Классификация вирусов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия

имени П.А. Столыпина

Кафедра микробиологии, вирусологии, эпизоотологии и ветеринарно-санитарной экспертизы

вирус частица иммунитет вирион

Контрольная работа

по дисциплине: Вирусология

Работу выполнил студент 3 курса

Факультета Ветеринарной медицины

Специальность ВСЭ ССО

Заочного отделения

Кравцов А.Ю.

Шифр 10066

Ульяновск 2012

Оглавление

1. Состав вирионных белков

2. Физические факторы, действие на вирусы физических факторов

3. Понятие "противовирусный иммунитет"

4. Инактивированная вакцина

5. Губкообразная энцефалопатия КРС

Список литературы

1. Состав вирионных белков

Основным структурным компонентом вирионов (полных вирусных частиц) является нуклеокапсид, т.е. белковый чехол (капсид) в котором заключен вирусный геном (ДНК или РНК). Нуклеокапсид большинства семейств вирусов окружен липопротеиновой оболочкой. Между оболочкой и нуклеокапсидом у некоторых вирусов (орто-, парамиксо-, рабдо-, фило- и ретровирусов) находится негликозилированный матриксный белок, придающий дополнительную жесткость вирионам. Вирусы большинства семейств имеют оболочку, которая играет важную роль в инфекционности. Наружный слой оболочки вирионы приобретают, когда нуклеокапсид проникает через клеточную мембрану почкованием.

Белки оболочки кодируются вирусом, а липиды заимствуются из мембраны клетки. Гликопротеины обычно в виде димеров и тримеров образуют пепломеры (выступы) на поверхности вирионов (орто-, парамиксовирусы, рабдо-, фило-, корона-, бунья-, арена-, ретровирусы). Гликозилированные белки слияния связаны с пепломерами и выполняют ключевую роль в проникновении вируса в клетку. Капсиды и оболочки вирионов образуются множеством копий одного или нескольких видов белковых субъединиц в результате процесса самосборки. Взаимодействие в системе белок-белок, благодаря слабым химическим связям, ведет к объединению симметричных капсидов.

Различия вирусов по форме и размеру вирионов зависят от формы, размера и количества структурных белковых субъединиц и природы взаимодействия между ними.

Капсид состоит из множества морфологически выраженных субъединиц (капсомеров), собранных из вирусных полипептидов строго определенным образом, в соответствии с относительно простыми геометрическими принципами. Белковые субъединицы, соединяясь друг с другом, образуют капсиды двух видов симметрии: изометрические и спиральные. Структура нуклеокапсида оболочечных вирусов сходна со структурой нуклеокапсида безоболочечных вирусов. На поверхности оболочки вирусов различают морфологически выраженные гликопротеиновые структуры -- пепломеры.

В состав суперкапсидной оболочки входят липиды (до 20--35%) и углеводы (до 7--8%), имеющие клеточное происхождение. Она состоит из двойного слоя клеточных липидов и вирусспецифических белков, расположенных снаружи и изнутри липидного биослоя. Наружный слой суперкапсидной оболочки представляют пепломеры (выступы) одного или более типов, состоящие из одной или нескольких молекул гликопротеинов. Нуклеокапсид у оболочечных вирусов часто называют сердцевиной (core), а центральную часть вирионов, содержащую нуклеиновую кислоту, называют нуклеоидом.

Капсомеры (пепломеры) состоят из структурных единиц, построенных из одной либо из нескольких гомологичных или гетерологичных полипептидных цепей (белковых субъединиц).

Классификация вирусов

Изометрические капсиды представляют собой не сферы, а правильные многогранники (икосаэдры). Их линейные размеры идентичны по осям симметрии. Согласно Каспару и Клугу (1962), капсомеры в капсидах расположены в соответствии с икосаэдрической симметрией.

Такие капсиды состоят из идентичных субъединиц, образующих икосаэдр. Они имеют 12 вершин (углов), 30 граней и 20 поверхностей в виде равнобедренных треугольников. В соответствии с этим правилом капсид полиовируса и вируса ящура образован 60 белковыми структурными единицами, каждая из которых состоит из четырех полипептидных цепей.

Икосаэдр оптимально решает проблему укладки повторяющихся субъединиц в строгую компактную структуру при минимальном объеме. Только некоторые конфигурации структурных субъединиц могут сформировать поверхности, образовать вершины и грани вирусного икосаэдра. Например, структурные субъединицы аденовируса на поверхностях и гранях формируют шестигранные капсомеры (гексоны), а на вершинах - пятигранные капсомеры (пептоны). У одних вирусов оба вида капсомеров образуются одними и теми же полипептидами, у других -- разными полипептидами. Так как структурные субъединицы разных вирусов различаются между собой, то одни вирусы кажутся более гексагональными, другие -- более сферическими.

Все известные ДНК-содержащие вирусы позвоночных, за исключением вирусов оспы, а также многие РНК-содержащие вирусы (7 семейств) имеют кубический тип симметрии капсида.

Реовирусы, в отличие от других вирусов позвоночных, имеют двойной капсид (наружный и внутренний), причем каждый состоит из морфологических единиц.

Вирусы, обладающие спиральным типом симметрии, имеют вид цилиндрической нитевидной структуры, их геномная РНК имеет вид спирали и находится внутри капсида. Все вирусы животных спиральной симметрии окружены липопротеиновой оболочкой.

Спиральные нуклеокапсиды характеризуются длиной, диаметром, шагом спирали и числом капсомеров, приходящихся на один оборот спирали. Так, у вируса Сендай (парамиксовирус) нуклеокапсид представляет собой спираль длиной около 1 мкм, диаметром 20 нм и шагом спирали 5 нм. Капсид состоит примерно из 2400 структурных единиц, каждая из которых является белком с молекулярной массой 60 кД. На каждый виток спирали приходится 11--13 субъединиц.

У вирусов со спиральным типом симметрии нуклеокапсида укладка белковых молекул в спираль обеспечивает максимальное взаимодействие между нуклеиновой кислотой и белковыми субъединицами. У икосаэдрических вирусов нуклеиновая кислота находится внутри вирионов в скрученном состоянии и взаимодействует с одним или несколькими полипептидами, расположенными внутри капсида.

2. Физические факторы, действие на вирусы физических факторов

Наиболее распространенными физическими методами инактивации вирусов являются гамма- и ультрафиолетовые (УФ) лучи.

Гамма-лучи -- вид ионизирующего излучения, обладающий большой проникающей способностью. В основе действия их лежат два эффекта: прямое и непрямое воздействие. Первое заключается в непосредственном поглощении энергии излучения биологическими молекулами. Наиболее уязвимыми мишенями являются пуриновые и пиримидиновые основания. Непрямое действие -- влияние на объект активных свободных радикалов Н, ОН, Н02 и молекулярных продуктов, например, перекиси водорода, образующихся в среде вследствие радиолиза воды. Перенос энергии радикалов в растворе осуществляется путем диффузии. Действие радикалов может вызвать такие изменения в ДНК, как дезаминирование оснований, дегидроксилирование, разрыв связей между дезоксирибозой и основанием, разрывы нуклеотидных цепей, окисление дезоксирибозы.

В результате реакций, происходящих под влиянием прямого и непрямого действия излучения, возможны различные повреждения структуры нуклеиновых кислот вирусов: разрыв водородных связей, появление сшивок, двухцепочечных разрывов. Белковая оболочка под воздействием радиации повреждается незначительно.

Инактивирующее действие гамма-лучей изучали на различных вирусах: осповакцины, болезни Ауески, простого герпеса, ящура, гриппа, венесуэльского энцефаломиелита лошадей, бешенства, классической чумы свиней и др.

Установлено, что при воздействии гамма-лучей инфекционность вирусов теряется быстрее, чем антигенность. Так, при облучении вируса гриппа в дозе 30 кГр наблюдали полное разрушение инфекционности при сохранении гемагглютинирующей и нейраминидазной активности. Инфекционность вируса кори утрачивалась при дозе облучения 5 кГр, в то время как гемагглютинирующая активность -- при 20 кГр. Гемагглютинирующая активность вирусов японского энцефалита, венесуэльского энцефаломиелита лошадей сохранялась в препаратах, в которых не обнаруживали инфекционный вирус при облучении в дозе 50--60 кГр. Аналогичную устойчивость к облучению обнаружил основной группоспецифический белок VP7 вируса катаральной лихорадки овец.

Инактивирующий эффект гамма-лучей зависит от влажности препарата, температуры, наличия защитных средств.

Схема ПЦР

Установлено, что в водных растворах вирус инактивируется значительно быстрее, чем в сухих препаратах. Более высокая скорость инактивации вирусов в водных растворах по сравнению с сухими препаратами объясняется суммарным действием прямого и непрямого эффекта. При облучении вируса в сухих препаратах, ввиду отсутствия несвязанной воды, непрямое действие практически исключается. С повышением температуры при облучении возрастает радиочувствительность вируса, которую можно ослабить введением в среду различных веществ (гистидина, цистеина, альбумина, сыворотки, желатина и др.) Для инактивации вирусов Коксаки, гриппа и полиомиелита в среде Игла с 2% сыворотки требовалось увеличить дозу более чем в три раза по сравнению с облучением в воде.

Экспериментально доказана возможность применения гамма-лучей для приготовления антигенов и инактивированных вакцин против бешенства, гриппа, оспы, венесуэльского энцефаломиелита лошадей, гепатита В и других инфекций. Применение гамма-излучения позволяет одновременно инактивировать и стерелизовать готовый препарат.

Эффективность УФ-лучей определяется их проницаемостью и адсорбцией биологическими молекулами. Белки поглощают УФ-лучи в меньшей степени, чем нуклеиновые кислоты, и поэтому более устойчивы к их действию.

Ультрафиолетовое облучение вызывает изменения структуры нуклеиновых кислот, заключающиеся в образовании димеров между соседними пиримидиновыми основаниями, а также ковалентных связей между нуклеиновой кислотой и белковой оболочкой. Повреждения ДНК приводят к инактивации вируса герпеса.

Вызывая глубокие изменения в структуре нуклеиновых кислот вирусов, УФ-лучи не оказывают существенного влияния на белковую оболочку, вследствие этого инактивированные вирусы способны сохранять свою антигенную и иммуногенную активность.

Однако такие особенности УФ-излучения как трудность выбора и контроля оптимальной дозы, обеспечивающей инактивацию вируса с сохранением антигенных свойств, а также эффекты экранирования и фотореактивации затрудняют практическое получение безопасных инактивированных препаратов.

Основной причиной, вызывающей инактивацию вируса при нагревании, является нарушение структурной целостности его генома, вызванное разрывом и образованием внутримолекулярных связей в нуклеиновой кислоте.

Инактивированная нагреванием вакцина против вирусной геморрагической болезни кроликов оказалась достаточно иммуногенной. Она вызывала устойчивость к экспериментальному заражению на 5-90-й день после однократного введения.

В процессе получения вакцины против гепатита В из плазмы крови вирусоносителей инактивацию вируса проводили в два этапа: полуфабрикат прогревали при 103°С в течение 90 секунд, а затем инактивированный сорбированный нафосфате алюминия антиген прогревали при 65°С в течение 10 ч. При таком способе происходила инактивация вируса гепатита и сопутствующих вирусов, которые могли присутствовать в донорской крови.

К простым и доступным методам инактивации вирусов относится фотодинамическое воздействие некоторых красителей, таких как метиленовая синька, акридиновый оранжевый, толуидин синий, нейтральный красный и другие, к которым чувствительны многие вирусы. Фотодинамическую инактивацию применяли при изготовлении экспериментальных образцов инактивированных препаратов против клещевого энцефалита, краснухи, болезни Ауески, классической чумы свиней и других вирусов. Обработка вируса Сендай родамином-В, бриллиантовым зеленым и фиолетовым Гофмана сопровождалась частичной модификацией РНК без изменения капсидных белков. Инактивированный препарат обладал высокой иммуногенностью.

Основные показатели качества инактивированных препаратов, предназначенных для профилактической вакцинации, -- безопасность и высокая иммуногенность.

При оценке качества ряда инактивированных препаратов первостепенное значение приобретает контроль авирулентности, направленный на выявление оставшихся жизнеспособных вирионов. Считается, что чем опаснее возбудитель, тем надежнее должны быть условия инактивации и методы контроля ее эффективности. Степень безопасности инактивированных вакцин находится в неразрывной связи с чувствительностью тест-системы, по которой оценивают полноту инактивации вируса. В связи с этим разработка наиболее чувствительных и совершенных методов обнаружения минимальных количеств живого вируса в инактивированных препаратах имеет большое значение. Следует иметь в виду, что, несмотря на стремление достичь полной инактивации вирусных частиц, всегда остается статистическая вероятность того, что какая-то часть из них может выдержать соответствующую обработку. Риск существования очень небольших количеств остаточного инфекционного вируса повышается по мере увеличения масштабов применения вакцины.

3. Понятие "противовирусный иммунитет"

Вирусы - это облигатные внутриклеточные паразиты, использующие для синтеза своих белков биохимический аппарат клетки-хозяина. Они чрезвычайно разнообразны по строению и организации генома - некоторые имеют РНК-геном, состоящий всего из нескольких генов, другие обладают ДНК-геномами с числом генов до двух сотен. Структурно вирус представляет собой просто белковый «футляр», в который упакована нуклеиновая кислота. Обнаружены и еще более простые формы живых организмов:

* вироиды - возбудители болезней растений, состоящие только из нуклеиновой кислоты без белковой оболочки,

* прионы - «инфекционные белки», ассоциированные с дегенеративными неврологическими болезнями животных и человека, включая скрейпи, спонгиозные энцефалопатии крупного рогатого скота и болезнь Крейцфельдта-Якоба.

Вирусы прикрепляются к клеткам хозяина, связываясь со специфическими клеточными рецепторами. Этой специфичностью обусловлен тропизм данного вируса к определенному виду-хозяину или типу клеток. После проникновения вируса в клетку происходит его раздевание - дезагрегация белкового капсида с высвобождением нуклеиновой кислоты. Затем начинается транскрипция и синтез вирусных белков, репликация вирусного генома и, наконец, сборка и созревание нового «поколения» вирусных частиц. Выйдя в межклеточное пространство, они инфицируют близлежащие клетки и ткани. В зависимости от вида вируса и особенностей метаболизма клетки-хозяина этот процесс может различаться в деталях. Так, пикорнавирусам для образования новых вирусных частиц требуется около 8 ч, а ДНК-содержащему цитомегаловирусу человека - до 48 ч.

Механизмы заражения хозяина, персистенции в тканях и патогенеза инфекции широко варьируют среди различных вирусов. Как правило, вирусы проникают во внутреннюю среду организма через слизистые оболочки. Другой, очень эффективный путь их прямого проникновения в кровоток - через поврежденную кожу, например при укусе насекомого или уколе инъекционной иглой. Размножение вирусов обычно происходит в эпителиальных покровах; вслед за этим в некоторых случаях вирусы проникают в кровь, что приводит к их распространению и инфицированию других тканей. Выздоровление может означать полное устранение вируса из организма-хозяина. Однако некоторые вирусы способны оставаться в организме в скрытой форме после затухания острой инфекции и в какой-то момент реактивироваться с образованием новых инфекционных вирусных частиц. Другие вирусы персистируют в инфекционной форме, несмотря на иммунный ответ хозяина. При таких заболеваниях, как скрейпи и болезнь Крейцфельдта-Якоба, вовсе не бывает острой стадии; их возбудители персистируют в организме, что сопровождается медленной инфекцией, и вызывают проявления болезни спустя многие годы после заражения. В отличие от истинных вирусных, прионовые инфекции не стимулируют ни иммунного ответа, ни продукции интерферонов.

Ранняя стадия инфекции, как правило, состоит в противоборстве вируса с защитными системами организма-хозяина. Самый первый защитный барьер - это препятствующие внедрению вирусов кожные покровы и слизистые оболочки организма. В случае нарушения их целостности в действие вступают механизмы экстренной неспецифической защиты - интерфероны, НК-клетки и макрофаги.

Вирусы способны инфицировать клетки иммунной системы

Некоторые вирусы непосредственно инфицируют лимфоциты и макрофаги, вызывая патогенный эффект. Кроме того, иммунокомпетентные клетки служат для вирусов благоприятным местом персистенции. Вирусы в неинфекционной форме локализуются в покоящихся лейкоцитах, активация которых может вызвать и реактивацию вирусов с репликацией инфекционных вирионов.

Вирус иммунодефицита человека инфицирует Т-клетки CD4+

Т-клетки и макрофаги поглощают ВИЧ вследствие того, что вирусный гликопротеин gpl20 связывается с маркером CD4 и с определенными рецепторами для хемокинов, CCR3 и CCR5. Подобным же образом ВИЧ проникает в любую другую антигенпрезентирующую клетку. Противовирусные антитела могут способствовать этому процессу, если клетка обладает Fc-рецептором. По сути это альтернативный способ внедрения вируса в фагоцитарные клетки или механизм, усиливающий проникновение, в том случае когда CD4 присутствует в малом количестве.

Период отсутствия клинических симптомов при ВИЧ-инфекции варьирует у разных больных и может быть весьма длительным; примерно у половины инфицированных ВИЧ-инфекция не прогрессирует в СПИД в течение 10 лет. В этот латентный период инфекции возбудитель присутствует в организме в форме провируса, встроенного в геномную ДНК хозяина, и транскрипции вирусной ДНК не происходит. Активацию вируса и начало транскрипции могут вызвать многие факторы. Например, in vitro воздействие ФНО и ИЛ-6 на латентно инфицированные культуры Т-клеток приводит к повышенной продукции инфекционных вирионов. Этот феномен, вероятно, имеет место и in vivo, так как моноциты ВИЧ-инфицированных больных часто выделяют указанные цитокины в патологически высоком количестве. Возможно, существует цикл высвобождения ФНО и ИЛ-6, в определенной фазе которого происходит усиление транскрипции вирусных генов. Репликация вируса ведет к инфицированию все большего числа клеток и выделению все большего количества цитокинов, причем in vitro ее стимулируют не, только указанные, но и другие цитокины и лимфокины, а также митогены и форболовые эфиры. Элиминации вируса не происходит по различным причинам, в том числе из-за его латентной персистенции, мутирования и прогрессирующей иммунологической недостаточности. Индуцированное вирусами повреждение тканей. Некоторые вирусные инфекции вызывают повреждение тканей и последующую воспалительную реакцию, в результате которой начинают экспонироваться ранее «скрытые» собственные антигены; они могут пройти процессинг и быть презентированы клеткам иммунной системы. Это наблюдается, например, при инфекциях нервной системы, вызванных вирусом Тейлера и вирусом гепатита мыши, когда мишенями для антител и Т-клеток становятся компоненты миелиновой оболочки аксонов.

Молекулярная мимикрия Иммунная система распознает как «чужое» аминокислотную последовательность вирусного белка, который гомологичен одному из белков организма-хозяина. В результате происходит срыв иммунологической толерантности к собственным скрытым антигенам и последующая атака иммунной системы против тканей хозяина.

4. Инактивированная вакцина

Инактивированные вакцины - это иммунопрепараты, в которых содержатся микроорганизмы, обработанные таким образом, что потеряли способность к размножению. Понятие «инактивированный следовательно, относится к жизнеспособности микроорганизмов, входящих в состав данной вакцины. Научные дискуссии на тему, считать ли инактивированных микробов «мертвыми» пли «не мертвыми», имеют лишь второстепенное значение для практических требований борьбы с инфекционными болезнями животных, так как данный возбудитель вместе с утратой способности к размножению теряет и жизнеспособность в смысле «способности к выживанию»; из инактивированных вакцин уже нельзя вновь выделить возбудителя, способного к размножению и тем самым к заражению.

Инактивирование с целью уничтожения способности к размножению и к выживанию микроорганизмов должно сохранить иммуногенные структуры возбудителя в возможно более неизмененном виде. Поэтому прикладные исследования в разработке инактивированных вакцин направлены прежде всего на постоянный поиск «идеального» способа инактивации.

Необходимо изыскание средств и методов инактивации, которые бы необратимо повреждали имеющиеся в нуклеиновых кислотах возбудителя структуры и информации, ответственные за размножение, но оставляли контактными антигенные структуры белково - полисахаридных молекул, ответственных за иммуногенность. На практике именно в этом и заключается проблема изготовления инактивированных вакцин: при инактивации возбудителя утрачивается большая или меньшая часть его иммуногенной активности (что обусловлено повреждением антигенных структур) и одновременно возможность размножения и репликации антигена в организме привитых животных. Поэтому особенно важно, чтобы исходный материал для инактивированных вакцин содержал антиген в максимально высоких концентрациях.

Делаются попытки повысить иммуногенность инактивированных вакцин селекцией особенно иммуногенных штаммов возбудителя и добавлением к ним адъювантов, которые усиливают стимуляцию иммунной системы у прививаемых животных, но не действуют сами по себе как антиген.

Несмотря на все меры, инактивированные вакцины далеко не обеспечивают обычно такой напряженной и длительной защиты, как живые вакцины. К тому же и наступает она гораздо позднее, так как инактивированные вакцины обеспечивают удовлетворительный иммунитет обычно как минимум после одной ревакцинации с интервалом 1-3 недели. Пожалуй, по этим причинам инактивированные вакцины и утратили свое значение, хотя это ни в коем случае не относится к ветеринарии. И в ближайшем будущем они будут использоваться для борьбы с инфекционными болезнями, например в профилактике ящура.

Инактивированные вакцины имеют особенно сложный состав. Они содержат не только иммунизирующие компоненты, но и в форме составных частей сред, инактивирующих веществ, адъювантов и т. д.

Целый ряд сопутствующих соединений, обладающих антигенным, аллергенным и отчасти даже токсическим действием. Вызываемые ими непреднамеренно побочные явления, особенно в форме аллергических реакций, нередко сказываются отрицательно как на самих привитых животных, так и на экономике их содержания. Поэтому для изготовления инактивированных вакцин стремятся применять очищенные антигены, получаемые путем адсорбции, фильтрации, осаждения, экстрагирования, электрофоретического разделения и т.п. кроме того, изучение структуры возбудителя позволяет применять для производства вакцин инактивированные микроорганизмы уже не в цельном виде, а только в виде их иммуногенных компонентов. Уже апробируются так называемые расщепленные вакцины (субъединичные вакцины), которые в принципе содержат только концентрированный иммуногенный частичный антиген данного возбудителя.

В качестве дезинфектантов в практике широко применяются химические соединения, которые прошли проверку на свою пригодность в производстве вакцин. Такие широко известные ранее средства инактивации, как фенол, трикрезол, ацетон, хлороформ, толуол, мертиолат, ныне уже почти не применяются. Из красителей в производстве инактивированных вакцин особенно зарекомендовали себя кристаллвиолет, метиленовый синий, толуидиповый синий и некоторые красители акридинового ряда. Кристаллвиолет (кристаллический фиолетовый} в силу своего щадящего инактивирующего действия находил также широкое применение в изготовлении инактивированных вирусных вакцин, из которых наибольшее значение в борьбе с инфекционными заболеваниями имела кристаллвиолетовая вакцина против чумы свиней.

Особое место среди инактивирующих средств занимает формалин. Он и поныне является наиболее употребляемым средством для обезвреживания токсинов и все еще находит широкое применение при изготовлении инактивированных вирусных вакцин, например формол-адсорбатвакцины против ящура. Формалин особенно пригоден и для производства вакцин из цельных культур бактерий, так как он одновременно и инактивирует бактерии и превращает токсические продукты их обмена в анатоксины. Любопытно, что формалин относительно хорошо и длительно сохраняет антигенную структуру возбудителей. Применение мягких температур {25 °С) помогает ускорить процесс инактивации, не вызывая при этом значительного снижения иммуногенности вакцины.

Препараты для химической инактивации необходимо для каждого конкретного случая очень продуманно выбирать и подвергать тщательной проверке. Многие соединения образуют с белками комплексы с полностью измененными антигенными свойствами. Подобные комплексы, попадают в вакцину

Дальнейшую проблему создает сам процесс инактивации. Чем меньше добавляется химических соединений, тем лучше, очевидно, сохраняются иммуногенные структуры инактивируемого возбудителя, но и тем больше вероятность того, что вирулентные микроорганизмы переживут процесс инактивации. Необходима большая предварительная работа, чтобы в зависимости от конкретного возбудителя, состава культуральной среды и используемого средства инактивации удалось найти наилучшую методику этого процесса в том, что касается соотношения компонентов, длительности и температурного режима.

Применение тепла (прогрев) для инактивирования возбудителей в производстве вакцин не оправдало себя. Иммунизирующие свойства бактериальных и вирусных суспензий заметно ослабляются или полностью разрушаются при прогревании в течение одного часа уже при 56 °С. Применение ультразвука, ультрафиолетового света и ионизирующего излучения, длительность действия которых может быть четко определена, в принципе возможно, но пока еще мало используется в практике производства ветеринарных вакцин.

5. Губкообразная энцефалопатия КРС

Губкообразная энцефалопатия - инфекционная медленно развивающаяся прионная трансмиссивная болезнь взрослого крупного рогатого скота, характеризующаяся длительным, до 2,5-8 лет, инкубационным периодом, нервным синдромом, развитием диффузной дистрофической энцефалопатии головного и спинного мозга без признаков воспаления (нейроны и серое вещество мозга пронизаны вакуолями и напоминают губку) и 100 % летальностью.

Историческая справка: ГЭ КРС была зарегистрирована впервые в ноябре 1985 г. в Англии под названием "болезнь бешеной коровы". Существует мнение, что эта болезнь существовала в Европе раньше. Название "губкообразная энцефалопатия" применительно к крупному рогатому скоту было введено G. Welles etal. (1987) для обозначения симптомокомплекса новой болезни, при которой нейроны и серое вещество мозга имеют губкообразную структуру. Фактически одновременно болезнь установили в Ирландии, а с 1990-1991 гг. МЭБ информирует о неблагополучии по ней Швейцарии и Франции. В последующем болезнь быстро распространялась и была объявлена как особо опасная (notijicable disease). В настоящее время установлено, что ГЭ КРС появилась в результате экс - позирования на крупном рогатом скоте скрейпи (скрепи) - подобного агента (возбудителя скрейпи овец), находившегося в мясо-костной муке (МКМ), которая входила в рацион этих животных (Tirrel D. A. J., Kimberlin R.Н., 1992 и др.). В МКМ с 1984 г. стали добавлять также субпродукты, полученные при убое КРС, что также способствовало значительному увеличению случаев ГЭ. Подтверждением этому явилось уменьшение, а затем и быстрый спад эпизоотии в Англии после введения в июле 1988 г. запрета на кормление крупного рогатого скота белками, полученными от жвачных животных.

Этиология: В настоящее время практически общепринята прионная концепция ГЭ КРС. Прион - от англ. proteinaceus infectius particle, что в переводе означает "белковая инфекционная частица". Природу приона долгое время не удавалось установить ни вирусологам, ни бактериологам.

Инфекционность головного мозга сохранялась после кипячения, после воздействия рентгеновских лучей, воздействия ферментов и других фак-торов. Инфекционную природу приона установил американский исследователь биохимик S.В. Prusiner в 1982 г. Он взял мозговую ткань зараженных хомяков (в мозге которых накапливается наибольшая концентрация инфекционного агента) и постепенно начал ее "чистить", одновременно строго следя за сохранением инфекционной способности. Оказалось, что инфекционность связана с низкомолекулярным белком, не содержащим никакой нуклеиновой кислоты. Это было открытие нового класса инфекционных агентов, принципиально отличающихся от простейших, бактерий и вирусов, которые обязательно содержат одну из двух нуклеиновых кислот, а иногда и обе одновременно. Прионный белок РР существует в двух изоформах: нормальный или клеточный РрРс и анормальный, патологический Р Р (sc - скрейпи). Функция нормального РгРс и факторы, вызывающие его переход в анормальную форму, остаются до конца неизученными. Нормальные прионы имеются у всех представителей животного мира - от нематод до млекопитающих. Они представляют собой компонент мембраны нейрона, участвуют в клеточном обмене, подавляют возрастные процессы.

Эпизоотологические данные: В естественных условиях заболевает ГЭ крупный рогатый скот в возрасте от 2 до 11 лет, при этом чаще восприимчивы 4-летние животные, а также парнокопытные шести (антилопа южно-африканская, куду и ньяла, сернобык, аравийский орикса и др.) и кошачьи 4 видов. Болезни больше подвержены животные молочных стад (по сравнению с мясными). Заболевают ГЭ КРС в основном коровы, реже - племенные (старше 2 лет) быки. Наиболее часто заболевают животные гол - штинофризской породы, установлена генетическая предрасположенность отдельных индивидуумов к ГЭ КРС.

Патогенез. Считается, что патогенный прион, попав в организм, как правило, алиментарным путем, вначале реплицируется в селезенке и других органах системы мононуклеарных фагоцитов (лимфоидных органах), а затем в мозгу. Как нормальный, так и патогенные прионы имеют одинаковую последовательность аминокислот, что объясняет иммунную толерантность в отношении PrPsc. При попадании инфекционного прионного белка в здоровый организм в результате соединения одной молекулы инфекционного прионного белка PrPsrc одной молекулой клеточного (нормального) прионного белка РгРс в молекуле последнего происходят пространственные изменения: две из четырех спирально завитых структур в молекуле клеточного прионного белка вытягиваются. Именно это пространственное изменение приводит к тому, что молекула такого белка становится инфекционной Р, Psc+ PrPc = PrPsc и т.д. При этом чужой прион встраивается в цитоплазматическую мембрану нейрона, инактивирует репрессор, включает в действие до сих пор молчавший ген, который начинает интенсивно работать, тем самым обеспечивается синтез собственного белка - патогенного приона, который становится нерастворимым и непригодным для усвоения организмом, его накопление приводит к гибели клетки и развитию нейродегенеративных процессов. Под действием приона, излюбленным местом локализации которого является головной мозг, развивается энцефалопатия, т.е. в мозжечке, стволовой части головного мозга происходит вакуолизация нейронов и серого мозгового вещества, имеет место пролиферация астроцитов. При этом воспалительной реакции нет.

Течение и симптомы болезни: Инкубационный период составляет от 2,5 до 8 лет, в отдельных случаях он может растянуться на весь период жизни. Болезнь протекает без повышения температуры тела животного, при сохранившемся аппетите. Несмотря на нормальный аппетит, у них снижается уровень молочной продуктивности. Клинически проявление болезни наблюдается у животных старше 2 лет и характеризуется признаками поражения центральной нервной системы. При этом обнаруживают три типа нервных явлений. Первый тип нервных явлений характеризуется развитием у животных чувства страха, нервозности, особенно при входе в помещение, агрессивности (которая является лишь следствием нервного состояния животного), скрежета зубами, беспокойства, боязливости, перемены иерархического места в стаде, стремления отделиться от стада, возбудимости, дрожания отдельных участков тела или всего тела, нераспознаванием препятствий, ляганием при нормальном обращении, атаксии задних конечностей (корова поднимается как лошадь), частых движений ушами, облизывание носа, почесывание головы ногой и о различные предметы. Подобные симптомы отмечены примерно у 98 % животных. Для второго типа нервных явлений характерны двигательные расстройства: рысистые движения, "загребание" передними конечностями, "подкашивание" задних - при быстром повороте, падение животных, приподнятый хвост. Подобные симптомы обнаруживают у 98 % больных животных. При третьем типе нервных явлений происходит нарушение чувствительности - имеет место гиперестезия при шуме и прикосновении. Регистрируется в 95 % случаев. Продолжительность болезни от нескольких недель до 12 месяцев и более. Несмотря на отдельные случаи ремиссии, болезнь имеет тенденцию к прогрессированию и заканчивается летально.

Диагностика: Диагноз на губкообразную энцефалопатию устанавливают на основании патогистологических исследований с обязательным учетом клинико-эпизоотических особенностей, характерных для указанной болезни. Как дополнительный метод для обнаружения в экстрактах мозга больных животных специфических фибрилл используют электронную микроскопию. При подозрении на ГЭ КРС в ветеринарную лабораторию следует направлять головной мозг (целиком) вместе с мягкой головной оболочкой и грудной отдел спинного мозга от вынужденно убитых в терминальной стадии или павших коров.. В стадии разработки находится комплекс методов: иммуноблотинга, иммуногистохимический, ИФА с применением наборов Те Se У (фирма "Bio-Rad"), биопроба и др. С целью мониторинга за эпизоотической ситуацией по ГЭ КРС в Республике Беларусь проводят исследование головного мозга не менее чем от 0,01 % крупного рогатого скота, подвергаемого убою, в возрасте старше 30 месяцев. Диагноз на ГЭ КРС считается установленным в одном из следующих случаев: при выявлении характерных морфологических изменений при гистологическом исследовании головного мозга; при обнаружении прионного белка методом И ФА, ПЦР; при положительной биопробе.

Мероприятия по профилактике и ликвидации ГЭ КРС: При ГЭ КРС не вырабатывается ни клеточного, ни гуморального иммунитета, поэтому до сих пор не создано никакой вакцины. В этом направлении проводятся исследования. Отсутствие способов лечения и специфической профилактики свидетельствует в пользу общей профилактики, которая предусматривает запрещение использования для корма крупного рогатого скота мясо-костной муки или отходов переработки животных. При падеже животных с клиническими признаками, свойственными ГЭ КРС, проводят следующие мероприятия: труп животного доставляют на скотомогильник или на специально подготовленную, удаленную от фермы территорию; отделяют голову по сочленению затылочной кости и атланта, упаковывают в двойной целлофановый пакет и немедленно доставляют в областную лабораторию или ГУ "Белгосветцентр" (не позже 6-8 ч после падежа). Общее вскрытие не производится; участок грунта, загрязненный кровью, выкапывают на глубину не менее 30-40 см и на расстоянии 10-15 м (в зависимости от состояния грунта), упаковывают в целлофановый мешок и вывозят на место утилизации; труп животного помещают в забетонированную яму Беккари глубиной не менее 3 м и засыпают хлорной известью. Наиболее эффективным способом уничтожения трупов является их сжигание; при необходимости вынужденного или диагностического убоя подозрительных в заболевании губкообразной энцефалопатией крупного рогатого скота коров направляют на мясокомбинат, обязательно согласовывая график поставки и убоя этих животных только на санитарной бойне. При установлении диагноза на ГЭ КРС хозяйство (ферму) объявляют неблагополучным и вводят карантин. По условиям карантина запрещаются: продажа или ввод нового поголовья в неблагополучный пункт; перегруппировка животных без разрешения ветеринарного специалиста хозяйства; совместный выпас животных из неблагополучных по ГЭ КРС и благополучных ферм, в том числе личного сектора, на одних пастбищах; вывоз фуража (сена, соломы, комбикормов и прочих кормов), к которым больные животные имели доступ. Такие корма разрешается использовать только другим видам животных (лошадям, свиньям), а при невозможности - утилизировать или сжигать. Племенная работа проводится по принципу "замкнутого цикла", не допуская перевода приплода И коров на благополучные фермы. Животных, имевших контакт с больными ГЭ КРС коровами, и их потомство изолируют, дополнительно проводят бонитировку ушными бирками (ошейниками) и ведут клиническое наблюдение в течение 24 месяцев. Вывоз этих животных и их потомства допускается только на мясокомбинат. Оптимальным методом удаления животных из стада является одномоментная сдача на мясокомбинат.

Список литературы

1) В.Н. Сюрин. Ветеринарная вирусология Москва Агропромиздат, 1991 г.

2) О.М. Вольпина, Рыбаков С.С., Кравчук М.В. Губкообразная энцефалопатия КРС и передача ее человеку через мясо больных животных Москва, 2001 г.

3) Зуев В.А. Знакомьтесь: ваш смертельный друг! (Губкообразная энцефалопатия КРС). Москва, 2001 г.

4) Акбаев М.Ш., Водянов А.А., Косминков Н.Е. и др. Паразитология и инвазионные болезни животных: Учебник для вузов - Москва, 2001 г.

5) Лютинский С.И., Степин В.С. Практикум по патологической физиологии сельскохозяйственных животных. Учебник. - М., 2001.

6) Основы ветеринарии. - М., 2001.Троценко Н.И., Белоусова Н.И., Преображенская Э.А. Практикум по ветеринарной вирусологии. - М., 1989.

Размещено на Allbest.ru