Полиовирус: строение и патогенез¶

Полиовирус (лат. Poliovirus hominis) — РНК-содержащий вирус рода Enterovirus семейства Picornaviridae, возбудитель полиомиелита — острого инфекционного заболевания, поражающего преимущественно нервную систему. Относится к группе энтеровирусов, передаётся фекально-оральным и, реже, воздушно-капельным путём. Вирус был выделен в 1908 году австрийскими исследователями Карлом Ландштейнером и Эрвином Поппером. Существуют три серотипа полиовируса (типы 1, 2 и 3), различающиеся по антигенным свойствам; тип 1 наиболее часто вызывает эпидемии и паралитические формы.

¶Строение и свойства

Полиовирус — один из наиболее изученных вирусов; его структура послужила моделью для понимания биологии многих РНК-вирусов.

• Генетический материал — одноцепочечная РНК положительной полярности длиной около 7500 нуклеотидов. Она выполняет одновременно функции матричной РНК и генома, что позволяет вирусу сразу синтезировать белки после проникновения в клетку.
• Капсид — икосаэдрическая белковая оболочка диаметром около 30 нм, состоящая из 60 субъединиц, образованных четырьмя структурными белками (VP1–VP4). Капсид не имеет липидной оболочки, что делает вирус устойчивым к эфиру, кислотам и ряду дезинфицирующих средств.
• Устойчивость во внешней среде — вирус сохраняет жизнеспособность в воде и почве в течение нескольких месяцев, устойчив к кислой среде желудка (pH до 3), что важно для его фекально-орального распространения. Инактивируется при кипячении, под действием ультрафиолета, формальдегида и хлорсодержащих дезинфектантов в высоких концентрациях.

¶Репликация

Цикл размножения полиовируса начинается со связывания капсида со специфическим рецептором CD155 (также известным как PVR — poliovirus receptor) на поверхности клетки-хозяина. После проникновения путём эндоцитоза вирусная РНК высвобождается в цитоплазму и транслируется в единый полипротеин, который затем разрезается вирусными протеазами на структурные и неструктурные белки. Репликация генома происходит на мембранных везикулах; сборка новых вирионов завершается лизисом клетки. Весь цикл занимает 6–8 часов и сопровождается высокой продуктивностью — до 10 000 вирусных частиц на клетку.

¶Патогенез и клиника

Входными воротами инфекции служат слизистые оболочки ротоглотки и кишечника. Вирус размножается в лимфоидной ткани глотки и кишечника, затем проникает в кровь (виремия) и может достигать центральной нервной системы. Основная мишень — двигательные нейроны передних рогов спинного мозга и ядер черепных нервов. Гибель этих клеток приводит к вялым параличам, чаще всего нижних конечностей.

Инкубационный период составляет в среднем 7–14 дней (возможен диапазон от 2 до 35 дней). Примерно в 90–95 % случаев инфекция протекает бессимптомно или в виде лёгкого недомогания; у части заразившихся развивается асептический менингит, и лишь у 0,1–1 % — паралитическая форма. Летальность при паралитическом полиомиелите достигает 5–10 %, главным образом из-за поражения дыхательных мышц и бульбарных центров.

¶Эпидемиология

Полиовирус распространён повсеместно, однако благодаря массовой вакцинации заболеваемость резко снизилась. Вирус выделяется с фекалиями инфицированных; заражение происходит через загрязнённую воду, пищу, руки, а также контактным путём. Наибольшая восприимчивость — у детей до 5 лет, отсюда историческое название болезни — «детский паралич». В условиях низкой санитарии вирус циркулирует особенно интенсивно.

¶Вакцины и профилактика

Существуют два основных типа вакцин:

Инактивированную вакцину разработал Джонас Солк в 1955 году, оральную — Альберт Сэбин в 1961 году. Глобальная инициатива по ликвидации полиомиелита (GPEI), запущенная ВОЗ в 1988 году, позволила сократить число случаев заболевания более чем на 99 %. К настоящему времени дикий полиовирус типа 2 объявлен элиминированным, тип 3 — также признан ликвидированным; циркуляция типа 1 сохраняется лишь в нескольких странах. Отдельную проблему представляют вакцинородственные штаммы, возникающие при длительной циркуляции ослабленного вируса в популяциях с низким охватом прививками.

¶Значение в науке

Полиовирус стал первым вирусом, для которого была определена полная нуклеотидная последовательность (1981), и первым, синтезированным искусственно из химических компонентов (2002). Исследования полиовируса заложили основы молекулярной вирусологии, вакцинологии и понимания механизмов нейротропности. Рецептор CD155, открытый при изучении полиовируса, используется в онкологических исследованиях, в частности в разработке виротерапии опухолей.