Вирус иммунодефицита кошек

ФГБОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина»

Кафедра радиобиологии и вирусологии им. А.Д. Белова и В.И. Сюрина

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Вирусология и биотехнология»

«Вирус иммунодефицита кошек»

Исполнитель:  3 курс ФВМ, 11 группа, Теплых Дарья Сергеевна

Реферат    дата   ________________________

принят   кол-во баллов ________________________

к защите

Преподаватель:  Ярыгина Елена Игоревна

Москва, 2015

Содержание

1. Введение

Иммунодефицит кошек - тяжелое заболевание, вызываемое вирусом иммунодефицита кошек (ВИДК, ВИК или FIV от англ. feline immunodeficiency virus), поражающего иммунную и нервную системы. Болезнь характеризуется медленным, постепенным развитием, полиморфностью клинических проявлений, высокой летальностью.

Вирус иммунодефицита был впервые выделен в Калифорнии в 1986 году [Pedersen, 1987]. За год до этого в здоровой популяции кошек одного из питомников была зарегистрирована вспышка неизвестного заболевания. От зараженных кошек и был выявлен неизвестный ранее лентивирус семейства ретровирусов. 

Новому вирусу исследователи дали пробное название Т- лимфотропный лентивирус кошек (ТЛЛК). Но для того, что бы соблюсти международные соглашения в отношении описания Т- лимфотропных лентивирусов (включая вирус иммунодефицита человека (ВИЧ, вызывающий СПИД), в последствие название было изменено на вирус иммунодефицита кошек (ВИК). Достаточно часто FIV обнаруживается у кошек, инфицированных вирусом лейкемии (FeLV).

Вирус поражает практически всех представителей семейства кошачьих, в том числе пуму, льва, леопарда и манула [Barr et al. 1997, Brown et al. 1994, Carpenter et al. 1996, Olmsted et al. 1992]. Вирус кошачьего иммунодефицита по-разному распространён в популяции кошек. Чем более плотно живут кошки, тем чаще в их колониях встречается вирус (в частности из-за более частых драк). При низкой плотности кошачьего населения, а также среди домашних кошек ВИК встречается редко.

2. Характеристика вируса

1. Таксономия вируса

Вирус относят к семейству Retroviridae, к роду Lentivirus. Лентивирусы (от лат. lenti-, «медленный») — род вирусов, семейства Retroviridae с длительным инкубационным периодом. Лентивирусы способны доставлять значительное количество генетического материала в клетку хозяина и обладают уникальной среди ретровирусов способностью реплицироваться в неделящихся клетках.

2. Морфология вириона

 Вирионы имеют 6 структурных белков, из них 4 внутренних (капсидных) негликолизированных и 2 гликопротеина оболочки.

Форма: типична для лентивирусов – зрелые вирионы или эллипсовидной формы, электронно-плотная сердцевина (кор) имеет характерную конусовидную или сферическую форму, диаметром 80-125нм.

Тип симметрии:  икосаэдральный, суперкапсида не имеет.

Тип генома: РНК-геномный вирус. РНК односпиральная, линейная, позитивная (РНК вируса уже является информационной, в репродукции отсутствует транскрипция иРНК)

Особенностью данного семейства является характерная морфология, в частности, наличие электронноплотного нуклеопротеида и ревертазы, обратной транскриптазы (РНК- зависимой ДНК – полимеразы.

3. Этапы репродукции вируса

1. Адсорбция вируса на клетки-мишени (активированные CD4 + Т-лимфоциты)
2. Проникновение вируса в клетку
3. Депротеинизация вируса
4. Превращение вирусного РНК-генома в полноразмерную неинтегрированную линейную (свободную) ДНК
5. Интеграция вирусной ДНК с хозяйским геномом
6. Экспрессия генов интегрированной вирусной ДНК
7. Синтез вирусных белков и сборка вирионов
8. Выход вируса из клетки

4. Антигенная структура и антигенная вариабельность

Все штаммы вируса подразделяют на пять генетически различных (отличие в последовательности гена env  до 26%) изолятов (A, B, C, D, E). Наиболее распространенными являются типы А и В. В одной стране может персистировать один или несколько типов вируса. Например, в Англии зафиксированы случаи инфицирования кошек только вирусом типа А. В тоже время, в Швейцарии, Австралии, западной части США, северной Японии, Германии и Южной Африке циркулируют различные типы вирусов.

Уровни антител (АТ), выявляемые к вирусу лейкоза кошек в иммуноферментном анализе (ИФА) и реакции нейтрализации (РН), не коррелируют. Вакцинация кошек вирусом не всегда индуцировала удовлетворительный иммунный ответ (в иммуноблотинге). Резистентность к реинфекции коррелировала с уровнем АТ, выделяемых в иммуноблотинге.

5. Гемагглютинирующих и гемадсорбирующих свойства

 у вируса не установлено.

6. Особенности культивирования

ВИК избирательно реплицируется в Т-лимфоцитах, а Т-клетки служат центральным звеном системы клеточного иммунитета, инфекция этим лентивирусом приводит к иммунодефициту. Однако штамм Петалюна в культуре клеток кошачьей Т-4-тимус лимфаты 3101 вызвал цитопатическое действие через 22 дня после заражения.

7. Устойчивость

 При комнатной температуре  они сохраняются до 4 суток. Кипячение  интенсивно инактивирует их, а при нагревании до 60˚С гибель происходит в течение 30 минут. Обработка спиртом, эфиром, гипохлоритом приводят к инактивации вирусов через 5-10 минут. К ультрафиолетовому облучению вирусы относительно устойчивы.

8. Органный патогенез

Основной мишенью в случае ВИК являются активированные CD4 + Т-лимфоциты. Эти клетки обычно функционируют как Т-хелперы, которые играют важную роль в работе иммунной системы, способствуют развитию гуморального и клеточного иммунитета. Гликопротеин вируса gp120 связывается с первичным рецептором на поверхности клетки. После проникновения вируса в клетку начинает работать фермент вируса – обратная транскриптаза, синтезирующая на основе РНК вируса копию ДНК. Фермент обладает низкой точностью, не имеет  функции корректуры, поэтому вирус FIV может быстро мутировать и поэтому существует в виде нескольких штаммов. Это генетическое разнообразие приводит к вариантам, которые могут уклоняться от обнаружения иммунной системой хозяина.

Латентная инфекция возникает тогда, когда клетка несет в себе интегрированную копию провируса, но новые вирусные частицы не образуются. Такие инфицированные клетки представляют собой «резервуар» инфекции, которая не поддается влиянию нейтрализующих антител, что создает препятствия для эффективной вакцинации.

В первые несколько дней после экспериментального заражения вирус FIV проникает в дендритные клетки, макрофаги и Т-лимфоциты, а также может быть обнаружен в плазме в течение 2-х недель. Количество вирусных частиц и провирусной ДНК увеличивается в мононуклеарных клетках, достигая максимума на 8-12 неделе после заражения. В течение этого периода отмечаются незначительные или умеренные клинические отклонения, такие как анорексия, депрессия и гипертермия. Они быстро проходят в отличие от генерализованной лимфаденопатии, которая может возникнуть в результате резкого увеличения активных центров инфекции в лимфатических узлах.

Снижение вирусной нагрузки приводит к так называемой «бессимптомной» фазе, которая может длиться в течение многих лет, а может быть и всю жизнь. Предполагается, что во время этой фазы репликация вируса находится под контролем иммунной системы, и зараженные кошки могут не иметь клинических признаков. Однако исход инфекции FIV может быть различен. В бессимптомной фазе вирусная нагрузка в плазме относительно стабильна, но количество CD4 + Т-лимфоцитов постепенно снижается, что приводит к изменению соотношения CD4:CD8 Т-лимфоцитов. У некоторых инфицированных кошек это приводит к функциональному иммунодефициту, клинической картине СПИДа и смерть.

3. Диагностика болезни

1. Постановка предварительного диагноза

1. Анализ эпизоотических данных

Предрасположенности тех или иных пород кошек к заболевания не выявлено. Максимальная степень инфицирования установлена среди животных старше 5 – летнего возраста, причем заболеваемость среди котов регистрируется в 2 раза чаще, чем у кошек. Заболевание характеризуется хроническим течением. Риск распространения ВИК среди  домашних кошек, проживающих в обычной семье, не велик. За исключением тех, которые находятся в частых контактах с бездомными особями. Заболевание наиболее распространено у кошек уличного содержания, у диких кошек в колониях с постоянно сменяющимися членами. Антитела присутствуют примерно у трети кошек, контактировавших с инфицированной кошкой.

Источником возбудителя инфекции являются больные животные, выделяющие возбудителя со слюной, с молоком и экссудатом, содержащим инфицированные клетки.

Факторами передачи служат остатки инфицированного корма и воды. Заражение чаще всего происходит посредством укусов, а также алиментарно и аэрогенно, при наличии повреждений на слизистых оболочках.

Основным путем передачи инфекции считаются взаимные укусы во время кошачьих драк. Высокая концентрация вируса отмечена в слюне, а передача инфекции при укусах подтверждена экспериментально. Также экспериментально продемонстрировано трансплацентарное заражение плода, хотя встречались отдельные случаи горизонтального распространения инфекции от матери к котятам через слюну и молоко. Данных о передачи половым путем нет. До настоящего времени не было сообщений о передачи этого вируса от кошек к другим животным или людям.

Заболевание протекает в виде энзоотии без выраженной сезонности, при наличии признаков стационарности.

Серологические исследования показали, что ВИК является эндемичным заболеванием. Различные сероварианты вируса присутствуют  от 1 до 14%  кошек без клинических признаков и до 44% у клинически больных кошек. Помимо США, Франции, Канады и Японии показано широкое распространение вируса среди кошек в Нидерландах, частота которого составляет порядка 1 % среди здоровых и около 3 % среди больных новорожденных.

Таблица № 1 Частота инфекции ВИК (по данным серологических обследований

Вирус имеет большое распространение во всем мире. Так в США общее вирусоносительство составляет 1,5-3% всех клинически здоровых котов и 9-15% котов с признаками вируса иммунодефицита кошек.

2. Краткая характеристика клинических признаков

 Клинические признаки, ассоциированные с инфекцией вирусом ИДК: хроническое поражение ротовой полости (гингивиты, периодонтиты, стоматиты, тонзилиты); анемия (различной степени тяжести); хронические заболевания верхних дыхательных путей (главным образом риниты); желудочно-кишечные заболевания (хронические энтериты и энтероколиты); истощение; хронические раневые абсцессы; хроническое воспаление наружного уха; хронические кожные заболевания (включая демодекоз); хронические инфекции мочеполового тракта; персистирующая лимфоаденопатия; неоплазии (в частности, лимфосаркома, миелопролиферативные заболевания, обычно ассоциированные с сопутствующей инфекцией вирусом лейкоза кошек); неврологические нарушения (неопределенные изменения поведения, истерия, приступы ярости, судороги и др.)

При иммунодефиците кошек, помимо лейкоза, сопутствующими могут быть демодекоз и токсоплазмоз. Прогрессирующие все более частые болезненные проявления и все более тяжелые инфекции приводят к истощению и гибели животных. Этот процесс может длиться многие месяцы 

Инкубационный период длится 4-6 недель, после чего развивается картина острого заболевания. Болезнь характеризуется высокой температурой тела (40° С и более), увеличением лимфоузлов при пальпации и лейкопенией. Часто возникает диарея, воспаление кожи и анемия. За острой стадией наступает латентный период, длящийся от нескольких месяцев до 3 лет, после которого постепенно и медленно (в течение месяцев или лет) нарастают явления синдрома хронического иммунодефицита. Кошки с этой инфекцией при их обследовании ветеринарным врачом имеют букет хронических недугов. Среди таких недугов наиболее часто регистрируют: поражение слизистой оболочки полости рта и десен, хроническую диарею, потерю аппетита и исхудание (до истощения), непостоянную лихорадку, рецидивирующее воспаление верхних дыхательных путей, с насморком и слезотечением, воспаление слухового канала, а также воспаление мочевых путей. Все эти перечисленные признаки напоминают таковые при других иммунодефицитных состояниях, таких как лейкемия кошек, голодание и рак с обширными метастазами.

3. Патологоанатомические изменения.

Специфических макроскопических и микроскопических изменений при вирусном иммунодефиците кошек, как правило, не обнаруживают. Однако в литературе описаны некоторые патологоанатомические изменения, установленные у кошек, павших в результате экспериментальной инфекции. При этом смерть животных происходила через 120-150 недель после заражения вирусом иммунодефицита. При вскрытии регистрировали: обезвоживание, истощение, атрофию скелетных мышц, трахеобронхит, отек легких и бронхопневмонию, интерстициальный гломерулонефрит, а также атрофию отдельных лимфатических узлов.

2. Виды патологического материала, направляемого от больных и  павших животных

Патологический материал для лабораторных исследований отбирают:

• от больных животных: кровь, слюна;
• от павших животных: кусочки органов, в которых обнаруживается вирус – костный мозг, тимус, лимфатические узлы.

3. По мере развития инфекции расширяется круг клеток, где обнаруживается вирус: в кровеносных сосудах, воспалительных очагах, в слюнных железах. 
   Этапы лабораторной диагностики

Индикация вируса  в патологическом материале проводят путем обнаружения инфекционной активности вируса методом биопробы на культуре клеток. Лимфоциты периферической крови инфицированных кошек с лимфоцитами здоровых или с клетками определенных перевиваемых линий в присутствии антител (АТ) культивируют на клеточных культурах течение 2-3 недель. Цитопатическое действие (ЦПД) проявляется в виде пузырьковой дегенерации, повышенной гибели клеток и образования гигантских клеток. Инфицированные культуры обнаруживают повышенный уровень активности обратной транскриптазы.

Наиболее широкодоступная тест-система представлена набором для постановки быстрой реакции точечного иммуноферментного анализа (ИФА) Cite FTLV (производитель - фирма IDEXX). Эта тест-система улавливает и концентрирует АТ к ВИДК из крови или плазмы на мембране, где в виде пятна иммобилизованы антигены (АГ) ВИДК. Связавшиеся АТ выявляются с помощью цветной ферментной реакции. Если у животного выявляется слабо положительная реакция, следует повторно провести тестирование через 4-6 нед.

По типу тест-системы Cite приготовлены также и наборы для комбинированного выявления АТ к ВИДК и ВПК. В США используется также тест-система для выявления АТ к BJTK на основе непрямой ИФ (HansenVeterinaryImmunology, Dixon,California).

Разработан иммуноферментный анализ (ИФА) для обнаружения АТ к вирусу ИДК с использованием рекомбинантных поверхностного (SU), трансмембранного (ТМ) и капсидного (СА) АГ.

Сыворотки экспериментально инфицированных кошек тестируют тремя АГ для оценки сероконверсии и определяют уровень АТ. АТ к ТМ АГ обнаруживают в ранние сроки и на протяжении всего периода наблюдения их регистрируют на высоком уровне.

Иммунный ответ на AT SU и СА был менее выражен; у некоторых кошек уровни АТ к SU и СА снижались через 6 мес. после заражения. Специфичность метода с использованием АГ ТМ составляла 97%, а чувствительность - 98%. Таким образом, рекомбинантный ТМ можно рассматривать как очень высокий при выявлении ВИДК в ИФА.

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) является прямым методом, определяющий генетический материал вируса.

Достоинства:

• Является одним из подтверждающих методов;

• Необходим для тестирования котят в возрасте до 6 месяцев, так как в этих случаях тесты, направленные на выявление антител против ВИК, будут недостоверны;

• Возможность определения вирусной загрузки при проведении количественной ПЦР. Так, ПЦР-лаборатории Auburn University и Idexx заявляют о возможности определять даже очень маленькое количество вируса (10/мл) в крови;

Недостатки:

• возможны ложноотрицательные результаты из-за генетической изменчивости вируса и низкой вирусной загрузки. Одной из важных особенностей вируса иммунодефицита и других лентивирусов является их генетическая изменчивость. Охарактеризовано 6 подтипов ВИКа (A, B, C, D, E, F) и возможно седьмой (U) описан в Новой Зеландии. Чувствительность и специфичность ПЦР варьирует в разных лабораториях и зависят от дизайна праймеров и зондов. В идеале праймеры должны амплифицировать все подтипы (поиск наиболее консервативных участков последовательностей).

Выделение вируса является высоконадежным методом. В лабораторных условиях, вирус может быть выделен из культуры клеток и тестирован на антиген. Была проведена работа, в результате которой у 10% кошек, считавшихся ранее сероотрицательными на основании ИФА, были выделены вирусы. Таким образом, выделение вирусов считается одним из наиболее точных методов распознавания ВИК-инфекции. К сожалению, технология метода не приспособлена для лабораторной диагностики, и большинство клинических исследований, в настоящее время, полагается на метод тестирования ИФА.

Вестерн-блоттинг.

Вестерн-блоттинг имеет специфичность, близкую к 100%, и считается золотым стандартом», используется для подтверждения положительных результатов, полученных методами ИФА и ИХА. Выявление 2 или 3 вирусных белков обычно рассматривается как положительный результат. К наиболее часто анализируемым  белкам относят р15, р24, р13 и р55.

Достоинства:

• высокая специфичность;

• подтверждающий тест;

Недостатки:

• необходимо отправлять в специализированную лабораторию с квалифицированным персоналом;

• высокая стоимость;

Реакция иммунофлюоресценции (РИФ).

Также имеет высокую степень надежности, за исключением случайного присутствия неспецифической флуоресценции которая может скрыть как положительный, так и отрицательный результат. РИФ  является доступным, в целом надежным тестом, с чувствительностью, близкой к ИФА и специфичностью близкой к вестерн-блоттингу. Так как РИФ определяет антитела, то имеет, такие же ограничения в применении, как и иммуноферментный анализ.

При тестировании неинфицированных кошек должен быть получен отрицательный результат при проведении всех тестов.

При тестировании кошек в возрасте старше 6 месяцев и кошек, не вакцинированных против ВИК, получение положительного результата указывает на наличие ВИК-инфекции; однако, положительные результаты экспресс-тестов всегда следует подтверждать ПЦР, вестерн-блоттингом или ИФА, особенно у клинически здоровых кошек без внешних признаков инфекции.

Если ВИК-инфекция выявлена у беременной кошки, инфицироваться может только часть ее потомства. Котят следует исследовать по методу ИФА в возрасте старше 6 месяцев, либо в любом возрасте методом ПЦР.

Вакцинация кошек против вируса иммунодефицита кошек (FIV) с использованием инактивированных штаммов  приводит к быстрому и стойкому образованию антител.

Такие вакцины имеются в США, но не лицензированы в Европе и России, и поэтому не могут быть использованы. Диагностические тесты, доступные в настоящее время, не различают вакцинированных кошек от инфицированных, что создает определенные трудности в регионах, где проводится вакцинация.

В такой ситуации рекомендуется определение  количества CD4 + и CD8 + лимфоцитов. Однако из-за сложности этих исследований и тот факт, что значение этих показателей не был известен до заражения, означает, что этот метод не является в настоящее время клинически значимым.

4. Специфическая профилактика

Вакцинация ВИК-инфицированных животных является спорным вопросом. Экспериментальные исследования показали, что у кошек с бессимптомной инфекцией в ответ на вакцинацию  развивается сильный иммунный ответ, что говорит об эффективности применения вакцины. Тем не менее, не известно, на сколько эффективна вакцинация кошек на более поздних стадиях развития иммунодефицита.

Есть мнение, что вакцинация ВИК-инфицированных кошек может быть не безопасным. Во-первых, стимулирование иммунной системы, связанное с введением вакцины, может привести к прогрессированию иммунодефицита в результате изменения неустойчивого баланса между иммунной системой и вирусом. Так, стимуляция инфицированных лимфоцитов in vitro приводит к репродукции вируса. In vivo, вакцинация хронически инфицированных кошек синтетическим вирусным пептидом приводила к с уменьшению соотношения CD4/CD8. Потенциальные плюсы и минусы вакцинации кошек с иммунодефицитом должны рассматриваться индивидуально. У взрослых кошек,  которых вакцинировали ранее, даже несколько лет назад, риск заражения инфекцией низок, так что новой вакцинации  лучше избежать. У кошек, имеющих постоянный доступ на улицу риск заражения очень высок, поэтому вакцинация им настоятельно рекомендуется.

Хотя нет никаких научных доказательств того, что ВИК-инфицированные кошки находятся в группе повышенного риска при использовании живых вакцин, следует иметь ввиду, что  рекомендуются к использованию  инактивированные вакцины. Применение живых вакцин кошкам с иммунодефицитом может спровоцировать клиническое заболевание, поскольку  вакцинный антиген может сохранять некоторый патогенный потенциал.

В настоящее время в России нет коммерчески доступной вакцины против ВИК. В экспериментальных условиях удавалось иммунизировать  кошек путем использования инактивированной вакцины или  сочетания  инактивированного вируса и ДНК-вакцины. В США коммерческая вакцина доступна с 2002 года, а в Австралии и Новой Зеландии с 2004 года.

5. Заключение

6. Иммунодефицит кошек — тяжелое заболевание, вызываемое вирусом иммунодефицита кошек, поражающего иммунную и нервную систему. Болезнь характеризуется медленным, постепенным развитием, полиморфностью клинических проявлений, высокой летальностью. Вирус иммунодефицита кошек— довольно распространенное инфекционное заболевание, которое присутствует на всех континентах. Клинические симптомы проявления FIV у кошек сходны с подобными симптомами при СПИДе, однако FIV не способен нанести вред человеку и не может инфицировать приматов других видов. 
   Список использованной литературы

1. Вирусология. Под редакцией Б. Филдса, Д.Найпа – М.: Мир, 1989.-492с.
2. Сюрин В.Н., Самуйленко А.Я., Соловьев Б.В., Фомина Н.В. Вирусные болезни животных. – Москва, ВНИТИБП, 928с.
3. С.В. Старченков Заразные болезни собак и кошек. – Санкт-Петербург, 2001
4. Р.М. Гаскелл, М. Беннет Справочник по инфекционным болезням собак и кошек
5. А.А. Кудряшов Патогенез и патологическая анатомия инфекционных болезней собак и кошек. – Санкт-Петербург, 1997