Полиомиелит рнк или днк

Обновлено: 28.03.2024

Полиовирус состоит из РНК геном и белок капсид. Геном одноцепочечный положительно-смысл Геном РНК, около 7500 нуклеотиды длинная. [2] Вирусная частица около 30 нм в диаметре с икосаэдрическая симметрия. Из-за короткого генома и простого состава - только РНК и без оболочки икосаэдрическая белковая оболочка, которая инкапсулирует Таким образом, полиовирус широко считается простейшим значимым вирусом. [3]

Полиовирус был впервые изолирован в 1909 г. Карл Ландштайнер и Эрвин Поппер. [4] Структура вируса была впервые выяснена в 1958 году с помощью дифракции рентгеновских лучей командой из Биркбек колледж во главе с Розалинд Франклин, [5] [6] показывает, что вирус полиомиелита имеет симметрию икосаэдра. [7]

В 1981 году геном полиовируса был опубликован двумя разными группами исследователей: Винсент Раканиелло и Дэвид Балтимор в Массачусетский технологический институт [8] и по Наоми Китамура и Эккард Виммер в Университет Стоуни-Брук. [9] Полиовирус - один из наиболее хорошо изученных вирусов, который стал полезной модельной системой для понимания биологии РНК-вирусов.

Содержание

Цикл репликации


Цикл репликации полиовируса инициируется связыванием с рецептором CD155 на клеточной поверхности (1). Вирион захватывается посредством эндоцитоза, и вирусная РНК высвобождается (2). Трансляция вирусной РНК происходит по механизму, опосредованному IRES (3). Полипротеин расщепляется, давая зрелые вирусные белки (4). РНК с положительным смыслом служит матрицей для комплементарного синтеза отрицательной цепи, производя двухцепочечную репликативную форму (RF) РНК (5). Многие копии РНК с положительной цепью образуются из одной отрицательной цепи (6). Вновь синтезированные молекулы позитивно-смысловой РНК могут служить в качестве матриц для трансляции большего количества вирусных белков (7) или могут быть заключены в капсид (8), который в конечном итоге генерирует вирионы потомства. Лизис инфицированной клетки приводит к высвобождению вирионов инфекционного потомства (9). [10]

Полиовирус - это одноцепочечный РНК-вирус. Таким образом, геном, заключенный в вирусной частице, можно использовать в качестве информационная РНК и сразу переведено клеткой-хозяином. При входе вирус захватывает механизм трансляции клетки, вызывая ингибирование синтеза клеточного белка в пользу производства вирус-специфического белка. [18] В отличие от мРНК клетки-хозяина, 5 'конец РНК полиовируса чрезвычайно длинная - более 700 нуклеотидов - и хорошо структурирована. Эта область вирусного генома называется внутренний сайт входа рибосомы (IRES). Эта область состоит из множества вторичных структур и 3 или 4 доменов. Наиболее важным доменом IRES является домен 3 (часть инициации трансляции). Домен 3 представляет собой самоукладывающийся элемент РНК, который содержит консервативные структурные мотивы в различных стабильных петлях ствола, связанных двумя четырехсторонними соединениями. Поскольку IRES состоит из многих доменов, эти домены также состоят из множества петель, которые вносят вклад в модифицированную трансляцию без 5 ’конца за счет захвата рибосомы клетки, в отличие от догматической трансляции, начинающейся не с первого шага, а с последних. Петля взаимодействия домена 3 представляет собой тетрапетлю GNRA. Остатки аденозинов A180 и A181 в тетрапетле GUAA образуют водородные связи посредством неканонических взаимодействий спаривания оснований с парами оснований рецепторов C230 / G242 и G231 / C241 соответственно. [19] Генетические мутации в этой области предотвращают производство вирусного белка. [20] [21] [22] Первый обнаруженный IRES был обнаружен в РНК полиовируса. [23]

МРНК полиовируса транслируется как одна длинная полипептид. Затем этот полипептид автоматически расщепляется внутренними протеазами примерно на 10 отдельных вирусных белков. Не все расщепления происходят с одинаковой эффективностью. Следовательно, количество белков, продуцируемых расщеплением полипептида, варьируется: например, меньшие количества 3D pol производятся, чем таковые из капсидных белков, VP1-4. [24] [25] Эти отдельные вирусные белки: [3] [26]


  • 3D pol , РНК-зависимая РНК-полимераза чья функция заключается в создании множественных копий генома вирусной РНК
  • 2А профи и 3C профи / 3CD профи , протеазы которые расщепляют вирусный полипептид (3B), небольшой белок, который связывает вирусную РНК и необходим для синтеза вирусной РНК с положительной и отрицательной цепью.
  • 2BC, 2B, 2C (АТФаза) [27], 3AB, 3A, 3B белки, которые составляют белковый комплекс, необходимый для репликации вируса.
  • VP0, который далее расщепляется на VP2 и VP4, VP1 и VP3, белки вирусного капсида.

После трансляции осуществляется транскрипция и репликация генома, которые включают единый процесс (синтез (+) РНК). Для репликации заражающей (+) РНК необходимо транскрибировать несколько копий (-) РНК, а затем использовать их в качестве матриц для синтеза (+) РНК. Промежуточные продукты репликации (RI), которые представляют собой ассоциацию молекул РНК, состоящую из матричной РНК и нескольких растущих РНК различной длины, наблюдаются как в комплексах репликации (-) РНК, так и (+) РНК. Для синтеза каждой РНК с отрицательной и положительной цепью белок VPg в полиовирусе работает как праймер. РНК-зависимая РНК-полимераза полиовируса добавляет два нуклеотида урацила (UU) к белку VPg с использованием поли (A) хвоста на 3'-конце генома + оцРНК в качестве образца для синтеза антигеномной РНК с отрицательной цепью . Чтобы инициировать этот синтез -ssRNA, необходим гидроксил тирозина VPg. Но для инициации синтеза положительной цепи РНК необходимо CRE-зависимое уридилилирование VPg. Это означает, что VPg снова используется в качестве праймера, однако на этот раз он добавляет два уридинтрифосфата, используя цис-действующий элемент репликации (CRE) в качестве матрицы. [28] [29]

CRE полиовируса идентифицируется как недостигнутый стержень с парными основаниями и конечная петля, состоящая из 61 нуклеотида. CRE содержится в энтеровирусах. Это хорошо сохранившийся структурный элемент вторичной РНК, расположенный в кодирующей полипротеин области генома. Комплекс может быть перемещен в 5-ю область генома, не обладающую кодирующей активностью, на расстоянии не менее 3,7 т.п.н. от исходного местоположения. Этот процесс может происходить без негативного влияния на деятельность. Копии CRE не влияют отрицательно на репликацию. Процесс уридилилирования VPg, происходящий в CRE, требует присутствия 3CD. профи это белок, связывающий РНК. Он прикреплен к CRE напрямую и конкретно. Благодаря своему присутствию VPg может правильно связывать CRE, и первичное производство протекает без проблем. [30]

Некоторые из (+) молекул РНК используются в качестве матриц для дальнейшего синтеза (-) РНК, некоторые функционируют как мРНК, а некоторым предназначено быть геномами вирионов потомства. [24]

При сборке новых вирусных частиц (т.е. упаковке генома потомства в прокапсид, который может выживать вне клетки-хозяина), включая, соответственно: [31]

Полностью собранный полиовирус покидает пределы своей клетки-хозяина лизис [32] Через 4-6 часов после начала инфекции в культивируемых клетках млекопитающих. [33] Механизм высвобождения вируса из клетки неясен, [2] но каждая умирающая клетка может высвободить до 10 000 полиомиелитов. вирионы. [33]

Дрейк продемонстрировал, что полиовирус способен подвергаться многократной реактивации. [34] То есть, когда полиовирусы облучали УФ-светом и позволяли подвергаться множественным инфекциям клеток-хозяев, жизнеспособное потомство могло образовываться даже при дозах УФ-излучения, которые инактивировали вирус при единичных инфекциях. Полиовирус может пройти генетическая рекомбинация когда минимум два вирусных геномы присутствуют в одной и той же клетке-хозяине. Киркегор и Балтимор [35] представил доказательства того, что РНК-зависимая РНК-полимераза (RdRP) катализирует рекомбинацию с помощью механизма выбора копии, в котором RdRP переключается между (+) оцРНК матрицы во время синтеза отрицательной цепи. Рекомбинация в РНК-вирусах, по-видимому, является адаптивным механизмом восстановления повреждений генома. [36] [37]

Происхождение и серотипы

Полиовирус структурно похож на другие энтеровирусы человека (вирусы Коксаки, эховирусы, и риновирусы), которые также используют иммуноглобулиноподобные молекулы для распознавания и проникновения в клетки-хозяева. [12] Филогенетический анализ последовательностей РНК и белков полиовируса позволяет предположить, что он, возможно, произошел от С-кластера Коксаки вирус предок, возникшие в результате мутации капсида. [38] Отчетливый видообразование полиовируса, вероятно, произошло в результате изменения специфичности клеточного рецептора от молекула межклеточной адгезии-1 (ICAM-1), используемый вирусами Коксаки A C-кластера, для CD155; что приводит к изменению патогенности и позволяет вирусу инфицировать нервную ткань.

Скорость мутаций в вирусе относительно высока даже для РНК-вируса с синонимичной скоростью замены 1,0 x 10. −2 замен / сайт / год и несинонимичная скорость замены 3,0 x 10 −4 замен / сайт / год. [39] Базовое распределение в геноме не является случайным с аденозин встречается реже, чем ожидалось, на конце 5 футов и выше на конце 3 футов. [40] Кодон использование не является случайным, причем предпочтение отдается кодонам, оканчивающимся на аденозин, и кодонам, оканчивающимся на цитозин или гуанин избегают. Использование кодонов у трех генотипов различается и, по-видимому, обусловлено мутацией, а не отбором. [41]

Три серотипы полиовируса, PV-1, PV-2 и PV-3, каждый имеет немного разные капсид белок. Белки капсида определяют специфичность клеточного рецептора и антигенность вируса. ПВ-1 является наиболее распространенной формой, встречающейся в природе, но все три формы чрезвычайно заразный. [4] По состоянию на март 2020 года дикий PV-1 сильно локализован в регионах Пакистана и Афганистана. Wild PV-2 был объявлен уничтоженным в сентябре 2015 года после того, как последний раз был обнаружен в 1999 году. [42] в то время как дикий PV-3 был объявлен искорененным в 2019 году после последнего обнаружения в 2012 году. [43]

Конкретные штаммы каждого серотипа используются для приготовления вакцины против полиомиелита. Неактивная вакцина против полиомиелита изготавливается формалин инактивация трех диких вирулентных эталонных штаммов: Mahoney или Brunenders (PV-1), MEF-1 / Lansing (PV-2) и Saukett / Leon (PV-3). Оральная вакцина против полиомиелита содержит живые ослабленные (ослабленные) штаммы трех серотипов полиовируса. Прохождение штаммы вируса в эпителиальных клетках почек обезьян вносят мутации в вирусный IRES и препятствуют (или ослабляют) способность вируса инфицировать нервную ткань. [33]

Ранее полиовирусы классифицировались как отдельные виды, принадлежащие к роду Энтеровирус в семье Picornaviridae. В 2008 г. Полиовирус вид был исключен, и три серотипа были отнесены к виду Энтеровирус человека C (позже переименован Энтеровирус C), в роду Энтеровирус в семье Picornaviridae. Типовой вид рода Энтеровирус был изменен с Полиовирус к (Человеку) Энтеровирус C. [44]

Тест позволяет количественно определить концентрацию IgG антител к вирусу полиомиелита 1-го и 3-го типов.

Вирус полиомиелита относится к роду энтеровирусов, семейству пикорнавирусов, РНК-содержащий. Полиомиелит – острая высоко заразная вирусная инфекция, в большинстве случаев протекает в бессимптомной (инаппарантной) – около 95% случаев или стертой (абортивной) форме. Абортивная – наиболее частая из клинически выраженных форм, проявляется лихорадкой, недомоганием, сонливостью, головной болью, тошнотой, рвотой, запором, болью в горле.

Попадая в глотку и желудочно-кишечный тракт, вирус размножается в эпителиальных клетках, регионарных лимфатических узлах кишечника, в последующем попадает в кровь, что приводит к его распространению во многие органы и ткани. С этой стадией инфекции связано развитие латентных и абортивных форм болезни. Менингеальная форма (серозный менингит) встречается относительно редко, обычно начинаясь как абортивная – с лихорадки, боли в горле, рвоты и недомогания, после чего через 1-2 дня появляются симптомы раздражения мозговых оболочек (ригидность затылочных мышц, рвота, сильная головная боль, боли в руках, ногах, спине и шее). У небольшой части пациентов вирус проникает в ЦНС, размножается в мотонейронах, вызывая их гибель и парезы или параличи иннервируемых ими мышц (паралитической формой представлено 0,1-1% случаев полиомиелита).

Источником инфекции является больной или вирусоноситель, выделяющий вирус с секретами верхних дыхательных путей (в течение всего инкубационного периода и в первую неделю заболевания, реже – до 1,5 месяцев) или с фекалиями (1-6 месяцев). Передача инфекции возможна фекально-оральным путем, через слюну больного, реже – водным путем.

  • тип 1 (штамм Брунгильд) часто протекает с тяжелыми симптомами,
  • тип 2 (штамм Лансинг) – с умеренно выраженными симптомами,
  • тип 3 (штамм Леон) – редкий, но с тяжелыми симптомами.

До начала применения вакцинации полиомиелит был распространен повсеместно. Заболевание возникает только у непривитых лиц, более восприимчивы дети до семи лет. В результате применения вакцинации в Европейском регионе, в том числе Российской Федерации, в 2002 году сертифицирована ликвидация полиомиелита. Крайне редко (в особенности при современных схемах иммунизации) возможен полиомиелит, ассоциированный с применением полиомиелитной вакцины (у реципиента или контактного лица). В ряде стран, особенно Азиатского региона, полиомиелит по-прежнему остается эндемичным, возможны переносы заболевания туристами и мигрантами.

Результат серологического теста не может являться основанием для диагноза или терапевтических решений. Предварительный диагноз полиомиелита устанавливается на основании эпидемиологических и клинических данных, окончательный – после комплексного вирусологического (идентификация вируса), серологического и клинико-инструментального обследования.

Специальной подготовки не требуется. Желательно проводить взятие крови не ранее, чем через 4 часа после последнего приема пищи.

С целью обнаружения и количественного определения антител к вирусу полиомиелита 1-го и 3-го типов. Результаты серологических тестов не могут быть основой для диагноза или принятия терапевтических решений, необходимо учитывать анамнез пациентов и результаты дополнительных тестов.

Интерпретация результатов исследований содержит информацию для лечащего врача и не является диагнозом. Информацию из этого раздела нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. Точный диагноз ставит врач, используя как результаты данного обследования, так и нужную информацию из других источников: анамнеза, результатов других обследований и т.д.

Положительный результат серологического теста может быть связан с заболеванием в прошлом или наличием иммунитета после вакцинации (см. описание).

Полиомиелит (болезнь Хайне–Медина, детский спинальный паралич) — острое вирусное инфекционное заболевание, характеризующееся в тяжёлых случаях поражением мотонейронов спинного мозга и ядер черепных нервов в стволе головного мозга с развитием периферических параличей. Заболеваемость: 0,01 на 100 000 населения в 2001 г.
Массовая вакцинация против полиомиелита привела к резкому снижению заболеваемости во многих странах мира. Спорадические случаи и локальные вспышки этого заболевания среди невакцинированных регистрируют до настоящего времени (в России — вспышка полиомиелита среди невакцинированных детей в Чеченской Республике в 1994–1996 гг.). ВОЗ планирует ликвидировать полиомиелит в течение первого десятилетия ХХI века.
Классификация • Непаралитические формы •• Абортивная (без поражения нервной системы) •• Менингеальная • Паралитические формы •• Спинальная •• Понтинная •• Бульбарная •• Бульбоспинальная форма •• Понтоспинальная форма •• Бульбопонтоспинальная форма.

Этиология. Возбудитель — РНК-содержащий вирус семейства Picornaviridae рода Enterovirus. Известны 3 серотипа вируса. Возбудитель поражает мотонейроны серого вещества спинного мозга и ядра двигательных черепных нервов. При разрушении 40–70% мотонейронов возникают парезы, свыше 75% — параличи. Возбудитель устойчив во внешней среде.
Эпидемиология. Единственный резервуар и источник инфекции — человек (больной и вирусоноситель). Наиболее опасны в эпидемическом отношении вирусоносители и больные со стёртыми и абортивными формами. Инфекция распространяется контактным и алиментарным путями. Заболевание регистрируют во всех возрастных группах, но чаще у детей до 5 лет. Наиболее подвержены риску развития паралитического полиомиелита: пациенты с иммунодефицитными состояниями (в большей мере В-дефицитные), истощенные и ослабленные дети, неиммунные беременные.
Анамнез: контакт с больным полиомиелитом за 3 нед до появления первых симптомов заболевания, пребывание в регионе, неблагополучном по заболеваемости полиомиелитом. Факт проведения вакцинации живой полиомиелитной вакциной за месяц до появления первых симптомов заболевания или контакт с вакцинированным в течение последних двух месяцев (ситуации, связанные с вакцинассоциированной формой болезни).

• Вакцинассоциированные случаи полиомиелита. Согласно определению ВОЗ, к ним следует относить паралитический полиомиелит (с развитием вялых парезов или параличей без нарушения чувствительности) со стойкими остаточными явлениями (сохраняющимися более 2 мес), развившийся в сроки с 4-го по 30-й день после проведения вакцинации у вакцинированного и с 4-го по 60-й день — у контактного с привитым. От таких больных выделяют вирус полиомиелита, сходный с вакцинным, и наблюдают нарастание титров типоспецифических АТ более чем в 4 раза. Вакцинассоциированный полиомиелит развивается у 1 из 6 млн вакцинированных детей, а у контактных с привитыми — в 2 раза реже.
• Постполиомиелитический синдром: мышечная утомляемость, фасцикуляции и атрофии различных групп мышц; наблюдают через много лет после перенесённой паралитической формы.
Методы исследования • Выделение возбудителя с первых дней болезни из слизи носоглотки, кала, ликвора • Обнаружение АТ к возбудителю и прироста их титра в динамике в реакциях нейтрализации и РСК.

ЛЕЧЕНИЕ • При паралитических формах — симптоматическая терапия: в остром периоде (первые 2 нед болезни) постельный режим, покой, тепло на поражённую конечность (укутывание, озокеритотерапия, парафиновые аппликации), ортопедический режим (вытянутые нижние конечности, под коленные суставы подкладывают валики, стопы упирают под углом 90° в ножной конец матраца; при поражении верхних конечностей их удерживают в слегка отведённом положении, матрац, на котором лежит больной, должен быть твёрдым и ровным, на кровать под матрац подкладывают фанерный щит) • В восстановительном периоде показаны массаж, физиотерапевтические реабилитационные мероприятия. Назначают антихолинэстеразные препараты, холиномиметики и витамины группы В. Больных паралитическим полиомиелитом лечат в стационаре не менее 40 дней, в периоде остаточных явлений показано санаторное лечение.
Осложнения • Пневмония • Паралич дыхательных мышц • Поражение бульбарных ядер • Постполиомиелитический синдром.
Профилактика • Иммунизацию проводят живой ослабленной вакциной Сейбина, начиная с 3 мес жизни, трёхкратно через 45 дней. Ревакцинацию проводят в 18, 20 мес и в 16 лет. В обычных условиях вакцинацию проводят одновременно с АКДС. Для вакцинации иммунодефицитных детей, а также лиц, их окружающих, используют парентеральную инактивированную (убитую) вакцину Солка. Дети до 15 лет, имевшие тесный контакт с больным полиомиелитом, подлежат немедленной однократной вакцинации живой пероральной поливалентной вакциной. При невозможности её проведения контактных по палате изолируют сроком на 20 дней • Высокая эффективность вакцинопрофилактики полиомиелита позволила ВОЗ в 1988 г. принять решение о возможности ликвидации этой инфекции в мире. В настоящее время принятая программа глобальной ликвидации полиомиелита успешно выполняется. В России разработали и внедряют аналогичную национальную программу. В соответствии с ней помимо плановой (рутинной) 3-кратной иммунизации детей с 3-месячного возраста и последующей 4-кратной ревакцинации также проводят дни туровой (национальной) иммунизации (2 раза в год всех детей до 3 лет независимо от прививочного анамнеза), а также дополнительную массовую иммунизацию в следующих случаях: на территориях с охватом вакцинацией менее 95% населения, по эпидемиологическим показаниям (в очагах инфекции), при отмечающейся циркуляции вируса среди населения.

Синонимы • Болезнь Хайне–Медина • Детский спинальный паралич • Острый передний полиомиелит • Острый боковой полиомиелит

МКБ-10 • A80 Острый полиомиелит

Примечание. Существуют генные дефекты, ведущие к предрасположенности к инфицированию полиовирусами (например, локус 19q13.2–q13.3, ген PVS).

Код вставки на сайт

Полиомиелит (болезнь Хайне–Медина, детский спинальный паралич) — острое вирусное инфекционное заболевание, характеризующееся в тяжёлых случаях поражением мотонейронов спинного мозга и ядер черепных нервов в стволе головного мозга с развитием периферических параличей. Заболеваемость: 0,01 на 100 000 населения в 2001 г.
Массовая вакцинация против полиомиелита привела к резкому снижению заболеваемости во многих странах мира. Спорадические случаи и локальные вспышки этого заболевания среди невакцинированных регистрируют до настоящего времени (в России — вспышка полиомиелита среди невакцинированных детей в Чеченской Республике в 1994–1996 гг.). ВОЗ планирует ликвидировать полиомиелит в течение первого десятилетия ХХI века.
Классификация • Непаралитические формы •• Абортивная (без поражения нервной системы) •• Менингеальная • Паралитические формы •• Спинальная •• Понтинная •• Бульбарная •• Бульбоспинальная форма •• Понтоспинальная форма •• Бульбопонтоспинальная форма.

Этиология. Возбудитель — РНК-содержащий вирус семейства Picornaviridae рода Enterovirus. Известны 3 серотипа вируса. Возбудитель поражает мотонейроны серого вещества спинного мозга и ядра двигательных черепных нервов. При разрушении 40–70% мотонейронов возникают парезы, свыше 75% — параличи. Возбудитель устойчив во внешней среде.
Эпидемиология. Единственный резервуар и источник инфекции — человек (больной и вирусоноситель). Наиболее опасны в эпидемическом отношении вирусоносители и больные со стёртыми и абортивными формами. Инфекция распространяется контактным и алиментарным путями. Заболевание регистрируют во всех возрастных группах, но чаще у детей до 5 лет. Наиболее подвержены риску развития паралитического полиомиелита: пациенты с иммунодефицитными состояниями (в большей мере В-дефицитные), истощенные и ослабленные дети, неиммунные беременные.
Анамнез: контакт с больным полиомиелитом за 3 нед до появления первых симптомов заболевания, пребывание в регионе, неблагополучном по заболеваемости полиомиелитом. Факт проведения вакцинации живой полиомиелитной вакциной за месяц до появления первых симптомов заболевания или контакт с вакцинированным в течение последних двух месяцев (ситуации, связанные с вакцинассоциированной формой болезни).

• Вакцинассоциированные случаи полиомиелита. Согласно определению ВОЗ, к ним следует относить паралитический полиомиелит (с развитием вялых парезов или параличей без нарушения чувствительности) со стойкими остаточными явлениями (сохраняющимися более 2 мес), развившийся в сроки с 4-го по 30-й день после проведения вакцинации у вакцинированного и с 4-го по 60-й день — у контактного с привитым. От таких больных выделяют вирус полиомиелита, сходный с вакцинным, и наблюдают нарастание титров типоспецифических АТ более чем в 4 раза. Вакцинассоциированный полиомиелит развивается у 1 из 6 млн вакцинированных детей, а у контактных с привитыми — в 2 раза реже.
• Постполиомиелитический синдром: мышечная утомляемость, фасцикуляции и атрофии различных групп мышц; наблюдают через много лет после перенесённой паралитической формы.
Методы исследования • Выделение возбудителя с первых дней болезни из слизи носоглотки, кала, ликвора • Обнаружение АТ к возбудителю и прироста их титра в динамике в реакциях нейтрализации и РСК.

ЛЕЧЕНИЕ • При паралитических формах — симптоматическая терапия: в остром периоде (первые 2 нед болезни) постельный режим, покой, тепло на поражённую конечность (укутывание, озокеритотерапия, парафиновые аппликации), ортопедический режим (вытянутые нижние конечности, под коленные суставы подкладывают валики, стопы упирают под углом 90° в ножной конец матраца; при поражении верхних конечностей их удерживают в слегка отведённом положении, матрац, на котором лежит больной, должен быть твёрдым и ровным, на кровать под матрац подкладывают фанерный щит) • В восстановительном периоде показаны массаж, физиотерапевтические реабилитационные мероприятия. Назначают антихолинэстеразные препараты, холиномиметики и витамины группы В. Больных паралитическим полиомиелитом лечат в стационаре не менее 40 дней, в периоде остаточных явлений показано санаторное лечение.
Осложнения • Пневмония • Паралич дыхательных мышц • Поражение бульбарных ядер • Постполиомиелитический синдром.
Профилактика • Иммунизацию проводят живой ослабленной вакциной Сейбина, начиная с 3 мес жизни, трёхкратно через 45 дней. Ревакцинацию проводят в 18, 20 мес и в 16 лет. В обычных условиях вакцинацию проводят одновременно с АКДС. Для вакцинации иммунодефицитных детей, а также лиц, их окружающих, используют парентеральную инактивированную (убитую) вакцину Солка. Дети до 15 лет, имевшие тесный контакт с больным полиомиелитом, подлежат немедленной однократной вакцинации живой пероральной поливалентной вакциной. При невозможности её проведения контактных по палате изолируют сроком на 20 дней • Высокая эффективность вакцинопрофилактики полиомиелита позволила ВОЗ в 1988 г. принять решение о возможности ликвидации этой инфекции в мире. В настоящее время принятая программа глобальной ликвидации полиомиелита успешно выполняется. В России разработали и внедряют аналогичную национальную программу. В соответствии с ней помимо плановой (рутинной) 3-кратной иммунизации детей с 3-месячного возраста и последующей 4-кратной ревакцинации также проводят дни туровой (национальной) иммунизации (2 раза в год всех детей до 3 лет независимо от прививочного анамнеза), а также дополнительную массовую иммунизацию в следующих случаях: на территориях с охватом вакцинацией менее 95% населения, по эпидемиологическим показаниям (в очагах инфекции), при отмечающейся циркуляции вируса среди населения.

Синонимы • Болезнь Хайне–Медина • Детский спинальный паралич • Острый передний полиомиелит • Острый боковой полиомиелит

МКБ-10 • A80 Острый полиомиелит

Примечание. Существуют генные дефекты, ведущие к предрасположенности к инфицированию полиовирусами (например, локус 19q13.2–q13.3, ген PVS).

Информацию из данного раздела нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. В случае боли или иного обострения заболевания диагностические исследования должен назначать только лечащий врач. Для постановки диагноза и правильного назначения лечения следует обращаться к Вашему лечащему врачу.

Напоминаем вам, что самостоятельная интерпретация результатов недопустима, приведенная ниже информация носит исключительно справочный характер.

Исследование иксодового клеща: показания к назначению, правила подготовки к сдаче анализа, расшифровка результатов и показатели нормы.

Показание к назначению исследования

Показанием для выполнения исследование является присасывание клеща к телу человека.

Для Российской Федерации наибольшее эпидемиологическое значение имеют иксодовые клещи (относящиеся семейству Ixodidae).

Для инфекций, передающихся иксодовыми клещами, характерна весенне-осенняя сезонность с апреля по октябрь, однако в регионах с теплым климатом отмечается круглогодичная активность иксодовых клещей. Группами риска по заболеваемости инфекциями, передающимися иксодовыми клещами, являются жители городской и сельской местности, посещающие очаги обитания клещей. Передача возбудителей инфекций происходит при присасывании зараженных клещей к телу человека.

Клещ.jpg

К инфекциям, передающимся иксодовыми клещами, относятся клещевой вирусный энцефалит, иксодовые клещевые боррелиозы, клещевой гранулоцитарный анаплазмоз человека, моноцитарный эрлихиоз человека и другие (лихорадка Ку, крымская геморрагическая лихорадка, туляремия, риккетсиозы).

Возбудитель клещевого энцефалита - РНК-содержащий вирус рода Flavivirus. Инкубационный период заболевания составляет, как правило, 7–14 дней от момента присасывания клеща, но может длиться до 25 дней. Инфекция поражает клетки головного и спинного мозга с последующим развитием парезов и параличей.

Выявление возбудителя клещевого вирусного энцефалита в клеще позволяет своевременно провести экстренную профилактику инфекции. В случае получения положительного результата показано экстренное введение специфического иммуноглобулина - не позднее 72 часов от момента укуса. Максимальная эффективность препарата наблюдается при его введении в течение первых суток после укуса.

Возбудитель болезни Лайма - спиралевидная бактерия рода Borrelia. Заболевание развивается в 20% случаев после присасывания клеща, инфицированного боррелиями. У 50-80% больных отмечается местное кожное воспаление – клещевая мигрирующая эритема (покраснение), диаметр которой не превышает 5 см. При распространении по крови боррелии поражают внутренние органы, клетки нервной системы, в результате чего могут развиться менингит, менингоэнцефалит, радикулоневрит, неврит черепных нервов.

Болезнь Лайма.jpg

Возбудитель гранулоцитарного анаплазмоза человека - бактерия Anaplasma phagocytophilum, которая поражает гранулоциты – белые клетки крови, содержащие гранулы (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы). Заражение происходит при укусе клеща, инфицированного бактериями - анаплазмами.

Среди симптомов заболевания отмечают длительную лихорадку, слабость, головную боль, потливость, кашель, тошноту, рвоту, диарею, боль в мышцах и суставах. Увеличиваются лимфатические узлы, могут наблюдаться поражения почек, печени, селезенки. Реже диагностируется воспаление оболочек головного и спинного мозга. Инкубационный период в среднем составляет 14 дней.

Возбудителями моноцитарного эрлихиоза являются бактерии, относящиеся к роду Ehrlichia. Они попадают в организм человека со слюной клеща, по лимфатическим путям проникают в кровь и начинают размножаться в клетках внутренней поверхности сосудов, в белых клетках крови - моноцитах. После разрушения клетки микроорганизмы выходят из нее и инфицируют другие. Поражаются внутренние органы (печень, центральная нервная система, костный мозг, кожа) с развитием инфекционных гранулем. Клиническая картина эрлихиоза схожа с гранулоцитарным анаплазмозом.

Гранулоцитарный анаплазмоз человека, моноцитарный эрлихиоз и боррелиоз являются показанием к назначению антибактериальной терапии. При своевременном выявления заболевания и лечении прогноз благоприятный.

Подготовка к процедуре

При обнаружении присосавшегося клеща для его удаления из тела необходимо обратиться в травматологический пункт. Если такой возможности нет, клеща следует удалить самостоятельно. Для этого нужно перехватить тело клеща обернутыми марлей пальцами или пинцетом строго перпендикулярно поверхности тела, как можно ближе к его ротовому аппарату. Затем, поворачивая тело клеща вокруг оси, извлечь его. Не рекомендуется смазывать место укуса и самого клеща маслом. Клеща с кусочком влажной ваты необходимо поместить в плотно закрываемую емкость (специальный контейнер с крышкой для исследования биоматериала, банку, пробирку или др.). Нельзя помещать в одну емкость клещей, снятых с разных людей.

Ранку на коже продезинфицировать антисептиком (спиртом, йодом, зеленкой), руки после извлечения клеща тщательно вымыть с мылом. Контейнер с клещом доставить в ближайший медицинский офис в день снятия. В настоящее время можно приобрести специальные устройства для удаления клеща, которые продаются в аптеке.

Как вынимать клеща.jpg

Живого клеща до исследования допускается хранить в холодильнике при +2 +8 о С до 1 мес. Исследование мертвого клеща допускается при условии хранения его после снятия в холодильнике при температуре +2 +8 о С не более 5 суток. С учетом риска развития клещевого энцефалита и продолжительности исследования (до 3 рабочих дней) лучше отдать клеща на исследование в день снятия с тела.

Срок исполнения

Что может повлиять на результат

Сроки выполнения ПЦР-исследований могут быть увеличены при проведении подтверждающих тестов.

Лабораторное исследование клеща для выявления РНК/ДНК возбудителей инфекций, передаваемых иксодовыми клещами: клещевого энцефалита, боррелиоза (болезни Лайма), анаплазмоза, эрлихиоза

Синонимы: ПЦР-диагностика клещевого энцефалита, боррелиоза, анаплазмоза и эрлихиоза. Tick-borne diseases, polymerase chain reaction, PCR, tick-borne encephalitis, Lyme disease, human anaplasmosis, human ehrlichiosis. Краткое описание теста «Лабораторное исследование клеща для выявления РНК.


Обзор

здесь и далее рисунки Андрея Занкевича

Автор
Редактор


Генеральный партнер конкурса — ежегодная биотехнологическая конференция BiotechClub, организованная международной инновационной биотехнологической компанией BIOCAD.

SkyGen

Спонсор конкурса — компания SkyGen: передовой дистрибьютор продукции для life science на российском рынке.

Напомним, что РНК (рибонуклеиновая кислота) — это такая молекула, представляющая собой одну цепочку нуклеотидов. В составе каждого нуклеотида присутствует остаток моносахарида рибозы. На сегодняшний день известно множество разных типов РНК, которые выполняют совершенно разные функции: от кодирования клеточных белков (мРНК) до противовирусной защиты (некоторые микроРНК) [1–5]. РНК, входящие в состав многих вирусов, могут иметь ряд оригинальных функций, таких как регуляция времени экспрессии различных вирусных генов путем изменения пространственной организации цепи РНК или привлечение клеточных белковых комплексов.

Но бывает ли такое, что в пределах одной молекулы РНК одна ее часть, кодирующая некоторый белковый продукт, имеет положительную полярность, в то время как другая часть цепи представлена участком отрицательной полярности, кодирующим другой белок? Могла ли такая молекула возникнуть в процессе эволюции живых форм?

Ответ — да! И для того, чтобы разобраться, как функционируют такие молекулы, нам предстоит погрузиться в таинственный мир вирусов.

Давным-давно, в далекой-далекой галактике.

Как известно, все формы жизни обладают определенной наследственностью, которая определяет степень генетической идентичности живых объектов. В качестве молекул, ответственных за поддержание такой наследственной идентичности, выступают нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК). Клеточные формы жизни для хранения и передачи информации используют только один тип нуклеиновых кислот — дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), в то время как вирусы в качестве основной молекулы наследственности могут использовать либо ДНК, либо РНК.

В случае ДНК-содержащих вирусов реализуется, как правило, Центральная догма молекулярной биологии в классическом виде: попав в клетку, ДНК удваивается в процессе репликации вирусного генома, на матрице ДНК в ходе транскрипции синтезируются мРНК, которые затем прочитываются рибосомой, синтезирующей по ним вирусные белки, то есть осуществляется трансляция. Далее вирусные белки ассоциируются с ДНК-геномом вируса в вирусную частицу (вирион), которая способна заражать новые клетки.

Очевидно, что РНК-содержащие вирусы используют иные стратегии размножения и, следовательно, реализации своего генома. Непривычные для большинства биологов молекулярные механизмы, которые используются такими вирусами, вероятно, унаследованы от далеких предков из того самого РНК-мира.

Размножение РНК-вирусов подразумевает использование разных типов РНК:

  • геномная РНК находится внутри вириона, в зависимости от конкретного вируса, она может быть представлена (+)РНК, (–)РНК, (±)РНК, либо двухцепочечной РНК;
  • комплементарная геномной РНК антигеномная РНК образуется в процессе репликации вирусов с одноцепочечным РНК-геномом и обладает полярностью, противоположной геномной РНК;
  • субгеномная РНК (вирусная мРНК) имеет (+)полярность и является продуктом транскрипции геномной или антигеномной РНК. Как и подобает мРНК, субгеномная РНК участвует в процессе трансляционного синтеза белка.

Немного истории

Первым найденным РНК-вирусом стал бактериофаг f2, инфицирующий бактерию кишечную палочку (Escherichia coli) [7]. Выделенная геномная РНК фага f2 имела свойства мРНК, то есть она распознавалась рибосомой и могла транслироваться. На родственном РНК-бактериофаге Qβ была изучена РНК-зависимая РНК-полимераза (RdRp), которая, как оказалось, может синтезировать цепь РНК на матрице другой цепи РНК, то есть осуществлять репликацию вирусного РНК-генома! В ходе работы с РНК-бактериофагами f2 и его родственником Qβ были получены общие представления о биологии таких РНК-вирусов [8].

После РНК-бактериофагов были найдены (+)РНК-вирусы животных, такие, как вирус полиомиелита [9], [10], представитель группы пикорнавирусов. Подобные вирусы не содержат репликативных белков в составе вирусной частицы (вириона).

Встречаются вирусы, геном которых представлен двухцепочечной РНК. Как и в случае (–)РНК-вирусов, у дцРНК-вирусов во время репликации в клетке первым делом происходит синтез (+)цепи. Вирусные частицы этой группы также включают в свой состав RdRp.

Вирусы с двусмысленным РНК-геномом из семейства Bunyaviridae

Схематичное изображение структуры вириона флебовирусов

Рисунок 1. Схематичное изображение структуры вириона флебовирусов

В семействе Bunyaviridae роды Phlebovirus, Tospovirus и Tenuivirus являются вирусами с двусмысленным РНК-геномом и, в отличие от остальных представителей семейства, имеют чуть более длинный S-сегмент генома (РНК S) (±)полярности. Род Tospovirus имеет вдобавок (+)участок на РНК M, который делает и эту РНК амбисенсной.

Флебовирусы

Вирусы рода Phlebovirus выделяют практически по всему миру и относят к нетаксономической группе арбовирусов, распространяющихся в членистоногих переносчиках и в позвоночных, на которых питаются переносчики. Члены этого рода переносятся кровососущими членистоногими. Инфекции не обходят стороной человека: вирусы сицилийской и неаполитанской москитных лихорадок широко распространены по территории Средиземноморья [15]. Среди симптомов таких инфекций — продолжительная сильная лихорадка, тошнота, рвота, диарея и головные боли. Вирус Тосканы, также переносимый москитами, обладает способностью проникать в нервную ткань и, вдобавок к вышеперечисленным симптомам, вызывает асептический менингит и менингоэнцефалит. Флебовирусы, переносимые клещами, например, вирус Бханджа, вирус тяжелой лихорадки с синдромом тромбоцитопении, или вирус Хартленд, вызывают серьезные вспышки инфекций среди людей [16].

Эти вирусы получили свое имя от латинского названия москитов (Phlebotominae), которые являются их основными переносчиками. Вирионы флебовирусов имеют диаметр 100-125 нанометров. Внутри вириона находятся три вирусных рибонуклеопротеина (вРНП), содержащих геномные сегменты, однако для вируса лихорадки долины Рифт (RVFV) было показано [17], что вирионы также могут содержать ещё три дополнительных вРНП, образованных цепочками антигеномных РНК, комплементарных геномным вирусным РНК. Рецептор-распознающий аппарат вирусов представлен гетеродимерами гликопротеинов Gn и Gc, которые организованным способом распределены по мембране вириона.

Структура генома флебовирусов

Геном флебовирусов как и других представителей семейства Bunyaviridae, включает три молекулы РНК: PHК L, РНК M, РНК S, имеющие на 5′- и 3′- концах уникальные для каждого геномного сегмента комплементарные последовательности. РНК L (–)полярности кодирует белок репликазы L. (–)РНК M кодирует предшественник гликопротеинов G1 и G2. (±)РНК S кодирует белок нуклеокапсида N на (–)полярном участке (ближе к 3′) и неструктурный белок NSs на (+)полярном участке (ближе к 5′) (рис. 2).

Схема структуры генома флебовирусов

Рисунок 2. Схема структуры генома флебовирусов. Отмечены участки РНК, обладающие (–)- и (+)полярностью. Пунктирной линией обозначен сайт протеолиза белкового продукта.

NSs выполняет ряд функций, среди которых подавление индукции интерферона, усиление репликации и транскрипции вирусной РНК и определение круга хозяев [18]. NSs через цепочку белковых факторов способен приводить к инактивации противовирусной протеинкиназы R организма-хозяина [19].

Механизмы транскрипции и репликации РНК флебовирусов

Остановка транскрипции (–)участка РНК S определяется межгенным сигналом терминации. Похожие сигналы терминации находятся в 5′-концевой области РНК M и РНК L. В результате синтезируются кэпированные, но неполиаденилированные (и, следовательно, не такие стабильные, как клеточные мРНК) субгеномные РНК [18]. Также было показано [17], что в инфицированных клетках наблюдается ранняя экспрессия белка NSs, к тому же при детальном анализе состава вирионов обнаружили, что в вирусную частицу может упаковываться как три геномных цепи, так и еще три антигеномных цепи. Считается, что антигеномная РНК S присутствует в вирионе для осуществления ранней транскрипции мРНК, кодирующей NSs, поскольку этот неструктурный белок способен регулировать клеточные процессы, и чем раньше он начнёт работать в зараженной клетке, тем интенсивнее будет протекать вирусная инфекция.

Жизненный цикл флебовирусов

Жизненный цикл состоит из следующих стадий (рис. 3):

Основные этапы цикла флебовируса

Рисунок 3. Схема, демонстрирующая основные этапы цикла флебовируса

Тосповирусы и тенуивирусы

Название рода Tospovirus происходит от сокращения названия вируса пятнистого увядания томатов (tomato spotted wilt virus, ТоSWV), впервые выделенного в 1930 году из зараженных растений томата. Этот вирус имеет очень широкий спектр хозяев и важное хозяйственное значение, борьба с ним ведется, в основном, за счет контроля численности трипсов.

Структура генома тосповирусов и тенуивирусов

Представители родов Тospovirus и Tenuivirus (тенуивирусы близки к тосповирусам, но не имеют липидной оболочки) являются единственными известными РНКвирусами растений с двусмысленным геномом [23]. Геном тосповирусов представлен тремя РНК-сегментами: большим, средним и малым (L, M, S). РНК L кодирует репликазу L. РНК S, подобно таковой у флебовирусов, кодирует белок нуклеокапсида N в (–)области и неструктурный белок NSs в (+)области. Эти области не пересекаются, они разделены межгенным некодирующим участком, содержащим сигналы терминации транскрипции. М-сегмент генома имеет принципиально отличную от РНК М флебовирусов структуру, являясь амбисенсной РНК. РНК М тосповирусов имеет область (–)полярности, в которой находится последовательность, кодирующая мРНК GnGc — предшественника поверхностных гликопротеинов, а также участок (+)полярности в 5′-области, кодирующий белок межклеточного транспорта NSm. Эти последовательности также разделены межгенным участком (рис. 4). Механизмы транскрипции и репликации РНК этих вирусов сходны с таковыми у флебовирусов [18].

Схема структуры генома тосповирусов

Рисунок 4. Схема структуры генома тосповирусов. Отмечены участки РНК, обладающие (–)- и (+)полярностью. Пунктирной линией обозначен сайт протеолиза белкового продукта.

Отдельного внимания заслуживает неструктурный белок, закодированный в S-сегменте генома тосповирусов — NSs. Основной его функцией является супрессия противовирусного сайленсинга РНК, системы малых интерферирующих РНК [5], [24], распознающих вирусные РНК, что приводит к деградации последних [25]. Логично предположить, что синтез такого белка должен происходить как можно раньше, поэтому, возможно, по аналогии с белком NSs флебовирусов, ранняя транскрипция такой последовательности происходит в результате наличия в вирионе, помимо геномной цепи РНК S, еще и соответствующей ей антигеномной.

Вирусы с двусмысленным РНК-геномом из семейства Arenaviridae

Помимо семейства Bunyaviridae, амбисенсные РНК имеют представители семейства Arenaviridae. Аренавирусы являются таксономической группой вирусов позвоночных с сегментированным двусмысленным РНК-геномом. Вирусы, инфицирующие млекопитающих, определены в род Mammarenavirus, а заражающие рептилий — в роды Reptarenavirus и Hartmanivirus [26].

Вирионы аренавирусов, как и рассмотренных выше буньявирусов, плеоморфны, а их диаметр может варьировать от 40 до 200 нанометров в зависимости от вида, однако и частицы одного вида могут заметно различаться по размерам [27]. Границы вириона представлены липопротеидной оболочкой — производной клеточной мембраны, модифицированной равномерно распределёнными гликопротеиновыми комплексами (гетеродимерный гликопротеин GP1/GP2). Гликопротеины синтезируются в виде предшественника, который разрезается примерно пополам клеточной протеиназой на рецептор-распознающую субъединицу GP1 и трансмембранную субъединицу GP2. Последняя ответственна за слияние мембран при проникновении в цитоплазму [28]. В вирионе гликопротеины ассоциированны с лежащими на внутренней стороне мембраны молекулами матриксного белка Z, выстилающего внутреннюю поверхность мембраны, и белка нуклеокапсида N. Белок N способен связываться с РНК, распознавать кэп и ингибировать интерфероновый ответ. Структурный белок Z в клетке выполняет ряд функций (в том числе ингибирование трансляции клеточных мРНК и подавление апоптоза), являясь фактором созревания вирусных частиц (отвечает за инициацию сборки вирионов и за их отпочковывание).

Во время сборки вирусных частиц при формировании внешней оболочки иногда происходит захват субъединиц клеточных рибосом, по всей видимости, не играющих роли в вирусной инфекции (рис. 5).

Схематичное изображение структуры вириона аренавирусов

Рисунок 5. Схематичное изображение структуры вириона аренавирусов

Значительная часть представителей семейства вызывает хронические и, как правило, бессимптомные инфекции у грызунов. При контакте человека с такими вирусами может развиваться острая и тяжелая инфекция, часто — геморрагическая лихорадка (например, в случае инфекции вирусом лихорадки Ласса, LasV). Вирус лимфоцитарного хориоменингита (LCMV), первый выделенный аренавирус, является нейроинвазивным. Попав в организм человека (например, через выделения грызунов), вирионы с током крови преодолевают гематоэнцефалический барьер центральной нервной системы и вызывают воспаления мозговых оболочек [29].

Структура генома аренавирусов

Схема структуры генома аренавирусов

Рисунок 6. Схема структуры генома аренавирусов. Отмечены участки РНК, обладающие (–)- и (+)полярностью. Пунктирными линиями обозначены сайты протеолиза белковых продуктов.

РНК L на (–)участке несет последовательность, комплементарную гену репликазы L, и рамку матриксного и регуляторного белка Z на (+)участке в 5′-концевой части геномной РНК.

РНК S кодирует белок нуклеокапсида N в области (–)полярности и содержит рамку считывания GP1GP2 — предшественника поверхностных гликопротеинов GP1/GP2 (также в 5′-концевой части геномного сегмента).

Транскрипция и репликация генома аренавирусов

Переключение на репликацию связано с наличием белка N: когда его накапливается такое количество, что он начинает покрывать строящиеся цепи РНК, это, вероятно, влияет на конформацию репликазы и приводит к проскоку сигналов терминации транскрипции в виде межгенных шпилек. РНК S при репликации накапливается в больших количествах, так как нужно много копий белка нуклеокапсида, а также гликопротеинов (для экспрессии последних необходим предварительный синтез антигеномной РНК).

Заключение

Такая необычная организация двусмысленных геномных сегментов является интересным способом представления двух кодирующих последовательностей в одном геномном сегменте. На примере вирусов с двусмысленными РНК-геномами заметно, насколько изобретательной может быть эволюция вирусных РНК. Поскольку вирусы с двусмысленными РНК-геномами до сих пор удерживают определенную нишу, можно утверждать, что такой способ кодирования обладает некоторыми преимуществами по сравнению с более привычным для родственных вирусов способом, использующим только (–)РНК-сегменты.

Как возникли амбисенсные РНК и почему поддержались отбором, до сих пор остается одной из загадок современной вирусологии.

Благодарности от автора

Я благодарю доктора биологических наук, профессора кафедры вирусологии биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова Аграновского Алексея Анатольевича за интересные и содержательные лекции по молекулярным процессам РНК-вирусов и вдохновение на написание данной статьи. Также выражаю благодарность художнику Андрею Занкевичу, чьи наглядные и яркие иллюстрации украшают данную статью.

Читайте также: