Этиология: таксономия и жизненный цикл возбудителя.

Вирус Эбола относится к роду Ebolavirus семейства Filoviridae, порядка Mononegavirales, группы V(-)оцРНК. В семейство Filovirideaea входят три рода: Cuevavirus (непатогенен для человека), Marburgvirus и Ebolavirus. К роду Ebolavirus относятся несколько штаммов: эболавирус Заир, явившийся основным автогеном текущей эпидемии (Zaireebolavirus, EBOV), эболавирус Судан (Sudanebolavirus, SUDV), эболавирус Леса Тай (Taï Forestebolavirus, TAFV, бывший эболавирус Кот-д’Ивуар), эболавирус Бундибугуйо (Bundibugyoebolavirus, BDBV), эболавирус Рестон (Restonebolavirus, RESTV), не вызывающей лихорадки у людей.

Филогенетически эболавирус близок к вирусу Марбург (МARV) рода Marburgvirus, с которыми они эволюционно разошлись несколько тысяч лет назад.

Филовирусы относятся к крайней контагиозными микроорганизмам и достоверно археологически известно, что они являются древними патогенами млекопитающих, что подтверждается обнаружением вирусных фрагментов, интегрированных в их геном. В связи с этим все филовирусы относятся к первой группе патогенности (по российской классификации) и могут изучаться только в лабораториях самой строгой биологической защиты BSL-4 (BSL – biosafelevel, биологическая защита четвертого уровня). Лабораториями столь высокого уровня защиты располагают далеко не все страны мира, в частности они есть в России, США, Канаде, Южной Африке и ведущих странах Европы.

Вирионы EBOV имеют характерную для всех Filoviridae вытянутую нитевидную (или филаментозную) форму, причем длина вириона может достигать 1000 нм (в среднем 800–850 нм) при ширине всего 80 нм. Вирионы состоят из оболочки (гликопротеин вируса Эбола – GPEBOV и двухслойная липидная мембрана), матрикса (заполненного вирусными белками VP24 и VP40) и нуклеокапсида, образуемого белками NP, VP35, VP30 и L. Вирус содержит одноцепочечную негативную РНК длиной 18950–18961 п.о. не 3’-кэпированную и не 5’-аденилированную.

Геном EBOV кодирует восемь генов без перекрывающихся рамок считывания, расположенных в следующем порядке на молекуле РНК: 3′ – лидер (затравка) – NP (нуклеопротеин) – VP35 (кофактор полимеразы) – VP40 (матричный белок) – GP/sGP (гликопротеин) – VP30 (репликаза/транскриптаза) – VP24 (малый матричный белок) – L (РНК-зависимая-РНК полимераза) – трейлер – 5′. При этом белок sGP – секретируемая, неструктурная форма гликопротеина, остальные белки – структурные. Несмотря на то, что затравочная и трейлерная последовательности не кодируют белки, они очень важны для регуляции процессов транскрипции, трансляции и сборки новых частиц вируса. Для лабораторной диагностики вируса большой интерес представляют поверхностные гликопротеины GP и sGP в силу их высокой иммуногенности.

Вирус Эбола стабилен при комнатной температуре, устойчив к нагреванию. В крови и плазме вирус становится неактивным при нагревании до 60°С и сохранении такой температуры в течение получаса. Под действием прямых солнечных лучей вирус живет в среднем 1 – 2 минуты. Низкие температуры вирус выдерживает легко: прекрасно переживает годичное пребывание при – 70°С. Инактивируется этиловым спиртом, хлороформом и дезоксихлоратом натрия при экспозиции не менее 1 часа. Стабилен при комнатной температуре, эффективность значительно снижается или уничтожается при облучении УФ-светом и γ-облучением, воздействии липидными растворителями, β-пропиолактоном, формальдегидом, гипохлоритом натрия и фенольными дезинфицирующими средствами.

Механизм проникновения EBOV в чувствительные к инфицированию клетки до конца не выяснен, но имеются два основных кандидатных рецептора прикрепления вируса к клетке: белок NPC-1 (холестериновый транспортер Нейманна–Пика С1) и клеточный рецептор вируса гепатита А/Т-клеточный иммуноглобулин-муцин домен1 (HAVCR1/TIM-1). Их роль в проникновении вируса в клетку подтверждается резистентностью к инфекции EBOV (либо снижением летальности) гомозиготных (гетерозиготных) по мутантному гену NPC-1 лабораторных животных. Также показана протективная роль моноклональных антител к домену IgV рецептора TIM-1 in vitro, ингибирующих связывание вирусного гликопротеина GP с рецептором. Таким образом, рецепторы проникновения могут служить потенциальными мишенями для специфической терапии БВВЭ.

После проникновения в цитоплазму инфицированной клетки EBOV «раздевается» и реплицируется. С негативной вирусной оцРНК синтезируется полиаденилированная моноцистронная мРНК, использующая трансляционный аппарат клетки-хозяина для синтеза вирусных белков. Предшественник вирусного гликопротеина GP0 расщепляется на белки GP1 и GP2, крайне важные для выхода вируса из клетки и инфицирования новых клеток. Упаковка геномной РНК и сборка новых вирусных частиц происходит в цитоплазме. При выходе новых вирусных частиц из клетки используется механизм отпочкования вирусных частиц с захватом клеточной мембраны пепломерными структурами гликопротеина GP, образующего иглоподобные структуры на поверхности вириона, что помогает удерживать липидную оболочку. При массированном выходе вирусных частиц клетка разрушается.

Представления о клинической картине и патогенезе БВВЭ,

на основании собранных данных.

За прошедшие 40 лет, с 1976 года, когда был впервые установлен возбудитель БВВЭ, наблюдалось более 3000 летальных случаев. При этом вскрытие или забор гистологического материала для патологоанатомического исследования проводился довольно редко. В первую очередь это было связано с проблемой транспортировки тела в патологоанатомическое отделение или лабораторию имеющие достаточную степень защиты, чтобы гарантировать безопасность персонала.

Ранее считалось, что геморрагическая лихорадка Эбола распространяется только через интактную слизистую оболочку, повреждения на коже (небольшие раневые или скарифицированные поверхности). Канадским ученым впервые удалось зафиксировать бесконтактную передачу вируса Эбола в экспериментах на животных (воздушно-капельный путь), исследование провела группа специалистов под руководством Гэри Кобинджера (Gary Kobinger) из Университета Манитобы. Официальных фактических данных о передаче инфекции половым путем нет, однако нельзя исключать возможность передачи инфекции половым путем от выздоравливающих пациентов. Имеются фактические данные, подтверждающие возможность изолирования живого вируса Эбола в семенной жидкости выздоравливающих мужчин в течение 82 дней после появления симптомов заболевания. За пределами этого периода фактических данных пока нет. Фактических данных о присутствии живого вируса Эбола в вагинальных выделениях нет.

При массированном патологоанатомическом исследовании геморрагических высыпаний на коже и слизистых, а так же геморрагически измененных органов, не дали никаких новых находок. Все изменения соответствовали таковым при иных вирусных геморрагических лихорадках, невирусных геморрагических лихорадках (вызванных бактериями, риккетсиями) или даже неинфекционных геморрагических синдромах (гемофилия). Таким образом, на основании одного только патоанатомического исследования сделать выводы о природе возникновения заболевания невозможно.

Одним из самых подверженных патогенному влиянию органов, при всех филовирусных инфекциях, является печень. Гепатоцитарный некроз может быть перифокальным или распространенным, но всегда с минимальным воспалением. Вокруг сосудистых участков определяются зоны с гиперплазией Купферовых клеток, участками экстенсивного кариорекиса и инфильтрацией моноцитов. Так же в самих гепатоцитах определяются значительные, окрашиваемые эозинофилом участки вирусной сборки или даже отдельные филаментозные структуры, наиболее характерные для возбудителя. Чаще всего включения в гепатоцитах характерны для вируса Эбола типа Заир, для вируса типа Судан отмечается умеренное количество включений, тогда как в описанном в литературе образце с вирусом типа Бундибугуйо включения в гепатоцитах не отмечаются вовсе.

По клиническим признакам можно сказать, что печень страдает одной из первых. У пациентов быстро развиваются слабость, головная боль и боли в мышцах, что может указывать на нарушение фильтрационной способности печени и отравлении собственными метаболитами на фоне развивающейся вирусной инвазии в гепатоциты. Так же, часть факторов свертывания крови синтезируются в печени, а нарастающий геморрагический синдром, по ходу ухудшения состояния пациента, указывает так же и на прогрессирующую печеночную недостаточность.

Следующей системой требующей тщательного рассмотрения является лимфатическая система. В первую очередь селезенка и лимфатические узлы, как один из рубежей защиты организма при генерализации инфекции. К сожалению, материал обычно предоставляемый в лаборатории является биоптатическим и не позволяет полностью оценить цитоархетиктонику органов лимфатической системы. И все же можно отметить некоторые важные моменты. Наблюдается разлитое истощение, связанное с некрозом и поломом клеток как в селезенке, так и в лимфатических узлах. Так же в селезенке наблюдается достаточно интенсивное окрашивание вирусных структур внутри мононуклеарных фагоцитов, дендритных клетках и фибробластах. Дополнительно происходит презентация и внеклеточными структурами с помощью некротизированных масс и обломков антиген-презентирующих клеток. Эболавирус Заир показывает наиболее сильное окрашивание, тогда как вирус типа Бундибугуйо дает умеренную окраску. Вирус типа Судан определяется преимущественно в герминативных центрах, участках геморрагий и скоплений лимфоцитов внутри органа, при этом давая окраску средней или умеренной интенсивности.

За счет того, что лимфоидные органы подвергаются достаточно массированному некрозу и стремительному истощению (если не наступает положительной динамики, то пациент обычно погибает в течение двух недель с момента манифестации заболевания), кроме самой БВВЭ так же могут присоединяться вторичные инфекции, что значительно усугубляет течение заболевания.

Особый интерес в свете последней вспышки заболевания представляют легкие, как источник воздушно-капельного распространения вируса и его возможное депо. Микроскопия легких летального случая БВВЭ показывает фокальный внутреальвеолярный отек с геморрагиями и без признаков значительного воспаления. Иммуногистохимический метод определяет вирусные агенты в альвеолярных макрофагах, эндотелиальных клетках, фибробластах и других интерстициальных клетках. При тщательном рассмотрении серий гистологических срезов так же могут быть обнаружены свободные вирусные частицы в альвеолярном пространстве. Ранее сообщалось, что в случаях геморрагической лихорадки вызванной вирусом Марбург, крайне похожего по клиническому течению на БВВЭ свободного стояния вирусных частиц в альвеолярных пространствах не отмечалось. Были зарегистрированы случаи тяжелой пневмонии, но данные не были достоверны, так как у пациентов наблюдалась присоединение вторичной инфекции.

С точки зрения клинического течения заболевания отмечается присоединение сначала ангины, а затем сухого кашля и колющие боли в грудной клетки при дыхании. На основании имеющихся данных можно предположить что миндалины, как лимфоидный орган, подвергаются таким же изменениям, как и все лимфатические образования. Далее, когда процесс утяжеляется и захватывает легкие в ткани развивается отек, сначала на уровне клеточных структур, но заметно прогрессирующий и постепенно увеличивающий количество альвеолярной жидкости. Ее количество недостаточно для формирования продуктивного кашля, но значительно раздражает рецепторы вызывающие кашлевой рефлекс. К тому же, так как миндалины поражены, ослабляется защита дыхательного тракта и от возможной вторичной инфекции, что опять же значительно усугубляет состояние пациента. Скорее всего, экссудация затрагивает так же и плевральную полость, что в свою очередь, из-за небольшого количества жидкости, приводит к формированию сухого плеврита, что клинически проявляется колющими болями в грудной клетке во время дыхания.

Все известные геморрагические состояния сопровождаются высыпаниями на коже и слизистых в той или иной степени выраженности, периодически еще и ассоциированные с гемолитической желтухой, что при БВВЭ не наблюдается. Кожные проявления наблюдаются на 4-5 день после манифестации первых клинических признаков заболевания. Иммуногистохимические изменения в коже и слизистых минимальны и представлены в основном, в той или иной степени выраженности, отеком дермы, фокальными геморрагиями, а так же отеком и некрозом эпителиальных клеток. Фибриновые тромбы крайне редки, а сосудистый некроз не наблюдается вовсе. Иммуногистохимический метод определяет обильное содержание антигенов в эпидермисных дендритных клетках, эндотелиальных клетках и тканевых фибробластах. Также вирусные частицы определяются в роговом слое эпителия, поте и сальных железах, но данные подтверждающие, что количество достаточно для заражения, отсутствуют. Также посмертные кожные биоптаты использовались для постановки диагноза, в том случае, если прижизненно человек не наблюдался у врача, а также для наблюдения распространения вируса в клеточной культуре в ходе экспериментов в лабораториях. Стоит также отметить, что распространение разных типов вирусов не одинаково в пределах структуры кожи. Вирус Эбола типа Заир больше распространен в фибробластах и дерме, нередко и в дендритных клетках окружающего эпителия. Вирус типа Судан больше встречается в эндотелиальных клетках поверхности дермы. Непосредственно геморрагическая сыпь встречается примерно у половины заболевших, но кровоизлияния в кожу и слизистые, как точечные, так и довольно массивные, отмечаются у всех пациентов. В тяжелых и крайне тяжелых состояниях так же может наблюдаться «кровавый пот», выход крови через кожные поры. До этого момента особой эпидемиологической нагрузки кожа не несет.

Желудочно-кишечный тракт остается интактным достаточно продолжительно время, не смотря на то, что диарея и боли в животе могут быть одними из первых признаков заболевания. Скорее всего, такие симптомы связаны с замедлением перистальтики за счет общей интоксикации, а так же в связи с нарастающей печеночной недостаточностью. Непосредственные вирусные включения с помощью иммуногистохимического метода определяются только в собственной пластинке желудка, а так же эпителии толстого и тонкого кишечника. Непосредственные геморрагические явления, такие как кровавая диарея или признаки желудочно-кишечного кровотечения из верхних отделов (рвота по типу «кофейной гущи», жидкий дегтеобразный стул - мелена) указывают на неблагоприятный прогноз или утяжеление состояния пациента. Тем не менее, считается возможным и эпидемиологическое значение в выделении возбудителя с кровью при кишечном кровотечении, формируя фекально-оральный механизм и контактный путь заражения (с кровью из фекалий оставшейся на руках, например, у родственников или ухаживающего персонала).

В почках часто наблюдаются некроз трубочек, без признаков значительного воспаления. Иммуногистохимический метод показывает эндотелиальное (включая петли клубочка), фокальное интерстициальное и трубочковое окрашивание вирусных образований. Апоптотические обломки часто определяются в зонах интерстициального окрашивания. Эти патологоанатомические находки подтверждают выделение вируса с помощью ПЦР из анализа мочи.

В клинической картине кроме печеночной недостаточности так же отмечается значительная и нарастающая почечная недостаточность. Одновременное отключение органов отвечающих за фильтрацию крови и выведение из нее токсических веществ очень тяжело переносится пациентом и в определенной мере служит фактором приводящим к высокой летальности. В то же время, если отмечается выделение вирусных частиц с мочой, то не исключено, что это тоже может служить звеном эпидемиологической цепи при передаче вируса от человека к человеку во время ухода за больным или в похоронных обрядах.

Особый интерес представлялся в изучении костного мозга в связи с геморрагическими процессами, но в ходе исследований выяснилось, что изменения носят неспецифичный характер и имеет периферические причины. Иммуногистохимический метод демонстрирует окрашивание мононуклеарных клеток и внеклеточного скопления антигена не более чем в других тканях. Было предположение, что тромбопения связана с нарушением деятельности мегакариоцитов, но их содержание, состояние и уровень продукции тромбоцитов оказался в переделах нормы, что подтвердило периферический генез геморрагии. Тем не менее, в периферической крови отмечается нейтрофильный лейкоцитоз, анемия и тромбоцитопения, но после тщательного патологоанатомического исследования стало понятно, что причина именно не центрального характера.