ПАПОВАВИРУСЫ

ПАПОВАВИРУСЫ (Papovaviridae) — семейство, объединяющее группу ДНК-содержащих вирусов. Название образовано из первых слогов названий вирусов, первоначально составлявших эту группу: па (pa) — вирус папилломы (papilloma), по (po) — вирус полиомы (polyoma) и ва (va) — обезьяний вакуолизирующий вирус.

П. вызывают латентную и хроническую формы инфекции. Онкогенные свойства большинства из них выявлены в экспериментах на животных. Нек-рые П. обусловливают развитие первичных злокачественных опухолей у новорожденных грызунов вскоре после их заражения. В естественных условиях у диких и домашних животных П. вызывают одиночные доброкачественные опухоли, к-рые могут малигнизироваться; П. обладают высокой специфичностью по отношению к хозяину. Паразитируют П. на животных; нек-рые из них, напр, вирусы папилломы, поражают и человека (см. Папиллома, папилломатоз).

Вирионы П. представляют собой небольшие изометрические частицы. Оболочка у П. отсутствует, капсид имеет косую икосаэдрическую структуру, построенную из 72 капсомеров, представляющих собой полые цилиндры длиной 7,5 — 10 нм. Описаны также филаментозные формы П. и пустые сферические частицы (у них отсутствует ДНК) с плавучей плотностью 1,29 г/см³ (рис. 1).

Геном П. представлен циклической молекулой двухнитчатой сверх-спирализованной ДНК (рис. 2) с молекулярным весом (массой) 3—5 X 106 дальтон. Нуклеиновая к-та, выделенная из многих вирусов, обладает инфекционными и трансформирующими свойствами; разрыв одной из цепей не влияет на эти свойства.

П. термостабильны: нагревание при t° 50° в течение часа практически не отражается на титре вирусов и только при t° 70—80° достигается полная инактивация. Термоустойчивость П. снижается при добавлении солей магния. Они устойчивы в кислой среде (до pH 3,0). Углеводы и липиды в вирионах не обнаружены, что, в частности, объясняет их нечувствительность к жирорастворителям (эфиру). Додецилсульфат натрия нарушает целостность структуры вирионов. Ряд П. обладает гемагглютинирующей активностью, взаимодействуя с рецепторами эритроцитов, разрушаемыми нейраминидазой. Сам названный фермент у П. отсутствует. Групповые антигены у П. не выявлены.

Цикл репродукции П. осуществляется в ядрах инфицированных клеток позвоночных, характерно длительное протекание этого цикла, имеющего продолжительный латентный период: новый вирус появляется только через 24 часа, максимальное накопление вируса и цитопатические изменения в культуре клеток отмечаются в период от 1 до 2—3 нед.

В состав семейства П. входят два рода: папилломавирусы и полиомавирусы.

Род папилломавирусов — Papillomavirus (лат. papilla сосок + —oma). Типовой вид — вирус папилломы кроликов (вирус Шоупа). В состав рода входят также вирусы папиллом (бородавок) человека и различных животных: (коров, собак, хомяков и др.)-У отдельных хозяев выявляют различные серотипы возбудителей папиллом, что, по-видимому, будет использовано при разработке классификации вирусов этого рода.

Папилломавирусы имеют в диаметре 55 нм, вес 28 X Ю6 дальтон* характеризуются плавучей плотностью 1,34 г/см³ и коэффициентом седиментации 296—300 S. Молекулярный вес ДНК (составляет ок. 10% веса вириона) 5 X 106 дальтон, содержание гуанина и цитозина от 41% (вирус человека) до 48—49% (вирус кроликов). Инфекционность ДНК установлена только для вируса папилломы кроликов. Метод гибридизации не выявляет гомологии между ДНК различных вирусов этого рода.

Белки папилломавирусов изучены плохо. Перекрестные серол, реакции в иммунодиффузионных тестах вирусов папиллом собак, человека, коров и кроликов дают отрицатель ный ответ, что свидетельствует об отсутствии типоспецифических ал-тигенов.

Процесс репродукции папиллома-вирусов изучен мало. Известно, что вирус образуется в ядре, где синтезируется его ДНК и аккумулируются структурные белки. Патогенность каждого вируса ограничивается его естественным хозяином и проявляется образованием папиллом, к-рые могут перерождаться в карциномы. Инфицирование животных происходит через травматические повреждения кожи. Доказана возможность механической передачи вируса папилломы кроликов членистоногими.

Вирус папилломы кроликов широко распространен среди диких американских кроликов (Sylvilagus floridanus), у к-рых он вызывает крупные, довольно длительно существующие кератизированные опухоли кожи («рога»), имеющие эпителиальное происхождение. Домашние кролики (Oryctolagus cuniculus) легко заражаются этим вирусом, вследствие чего и у них развиваются сходные опухоли. В отличие от папиллом диких кроликов, в к-рых формируются вирионы, в папилломах домашних кроликов репродукция этого вируса отсутствует. Спустя 4—9 мес. папилломы перерождаются в плоскоклеточный рак, что наблюдается как в эксперименте у диких и домашних кроликов, так и в естественных условиях у диких кроликов. В образовавшихся карциномах вирусы обычно уже не синтезируются. Особенностью вируса папилломы кроликов является возможность выделения инфекционной нуклеиновой к-ты из клеток опухоли, не содержащих соответствующий вирус.

Вирус папилломы крупного рогатого скота морфологически идентичен вирусу папилломы кроликов. Как интактный вирус, так и выделенная из него ДНК трансформируют бычьи и мышиные клетки (с низкой эффективностью).

Вирус папилломы человека вызывает возникновение контагиозных папиллом и морфологически идентичен названным выше папилломави-русам. Частота трансформации клеток человека в культуре чрезвычайно низка. Папилломы возникают из одной зараженной клетки базального эпителия, клетки делятся, и клональные потомки исходной зараженной клетки образуют папиллому. Вовлечения соседних базальных клеток в папиллому не происходит, очевидно, вследствие отсутствия в них инфекционного вируса, к-рый обнаруживается лишь в клетках, начавших кератинизироваться.

Род полиомавирусов— Polyomavirus (греч. poly много + -oma). Типовой вид — вирус полиомы мышей (полиомави-рус типа 1, вирус SE-полиомы мышей). В состав рода входят также обезьяний вакуолизирующий вирус (ОВ40 или SV40, где S от англ. simian обезьяний, а V от virus) — полиомавирус типа 2; вирус К (полиомавирус типа 3); кроличий вакуолизирующий вирус (полиомавирус типа 4); вирус ВК, выделенный из мочи человека после трансплантации почки (полиомавирус типа 5); вирус GC, выделенный от человека с прогрессивной множественной лейкоэнцефалопатией (полиомавирус типа 6).

Изучение полиомавирусов человека началось в 1971 г., когда они впервые были обнаружены в тканях человека. Ок. 70% взрослых людей имеют к ним антитела. Считают, что первичное заражение полиомавирусами происходит в период раннего детского возраста. В последующем полиомавирусы находятся у человека в латентном состоянии и могут выявляться при снижении иммунного статуса вследствие хрон, болезней, врожденных дефектов, беременности или химиотерапии. Вирус локализуется в мозге и мочевыводящих путях. Выделение вируса из организма происходит с мочой. Этиол, роль полиомавирусов в патологии человека неясна. Высказываются предположения о связи вируса ВК с патологией почек. Вирус G С неоднократно выделяли от больных с прогрессирующей множественной лейкоэнцефалопатией. Существует гипотеза, что вирус GC является возбудителем демиелини-зирующего заболевания с летальным исходом. Вирусы В К и G С обусловливали в эксперименте развитие опухолей у лаб. животных, однако для человека онкогенная потенция этих вирусов не установлена.

Полиомавирусы имеют в диаметре 45 нм, вес 20—25 X Ю6 дальтон, характеризуются плавучей плотностью 1,34 г/см³ и коэффициентом седиментации 220—240S. Молекулярный вес ДНК (составляет ок. 12% веса вириона) 3 X 10⁶ дальтон; содержание гуанина и цитозина от 41 % (обезьяний вакуолизирующий вирус) до 49% (вирус полиомы мышей), всего в ДНК ок. 5000 пар оснований. ДНК нек-рых полиомавирусов обладает как инфекционными, так и трансформирующими свойствами.

Белки полиомавирусов содержат полипептиды 6 или 7 типов, на один из к-рых приходится 70—80% от общего количества белка. Три компонента белка с наименьшим молекулярным весом (15 000, 14 000 и 12 000 дальтон), относительно богатые основными аминокислотами, наиболее прочно связаны с вирусной ДНК, что позволяет считать их внутренними вирусными белками (т. е. локализующимися внутри вириона). Полагают, что эти белки кодируются клеточным геномом и включаются в состав вирусной частицы в процессе ее сборки. Остальные белки — капсидные и кодируются вирусным геномом. Вирус полиомы мышей и обезьяний вакуолизирующий вирус не обнаруживают антигенного родства в серологических реакциях, но вирус полиомы человека давал перекрестные реакции с обезьяньим вакуо-лизирующим вирусом. Вирус полиомы мышей при t° 4° агглютинирует эритроциты морских свинок, тогда как обезьяний вакуолизирующий вирус этой способностью не обладает.

Репродуцируются полиомавирусы в ядрах инфицированных клеток. В лабораториях для изучения и накопления вируса полиомы кроликов используют клетки эмбрионов мышей (ЗТЗ), а для обезьяньего вакуолизирующего вируса — клетки почки африканской зеленой мартышки и почки кролика (BSC-1), где образуются вирионы вирусов (рис. 3, 4). Описаны различные формы феноменов генетического взаимодействия, кроме множественной реактивации. У животных полиомавирусы вызывают инаппарантную инфекцию, при определенных условиях они онкогенны. Эти вирусы проявляют онкогенную активность и у животных, которые не являются их естественными хозяевами, главным образом у иммунодефицитных новорожденных хомяков. Полиомавирусы обусловливают трансформацию клеток в культуре. Трансформированные клетки отличаются от исходных своей морфологией (рис. 5).

В процессе онкогенеза (см.) вирусная ДНК встраивается в геном трансформируемых клеток, причем при заражении полиомавиру-сами покоящихся клеток происходит стимуляция синтеза клеточной ДНК.

Наиболее изучены вирус полиомы мышей (полиомавирус типа 1) и обезьяний вакуолизирующий вирус (полиомавирус типа 2). Вирус полиомы мышей часто называют просто вирусом полиомы. Он эндемичен в популяциях диких и лабораторных мышей, у к-рых этот вирус не вызывает образования спонтанных опухолей. Опухоли возникают лишь у новорожденных мышей в лаб. условиях. Вирус полиомы, введенный новорожденным мышам, обусловливает развитие у них разнообразных, гистологически различающихся опухолей (саркомы и фибромы). Этот вирус вызывает также возникновение опухолей и у нек-рых других животных, если заражение проводится вскоре после рождения: чувствительность к такому заражению особенно высока у хомяков и сохраняется у них до 3-недельного возраста. Опухоли у хомяков выявляются уже на 7-й день после заражения, чаще всего это саркомы почек; у мышей опухоли выявляются не ранее 6-й недели. Саркома индуцируется также у крыс, тогда как у кроликов образуются множественные доброкачественные подкожные фибромы, к-рые регрессируют в течение 4 мес. Опухоли не содержат вируса, а под электронным микроскопом в клетках опухоли не удается обнаружить вирусные частицы.

Обезьяний вакуолизирующий вирус был выявлен как контаминант культур клеток почек обезьян, к-рые использовались для производства полиомиелитной вакцины. Поскольку этот вирус вызывает в инфицированных им клетках своеобразный цитопатический эффект — вакуолизацию цитоплазмы и ядер, он и получил название вакуолизирующий вирус. Этот вирус вызывает опухоли у новорожденных хомяков и крыс. Культивируемые клетки многих видов животных, зараженные этим вирусом, могут трансформироваться в условиях in vitro. У хомяков наблюдается развитие опухолей нескольких типов: подкожные фибросаркомы, эпендимомы, нефробластомы. Обычно вирус удается наблюдать лишь в отдельных опухолях. Однако с помощью различных методов (рентгеновское и УФ-облучение, обработка перекисью водорода и митомицином, культивирование неопластических клеток с чувствительными клетками) удается обнаружить вирусы чаще. В отношении вируса полиомы мышей все названные методы оказались безрезультатными, что и отличает этот вирус от обезьяньего вакуолизирующего вируса. Носителями обезьяньего вакуолизирующего вируса являются обезьяны резус и циномольгус. В естественных условиях зараженность этих обезьян не превышает 10%, но в неволе вследствие тесного контакта между ними зараженность резко возрастает, в т. ч. инфицируются и зеленые африканские мартышки, к-рые в естественных условиях свободны от этого вируса. Для человека этот вирус непатогенен, хотя антитела к нему обнаруживались у нек-рых лиц, напр, у сотрудников лаборатории, соприкасавшихся с этим вирусом.

Библиография: Альштейн А. Д. Механизм трансформирующего действия опухолеродных вирусов на клетку, в кн.: Опухолевый рост как проблема биол, развития, под ред. В. И. Гелыитейна, с. 5, М., 1979; Жданов В. М. и Гай-дамович С. Я. Вирусология, М., 1966; Феннер Ф. и др. Биология вирусов животных, пер. с англ., т. 1 — 2, М., 1977; Fenner F. J. a. W h i-t e D. O. Medical virology, N. Y., 1976.

И. Г. Баландин.