Клещевой энцефалит: Этиология. Эпидемиология и профилактика в Сибири
2.1. Вирус клещевого энцефалита: таксономическое положение, физико-химические и биологические свойства
Таксономическое положение и вопросы классификации вируса КЭ
Вирус клещевого энцефалита по современной классификации входит в сем. Flaviviridae (типовой вирус — вирус желтой лихорадки). В 1984 г. Международным комитетом по таксономии вирусов принято решение о присвоении роду Flauiuirus, входившему ранее в состав сем. Togaviridae, более высокого таксона и установлении нового сем. Flaviviridae [466].
Ранее, исходя из принципа классификации вирусов на основании фундаментальных свойств вирионов были определены критерии отнесения вирусов к сем. Togaviridae: содержание в составе вириона одноцепочечной инфекционной РНК от 3х106 до 4х106 Д, наличие изомерического нуклеокапсида, липопротеиновой оболочки, одного или более оболочечных пептидов [400, 455]. В дальнейшем в качестве важнейшего признака классификации тогавирусов стали учитывать положительную полярность вирионной РНК, т.е. ее способность выступать в инфицированной клетке в качестве матричной. Однако при изучении механизмов репликации флави- и альфавирусов (рода, входящего в семейство тогавирусов) были показаны фундаментальные различия в трансляции их геномной РНК. Образование вирусспецифической 26S РНК, соответствующей 3-концевому участку 42S геномной РНК, кодирующей структурные белки вириона, обнаружено в клетках, инфицированных альфа-вирусами, и не обнаружено в зараженных флавивирусами клетках [381, 419]. При изучении трансляции геномов этих вирусов в бесклеточных системах установлено, что РНК альфавирусов индуцирует синтез только неструктурных вирусных белков, а РНК флавивирусов — только структурных полипептидов [457, 463]. В дальнейшем удалось подобрать условия, в которых геномная РНК вируса клещевого энцефалита транслируется с образованием не только структурных, но и по крайней мере одного неструктурного белка — р69 — в экстрактах клеток Кребс-2 [289]. В дополнение к указанным особенностям учитывалось [442] наличие двух оболочечных белков у альфа- и только одного у флавивирусов.
Работы последних лет по определению первичной структуры геномов целого ряда флавивирусов позволили дополнительно оценить их положение в иерархии вирусов. Как отмечает В.Ф. Ямщиков [378], анализ нуклеотидных последовательностей РНК флавивирусов показывает, что сем. Flaviviridae представляет собой совершенно гомогенную группу вирусов в отношении стратегии репликации, организации и экспрессии генома, высокой степени гомологии ряда белков и участков РНК.
Исходя из упомянутых выше принципов классификации к семейству флавивирусов относят около 70 вирусов [46, 386]. На основании данных о степени антигенных взаимосвязей внутри семейства флавивирусы делятся на комплексы. Существует также тенденция учитывать экологические аспекты, а именно тип переносчика. По данным С.Я. Гайдамович [46], 47 % флавивирусов связаны с комарами, 27 % — с клещами, а для 26 % — связь с каким-либо вектором не установлена.
В результате исследований с помощью реакции торможения гемагглютинации (РТГА) флавивирусы объединены в четыре антигенных комплекса: 1) вирусов клещевого энцефалита, 2) вирусов японского энцефалита (ЯЭ), 3) вируса желтой лихорадки (ЖЛ), 4) вирусов денге [47]. В состав комплекса вирусов КЭ вошло семь вирусов: клещевого энцефалита, омской геморрагической лихорадки (ОГЛ), Лангат, киассанурской лесной болезни (КЛБ), шотландского энцефаломиелита овец (ШЭО), Негиши и Повассан. Более поздняя классификация [382], учитывающая как серологические свойства, так и тип переносчика, относит к флавивирусам, переносимым комарами, группу вирусов ЯЭ, группу вирусов лихорадки денге и вирус ЖЛ, не имеющий серологического родства с другими "комариными" вирусами. К флавивирусам, переносимым клещами, отнесена группа вирусов КЭ, состоящая из 14 членов: вирус КЭ, вирус ОГЛ, вирус Лангат, вирус Повассан, вирус Негиши, вирус КЛБ, вирус ШЭО, вирус Тюлений, вирус Ройял Фарм, вирус Кадам, вирус Карши, вирус Сумарез Риф, вирус Карей Айленд и вирус летучих мышей Пном-Пеня. Отмечается, что для вирусов Карей Айленд и летучих мышей Пном-Пеня не установлено серологического родства с другими вирусами этой группы, а для вируса Тюлений не известен переносчик.
A.De Madrid и J.Porterfield [426] на основании анализа антигенных взаимоотношений флавивирусов в реакции нейтрализации методом бляшек выделили семь подгрупп, при этом шесть вирусов оказались не классифицированными (в рамках семейства), в том числе вирус ЖЛ и вирус Повассан, исключенный из подгруппы вируса клещевого энцефалита.
Во втором сообщении Международного комитета по таксономии вирусов [399] в комплекс вирусов клещевого энцефалита как "самостоятельные" виды включены Absettarou virus и Kumlinge virus, а в публикации группы по изучению арбовирусов Международного комитета по таксономии вирусов [434] — Абсеттаров, Ханзалова и Хипр, которые многими авторами описываются как штаммы вируса КЭ. В Международном каталоге по арбовирусам отсутствует вирус под названием "вирус клещевого энцефалита", однако зарегистрированы вирусы Абсеттаров, Ханзалова, Хипр, Кюмлинг и вирус русского весенне-летнего энцефалита, что, по мнению Ch. Calisher [133], является источником путаницы. Как полагает J. Stephenson [295], современная номенклатура вирусов, вызывающих клещевой энцефалит, бесполезна и поэтому необходимо принять новую международно согласованную номенклатуру. С нашей точки зрения, с таким мнением следует согласиться, однако разработка новой номенклатуры нуждается в дополнительных данных, касающихся прежде всего антигенных свойств большого массива штаммов, изолированных из различных участков обширного ареала вируса КЭ. Кроме того, учитывая новые молекулярно-биологические и молекулярно-эпидемиологические исследования вирусной вариабельности, необходимо оценить, в какой степени эти данные должны использоваться для классификации вирусов.
В определенной степени отмеченные выше неувязки в номенклатуре вирусов комплекса КЭ преодолены в предложенной Ch. Calisher [386] классификации, согласно которой в состав указанной группы вирусов входит 12 подтипов, в том числе подтип 1 русского весенне-летнего энцефалита и подтип 2 центрально-европейского энцефалита, а вирусы Абсеттаров, Ханзалова, Хипр и Кюмлинг являются вариантами последнего.
В соответствии с данными этих авторов, полученными при изучении 66 из 68 членов сем. Flaviviridae в тестах перекрестной нейтрализации in vitro с применением поликлональных сывороток, флавивирусы подразделяются на следующие комплексы: 1) клещевого энцефалита (12 вирусов), 2) Рио Браво (6), 3) японского энцефалита (10), 4) Тюлений (3), 5) Нтайя (5), 6) Уганда С (4), 7) Модок (5). Кроме того, 17 вирусов по результатам перекрестной реакции нейтрализации не были отнесены к какому-либо антигенному комплексу.
В состав комплекса вирусов КЭ авторами включено 12 вирусов. О характере антигенных связей между ними можно судить по данным, представленным в табл. 1.
Как видно, антигенный комплекс клещевого энцефалита еще не вполне сформировался и набор его сочленов дискутируется в литературе. Обращает на себя внимание тот факт, что в последнее время в некоторых работах возбудители дальневосточного (русского) и западного (центрально-европейского) КЭ рассматриваются как самостоятельные виды, что согласуется с концепцией В.И. Вотякова и др. [44]. Однако большинство авторов [150, 273, 293, 441] склонны рассматривать различия между ними как внутривидовые. М.П. Чумаков и др. [351] предложили в основу внутривидовой классификации вируса КЭ положить экологический принцип. Согласно такому подходу, ими выделены "персулькатусный" и "рицинусный" варианты, различающиеся по ряду биологических свойств. Вместе с тем в дальнейшем были обнаружены и другие антигенные варианты, в том числе штамм Вергина, выделенный в Греции от парализованного козленка, и сибирский, или среднесибирско-забайкальский (прототипный штамм Айна/1448), распространенный в Восточной и отчасти Западной Сибири [159, 351, 441]. Авторами показано, что эти варианты обладают существенными антигенными отличиями от дальневосточного и западного. В.В. Погодиной и др. [270, 273] изучен ареал варианта Айна, установленный на основании обнаружения циркуляции вируса в природных очагах и иммунной прослойки среди жителей этих районов с преобладающими титрами антител к штамму Айна/1448. Недавно на территории европейской России была показана циркуляция штаммов, имеющих сходство с вариантом Вергина по антигенным свойствам, ряду биологических свойств, а также гомологии участков вирусного генома [268, 269].
Нами при изучении внутривидовых антигенных различий среди группы штаммов вируса КЭ, изолированных в различных частях ареала, использовались как традиционные методические подходы (реакция диффузионной преципитации в агаре с перекрестно адсорбированными моноспецифическими сыворотками и кинетическая РТГА), так и реакция связывания комплемента с "растворимыми" антигенами [121, 122]. Среди изученных штаммов обнаружены относящиеся к дальневосточному, западному, восточно-сибирскому (сибирскому) подтипам, а также варианты с промежуточными свойствами. Кроме того, выявлено несколько штаммов, обладающих антигенным сходством, но в то же время отличающихся от трех известных подтипов в той же степени, в какой они различаются между собой. Эти штаммы составили новый антигенный подтип вируса КЭ, названный нами "урало-сибирским" по месту изоляции штаммов. В качестве прототипного установлен штамм Лесопарк-11, который мы выделили из клещей, собранных в лесопарковой зоне г. Новосибирска. Большая часть штаммов урало-сибирского подтипа изолирована из клещей I.persulcatus, что указывает на их способность поддерживать и переносить по крайней мере три различных подтипа вируса КЭ — дальневосточный, восточно-сибирский и урало-сибирский. В литературе упоминается о выделении штаммов западного подтипа и Вергина-подобных штаммов из того же вида клещей. В связи с этим высказывается предположение о необходимости пересмотра на основе новых научных данных ранее выдвинутой концепции, согласно которой внутривидовые различия вируса КЭ связаны с видом переносчика.
Таким образом, можно заключить, что на территории России к настоящему времени обнаружено пять антигенных вариантов (подтипов) вируса КЭ:
1) дальневосточный,
2) западный (центрально-европейский),
3) Вергина,
4) восточно-сибирский,
5) урало-сибирский.
Исходя из результатов, полученных "разными авторами с помощью различных методов и реагентов, включая моноклональные антитела, позволяющих фиксировать внутривидовые антигенные вариации вируса клещевого энцефалита, можно сделать вывод, что те или иные варианты циркулируют на разных, иногда весьма удаленных друг от друга территориях или имеют совместные места обитания [121, 122, 273, 322]. В частности, показано, что штаммы, относящиеся к дальневосточному антигенному варианту, встречаются также в Восточной и Западной Сибири, на Урале и даже на самой западной российской территории — в Калининградской области. В то же время в Восточной и Западной Сибири обнаружены дальневосточный, восточно-сибирский и урало-сибирский варианты, на Урале — дальневосточный и урало-сибирский, в Центральном районе европейской России описано выделение штаммов, принадлежащих к вариантам Вергина и западному.
По-видимому, очень сложно адекватно оценить и свести в единое целое результаты многочисленных работ, посвященных антигенной вариабельности вируса КЭ, а тем более попытаться нарисовать картину географического распространения антигенных субтипов в пределах его ареала в силу разнородности методических подходов и оценочных критериев разных исследователей. Более подходящей нам кажется характеристика генетической вариабельности вируса на основании сравнения уровней гомологии геномов различных изолятов, позволяющая не только получить сравнительные оценки на базе совершенно объективных экспериментальных данных, но и приблизиться к пониманию процессов эволюции вируса, а также к разработке более совершенной его классификации. Некоторые вопросы, касающиеся молекулярно-биологических подходов к изучению вариабельности вируса КЭ, рассмотрены ниже в специальном разделе.