11787 (Семейство филовирусов)

Филовирусы были открыты уже в те времена, когда человечество имело в своем арсенале вакцины против главных инфекционных заболеваний: оспы, полиомиелита и кори. Тогда казалось, что наступающая эра антибиотиков и вакцин уже в ближайшем будущем не оставит на своем пути ни одного вредного для человека микроба. Однако первые неожиданные вспышки в 1967 году болезни Марбург и в 1976 году болезни Эбола были поучительным уроком ученым и врачам. До сих пор эти вирусы во многом являются загадкой природы: неизвестен их природный резервуар, неизвестны причины вспышек этих заболеваний, уникальны структура их вирионов и картина вызываемых ими болезней. Наконец, весьма скромны успехи в разработке вакцин и методов лечения вызываемых ими болезней, несмотря на интенсивное более чем двадцатилетнее их изучение.

Это семейство вирусов, поражающих человека и обезьян, получило название от латинского слова "filamentous" - длинный, протяженный в связи с уникальной для вирусов человека формой их вирионов в виде длинных цилиндрических палочек. Вирусы Марбург и Эбола - одни из самых патогенных и смертоносных для человека. Смертность при заболевании вирусом Марбург достигает 25-30% от числа заболевших, а при заболевании вирусом Эбола - до 80-90%. Лишь вирус бешенства превосходит их по смертности, достигающей в этом случае практически 100% при попадании в кровь и отказе или невозможности срочно ввести вакцину.

Строение вируса и его генома

Вирионы этого семейства (рис. 2) многообразны по форме, встречаются сигмообразные, U-образные формы, однако основной является палочковидная форма с диаметром 80 нм и длиной от 790 нм (вирус Марбург) до 970 нм (вирусы Эбола и Рестон). При рассмотрении их поперечных срезов в электронном микроскопе обнаруживаются внутренний нуклеокапсид (комплекс нуклеиновой кислоты с белками, в основном белком NP) диаметром 50 нм, окруженный липидной оболочкой, и внутреннее пространство с малой электронной плотностью диаметром 20 нм. Такие параметры предполагают спиральную форму нуклеокапсида с пустой сердцевиной. На поверхности вирионов, образованной липидной оболочкой, которую вирус заимствует у клетки-хозяина, можно видеть шипы длиной 10 нм. В состав вирионов входят все кодируемые геномом вируса белки, что является обычным для большинства вирусов с негативным РНК-геномом.

Инфекционные свойства вирусов Марбург и Эбола весьма стабильны при комнатной температуре и умеренном освещении. Их можно полностью инактивировать прогреванием при 60⁰С в течение 4 ч, обработкой фенолом, хлорсодержащими дезинфектантами, ультрафиолетовым или гамма-облучением.

Генетический материал вируса представлен одноцепочечной РНК негативной полярности, что означает неспособность этой цепи РНК выступать в качестве матрицы для синтеза белка. РНК имеет молекулярную массу 4,2 * 10⁶ Да, что соответствует длине примерно в 19 200 нуклеотидов и 1,1% массы всего вириона.

Полные нуклеотидные последовательности геномов вирусов Эбола и Марбург определены несколько лет назад российскими, германскими и американскими учеными. В плюс-цепи РНК (она комплементарна геномной РНК) выявлены семь рамок трансляции белков. Строение генома вируса Марбург приведено на рис. 3. Оно сходно со строением геномов вирусов бешенства и кори, однако имеет некоторые особенности.

Каждый из белков филовирусов кодируется своей собственной матричной РНК. В свою очередь, эти матричные РНК считываются с минус-цепи вирионной РНК с помощью вирусспецифической РНК-полимеразы, кодируемой геном L.

Вирусные белки

Гликопротеин (GP) является единственным поверхностным белком вириона. Его тримеры образуют шипы на поверхности вириона и отвечают, по-видимому, за первичное присоединение вируса к клетке. Этот белок сильно модифицирован (в отличие от большинства аналогичных белков других вирусов) остатками олигосахаридов. Российскими исследователями недавно было выяснено, что один из участков этого белка похож по структуре и свойствам на фрагменты белков вирусов иммунодефицита человека и животных. Предполагается, что это является одной из причин необычно высокой патогенности филовирусов.

Внутренний белок VP40 является одним из основных по содержанию в вирионе белков. Он, по всей видимости, выстилает внутреннюю поверхность липидной мембраны и связан с ней. Одновременно он является наружным белком нуклеокапсида - "вирусного ядра".

Внутренний белок VP24 также связан с липидной мембраной. Функция его неизвестна, но, по последним данным, он может играть роль при "раздевании" вируса в процессе его проникновения в клетку.

Белок нуклеопротеин (NP) имеет ярко выраженный положительный заряд и связан в вирионе непосредственно с РНК.

Внутренний белок VP30 является минорным белком вириона, функция его неизвестна.

Внутренний белок VP35, по-видимому, играет регуляторную роль при размножении вирусного генома.

Полимераза (L-белок) - самый большой по размеру белок вируса. Его функция - синтезировать матричные РНК с минус-цепи вирионной РНК, плюс-цепь вирионной РНК на матрице минус-цепи и на поздней стадии саму вирионную РНК на матрице плюс-цепи.

Вирус Марбург

История открытия и случаи заболеваний

1967 г.: Германия и Югославия. Марбургская геморрагическая лихорадка была впервые выявлена после одновременных вспышек заболевания в Майбурге и Франкфурте, Германия, и Белграде, бывшая Югославия. Первые случаи заболевания произошли среди лабораторных работников в результате обращения с африканскими зелеными мартышками, ввезенными из Уганды. Во время вспышек было зарегистрировано 25 первичных инфекций с 7 смертельными исходами и 6 вторичных случаев заболевания без смертельных исходов. Первичные инфекции возникли у лабораторных работников, подвергшихся воздействию марбургского вируса во время работы с мартышками или их тканями. Вторичные случаи заболевания произошли среди врачей, медицинской сестры, санитара морга и жены ветеринара. Во всех вторичных случаях заболевания имел место прямой контакт с первичными больными, как правило, с их кровью. Оба врача были инфицированы в результате случайных уколов кожи при взятии крови у пациентов.

1975 г.: Южная Африка, возможно через Зимбабве. В середине февраля 1975 г. в Йоганнесбурге, Южная Африка, был госпитализирован гражданин Австралии 20 лет. В начале февраля он и его подруга путешествовали по Зимбабве, часто останавливаясь на ночлег под открытым небом. Через четыре дня после помещения в больницу молодой человек скончался от марбургской геморрагической лихорадки. Оказались инфицированными путешествовавшая с ним девушка и медицинская сестра, обслуживавшая обоих пациентов. Обе женщины, заразившиеся от первого пациента, выздоровели.

1980 г.: Кения. В январе 1980 г был инфицирован 56-летний гражданин Франции, посещавший пещеру Китум в Национальном парке Кении Маунт Элгон. Несмотря на специализированную помощь, оказанную в Найроби, и настойчивые попытки реанимации, 15 января мужчина скончался. Через 9 дней симптомы заболевания появились у врача, проводившего реанимацию. Он выздоровел.

1987 г.: Кения. В августе 1987 г. в Кении был госпитализирован 15-летний гражданин Дании, страдающий от марбургской геморрагической лихорадки. Его болезнь закончилась смертельным исходом. За девять дней до появления симптомов болезни он посетил пещеру Китум в Национальном парке Маунт Элгон. Других случаев заболевания выявлено не было.

1998-2000 гг.: Демократическая Республика Конго. Вспышка в ДРК явилась первой крупной вспышкой этой болезни в естественных условиях. Во время вспышки, длящейся с конца 1998 г. по 2000 г., было зарегистрировано 154 случая заболевания, 128 из которых закончились смертельным исходом (летальность - 83 %). Большинство случаев заболевания произошло среди молодых мужчин, работающих на золотых приисках в Дурбе в северо-восточной части страны, которая оказалась эпицентром вспышки. Впоследствии случаи заболевания были выявлены в соседней деревне Уатса. Некоторые случаи заболевания произошли среди членов семьи, ухаживавших за больными людьми, но вторичная передача инфекции случалась редко. Последующее вирусологическое расследование показало, что более чем в семи отдельных случаях в человеческие популяции проникло несколько разных штаммов вируса из какого-то еще неизвестного природного источника.

2004-2005 гг.: Ангола. Считается, что эта вспышка, ставшая самой крупной вспышкой МГЛ в истории, началась в провинции Уиге в октябре 2004 г. К тому времени, когда в июле 2005 года был выявлен последний лабораторно-подтвержденный случай заболевания, Министерство здравоохранения сообщило, в общей сложности, о 374 случаях заболевания, включая 329 случаев смерти (летальность 88%) в стране. Из них 368 случаев заболевания, включая 323 случая смерти, были зарегистрированы в провинции Уиге. Все случаи заболевания, выявленных в других провинциях, прямо связаны со вспышкой в Уиге.

2007 год: Уганда. С июня по август 2007 года среди работников рудников в Камвенге, западная часть Уганды, было зарегистрировано три подтвержденных случая заболевания. У второго и третьего работников болезнь развилась после того, как они ухаживали за своим коллегой; один из ухаживающих мужчин скончался.

2008 год. В июле 2008 года марбургская лихорадка развилась у голландской туристки через четыре дня после ее возвращения в Нидерланды из трехнедельного отпуска, проведенного в Уганде. На сегодняшний день источник ее инфекции не подтвержден, хотя известно, что женщина посещала пещеры в западной части Уганды, где были летучие мыши.

Передача инфекции. Для передачи вируса от человека человеку необходим тесный контакт с больным человеком. В инкубационный период передача инфекции не происходит. Инфицирование происходит в результате контакта с кровью или другими физиологическими жидкостями (фекалиями, рвотными массами, мочой, слюной и выделениями из дыхательных путей) с высокой концентрацией вирусов, особенно если в этих жидкостях содержится кровь. Передача вируса может происходить через инфицированную сперму; вирус был выявлен в сперме через семь недель после клинического выздоровления.

По мере развития болезни пациенты становятся все более заразными, и наибольшую опасность для окружающих представляют на стадии тяжелого протекания болезни. Тесный контакт с тяжелобольным человеком во время ухода за ним в домашних или больничных условиях, а также определенная практика захоронения являются основными путями передачи инфекции. Передача инфекции через загрязненное оборудование для инъекций или в результате укола иглой приводит к развитию наиболее тяжелых форм болезни, быстрому ухудшению состояния и самой высокой летальности.

Инкубационный период. 3 - 9 дней.

Чувствительность. Все возрастные группы чувствительны к инфекции, но большинство случаев заболевания происходит среди взрослых людей. До настоящей вспышки в Анголе случаи заболевания детей считались крайне редкими. Во время крупнейшей вспышки (из зарегистрированных ранее вспышек), которая произошла в Демократической Республике Конго в конце 1998 г. - 2000 г., только 12 (8 %) случаев заболевания пришлось на детей в возрасте до 5 лет.

Клинические признаки. Болезнь, вызываемая марбургским вирусом, начинается внезапно, с развития сильной головной боли и сильного недомогания. Характерным признаком являются мышечные боли.

В первый день болезни обычно поднимается высокая температура, а затем быстро развивается прогрессирующая слабость. Примерно на третий день появляется тяжелая водянистая диарея, боли и колики в области живота, тошнота и рвота. Диарея может длиться неделю. На этой стадии болезни больные люди похожи на призраков - у них глубоко ввалившиеся глаза, лица с вытянутыми чертами и отсутствием какого-либо выражения и крайняя апатия. Во время вспышки болезни в Европе в 1967 г. в промежутке между 2 и 7 днем со дня появления симптомов болезни у многих пациентов наблюдалась сыпь, не вызывающая зуд.

На 5 - 7 день заболевания у многих пациентов наблюдаются тяжелые геморрагические проявления, а в случаях с летальным исходом обычно происходят какие-либо кровотечения, часто множественные. В рвотных массах и фекалиях присутствует кровь, часто происходят кровотечения из носа, десен и влагалища. Особенно мучительными могут быть спонтанные кровотечения из мест венопункций. Во время тяжелой стадии болезни у пациентов может держаться высокая температура. Поражение центральной нервной системы может проявляться в спутанности сознания, раздражительности и агрессивности. В некоторых случаях на поздней стадии болезни развивается орхит.

Вирус Эбола

Лихорадка Эбола - острая вирусная высококонтагиозная болезнь, характеризуется тяжелым течением, высокой летальностью и развитием геморрагического синдрома.

История открытия и случаи заболеваний

В июле 1976 года от странной скоротечной болезни умер сторож склада сырья хлопковой фабрики в небольшом поселке Нзара на юге Судана (см. рис. 1). Болезнь сопровождалась обильными кровотечениями. Через несколько дней после этого умерли еще двое человек, работавших на фабрике в том же помещении. Вероятно, от этих двух больных возбудитель распространился не только по поселку, но и в соседнем городе Мариди, где он начал распространяться среди пациентов городской больницы и членов их семей. Более того, интенсивное лечение больных путем инъекций медикаментов, переливанием крови и других процедур повлекло распространение инфекции также и среди медицинского персонала. Смертность составила 53% от числа заболевших, что вдвое выше смертности от болезни Марбург.

В сентябре того же года аналогичная вспышка произошла в северном Заире, в деревнях, расположенных на берегах небольшой реки Эбола (см. рис. 1). Заболевание было очень похоже по клинической картине на наблюдавшееся в Судане, однако смертность в этом случае была намного выше - до 88%. Первым больным был школьный учитель, заразившийся, судя по всему, от употребления полусырого мяса больной обезьяны. Он попал в церковную больницу, где из-за отсутствия нужного оборудования (было всего несколько шприцев) практиковалось многократное применение шприцев для инъекций без стерилизации. Это и послужило причиной распространения инфекции среди больных, членов их семей и медперсонала. Распространение заболевания усугублялось специфическим ритуалом захоронения, при котором женщины, входящие в состав семьи, должны были лично привести тело в порядок голыми руками. Более того, одну из заболевших медсестер, бельгийку по национальности, решили перевезти в столицу страны Киншасу, где она умерла в одной из лучших частных больниц несмотря на применение всех известных методов лечения. От нее заразилась медсестра, попавшая в другую больницу, в которой и начался следующий виток эпидемии. Дело дошло до того, что президент Заира направил войска для установления карантина как в самой столице, так и в районе эпидемии, а правительства европейских стран всерьез рассматривали вопрос о прекращении полетов в Заир. С целью выяснения природы возбудителя и ликвидации эпидемий Всемирной организацией здравоохранения были привлечены лучшие эпидемиологи и вирусологи США, Бельгии, Англии и Франции. Возбудитель вскоре был идентифицирован как вирус, родственный вирусу Марбург; назвали его по имени реки Эбола. Эпидемию удалось остановить лишь путем применения строгих карантинных мер, наведением порядка в обращении со шприцами и в соблюдении правил санитарии в больницах, а также изменив ритуал захоронения умерших с целью сделать его безопасным для окружающих.