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 РІ течение РјРЅРѕРіРёС… лет хроническому клещевому энцефалиту может соответствовать механизм инфекции СЃ интеграцией РІРёСЂСѓСЃРЅРѕРіРѕ Рё клеточного геномов. Латентная инфекция - бессимптомная персистенция РІРёСЂСѓСЃР°, РїСЂРё которой РЅРµ РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ вирусологически доказуемой репродукции возбудителя. Обратная трансформация персистирующей Рё (или) латентной интегративной инфекции РІ репликативную Р’РљР-инфекцию СЃ вирусемией Рё возобновлением клинической манифестации, обострением болезни может быть вызвана воздействием как внешних, так Рё внутренних факторов активации инфекционного процесса. Внешними активаторами инфекции клещевого энцефалита, как показано РІ эксперименте, являются некоторые иммунодепрессанты Рё антибиотики. Механизмы процессов персистентной, латентной Р’РљР-инфекции РїРѕРєР° РЅРµ изучены. 6.2. Размножение РІРёСЂСѓСЃР° РІ организме Рё 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 |