ДНК-геномные вирусы. 
Паповирусы. 
Общая характеристика и классификация

Министерство здравоохранения и социального развития Волгоградский государственный медицинский университет

Кафедра микробиологии, вирусологии, иммунологии с курсом клинической микробиологии

Реферат

на тему: «ДНК-геномные вирусы. Паповирусы. Общая характеристика и классификация»

Выполнил: Деревянко Д. А.

1. Классификация и характеристика ДНК-геномных вирусов

2. Характеристика вируса папилломы человека

3. Онкогенность

4. Болезни, вызываемые вирусом папилломы человека

5. Лабораторная диагностика папилломавирусной инфекции

6. Лечение ВПЧ

Заключение

Вирусы — представляют собой мельчайшие формы жизни, которые состоят из молекулы нуклеиновой кислоты, носителя генетической информации, окруженной защитной оболочкой из белков.

Основной чертой вирусов является то, что они могут размножаться только паразитируя в клетках зараженного организма. Вирусы не обладают собственным аппаратом для синтеза органических молекул, поэтому для самовоспроизведения они используют ресурсы клетки хозяина. В живой природе существует огромное число разнообразных вирусов, которые паразитируют в клетках бактерий, растений, животных, в том числе и человека. Чаще всего размножение вирусов в клетках приводит к гибели последних, таким образом, паразитируя в более высших живых организмах, вирусы вызывают различные заболевания, которые могут закончиться гибелью организма. Однако, роль вирусов в живой природе этим не исчерпывается. Вирусы являются важным фактором эволюции мира живых организмов. Это стало возможным благодаря тому, что вирусы способны изменять генетическую информация пораженного организма. Попадая в клетку, вирус высвобождает свою генетическую информацию, которая включается в генетический код хозяина, тем самым изменяя его. Также, вирусы способны переносить гены или группы генов между организмами, перекрест которых в природе невозможен. Циркулируя в природе вирусы постоянно претерпевают различные изменения и мутации, в результате которых появляются новые виды вирусов. Под давлением естественного отбора закрепляются только самые стойкие формы вирусов.

Важно заметить, что живой организм может быть заражен сразу несколькими вирусами. В таких случаях возможно генетическое взаимодействие между вирусами и появление новой рекомбинантной формы вируса.

1. Классификация и характеристика ДНК-геномных вирусов

ДНК-содержащие вирусы — вирусы, геном которых представлен дезоксирибонуклеиновой кислотой и репликация идет посредством ДНК-зависимой ДНК-полимеразы, без использования промежуточного звена-посредника РНК.

Геномная ДНК этих вирусов может быть двуцепочечной или одноцепочечной и иметь линейную или кольцевую форму.

Геномы большинства ДНК-содержащих вирусов (за исключением поксвирусов) транскрибируются в ядре клетки-хозяина с помощью клеточной РНК-полимеразы II. Синтез и процессинг мРНК у этих вирусов практически полностью осуществляется за счет клеточных механизмов (несколько вирусных белков участвуют только в регуляции транскрипции).

У многих ДНК-содержащих вирусов транскрипция происходит в три этапа, во время которых избирательно считываются сверхранние, ранние и поздние гены.

Нуклеокапсиды герпесвирусов проникают в цитоплазму вместе с белками матрикса, затем этот комплекс транспортируется вдоль микротрубочек к порам ядерной оболочки и далее в ядро. Белки матрикса вместе с клеточными факторами транскрипции запускают транскрипцию сверхранних генов. У герпесвирусов продукты сверхранних генов, так называемые сверхранние белки, играют роль трансактиваторов и необходимы для начала транскрипции ранних генов. Однако у других ДНК-содержащих вирусов транскрипция ранних генов может происходить и без участия сверхранних белков.

Большинство ранних генов кодируют белки, осуществляющие репликацию вирусной ДНК и запуск транскрипции поздних генов. Поздние гены кодируют главным образом структурные белки, необходимые для сборки вирусов и их выхода из зараженной клетки. Транскрипция поздних генов зависит от репликации ДНК и прекращается в присутствии ингибиторов репликации.

Для каждого семейства ДНК-содержащих вирусов характерен уникальный механизм репликации ДНК.

Геном герпесвирусов представлен линейной ДНК, которая в зараженной клетке замыкается в кольцо. Кольцевые молекулы вирусной ДНК реплицируются по механизму «катящегося кольца» с образованием длинных линейных конкатемерных молекул, состоящих из многих копий генома. Затем конкатемерные молекулы расщепляются на полноценные геномы. В репродукции герпесвирусов участвуют вирусные ДНК-полимераза и ферменты, увеличивающие внутриклеточную концентрацию дезоксинуклеозидтрифосфатов — структурных элементов ДНК.

Репликация линейных геномов аденовирусов происходит при участии вирусной ДНК-полимеразы и нуклеотид-белкового комплекса, выполняющего роль праймера.

Двухцепочечные кольцевые геномы паповавирусов реплицируются с сохранением кольцевой структуры. Репликация осуществляется клеточными ферментами, а для запуска репликации необходим ранний вирусный белок — Т-антиген.

Изредка геномы паповавирусов (например, папилломавирусов) встраиваются в хромосому зараженной клетки, что приводит к усиленной экспрессии вирусных белков и неконтролируемому делению клетки. Интеграция паповавирусов в клеточный геном может стать причиной злокачественного новообразования, например рака шейки матки.

В отличие от репродукции других ДНК-содержащих вирусов, репродукция поксвирусов полностью происходит в цитоплазме. Эти вирусы содержат факторы транскрипции, РНК-полимеразу, а также набор ферментов, обеспечивающих процессинг мРНК (присоединение 7-метилгуанозина, полиаденилирование). Геном поксвирусов имеет уникальное строение: комплементарные цепи двухцепочечной ДНК на обоих концах ковалентно соединены между собой, так что в действительности геном состоит из одноцепочечной кольцевой молекулы ДНК. Кроме того, в геноме имеются инвертированные концевые повторы. Репликация вирусной ДНК начинается с расщепления одной из цепей в области инвертированных концевых повторов; затем одновременно на обоих концах генома начинается синтез комплементарной цепи, который осуществляет вирусная ДНК-полимераза. Праймером служит прилегающий к месту расщепления короткий участок расщепленной цепи. Поксвирусы, как и герпесвирусы, кодируют несколько ферментов, способствующих репликации ДНК путем увеличения концентрации дезоксирибонуклеозидтрифосфатов.

2. Характеристика вируса папилломы человека

Папилломавирус человека (HPV — Human Papillomavirus) — вирус из рода папилломавирусов, семейства паповавирусов. Передаётся только от человека к человеку и приводит к изменению характера роста тканей. Известно более 100 видов ВПЧ. Из них более 40 — могут вызвать поражение аногенитального тракта (половые органы и задний проход) мужчин и женщин и появление остроконечных кондилом. Некоторые из них безвредны, другие вызывают бородавки, некоторые вызывают рак. HPV — одна из наиболее распространённых болезней, передаваемых половым путём.

Жизненный цикл вируса:

Характерные проявления инфекции — простые бородавки.

В настоящее время известно уже более 100 типов (штаммов) папилломавируса, обнаруженных у человека. Большинство представителей обладает онкогенными свойствами и вызывает доброкачественные или злокачественные опухоли (папилломы). Доказана этиологическая роль папилломавируса в развитии рака шейки матки. Папилломавирусы имеют видоспецифические и некоторые типоспецифические антигены. Не культивируются в клеточных системах.

Вирус папилломы человека выявляется в кератоцитах в виде эписомы, 50 — 200 копий на пораженную клетку. Процессы продуктивной инфекции и интеграции не наблюдаются.

Папилломавирус человека (ВПЧ) известен достаточно давно, именно он вызывает бородавки. Однако в 80-е годы XX века стали появляться сообщения о связи инфицирования папилломавирусами и онкологическими заболеваниями шейки матки у женщин, которые вскоре были доказаны убедительной статистикой. Пути инфицирования: Папилломавирусы являются антропонозными возбудителями — то есть передача их возможна только от человека к человеку.

Есть вероятность сохранения вирусов в отшелушивающих клетках кожи определенное время — поэтому для некоторых заболеваний, вызываемых вирусом, вероятен контактно-бытовой путь заражения (бородавки) при условии микроповреждений кожи.

Основным путем заражения аногенитальными бородавками (остроконечными кондилломами) является половой путь заражения (включая орально — генитальные контакты (крайне редко) и анальный секс).

Возможно заражение папилломавирусом новорожденных при родах, что является причиной возникновения ларингеального папилломатоза у детей и аногенитальных бородавок у младенцев.

Попав в организм, вирусы папиллом инфицируют базальный слой эпителия, причем наиболее пораженным участком является зона перехода многослойного плоского эпителия в цилиндрический эпителий. В зараженной клетке вирус существует в двух формах: эписомальной (вне хромосом клетки), которая считается доброкачественной формой, и интросомальной — интегрированной (встраиваясь в геном клетки) — которую определяют как злокачественную форму паразитирования вируса.

3. Онкогенность

По вероятности развития онкологических заболеваний все вирусы папилломы человека делят на несколько типов:

Безопасные (неонкогенные): 1 — 3, 5. Такие типы вирусов совершенно безопасны с точки зрения развития рака.

Низкого онкогенного риска: 6, 11, 42 — 44. В некоторых случаях (не слишком часто) эти типы вирусов могут провоцировать мутации клеток.

Высокого онкогенного риска: 16, 18, 31, 33, 35, 45, 68, 56, 58, 39, 70.

Существуют доказательства, что при сочетании некоторых факторов эти вирусы могут провоцировать злокачественные мутации клеток и вызывать цервикальный рак. Вирусы высокого онкогенного риска обнаруживаются в виде папиллом или остроконечных кондилом на половых органах как мужчин, так и женщин. Если они обнаружены — нужно обязательно посетить консультацию онколога и устранить наросты. Наиболее часто рак вызывают типы 16 и 18.

У двух третей больных раком обнаруживается один из этих типов вирусов. Не следует полагать, что наличие в крови ВПЧ высокого онкогенного риска — это непременный приговор. Действительно, присутствие вируса повышает риск развития предраковых состояний в шестьдесят раз. Но по подсчетам врачей не больше, чем у одного процента женщин — носителей вируса, обнаруживается рак матки.

В последнее время у ученых есть подозрения, что ВПЧ провоцирует не только рак матки и пениса, но еще и рак мочевого пузыря у мужчин. Существует мнение, что вирус подавляет активность определенных генов, присутствующих в клетках эпителия органов мочевыделения и тем самым провоцирует их перерождение.

4. Болезни, вызываемые вирусом папилломы человека

Вульгарные бородавки. Провоцируются вирусом 2 типа. Передается он бытовым способом. Чаще всего заражаются дети и подростки. Обычно организм сам справляется с инфекцией.

Плоские бородавки. Развиваются при инфицировании вирусом типа 3 и 5. Плоские бородавки — это небольшие наросты диаметром не более 3 миллиметров, плоские. Чаще всего поражают лицо и ладони. Более всего подвержены этому заболеванию молодые люди, поэтому его часто называют юношескими бородавками. Обычно организм сам справляется с инфекцией.

Подошвенные бородавки. Развиваются при инфицировании вирусами 1, 2 типов в тех местах, где туфли натирают или надавливают на ноги. Кожа в месте бородавки становится толще, четких границ бородавки не имеют. Нажатие на бородавку вызывает неприятное ощущение. Чаще всего эти бородавки сами не проходят. Лечат их хирургическим методом. Существует два типа подошвенных бородавок: те, что вызваны вирусом папилломы человека 1 типа прорастают глубоко в ткани, болят сильно, те, что вызваны ВПЧ 2 напоминают приклеившиеся друг к другу в виде мозаики наросты. Они почти не причиняют боль.

Остроконечные кондиломы. Провоцируются онкогенными вирусами типа 6, 11. Это самый распространенный вид заболеваний, вызванных ВПЧ. У мужчин располагаются на головке пениса, на крайней плоти. У женщин на половых губах, преддверии влагалища, на анусе.

Бородавчатая эпидермодисплазия. Выражается в обильных высыпаниях розового цвета, плоских, напоминающих по виду плоские бородавки. Более подвержены подростки, существует генетическая склонность к этому заболеванию. Есть две формы эпидермодисплазии: провоцируется ВПЧ высокого онкогенного риска типов 5, 8 и 47. В девяти случаях рака кожи из десяти обнаруживается этот вирус. С малым онкогенным риском типа 20, 21, 14, 25. Чаще всего вызывают доброкачественные новообразования.

Ларингеальный папилломатоз. Развивается при инфицировании вирусом типа 11. Чаще всего передается от матери к ребенку во время родов. Однако существует возможность передачи при оральном сексе. Чаще всего эта форма заболевания наблюдается у новорожденных и у детей до пятилетнего возраста. Главными признаками являются: сложности с глотанием, хриплость голоса. При обильном образовании папиллом может ухудшиться дыхание.

Бовеноидный папулез. Провоцируется вирусом типа 16, иногда 31 — 35, 18, 42, 48, с 51 по 54. Обычно развивается у представителей сильного пола, неразборчивых в сексуальных партнершах. Представляет собой полукруглые и плоские наросты с шершавой или гладкой поверхностью различного цвета. Появляются как на слизистых, так и на коже. Заболевание нередко проходит само собой.

5. Лабораторная диагностика папилломавирусной инфекции

вирус папиллома геномный лабораторный

1. Клинический осмотр.

По характерной клинической картине выявляются все виды бородавок, остроконечные кондиломы. При наличии аногенитальных бородавок обязателен осмотр шейки матки, по показаниям — для исключения эндоуретральных кондилом — уретроскопия

2. Кольпоскопия. Кольпоскопия и биопсия показаны всем женщинам с цервикальной интраэпителиальной неоплазией класса II (CIN II) или класса III (CIN III), независимо от подтверждения у них наличия ВПЧ-инфекции Тест с уксусной кислотой. В настоящее время специфическим кольпоскопическим признаком ПВИ шейки матки считается неравномерное поглощение йодного раствора Люголя беловатым после уксуса участком эпителия. Признаками ПВИ шейки матки могут также быть ацетобелый эпителий, лейкоплакия, пунктация, белые выросты и мозаика, атипичная зона трансформации, жемчужная поверхность после обработки уксусом.

3. Цитологическое исследование шеечных мазков по Папаниколау.

Цитологическое исследование шеечных мазков по Папаниколау (PAP — smear test) выделяет следующие результаты:

1-й класс — атипические клетки отсутствуют, нормальная цитологическая картина.

2-й класс — изменение клеточных элементов обусловлено воспалительным процессом во влагалище и (или) шейки матки.

3-й класс — имеются единичные клетки с изменениями соотношения ядра и цитоплазмы, диагноз недостаточно ясен, требуется повторение цитологического исследования или необходимо гистологическое исследование биоптированной ткани для изучения состояния шейки матки.

4-й класс — обнаруживаются отдельные клетки с признаками злокачественности, а именно с увеличенными ядрами и базофильной цитоплазмой, неравномерным распределением хроматина.

5-й класс — в мазке имеются многочисленные атипические клетки.

4. Гистологическое исследование.

Обнаруживается умеренное утолщение рогового слоя с папилломатозом, паракератозом и акантозом; могут присутствовать фигуры митоза. Диагностически важным считается наличие в глубоких участках мальпигиева слоя койлоцитов — больших эпителиальных клеток с круглыми гиперхромными ядрами и выраженной перинуклеарной вакуолизацией.

5. Типирования папилломавирусов с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР). Метод ПЦР имеет большую диагностическую значимость и позволяет идентифицировать отдельные типы ВПЧ. Однако использование этого метода как диагностического критерия для неопластических процессов шейки матки приводит к значительной гипердиагностике, так как примерно в 80% случаев инфицирование имеет кратковременный характер и заканчивается спонтанным выздоровлением и элиминацией вируса. Таким образом, положительный результат при лабораторном исследовании на ДНК ВПЧ не позволяет в большинстве случаев прогнозировать развитие цервикального рака. Однако он имеет большую прогностическую значимость, особенно если на фоне ВПЧ — инфекции уже имеется картина дисплазии эпителия шейки матки, и позволяет говорить о степени канцерогенного риска.

6. Исследование на заболевания, передающиеся половым путем Так как аногенитальные бородавки в 90% случаев ассоциируются с другими урогенитальными инфекциями, целесообразно проводить исследования на их наличие методом ПЦР.

6. Лечение ВПЧ

Приблизительно треть наростов самостоятельно пропадают за полгода, шестьдесят шесть процентов — за два года и две трети за три года. Следует знать, что на уже перенесенный тип вируса у организма вырабатывается пожизненный иммунитет. Стандартная схема лечения включает в себя хирургическое удаление нароста и прием противовирусных средств. На сегодняшний день нет ни одного специального лекарства против вируса папилломы человека. Лечение бородавок и папиллом препаратами, официально признанными медициной:

1. Салициловая кислота. Это недорогой метод, который может использоваться на дому любым желающим. Следует каждый день обрабатывать бородавки 15 — 20% раствором кислоты. У метода есть недостаток — обрабатывать придется довольно долго.

2. Блеомицин. Эффективен не при любых видах бородавок. Используется в виде инъекции в очаг инфекции. Уколы делаются один раз в семь дней на протяжении трех — четырех недель подряд. Во время укола пациент может испытывать боль, кроме этого, кожа вокруг места лечения может изменить цвет. Иногда нарушает строение ногтей. Запрещен к использованию во время беременности.

3. Имиквимод. Это крем для локальных обработок. Следует смазывать бородавки 3 раза в неделю. Удобен для домашнего использования. Может спровоцировать зуд, покраснение кожи, эрозию.

4. Ретиноиды. Удобны для домашнего применения, так как производятся в виде крема. Длительность лечения — 12 недель. Могут спровоцировать локальные реакции, а также нарушение работы некоторых органов. Не следует использовать в период беременности.

5. Глицирризиновая кислота (эпиген) — бородавки обрабатываются с промежутком 4 часа на протяжении 5 дней подряд. Если эффект не достаточен, можно продлить использование до полного выздоровления.

6. Ферезол — прижигает бородавки и папилломы, а также уничтожает патогенные микробы. Мазать бородавку следует постоянно на протяжении часа. После чего на неделю делается перерыв и еще одна обработка. Если папиллома не отпадает, можно сделать через 14 дней еще одну обработку, но не более 4 процедур. Запрещено использовать при старческих бородавках, а также в педиатрии.

7. Подофиллотоксин — жидкость для прижигания. Обработки производятся два раза в день на протяжении трех суток. После чего четыре дня следует отдохнуть и можно провести еще трехдневный курс. Длительность терапии не должна превышать полутора месяцев. Существует покраснения и отечности. При прижигании половых бородавок может развиться баланопостит. Запрещено использовать во время беременности и кормления грудью.

8. Солкодерм — обрабатывается один раз. За обработку можно нанести до 0,2 мл препарата. Площадь обработанной поверхности должна быть меньше 5 см.

9. Криотерапия. За три — четыре сеанса можно полностью избавиться от бородавок и папиллом. Но процедура достаточно неприятна, кроме того на месте обработки может остаться шрам.

10. Лазеротерапия. Необходимо от одного до трех сеансов. Недостатки те же, что и при криотерапии.

Заключение

Сегодня папилломавирусная инфекция занимает по распространенности лидирующее положение среди вирусных заболеваний.

Полного избавления от папилломавируса в настоящее время достичь фактически невозможно, уровень рецидивирования составляет около 25%.

Первый шаг лечения — консервативный. Основа терапии — противовирусные препараты, в т. ч. — местно. Иммуномодуляторы — вспомогательный и необязательный компонент лечения.

Папилломавирусная инфекция рецидивирует при снижении иммунитета. Это не говорит о неэффективности предшествующего лечения. Ни одно лечение не может удалить вирус из организма полностью и не дает гарантии полного избавления от вирусов.

Не следует недооценивать опасность папилломавирусной инфекции в инициации злокачественных заболеваний.

1. Коротяев А. И. Медицинская микробиология, иммунология и вирусология, СПб.: СпецЛит, 2002;

2. Левин Д. В. «Инфекции, передаваемые половым путем», № 4, 2004, Лечение инфекции ВПЧ: настоящее и будущее (обзор зарубежной литературы);

3. Борисов Л. Б. Медицинская микробиология, вирусология, М.: Мед.информ. агентство, 2002;

4. http://www.hpvinfo.ru/

5. http://ru.wikipedia.org/wiki/ДНК-содержащие_вирусы