Фенотипічне змішування спостерігається при одночасній репродукції двох генетично різних вірусів і виявляється утворенням віріонів з генотипом одного з вихідних штамів, але які мають антигенні властивості обох вірусів. Фенотипічно змішані форми нейтралізуються сироватками проти обох вихідних штамів, тому що в оболонці отриманих вірусів з'являються структурні білки обох батьківських штамів. Такі віріони відтворюють у першому поколінні ознаки того штаму, нуклеїнову кислоту якого вони містять. При фенотипічному змішуванні поєднуються тільки структурні білки вірусів, генетичної ж взаємодії між їх нуклеїновими кислотами не відбувається.
Негенетична реактивація. При даному явищі інактивований вірус у результаті денатурації структурних білків здобуває здатність розмножуватися завдяки активності ферменту («роздягаючого» ензиму) іншого родинного вірусу.
Комплементація спостерігається в тих випадках, коли при мутації в геномі вірусу виникають ушкодження і він позбавляється здібності самостійної репродукції. Але якщо в клітину проникають два дефектних штами, в одного з яких ушкодження локалізовані в гені, відповідальному за синтез, наприклад раннього білка (РНК-полімерази), а в іншого - в у гені, що програмує синтез структурного білка, то кожний з них може взаємно використовувати фермент, синтез якого індукується іншим штамом. У результаті такого синергізму два дефектних віруси, не здатних репродукуватися поодинці, при подвійній інфекції проходять повний цикл репродукції. При такій взаємній комплементації генотипи взаємодіючих вірусів не змінюються, запозичаючи лише фермент, синтез якого індукується іншим вірусом. Відмінність комплементації від генетичної рекомбінації полягає у відсутності обміну генетичним матеріалом.
Комплементація може бути однобічною і двосторонньою. Двостороння комплементація полягає в репродукції обох партнерів, кожний з який не здатний до самостійної репродукції. При однобічної комплементації один з партнерів забезпечує іншого необхідними для його репродукції продуктами. Вірус, що стимулює репродукцію іншого вірусу, називається “вірус-помічник”, а вірус, що репродукується тільки в присутності помічника, називається “вірус-сателіт”. Комплементація широко поширена серед вірусів і зустрічається як між родинними, так і неспорідненими вірусами. Феномен тісно зв'язаний з дефектністю вірусів. Оскільки у вірусній популяції крім стандартних звичайно присутні дефектні неінфекційні вірусні частки, зокрема дефектні частки, які втратили частину генетичного матеріалу, комплементація має місце в інфекційному циклі багатьох вірусів і полягає в тім, що члени популяції постачають один одного продуктами генів, які дефектні в партнерів (негенетична реактивація). Такий дефектний вірус може використовувати ферменти, індуковані тільки другим вірусом-помічником. Наприклад, вірус саркоми Рауса не може індукувати синтез структурних білків, а для побудови своєї оболонки використовує білки вірусу лейкозу птахів. У присутності останнього з трансформованих вірусом саркоми Рауса курячих фібробластів виділяється вірус Рауса.
Комплементація зустрічається й у неспоріднених вірусів, що належать до різних родин.
ГЕНЕТИЧНІ ОЗНАКИ (МАРКЕРИ) ВІРУСІВ
Всі ознаки вірусів, інформація про які закодована в генах, називаються генетичними. Не обов'язково ознаки обумовлені тільки одним геном; багато ознак звичайно обумовлюються декількома генами.
Як і всі організми, віруси піддаються мінливості, більш того, мінливість у них виражена в набагато більшій ступені. Сукупність усієї спадкоємної інформації вірусу визначає його генотип. Під фенотипом вірусу розуміють сукупність усіх генетичних ознак, що виявляються в конкретних умовах.
Генетичні ознаки в штамів визначають після попереднього їх клонування. Усіїх можна умовно розділити на три основні групи: групові, видові і штамові. До групових і видових ознак варто віднести: тип нуклеїнової кислоти (ДНК чи РНК), розміри і морфологію, тип капсида, кількість капсомерів, антигенну специфічність, стійкість до органічних розчинників і детергентів, наявність ферменту нейрамінідази й антигенів хазяїна, гемаглютинуючі властивості, патогенність для визначеного виду тварин, курячих ембріонів і відповідної культури клітин (характер ЦПД). Для проведення генетичних досліджень найбільше значення мають внутрішньовидові (типові) ознаки, що дозволяють диференціювати варіанти (мутанти, рекомбінанти) між собою. До внутрішньоштамовим ознакам відносяться гемаглютинуюча активність, терморезистентність, відношення до УФП, інгібіторів і ін.
В даний час найбільш повно вивчені генетичні ознаки у вірусів поліомієліту, вісповакцини, грипу, арбовірусів, сказу, ящуру й ін.
Сутність і позначення генетичних ознак у вірусів.У більшості досліджень генетичні ознаки позначаються початковими буквами латинського алфавіту з додаванням знака + чи —, що означає наявність чи відсутність тієї чи іншої властивості. Окремі ознаки, наприклад нейровірулентність (N), позначаються двома буквами в залежності від виду тварини, на якому виявляється ця властивість: нейровірулентність для мавп - моnN, нейровірулентність для мишей -мN і т.п. Поки ще важко уніфікувати номенклатуру генетичних ознак, тому для кожної групи вірусів виправдана специфічна символіка їх. Однак цілий ряд ознак уже можуть мати загальні позначення для усіх видів вірусів.
МЕТОДИ СЕЛЕКЦІЇ ВІРУСІВ
Тому що вірусологи досліджують властивості не окремих вірусних часток, а вірусної популяції в цілому, то для прояву зміни спадковості вірусу необхідний інший процес— селекція, тобто створення таких умов, при яких відбувається переважне розмноження вірусних часток зі зміненою спадковістю, у результаті чого уся вірусна популяція буде складатися з однорідних генетичних мутантних віріонів. Використовуючи методи селекції, можна значно скоротити час при одержанні генетично однорідного модифікованого штаму вірусу. При одержанні генетично однорідної популяції в експериментальних дослідженнях використовуються наступні методи селекції: 1) виділення клонів з одиночних пустул на хоріоналантоїсній оболонці курячого ембріона; 2) селекція клонів із бляшок на культурі клітин; 3) селекція методом граничних розведень; 4) селекція методом виборчої адсорбції і елюції; 5) селекція методом пасажів у змінених умовах культивування.
Методи одержання живих противірусних вакцин. Живі противірусні вакцини по напруженості викликуваного ними імунітету можна розділити на дві групи: 1) вакцини, що викликають напружений і стійкий імунітет (проти віспи; класичної чуми курей; ньюкаслської хвороби-штами Н, Roakin, Комаров; поліомієліту; кору; паротиту; чуми великої рогатої худоби; чуми свиней; африканської чуми однокопитих і ін.); 2) вакцини, що викликають практично значимий, але відносно нестійкий імунітет (проти інфекційного бронхіту птахів; грипу тварин; ящуру; ньюкаслської хвороби-штами B1, La Sota; чуми м'ясоїдних; хвороби Тешена; катаральної лихоманки овець і ін.).
Зазначені розходження залежать насамперед від властивостей збудника хвороби, патогенезу захворювання і генетичних властивостей вакцинного штаму (тривалості переживання вірусу в організмі, ступені чужорідності вірусних білків, реактогенності вакцини й ін.). Проти тих інфекцій, що індукують тривалий і напружений постінфекційний імунітет, живі вакцини, як правило, високоефективні.
Аттенуація вірусу, як правило, пов’язана зі зміною ряду його генетичних ознак. У тих випадках, якщо поряд із утратою вірулентності у вірусу вгасає і імуногенність, він знецінюється як вакцинний штам. Тому на рівень імуногенності живих вакцин впливає багато факторів, у тому числі ряд властивостей організму хазяїна, рівень нагромадження вірусних антигенів, тривалість циркуляції вірусу в організмі, організація життєвого циклу вірусу in vivo, тип клітин, що уражаються вірусом, і т.д. Тому одне з основних умов одержання ефективних живих вакцин - такий підбор факторів, що обумовлює стабільне ослаблення вірулентності вірусу зі збереженням його імуногенних властивостей.
Тривалість приживлюваності вакцинного вірусу в організмі впливає на його імуногенність. Високоефективні вакцини, як правило, довгостроково приживаються в сприйнятливому організмі (протягом 2—4 тижнів і більш). Вакцини, що викликають недостатньо напружений імунітет, приживаються тільки на короткий термін (протягом 2—4 днів).
Вирішальний фактор у імуногенності живих вакцин – їхспецифічність і чужерідність білків. Чим менше виражена чужерідність, тим слабкіше імунітет, і навпаки. Експериментальні можливості підвищення чужерідності вакцин розширилися, особливо в зв'язку з відкриттям трансформуючої дії нуклеїнових кислот.
Усі відомі в даний час методи одержання живих вакцин поділяють на дві групи. Вакцини першої групи отримані з вірусів, генетично близьких до збудника даної хвороби. Сюди відносять вісповакцину, що представляє собою мало змінений збудник віспи корів, у якого є загальний антиген зі збудником віспи людини, вірус віспи кіз для профілактики віспи овець, вірус віспи голубів проти віспи курей, вірус кору для профілактики чуми м'ясоїдних, вірус фіброми кроликів для профілактики міксоматозу й ін.
Вакцини другої групи створені шляхом селекції й експериментальної зміни вірулентності вірусу. Найбільш широке застосування одержала селекція спонтанних мутантів -природно-ослаблених вірусів (штами B1, La Sota, F, FR, Бор - 74/ВДНКІ й інші проти ньюкаслської хвороби, штам фіброми проти міксоматозу кроликів і ін.), а також мутантів, що виникають у процесі пасажів вірулентного вірусу на тваринах, курячих ембріонах і культурі клітин. Цим методом отримана велика частина вакцинних штамів проти сказу (штами Флюрі, Сад), жовтої лихоманки (Дакар, Д17), поліомієліту, грипу, кору, паротиту, чуми свиней (АСВ), чуми великої рогатої худоби (ЛТ), класичної чуми птахів (Ру і Р5), ньюкаслської хвороби (штами Н, Бодетт, Комаров і ін.), африканської чуми однокопитих, хвороби Ауескі, інфекційного ларинготрахеїту і інфекційного бронхіту птахів, катаральної лихоманки овець й ін.
До дуже перспективних методів варто віднести селекцію мутантів, індукованих фізичними і хімічними мутагенами.
Значення генетичних ознак при оцінці живих вакцин.Точне знання генетичних ознак вірусних штамів, їх стабільності, взаємозв'язки і відношення до патогенності, а також наявність простих і доступних методів, що дозволяють виявити зміни генетичних ознак, є необхідною умовою успіху в одержанні і контролі живих противірусних вакцин. Велике значення має пошук ознак (маркерів), по яких можна судити про ступінь аттенуації інфекційного агента. В даний час загальновизнано: передача виробничих штамів для виготовлення живих чи інактивованих вакцин проводиться з паспортною характеристикою штаму, де повинні бути зазначені основні генетичні ознаки вірусу, що виявляються в тестах in vitro і in vivo і постійно відтворені в процесі їхньої підтримки і збереження.
ПАТОГЕНЕЗ ВІРУСНИХ ХВОРОБ
Патогенез вірусних інфекцій - це сукупність процесів, які спричиняють захворювання при взаємодії вірусу з організмом господаря і визначають закономірність його розвитку.
Якщо в дуже загальних рисах охарактеризувати патогенез вірусних інфекцій, то ми отримаємо таку картину. Для того, щоб викликати хворобу, вірус повинен проникнути в організм господаря та досягнути чутливих тканин і клітин, де відбувається його репродукція. В результаті розмноження вірусу пошкоджуються численні клітини, що лежить в основі клінічного прояву хвороби. Крім того, необхідно, щоб вірус уникнув захисних реакцій організму, хоча в деяких випадках імунна відповідь сприяє розвитку інфекційної хвороби.
Патогенез вірусних інфекцій обумовлюють такі фактори:
1) тропізм вірусу;
2) реакція клітини на інфекцію;
3) реакція організму на зміни клітин і тканин, спричинені інфекцією;
4) швидкість репродукції вірусу і кількість інфекційних віріонів у потомстві.
У зв'язку з тим, що віруси є облігатними внутрішньоклітинними генетичними паразитами, в основі їх взаємодії з організмом завжди лежить інфекційний процес на рівні клітини. Тому в патогенезі вірусних інфекцій спочатку необхідно розглянути клітинну патологію, спричинену вірусами.
Патогенез вірусних інфекцій починаєтьсяна клітинному рівні і завершується загальним ураженням організму. Оскільки віруси є строгими (облігатними) внутрішньоклітинні паразити, то спочатку в патогенезі варто розглядати клітинну патологію при вірусних інфекціях.