А.Д. Аммосов. Клещевой энцефалит. Кольцово. 2002г.

Содержание

6. Изучение патогенеза клещевого энцефалита

6.1. Репликативная, персистентная и интегративная инфекции

Рассмотренные выше результаты молекулярно-биологических, экспериментальных исследований ВКЭ и изучения клиники клещевого энцефалита дают представления об этиологии, о гетерогенных свойствах клещевого пула вируса и связанных с этим особенностях вирусной природно-очаговой инфекции клещевого энцефалита, ее эволюции. Медицинские аспекты проблемы клещевого энцефалита теснее связаны с патогенезом инфекции у пациента - совокупностью последовательных процессов, определяющих возникновение, развитие и исход нейроинфекции.

ВКЭ проникает в организм человека через кожу при укусе клеща или через пищеварительный и желудочно-кишечный тракты в случае алиментарного заражения при приеме зараженного вирусом молока. Как предполагается, в первом случае местом первичного размножения вируса являются кожа и подкожная клетчатка. При алиментарном заражении происходит быстрая фиксация вируса не только в эпителиальных клетках верхнего отдела пищеварительного тракта, но и в тканях желудочно-кишечного тракта. Затем, как в первом, так и во втором случаях, проникая через капилляры в систему крово- и лимфообращения, вирус начинает размножаться в эпителии кровеносных и лимфатических сосудов, лейкоцитах крови и вместе с ними попадает и размножается в органах иммунной системы, ретикулоэндотелиальной системы, в клетках печени (клетки Купфера), почек и селезенки. Как было показано в лабораторных исследованиях in vitro, заражение ВКЭ лейкоцитной массы человека ведет к активной адсорбции вируса на клетках с последующим латентным периодом инфекции на протяжении первых суток и к интенсивному накоплению вируса как в лейкоцитах, так и в надосадочной жидкости со вторых по пятые сутки. Интенсивно размножаясь во внутренних органах, вирус может постепенно проникать в периферическую невральную и центральную нервную системы. Вопрос о том, преимущественно через гематогенный, лимфогенный или невральный (через проводящие нервный импульс нейроны периферической нервной системы) пути вирус попадает в мозговые структуры ЦНС, до сих пор остается предметом дискуссии среди исследователей. Не исключено, что в зависимости от гетерогенности антигенных свойств клещевого пула вируса, может реализоваться тот или иной путь проникновения отдельных штаммов вируса в ликвор и определенные отделы ЦНС.

Как висцеральная, так и невральная фазы острого клещевого энцефалита с лихорадочными, менингеальными и очаговыми симптомами, и хронический клещевой энцефалит патогенетически связаны с репликативным, персистентным и, вероятно, еще интегративным механизмами процессов внутриклеточного воспроизводства вируса или сохранения генома ВКЭ в клетках инфицированного макроорганизма. Если в результате активной репликативной инфекции наблюдается интенсивное накопление инфекционного вируса в тканевых клетках и крови, то в процессе персистентной инфекции зрелый, инфекционный вирус в клетках и крови не накапливается, а постепенно на очень низком уровне выделяется из организма в течение продолжительного периода времени. Как выше отмечалось, в процессе репликативной инфекции клещевого энцефалита наряду с инфекционными вирусными частицами из инфицированной вирусом клетки выходят неполноценные интерферирующие вирусные частицы и неполные вирионы, не содержащие нуклеоида, в виде полых цилиндрических частиц вирусной природы, по-видимому, формирующиеся за счет избытка экспрессии белков нуклео- и суперкапсидной оболочки вируса. В экспериментах по инфицированию обезьян ВКЭ штамма Айна или Васильченко в течение длительного времени только в 3-х случаях из тканей был выделен вирулентный или умеренно вирулентный вирус, который вызывал бляшкообразование в культуре куриных эмбрионов и цитопатическое действие в перевиваемой культуре почек эмбриона свиньи (СПЭВ). В 37 случаях в тканях инфицированных обезьян обнаружен только вирусный антиген при отсутствии инфекционного вируса. Флавивирус из антигенного комплекса клещевого энцефалита - низкопатогенный вирус Лангат, штамм TР-21 - сразу формирует в клетках зараженных животных, в том числе в нейронах, персистентную инфекцию, при которой на фоне активного синтеза вирусного белка резко выражен дефицит продукции инфекционного вируса. Таким образом, имеющаяся информация по патогенезу клещевого энцефалита допускает обоснованность предположения о том, что в инфицированной клетке параллельно с процессами репликативной инфекции также могут протекать процессы персистентной вирусной инфекции. Если при остром клещевом энцефалите процессы репликативной и персистентной инфекции часто могут быть совмещены, то прогредиентная и, в особенности, хроническая инфекция, по-видимому, поддерживаются преимущественно за счет процессов вирусной персистенции.

Механизм персистентной вирусной инфекции, в отличие от репликативной, не имеет цитопатического действия, персистентная инфекция со временем непременно устанавливает режим длительной сохранности вирусного генома в инфицированной клетке. Длительное персистентное сосуществование вируса и клетки возможно только при устранении элиминирующего вирус из организма действия клеточно-гуморальной иммунной системы макроорганизма [42].

Для выявления причин вирусной персистенции в иммунном организме были проведены эксперименты по инфицированию обезьян макака-резус и сирийских хомячков мутантными штаммами ВКЭ, происходящими от штаммов Айна/1448 и 41/65, выделенных от больных хроническим клещевым энцефалитом, а также от штамма Васильченко, изолированного от больного стертой формой клещевого энцефалита. Широкое распределение персистирующего ВКЭ в организме возможно, если вирус сохраняется в тех же тканях, где был локализован в ранние сроки инфекции и продолжает персистировать в длительно и коротко живущих клетках, преодолевая действие элиминирующих иммунных механизмов. Устойчивое персистирование инфекции также возможно, если вирус повторно распространяется в иммунном организме. Изученные варианты ВКЭ сохраняли способность вызывать вирусемию, т.е. распространяться экстрацеллюлярным путем, который контролируется антителами. Не обнаружены различия в антигенной специфичности родительских и мутантных, персистировавших штаммов вируса. Полагают, что персистенция ВКЭ в иммунном организме не связана с феноменом антигенного дрейфа в такой степени, как, например, персистенция вируса Висна или вируса гриппа. В то же время, персистенция ВКЭ приводит к изменению ряда его характеристик: снижению авидности, повышению способности сенсибилизировать Т-лимфоциты, более выраженной зависимости репродукции от интерферона. Для поддержания персистентной инфекции ключевыми представляются два момента: сохранение вируса в клетках и особый способ распространения в иммунном организме.

В местах локализации in situ персистирующий ВКЭ более чем в 90% случаев формирует абортивный или латентный тип инфекции без экспрессии антигенов, патогенных и цитодеструктивных свойств. В инфицированных клетках сохраняется вирусная генетическая информация при нарушенном процессе сборки вирионов и репродукции инфекционного потомства. В персистентной инфекции иммунные механизмы, по-видимому, становятся факторами, регулирующими экспрессию вирусного генома. Воздействие иммунодепрессивных и антиинтерферонных факторов (ЦФА, стрептомицин, антиинтерфероновая сыворотка) может приводить к снятию блока репродукции вируса. В том случае, когда персистирующий вирус не имеет существенных дефектов в геноме, по крайней мере, в генах, кодирующих антигенные и патогенные свойства, эти свойства реализуются.

Сохранение и распространение персистирующего ВКЭ также допускается делением зараженных клеток или через межклеточные контакты. Культуру Нер-2/Софьин, хронически инфицированную ВКЭ, в течение одного года пассировали в присутствии специфических противовирусных антител; по результатам лабораторных анализов при отсутствии инфекционного вируса в культуральной среде вирус регулярно выявлялся в дочерних клетках [14].

Возможность реализации другого механизма вирус-клеточного взаимодействия - интегративной инфекции клещевого энцефалита в клетках мозга больных с прогредиентным и хроническим течением инфекции - впервые была показана в работах В.М. Жданова и И.Ф.Баринского с соавторами еще в 70-х годах прошлого столетия [35, 36]. По изложению Погодиной с соавторами основных результатов этих работ [14], инфекционность ядерной ДНК и отсутствие инфекционности цитоплазматической ДНК инфицированной ВКЭ лимфоидной клеточной линии Л-101, свидетельствует в пользу встройки провирусной ДНК в клеточный геном. Полагают, что образование ДНК-провируса в системе хронически инфицированной ВКЭ перевиваемой клеточной линии НЕр-2/Софьин осуществляется посредством обратной транскриптазы ретровируса или клетки. Косвенным указанием на интегративный механизм взаимодействия служит влияние 5-бром-2-дезоксиуридина (БУДР) на синтез вирусного антигена в культуре клеток НЕр-2/Софьин. Анализ кинетики процесса гибридизации нуклеиновых кислот позволил установить, что на гаплоидный набор клетки приходится 5,22-5,64 копии инкорпорированного вирусного генома. Вирус, клонированный из пула ДНК хронически инфицированных клеток, был идентифицирован как дефектный ВКЭ. Он был апатогенным для мышей, слабоиммуногенным, имел дефект в суперкапсидной оболочке.

Следовательно, можно предполагать, что латентно протекающему в течение многих лет хроническому клещевому энцефалиту может соответствовать механизм инфекции с интеграцией вирусного и клеточного геномов. Латентная инфекция - бессимптомная персистенция вируса, при которой не происходит вирусологически доказуемой репродукции возбудителя. Обратная трансформация персистирующей и (или) латентной интегративной инфекции в репликативную ВКЭ-инфекцию с вирусемией и возобновлением клинической манифестации, обострением болезни может быть вызвана воздействием как внешних, так и внутренних факторов активации инфекционного процесса. Внешними активаторами инфекции клещевого энцефалита, как показано в эксперименте, являются некоторые иммунодепрессанты и антибиотики.

Механизмы процессов персистентной, латентной ВКЭ-инфекции пока не изучены.

6.2. Размножение вируса в организме и особенности развития инфекции

В исследованиях вирусемии ВКЭ в периферической крови человека было установлено, что из всего контингента укушенных клещом здоровых и больных клещевым энцефалитом жителей Приморского края инфекционный вирус изолируется преимущественно из лейкоцитов крови здоровых лиц. Из общего числа изолятов ВКЭ 84% штаммов были выделены из крови здоровых людей, укушенных клещами. И антигены ВКЭ определяются иммуноферментным методом значительно чаще в образцах крови от жителей, укушенных клещом, но оставшихся здоровыми, чем в крови от укушенных клещом больных [31, 32]. Таким образом, в этих работах показано, что после укуса клещом инаппарантная и стертые лихорадочные формы инфицирования ВКЭ распространены намного шире, чем случаи клинически выраженного проявления инфекции в лихорадочной, менингеальной и очаговой формах. Эти работы, как пишут М.П. Исаева с соавт., дают более полное представление о гетерогенности природного вирусного пула, только небольшая часть которой способна вызывать острый клещевой энцефалит с выраженной клинической манифестацией.

При этом специфические антитела к ВКЭ в сыворотке определяются в короткие сроки после укуса клеща у части всех инфицированных, независимо от отсутствия или выраженности симптомов инфекции при последующих наблюдениях. У половины от числа укушенных клещами, инфицированных вирусом людей без симптомов болезни, антигенемия ВКЭ не сопровождается сероконверсией с выявлением противовирусных антител. Со временем титр противовирусных антител в сыворотках от лиц, у кого они выявляются, возрастает, однако, титры антител у инаппарантных инфицированных ниже, чем у больных с менингеальной и очаговой формами инфекции. В конце наблюдений более частая сероконверсия и наиболее высокие титры антител обнаруживаются у тяжелых больных в очаговой форме.

Таким образом, инфекционные, иммуногенные и патогенные свойства штаммов вируса из территориального гетерогенного пула ВКЭ у инфицированных вирусом лиц проявляются вариабельно, и изменения этих свойств у инфицированных коррелируют между собой. Очевидно, значительная часть штаммов клещевого пула вирусной популяции инфекционна для человека. Однако не все, а только часть инфекционных штаммов обладает высокой иммуногенностью в человеческом организме и вызывает быстрое образование вирусоспецифических антител, и, в свою очередь, только незначительная часть высокоиммуногенных по экспрессии специфических антител штаммов вируса также обладают высокой нейропатогенностью. По мнению Г.Н. Леоновой и Г.С. Майстровской с соавт. эти наблюдения согласуются с молекулярно-генетическими гетерогенными и связанными с ними патогенетически вариабельными свойствами вирусных штаммов в территориальном пуле ВКЭ, продемонстрированными этими авторами в рассмотренной выше работе по гибридизации набора синтетических вирусоспецифических полинуклеотидных зондов с нуклеиновыми кислотами из образцов крови жителей Дальнего Востока [5].

При этом, по приведенным результатам наблюдений за 5 лет [31], наиболее часто - в 54,7% случаев - вирусные изоляты из образцов крови исследуемых могли быть выделены в первые 1-4 дня после укуса клещами. На 5-10-й день после укуса вероятность изоляции вируса из крови снижается значительно - до 9,6% случаев, а на 11-20-й день снова возрастает - до 25,0%. По истечении 20 дней и далее вирус выделяется снова с низкой частотой - в 6,3% случаев. Такая особенность изоляции вируса из крови инфицированных лиц во времени, по мнению авторов, отражает волнообразный характер вирусемии у обследованных. Следовательно, наблюдаемые в клинике случаи двухволновой лихорадки острого клещевого энцефалита также могут быть ассоциированы с более выраженной двухволновой вирусемией в периферической крови инфицированных. В острой вирусной инфекции проявление лихорадки - повышение температуры, боли и слабость - это результат процессов аутокринно-паракринной активации иммунокомпетентных клеток - натуральных киллеров, макрофагов, нейтрофилов, Т- и В-лимфоцитов - цитокиновыми медиаторами иммунитета (интерферонами, интерлейкинами) с участием центральной нервной системы и является начальной стадией системной реакции организма на проникновение возбудителя инфекции - чужеродных вирусных антигенов [33, 34]. Очевидно, первая волна лихорадки клещевого энцефалита связана с развитием первой волны висцеральной вирусемии с репликацией ВКЭ в лейкоцитах, подкожных, эпителиальных клетках и, наконец, взаимодействием вируса в крови с иммунной системой макроорганизма. Одновременно, как это следует из появления первых симптомов поражения нервной системы, можно предполагать, что вирус начинает реплицироваться также в клетках периферической нервной системы, распространяясь в организме гематогенным, лимфогенным и/или нейрогенным путем. Проникновение и репликация вируса в спинно-мозговых нервах, клетках спинного мозга и далее в клеточных структурах шейной, затылочной зон головного мозга проявляются в виде развивающихся менингеальных и иногда очаговых симптомов клещевого энцефалита. В том случае, если репликация вируса в нервной системе, в структурах мозга в пределах целостной структуры гематоэнцефалического барьера занимает достаточно длительное время, цитолиз инфицированных клеток и исполнительные механизмы клеточно-гуморального иммунитета инфекции могут в значительной мере ингибировать висцеральную инфекцию и подавить вирусемию в периферической крови. Новая волна подъема вирусемии в крови и соответствующая повторная лихорадка у пациента тогда могут быть связаны с нарушениями структуры гематоэнцефалического барьера в результате развития вирусной инфекции в тканях мозга. По-видимому, повреждение нативной структуры барьера и рост его проницаемости для вируса ассоциируются с значительными нарушениями тканевых структур мозга в результате интенсивной репликации вируса в них. В этом случае вирус, размножившийся в мозге в значительных концентрациях, по-видимому, снова попадает в кровь, интенсивно реплицируется в интактных клетках крови, вызывает новую волну вирусемии в крови и может снова усилить активацию иммуноцитов, индукцию плейотропных цитокинов и инициировать еще одну волну лихорадки с выраженным менингеальным синдромом.

Такая волнообразная модель вирусемии и лихорадки острого клещевого энцефалита согласуется с неоднородностью и изменчивостью нейропатогенных свойств штаммов ВКЭ из природного клещевого пула. Репликация части штаммов вируса ограничивается только висцеральной инфекцией. Другая часть штаммов вируса также в той или иной мере способна ре» РёРґРµРЅС‚РёС„РёС†РёСЂРѕРІР°РЅ как дефектный Р’РљР­. РћРЅ был апатогенным для мышей, слабоиммуногенным, имел дефект РІ суперкапсидной оболочке.

Следовательно, можно предполагать, что латентно протекающему в течение многих лет хроническому клещевому энцефалиту может соответствовать механизм инфекции с интеграцией вирусного и клеточного геномов. Латентная инфекция - бессимптомная персистенция вируса, при которой не происходит вирусологически доказуемой репродукции возбудителя. Обратная трансформация персистирующей и (или) латентной интегративной инфекции в репликативную ВКЭ-инфекцию с вирусемией и возобновлением клинической манифестации, обострением болезни может быть вызвана воздействием как внешних, так и внутренних факторов активации инфекционного процесса. Внешними активаторами инфекции клещевого энцефалита, как показано в эксперименте, являются некоторые иммунодепрессанты и антибиотики.

Механизмы процессов персистентной, латентной ВКЭ-инфекции пока не изучены.

6.2. Размножение вируса в организме и особенности развития инфекции

Р’ исследованиях вирусемии Р’РљР­ РІ периферической РєСЂРѕРІРё человека было установлено, что РёР· всего контингента укушенных клещом здоровых Рё больных клещевым энцефалитом жителей РџСЂРёРјРѕСЂСЃРєРѕРіРѕ края инфекционный РІРёСЂСѓСЃ изолируется преимущественно РёР· лейкоцитов РєСЂРѕРІРё здоровых лиц. Р