Полная версия

Главная arrow Медицина arrow Геноидентификация вируса бычьего лейкоза

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

ПАТОГЕНЕЗ ЛЕЙКОЗА КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

Патогенез лейкоза крупного рогатого скота многогранен, сложен и до конца не изучен. Источник инфекции - больные лейкозом животные. В естественных условиях инфекция ВБЛ может передаваться пренатально и постнатально. Механизм пренатальной передачи включает передачу вирусного генома через гаметы (генетическая и хромосомная трансмиссия) и передачу целого вируса (эпигенетическая или экстра-хромосомная трансмиссия). Постнатальная передача включает передачу вируса через молоко или при контакте. Контактная передача может быть результатом прямого воздействия контаминированных вирусом секретов или экскретов или переноса вируса насекомыми или контами-нированными объектами. ВБЛ может персистировать в лейкоцитах клещей и переноситься ими на здоровых животных. Вирус передается от матери плоду трансплацентарно во время последних 6 месяцев внутриутробной жизни, а не через половые клетки.

Однако основным путем распространения инфекции в естественных условиях является контактная передача. Для заражения коровы достаточно ввести внутрикожно 2500 лимфоцитов крови. Учитывая возможность переноса ВБЛ ничтожным количеством крови, следует иметь в виду, что при несоблюдении элементарных санитарных правил инфекция может распространяться во время выполнения ветеринарных процедур со шприцами, иглами и другими хирургическими инструментами, контаминированными кровью. Следовательно, при массовом взятии крови, вакцинации, туберкулинизации и других мероприятиях для каждого животного необходимо использовать отдельный стерильный инструмент. Несоблюдение этого правила резко повышает инфициро-ванность животных неблагополучных хозяйств.

Несмотря на то что молоко и молозиво инфицированных коров содержат вирус, инфекция новорожденным телятам в естественных условиях передается редко по сравнению с контактным заражением. Устойчивость телят, вскормленных инфицированными ВБЛ коровами, в течение первых месяцев жизни обусловлена, вероятно, материнскими ви-руснейтрализующими антителами (ВНА), которые приобретают все телята, получающие молозиво. Если теленок заражен ВБЛ во внутриутробный период, то колостральные АТ не влияют на персистенцию вируса. В зависимости от уровня АТ в молозиве, материнские антитела (АТ) исчезают в течение 4-6 мес после рождения [56].

В сперме инфицированных быков ВБЛ не выявлен. Однако у быков с воспалением генитального тракта могут быть в сперме лимфоциты, инфицированные ВБЛ. Экспериментально установлено, что коров можно инфицировать путем нанесения таких лимфоцитов на слизистую оболочку матки. Механизм контактной передачи ВБЛ не ясен, поскольку не установлено наличие вируса в фекалиях, моче и слюне инфицированных животных. Установлено, что молоко является фактором передачи ВБЛ.

Клетками-мишенями для ВБЛ являются В-лимфоциты с поверхностными иммуноглобулинами IgM, белком главного комплекса гистосовместимости (ГКГ) класса П, а также с маркерами CD5+, CDllb+ и CD25. Геном ВЛКРС обнаружен и в клетках CD3+, CD4+, CD8+ и уб-Т-клетках. Однако только в В-лимфоцитах происходит транскрипция провирусной ДНК [181].

После заражения организма вирусом лейкоза происходит следующее: встретив В-лимфоцит, вирионы связываются со специфическими рецепторами этой клетки и путем виропексиса попадают в ее цитоплазму, где происходит разрушение внешней мембраны вируса и освобождение его генома из капсида. Одна молекула вирусной РНК служит матрицей для синтеза вирусных белков - структурных и энзиматических (обратная транскриптаза, протеаза и интеграза). Другие белки с геномной РНК не синтезируются. Вторая геномная РНК становится матрицей для синтеза ДНК. Обратная транскриптаза (ревертаза) вируса лейкоза обладает тройной функцией - активностью РНК-зависимой ДНК-поли-меразы, ДНК-зависимой ДНК-полимеразы и РНК-азы. Синтез минус-цепи вирусной ДНК начинается с присоединения праймера (тРНК-про) к точке, локализованной на два нуклеотида ниже района U5. Затем расщепляется РНК, и на матрице минус-цепи ДНК синтезируется плюс-цепь ДНК. Далее эта двунитчатая ДНК с обоих концов фланкируется длинными терминальными повторами (LTR) и проникает в ядро клетки и интеграза, делая сначала разрез в клеточной ДНК, встраивает вирусную ДНК в геном клетки - возникает новая форма существования вируса - провирус ВБЛ. Невстроенные вирусные ДНК, обильно присутствующие в организме у крупного рогатого скота в период бессимптомного течения лейкоза и в фазе персистирующего лимфоцитоза (PL), исчезают в фазе опухолеобразования.

Если провирус оказывается в активной зоне хромосомы, он может начать функционировать сразу, если в молчащей - то длительное время может себя не проявлять. Это зависит от многих факторов в конкретной клетке в соответствующей фазе ее развития.

Очевидный парадокс BLV инфекции состоит в том, что лейкемоге-нез протекает в отсутствие вирусной экспрессии [118]. Лейкемогенез характеризуется длительной хронической болезнью, сопровождающейся аккумуляцией генетических модификаций в геноме клеток хозяина. Наиболее общие из них - приобретение дополнительных мелких хромосом, трисом, транслокаций и изохромосомных преобразований. Считают, что существенные изменения генома хозяина происходят в клетках, активно экспрессирующих вирионы. Возможно, эти изменения и обеспечивают селективный рост именно таких трансформированных клеток, приводя их к образованию злокачественных опухолей.

Установлено, что эффективная репликация вируса и инфицирование им новых клеток происходит в течение очень короткого периода времени. Возможно, репликация идет непрерывно, но результат этого процесса не может широко распространяться вследствие эффективного иммунного ответа, вызванного этой взрывной экспрессией вируса.

С помощью методов ПЦР установлено, что распространение вируса в организме - результат исключительно клональной экспансии (распространение путем митоза клеток, несущих в своем геноме провирус BLV).

Латентный период, предшествующий лейкемии, характеризуется образованием большого числа различных клонов клеток, содержащих провирус. Иммунный ответ на BLV инфекцию поддерживается в течение жизни животного, однако каким образом он поддерживается, пока не ясно [183]. Предполагают, что вирусная инфекция осуществляется в отдельных субпопуляциях клеток, которые эффективно уничтожаются сильным иммунным ответом, и экспрессия вируса осуществляется в другой субпопуляции и т.д.

По мере истощения иммунной системы координация ее деятельности все более нарушается, все больше накапливается клеток с соматическими мутациями, приводящими к злокачественной трансформации [73].

Изучение гуморального и цитотоксического ответа на BLV инфекцию показало, что к 1-8 нед после инокуляции появляется признак инфекции - гуморальный антивирусный ответ. В высоких титрах синтезируются антитела к эпитопам структурных капсидных - р24 и регуляторных- Tax и Rex белков. Уровень цитолитических антител увеличивается при прогрессировании болезни до острой фазы. В этом цитотоксическом ответе главную роль играют гамма и дельта-Т-лимфоциты.

Таким образом, активный гуморальный и цитотоксический иммунный ответ развивается вскоре после инфицирования BLV, и эта антивирусная активность поддерживается в течение жизни животного, показывая, что иммунная система стимулируется постоянно антигенами вируса. Однако когда болезнь прогрессирует, цитотоксин- и хелперассоции-рованные функции слабеют.

Изучение кинетики В-лимфоцитов в процессе инфекции с помощью введения в клетки бромдезоксиуридина (BrdU) и флуоресцентного красителя белков (CFSE) показало, что в периферической крови В-клетки, меченные CFSE, интенсивно уничтожаются в период хронической инфекции у овец. Таким образом, чрезмерная пролиферация в лимфоидных органах, происходящая у инфицированных животных, может быть компенсирована ростом гибели популяции периферических клеток крови. Считают, что только клетки, в которых провирус не активен, накапливаясь, приводят к лимфоцитозу. Активация их экспрессии должна вызвать коллапс инфекции.

Обобщая имеющиеся данные, следует отметить, что патогенез BLV характеризуется следующими особенностями:

  • - геномная молекула РНК BLV не инфекционна, тогда как вирион, в котором находятся две таких молекулы РНК, обладает инфекционно-стью [64];
  • - бурная репродукция вируса наблюдается сразу после первичной инфекции очень короткий период, далее она плохо обнаруживается, однако индуцированный вначале иммунный ответ сохраняется у животного пожизненно;
  • - считается, что распространение вируса в организме происходит в основном путем клональной экспансии.

В начальный период инфекции происходит чрезмерная пролиферация неинфицированных В-лимфоцитов. Это характерно и для животных с персистирующим лимфоцитозом (PL), который проявляется у 1/3 всех инфицированных животных. Эта стадия болезни, вызванная аккумуляцией нетрансформированных В-лимфоцитов, протекает бессимптомно, при этом инфицировано менее 1% клеток периферической крови.

Транскрипция вирусных иРНК возможна только, если вирусная ДНК встроена в геном клетки, и она чаще происходит в незрелых В-лимфо-цитах, чем зрелых. Последние не инфицируются.

Поверхностные иммуноглобулины IgM на клетках мишенях -В-лимфоцитах - обладают полиспецифической реактивностью, содержат очень длинную последовательность CDR НЗ, характерную для антител против отрицательно заряженных антигенов, например, молекул ДНК.

Персистирующий лимфоцитоз (PL) характеризуется аккумуляцией генетических модификаций в геноме клетки хозяина. При пролиферации В-лимфоцитов образуются разнообразные клоны с различным сроком жизни, а опухолевые клетки аккумулируют аномальные клоны. Возможно, что они обеспечивают селективный рост преимущественно клеток опухоли.

Известно, что сосуществование про- и эукариот осуществляется путем высокой вариабельности геномов прокариот и усложнения системы защиты у эукариот.

Чем же отличается стратегия выживания вируса лейкоза крупного рогатого скота?

Он обладает тремя способами распространения в организме:

  • 1) путем репродукции вируса - виремией;
  • 2) путем митоза клеток со встроенной в их геном вирусной ДНК, синтезированной на матрице геномной РНК BLV, т.е. клональной экспансией;
  • 3) с помощью циркулирующей в крови внеклеточной провирусной ДНК в виде иммунного комплекса.

К способам уклонения от иммунного надзора вируса лейкоза можно отнести следующие данные:

  • - неравенство распределения вирусных белков при делении В-лимфоцитов. Белки оболочки вириона (gp50 и gp31) остаются только в одной из дочерних клеток. Вирионы, образующиеся из таких клеток, не будут иметь в своей внешней оболочке этих белков и, следовательно, могут избегать давления иммунной системы и перманентно реплицироваться;
  • - неточность синтеза ДНК на матрице вирусной РНК связана с тем, что вирусная ревертаза не обладает функцией удаления ошибок при синтезе ДНК, а это может вызвать изменение первичной, и, следовательно, третичной структуры вирусных белков, в том числе и иммуногенных. Последнее вызовет снижение аффинности специфических антител к таким белкам, что будет способствовать сохранению дееспособности таких вирионов.

В зависимости от характера распространения опухолевых клеток, лейкозы подразделяют на две группы: системные и опухолевые.

Первая группа отличается системностью поражения кроветворной и лимфоидной ткани с вовлечением в процесс костного мозга, селезенки, лимфатических узлов и включает лимфоидный, миелоидный лейкозы и злокачественный гистиоцитоз.

Во вторую группу, характеризующуюся первичностью поражения лимфоидной ткани, относят лимфосаркому, плазмоцитому, ретикуло-саркому и лимфогранулематоз.

Опухоли же, состоящие из клеточных элементов, природу которых пока трудно установить, относят к числу недифференцированных лейкозов. Сюда входят, главным образом, опухоли, состоящие из клеток типа ретикулярных, лимфобластных и др.

Выделяют несколько критических возрастных периодов у крупного рогатого скота, когда животные наиболее подвержены риску заражения вирусом лейкоза от инфицированных особей:

  • 1) внутриутробный (трансплацентарная передача);
  • 2) от рождения до 6 месяцев (молозиво и молочные периоды);
  • 3) период осеменения (18-24 месяцев);
  • 4) период первой лактации (30-36 месяцев).

Патогенез болезни заключен в нарушении естественного процесса дифференциации и пролиферации кроветворных клеток. Наиболее часто болезнь протекает латентно. Активация вируса происходит под воздействием ряда эндогенных и экзогенных факторов, проявляясь у отдельных групп животных нарушением функций регуляции органов кроветворения.

Поражение лейкобластов приводит к интенсивной пролиферации разнообразных типов лейкоцитов в кроветворных органах: лимфатических узлах, селезенке, костном мозге. Неконтролируемые, интенсивно размножающиеся кровяные клетки, распространяясь по организму, локализуются в различных органах и тканях, образуют опухоли, вызывая изменения в структуре и функциях пораженных органов в результате атрофических процессов у специфических клеток. Проявляются нарушения как на молекулярном, так и клеточном и даже органном уровнях, приводящие к расстройствам кроветворения, сопровождающимся увеличением количества лимфоцитов.

Лейкозный инфекционный процесс характеризуется стадийностью. Р.А. Кукайн (1982) определены следующие стадии, или периоды, в развитии инфекции: инкубационную, гематологическую и опухолевую [46].

Инкубационная стадия может быть от 2-6 лет и характеризуется, преимущественно, отсутствием видимых изменений периферической крови. Данную стадию можно выявить серологическими и вирусологическими исследованиями, а гематологические показатели остаются без изменений. Инфицированных животных, как правило, выявляют в РИД (реакция иммунодиффузии) путем обнаружения в сыворотке специфических АТ к полипептидному и гликопротеидному антигенам вируса бычьего лейкоза. Инкубационный период характеризуется тем, что АТ не сразу появляются в ответ на заражение, а по прошествии определенного времени [47, 183].

При положительных результатах исследований животные считаются вирусоносителями, вирус у них способен формироваться и в определенное время выделяться [13]. Начальная стадия лейкоза характеризуется системным или частичным поражением в основном органов кроветворной системы (лимфатических узлов, селезенки, костного мозга). На этой стадии клинических признаков не наблюдается. При гематологическом исследовании выявляются количественные изменения в клеточном составе крови - увеличение количества лейкоцитов, возникновение незрелых и патологически измененных форм клеток. На этой стадии наличие инфекции устанавливают иммунологическими исследованиями [11].

Гематологическая же стадия болезни характеризуется как количественными, так и качественными сдвигами, обнаруживаемыми в составе клеток крови. Повышается число лейкоцитов и лимфоцитов, регистрируются кровяные клетки патологической формы: незрелые, малодифференцированные, различной величины [39]. В развернутой стадии происходит поражение всей кроветворной ткани. Размножение клеток отмечают не только в органах гемопоэза, но и в других. Характерными являются гематологические нарушения, которые, в зависимости от формы лейкоза, сопровождаются увеличением количества лимфоцитов, лимфобластов, гемоцитобластов и одновременным снижением количества нейтрофилов. Возникают клинические признаки, связанные с опухолевидными разрастаниями в лимфатических узлах: экзофтальм, увеличение лимфатических узлов, селезенки, печени, опухоли в различных участках тела [43, 97].

Опухолевая стадия уже характеризуется разнообразием клинических признаков, причем как неспецифических, так и специфических. Причем их проявление, как правило, зависит от локализации патологического процесса. Неспецифические признаки характеризуются ухудшением общего состояния, плохим усвоением кормов, снижением удоев, быстрой утомляемостью, прогрессирующим исхуданием, а также, в ряде случаев, нарушением деятельности пищеварительного тракта [39]. Характерны следующие признаки: ослабление сердечной деятельности, цианоз и желтушность слизистых оболочек, нарушение дыхания, отеки в области живота, подгрудка, вымени; хромота на задние конечности (на одну или обе), затруднение выделения мочи, а также аборты, яловость и увеличение долей вымени (одной или нескольких).

К специфическим же признакам лейкоза крупного рогатого скота относятся увеличение внутренних и поверхностных (околоушных, предло-паточных, подчелюстных, надколенных и надвыменных) лимфатических узлов; опухолевые разрастания в разных областях тела, увеличение селезенки, печени, а также экзофтальм. Лимфатические узлы становятся величиной с грецкий орех, иногда с детскую голову. Внутренние же лимфатические узлы наиболее чаще подвержены поражению, чем поверхностные [3]. В опухолевой, самой тяжелой стадии болезни, патологический процесс развивается наиболее быстро. Нередко наблюдается снижение числа лейкоцитов периферической крови с преобладанием их патологических форм на фоне понижения реактивности организма и истощения его кроветворной ткани. Качественный же состав лимфоцитов резко изменяется в сторону их патологии. В сычуге, почках, печени, сердце и селезенке обнаруживаются патологические лейкозные изменения. Причем опухолевая стадия, как правило, развивающаяся в организме животного с пониженной резистентностью, зачастую заканчивается смертельно - разрывом селезенки или иных внутренних органов [8].

В основном инфекционный процесс у крупного рогатого скота ограничивается инкубационной стадией и бессимптомным вирусоноситель-ством. Только у небольшого процента (5-7) взрослых животных устанавливают клинико-гематологические и опухолевые проявления, характерные для лейкоза.

В патогенезе лейкоза крупного рогатого скота важное значение имеет образование циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК). Они образуются в биологических жидкостях организма или на поверхности клеток в виде комплекса «антиген-антитело».

Иммунные комплексы в сыворотке крови человека и животных могут формироваться из любых классов или подклассов иммуноглобулинов [172], свойства которых определяют биологические свойства комплексов. По данным В.М. Жавненко и В.В. Черняк (1984) [22], а также Н. Ungar-Waron et al. (1992) [172], антитела при лейкозном процессе могут оказывать иммуносупрессивное действие как сами по себе, так и в комбинации с опухолевыми и вирусными антигенами в составе иммунных комплексов. Это подтверждается и исследованиями Т. Odawara et al. (1987), G.L. Cockerell et al. (1977), R.M. Jacobs (1980), L.R. Mary et al. (1983) [155, 104, 123, 143].

Связывание вирусов с антителами, лишенными нейтрализирующей активности, имеет одно необычное патологическое следствие: эти иммунные комплексы в результате взаимодействия с Fc-рецепторами поглощаются макрофагами, в которых вирус восстанавливает свою инфек-ционность [1]. Вполне возможно, что одна из причин «феномена рецидивов» ВБЛ инфекций в ранее оздоровленных стадах именно в этом.

По данным И. Ungar-Waron et al. (1992), иммунные комплексы в сыворотке крови ВЛКРС-серопозитивных коров, выделенные осаждением ПЭГ, содержат антигены вируса IgG и IgM. Соотношение антител в комплексах меняется с возрастом животного и стадией болезни [172].

С.И. Логинов (2003) также утверждает, что у значительной части коров, инфицированных ВБЛ и гематологически больных лейкозом, имеет место повышенная продукция иммунных комплексов. В более поздние стадии заболевания наблюдается снижение их уровня [48].

На изучение состава ЦИК при лейкозе крупного рогатого скота посвящен ряд исследований отечественных и зарубежных авторов [172, 155, 106,22, 48].

Работами Т.Р. Якупова (2010) показано, что в иммунных комплексах содержатся провирусные ДНК, которые могут быть причиной распространения инфекции в организме. Провирус в составе ЦИК может путем фагоцитоза попасть в клетку и встроиться в геном клетки [84].

Большинство исследователей отмечают, что определение ЦИК имеет большое значение в мониторинге эпизоотической ситуации по лейкозу и может служить индикатором инфицированности животных вирусом. Идентификация и изучение состава иммунных комплексов способствует объяснению патогенетических аспектов лейкоза крупного рогатого скота.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>