Герпетическая инфекция – это группа антропонозных заболеваний, вызываемых вирусами герпеса человека, протекающая в виде инаппарантных, субклинических и клинически манифестных форм, которые возможны лишь в условиях первичного или вторичного иммунодефицита.
Термин «герпес» (от греческого herpes – ползучий) был использован Геродотом в 100-м году до нашей эры для описания волдырей, сопровождающихся лихорадкой. В V столетии до нашей эры Геродотом были впервые описаны симптомы болезни, известной на сегодня как «простуда» на губах.
- 2000 лет тому назад римский император Тиберий впервые предложил действенные противоэпидемические мероприятия для борьбы с распространением лабиального герпеса;
- в 1569 г Уильям Шекспир вспоминал о «пузырьках на губах» в своей трагедии «Ромео и Джульетта»;
- в летописях XVII века упоминается эпидемия генитального герпеса, охватившая французских работниц коммерческого секса. И в 1736 г врачом Людовика XV, Жаном Астрюком, в книге De morbis venereis был описан генитальный герпес, получивший тогда название «болезнь французских королей».
- в 1892 г российским ученым Дмитрием Ивановским были открыты вирусы, что в свою очередь дало толчок для изучения вирусной природы герпеса. А в 1912 г немецкие ученые Грютер и Левенштейн впервые доказали вирусную природу герпеса. Они провели ряд экспериментов, во время которых моделировали герпетический кератит у кроликов при нанесении на роговицу глаза содержимого пузырьков, полученного от больного простым герпесом. В 1911 г Н. Арагао был открыт вирус ветряной оспы, обнаружившим в содержимом пузырьков элементарные тельца вируса (тельца Арагао).
- в 1961 г английский хирург Денис Беркитт представил доклад, в котором было описано особенное онкологическое заболевание, распространенное среди детей в некоторых странах Африки. После доклада данная болезнь заинтересовала английского вирусолога Майкла Эпштейна и канадскую ученую Эвелин Барр. Так, в 1964 г при изучении образцов опухоли, которые были присланы Беркиттом, был идентифицирован неизвестный ранее вирус, получивший название – вируса Эпштейн-Барр.
- в 1956 г Маргарет Смит удалось выделить цитомегаловирус из мочи ребенка больного цитомегалией.
- в 1977 г Гертрудой Белл Элайон с соавторами в США был разработан первый эффективный и до сих пор актуальный лекарственный препарат – ацикловир.
- в 1994 г. Яном Чангом идентифицирован вирус герпеса 8 типа, который ассоциируют с развитием саркомы Капоши.
Семейство Herpesviridae, которое представлено крупными оболочечными ДНК-содержащими вирусами по современной классификации подразделяют на 3 подсемейства, отличающихся по структуре генома, тканевому тропизму, цитопатологии и локализации латентной инфекции.
• Подсемейство Alphaherpesvirinae включает вирусы простого герпеса (ВГЧ) типов 1 и 2, вирус ветряной оспы – опоясывающего герпеса (ВГЧ-3), а также многочисленные вирусы животных. Для этих вирусов характерен быстрый рост. Вирусы размножаются в эпителиальных клетках, оказывая цитолитическое действие. В нейронах вызывают латентную персистирующую инфекцию.
• Подсемейство Betaherpesvirinae включает цитомегаловирус (ВГЧ-5), герпесвирус человека типов 6 и 7. Для этих вирусов характерен медленный рост (латентная инфекция) в клетках эпителия слюнных желез, в гландах, почках, лимфоцитах. Вирусы оказывают цитомегалическое и лимфопролиферативное действие.
• Подсемейство Gammaherpesvirinae включает вирус Эпштейна-Барр (ВГЧ-4) и герпесвирус человека типа 8 (ВГЧ-8). Они вызывают латентную инфекцию в лимфоидной ткани, лимфоцитах, эпителиальных клетках рта и глотки, слюнных желез. Вирусы растут в лимфобластоидных клетках, оказывают лимфопролиферативное действие.
Вирусы семейства Herpesviridae представляют собой сферические образования диаметром 150-210 нм со сложной структурой, в которой различают как минимум 4 компонента:
а) нуклеоид – центральная часть вириона, представленная двумя нитями ДНК (состоит из двух фрагментов (короткого S и длинного L), намотанными на цилиндрический белковый стержень;
б) капсид – белковая капсула, в которую заключен нуклеоид; капсид имеет вид правильного двадцатигранника, собранного из 162 одинаковых белковых призматических полых капсомеров;
в) внутренняя оболочка (тегумент) – суперкапсидная структура, представляющая собой трехслойную мембрану;
г) внешняя оболочка – липо- и гликопротеидная структура неправильной формы с обращенными вовне выступами, покрывающая один или несколько нуклеокапсидов герпеса с их индивидуальными внутренними оболочками.
Вирус устойчив к действию низких температур: при - 24-70°С сохраняет жизнеспособность годами, после лиофильного высушивания – более 10 лет. Неустойчив к нагреванию – при температуре 100°С инактивируется мгновенно, при 50-52°С – через 30 мин., при комнатной температуре в течение 10 часов. Быстро разрушается под действием ультрафиолетовых и рентгеновских лучей, этилового спирта, эфира и других органических растворителей, протеолитических ферментов. На кожных покровах и влажных поверхностях различных предметов при комнатной температуре выживает в течение 1-4 часов.
Заражение начинается с того, что вирус простого герпеса (ВПГ) адсорбируется гликопротеидами внешней оболочки (gB, gC и gD) к специфическим рецепторам мембраны клетки, чувствительной к ВПГ.
Как только устанавливается стабильное прикрепление, другие гликопротеиды внешней оболочки вируса (gH и gL) организуют слияние внешней оболочки вируса и клеточной мембраны.
Проникновение вирусного капсида, окруженного внутренней оболочкой, в клетку происходит путем почкования, без повреждения целостности клеточной мембраны. Затем клеточные ферменты растворяют внутреннюю оболочку вируса, и «голый» капсид направляется к ядру клетки. Здесь ДНК вируса под контролем вирусных факторов выходит из капсида и через ядерную пору проникает в ядро клетки.
В ядре клетки происходит транскрипция вирусной ДНК.
ДНК ВПГ содержит 84 различных гена, кодирующих белки для выполнения трех основных функций:
• ферменты для репликации вирусного генома: данные белки практически полностью обеспечивают процесс репликации, так что вирус на этом этапе нуждается лишь в нескольких клеточных белках. Следствием такой самодостаточности является высокая инфекционность герпевирусов;
• белки для упаковки воспроизведенного вирусного генома в капсид (клеточные белки к этому процессу не привлекаются вовсе) и гликопротеиды для синтеза оболочек вируса;
• белки для изменения структуры и/или функции зараженных клеток в интересах вируса (для этой цели служат не менее 47 генов из 84).
Транскрипция ДНК ВПГ происходит в клеточном ядре с участием клеточной ДНК-зависимой РНК-полимеразы (поэтому репликация ВПГ возможна лишь в клетках, способных к размножению, и маловероятна в нервных клетках).
Трансляция, синтез и процессинг белков вируса простого герпеса происходит в основном в цитоплазме клетки с участием как клеточных, вирусиндуцированных и вирусных ферментов, синтезированных на ранних этапах репродукции. Синтез белков осуществляется в той же последовательности, что и их транскрипция.
Для сборки вириона синтезированная в цитоплазме ДНК ВПГ возвращается в ядро и претерпевает некоторые изменения конфигурации, необходимые для предстоящей упаковки в капсид. Здесь же накапливаются капсомеры (белки для их создания синтезируются в цитоплазме, а затем избирательно транспортируются в ядро), из капсомеров собираются пустые капсиды, внутри которых размещается ДНК ВПГ.
Сформированный нуклеокапсид прикрепляется к ламеллам внутренней мембраны ядра и «почкуется» в цитоплазму.
А что же происходит с самой клеткой?
Репродукция ВПГ наносит прямой вред пораженной вирусом клетке:
• вирус качественно изменяет мембраны зараженных клеток, чем провоцирует их слияние и образование гигантских многоядерных клеток-симпластов еще до того, как начинает размножаться;
• вирусиндуцированные изменения клеточной мембраны приводят к нарушению транспорта электролитов и утечке макромолекул клетки через плазматическую мембрану;
• вирус избирательно воздействует на синтетический аппарат клетки:
– выключает синтез белков клетки («вирусная блокада белков») и метаболизм других ее макромолекул (вирус производит белок ICP47, который инактивирует и разрушает клеточную и-РНК и, таким образом, прекращает транскрипцию клеточной ДНК);
– искажает митотический режим клетки (замедляется темп деления клеток, растет доля патологических митозов).
Клетки, в которых ВПГ активно реплицируется (в одной клетке может быть синтезировано до 200 тыс. вирионов!), не выживают, поэтому ВПГ считают литической инфекцией.
Помимо прямого негативного воздействия на клетку, ВПГ провоцирует иммунное разрушение клетки: встраивая гликопротеиды своей внешней оболочки в клеточную мембрану, ВПГ передает ей свои антигенные свойства и превращает клетку в мишень для иммунных сил организма.
ВПГ проникает в организм человека через поврежденные кожные покровы и слизистые оболочки.
В первой фазе патогенеза вирус внедряется в клетки эпителия (слизистой полости рта, глотки или половых органов), где происходит его размножение. Пораженные клетки гибнут, в очаг воспаления мигрируют лимфоциты и макрофаги. На слизистых и коже появляются характерные для герпетической инфекции папулы и везикулы.
Во второй фазе патогенеза ВПГ проникает в чувствительные нервные окончания. В ядрах нейронов происходит репликация вируса, цикл репродукции продолжается около 10 часов с образованием в клетке от 50 до 200 тыс. вирионов. По эфферентным нервным волокнам вирус вновь достигает кожи и слизистых оболочек, где распространяется с появлением новых высыпаний.
В третьей фазе патогенеза (2-4 недели после заражения) при нормальном иммунном ответе происходит разрешение первичного заболевания и элиминация ВПГ из тканей и органов. Однако в паравертебральных ганглиях возбудитель в латентном состоянии сохраняется в течение всей жизни человека. Механизмы нахождения вируса в латентном состоянии и его реактивации до конца не изучены.
В четвертой фазе патогенеза происходит реактивация размножения ВПГ и его перемещение по нервным волокнам к месту первичного вхождения (воротам инфекции) с рецидивом специфического инфекционно-воспалительного процесса и возможной диссеминацией инфекции.
При герпетической инфекции, как и при других хронических заболеваниях с персистенцией вируса, развиваются иммунодефицитные состояния, обусловленные недостаточностью различных звеньев иммунной системы и ее неспособностью элиминировать вирус из организма. Сохраняющиеся в течение всей жизни, иногда в довольно высоких титрах, вируснейтрализующие антитела, хотя и препятствуют распространению инфекции, но не предупреждают возникновения рецидивов.
При тяжелом иммунодефиците поражаются различные органы: головной мозг, легкие, печень. Процесс принимает генерализованный характер, что наблюдается при ВИЧ-инфекции.
Источником герпетической инфекции являются люди, инфицированные ВПГ как при манифестной, так и при латентной инфекции (вирусоносители). При манифестной форме вирус обнаруживается в крови и моче (в период вирусемии), в различных биологических жидкостях в зависимости от локализации поражения: содержимом везикул, отделяемом эрозий и язв, носоглоточной слизи, конъюнктивальном секрете, слезе, менструальной крови, околоплодных водах, вагинальном и цервикальном секретах, сперме. При латентной форме ВПГ также может присутствовать в биологических материалах, но в меньшем количестве.
Пути передачи вирусов герпеса:
- воздушно-капельный;
- контактно-бытовой;
- половой;
- парентеральный;
- трансплацентарный
Вирус передается через зараженные предметы: посуду, полотенце, игрушки, постельное белье и др. Возможна передача инфекции при поцелуях. При генитальном герпесе ВПГ передается половым путем, и большинство людей инфицируются с началом половой жизни. Группами риска по заражению являются лица с множественными и случайными половыми контактами.
Пути передачи двух типов ВПГ от человека к человеку различны, хотя во многом провести четкие границы не представляется возможным. Ранее считалось, что ВПГ-1 поражает только верхнюю половину тела, а ВПГ-2 — нижнюю, однако в настоящее время выяснилось, что четкой закономерности нет. Заражение людей ВПГ-1 начинается в детстве при прямом контакте с инфицированными людьми и достигает 70-90% инфицированности у взрослых людей. Для ВПГ-2 инфицированность повышается, начиная с подросткового возраста, и доходит до 15% у взрослых, а в отдельных группах населения достигает 50%. Перенесенная в детстве инфекция, обусловленная ВПГ-1, не предотвращает заражения ВПГ-2, но тяжесть течения заметно снижается, чаще заболевание переходит в латентную и бессимптомную форму.
В период вирусемии возможен парентеральный путь передачи инфекции. Этим путем нередко инфицируются наркоманы. Определенное эпидемиологическое значение имеют и медицинские манипуляции, проводимые с использованием контаминированного инструментария при нарушении правил дезинфекции и стерилизации.
Вертикальный механизм передачи (от матери плоду) ВПГ реализуется различными путями. При генитальном герпесе у женщин инфицирование чаще происходит интранатально во время прохождения плода по родовым путям, также вирус может проникнуть в полость матки восходящим путем через цервикальный канал с поражением последа и плода. При любой острой форме герпетической инфекции (даже лабиальной) или обострении хронической у беременной, если имеется вирусемия, возможно инфицирование плода трансплацентарно. Число случаев инфекции ВПГ у новорожденных составляет от 1 на 3000 до 1 на 20000 рожденных живыми.
ВПГ-1 и ВПГ-2
Материалом для исследования служат содержимое везикул, соскобы со слизистой оболочки полости рта, зева, конъюктивы, влагалища, шейки матки, уретры, спинномозговая жидкость (в зависимости от локализации процесса), кровь.
Применяют: экспресс-метод, вирусологический и серологический методы.
Экспресс-метод. Световая микроскопия заключается в приготовлении мазков из свежих герпетических высыпаний, окрашивании их по Романовскому-Гимзе и выявлении многоядерных клеток, содержащих ацидофильные внутриядерные включения (тельца Липшютца). Люминесцентная микроскопия проводится с использованием иммунных противогерпетических сывороток.
Вирусологический метод включает индикацию герпесвирусов:
– в культурах клеток (по ЦПД – образование гигантских многоядерных клеток, внутриядерных телец-включений, лизис клеток);
– в куриных эмбрионах (по образованию бляшек на хорионаллантоисной оболочке);
– на лабораторных животных (гибель мыши после введения исследуемого материала в мозг).
Идентификацию осуществляют в реакции нейтрализации на животных, куриных эмбрионах или клеточных культурах с использованием стандартных противогерпетических иммунных сывороток.
Серологический метод. Определяют антитела и нарастание титров антител к герпес-вирусам в РН ЦПД, РСК и ИФА. Наличие в исследуемой сыворотке специфических Ig М свидетельствует об острой первичной инфекции, наличие Ig G – об обострении хронической инфекции.
ВГЧ-3 (Varicella zoster)
Материалом для исследования являются содержимое везикул, кровь, спинномозговая жидкость.
Используют экспресс-метод, молекулярно-генетический, вирусологический и серологический методы.
Экспресс-метод. При световой микроскопии в ядрах пораженных клеток выявляются элементарные тельца Арагао. Используются также электронная и люминесцентная микроскопии.
Молекулярно-генетический метод. У больных опоясывающим лишаем применяется ПЦР.
Вирусологический метод. Индикацию осуществляют на клеточных культурах с последующей идентификацией вирусов в РН ЦПД и РСК.
Культивируется данный вирус в клеточных культурах легких, почек и фибробластов эмбриона человека с образованием внутриядерных включений и агрегацией хроматина в «псевдоядрышки», остановкой деления клеток в метафазе, сморщиванием и разрывом хромосом. ВГЧ-3 не репродуцируется в организме лабораторных животных и на хорионаллантоисной оболочке куриного эмбриона.
Серологический метод. Исследуются парные сыворотки крови обследуемого в РН ЦПД, РСК и ИФА для выявления антител к ВГЧ-3 и нарастания их титра (при острой инфекции определяются Ig М, при хронической – Ig G).
ВГЧ-5 (Цитомегаловирус)
Материалом для исследования являются слюна, моча, кровь, соскобы со слизистых оболочек и пр.
Используют экспресс-метод, молекулярно-генетический, вирусологический и серологический.
Экспресс-метод. Применяются электронная, люминесцентная, световая микроскопия.
Молекулярно-генетический. Применяется ПЦР.
Вирусологический метод. Используют первичные культуры фибробластов кожи и легкого эмбриона человека, миоцитов, диплоидные клетки W1-38. ЦПД проявляется через несколько недель и выражается образованием гигантских округлых клеток, содержащих 1-2 базофильных внутриядерных телец-включений, примыкающих к ядерной мембране. Пространство между включением и ядерной мембраной остается просветленным, что придает инфицированной клетке вид «совиного глаза». Возможно образование эозинофильных внутрицитоплазматических телец-включений, а также инфицирование тканей без морфологических изменений. В культуральную среду ЦМВ выделяется в незначительных количествах. Идентифицируют вирус в РН ЦПД со специфической диагностической сывороткой.
Серологический метод. Для выявления антител в сыворотке крови обследуемого и нарастания их титра применяются РСК, РПГА, РН ЦПД, ИФА.
ВГЧ-6, ВГЧ-7
Материалом для исследования являются кровь и слюна.
Используют экспресс-метод, молекулярно-генетический метод, вирусологический и серологический.
Экспресс-метод. Применяются электронная, люминесцентная, световая микроскопия.
Молекулярно-генетический. Применяется ПЦР.
Вирусологический метод. Для индикации вирусов исследуемый материал вводят в культуру клеток активированных первичных Т-лимфоцитов. Для идентификации используют РН ЦПД.
Серологический метод. Для выявления антител в сыворотке крови обследуемого и нарастания их титра применяются ИФА и иммуноблоттинг.
ВГЧ-4 (Вирус Эпштейн-Барр)
Используют экспресс-метод, молекулярно-генетический, вирусологический и серологический.
Экспресс-метод. Применяются электронная, люминесцентная, световая микроскопия.
Молекулярно-генетический. Применяется ПЦР.
Вирусологический метод. Культивируют эти вирусы только в культуре В-лимфоцитов человека и приматов. Инфицирование лимфоцитов приводит к их трансформации в лимфобластоидные клетки, способные продолжительно расти в культурах. Идентифицируют в РН ЦПД.
Серологический метод. Для выявления антител в сыворотке крови обследуемого и нарастания их титра применяется ИФА.
ВГЧ-8 (ассоциирован с саркомой Капоши)
Используют молекулярно-генетический, вирусологический и серологический (ИФА) методы диагностики.
Молекулярно-генетический метод – используется ПЦР.
Вирусологический метод. При его проведении для культивирования ВГЧ-8 используют культуру В-лимфоцитов, моноцитов, эндотелиоцитов человека.