Биологические свойства вируса гепатита с

Возбудитель гепатита С – это РНК-содержащий флавивирус. По данным ВОЗ, в настоящее время 71 миллион человек инфицированы им. Первые микробиологические признаки гепатита С были открыты в 70-х годах. Проведенные в то время анализы крови выделили патоген, который не соответствует вирусному гепатиту групп А и В. В 1987 году ученым из американской корпорации Хирон удалось выделить фрагмент РНК, который принадлежал возбудителю С-гепатита.

Возбудитель гепатита С – актуальный предмет изучения микробиологии, ведь несмотря на все, что известно сегодня о ВГС, вакцина от него не изобретена. Микроорганизм относится к группе РНК-содержащих вирусов, имеет сферическую форму, защищен оболочкой. У гепатита С маленький геном, в котором зашифрована структура 9 белков. В нем много участков мутаций, благодаря которым возбудитель ускользает от иммунного контроля.

Таксономическая принадлежность

Возбудитель гепатита С принадлежит к семейству Flaviviridae. По данным Международного комитета по таксономии вирусов, семейство подразделяется на 4 рода:

Flavivirus, куда входят 53 вируса человека и животных, в том числе вирус желтой лихорадки и лихорадки Западного Нила, денге, клещевого энцефалита, Зика;
Hepacivirus, куда входят 14 видов, в том числе возбудитель гепатита C;
Pegivirus, 11 видов микроорганизмов;
Pestivirus, 4 вида, которые поражают млекопитающих кроме человека, в том числе вирус диареи крупного рогатого скота и классической чумы свиней.

Микробиологическая «родословная» вируса – семейство Flaviviridae, род Hepacivirus.

Структура

Вирусный гепатит С вызывается сферическим вирусом с размером вириона около 30-75 нанометров. Возбудитель имеет белковую оболочку (капсид), которая защищает РНК и имеет строго упорядоченную структуру.

У вирионов гепатита С также имеется суперкапсид – внешняя оболочка, которая состоит из мембранного белка и липидов. Она имеет выросты – гликопротеиновые шипы. Суперкапсид выполняет защитную функцию, связывает микроорганизм с клеткой-мишенью и помогает ему проникать через мембрану.

Структура вирусного гепатита С

РНК и генотипы

Геном возбудителя гепатита С представлен однонитевой РКН длиной до 10000 нуклеотидов. При репликации вируса образуется 9 белков – нуклеопротеин, 2 белка оболочки и 6 неструктурных белков, предназначенных для регуляции репродукции микроорганизма. Все гены ВГС характеризуются изменчивостью, и это определяет способность возбудителя длительно сохраняться в активном состоянии в клетках организма-носителя. Такой механизм называют персистенцией.

Во время репликации ВГС активно мутирует. Он воспроизводит измененные копии себя, не видимые для клеток иммунной системы больного человека. Неизменным остается участок из 321-341 нуклекотидов. Это свойство учитывается при постановке диагноза в ПЦР-анализе.

Из-за генетической неоднородности возбудитель гепатита С имеет 11 генотипов и 100 подтипов.

В официальной медицине фигурируют 6 наиболее часто диагностируемых генотипов. В мире они распространены неоднородно. В США чаще регистрируется ВГС 1а (его так и называют – «американский»), в Японии наиболее распространен тип 1b («японский»), в Азии самый частый тип 3a («азиатский»). В России часто встречаются типы 1b и 3a, на долю 1 генотипа приходится 46,2% от всех генотипов.

Антигены

Возбудитель гепатита С имеет следующие преобладающие антигены:

структурные протеины оболочки E1 и E2;
протеин С (core, ядерный);
неструктурные белки-ферменты NS2, NS3, NS4 (a и b), NS5 (a и b).

К каждому из антигенов вырабатываются антитела, что обычно происходит через 6-8 недель после инфицирования. Причем антитела не обедают нейтрализующими качествами, достаточными для уничтожения вируса. Против этого у возбудителя есть механизм самозащиты: белки внешней оболочки вируса E1 и E2 имеют участки с высокой частотой мутации, за счет чего образуется множество генотипов и субтипов. Ученые считают, что таким образом подавляется выработка антител, и инфекция перетекает в хроническую форму с постоянной репликацией ВГС в клетках печени.

В ответ на активность возбудителя заболевания происходит изменение белковых фракций гамма-глобулинов в крови. Значительная гипергаммаглобулинемия соответствует воспалительному процессу и характерна для хронически активных гепатитов и циррозов печени.

Устойчивость

Возбудитель достаточно устойчив во внешней среде. Несколько капель высохшей крови больного с высокой вирусной нагрузкой остаются заразными для окружающих при стандартной температуре и влажности в течение 4 суток. При кипячении (температура 95-100°С) возбудитель погибает за 5-10 минут, при температуре 60°С остается активным в течение 20 минут. Вирус не выживает под действием ультрафиолета.

По этой причине больным нужно соблюдать особую осторожность, чтобы не заразить окружающих. Инфицирование может произойти при контакте со следующими личными вещами больного:

полотенце;

бритва;

зубная щетка;

медицинские и косметологические инструменты;

поварские ножи при случайных порезах;

белье, в том числе постельное.

Чтобы продезинфицировать белье, его достаточно пропустить через стандартный цикл автоматической стирки с высокой температурой, а перед использованием прогладить утюгом с двух сторон.

Для дезинфекции предметов обихода можно использовать антисептические растворы – спирт, Хлоргексидин, Мирамистин.

Существует два способа передачи ВГС – естественный и искусственный. Механизм естественной передачи возбудителя гепатита С включает половой, вертикальный и бытовой пути.

Вертикальный путь (от инфицированной матери к ребенку) фигурирует в 19% случаев. Такой способ возможен при высокой вирусной нагрузке либо когда вирус гепатита С у матери выявляется одновременно с ВИЧ-инфекцией.

Половой путь определяется в 4-8% случаев. Возбудитель гепатита C может концентрироваться не только в крови, но и в вагинальном секрете женщин, а также сперме мужчин. Чаще всего гепатит С регистрируется у проституированных женщин, гомосексуалов и партнеров ВГС-позитивных людей (носителей антител). Риск заражения повышается в зависимости от количества сексуальных партнеров и продолжительности контакта.

В 40-50% случаев отследить способ передачи невозможно.

Искусственный механизм передачи возбудителя – парентеральный. Источником гепатита может выступает инфицированная кровь или ее продукты, поэтому уязвимыми оказываются пациенты, которым необходимо переливание крови. Заражение возможно при инвазивных медицинских и косметологических процедурах.

Первые в группе риска – парентеральные (инъекционные) наркоманы. На их долю в разных странах приходится от 30 до 70% случаев гепатита С. В группе риска находятся больные, которые получают лечение гемиодиализом, пациенты с гемофилией, медработники, которые осуществляют гемодиализ и другие медицинские процедуры.

парентеральный механизм передачи возбудителя

Высокому риску подвергаются те, кто делает пирсинг, татуировки, прокол мочек ушей нестерильными инструментами. Заражение возможно в стоматологическом кабинете или на сеансе обрезного маникюра и педикюра.

Восприимчивость к вирусу во многом зависит от полученной дозы возбудителя.

Главная особенность возбудителя в том, что он не провоцирует острых симптомов и признаков желтухи. Из-за этого гепатит протекает незамеченным. Часто болезнь диагностируют уже на стадии цирроза печени или даже раковой опухоли.

Как выявляют возбудителя

Диагностика гепатита С проводится по следующей схеме:

Биохимический анализ крови на билирубин и уровень печеночных трансаминаз.

Иммуноферментный анализ на уровень специфических антител IgM и IgG.

Качественный, количественный ПЦР и генотипирование.

Результат ИФА не считается 100% гарантией отсутствия или наличия гепатита. ПЦР дает гораздо более точный результат, но его чувствительность позволяет выявить возбудителя лишь через 1,5-2 недели после заражения.

Симптомы

Характерные симптомы вирусного гепатита С включают слабость, апатию, утомляемость, пониженный аппетит. Возможна боль в области печени и диспепсический синдром. Температура тела поднимается редко и не выше 37,5 °С. Обычно таким симптомам больные не придают значения.

В 1% случаев течение гепатита острое и тяжелое. Тогда развивается агранулоцитоз, апластическая анемия, невриты периферических нервов.

Лечение

Терапия вирусного гепатита С включает следующие меры:

комбинированное лечение препаратами Софосбувир, Ледипасвир, Даклатасвир или их дженериками;

если инфекция рецидивирует или предшествующие меры оказались неэффективны, терапия дополняется Рибавирином или Интерфероном;

диета с ограничением жиров, алкоголя и продуктов, стимулирующих секрецию желчи и печеночных ферментов;

по показаниям – дезинтоксикационная терапия.

Образуется ли иммунитет

В настоящее время постинфекционный иммунитет недостаточно изучен. Считается, к возбудителю не формируется защитный иммунитет. После успешного излечения больной может заразиться повторно тем же или другим генотипом.

Инфекционное заболевание провоцирует опасные осложнения. Репликация (размножение) ВГС приводит к некрозу клеток печени и замещению их соединительной тканью. В дальнейшем фиброз сменяется циррозом. Гепатит С склонен к хронизации и озлокачествлению (в 5-6% случаев подтвержденного гепатита).

Особенно сложная ситуация у ВИЧ-инфицированных. Возбудителя можно победить при помощи современных медикаментов, репликацию вируса сдерживает только постоянный прием антиретровирусных препаратов. На фоне ВИЧ-инфекции осложнения гепатита развиваются стремительно. У здорового человека с момента инфицирования до формирования карциномы проходит в среднем 20-30 лет, у человека с ВИЧ-инфекцией – всего 10-15 лет.

Отличия от других типов гепатовирусов

Возбудитель вирусного гепатита С имеет ряд отличий от других гепатовирусов:

По способу заражения. В отличие от гепатитов А и Е с энтеральным механизмом заражения, гепатит С передается парентерально (с кровью, спермой, вагинальными выделениями).
По поведению. Попадая в организм, возбудитель гепатита С повреждает клетки печени, но, в отличие от гепатита А, ускользает от иммунной системы из-за непрерывной мутации.
По симптоматике. Если гепатит А и Е проявляет себя через 15-50 дней, тип В – через 3-6 месяцев, то тип С имеет инкубационный период около 2-3 месяцев и далее проявляется умеренно, почти не вызывая подозрений у носителя.

В настоящее время изучение возбудителя гепатита С остается актуальной проблемой, поскольку вакцины от заболевания не существует.

Источник

Вирус гепатита С (анг. HCV, Hepatitis C Virus) – вирус-возбудитель гепатита С у человека и шимпанзе. РНК-содержащий вирус, относящийся к семейству Flaviviridae (род hepacivirus; в этот же род входят вирусы, вызывающие гепатит С-подобные заболевания у собак и лошадей[1][2]). Открыт в 1989 г. методом клонирования ДНК-копии вируса, вызывавшего парентеральный гепатит “ни А ни В” у инфицированных шимпанзе. Это первый вирус, идентифицированный на основании расшифровки последовательности нуклеотидов задолго до его электронно-микроскопической визуализации[3][4]. Согласно классификации вирусов по Балтимору относится к классу IV.

Строение[править | править код]

Геном[править | править код]

Геном вируса представлен однонитевой линейной (+)РНК размером около 9400 нуклеотидов, которая способна выполнять функцию как мРНК, так и служить матрицей для синтеза дочерних копий вирусного генома. В геноме содержится всего один ген, который кодирует 9 различных белков. Изначально РНК вируса гепатита С транслируется с образованием полипептида длиной около 3000 аминокислот. В геноме вируса содержится два некодирующих региона и одна большая открытая рамка считывания, кодирующая структурные и неструктурные белки. Гены, кодирующие структурные белки, расположены в области 5′-конца цепочки РНК, а неструктурные – в области 3′-конца. К структурным белкам относятся core, Е1 и Е2 белки. Сore-белок является белком нуклеокапсида, он обладает РНК-связывающей активностью, модулирует транскрипцию и трансляцию некоторых клеточных генов и обладает онкогенным потенциалом. Именно с core-белком связывают выраженность прямого цитопатического эффекта вируса гепатита С. Е1 и Е2 белки — гликопротеины внешней оболочки вируса высоковариабельны, а их С-концевые части гидрофобны и могут принимать участие во взаимодействии с клеточной мембраной. В структурной зоне кодируется также пептид р7, играющий важную роль в высвобождении вириона из инфицированной клетки. Неструктурная область вирусного генома кодирует 6 белков — NS2, NS3, NS4A, NS4B, NS5A и NS5B. Функции NS2 и NS4 предположительно связывают с клеточной мембраной. Кроме того, белок NS2 является вирусной цинк-зависимой протеиназой и вместе с клеточными пептидазами участвует в аутокаталитическом нарезании самого себя из вирусного полипротеина. Белок NS3 — это вирусная протеиназа, играющая важную роль в процессинге вирусных белков. Белок NS4A действует как эффектор или кофактор для NS3, он регулирует фосфорилирование белка NS5A, который обладает функцией репликазы. Имеется ряд доказательств, что от NS5A зависит резистентность к IFN-α, так как в нем выделен регион, участвующий в ингибировании индуцируемой IFN-α протеинкиназы. Белок NS5B является вирусной РНК-зависимой РНК-полимеразой. Согласно современным представлениям, в инфицированной клетке белки NS4A, NS4B, NS5A и NS5B вместе с белком NS3 ассоциируются в некую структуру, которая играет важную роль в вирусной репликации. Высокая консервативность 5′- и 3′- некодирующих регионов и их важная роль в репликации вируса делают их перспективными мишенями для разработки средств лечения и профилактики вирусного гепатита С.

Одной из важнейших особенностей генома HCV является его выраженная гетерогенность, обусловленная высоким уровнем репродукции и частотой возникновения ошибок при репликации. Скорость продукции вирусных частиц достигает 1011-1012 в сутки с периодом полужизни вирусных частиц от 2,2 до 7,2 ч. (в среднем около 3 ч.). Оценочно каждый заражённый гепатоцит ежесуточно продуцирует около 50 вирионов. Подверженность мутациям отдельных участков генома различна (наиболее вариабельными являются области, кодирующие гликопротеины внешней оболочки Е2 и Е1). Подобная мультивариантность HCV приводит к постоянному состязанию между образованием новых антигенных вариантов и продукцией нейтрализующих антител, что обеспечивает «ускользание» из-под иммунологического надзора, а также формирование резистентности к противовирусным препаратам и длительную многолетнюю хроническую персистенцию HCV в организме.

Структурно-функциональная организация генома вируса гепатита С

Считается, что генетический материал HCV не способен интегрироваться в геном инфицированных клеток[3][4][5].

Структура вириона[править | править код]

Размер вирионов составляет 30-50 нм.

В крови около 75% вирусных частиц ассоциированы с липопротеинами низкой и очень низкой плотности. Синтез липопротеинов происходит в эндоплазматическом ретикулюме (ЭПР) гепатоцитов, где они, предположительно, взаимодействуют с белковолипидной оболочкой HCV, образуя комплекс (т.н. липовирусные частицы). В составе такого комплекса вирусные частицы защищены от воздействия антител и, за счёт взаимодействия с рецепторами ЛПН, проникают в клетки (в первую очередь в гепатоциты). Также в механизмах проникновения липовирусных частиц вируса гепатита С в клетки участвует рецептор SR-BI (рецептор липопротеинов высокой плотности).

Частицы вируса имеют белково-липидную оболочку, сформированную липидами инфицированных клеток и поверхностными белками вируса. Под оболочкой располагается нуклеокапсид, который сформирован сердцевинным (core) белком и содержит вирусную РНК. Размеры нуклеокапсида составляют 33–40 нм.

Детальное строение вируса гепатита С до сих пор не выяснено, что обусловлено низким содержанием вируса в крови инфицированных людей и животных (в клеточных культурах вирус не размножается) и способностью вирусных частиц образовывать комплексы с антителами и липопротеинами крови[3][4][5].

Жизненный цикл вируса[править | править код]

РНК вируса, составляющая материальную основу его генома, может выступать в качестве мРНК, целиком транслирующейся на рибосомах ЭПР инфицированных клеток. В результате такой полной трансляции образуется полипротеин, содержащий в себе все вирусные белки. Полипротеин расщепляется на функциональные белки с помощью клеточных и вирусных протеаз. Процессы фолдинга и пострансляционых модификаций белков Е1 и Е2 целиком проходят в пространстве ЭПР.

На геномной РНК вируса, выступающей в качестве матрицы для воспроизведения, происходит и синтез дочерних копий вирусного генома при участии специфической вирусной РНК-полимеразы, образующейся в результате расщепления полипротеина. Благодаря этому геномная РНК вируса гепатита С обладает самостоятельной инфицирующей способностью (она способна инфицировать клетки даже попадая в них в «голом виде», т.е. не в составе зрелых вирионов), что впрочем, характерно для всех вирусов класса IV классификации Балтимора. Дочерние копии вирусного генома, в свою очередь, могут выступать как в роли мРНК, так и входить в состав новых вирионов, продуцируемых инфицированными клетками[6].

Сборка частиц ВГС осуществляется в мембранах эндоплазматического ретикулума, вакуолях аппарата Гольджи и цитоплазме. Сердцевинный белок остается на цитоплазматической поверхности ЭПР и в липидных вакуолях цитоплазмы, а оболочечные белки частично проникают во внутреннюю полость ЭПР. В эндоплазматической сети белки Е1 и Е2 формируют комплекс и подвергаются процессингу, который, вероятно, заканчивается в секреторных вакуолях аппарата Гольджи. Нуклеокапсид после упаковки РНК покрывается оболочкой, и вирус выпочковывается в цистерны ЭПР. Сформировавшиеся вирусные частицы покидают клетку в составе секреторных вакуолей. Скорость образования вирионов у пациентов с хронической ВГС-инфекцией может достигать 1012 частиц в сутки.

Помимо рецептора ЛПН, в механизмах проникновения вируса в клетки участвует рецептор CD81 (экспонированный на поверхности большинства клеток). Считается, что посредством связывания с этим рецептором в клетки проникают вирусные частицы, не ассоциированные с липопротеинами.

HCV обладает тропизмом не только к печени, но и к некоторым другим тканям и органам. Он способен, в частности, реплицироваться в клетках иммунной системы, включая моноциты/макрофаги и В-клетки, в дендритных клетках, гематопоэтических клетках-предшественниках, микроглии, кардиомиоцитах, кишечном эпителии, остеобластах и В-клеточных фолликулах лимфатических узлов. Показано, что инфицированные лимфоидные клетки могут быть причиной заражения здоровой печени при ее трансплантации. Внепечёночный резервуар инфекции может служить источником реактивации болезни после прекращения интерферонотерапии, а также играть роль в развитии таких патологических процессов иммунной системы, как лимфома В-клеток и смешанная криоглобулинемия[3][4].

Подтипы вируса[править | править код]

Известно 8 основных генотипов HCV, которые, на основании различий в первичной структуре РНК, подразделяются более чем на 100 подтипов. Типы вируса гепатита С обозначаются арабскими цифрами (1-8), а подтипы – латинскими буквами (1a, 1b, 2a и т.д.). Каждый из вирусных генотипов обладает своими особенностями патогенеза и путей передачи, что обуславливает важность правильной и точной диагностики и существенные различия в применяемой антивирусной терапии. 1b-генотип чаще приводит к развитию цирроза и гепатоцеллюлярной карциномы печени. Подтипы 1a и 3b передаются, преимущественно, “шприцевым” методом, в силу чего наиболее распространены у лиц, принимающих внутривенные наркотики. 1b подтип чаще всего передаётся при переливаниях крови.

Генотипы HCV значительно различаются по своей географической распространённости. Так, к примеру, генотип 6 распространён, преимущественно, в Юго-Восточной Азии. Генотип 4 – в Северной и Центральной Африке, 5- в Южной Африке. В Японии преобладает генотип 1b. В США – 1a генотип. В европейской части России преобладают 1b и 3a генотипы[3][7].

Инфицирование одним генотипом не дает иммунитета против инфицирования другим типом, поэтому возможно одновременное заражение двумя и более штаммами. В большинстве из этих случаев, один из штаммов доминирует над другим[5].

Все существующие генотипы, по всей видимости, произошли от генотипа 1b. Современные методы молекулярно-эволюционных исследований показывают, что генотипы 2-6 образовались около 300-400 лет назад, а деление их на подтипы началось около 200 лет назад[8][9]. Окончательно современный спектр подтипов вируса гепатита С сформировался к середине 20 века, что было связано с повсеместным распространением вируса в человеческой популяции, вызванным массовым внедрением в медицинскую практику технологий переливания крови и её компонентов (начавшемуся в начале 20 века).

Устойчивость во внешней среде[править | править код]

Устойчив к температурам до 500С, но инактивируется при более высоких температурах, под действием органических растворителей, УФ-излучения и распространённых дезинфектантов. В целом вирус малоустойчив во внешней среде[6].

Иммуногенность[править | править код]

HCV обладает слабой иммуногенностью, в силу чего вызывает лишь мало выраженный и растянутый во времени иммунный ответ (специфические антитела, к тому же обладающие слабым вируснейтрализующим действием, начинают образовываться не ранее чем через 2 недели после попадания вируса в организм). Это же обстоятельство является причиной того, что HCV способен вызывать повторную инфекцию у людей, переболевших в острой форме и выздоровевших. До 60% людей, перенесших вирусный гепатит С с выздоровлением, не имеют антител к антигенам HCV уже через 3 года (а у тех индивидуумов, в крови которых антитела обнаруживаются более длительный срок, они содержатся в низком титре)[3][6].

Вакцина против вируса гепатита С[править | править код]

Попытки создания вакцины, несмотря на активные исследования практически с момента идентификации возбудителя в 1989 г., до сих пор не привели к успеху. Большинство специалистов скептически относится к самой возможности создания классической вакцины против гепатита С. В настоящее время основные усилия в этой области сосредоточены в поиске и разработке средств стимуляции клеточных механизмов противовирусного иммунитета посредством, в частности, ДНК-вакцин[3][7][6][10].

↑ A. Kapoor, P. Simmonds, G. Gerold, N. Qaisar, K. Jain. Characterization of a canine homolog of hepatitis C virus (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences. — National Academy of Sciences, 2011-07-12. — Vol. 108, iss. 28. — P. 11608—11613. — ISSN 1091-6490 0027-8424, 1091-6490. — doi:10.1073/pnas.1101794108.
↑ P. D. Burbelo, E. J. Dubovi, P. Simmonds, J. L. Medina, J. A. Henriquez. Serology-Enabled Discovery of Genetically Diverse Hepaciviruses in a New Host (англ.) // Journal of Virology. — 2012-06-01. — Vol. 86, iss. 11. — P. 6171—6178. — ISSN 0022-538X. — doi:10.1128/JVI.00250-12.
↑ 1 2 3 4 5 6 7 Л.И. Николаева. Вирус гепатита С: антигены вируса и реакция на них иммунной системы макроорганизма:
информационно-методическое пособие. — Новосибирск: Вектор-Бест, 2009. — 78 с.
↑ 1 2 3 4 Научная электронная библиотека. monographies.ru. Дата обращения 2 апреля 2020.
↑ 1 2 3 Ксения Щербак. Вирус гепатита С (HCV, ВГС). Гепатит С — сайт и форум о диагностике и лечении вирусных гепатитов. Дата обращения 2 апреля 2020.
↑ 1 2 3 4 А.И. Зинченко, Д.А. Паруль. Основы молекулярной биологии вирусов и антивирусной терапии. — Минск: Вышэйшая школа, 2005. — С. 164. — 214 с. — ISBN 985-06-1049-2.
↑ 1 2 А. И. Мигунов. Гепатит. Современный взгляд на лечение и профилактику. — Спб.: Весь, 2014. — С. 39. — 128 с. — ISBN 978-5-9573-0519-4.
↑ Muhammad T Sarwar, Humera Kausar, Bushra Ijaz, Waqar Ahmad, Muhammad Ansar. NS4A protein as a marker of HCV history suggests that different HCV genotypes originally evolved from genotype 1b // Virology Journal. — 2011-06-23. — Т. 8. — С. 317. — ISSN 1743-422X. — doi:10.1186/1743-422X-8-317.
↑ Marco Salemi, Anne-Mieke Vandamme. Hepatitis C Virus Evolutionary Patterns Studied Through Analysis of Full-Genome Sequences (англ.) // Journal of Molecular Evolution. — 2002-01-01. — Vol. 54, iss. 1. — P. 62—70. — ISSN 1432-1432. — doi:10.1007/s00239-001-0018-9.
↑ Обезвредить ласкового убийцу. Когда появится вакцина от гепатита С. РИА Новости (20190728T0800+0300). Дата обращения 2 апреля 2020.

Источник