Роль фагоцитоза в противовирусном иммунитете

Задание №9.

1. Роль фагоцитоза в  противовирусном иммунитете

Противовирусный иммунитет также начинается со стадии презентации вирусного антигена Т-хелперами. Макрофаг (или другая вспомогательная клетка) представляет Т-хелперу комплекс, состоящий из фрагмента вирусного антигена и продуктов генов HLA класса II. Со стороны Т-хелпера в распознавании участвует антигенспецифический рецептор и маркер CD4, способный взаимодействовать с Ia-белками вспомогательной клетки. Для активации Т-хелперов необходимо взаимодействие мембранной или свободной формы ИЛ-1 с соответствующими рецепторами Т-хелперов.

Сильными антигенпрезентирующими свойствами при вирусных инфекциях обладают дендритные клетки, а при простом герпесе и ретровирусных инфекциях – клетки Лангерганса.

Гуморальные механизмы. Иммунитет направлен на нейтрализацию и удаление из организма вируса, его антигенов и зараженных вирусом клеток. Антитела, образующиеся при вирусных инфекциях, действуют непосредственно на вирус или на клетки, инфицированные им. В этой связи выделяют 2 основные формы участия антител в развитии противовирусного иммунитета:

1. Нейтрализация вируса антителами, что само по себе препятствует рецепции вируса клеткой и проникновению его внутрь. Этот эффект усиливается в присутствии кофактора или комплемента, а также антиидиотипических антител, которые появляются на поздних сроках инфекции и связывают иммуноглобулиновые эпитопы комплекса, состоящие из антитела и вирусных частиц. Опсонизация вируса с помощью антител способствует его фагоцитозу. Кроме того, комплекс, состоящий из вирусных частиц и иммуноглобулина, связывается с Fc-рецептором макрофага с последующим его фагоцитозом и лизисом возбудителя.

2. Иммунный лизис инфицированных вирусом клеток с участием антител. Описано 2 варианта такой цитотоксичности: комплементзависимая и комплементнезависимая. При действии антител на антигены, экспрессированные на поверхности инфицированной клетки, к этому комплексу присоединяется комплемент с последующей его активацией, что и обусловливает индукцию комплементзависимой цитотоксичности и гибель инфицированной вирусом клетки. В других случаях взаимодействия инфицированной клетки с антителами класса IgG недостаточно для гибели клетки-мишени. Цитотоксичность усиливается, если клетки-мишени дополнительно контактируют с клетками, несущими рецепторы к Fc-фрагментам IgG (речь идет о О-лимфоцитах, макрофагах, ПМЯ лейкоцитах).

Антитела могут нейтрализовать вирус после гибели клеток-мишеней, что характерно для инфекций, вызываемых арбо-, энтеро-, риновирусами, обладающими цитопатогенными свойствами. При других вирусных инфекциях антитела являются лишь свидетелями иммунного ответа на вирус. Вместе с тем, аденовирусы могут длительно персистировать в организме при наличии антител.

Недостаточная концентрация антител может усиливать репродукцию вируса. Иногда антитела могут защищать вирус от действия протеолитических ферментов клетки, что при сохранении жизнеспособности вируса приводит к усилению его репликации. Следует помнить о том, что вируснейтрализующие антитела действуют непосредственно на вирус в том случае, когда он, разрушив одну клетку, распространяется на другую.

Когда вирусы (например, герпеса, ЦМВ) переходят из клетки в клетку по цитоплазматическим мостикам, не контактируя с циркулирующими антителами, то основную роль в становлении иммунитета играют клеточные механизмы, связанные прежде всего с действием специфических цитотоксических Т-лимфоцитов, Т-эффекторов и макрофагов. Это происходит следующим образом: предшественник специфических цитотоксических Т-лимфоцитов активируется либо комплексом "вирусный антиген + продукты гена HLA класса I", либо растворимыми медиаторами Т-хелперов. Образовавшиеся цитотоксические лимфоциты лизируют клетки, инфицированные вирусом, реагируя на вирусный антиген, ассоциированный с антигенами HLA класса I. Цитотоксические Т-лимфоциты непосредственно контактируют с клеткой-мишенью, повышая ее проницаемость и вызывая осмотическое набухание, разрыв мембраны и выход содержимого в окружающую среду.

Механизм цитотоксического эффекта связан с активацией мембранных ферментных систем в зоне прилипания клеток, образованием цитоплазматических мостиков между клетками и действием лимфотоксина. Специфические Т-киллеры появляются уже через 1-3 суток после заражения организма вирусом, их активность достигает максимума через неделю, а затем медленно понижается.

Существенную роль в противовирусном приобретенном иммунитете играют Т-эффекторы ГЗТ. Эти клетки распознают вирусный антиген с антигенами HLA преимущественно класса II и выделяют медиаторы клеточного иммунитета. Среди этих медиаторов особое значение имеет лимфотоксин, вызывающий гибель инфицированных клеток-мишеней, и медиаторы, активирующие макрофаги. Роль специфических клеточных факторов особенно велика при инфекциях, когда вирус недоступен действию антител. Макрофаги фагоцитируют инфицированные вирусом живые и распадающиеся клетки.

Одним из факторов противовирусного иммунитета является интерферон. Он образуется в местах размножения вируса и вызывает специфическое торможение транскрипции вирусного генома и подавление трансляции вирусной мРНК, что препятствует накоплению вируса в клетке-мишени.

Стойкость противовирусного иммунитета вариабельна. При ряде инфекций (ветряная оспа, паротит, корь, краснуха) иммунитет достаточно стойкий и повторные заболевания встречаются крайне редко. Менее стойкий иммунитет развивается при инфекциях дыхательных путей (грипп) и кишечного тракта. Повторное заболевание гриппом объясняется тем, что происходит постоянный дрейф поверхностных антигенных вирусных белков и смена циркулирующих штаммов.

При нарушении функции иммунной системы вирус может ускользнуть от действия иммунных факторов. Активность Т-лимфоцитов резко снижается при гриппе, кори, герпесе, СПИДе. Вирус СПИДа поражает Т-хелперы и макрофаги. Вирусы ветряной оспы, цитомегалии, инфекционного мононуклеоза, клещевого энцефалита стимулируют систему Т-супрессоров.

При вирусных инфекциях происходит интенсивный распад собственных инфицированных клеток под влиянием иммунных факторов (антител, цитотоксических Т-лимфоцитов, макрофагов). Это может привести к развитию аутоиммунных заболеваний, а образование иммунных комплексов из вирусного материала и антител – к появлению иммунокомплексных поражений.

Громадная роль фагоцитоза не только во врожденном, но и в приобретенном иммунитете становится все более очевидной благодаря работам последнего десятилетия. Фагоцитоз начинается с накопления фагоцитов  в очаге воспаления. Главную роль в этом процессе играют моноциты и нейтрофилы. Моноциты, придя в очаг воспаления, превращаются в макрофаги - тканевые фагоцитирующие клетки. Фагоциты, взаимодействуя с бактериями, активируются, их мембрана становится “липкой”, в цитоплазме накапливаются гранулы, наполненные мощными протеазами. Возрастают поглощение кислорода и генерация активных форм кислорода (кислородный взрыв), включая перекиси водорода и гипохлорита, а также окись азота.

В дополнение к перечисленным признакам активации, макрофаги начинают выделять в среду мощные медиаторы воспаления, среди которых особой активностью отличаются фактор некроза опухолей (ФНО), гамма-интерферон (Int-y) и интерлейкин-8 (ИЛ-8). Все они являются биологически активными пептидами.

Какова же их роль в воспалении?  Начнем с ФНО.  Этот небольшой белок, синтезируемый и секретируемый макрофагами, обладает множественной активностью. Он активирует сами же макрофаги и нейтрофилы, а также индуцирует синтез и появление на мембране клеток сосудистого эндотелия особых белков, специфически взаимодействующих с клеточной  поверхностью моноцитов и нейтрофилов. Поверхность эндотелия  благодаря  этому становится  “липкой” для этих клеток.

ИЛ-8 вызывает  появление в клетках эндотелия рецепторов, реагирующих с моноцитами и нейтрофилами с высоким сродством, так что эти клетки останавливаются в капиллярах в районе воспаления. Именно IL-8, наряду с другими факторами воспаления, стимулирует моноциты и нейтрофилы  к миграции по его градиенту в очаг воспаления. Фагоциты имеют рецепторы к интерлекину-8, которые  “чувствуют”  разницу в его концентрации и направляют свое движение по оси максимального отличия (рис. 10).

Гамма-интерферон также “многоцелевой” медиатор воспаления. Одна из главных его функций - аутоактивация макрофагов и активация нейтрофилов. В этих клетках резко усиливается синтез протеаз, которые накапливаются в специальных цитоплазматических органеллах - лизосомах. В них происходит “кислородный взрыв” - продукция активных форм кислорода и окиси азота, высокотоксичных для  микроорганизмов. Поверхность фагоцитов становится “липкой”, т.к. количество различных рецепторов на ней резко увеличивается, как увеличивается и “ощупывающая” подвижность цитоплазмы этих клеток. Когда такая клетка встречается с бактерией, то она "прилипает" к поверхности фагоцита, обволакивается его псевдоподиями и оказывается внутри клетки (где и разрушается протеазами).

Так заканчивается цикл “воспаление - фагоцитоз”. Мы видим, насколько мощный и многогранный защитный механизм действует в этом случае. Однако его слабость в его однообразии, как бы в монотонности механизма, срабатывающего одинаково при встрече с различными врагами. Естественно, что многообразные и многочисленные популяции микроорганизмов вырабатывают обходные пути для проникновения в организм

2. Вирус европейской чумы  свиней

Африка́нская чума́ свине́й (лат. Pestis africana suum), африканская лихорадка, восточноафриканская чума, болезнь Монтгомери — высококонтагиозная вирусная болезнь свиней, характеризующаяся лихорадкой, цианозом кожи и обширными геморрагиями во внутренних органах. Относится к списку A согласно Международной классификации заразных болезней животных. Для человека африканская чума свиней опасности не представляет.

Болезнь известна с начала XX века с первых попыток интродукции свиней культурных пород в колониальные страны субэкваториальной и южной Африки. Впервые зарегистрирована в 1903 году в Южной Африке. На первом этапе естественной истории, до выноса в Португалию (1957) и Испанию (1960), африканская чума свиней имела стереотип типичной природно-очаговой экзотической болезни с естественной циркуляцией вируса в популяциях диких африканских свиней, внутрисемейной передачей и течением в виде персистентной толерантной инфекции; при возникновении первых случаев антропургического цикла на домашних (неаборигенных) свиньях инфекция приобретала острое течение с летальностью до 100%. На последующих этапах естественной истории африканская чума свиней эволюционировала в сторону самостоятельного антропургического цикла с укоренением в южно-европейских странах, двукратным эмерджентным заносом и распространением в странах Центральной и Южной Америки (1971 и 1978—1980 гг.). Важнейшей эпизоотологической особенностью («коварством») африканской чумы свиней является чрезвычайно быстрое изменение форм течения инфекции среди домашних свиней от острого со 100% летальностью до хронического и бессимптомного носительства и непредсказуемого распространения.

Возбудитель болезни

Таксономическое положение вируса до настоящего времени не определено. Болезнь вызывает ДНК-содержащий кубической формы вирус семейства Iridoviridae размером 170...220нм. Вирус репродуцируется в организме диких и домашних свиней (в моноцитах, макрофагах и ретикулоэндотелиальных клетках), в культурах клеток свиней, а также в клещах рода Ornithodoros. Пораженные вирусом клетки способны к гемадсорбции, в дальнейшем лизируются. В организме инфицированных животных вырабатываются определенные антитела.

Выявлено несколько серологических и иммунологических групп и подгрупп вируса, что представляет собой основное препятствие в разработке средств специфической профилактики (вакцин, гипериммунных сывороток).

Вирус устойчив к широкому диапазону температур, изменениям рН среды, к высушиванию и гниению. В трупах сохраняет жизнеспособность и вирулентность до 2 мес, в фекалиях — более 1 мес, в почве — более 6 мес, на объектах внешней среды и строительных материалах — более 2 мес. Солнечные лучи инактивируют вирус через 40...60 мин. В условиях свинарника при температуре 24 °С остается активным от 4 сут до 4 мес.

В свинине и копченостях из мяса инфицированных свиней вирус сохраняется до 5...6 мес. В крови, взятой от больных свиней, при температуре 5°С жизнеспособен до 7 лет, при температуре 20 °С — до 18 мес, при 37 "С — до 30 дней. При температуре 60 °С инактивируется за 20 мин. Устойчив к кислотам и щелочам, но горячие растворы щелочи (в частности, гидроксид натрия) действуют на него губительно. Проявляет высокую чувствительность к формальдегиду и хлорсодержащим препаратам.

Эпизоотология

Болеют домашние свиньи всех пород и возрастов независимо от сезона года, а также дикие африканские свиньи (бородавочники, кустарниковые, лесные) и кабаны. Установлено, что вспышки болезни у домашних свиней регистрировались во всех зонах, в которых обитали дикие африканские свиньи. Животные других видов, а также человек невосприимчивы к вирусу. У диких африканских свиней болезнь протекает субклинически. Являясь вирусоносителями, они могут заболевать в период случки и кормления поросят. От диких свиней-вирусоносителей в естественных условиях заражаются клещи рода Ornithodoros, чем обеспечивается природная очаговость болезни.

Основными источниками возбудителя служат больные животные и вирусоносители, от которых заражаются клещи. Из организма этих животных вирус в больших количествах выделяется с фекалиями и мочой, слюной, секретом конъюнктивы, загрязняя окружающую среду.

К факторам передачи вируса относятся все объекты внешней среды, контаминированные выделениями больных, а также обслуживающий персонал. Особое значение как фактор передачи приобретают необеззараженные мясо свиней и мясные продукты, отходы пищевых предприятий. Переносчиками вируса могут быть кровососущие насекомые.

Основные ворота инфекции — респираторный тракт, слизистые оболочки ротовой полости, носоглоточного кольца, глаза и поврежденные кожные покровы. При первичном возникновении болезни заболеваемость и смертность свиней хозяйства приближаются к 100 %.

 Патогенез