Семейство CORONAVIRIDAE: Инфекционный перитонит кошек

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ CORONAVIRIDAE

Коронавирусы — РНК-содержащие вирусы, имеющие липопротеиновую оболочку. Коронавирусы содержат плюс-цепи РНК и обладают уникальным механизмом репликации. У них отсутствует нейраминидазная активность и они не связываются с рецепторами, содер­жащими сиаловую кислоту.

В семейство коронавирусов, включающее один род — коронавирус, входят вирусы ин­фекционного бронхита кур (ИБК) — Infectious bronchitis virus ( IBV ); инфекционного гастро­энтерита свиней (ИГС) — Porcine transmissible gastroenteritis virus ( TGEV ); коронавирус диа­ реи новорожденных телят (ДНТ) — Neonatal calf diarrhea coronavirus ( NCDCV ); вирус си­ нюшной болезни индюков (СБИ) -Turkey bluecomb disease virus ( TBDV ), синоним Coronavirus enteritis of turkey ; коронавирус собак (КВС) — Canine coronavirus ( CCV ); корона вирус инфекционного перитонита кошек (ИПК) — Feline infectiousperitonitis virus ( FIPV ). Они вызывают заболевания у человека и животных.

Таблица 1

Свойства коронавирусов

Коронавирусы представляют собой отдельную группу вирусов, во многом отличающуюся от ортомиксо- и парамиксовирусов.

Вирусный геном представляет собой 1-цепочечную РНК (плюс-цепь), длиной от 16 до 21 нм мол.м. 6,5-11 мД. Как и в случае других вирусов, содержащих плюс-цепи РНК, ге­ номная РНК коронавирусов инфекционна при введении в клетку эукариот. Молекулы ос­ новного фосфопротеина N (50-80 кД), взаимодействуя с геномной РНК, образуют гибкий, протяженный нуклеокапсид, обладающий спиральной симметрией. В зависимости от плоскости сечения на тонких срезах вирионов такие спиралеобразные нуклеокапсиды видны в виде «бублика» или трубчатой нити диаметром 9-11 нм. Нуклеокапсид окружен липопротеиновой оболочкой, формирующейся из шероховатого эндоплазматиче ского ретикулума (ЭР) или аппарата Гольджи зараженных клеток. Оболочка со­ стоит из липидного бислоя, включающего 2 вирусных гликопротеина Е (матриксный Е1) и пепломерный (Е2) гликопротеин.

Матриксный гликопротеин Е1 (20-30 Кд) является трансмембранным белком, глубоко погружен в оболочку, не переносится на плазматическую мембрану. Он накапливается в ап­ парате Гольджи, где происходит почкование коронавирусов. AT к El нейтрализуют инфекционность вирусных частиц только в присутствии комплемента. Гликопротеин Е2 (180-200 кД) напоминает гликопротеины больших вирусов, содержащих минус-цепи РНК: в липидный бислой погружена только небольшая часть молекулы гликопротеина, тогда как большая часть молекулы находится снаружи. Гликопротеин Е2 является структурным бел­ком пепломеров и поэтому играет роль антирецептора, с помощью которого вирусная час­тица прикрепляется к рецепторам на поверхности клетки. AT к Е2 нейтрализуют инфекци­онность вируса, а присутствие Е2 на плазматической мембране делает зараженные коронавирусом клетки восприимчивыми к цитотоксическим лимфоцитам. Расщепление гли­копротеина Е2 протеазами клетки хозяина на 2 полипептида с мол.м. по 90 кД индуцирует способность вируса вызывать слияние клеток. Как и у других вирусов с плюс-цепью РНК, в вирионе коронавирусов нет РНК-зависимой РНК-полимеразы.

Большинство коронавирусов обладает значительной тропностью к клеткам эпителия дыхательных путей и кишечного тракта. Характерно, что кишечные коронавирусы вызыва­ ют слабые, незаметно протекающие инфекции у взрослых особей и тяжелые, сопровождаю­ щиеся поносом заболевания у новорожденных и молодых животных.Многие коронави­русы вызывают персистентную инфекцию in vivo .

Антигенная вариабельность и родство. Имеются 4 группы коронавирусов, различающихся по своим АГ-свойствам. Внутри каждой группы вирусов имеют место постоянные АГ перекресты, однако, вирусы одной группы легко различаются по спе­цифичности к хозяину и клиническим синдромом.

Культивирование. В культуре клеток коронавирусы имеют латентный период от 6 до 7 ч. При инфицировании культуры клеток вирулентными коронавирусами клетки могут сли­ ваться, образуя синцитий, или лизироваться. В некоторых клеточных культурах, заражен­ ных коронавирусом человека ( HCV -22 gE ), вирусные частицы образуются в течение не скольких недель, но гибели клеток и цитопатического эффекта не наблюдается. Многие коронавирусы вызывают персистентную инфекциюin vivo . Одним из факторов, способных превращать абортивные коронавирусные инфекции в пермиссивные вирулентные, является трипсин. Для продуцирования вируса и достижения ЦПЭ в культуральную среду, зараженную коронавирусом КРС, необходимо добавлять трип­ син.Этот коронавирус обычно реплицируется в кишечнике, где присутствует трип­син, который способствует расщеплению полимерного гликопротеина Е2.

Репликация. Коронавирусы обладают некоторыми уникальными особенностями в транскрипции РНК, составе белков и механизме сборки. Они проникают в клетку посредством абсорбционного эндоцитоза. После чего происходит прикрепление геномной РНК к рибосо­ мам, что приводит к синтезу вирусной РНК-зависимой РНК-полимеразы. При транскрипции геномной РНК образуется комплементарная минус-цепь РНК полной длины. Синтез ее за­вершается через 5-6 ч после заражения. Минус-цепь РНК служит матрицей для синтеза как новых геномных, так и субгеномных РНК. Синтез гликопротеинов Е1 и Е2 происходит на полисомах, прикрепленных к эндоплазматическому ретикулуму, однако в процессе их транскрипции имеются различия. В аппарате Гольджи или на плазматической мембране Е2 расщепляется протеазами клетки-хозяина на 2 больших гликопептида (90 кД). Такое расще­ пление необходимо для проявления инфекционности вируса. Гликопротеин Е1 также синте­ зируется на полисомах, связанных с мембранами. Удивительно, что олигосахаридный со­ став Е1 у разных коронавирусов сильно различается.

Сборка вирионов. Спиральный нуклеокапсид коронавирусов образуется в цитоплазме зараженных клеток за счет взаимодействия вновь синтезированной РНК с молекулами белка N. Размеры нуклеокапсида, по-видимому, определяются свойствами белка N , его способно­стью к связыванию.

Вирионы коронавирусов образуются путем почкования от мембраны ШЭР и (или) аппа­ рата Гольджи. Почкование коронавирусов происходит только на тех внутриклеточных мембранах, на которых локализованы молекулы Е1. Вирионы образуются на мембранах ШЭР и аппарате Гольджи. Способность коронавирусов выходить из клетки без ее лизиса является важным фактором, обеспечивающим возможность умеренной (не цитопатической) инфекции.

Вирионы коронавирусов представляют собой сферические или плеоморфные частицы диаметром 60-200 нм. Они состоят из нуклеокапсида спиральной симметрии и липопроте идной оболочки, на поверхности которой имеются булавовидные выступы длиной 12-24 нм, образующие подобие солнечной короны. Плавучая плотность вирионов в сахарозе 1,15-1,18 г/см 3. Вирионы чувствительны к жирорастворителям и детергентам. В составе вирионов обнаружено 3-4 белка с мол.м. 18-220 кД. В инфицированных клетках обнаружено 5-7 видов субгеномных РНК, которые содержат уникальные последовательности на 5′ — конце. Все они кэпированы и полиаденилированы. Каждая субгеномная РНК обеспечивает синтез толь­ ко одного белка, размер которого соответствует кодирующему потенциалу 5′-концевой по­ следовательности, отсутствующей в более короткой субгеномной РНК. Созревание вирионов происходит почкованием через мембраны эндоплазматического ретикулума и аппарата Гольджи.

Семейство Coronaviridae состоит из двух родов: Coronavirus и Torovirus .

1. Род Coronavirus . Основным структурным белком коронавирусов является нуклеотидный белок (N), мембранный гликопротеид (МЕ1) и спайковый (отростчатый) гликопротеид (S , E2). Кроме этих белков, присущих всем коронавирусам, у коронавирусов человека и КРС обнаружен дополнительный гликопротеид ( gp 65), который не связан ни с S , ни с N полипептидами. У прототипного штамма коронавируса человека ОС43 и коронавируса, вызывающего диарею у новорожденных телят, имеются общие АГ-детерминанты, что уста­новлено в РН, РСК и подтверждено обнаружением сероконверсии у лиц с коронавирусной инфекцией, причем для шт. ОС43 и NCDCV (коронавируса телят) они более близки по внутренним, чем по поверхностным АГ.

2. Род Torovirus (от лат. torus — тор) включает вирусы Берне (прототипный вирус) и Бреда. Вирионы торовирусов представляют собой плеоморфные частицы, (в виде полумеся­ца, двояковогнутого диска, округлые) диаметром 120-140 нм. Они состоят из тороидального нуклеокапсида спиральной симметрии и липопротеидной оболочки.

Геном состоит примерно из 20 тыс. нуклеотидов. В вирионах обнаружен нуклеокап сидный фосфопротеин N (18-20 кД), матриксный фосфопротеин М (37 кД). МонАТ к пепломерному белку нейтрализуют инфекционную и ГА активность вируса. Торовирусы пере­даются фекально-оральным путем и вызывают, в основном, поражения кишечника у лоша дей, КРС и человека. Серологическими исследованиями показана широкая циркуляция то­ ровирусов у свиней, овец, коз, кроликов и диких мышей. Между торовирусами лошадей, КРС и человека имеется АГ родство.

ИНФЕКЦИОННЫЙ ПЕРИТОНИТ КОШЕК

Feline Infectious Peritonitis

Характеристика возбудителя, клинические признаки и патологоанатомические изменеия

Первый коронавирус кошек (возбудитель инфекционного перитонита) проявляет антигенное родство с коронавирусом собак, тогда как второй коронавирус кошек FICV (возбудитель энтерита кошек) отличен от вируса инфекционного перитонита (FIPV) и не имеет родства с коронавирусами собак. Патогенность двух вариантов вируса довольно четко различается. Так, известны две группы коронавирусов кошек, которые очень близки по биологическим и биохимическим свойствам, но резко различаются по патогенности in vivo . Энтеропатогенные коронавирусы кошек ( FeCV ) поражают эпителий кишечника и вызывает у молодых животных легко про­текающие, но высококонтагиозные энтериты. У переболевших кошек развивается иммуни­тет, но иногда наблюдается персистенция возбудителя. Другую группу составляют штаммы FIPV , вызывающие тяжелый перитонит, как прави­ло, с летальным исходом, у кошек в возрасте от 6 мес до 2 лет. Помимо энтероцитов эти ви­русы поражают макрофаги. АТ к вирусу не создают устойчивость, даже ухудшают течение болезни. Характерным является развитие васкулита. По титру АТ нельзя с достоверностью дифференцировать обе формы коронавирусной инфекции.

Как референтные штаммы вируса известны шт. Welcom , прошедший 11 пассажей в культуре клеток легкого эмбриона кошек и кишечный шт.79-1683.

Антигенная активность характеризуется следующими данными. Инфицированные кош­ки на основании иммунного ответа и клинических признаков подразделяются на 3 группы. В 1-й, самой многочисленной, у кошек регистрировали титры АТ 1:160 — 1:10000 при отсут­ствии клинических признаков. Среди этой группы спорадически выявлялись кошки (группа 2), у которых наблюдали быстрое увеличение титров АТ и развитие клинических признаков с последующей гибелью. Кошки 3-й группы длительное время выглядели здоровыми, титры АТ у них постепенно достигали плато, затем у них выявляли паралич задних конечностей, снижение титров АТ и гибель.

В экспериментальных условиях инфекция легко воспроизводится через 24 ч после заражения возбудитель локализовался в миндалинах и тонком кишечнике, а в дальнейшем инфекция распространялась на слепую и ободочную кишки, мезентериальные лимфоузлы и печень. Вирус удавалось обнаружить в смывах из ротоглотки и в фекалиях, начиная с 2-4 и 3-5 дн после заражения соответственно и на протяжении 14 дн наблюдения. Патологоанатомические изменения миндалин инфицированных кошек характеризовались инфильтрацией полиморфнонуклеарных нейтрофилов и макрофагов, экссудативными процессами.

Рост кишечного коронавируса кошек, шт.79-1683, в клетках эмбриона кошек ингибируется в присутствии 1 мкг/мл актиномицина О. В этих культурах не образуется вирусспецифичная мРНК, а урожай инфекционного вируса уменьшается более чем в 100 раз. В отличие от этого, размножение антигеннородственного вируса ИПК, шт.79-1146, не зависит от при­сутствия актиномицина. Таким образом, фундаментальное различие между этими коронавирусами кошек состоит в их разной зависимости от функций, кодируемых хозяином.

Выявлена интересная зависимость между вирулентностью коронавирусов кошек и клеточным тропизмом, вирулентные штаммы, в основном, поражают моноциты, авирулентные — реплицируются в эпителии кишечника. Вирус проникает через слизистые оболочки респираторного и ЖКТ, попадает в кровь и поражает макрофаги. На патологический про­цесс протекает с участием вирусных АТ, поэтому создание вакцины сложно. Убитые вакци­ны лишь повышают чувствительность к инфекции. Неэффективны и живые вакцины.

Гемагглютинирующие и гемадсорбирующие свойства не изучены.

ДИАГНОСТИКА

Предложены реакции РЗГА и РН. Помимо того, разработан конкурентный метод Е LISA для определения АТ к вирусу перитонита кошек. Для этого получены и испытаны монАТ к трем мажорным вирусным компонентам: гликопротеину и протеину пепломера. Положи­тельно реагирующих в конкурентном ЕЫ8А 98,5% проб сывороток имели АТ к капсидному протеину и 4,8% — к протеину пепломера.

ИММУНИТЕТ И СПЕЦИФИЧЕСКАЯ ПРОФИЛАКТИКА

Предложена вакцина. Биомассу вируса получают путем культивирования клеток селезенки инфицированных животных в суспензионных условиях. Вакцина против инфекционного перитонита кошек разработана на основе температурно-чувствительного мутанта виру­са. При интраназальном введении ее вирус реплицируется только в верхних дыхательных путях и инактивируется в других органах. При испытании его на кошках в эксперименталь­ных условиях из 20 вакцинированных животных после контрольного заражения заболело 3, а в группе невакцинированных — все 12, из них погибло 10. У вакцинированных кошек обра­зовались сывороточные и секреторные ВНА, а также развился клеточный иммунный ответ. Полевые испытания подтвердили безопасность и эффективность вакцинации. В Англии применяется живая вакцина Primucell IPV из ts-мутанта F I PV шт.D F -2. Её вводят в нос. Ре­комендуется иммунизировать котят в возрасте 16 нед и через 3-4 нед.

Указанный метод типирования штаммов основан на амплифицировании фрагмента кДНК вируса величиной 400 пар оснований из N -терминальной области 52 гликопротеинового гена, который обрабатывают рестриктазными ферментами и определяют длину фрагментов путем электрофореза в ПААГ. Фрагменты разных штаммов вируса сравнивают между собой. Различие их АГ структуры подтверждено в РН.

Диагностику клинических образцов коронавируса индеек удается успешно осуществ­лять, используя специфические для КРС однонитевые зонды, приготовленные с помощью ПЦР .

Скачать реферат