Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Вирустық патогенез – вирустардың таңдамалы иелерінде, көбінесе жасушалық немесе молекулалық деңгейде ауруларды тудыратын процестер мен механизмдерді зерттейтін ғылым. Бұл вирусологияның мамандандырылған зерттеу саласы. Патогенез – бастапқы инфекцияның қалай ауруға әкелетінін сипаттау. Вирустық ауру – вирус иеге тигізетін әсерлердің және ие организмнің вирусқа қарсы иммундық жауабының жиынтығы. Вирустар белгілі бір вируленттілік факторларының арқасында инфекцияны бастап, организмде таралып, көбейе алады.
Viral pathogenesis is the study of the process and mechanisms by which viruses cause diseases in their target hosts, often at the cellular or molecular level. It is a specialized field of study in virology. Pathogenesis is a qualitative description of the process by which an initial infection causes disease. Viral disease is the sum of the effects of viral replication on the host and the host's subsequent immune response against the virus. Viruses are able to initiate infection, disperse throughout the body, and replicate due to specific virulence factors.
Инфекцияның механизмдері
Вирустар көбейіп өсуі үшін жасұшаларда инфекция құруы қажет. Инфекцияның пайда болуы үшін вирус жасұша факторларын қолға алуы және жасұшаның иммундық жауабынан қашуы тиіс, бұл тиімді көбейтуді қамтамасыз етеді. Вирустың көбейісі көбінесе вирус пен жасұша факторлары арасындағы күрделі өзара әрекеттесуді қажет етеді, бұл жасұшаға зиян келтіруі мүмкін және вирустың патогендік қасиеттерін анықтайды.
Viruses need to establish infections in host cells in order to multiply. For infections to occur, the virus has to hijack host factors and evade the host immune response for efficient replication. Viral replication frequently requires complex interactions between the virus and host factors that may result in deleterious effects in the host, which confers the virus its pathogenicity.
Негізгі беріліс
Үй-жай иесінің жұқпалы ауруын тудыру үшін үш талап орындалуы керек. Біріншіден, инфекцияны бастау үшін жеткілікті вирус мөлшері болуы тиіс. Инфекция орнындағы жасушалар қолжетімді болуы керек, яғни олардың жасушалық мембраналарында вирус жасушаға ену үшін пайдалана алатын үй-жай иесінің кодталған рецепторлары болуы керек, ал үй-жай иесінің вирусқа қарсы қорғаныс жүйелері тиімсіз немесе жоқ болуы керек. Әйтпесе, вирус жасушадан тыс сұйықтықтарға шығарылуы мүмкін. Жергілікті инфекциялардың мысалдары: жалпы суық тию (рино вирус), тұмау (парагрипп), асқазан-ішек инфекциялары (ротавирус) немесе тері инфекциялары (папилломавирус). Қызығы, АИТВ-1 тропизмді өзгерте алады, онда вирус гликопротеині gp120 бастапқыда CCR5 (негізінен макрофагтарда) үй-жай иесінің жасушасына ену үшін негізгі қосымша рецептор ретінде пайдаланады. Кейіннен, инфекция дамыған сайын, АИТВ-1 CXCR4-ке (негізінен Т-жасушаларында) байланысуға ауысады, соның нәтижесінде вирус патогендігінің өзгеше сатысына көшеді. Вирустың үй-жай иесінің тіндері мен мүшелеріне қолжетімділігі де тропизмді реттейді. Қолжетімділікке физикалық тосқауылдар әсер етеді.
Three requirements must be satisfied to ensure successful infection of a host. Firstly, there must be sufficient quantity of virus available to initiate infection. Cells at the site of infection must be accessible, in that their cell membranes display host encoded receptors that the virus can exploit for entry into the cell, and the host anti viral defense systems must be ineffective or absent. Otherwise, the virus can be released into extracellular fluids. Examples of localised infections include: common cold (rhinovirus), flu (parainfluenza), gastrointestinal infections (rotavirus) or skin infections (papillomavirus). Interestingly, HIV 1 can undergo a tropism switch, where the virus glycoprotein gp120 initially uses CCR5 (mainly on macrophages) as the primary co receptor for entering the host cell. Subsequently, HIV 1 switches to bind to CXCR4 (mainly on T cells) as the infection progresses, in doing so transitions the viral pathogenicity to a different stage. The accessibility of host tissues and organs to the virus also regulates tropism. Accessibility is affected by physical barriers,
Вирустық факторларға көбінесе вирус генетикасы әсер етеді, ол құрылымдық немесе құрылымдық емес ақуыздардың және кодтамайтын тізбектердің вируленттілігін анықтайды. Вирус үй-жай иесінде сәтті жұқпалы ауру тудырып, ауруға себеп болу үшін, физикалық тосқауылдардың алдын алу әсерін жеңу үшін және вирус репликациясын тежеуді реттеу үшін геномында нақты вирус факторларын кодтауы керек. Геномға кодталған вирус факторлары көбінесе тропизмді, вирус ену жолдарын, бөлінуін және таралуын бақылайды. Полиовирустарда әлсіретуші мутациялар вирусқа үй-жай иесінің жасушаларымен байланысу қабілетін азайту үшін репликация және трансляция ақауларын тудырады және жүйке жүйесінде көбейеді. Осылайша, иммундық қашу стратегиясы ретінде инфекцияға үй-жай иесінің жасушасының реакциясын өзгерте алатын вирустар жоғары патогенділікті көрсетеді.
Virus factors are largely influenced by viral genetics, which is the virulence determinant of structural or non structural proteins and non coding sequences. For a virus to successfully infect and cause disease in the host, it has to encode specific virus factors in its genome to overcome the preventive effects of physical barriers, and modulate host inhibition of virus replication. Virus factors encoded in the genome often control the tropism, routes of virus entry, shedding and transmission. In polioviruses, the attenuating point mutations are thought to induce a replication and translation defect to reduce the virus' ability of cross linking to host cells and replicate within the nervous system. As such, viruses capable of manipulating the host cell response to infection as an immune evasion strategy exhibit greater pathogenicity.
Қонақ факторлары
Вирустың патогенезі де негізінен қожайын факторларына байланысты. Көптеген вирустық инфекциялар, тек әртүрлі қожайын факторларына байланысты, симптомсыздықтан бастап симптомды жағдайға, тіпті өте ауыр инфекцияға дейін әртүрлі әсерлерді көрсетеді. Атап айтқанда, генетикалық факторлар, жас және иммундық қабілеттілік вирустық инфекцияны қожайынның қалай бақылайтынын анықтауда маңызды рөл атқарады. Функционалды Mx гендеріне ие тышқандар Mx1 ақуызын кодтайды, ол тұмаудың көбейуін таңдамалы түрде тежей алады. Сондықтан, жұмыс істемейтін Mx аллелі бар тышқандар Mx ақуызын синтездеуге қабілетсіз және тұмау инфекциясына осал. Басқа жағдайларда, қандай да бір ауруларға байланысты иммундық жүйесі әлсіреген адамдардың иммунитеті нашарлағандықтан, вирусқа шағылысуға бейім болады. Сонымен қатар, көптеген вирустар қожайынның жасына байланысты әртүрлі патогенділік деңгейлерін көрсетеді. Қызылша, полиомиелит және Эпштейн-Барр вирусы ересектерде ауыр ауруға себеп болса, ротавирус сияқты басқалары нәрестелерде ауыр инфекция тудырады. Осылайша, қожайынның иммундық жүйесі мен қорғаныс механизмдері жасқа байланысты өзгеруі мүмкін деген гипотеза бар.
Viral pathogenesis is also largely dependent on host factors. Several viral infections have displayed a variety of effects, ranging from asymptomatic to symptomatic or even critical infection, solely based on differing host factors alone. In particular, genetic factors, age and immunocompetence play an important role is dictating whether the viral infection can be modulated by the host. Mice that possess functional Mx genes encode an Mx1 protein which can selectively inhibit influenza replication. Therefore, mice carrying a non functional Mx allele fail to synthesise the Mx protein and are more susceptible to influenza infection. Alternatively, immunocompromised individuals due to existing illnesses may have a defective immune system which makes them more vulnerable to damage by the virus. Furthermore, a number of viruses display variable pathogenicity depending on the age of the host. Mumps, polio, and Epstein Barr virus cause more severe disease in adults, while others like rotavirus cause more severe infection in infants. It is therefore hypothesized that the host immune system and defense mechanisms might differ with age.
Аурудың механизмі: Вирустық инфекциялар ауруды қалай тудырады?
Вирустық инфекция әрқашан ауруға алып келмейді. Вирустық инфекция дегеніміз – бұл иесінде вирустың көбейіп өсуі ғана, ал ауру – вирустың көбейгенінен туындайтын зақым.
A viral infection does not always cause disease. A viral infection simply involves viral replication in the host, but disease is the damage caused by viral multiplication.
Вирустың салдарынан болған зақым
Орындық жасушаларға енген соң, вирустар әртүрлі механизмдер арқылы жасушаларды жоя алады. Вирустар көбінесе жасушалық функцияларды бұзатын тікелей цитопатиялық әсерлерді тудырады. Бұл, қожайынның метаболикалық прекурсорларын ыдырататын ферменттерді босату, немесе маңызды қожайын факторларының, ақуыздардың, ДНК және/немесе РНК синтезін тежейтін ақуыздарды босату арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Атап айтқанда, герпес симплекс вирусының вирус ақуыздары қожайынның ДНК-сын ыдыратып, қожайын жасушасының ДНК репликациясын және мРНК транскрипциясын тежейді. Литикалық вирустар қожайын жасушаларының арнайы функцияларын бұзу арқылы немесе оларға кедерес келтіру арқылы қожайын жасушаларын жоя алады. Мысалы, вируспен зарарланған қожайын жасушаларында некроздың басталуы. Дегенмен, көптеген вирустар инфекцияның жедел немесе тұрақты болуына байланысты апоптозды модуляциялайтын ақуыздарды кодтайды. Апоптозды индукциялау, мысалы, каспаздармен өзара әрекеттесу арқылы, литикалық вирустар үшін вирус бөлінуін жеделдетеді, ал апоптозды вируспен тежеу жасушаларда вирус өндірісін ұзартады немесе вирустың созылмалы, тұрақты инфекция кезінде иммундық жүйеден жасырынуына мүмкіндік береді. Тұрақты вирустар кейде қожайын жасушаларын қатерлі жасушаларға айналдырады. Нақтырақ айтқанда, иммунопатология антиденелердің, интерферонның және қабынуға қарсы цитокиндердің шамадан тыс бөлінуінен, комплемент жүйесінің белсенділігінен немесе цитотоксикалық Т-жасушаларының гипербелсенділігінен туындайды. Интерферон мен басқа цитокиндердің секрециясы жасушаларға зақым келтіруі, қызба және тұмау сияқты симптомдарды тудыруы мүмкін. Кейбір жағдайларда вирус инфекциясы аутоиммундық жауапты бастауы мүмкін, ол әртүрлі ұсынылған механизмдер арқылы жүзеге асырылады: молекулалық мимикрия және жақын орналасқан жасушалар механизмі. Молекулалық мимикрия – вирус антигені мен өзіндік антиген арасындағы құрылымдық ұқсастықтың басымырақ болуын білдіреді.
Once inside host cells, viruses can destroy cells through a variety of mechanisms. Viruses often induce direct cytopathic effects to disrupt cellular functions. This could be through releasing enzymes to degrade host metabolic precursors, or releasing proteins that inhibit the synthesis of important host factors, proteins, DNA and/or RNA. Namely, viral proteins of herpes simplex virus can degrade host DNA and inhibit host cell DNA replication and mRNA transcription. Lytic viruses are capable of destroying host cells by incurring and/or interfering with the specialised functions of host cells. An example would be the triggering of necrosis in host cells infected with the virus. However, many viruses encode proteins that can modulate apoptosis depending on whether the infection is acute or persistent. Induction of apoptosis, such as through interaction with caspases, will promote viral shedding for lytic viruses to facilitate transmission, while viral inhibition of apoptosis could prolong the production of virus in cells, or allow the virus to remain hidden from the immune system in chronic, persistent infections. Persistent viruses can sometimes transform host cells into cancer cells. Specifically, immunopathology is caused by the excessive release of antibodies, interferons and pro inflammatory cytokines, activation of the complement system, or hyperactivity of cytotoxic T cells. Secretion of interferons and other cytokines can trigger cell damage, fever and flu like symptoms. In some instances, viral infection can initiate an autoimmune response, which occurs via different proposed mechanisms: molecular mimicry and bystander mechanism. Molecular mimicry refers to an overlap in structural similarity between a viral antigen and a self antigen.
Инкубациялық кезең
Вирустар қожайынға енгеннен кейін әртүрлі инкубациялық кезеңдерді көрсетеді. Инкубациялық кезең – вирусқа алғаш ұққаннан кейін аурудың басталуына дейін өтетін уақыт. Күтпегендей, тогавирустармен туындаған жалпы инфекциялардың инкубациялық кезеңі қысқа болады, себебі вирус жәндік шағу арқылы тікелей нысаналы жасушаларға енеді. Жаңа пайда болатын вирустардың вируленттілігінің эволюциясына мысал – қояндардағы миксоматоз. 1859 жылы Австралияның Виктория штатына спорт үшін жабайы еуропалық қояндарды әкелу нәтижесінде қоян жұмағы пайда болды. Қояндардың санының артығын шектеу үшін 1950 жылы Оңтүстік Австралияда қояндарда миксоматозды тудыратын, қауіпті, түрге тән ішекше вирусы – миксома вирусы әдейі таратылды. Бұл қоян популяциясының 90%-ға төмендеуіне алып келді, ал ауру бес жыл ішінде эндемикалыққа айналды. Маңыздысы, миксома вирусының күшін жоғалтқан штамдары таратылғаннан кейін 2 жыл ішінде анықталды, ал жеті жыл ішінде қояндарда генетикалық төзімділік пайда болды.
Viruses display variable incubation periods upon virus entry into the host. The incubation period refers to the time taken for the onset of disease after first contact with the virus. Surprisingly, generalised infections by togaviruses have a short incubation period due to the direct entry of the virus into target cells through insect bites. An example of the evolution of virulence in emerging virus is the case of myxomatosis in rabbits. The release of wild European rabbits in 1859 into Victoria, Australia for sport resulted in a rabbit plague. In order to curb with rabbit overpopulation, myxoma virus, a lethal species specific poxvirus responsible for myxomatosis in rabbits, was deliberately released in South Australia in 1950. This led to a 90% decrease in rabbit populations, and the disease became endemic in a span of five years. Significantly, severely attenuated strains of the myxoma virus were detected in merely 2 years of its release, and genetic resistance in rabbits emerged within seven years.