вирусы не трансформируют фибробласты, но часто трансформируют клетки других типов, a in vivo у значительной части (вплоть до 100 %) чувствительных животных после короткого или среднего латентного периода (от 2 недель до нескольких месяцев) вызывают различные виды лейкозов. Вирусы этой группы бывают как дефектными, так и недефектными. К ним относятся вирусы, индуцирующие фокусы на селезенке (SFFV), I и 11 типы вируса лейкоза человека (HTLV-I и HTLV-1I — см. вирусы СПИД) и др. Основное отличие этих вирусов от 4- и 5-й групп высокоонкогенных ретровирусов заключается не в степени онкогенности, а в механизме индукции опухолей.

4.  Вирусы острых лейкозов 1 типа. Высокоонкогенные вирусы, за редким исключением, трансформируют фибробласты или другие типы клеток in vitro, a in vivo — почти у 100 % чувствительных животных вызывают различные виды лейкозов после короткого латентного периода. Все известные вирусы этой группы дефектны. Типичные представители — вирус лейкоза мышей HB-MuLV, миелоцитоза птиц МС-29, эритробластоза птиц AEV и др.

5.  Вирусы саркомы. К ним относятся высокоонкогенные представители, которые трансформируют фибробласты in vitro, a in vivo практически у всех чувствительных животных вызывают после короткого латентного периода различные виды неопла-зий, в основном саркомы. За исключением вируса саркомы Рауса (а также близкородственных вирусов), все вирусы этой группы также по репликации дефектны. Кроме этого вируса, сюда относятся вирусы саркомы птиц (FuSV), саркомы мышей (Мо-MuSV, HA-MuSV) и др.

Вирусы 4- и 5-й групп очень близки между собой как по строению, так и по способу индукции опухолей; их обычно объединяют в одну группу трансформирующих вирусов, обладающих онкогенностью благодаря присутствию у них особого гена one (онкогена), имеющего много разновидностей, действие этих генов приводит к возникновению опухолей. Онкогены трансформирующих вирусов имеют не вирусное, а клеточное происхождение, и были захвачены ретровирусом из клеточного генома в результате рекомбинации. Практически все вирусы лимфоцитарных лейкозов мышей содержат вирусы типа MCF (это название они получили за способность вызывать на фибробластах норки цитопатические фокусы; вирусы содержат ген env, очень похожий на таковой у вирусов LFSV ( 3-я группа), обладающий высокой онкогенностью и вызывающий рак.

К 1-й группе относят ретровирусы, не обладающие онкогенными потенциями, однако это не совсем точно, так как, рекомбинируя между собой или с другими рет-ровирусами, эти вирусы могут внезапно приобрести онкогенность. Основная причина, обусловливающая этот эффект, связана, по-видимому, с изменившейся эффективностью репликации вируса. Существуют некоторые неонкогенные ретровирусы, которые отличаются от онкогенных вариантов лишь двумя признаками: структурой участка U3 и эффективностью репликации. Неонкогенный вирус размножается значительно хуже онкогенного. Поскольку область из определяет эффективность экспрессии вируса, можно предположить, что эти три фактора (онкогенность, эффективность репликации, область U3) связаны между собой. Основное отличие не-онкогенных вирусов от онкогенных заключается в том, что неонкогенные вирусы плохо размножаются. Во многих случаях появление онкогенности у неонкогенного вируса связано с рекомбинациями или (реже) мутациями в области генов gag, pol и особенно env.

Сборная 3-я группа вирусов — вирусы лейкозов I типа, трансформирует клетку разными путями. Единственное, что объединяет вирусы острых лейкозов и отличает их от трансформирующих, — это отсутствие в их составе клеточных онкогенов. Вирусы острых лейкозов I типа можно разбить на две подгруппы. К 1 - й можно отнести вирусы, онкогенность которых связана, по-видимому, с присутствием у них особого вирусного гена X, отсутствующего у других ретровирусов. Это вирус лейкоза КРС (BLV), I и II типа вируса лейкоза человека (HTLV-I HTLV-II). Ко 2-й относят вирусы, формирующие фокусы на селезенке. Эти вирусы (SFFV) обладают высокой онкогеннос-тью, не уступающей трансформирующим вирусам. В составе SFFV не найдены участки клеточного происхождения, ответственные за онкогенные потенции этих вирусов. Участок с геном env определяет онкогенную потенцию.

Возбудители ряда неопластических заболеваний животных (род ретровирусов типа В, С млекопитающих, типа D и С птиц) имеют необычные для других вирусов принципиальные особенности репликации (репликация РНК-содержащего вируса через стадию ДНК-провируса, интегрирующего с клеточным геномом); и уникальную экологическую характеристику, позволяющую вирусам существовать в геноме клетки хозяина в форме ДНК-провируса и распространяться вертикально не инфекционным, а генетическим путем, подобно обычным клеточным генам (эндогенные вирусы). Такие вирусы, по-видимому, принимают участие в нормальных клеточных процессах. Установлено их принципиальное сходство с бактериальными транспозо-нами. Для онкорнавирусов в отличие от других ретровирусов характерна способность размножаться в клетке, за редким исключением не повреждая ее жизнеспособности. Роды онковирусов В и С в основном состоят из онкогенных предствителей; род D включает экзогенные и эндогенные вирусы, но не обладающие онкогенностью. Род онковирусов С делится на подроды. Из большого числа представителей подсемейства Oncovirinae в ветеринарной практике приходится встречаться с лейкозом кошек (FeLV), лейкозом и саркомой птиц (ALSV), ретикулоэндотелиозом птиц (REV) и лейкозом КРС.

В вирионе любого типа различают: наружную липидосодержащую мембрану; расположенные на поверхности мембраны отростки (spike), заканчивающиеся закруглениями — головками (knobe); расположенный под мембраной внутренний слой, плотно прилегающий к наружной мембране; находящуюся внутри вириона сердцевину (еоге), в которой различают капсулу сердцевины и нуклеотид. Вирионы всех онковирусов построены по этому принципу, но отличаются деталями. По строению сердцевины онковирусы делятся на три типа: С, В, D. Вирионы типа С (диаметр около 100 нм) имеют крупную (74—80нм) центрально расположенную сердцевину. У вирусов типа С млекопитающих и вирусов ретикулоэндотелиоза птиц капсула сердцевины практически сливается с нуклеоидом; у вирусов лейкоза и саркомы птиц (ВЛПС) капсула сердцевины видна более четко. Вирионы типов В и D имеют эксцентричный круглый (у типа В) или цилиндрический (у типа D) нуклеоид и четко выраженную капсулу сердцевины.

Таким образом, вирионы типа С отличаются от вирионов типов В и D по морфологии сердцевины; вирионы типов В и D — по строению наружной оболочки и по форме нуклеоида. Вирионы типа А являются незрелыми формами вирионов типов С, В и D.

Онковирусы можно культивировать на животных и в культуре клеток. Обычно на животных культивируют онковирусы, обладающие четко выраженной онкогеннос-тью для своих хозяев. Вирус, как правило, содержится в опухолевых тканях, а также в плазме крови зараженных животных. Онковирусы хорошо накапливаются в перевиваемых хронически зараженных культурах клеток, которые постоянно продуцируют вирус. Причем обязательное условие активной репродукции — размножение клеток, поэтому такие вирусы всегда культивируют в среде, содержащей сыворотку эмбриона коровы. Активно размножающиеся онковирусы могут накапливаться в высокой концентрации. Так, в 1 мл плазмы цыплят, зараженных вирусом миелобластоза, может содержаться до 1012 вирионов (около 1 мг по массе). В культуральной жидкости стационарных клеточных культур накапливается от 108-5 до 109'5 вирионов в 1 мл. Родственные связи между онковирусами устанавливаются по внутренним белкам вириона. Главный внутренний белок (ГВБ) онковирусов, из которого построена капсула сердцевины вириона РЗО у вирусов типа С мышей и вирусов ретикулоэндотелиоза птиц, общий. Все вирусы типа С мышей имеют очень близкий по АГ свойствам РЗО и отличаются от вирусов типа С кошек (FeLV); вирусов типа С обезьян (SSV1, CALV), вирусов типа С крыс; вирусов типа С хомяков; вирусов типа С свиней; вирусов типа С группы RD114/BEV. Однако вирус бычьего лейкоза имеет ГВБ, отличающийся от ГВБ всех других известных вирусов. Все вирусы типа С птиц (вирусы лейкоза и саркомы птиц) имеют общий ГВБ-Р27.

Распространение экзогенных вирусов, в отличие от эндогенных, происходит инфекционным путем — горизонтально или вертикально. Но вертикальный путь передачи их принципиально отличается от вертикальной передачи эндогенных вирусов: в случае экзогенных вирусов происходит заражение половых клеток или эмбриона, или новорожденного сразу после рождения; эндогенный же вирус передается как генетический материал без инфекционного процесса. Большинство известных экзогенных онковирусов патогенны для своих хозяев; они, как правило, вызывают неопластическую патологию. Вирусы типа С вызывают лимфоидный лейкоз у кур, мышей, кошек, обезьян и КРС. Эти вирусы могут быть причиной развития сарком. Вирусы типа В мышей вызывают рак молочной железы. Разработана современная таксономия ретровирусов человека, животных, в том числе птиц. Особое внимание уделено естественно встречающимся онкогенным вирусам, содержащим онкогены, и ретровирусам, имеющим эпидемиологическое и эпизоотическое значение.

Общая характеристика рода Lentivirus. В род Lentivirus включены вирусы ИНАН, висна-маэди овец и другие медленные ретровирусы. В последние годы опубликовано значительное число работ относительно биохимической характеристики указанных возбудителей, их генетической организации и главного свойства — персистенции и феномена АГ дрейфа в организме больного животного. Установлено, что у лошадей, больных инфекционной анемией, вирус индуцирует ряд последовательных острых гемолитических атак из-за действия мутантных вирусов, которые не нейтрализуются AT, появившимися на исходный вирус. Возникновение определенного АГ варианта связано с рецидивами лихорадки. Эволюция нового штамма может занимать от 2 недель до 3 месяцев. Овцы, зараженные вирусом висна-маэди, становятся персистент-но инфицированными, несмотря на продукцию ВНА. В процессе персистенции этот вирус претерпевает АГ изменения, подобно вирусу инфекционной анемии лошадей, но АГ варианты вируса висны обнаружены только у 25 % больных животных. Вирус артрита-энцефалита коз не элиминируется из организма благодаря молекулярному маскированию вирусных эпитопов, ответственных за нейтрализацию. В генах конверта лентивирусов имеются гипервариабельные зоны. Возникновение мутаций в процессе персистенции — это только один аспект АГ фенотипа протеинов конверта лентивирусов. Три пространственные структуры протеина наружной мембраны также определяют распознавание эпитопов иммунной системой. Таким образом, изучение структуры и организации протеинов конверта лентивирусов, понимание молекулярных механизмов гипервариабельности в небольшой генетической зоне послужит ключом для создания путем генной инженерии иммуногенных препаратов, стимулирующих образование ВНА широкого спектра.


Ретровирусные инфекции - 3.3 out of 5 based on 3 votes

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить