Что такое нейтрализовано вирусов

Обновлено: 28.03.2024

На конференции Кори, руководивший исследованием (исследование назвали AMP — the Antibody Mediated Prevention Trial, исследование профилактики с помощью антител), рассказал, что в течение 20 месяцев участники каждые 2 месяца получали инъекции антител VRC01 внутривенно. И хотя эти антитела не защищают от большинства штаммов ВИЧ (только 30 % штаммов чувствительны к ним), это первый случай в истории, когда показано, что вещество, производимое человеческим организмом, может предотвращать инфицирование ВИЧ.

Конечно, нейтрализующие антитела, используемые в этом исследовании, были получены в лаборатории, но в отличие от большинства фармацевтических препаратов, они могут естественным образом вырабатываться в теле человека.

Что такое нейтрализующие антитела широкого спектра действия и что эти результаты означают для профилактики ВИЧ?

Широкий спектр действия этих антител критически важен, поскольку ВИЧ постоянно мутирует. Существует много штаммов ВИЧ, и для борьбы с ними важно иметь вид антител, нейтрализующих сразу многие штаммы или соответствующую смесь антител:

Работающий и безопасный метод

Двойное слепое рандомизированное контролируемое исследование AMP показало, что введенные антитела в 74 % случаев защищали от 30 % штаммов ВИЧ, воздействию которых подвергались участники исследования.

Это может показаться небольшой победой, но это очень важный результат. Впервые было показано, что использование нейтрализующих антител широкого спектра является работающим и безопасным методом профилактики ВИЧ.

Как и с препаратами АРВТ, используемыми в комбинации, ученые считают, что потребуется коктейль из нескольких видов нейтрализующих антител для обеспечения защиты от широкого спектра штаммов вируса, говорит Беккер.

Отбор самых эффективных антител

По словам Уоррена, это принципиально важно, поскольку «невозможно тестировать все имеющиеся комбинации антител, тратя на каждое испытание по 100 миллионов долларов, поэтому нам нужен способ отбора тех антител, которые вообще имеет смысл тестировать в более крупных исследованиях.

Улучшение применимости метода в реальных условиях

Насчет возможности использования нейтрализующих антител для предотвращения ВИЧ-инфекции есть другие вопросы, которые пока остаются без ответа.

По словам Беккер, способ введения антител следует модифицировать, чтобы сделать методику более легкодоступной: например, сделать инъекции подкожными (именно так вводят себе инсулин люди с диабетом), чтобы их могли вводить как сами пациенты, так и медработники.

Другая проблема — частота введения. Как говорит Кори, в текущих исследованиях уже изучают, будут ли инъекции антител каждые 4 или 6 месяцев (а не каждые 2, как было показано в AMP) так же эффективны для предотвращения инфекции. Это особенно важно для жителей таких стран, как ЮАР, где у многих людей нет возможности часто посещать клинику.

Какое место займут антитела в современной профилактике ВИЧ?

Но зачем вообще инвестировать в разработку нейтрализующих антител, если у нас уже есть антиретровирусные препараты для профилактики ВИЧ (так называемая доконтактная профилактика), эффективность которых при правильном применении приближается к 100 %? Особенно учитывая, что стоимость производства антител остается относительно высокой. Другими словами, какое место могут занять нейтрализующие антитела в современном инструментарии профилактики ВИЧ?

Уоррен настроен более оптимистично и считает, что стоимость антител снизится, как это произошло с препаратами АРВТ: когда только они появились на рынке, большинство людей в мире не могли их себе позволить, но благодаря популяризации и политическому давлению их стали продавать по цене, доступной для многих стран.

Роль в лечении

Еще одна захватывающая идея, исследуемая учеными, состоит в том, могут ли нейтрализующие антитела играть роль в лечении ВИЧ.

Но что это значит для обычного человека? Как долго нам придется ждать, пока нейтрализующие антитела появятся в наших клиниках?

Нейтрализация вирусов. Нейтрализация аденовирусов и вирусов гриппа в организме.

Нейтрализующие антитела являются одними из основных средств защитного иммунитета, развивающегося в результате вакцинации или инфицирования. Во взаимодействии нейтрализующих антител с вирусными антигенами много неясного. Вместе с тем, каков бы ни был механизм нейтрализации, несомненно то, что прикрепление нейтрализующих антител к вирусным частицам ведет к потере инфекционности. Однако для достижения нейтрализации требуется нечто большее, чем просто связывание антитела с поверхностью вируса. Применительно к некоторым вирусам можно различить нейтрализующие и не нейтрализующие антитела, направленные на различные белки. Более того, имеются антитела, связывающиеся с вирусными антигенами, ответственными за нейтрализацию (например, вируса гриппа или полиовируса), но не вызывающие потери инфекционности.

Оказалось, что для нейтрализации оболочечных и безоболочечных вирусов достаточно относительно небольшого количества молекул антител. Так, для нейтрализации 50% вируса гриппа требовалось около 50 молекул антител к НА-антигену, а для достижения такого же эффекта нейтрализации полиовируса оказалось достаточным присоединения одной молекулы на одну вирусную частицу. Если учесть, что на поверхности вируса гриппа имеется около 1000 отростков, содержащих НА, а в капсиде полиовируса — 60 идентичных антигенных субъединиц, то окажется, что нейтрализация вируса достигается достаточно небольшим количеством молекул антител. Вирус гепатита А, в отличие от полиовируса, по-видимому, обладает одним доминантным нейтрализующим участком. Для нейтрализации вирусов достаточно, чтобы к каждой вирусной частице прикреплялась более чем одна молекула антител, но гораздо меньше, чем требуется для полного насыщения эпитопов нейтрализации антителами.

нейтрализация вирусов в организме

Относительно связывания нейтрализованного вируса с клетками хозяина существуют разноречивые данные. Некоторые нейтрализованные вирусы эффективно связываются с чувствительными клетками (полиовирус, вирусы оспы кроликов, гриппа А), так как места связывания вируса с клеткой отличаются от мест, ответственных за нейтрализацию.

Аденовирусные частицы после нейтрализации антисывороткой к гексону или пентону адсорбировались на клетках HeLa с такой же скоростью, как и необработанные, хотя при этом становились чувствительными к ДНКазе. Антитела к отросткам вириона вызывали агрегацию вирусных частиц и ускоряли в 3-5 раз адсорбцию на клетках. Нейтрализующие антитела лишь частично подавляли прикрепление вируса бешенства к клеткам и его интернализацию. Нейтрализация вируса гепатита В оказалась связанной с блокированием участка прикрепления вируса (пре-SI -антиген) к гепатоцитам. Связывание нейтрализованного вируса с клетками зависит от класса антител. Секреторные IgA и IgM нейтрализуют вирус, препятствуя его прикреплению к клеткам.

Вирус гриппа, обработанный IgG или мономерным IgA, адсорбируется и проникает в клетки с такой же скоростью, как и нативный вирус. Нейтрализация вируса завершается внутриклеточно. Секреторные IgA и IgM полностью блокируют прикрепление вирионов к клеткам. Нейтрализация в этом случае происходит, повидимому, за счет стерического изменения в структуре вирусного капсида. Полагают, что в основе нейтрализации вируса гриппа антителами лежит перестройка поверхностных структур НА, приводящая к нарушению транскрипции генома вируса гриппа в клетках. Нейтрализация вирусов протекает как двухфазный процесс в виде температуронезависимой фазы соединения вируса с антителами и температурозависимой собственно нейтрализации вируса. Она зависит, кроме того, от концентрации антител и их альтернативной антигенной специфичности. Опыты с коронавирусом свиней показали, что с повышением концентрации нейтрализующих антител усиливался антивирусный эффект.

Так, низкие концентрации антител в основном нейтрализовали вирус, средние и высокие, кроме того, подавляли связывание его с клеткой и предотвращали интернализацию.

Для эффективной нейтрализации флавивирусов необходимо связывание антител более чем с одной антигенной детерминантой. Бивалентное связывание антител оказалось важным условием нейтрализации полиовируса и вируса гриппа.

Одновременная обработка вируса ньюкаслской болезни двумя моноклональными антителами к белку HN вызывала более выраженную нейтрализацию по сравнению с действием каждого из них в отдельности. Синергический эффект выявлен при нейтрализации вируса трансмиссивного гастроэнтерита свиней комбинацией двух моноклональных антител, специфичных по отношению к разным антигенным сайтам вирусного гликопротеина.

Антитела к гликопротеину Н вируса простого герпеса нейтрализуют его, препятствуя проникновению адсорбированного вируса в клетку.
Взаимодействие моноклональных и поликлональных антител с полиовирусом, приводящее к нейтрализации инфекционной активности вирионов, сопровождается агрегацией вирусных частиц.

Нейтрализация поликлональными антисыворотками, по-видимому, является суммарным результатом действия различных механизмов нейтрализации, благодаря кооперативному действию антител на различные нейтрализующие детерминанты. Если вирусы имеют немного различных иммунодоминантных детерминант, то в реакции нейтрализации поликлональные сыворотки и моноклональные антитела не будут значительно различаться между собой.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Потеря инфекционности вирусами при нейтрализации. Обезвреживание вирусов организмом.

Немалый интерес представляет выяснение механизма потери инфекционности при нейтрализации вирусов. Большинство из них после взаимодействия с нейтрализующими антителами в клетки не проникают. Поскольку прикрепление к клетке по крайней мере некоторых вирусов не подавлялось, то потеря ими инфекционности происходила на какой-то последующей стадии взаимодействия с хозяинной клеткой.

Нейтрализованный и не нейтрализованный вирусы гриппа проходят одинаковый путь от плазматической мембраны до ядра. Однако, несмотря на кажущуюся нормальность инфекции, клетки, инфицированные нейтрализованным вирусом гриппа, не синтезировали выявляемые вирусные РНК или белки.

Таким образом, нейтрализующие анти-НА антитела к вирусу гриппа не ингибируют прикрепления, проникновения, декапсидацию и транспортировку вирусной РНК в ядро, но подавляют функцию транскриптазного комплекса. При нейтрализации вируса Синдбис потеря инфекционности, по-видимому, связана с конформационными изменениями в белках капсида, результатом которых является диссоциация пептидного комплекса. Полагают, что нейтрализующее действие антител к вирусу бешенства заключается в подавлении стадии слияния эндосом и депротеинизации вируса.

Важность конформационных изменений в капсидных белках при нейтрализации была отчетливо показана на примере полиовируса. В частности, было установлено, что, действуя на интактный вирион, поликлональные антитела изменяют изоэлектрическую точку (рН) вируса примерно от 7 до 4. Эти результаты были подтверждены опытами с моноклональными антителами против капсидного белка VP1, которые показали, что изменения в VP1 полиовируса обусловлены специфическим взаимодействием с нейтрализующими антителами. Связывание не нейтрализующих антител изменяло VP1 вируса. Поэтому оказалось, что конформационные изменения, вызываемые связыванием нейтрализующих антител, играют важную роль в процессах нейтрализации полиовируса.

Однако нейтрализация полиовируса антителами к VP3 не сопровождалась изменением VP1, не требовала бивалентного связывания и не претерпевала реверсии при обработке папаином. Приведенные данные показывают, что механизм нейтрализации полиовируса различается в зависимости от того, к какому капсидному белку прикрепляется антитело (анти-VPl или анти-VP3).

иммунитет при вирусной инфекции

Исследования, проведенные с вирусом Западного Нила, дали основание предположить, что нейтрализация вируса иммунным IgG происходит на стадии слияния мембраны вируса с эндосомами при кислом рН и проникновения в ци-тозоль, что предотвращает депротеинизацию вируса с последующим гидролизом его лизосомальными ферментами. В этой связи предполагается, что будущее принадлежит вакцинам, способным индуцировать синтез антител, специфически связывающих функционально важные области вирусных рецепторов, ответственных за рН-зависимую фузогенную депротеинизацию вируса.

Приведенное выше дает возможность сделать вывод о существовании более чем одного механизма нейтрализации вирусов. Например, при этом антитела предупреждают или не предупреждают прикрепление вируса к клетке, вызывают или не вызывают конформационные изменения белков или гликопротеинов вирусного капсида и т. д.

Известно, что связывание AT с вирусом может приводить к потере инфекционности (нейтрализации), однако механизм этого процесса до конца не изучен. Это может быть следствием того, что нейтрализация - сложный мультифакторный феномен, зависящий от природы вируса, его антигенных свойств, разнообразия антител и отношения вируса к ним. По-видимому, различные вирусы могут иметь различные механизмы нейтрализации. Следует иметь в виду также различную реакцию клеток организма на иммунные комплексы.

Простейший тип нейтрализации наблюдается между просто устроенными пикорнавирусами и антителами высокой авидности. Взаимодействие оболочеч-ных вирусов, имеющих более важные и второстепенные антигены, с соответствующими антителами низкой авидности, нуждающихся в опосредовании комплементом, вероятно, характеризуется более сложным механизмом нейтрализации. Остается неясным участие различных типов антител в нейтрализации вирусов, а также причины образования иммунных комплексов, в которых не происходит нейтрализации вируса.

Таким образом, в настоящее время, по-видимому, нет достаточных экспериментальных данных для создания общей теории нейтрализации вирусов. Можно лишь сказать, что связывание антител с определенными антигенными детерминантами вирусов является весьма сложным специфичным процессом.

Кроме нейтрализующих антител, существуют не нейтрализующие антитела, обладающие протективным действием. Антитела, не обладающие вирусной нейтрализацией, но обладающие защитным действием против летальных инфекций, обнаружены при инфицировании животных вирусами Синдбис, везикулярного стоматита, западного энцефаломиелита лошадей и леса Семлики.

Вывод о том, что имеются нейтрализующие антигенные детерминанты, дает возможность определить не нейтрализующие антитела как антитела, которые связываются с любой другой детерминантой, расположенной на той же молекуле антигена (например, на НА вируса гриппа). Таким образом, можно объяснить тот факт, что заражение или иммунизация вирусом африканской чумы свиней (вирус АЧС) вызывает образование лишь не нейтрализующих антител. Суть заключается в том, что у вируса АЧС отсутствуют специфические детерминанты, через которые происходит нейтрализация. Неспособность антител нейтрализовать вирус АЧС в иммунном комплексе, возможно, обусловлена специфическими свойствами моноцитов-макрофагов как своеобразных эффекторов нейтрализации.

Неспособность антител инактивировать лентивирус энцефалита, артрита коз, возможно, является следствием их низкой авидности из-за содержания в оболочке вирионов сиаловых кислот.

Неполная нейтрализация вируса гепатита А, вероятно, обусловлена клеточными липидами, ассоциированными с вирионами. Однако большинство вирусов не утратило нейтрализующие антигенные участки.

Необходимо отметить, что иммунный ответ не только способствует выздоровлению и обеспечивает защиту от последующего заражения вирусом, но и может вызывать в организме патологические изменения. В присутствии антител, не обладающих нейтрализующей активностью, вирус денге размножается более активно и это иммунное усиление репликации вируса может быть причиной более тяжелого течения инфекции. Есть данные о том, что при небольшой концентрации нейтрализующих антител инфекционность ряда вирусов усиливалась в отношении клеток с Fc-рецепторами на поверхности. Иммунопатологические реакции по этой причине наблюдались при иммунизации против кори и респираторно-синцитиальной инфекции.

Естественное инфицирование на фоне недостаточного иммунитета вследствие применения слабоантигенных инактивированных вакцин сопровождалось более тяжелым течением болезни, чем у невакцинированных особей. Из этого следует необходимость разработки и применения высокоэффективных вакцин.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Главная задача биологии — это развитие представлений у человека о живых организмах, о многообразии видов, обо всех закономерностях развития живых существ, а также об их взаимодействии с окружающей природой. Предмет основы безопасности жизнедеятельности (ОБЖ) позволяет получить знания и умения, которые помогут сохранить жизнь и здоровье в опасных ситуациях. Эти ситуации всегда возникают неожиданно, но, тем не менее, большинство из них предсказуемы и к ним можно подготовиться заранее. ОБЖ учит нас предвидеть возможные опасности и минимизировать потери от той или иной ситуации. Сегодня мы сталкиваемся с новым видом вирусной опасности COVID-19,о котором поговорим с точки зрения биологии и ОБЖ.

Что такое вирус?

Вирус — это неклеточный инфекционный агент. Сегодня нам известно около 6 тысяч различных вирусов, но их существует несколько миллионов. Вирусы не похожи друг на друга и могут иметь как форму сферы, спирали, так и форму сложного асимметричного сплетения. Размеры вирусов варьируются от 20 нм до 300 нм.

Как устроен вирус?

В центре агента находится генетический материал РНК или ДНК, вокруг которого располагается белковая структура — капсид.
Капсид служит для защиты вируса и помогает при захвате клетки. Некоторые вирусы дополнительно покрыты липидной оболочкой, т.е. жировой структурой, которая защищает их от изменений окружающей среды.

Вирусолог Дэвид Балтимор объединил все вирусы в 8 групп, из которых некоторые группы вирусов содержат 1-2 цепочки ДНК. Другие же содержат 1 цепочку РНК, которая может удваиваться или достраивать на своей матрице ДНК. При этом каждая группа вирусов производит себя в различных органеллах зараженной клетки.

Вирусы имеют определенный диапазон хозяев, т.е. он может быть опасен для одних видов и абсолютно безвреден для других. Например, оспой болеет только человек, а чумкой только некоторые виды плотоядных. Вирус не способен выжить сам по себе, поэтому активируется только в хозяйской клетке, используя ее ресурсы и питательные вещества. Цель вируса — создание множества копий себя, чтобы инфицировать другие клетки!

Вирусы

Как вирус попадает в организм?

  • через физические повреждения (например, порезы на коже)
  • путём направленного впрыскивания (к примеру, укус комара)
  • направленного поражения отдельной поверхности (например, при вдыхании вируса через трахею)
  • к эпителию слизистых оболочек (это например вирус гриппа)
  • к нервной ткани (вирус простого герпеса)
  • к иммунным клеткам (вирус иммунодефицита человека)

Биология. Рабочая тетрадь. 9 класс

Геном вируса встраивается в одну из органелл или цитоплазму и превращает клетку в настоящий вирусный завод. Естественные процессы в клетке нарушаются, и она начинает заниматься производством и сбором белка вируса. Этот процесс называется репликацией. И его основная цель — это захват территории. Во время репликации генетический материал вируса смешивается с генами клетки хозяина — это приводит к активной мутации самого вируса, а также повышает его выживаемость. Когда процесс репликации налажен, вирусная частица отпочковывается и заражает уже новые клетки, в то время как инфицированная ранее клетка продолжает производство.

Выход вируса

Вирус создал множество собственных копий, клетка оказывается изнуренной из-за использования ее ресурсов. Больше вирусу клетка не нужна, поэтому клетка часто погибает и новорожденным вирусам приходится искать нового хозяина. Это и есть заключительная стадию жизненного цикла вируса.

Скорость распространения вирусной инфекции

Размножение вирусов протекает с исключительно высокой скоростью: при попадании в верхние дыхательные пути одной вирусной частицы уже через 8 часов количество инфекционного потомства достигает 10³, а концу первых суток − 10²³.

Вирусная латентность

Как вирус распространяется?

  • воздушно-капельный (кашель, чихание)
  • с кожи на кожу (при прикосновениях и рукопожатиях)
  • с кожи на продукты (при прикосновениях к пище грязными руками вирусы могут попасть в пищеварительную и дыхательную системы)
  • через жидкие среды организма (кровь, слюну и другие)

Почему с вирусами так тяжело бороться?

Сегодня людям уже удалось победить некоторые вирусы, а некоторые взять под жесткий контроль. Например, Оспа (она же черная оспа). Болезнь вызывается вирусом натуральной оспы, передается от человека к человеку воздушно-капельным путем. Больные покрываются сыпью, переходящей в язвы, как на коже, так и на слизистых внутренних органов. Смертность, в зависимости от штамма вируса, составляет от 10 до 40 (иногда даже 70%), На сегодняшний день вирус полностью истреблен человечеством.

Кроме того, взяты под контроль такие заболевания, как бешенство, корь и полиомиелит. Но помимо этих вирусов существует масса других, которые требуют разработок или открытия новых вакцин.

Коронавирус

Виновником эпидемии, распространяющейся сегодня по миру, стал коронавирус, вирусная частица в 0,1 микрона. Свое название он получил благодаря наростам на своей структуре, своеобразным шипам. Внутри вируса спрятан яд, с помощью которого он подчиняет себе зараженный организм. Этот вирус воздействует не только на человека, но и на птиц, свиней, собак и летучих мышей. В настоящий момент выделяют от 30 до 39 разновидностей коронавирусной инфекции. Но для человека патогенно всего 6. И как любой другой вирус COVID-19 мутирует.

симптомы и признаки.jpg

К наиболее распространенным симптомам COVID-19 относятся повышение температуры тела, сухой кашель и утомляемость. К более редким симптомам относятся боли в суставах и мышцах, заложенность носа, головная боль, конъюнктивит, боль в горле, диарея, потеря вкусовых ощущений или обоняния, сыпь и изменение цвета кожи на пальцах рук и ног. Как правило, эти симптомы развиваются постепенно и носят слабо выраженный характер. У некоторых инфицированных лиц болезнь сопровождается очень легкими симптомами.

Сколько же может жить этот вирус вне организма? Все зависит от типа вируса и от той поверхности, на которую вирусы попали. В качестве примера было рассмотрено 3 вируса, по которым велись исследования. Изучали время, на которое может задерживаться вирус на различных поверхностях. Данные приведены в таблице.

Таблица

Поскольку пока не изобретено вакцины от COVID-19, в целях защиты от инфекции самым важным для нас является соблюдение гигиены.

Гигиена — раздел медицины, изучающий влияние жизни и труда на здоровье человека и разрабатывающая меры (санитарные нормы и правила), направленные на предупреждение заболеваний, обеспечение оптимальных условий существования, укрепление здоровья и продление жизни.

Сегодня следует соблюдать определенные правила гигиены:

  • Соблюдение режима труда и отдыха, не допускающего развития утомления и переутомления.
  • Выполнение условий, обеспечивающих здоровый и полноценный сон (свежий воздух, отсутствие шума, удобная постель, оптимальная продолжительность).
  • Правильное здоровое питание в соответствии с потребностями организма.
  • Комфортный микроклимат в жилище (температура, влажность и подвижность воздуха, естественная и искусственная освещенность помещений).
  • Содержание в чистоте тела и тщательный уход за зубами.
  • Спокойное и корректное поведение в конфликтных ситуациях.

профилактика.jpg

Читайте также: