Choroby wirusowe w praktyce klinicznej. Отсутствует
genomów. Do klasy tej zaliczane są też rodziny wirusów ambisensownych, u których część genomu ma polarność dodatnią, a część ujemną.
■ Do klasy VI zaliczane są wirusy mające w genomie ssRNA, lecz syntetyzujące dsDNA na jego matrycy za pomocą odwrotnej transkryptazy, kodowanej przez wirus. Do zajścia cyklu replikacyjnego wirusa niezbędna jest integracja jego genomu z genomem komórki gospodarza.
■ Klasę VII cechują wirusy, które replikują swoje dsDNA z udziałem RNA jako formy pośredniej. Używają one mechanizmu odwrotnej transkrypcji, co zbliża je pod tym względem do wirusów zaliczanych do klasy VI.
Klasyfikacja Baltimore’a jako narzędzie do charakterystyki wirusów ma swoje mocne i słabe strony. Niewątpliwą zaletą jest przypisanie do klasy oparte na niezmiennych cechach genomu i replikacji wirusa. Wadą jest to, że pomimo łączenia wirusów z podobnym mechanizmem replikacji schemat ten nie uwzględnia ich różnic w budowie czy zakresie gospodarzy.
TABELA 1.1
Kryteria klasyfikacji wirusów Baltimore’a
* Nowe rodziny utworzone w klasyfikacji ICTV w 2016 r. (opublikowanej w 2017 r.).
1.3.2. SYSTEMATYKA WIRUSÓW ICTV
Przypisując wirus do konkretnej grupy taksonomicznej, ICTV uwzględnia wiele różnych cech, obejmujących zakres żywicieli, cechy morfologiczne wirionu czy charakter i budowę genomu (tab. 1.2). Nadal jednak w przypadku wirusów utrudniona jest definicja gatunku, która często pozostaje punktem spornym. Decyzja o tym, co stanowi gatunek wirusa, jest nieraz arbitralna, ponieważ zazwyczaj zawierają one wiele różnych szczepów, znacznie różniących się sekwencją nukleotydów. Blisko spokrewnione gatunki wirusów są następnie grupowane w rodzaje. Te zaś tworzą podrodziny i rodziny, które mogą być uważane za podstawową jednostkę taksonomii wirusów. Najwyższym taksonem w systematyce wirusów jest rząd, do którego obecnie sklasyfikowana została tylko niewielka część wirusów. Należy więc podkreślić, że klasyfikacja wirusów nie jest tak jednoznaczna, jak w przypadku innych grup drobnoustrojów, takich jak bakterie czy grzyby.
Podział ICTV na rodziny zależy od typu i klasy kwasu nukleinowego, rozmiaru genomu, struktury wirionu i strategii replikacyjnej wykorzystywanej przez wirus. Ta ostatnia określana jest częściowo przez organizację genomu.
Według zaleceń ICTV nazwa gatunku musi zapewnić jego jednoznaczną identyfikację. Jednakże często w przypadku niektórych wirusów (np. herpeswirusów) obok ich nazw gatunkowych stosowane są też nazwy tradycyjne, typowo funkcjonujące w praktyce klinicznej (np. ludzki herpeswirus typu 4, znany powszechnie jako wirus Epsteina-Barr).
TABELA 1.2
Zasady systematyki wirusów [według: ICTV]
1.4. CHARAKTERYSTYKA PRZEBIEGU ZAKAŻEŃ WIRUSOWYCH
Do zajścia prawidłowej replikacji wirusa niezbędna jest wrażliwa (permisywna) komórka. W komórkach niepermisywnych namnażanie wirusa nie zachodzi, gdyż na jej powierzchni nie występują stosowne receptory lub brakuje czynników wymaganych przez patogen już po jego wniknięciu. W tym ostatnim przypadku replikacja może ulec rozpoczęciu, ale nie są syntetyzowane wiriony potomne.
Zakażenie komórki może mieć charakter produktywny, przetrwały (persystentny) lub utajony (latentny). W niektórych przypadkach wynikiem zakażenia wirusowego może być transformacja onkogenna komórki.
W przypadku zakażenia produktywnego wytwarzane są duże ilości kompletnych i zakaźnych wirionów potomnych, jednak zazwyczaj zakażona komórka gospodarza ulega zniszczeniu. Śmierć komórki może nastąpić na drodze indukcji apoptozy, jednak ten proces jest niekorzystny dla samego wirusa, który dąży do jego zahamowania. W przeciwieństwie do martwicy programowana śmierć komórki nie powoduje nasilenia odpowiedzi prozapalnej. Zazwyczaj jednak replikacja wirusa wpływa na utratę integralności błon komórkowych i/lub zmiany w obrębie cytoszkieletu. Można je obserwować w mikroskopie świetlnym, a wyrażają się tworzeniem wakuoli w komórce czy fuzją komórek z wytworzeniem syncytiów. Są one określane mianem efektu cytopatycznego (CPE).
Przy zakażeniu przetrwałym zainfekowana komórka gospodarza żyje i produkuje stale kompletne i zakaźne wiriony potomne. Osiągają one jednak znacznie mniejsze miana niż przy zakażeniu produktywnym; zazwyczaj też nie występują zaznaczone objawy kliniczne, choć może dochodzić do transmisji wirusa na wrażliwe osoby. Jednym z najlepszych przykładów jest przewlekłe zakażenie ludzkim wirusem niedoboru odporności (human immunodeficiency virus, HIV), gdzie z limfocytów T stale uwalniane są w niewielkich ilościach wiriony potomne, bez widocznego wpływu na komórkę gospodarza. Może ona wówczas przez długi czas zachowywać swoje normalne funkcje i zdolność do podziału. Podobne właściwości wykazuje wirus zapalenia wątroby typu C, mając zdolność do wywoływania przewlekłych zapaleń wątroby, które mogą utrzymywać się do końca życia.
Zakażenie latentne charakteryzuje całkowite zahamowanie wirusowej replikacji, ekspresja genów wirusa jest zaś ograniczona. Jego genom pozostaje na terenie jądra komórki w postaci kolistej (episomalnej) lub zintegrowanej z materiałem genetycznym komórki gospodarza. Brak jest wówczas jakichkolwiek objawów klinicznych, a stan taki trwać może w nieskończoność. Przykładem zakażeń latentnych są infekcje powodowane przez α-herpeswirusy: wirus opryszczki zwykłej (herpes simplex virus, HSV) i wirus ospy wietrznej i półpaśca (varicella-zoster virus, VZV), które po pierwotnym zakażeniu produktywnym ulegają latencji w komórkach nerwowych. W wyniku osłabienia funkcjonowania układu immunologicznego lub innych czynników zewnętrznych wirus może ulec reaktywacji i jest transportowany drogą nerwową do zakończeń czuciowych, dając endogenne zakażenie produktywne.
W niektórych sytuacjach możliwa jest transformacja onkogenna komórki spowodowana przez zakażenie wirusowe. Transformacja taka jest procesem „pojedynczego uderzenia”, bowiem do zmian we wrażliwej komórce wystarczy tylko jeden wirion, predysponują jednak do nich zakażenia z dużą liczbą powstających cząstek defektywnych. Indukcja onkogenezy jest najczęściej wynikiem deregulacji cyklu komórkowego i/lub zahamowaniem przez wirus mechanizmów apoptozy. Proces ten jest nieodwracalny i prowadzi do niekontrolowanego wzrostu komórek, zachodzi natomiast na wielu etapach. Transformowane komórki nie zawsze muszą powodować chorobę nowotworową – przy prawidłowo funkcjonującym układzie odpornościowym zmienione komórki są sprawnie niszczone przez komórki NK i cytotoksyczne limfocyty T.
1. Carter J., Saunders V.: Virus structure. W: Virology: Principles and applications (red. J. Carter, V. Saunders). Wiley, Chichester 2013.
2. Dimmock N.J., Easton A.J., Leppard K.N.: The nature of viruses. W: Introduction to modern virology, wyd. 7 (red. N.J. Dimmock, A.J. Easton, K.N. Leppard). Wiley-Blackwell, Oxford 2016.
3. Louten J.: Virus structure and classification. W: Essential human virology, wyd. 1 (red. J. Louten). Elsevier – Academic Press, San Diego 2016.
4. Wróblewska M.: Wirusologia ogólna. W: Mikrobiologia lekarska (red. P.B. Heczko, M. Wróblewska, A. Pietrzyk). Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2014.
5. http://ictvonline.org/virusTaxonomy.asp (dostęp: 21.06.2017).
2
Mechanizmy odporności w zakażeniach wirusowych
Małgorzata Gieryńska
2.1. WSTĘP
Immunologia jest nauką zajmującą się mechanizmami odporności wrodzonej i nabytej organizmu, zaburzeniami tych procesów i sposobami ich modulacji. Ludzie (podobnie jak zwierzęta)