Материал: Маркелова Е.В. Персистирующие вирусные инфекции. этиология и иммунопатогенез

вируса и человека, считается, что ВПГ-1и ВПГ-2 развивались около 8 млн лет. Факторы, которые привели к их возникновению, неизвестны. Но существует теория, что эволюция вирусов отражает эволюцию сексуального поведения человека. Благодаря рекомбинации генов возникли ВПГ-1и ВПГ-2 [178]. На молекулярном уровне разница между этими двумя вирусами заключается в строении двух поверхностных белков-гликопротеинов gC и gG. Вирусы проявляют схожую стратегию инфицирования [114].

Продуктивная ВПГ-инфекция

Альфагерпесвирусы индуцируют слияние клеток путем скоординированного взаимодействия гликопротеинов gB, gD, gH-gL на поверхности инфицированной клетки и рецептора gD на мембране таргетной клетки [261; 257].

Для развития ВПГ-1 инфекции требуется эффективная координация большого числа генов, которая начинается немедленными ранними генами (IE или α) и затем проходит через ранние E или β, в дальнейшем L1 или γ1, с репликацией ДНК и окончательной экспрессией генов L2 или γ2 [188]. Успешная литическая репликация зависит от экспрессии вирусных IE генов внутри всех инфицированных клеток. В эксперименте показано, что применение ингибиторов синтеза белка в период инфекции клеточных культур изменяет аккумуляцию шести мРНКас относительно ICPO (Infected Cell Polypeptide), ICP4, ICP22, ICP27, ICP47, Us1.5, IE генов [191; 186]. Эти гены в дальнейшем определяются присутствием TAATGARDVP16 (цис-регуляторные элементы ранних промоторов ВПГ инфекции). VP16 – основной транскрипционный активатор IE генов. Являясь поздним структурным компонентом вирусного тегумента, в процессе интеграции и снятия оболочки (раздевания) вирусов VP16 высвобождается в цитоплазму [229; 147]. Внутри цитоплазмы VP16 способен связывать протеин клетки хозяина (HCF-1), который содержит порядок последовательностей оснований ДНК, и как результат этой ассоциации VP16 транспортируется в ядра. Внутри ядер две протеиновые формы третичного комплекса с белковосвязывающим доменом хозяина (homeodomein) связывают Oct-1 (octbinging белок 1). Активация домена VP16 в соответствии с важными коактиваторными функциями обеспечивается HCF-1 (host

cell factor), который стимулирует IE транскрипцию и запускает ВПГ-1 литический генный каскад. Таким образом, VP16 служит для увеличения специфической инфекционности вирусной ДНК путем усиления IE генной транскрипции.

Следующее успешное соединение VP16/Oct-1/HCF комплекса с вирусной ДНК активирует аккумуляцию накопления ВПГ-1 E белков, что необходимо для управления транскрипцией вирусных генов во время разрушения экспрессии генов клеток хозяина. На самом деле, за исключением ICP47, все IE белки вовлечены в генную регуляцию. ICPO является полифункциональным белком, который связывает большое количество клеточных протеинов, задействованных в транскрипции, регуляции клеточного цикла, перестройке ДНК, интерферонового ответа [187].

В дальнейшем IE гены выполняют многочисленные и важные функции в стимуляции литической инфекции и уклонения от иммунитета хозяина. Такие функции включают ингибицию трансляции мРНК хозяина путем разрушения РНК, внедрения в ядро вирусной РНК ICP27 и уклонения от распознавания CD8+ лимфоцитами через ICP47 ингибицию TAP (TAP – Transporter for antigen processing) [210; 236]. Таким образом, целью IE генов является развитие активного и устойчивого окружения, в котором будет эффективно функционировать вирусная литическая программа, в качестве триггерного фактора в этом процессе выступает ICPO.

Транскрипция набора колинейных РНК, копированных (транслированных) из очага, в которых повторяются зоны, обрамляющие значительный участок вирусного генома (LATs – Latency Associated Transcript), приводит к продукции 8,3 Кб «мелких» LAT первичных – транскриптов, продуцирущих необычайно стабильный 2.0 интрон, а в дальнейшем – стабильный 1,5 интрон [260]. Эти два образца РНК названы «главные» LATs. Спецификация этих РНК отражает их плотность (численность) и легкость определения в эксперименте. Неэффективно расщепленная структура LATs, образованных во время сплайсинга (вырезания участков РНК), вероятно, объясняет их избыток. Напротив, 8,3 кб мелкий транскрипт и его 6,3 кб иксон трудно определить без более чувствительных методов – клеточной гибридизации или ПЦР в реальном времени. Дефицит этих РНК может потенциально отражать низкий уровень экспрессии или частый процессинг внутри ядер [157]. Множество новейших теорий определило присутствие ряда микро-РНК, хотя ВПГ-1- и ВПГ-2-геномы в большинстве случаев ограничены участком LAT.

В процессе формирования латенции, проходя путь от внешнего везикулярного элемента к нервным клеткам регионального ганглия, герпесвирусы могут трансформироваться в безоболочечные L- и PREP-частицы и в таком виде длительное время персистировать в нервных клетках [5]. Кроме того, ВПГ-1 и 2 имеют консервативный ген-US 3, кодирующий протеинкиназу, необходимую вирусу для выживания в организме человека и обеспечения нейровирулентности [185;200;230]. Внеклеточные стресс-стимулы, включая осмотический шок, приводят к активации JNK (Jun Nterminal kinase)-зависимому пути сигнальной трансдукции, либо клеточной пролиферации или апоптозу клеток, в зависимости от уровня и продолжительности активации JNK [230]. В итоге, ВПГ может продуцировать US3, чтобы блокировать вирус-индуцированный апоптоз нейронов в периферической нервной системе и задержать иммунный ответ [230].

Несколько недавних исследований выявили наличие первичной microRNA (miRNA – ribonucleic acid) в геномах ВПГ-1 и ВПГ-2, подавляющее большинство которых расположено в участках LAT или рядом с ними, а именно в ВПГ-2 закодировано 18 miRNA. Исследования показали, что белок ВПГ-2 miR-H2 может нарушать экспрессию ICPO, а ВПГ-2 miR-H3 и miR-H4 способны разладить экспрессию нейровирулентного фактора ICP34.5. LAT, кодированные miRNA были обнаружены в период скрытого протекания болезни у животных, а также в посмертных тканях людей, но их точная роль в цикле реактивации и латенции неизвестна. ВПГ-2 кодирует несколько генов, которые нарушают индукцию апоптоза во время литической репликации, включая гликопротены gD и gJ, а также протеинкиназу Us3, ICP27 и ICP10. ВПГ-2 преимущественно формирует латенцию и выражает LATs в различные наборы сенсорных нейронов, определяемых клеточными маркерами KH10. Более того, восприимчивые к вторжению вируса A5+ нейроны, по существу, резистентны к проникновению и реактивации ВПГ-1, но способны поддержать продуцирование ВПГ-2 инфекции. Частота бессимптомных генитальных выделений ВПГ-2 возникает в среднем в 25% дней, и такая реактивация проходит в течение 12 часов [236].

Проявление вирусом нейротропизма in vivo и in vitro, а также направленное распространение ВПГ вдоль нервных тканей определяются комплексом вирусных гликопротеинов gE-gI [181]. ВПГ-2 непосредственно поражает эпителий гениталий и реплицируется внутри клеток. Затем он одолевает эпителиальные клетки и клетки других типов, расположенных под слоем инфицированного эпителия. Мигра-

ция ВПГ-2 в периферические чувствительные ганглии сопровождается латенцией вируса. После реактивации вирус вновь реплицируется в эпителии гениталий, проникает в половые пути и может передаваться другим лицам [175]. Таким образом, вирусная транскрипция в период латенции регулируется микро РНК (LAТs). Но не только особенности регуляции вируса важны в поддержании латентного состояния герпеса. Значимую, а, по мнению ряда авторов, ведущую роль в этом процессе играют компоненты врожденного и адаптивного иммунного ответа, включая ИФН- I типа, натуральные киллеры, Т- и В-лимфоциты, NKT-клетки [199; 188; 235; 245; 243; 255; 236].

Реактивация вируса герпеса

Альфагерпесвирусы характеризуются быстрой репликацией вируса и выраженным цитопатическим действием. Вирусы сохраняются в латентном состоянии преимущественно в нервных ганглиях [114]. Предполагают, что в латентном состоянии активными являются лишь гены немедленной ранней и иногда ранней групп генома герпесвирусов. Активация экспрессии генов поздней группы обычно ассоциирована с реактивацией вируса, выходом его из латентного состояния и возобновлением цикла литической репликации. Литическая репликация герпесвирусов оказывает цитопатический эффект на клетку хозяина и приводит к ее гибели [207]. Молекулярные механизмы, обеспечивающие переход ВПГ-2-инфекции в латентное состояние и реактивацию, до конца неизвестны. Полагают, что они аналогичны механизмам, характерным для ВПГ-1 [158; 214]. Недавние исследования (2009) показали, что белок vmw 65 играет ключевую роль в реактивации вируса [205]. Инфекции, такие как ОРВИ и другие, вызывающие лихорадку, также могут привести к рецидивам ВПГ-инфекций. Вероятно, именно из-за этого и возникло понятие «простуда на губах» [99]. К таким факторам относят также воздействие стресса, иммунодепрессантов [171; 241]. Изменения в иммунной системе перед менструацией также могут стимулировать активацию ВПГ-1 и 2 [219]. Другие указанные триггеры включают локальные лицевые повреждения губ, глаз или рта, травмы, хирургические вмешательства, последствия лучевой, фотодинамической терапии, ветра, воздействия УФ-облучения или солнечного света. К основным причинам реактивации рециди-

вирующего генитального герпеса относят: смену полового партнера, присоединение половых инфекций, переохлаждение, стресс, обострение заболеваний мочеполовой системы, беременность и роды [19; 222; 177; 168; 220; 197].

Патогенез герпетической инфекции

Вирус герпеса не способен проходить через неповрежденный роговой слой кожи, что обусловлено отсутствием на нем специфических рецепторов. Вирус способен проникать и размножаться в кератиноцитах, эпителиальных клетках, нервной ткани [32; 6; 18; 42; 161; 144; 147; 180; 195], лимфоцитах, дендритных клетках и нейтрофилах [82;213; 196; 218; 160; 182]. Герпес передается при прямом контакте поврежденных покровов с пораженными участками кожи или с биологическими жидкостями инфицированного человека. Передача осуществляется между дискордантными партнерами: переболевший человек (ВПГ-серопозитивный) может передать вирус серонегативному здоровому человеку [241; 236]. В эксперименте было показано, что ВПГ-1 можно выделить из кожи при латентном течении инфекции [203]. После контакта с источником инфекции вирусные частицы, попавшие на эпителий, движутся с небольшими перерывами через кожные или слизистые оболочки рта или гениталий. Вирус проникает в клетки через рецепторы, такие как nectin-1 и 2, HVEM (herpes virus entry mediatоr) и 3-0 сульфатированный гепаран-сульфат [251; 246; 258; 216; 266; 263]. Установлены и другие механизмы распознавания ВПГ-клетками. Это клеточные поверхностные рецепторы TLR 2, TLR 3, TLR 9 [110; 193; 246; 148; 258; 223], а также ряд цитоплазматических рецепторов – среди них RiG I (retinoic acidinducible gene) и MDA 5 (Melanoma Differentiation-Associated protein), которые распознают вирусные микро RNA (ribonucleic acid) и активируют NF-кВ (nuclear factor kappa В) и IRF 3 (Interferon regulatory factor), регулируя экспрессию ИФН-α/β и провоспалительных цитокинов [251; 159; 243]. Внешняя оболочка вируса сливается с клеточной мембраной. Далее, вирусный нуклеокапсид оказывается в нейроплазме, где и происходит высвобождение вирусной ДНК. Она транспортируется по дендритам нервных окончаний в тело чувствительного нейрона, находящееся в сенсорном ганглии, где встраивается в его генетический аппарат навсегда [264; 230]. После проникновения вируса начинается процесс