Вирусы растений, их классификация и вызываемые ими заболевания

Передается вирусная инфекция от растения к растению различными путями: механическим поражением растения и внесением зараженного сока, например, при пересадке, пикировке или подвязке растений, прививкой больных растений на здоровые, то есть при всех работах с растениями, когда сок зараженного растения может попасть на руки цветовода, а при дальнейшем контакте — на здоровые растения.

Источником опасности являются также насекомые — тли, цикады, щитовки, трипсы. Эти насекомые, имеющие сосущий ротовой аппарат, прокалывают с помощью стилета растительные клетки, не вызывая быстрой их гибели, и вносят вирус в растение.

Симптомы вирусных болезней очень разнообразны, некоторые из них напоминают симптомы грибных и бактериальных болезней, а также болезней неинфекционного характера (увядание растений, некрозы тканей и другие). Это осложняет диагностику вирусных болезней, и иногда для их точного определения требуется проведение специальных исследований.

Однако в ряде случаев болезни, вызываемые вирусами, имеют своеобразные симптомы, которые объединяют в две большие группы: мозаики и желтухи.

Мозаика характеризуется неравномерной расцветкой пораженных органов (листьев), чередованием темно-зеленых и светло-зеленых участков или пятен разной величины и формы. Мозаичная расцветка часто имеет различные узоры: дуги, кольца, полоски, черточки, извилистые линии. При некоторых болезнях мозаичная расцветка обнаруживается на лепестках. Кроме изменения окраски, нередко происходит деформация листовой пластинки: морщинистость, курчавость, нитевидность. Мозаика проявляется в распаде хлоропластов, что ведет к ослаблению фотосинтеза, а затем к отмиранию отдельных клеток и участков ткани.

Мозаичные болезни могут вызывать отставание в росте, но резко выраженной задержки роста не наблюдается. В зависимости от типа вируса симптомы могут проявляться более или менее ярко. При хорошем уходе и постоянных подкормках растения могут маскировать симптомы заболевания — лишь ил молодых листьях видна характерная мозаичность.

Желтухи характеризуются равномерным обеднением листьев хлорофиллом, из-за чего они приобретают желтоватую или светлую окраску — общий хлороз. В листьях накапливается много крахмала, поэтому они становятся более жесткими и хрупкими, в некоторых случаях при сжатии не мнутся, а ломаются с хрустом. При поражении желтухой наблюдаются сильная задержка роста и развития растения и различные уродства цветков.

Вирусные болезни типа желтухи часто поражают преимущественно сосудистую систему растений, вызывают гипертрофию ситовидных трубок, омертвение клеток, в результате чего задерживается отток питательных веществ, вырабатываемых листьями, и клетки забиваются крахмалом. Вирусные желтухи сильнее угнетают растение, чем мозаики, поскольку пораженными оказываются не отдельные органы (листья, лепестки), а вся сосудистая система.

Фитопатогенные вирусы поражают широкий круг растений из различных семейств. При этом один и тот же вид растения может быть хозяином многих вирусов. Каждый вирус имеет определенный круг растений-хозяев, т. е. растений, восприимчивых к данному вирусу, в клетках которых он может размножаться, давая новые поколения вирусных частиц. Например, некоторые вирусы, поражающие землянику (род Fragaria), не вызывают заболевания у растений других родов. А для вируса бронзовости томатов характерен широкий круг хозяев: в этом списке растения 166 видов из 34 семейств, относящихся как к классу однодольных, так и к классу двудольных.

Вирусные инфекции растений существенно отличаются от вирусных инфекций животных и микроорганизмов.

Во-первых, фитопатогенные вирусы проникают в клетки растений через повреждения в клеточной оболочке при ее механическом травмировании или в результате прокалывания ротовыми органами членистоногих переносчиков.

Во-вторых, растение, инфицированное вирусом становится его постоянным носителем. При этом вирус проникает практически во все органы и ткани инфицированного растения (за исключением вирусов, имеющих тканевую специфичность).

Поражение вирусами чаще бывает системным, реже локальным. При системном поражении вирусные частицы способны перемещаться из клетки в клетку по плазмодесмам, через межклеточную жидкость, по проводящим элементам в другие органы растений. Клетки растений при системном заражении могут накапливать вирус в значительных количествах, оставаясь жизнеспособными.

Локальное поражение может объясняться двумя причинами: тканевой специфичностью и местной некротизацией ткани, в результате чего происходит локализация вирусной инфекции в месте проникновения вируса в ткани растения.

Часто растения реагируют на инфекцию обоими типами симптомов, и локальная некротизация тканей в местах проникновения вирусов сочетается с развитием системной инфекции растения, которая также может приводить к местной или системной некротизации тканей разных органов.

Перемещение вирусов в растении происходит по плазмодесмам, через межклеточную жидкость, по флоэме и ксилеме. Скорость распространения зависит от температуры: чем выше температура, тем выше скорость. По флоэме вирусы могут распространяться со скоростью несколько сантиметров в час. Большинство вирусов передвигается с током углеводов по флоэме, реже – по ксилеме.

Вирусы накапливаются только в тех клетках, где происходит их воспроизводство. В сосудах они практически не способны размножаться. Максимальное количество вирусных частиц, накапливающихся в клетке, зависит от вида растения-хозяина. Например, в клетках листьев табака накапливается в 10 раз больше вирусов табачной мозаики, чем в листьях томата.

Семейство Пикорнавирусы. Вирусы полиомиелита. Структура вириона, культивирование. Резистентность к химическим и физическим факторам. Патогенность для человека, иммунитет, лабораторная диагностика, профилактика

Пикорнави́русы (лат. Picornaviridae, от pico - маленький и rna - РНК) - семейство, объединяющее маленькие икосаэдрические вирусы высших позвоночных. Вирусы из семейства Picornaviridae имеют размеры 17-40 нм; кубический тип симметрии; содержат (+)РНК, линейную, однонитчатую, обладающую инфекциозностью; состоят из 60 капсомеров; суперкапсида нет. Вирусы не имеют липидов, устойчивы к эфиру и детергентам.

В семействе имеются роды: Enterovirus, Parechovirus, Hepatovirus, Rhinovirus, Cardiovirus, Aphtovirus.

Представители рода Enterovirus: вирус полиомиелита (вызывает воспаление серого вещества мозга), вирус Коксаки А и В (вызывают различные по клинике заболеванияя: герпангину, эпидемическую миалгию, эпидемическую плевродинию, асептический серозный менингит, энцефаломиокардит новорожденных), вирус ЕСНО (различные заболевания преимущественно в детском возрасте), вирус гепатита А.

Вирусы рода Rhinovirus вызывают ОРВИ. Вирусы рода Aphtovirus вызывают эпидемии крупного рогатого скота и свиней.

Таксономия: семейство Picornaviridae, род Enterovims, вид Poliovirus.

Структура. Размеры вируса — 27-30 нм. По структуре полиовирусы — типичные представители рода Enterovirus. РНК-содержащие вирусы.

Морфология: мелкие, просто организованные вирусы, сферической формы, состоят из одноцепочечной РНК и капсида. Вирус имеет особенности: не содержит гемагглютинина, не культивируется в курином эмбрионе и в организме экспериментальных животных.

Культивирование: Хорошо репродуцируются в первичных и перевариваемых культурах клеток из тканей человека и сопровождается цитопатическим эффектом. В культуре клеток под агаровым покрытием энтеровирусы образуют бляшки.

Вирус устойчив во внешней среде (в воде сохраняется до 100 суток, в испражнениях — до 6 мес), хорошо переносит замораживание. Не разрушается пищеварительными соками. Разрушается при нагревании до 50 градусов Цельсия в течение 30 минут. Быстро погибает при кипячении, под действием ультрафиолетового облучения и при высушивании. Даже незначительные концентрациихлора инактивируют вирус. К антибиотикам нечувствителен

Антигенные свойства: Различают 3 серотипа внутри вида: 1, 2, 3, не вызывающие перекрес­тного иммунитета. Все серотипы патогенны дл человека.

Патогенез и клиника. Источник инфекции - человек (больной или переносящий заражение бессимптомно); возбудитель выделяется через рот (несколько суток), а затем с испражнениями (несколько недель, а иногда и месяцев). Заражение может произойти воздушно-капельным путём, но чаще — при попадании в рот активного вируса (через загрязнённые руки, пищу). Механическим переносчиком вируса могут быть мухи. Входными воротами служат слизистые оболочки верхних дыхательных путей и пищеварительного тракта. Первичная репродукция вирусов происходит в лимфатических узлах глоточного кольца и тонкой кишки. Из лимфатической системы вирусы проникают в кровь, а затем в ЦНС, где избирательно поражают клетки передних рогов спинного мозга (двигательные нейроны). Инкубационный период продолжается в среднем 7—14 дней. Различают 3 клинические формы полиомиелита: паралитическую, менингеальную (без параличей), абортивную (легкая форма). Заболевание начинается с повышения температуры тела, общего недомогания, головных болей, рвоты, болей в горле.

Иммунитет. После перенесенной болезни остается пожизненный типоспецифический иммунитет. Иммунитет определяется наличием вируснейтрализующих антител, среди которых важная роль принадле­жит местным секреторным антителам слизис­той оболочки глотки и кишечника (местный иммунитет). Пассивный естественный иммунитет сохраняется в течение 3—5 недель после рождения ребенка.

Микробиологическая диагностика . Материал для исследования - кал, отделяемое носоглотки, при летальных исходах — кусочки головного и спинного мозга, лимфатические узлы.

Вирусы полиомиелита выделяют путем заражения исследуемым материалом первичных и перевиваемых культур клеток. О репродукции вирусов судят по цитопатическому действию. Идентифицируют вы­деленный вирус с помощью типоспецифических сывороток в реакции нейтрализации в культуре клеток. Важное значение имеет внутривидовая дифференциация вирусов, которая позволяет отличить патогенные штаммы от вакцинных штаммов, выделяющихся от людей, иммунизированных живой полиомиелитной вакциной. Различия между штаммами выявляют с помощью ИФА, реакции нейтрализации цитопатического действия вируса в культуре клеток со штаммоспецифической иммунной сывороткой, а также в ПЦР.

Серодиагностика основана на использовании парных сывороток больных с примене­нием эталонных штаммов вируса в качестве диагностикума. Содержание сывороточных иммуноглобулинов классов IgG, IgA, IgM оп­ределяют методом радиальной иммунодиффузии по Манчини.

Лечение . Патогенетическое. Применение гомологичного иммуноглобулина для предупреждения развития паралитических форм ограничено.

Профилактика . Основной мерой профилактики полиомиелита является иммунизация. Первая инактивированная вакцина для профилактики – создавала общий гуморальный иммунитет, не формировала местной резистентности слизистых оболочек ЖКТ, не обеспечивала надежную защиту.

Пероральная живая культуральная вакцина из трех серотипов штаммов. Используют для массовой иммунизации детей, она создает стойкийобщий и местный иммунитет.

Неспецифическая профилактика сводится к санитарно-гигиеническим мероприятиям.

В 50-х гг. ХХ в. были созданы две вакцины против полиомиелита:1. Инактивированная формалином вакцина Дж. Солка.2. Живая вакцина А. Себина из аттенуированных им штаммов полиовирусов I, II и III типов. Обе вакцины – убитая и живая – являются достаточно эффективными, однако в нашей стране отдается предпочтение живой вакцине, так как вакцинные штаммы, размножаясь в эпителиальных клетках кишечного тракта, выделяются во внешнюю среду и, циркулируя в коллективах, вытесняют дикие штаммы полиовирусов. По рекомендации ВОЗ, прививки против полиомиелита являются обязательными и проводятся начиная с 3-месячного возраста и до 16 лет.

Семейство Пикорнавирусы. Вирус гепатита А. Структура вириона, культивирование. Резистентность к химическим и физическим факторам. Патогенность для человека, иммунитет, лабораторная диагностика, профилактика

Вирусный гепатит А –инфекционная болезнь человека, характеризующаяся преимущественным поражением печени и проявляющаяся клинически интоксикацией и желтухой.

Структура. Вирус гепатита А имеет сферическую форму, диаметр вириона – 27 нм. Геном представлен однонитевой + РНК. Суперкапсид отсутствует. Тип симметрии кубический – икосаэдр. Капсид имеет 32 капсомера, он образован четырьмя полипептидами (VP1 – VP4). По своим свойствам вирус гепатита А отнесен к роду Heparnovirus, семейству Picornaviridae.

Культитвирование. HAV хорошо размножается в организме шимпанзе, павианов, гамадрилов и игрунковых обезьян (мармозеток). Длительное время вирус не умели культивировать. Лишь в 1980-х гг. удалось получить культуры клеток, в которых HAV размножается. Вначале для этих целей использовали перевиваемые линии клеток почки эмбриона макака-резус (культура FRhK-4), а сейчас – перевиваемую линию клеток почек зеленых мартышек.

Резистентность. Вирус относительно устойчив к высокой температуре, кислотам, жирорастворителям (отсутствуют липиды), дезинфицирующим средствам, хорошо переносит низкую температуру. Все это способствует длительному сохранению его во внешней среде. При комнатной температуре он выживает несколько недель, при 60 °C частично утрачивает инфекциозность через 4 – 12 ч, полностью – через несколько минут при 85 °C. Высокорезистентен к хлору, благодаря чему способен проникать в водопроводную воду через барьеры водоочистных сооружений.

Эпидемиология. Вирус гепатита А обладает высокой патогенностью для человека. По заключению ВОЗ (1987 г.), для возникновения болезни достаточно заражения всего одним вирионом. Однако практическая заражающая доза, вероятно, значительно выше. Источником инфекции является только инфицированный человек. Вирус выделяется в большом количестве с испражнениями за 12 – 14 дней до появления желтухи и в течение 3 нед. желтушного периода. Существенных различий в выделении возбудителя у больных желтушными, безжелтушными и бессимптомными формами гепатита А не выявлено. Способ заражения – фекально-оральный, главным образом водный, а также бытовым и пищевым путем. Основной (первичный) путь передачи вируса – водный. Возможно также заражение воздушно-капельным путем. Восприимчивость населения всеобщая. Болеют преимущественно дети в возрасте до 14 лет. Болезнь имеет выраженную осенне-зимнюю сезонность.

Патогенез, клиника. Инкубационный период варьирует от 15 до 50 дней, что зависит от величины заражающей дозы вируса, но в среднем составляет 28 – 30 дней. Попав в организм, вирус гепатита А размножается в регионарных лимфатических узлах, проникает в кровь, а затем в клетки печени и вызывает острый диффузный гепатит, который сопровождается поражением гепатоцитов и ретикулоэндотелиальных элементов печени и снижением ее дезинтоксикационной и барьерной функций. Повреждение гепатоцитов возникает не за счет прямого действия вируса, а в результате иммунопатологических механизмов.

Постинфекционный иммунитет прочный и длительный, обусловлен вируснейтрализующими антителами и клетками иммунной памяти.

Методы микробиологической диагностики. Для диагностики гепатита А (кроме заражения животных – шимпанзе, мармозет, павианов, которых у нас нет) предложены различные иммунологические методы: реакция связывания комплемента (иммунологич. р-я), иммунофлуоресцентный метод, гемагглютинация иммунного прилипания (комплекс вирусный антиген + антитело в присутствии комплемента адсорбируется на эритроцитах и вызывает их склеивание). Однако возможности применения этих методов ограничены из-за отсутствия специфических вирусных антигенов, а реакция иммунофлуоресценции требует биоптатов печени, что нежелательно. Надежным и специфическим является метод иммунной электронной микроскопии, однако он очень трудоемкий. Поэтому пока единственной приемлемой иммунологической реакцией является метод иммуносорбентного анализа твердой фазы в виде ИФМ или РИМ, особенно в модификации «захвата» иммуноглобулинов класса M. В нашей стране для этой цели предложена тест-система – «ДИАГН-А-ГЕП». Принцип работы этой тест-системы следующий. На стенках полистироловых луночек сорбируются вначале антитела к иммуноглобулинам класса М (антииммуноглобулины М), затем добавляется исследуемая сыворотка больного. Если в ней есть антитела класса IgM, они будут связываться анти-антителами М, затем добавляется специфический вирусный антиген (вирус гепатита А), который получают путем выращивания в культуре клеток. Система промывается, и к ней добавляются противовирусные антитела, меченные пероксидазой хрена. Если произошло взаимодействие всех четырех компонентов системы, возникает четырехслойный «сэндвич»:1) антииммуноглобулины М, 2) иммуноглобулины М (против вируса гепатита А – в исследуемой сыворотке больного), 3) вирусный антиген, 4) антивирусные антитела, меченные ферментом.

Для обнаружения этого комплекса в луночки добавляют субстрат для фермента. Под влиянием фермента он разрушается, и образуется окрашенный продукт. Интенсивность окраски можно измерить количественно с помощью спектрофотометра или фотоколориметра. Преимущество метода «захвата» IgM состоит в том, что антитела этого класса иммуноглобулинов появляются при первичном иммунном ответе и свидетельствуют об активной стадии инфекции, они исчезают после перенесенного заболевания. Противовирусные антитела, относящиеся к классу IgG, напротив, длительное время сохраняются после перенесенного заболевания, обеспечивая приобретенный иммунитет.

Специфическая профилактика. Ранее широко применявшаяся серопрофилактика гепатита А с помощью гамма-глобулина себя не оправдала, поэтому основной упор был сделан на проведение вакцинопрофилактики. С этой целью разрабатываются и уже используются различные варианты вакцин. В России эффективная вакцина против гепатита A была получена еще в 1995 г., и сейчас она успешно применяется.

Лечение. В связи с тем что при вирусных гепатитах нарушена продукция интерферонов, для лечения гепатитов, в том числе гепатита A, применяют интерферон и индуктор его эндогенного синтеза амиксин.

Семейство Парамиксовирусы. Вирус кори. Структура вириона, культивирование. Резистентность к химическим и физическим факторам. Патогенность для человека, иммунитет, лабораторная диагностика, профилактика

В семейство Paramyxoviridae включены 4 рода, включающие возбудителей, патогенных для человека: Paramyxovirus – (вирусы парагриппа 1 и 3 серотипов), Rubulavirus (вирусы парагриппа 2 и 4 типов и вирус эпидемического паротита),Morbillivirus – (вирус кори, подострого склерозирующего панэнцефалита, чумы крупного рогатого скота и собак),Pneumovirus – респираторно-синтициальный вирус (RS). Они передаются респираторным механизмом.

Эти вирусы имеют спиральную симметрию, геном образован линейной, несегментированной молекулой (-)РНК, связанной с NP-белком (рис.22). Средний размер вириона 100-200 нм. Оболочка содержит два гликопротеида: HN (обладает гемагглютинирующей и нейраминидазной активностью), F (ответственный за слияние, проявляет гемолитическую и цитотоксическую активности) и белок слияния М (формирует внутренний слой вирусной оболочки). Репликация вируса происходит в цитоплазме клеток хозяина, в результате чего образуются многоядерные клетки-симпласты.

Корь (лат. morbilli) – острое вирусное заболевание преимущественно детского возраста, характеризующееся общей интоксикацией, повышением температуры, катарами слизистых оболочек дыхательных путей и макулопапулезной сыпью.

Морфологически он сходен с другими парамиксовирусами: диаметр вириона 150 – 250 нм, геном вируса представлен однонитевой нефрагментированной - РНК длиной в 15 900 нуклеотидов, включенной в спиральный нуклеокапсид.Подобно другим парамиксовирусам, вирус кори обладает гемагглютинирующей, гемолитической и симпластообразующей активностью, но у него отсутствует нейраминидаза. Вирион имеет округлую форму, снаружи покрыт липопротеиновым суперкапсидом. Основные антигены — поверхностные гликопротеины F, H и нуклеокапсидный белок NP. Все известные штаммы вируса кори идентичны в антигенном отношении. Подобно другим парамиксовирусам, вирус кори обладает гемагглютинирующей, гемолитической и симпластообразующей активностью, но у него отсутствует нейраминидаза.

Лабораторные животные к вирусу кори маловосприимчивы. Только у обезьян вирус вызывает болезнь с характерными клиническими симптомами, причем в естественных условиях обезьяны могут заражаться от людей. В куриных эмбрионах вирус кори размножается плохо. Для его выделения используют первично-трипсинизированные культуры клеток почек обезьян или эмбрионов человека, в которых вирус при размножении вызывает характерный цитопатический эффект (образование гигантских многоядерных клеток – симпластов и синцитиев – и зернистых включений в цитоплазме и ядре). Однако вирус кори может быть адаптирован и к клеточным культурам из почки собак, телят или к клеткам амниона человека, а также к различным перевиваемым линиям. Вирус может оказывать мутагенное действие на хромосомы клеток.

Вирус нестоек, быстро инактивируется в кислой среде, снижает свою активность при температуре 37 °C, при 56 °C погибает через 30 мин, легко разрушается жирорастворителями, детергентами, очень чувствителен к солнечному свету и во внешней среде быстро погибает. Устойчив к низкой температуре (–70 °C). Эти обстоятельства следует учитывать при транспортировке и хранении живой противокоревой вакцины.

Особенности эпидемиологии. Источником инфекции является только больной человек. Он становится заразным с последнего дня инкубационного периода и до 4 – 5-го дня после появления сыпи.

Особенности патогенеза и клиники кори. Заражение происходит воздушно-капельным путем. Вирус размножается в эпителиальных клетках слизистой оболочки носоглотки, трахеи и бронхов. Проникая в кровь, вызывает поражение клеток эндотелия сосудов, вследствие чего появляется сыпь. Наиболее характерным симптомом является образование на слизистой оболочке щек пятен Коплика – Филатова. Инкубационный период около 10 дней. Картина болезни настолько характерна, что диагноз легко ставится клинически. В продромальном периоде – явления ОРЗ (ринит, фарингит, конъюнктивит). Дифференциальное диагностическое значение имеет появление пятен Коплика – Филатова. Сыпь папулезного характера появляется обычно на четвертый день после повышения температуры, сначала на голове (лоб, за ушами), а затем распространяется по всему телу. Температура тела нормализуется к 7 – 8-му дню. Наиболее частое осложнение – пневмония, а в раннем периоде заболевания – отек гортани, круп. Очень редко корь протекает в необычной, тяжелой форме – в виде острого коревого энцефалита, чаще у детей старше 8 – 10-летнего возраста.

Лабораторная диагностика проводится в случае необходимости. Предложена тест-система для идентификации генома вируса кори на основе однопробирочного варианта реакции обратной транскрипции в сочетании с ПЦР (с использованием модифицированной полимеразы). Для выделения вируса исследуемым материалом (слизь из носоглотки, кровь за сутки до появления сыпи) заражают культуры клеток. Идентифицируют вирус с помощью РИФ, РТГА и РН в культурах клеток. Для мониторинга состояния иммунитета применяют РТГА, ИФМ и РСК.

Специфическая профилактика кори. Единственный радикальный способ борьбы с корью – вакцинопрофилактика. Для этой цели используют высоко эффективные живые вакцины из аттенуированных штаммов кори. Прививка от кори обеспечивает человеку иммунитет на достаточно длительный промежуток времени – в среднем на 20-25 лет.