Противовирусный иммунитет

Отличительные черты вирусов — отсутствие оболочки (у части вирусов), очень малые размеры (рис. 42) и неспособность к независимому метаболизму, т.е. к репликации вне клеток хозяина. Таким образам, основа вирусной инфекции — это внутриклеточное размножение вируса со всеми, вплоть до гибели инфицированных клеток, последствиями. На рисунке вирус изображён в виде шестиугольника; в природе форма и размеры вирусов крайне разнообразны.

При вирусных инфекциях интерферон, а при бактериальных лизоцим выполняют функции естественных антибиотиков (вверху справа). Проникновение некоторых вирусов и их распространение с кровью блокируются антителами (справа). Другие вирусы, распространяющиеся из клетки в клетку (слева), уничтожаются цитотоксическими Т-лимфоцитами, которые распознают изменённые «свои» молекулы ГКГС класса I, или NK-клетками, действующими быстрее, чем Т-киллеры, и эффективнее, когда на • инфицированных клетках-мишенях мало или отсутствуют молекулы ГКГС класса I. Макрофаги выполняют ряд противовирусных функции, продуцируя интерферон и осуществляя фагоцитоз. На изменённое «своё» реагируют не только Т-, но и В-лимфоциты, часто продуцируя аутоантитела (см. Аутомииунитет, рис. 36).

Обычно инфекция сопровождается повреждением тканей, вызванным как самим вирусом, так и иммунным ответом на него. Вирусы жизнеспособны только в организме хозяина и обычно быстро адаптируются, снижая свою вирулентность. Но вирусы, которые хорошо адаптированы в организме животного, могут быть высоковирулентными для человека, как это случается при зоонозах (например, при инфицировании человека вирусом бешенства от собак или вирусом Марбурга от обезьян).

Переходную ступень между бактериями и вирусами представляют облигатные внутриклеточные организмы, имеющие клеточную оболочку (Rickettsia, Trachoma) или без неё, но способные к внеклеточной репликации (Mycoplasma). С точки зрения иммунологии, первые ближе к вирусам, вторые — к бактериям.

Рецепторы. Вирусы проникают в клетку после соединения со специфическим рецептором на её поверхности. На сегодня известно лишь несколько таких рецепторов, например, CR2-peцептор комплемента для вируса Эпстайна-Барр, ацетилхолиновый рецептор нейронов для вируса бешенства. СD4-молекула на Т-клетках для вируса иммунодефицита человека. Интерфероны — группа белков (рис. 23), продуцируемых в ответ на вирусную инфекцию, а также под влиянием липополисахарида и др. Продуцируются макрофагами (ИФ-а), фибробластами (ИФ-р) и Т-клетками (ИФ-у). Интерфероны стимулируют клетки к выделению белков, блокирующих транскрипцию информационной РНК вируса. Интерфероны влияют на деление нормальных клеток. Полученные методами генной инженерии Интерфероны могут оказаться полезными противовирусными и, возможно, противоопухолевыми лечебными средствами.

Клеточный иммунный ответ, Т-киллер, NK Как показано в разделах 13, 17, 20, цитотоксические Т-лимфоциты обучены распознавать молекулы ГКГС класса I и реагировать на сочетание вирусного антигена и молекулы ГКГС класса I. Поскольку практически любой тип клеток может быть инфицирован вирусом, молекулы класса I, в отличие от молекул класса II, экспрессированы на большинстве клеток. Интересно, что роль ГКГС в клеточном иммунном ответе обнаружена при изучении именно противовирусного иммунитета у мышей. Роль ГЗТ при вирусной инфекции противоречива. Теоретически активированные макрофаги могут разрушать инфицированные вирусом клетки и вызывать повреждение тканей, но на практике трудно разделить активности Т-клеток-киллеров и Т-клеток-хелперов даже при использовании клонируемых Т-клеток. NK-клетки могут разрушать некоторые инфицированные клетки, но без ограничения по ГКГС.

ВИРУСЫ

Общепринятая классификация вирусов ещё не разработана. Их различают по размерам, форме, природе генома (ДНК или РНК), способу распространения (почкованием, при цитолизе клеток хозяина, непосредственно; см. рисунок). Крайне важный показатель — уничтожается вирус в результате иммунного ответа или уклоняется от него. Ниже даны характеристики некоторых наиболее распространённых вирусов.

Вирусы оспы (натуральная оспа, коровья оспа). Большой ДНК-вирус; распространяется с лейкоцитами крови или локально, недоступен для антител, экспрессирует антигены на поверхности инфицированных клеток, стимулирует клеточный иммунный ответ. Тяжёлый Т-клеточный иммунодефицит (рис. 39) часто характеризуется как прогрессирующее неизлечимое заболевание при полной неспособности контролировать вирус осповакцины. Перекрёстное антигенное реагирование легло в основу применения вируса коровьей оспы для защиты людей от натуральной оспы (метод, тысячелетиями известный в странах Востока, а в Европе в 1796 г. его впервые применил Э.Дженнер). Благодаря вакцинации натуральная оспа стала первым инфекционным заболеванием, полностью исчезнувшим с лица земли.

Вирусы герпеса (простого герпеса, ветряной оспы, Эпстайна-Барр, цитомегалии). Средние ДНК-вирусы, способны персистировать и при реактивации вызывать различные симптомы. Вирус ветряной оспы вызывает опоясывающий лишай; вирус Эпстайна-Барр (вирус инфекционного мононуклеоза) может вызвать опухоль (лимфома Беркитта; рис. 31). Вирус цитомегалии становится наиболее важным возбудителем оппортунистической инфекции при иммуносупрессии.

Аденовирусы (инфекции глаз и горла). Средние ДНК-вирусы. Многочисленные антигенно различающиеся типы делают иммунитет неэффективным, а вакцинацию проблематичной. Миксовирусы (вирусы гриппа, эпидемического паротита, кори). Большие РНК-вирусы, распространяются почкованием. Вирус гриппа — классический пример присоединения специфическим рецептором (гемагглютинин) и антигенного разнообразия. Адаптивный иммунитет к гриппу относительно неэффективен. Вирус эпидемического паротита поражает яички и может вызвать аутоиммунные повреждения. Вирус кори, инфицируя лимфоциты, неспецифически подавляет клеточный иммунный ответ. Способен персистировать и вызывать подострый склерози-рующий панэнцефалит. Некоторые исследователи полагают, что рассеянный склероз тоже может быть заболеванием такого типа.

Вирус краснухи («германская корь»). Средний РНК-вирус. Главную опасность представляет способность вируса поражать плод в первые 4 мес беременности. Ослабленные вакцины дают выраженный иммунитет.

Вирус бешенства. Большой РНК-вирус. Распространяясь по периферическим нервам, поражает ЦНС. Обычно инфекция передаётся вследствие укуса собаки. Для сохранения жизни требуется немедленная пассивная иммунизация.

Арбовирусы (вирус жёлтой лихорадки). Небольшие ДНК-вирусы, переносятся членистоногими. Попадая в печень, вызывают желтуху. Выраженный иммунитет и защита в ответ на вакцинацию.

Энтеровирусы (вирус полиомиелита). Небольшие РНК-вирусы. Иммунная система способна различать их только на стадии проникновения (через кишечник) и после лизиса клеток. Чувствительны к антителам, включая IgA, но не к клеточному иммунному ответу.

Риновирусы (вирусы обычной простуды). Небольшие РНК-вирусы. Как и в случае с аденовирусами, иммунитет неэффективен из-за слишком большого количества серотипов.

Вирусы гепатита. По крайней мере 3 типа вирусов могут вызвать гепатит: А (инфекционный гепатит; РНК-вирус), В (сывороточный гепатит; ДНК-вирус) и С (ранее известный как ни А ни В; РНК-вирус). При гепатите В в сыворотке обнаруживаются аутоантитела и иммунные комплексы. Возможно вирусоносительство, особенно в тропических странах, где имеется связь с циррозом и раком печени. Длительное применение ИФ-а значительно улучшает состояние носителей.

Аренавирусы (вирус лихорадки Ласса). Средний РНК-вирус. Лихорадка Ласса — болезнь крыс, часто фатальная у человека. Относится к эоонозам. Отчасти сходное заболевание — болезнь Марбурга у обезьян.

Ретровирусы (опухоли). РНК-вирусы, содержат обратную транскриптазу, позволяющую встраиваться в ДНК клетки, инфицированной вирусом. К ретровирусам относятся вирусы лейкоза Т-лимфоцитов человека (HTLV) и вирус иммунодефицита человека, вызывающего СПИД, который проникает в клетки через CD4-молекулу и поражает главным образом Т-хелперы (рис. 40).

Трахома. Вызывает болезнь из группы пситтакозов (инфекционное заболевание птиц, особенно попугаев). Возбудитель — Chlamidia. Чрезмерный клеточный иммунный ответ оставляет рубцы на конъюнктиве.

Риккетсни — возбудители тифа и других заболеваний, способны выживать в макрофагах, как и туберкулёзные палочки.

Куру — крайний вариант медленного вируса. Передаётся только при каннибализме и вызывает прогрессирующее поражение мозга. Как выяснилось, это происходит из-за очень мелких молекул (прионов), которые нарушают процесс полимеризации молекул хозяина.