Полиомавирусная инфекция человека: значение в патологии и генодиагностика

Статья посвящена малоизвестной и недостаточно изученной полиомавирусной инфекции (ПВИ) человека. Изложены накопленные мировой наукой данные о ее возбудителях и их роли в формировании соматической патологии. Представлены результаты впервые проведенных в Республике Беларусь пилотных исследований по разработке технологии дифференциальной генодиагностики ПВИ методом ПЦР в режиме реального времени с ее апробацией на клиническом материале реципиентов почки и гемопоэтических стволовых клеток. Получены новые научные знания об этиологической роли полиомавируса JC в развитии геморрагического цистита и нефропатии.

Полиомавирусная инфекция (ПВИ) человека относится к малоизвестным и недостаточно изученным вирусным заболеваниям. Ее возбудителями являются полиомавирусы (ПВ), относящиеся к единственному роду Polyomavirus семейства Polyomaviridae. Геном представлен кольцевой двухцепочечной ДНК длиной около 5000 пар оснований. Относительно небольшие вирионы икосаэдрической формы не покрыты липидной оболочкой и имеют диаметр 40—50 нм. ПВ часто находятся в организме человека в латентном состоянии и не вызывают болезнь, но могут индуцировать опухоли в организмах других видов либо в случае иммунного дефицита хозяина (полиома — способность вызывать множественные опухоли).

В настоящее время имеется достоверная информация о 6 ПВ, поражающих людей. Наиболее изучены 4 из них — вирус BK, вирус JC (их названия соответствуют инициалам пациентов, у которых они были обнаружены в 1971 г.), вирус KI и вирус WU (их названия являются аббревиатурами научных учреждений, в которых были открыты в 2007 г., — Karolinska Institute и Washington University соответственно) [1, 2]. В 2008 г. описан ПВ клеток Меркеля, вызывающий рак кожи Меркеля, — вирус МС [3], а в августе 2010 г. — ПВ, вызывающий триходисплазию (от англ. trichodysplasia spinulosa-associatedpolyomavirus) [4]. В последние годы появилась информация об открытии новых ПВ, к которым относят более 10 возбудителей.

ПВ широко распространены в человеческой популяции, антитела к ним присутствуют более чем у 80% взрослого населения. После первичного полиомавирусного инфицирования у человека развивается пожизненная персистентная инфекция, которая не представляет серьезной угрозы для здорового организма. Однако у пациентов с иммунодефицитом она может стать причиной тяжелых, угрожающих жизни заболеваний — геморрагического цистита, нефропатии, а в отдельных случаях— менингитов, менингоэнцефалитов, прогрессивной мультифокальной энцефалопатии и карциномы клеток Меркеля [5, 6]. Вследствие того что тропизм ПВ направлен преимущественно на эпителий мочевыводящих путей, именно патологии мочевыводящей системы являются наиболее частыми клиническими проявлениями ПВИ. К их числу относят асимптоматическую гематурию, геморрагический цистит, уретральный стеноз и интерстициальный нефрит [7—10].

Наиболее изученным в плане вызываемой патологии является вирус ВК. Он широко распространен в человеческой популяции: 90% детей и взрослых ВК- серопозитивны [5].

Первичная инфекция протекает субклинически или сопровождается слабыми респираторными проявлениями [6, 7], после чего вирус распространяется по организму и устанавливается персистентная инфекция, которая сохраняется в организме в течение длительного времени. Основной мишенью персистентной вирусной инфекции ВК являются клетки почек и мочевыводящих путей [6]. Ее реактивация, сопровождающаяся виремией, наблюдается у 5—10% здоровых людей, в том числе у беременных и у 20—60% пациентов с иммунодефицитом [6—10]. Тяжелые патологии, иногда с фатальным исходом, вирусы BK вызывают у пациентов на фоне лекарственного подавления иммунитета: у реципиентов почек, костного мозга, лиц с онкологическими заболеваниями, пациентов со СПИДом. В данных условиях происходит реактивация вирусной инфекции ВК с вирурией и виремией, которая клинически проявляется в виде геморрагического цистита, а после трансплантации почки — в виде полиомавирусассоциированной нефропатии (ПВАН). Иногда встречаются тяжелые неврологические осложнения, заканчивающиеся острым энцефалитом [11—12]. ВК-вирурия регистрируется у 50% реципиентов гемопоэтических стволовых клеток (костного мозга) в течение первых 2 мес после трансплантации [7—12]. ВК-вирусный геморрагический цистит является наиболее частым осложнением в посттрансплантационный период (диагностируется у 10—25% реципиентов) и считается серьезной причиной заболеваемости и смертности этой категории пациентов [7—12].

Другим не менее значимым возбудителем ПВИ у пациентов с иммунодефицитом может быть вирус JC, который также обладает высокой тропностью к клеткам мочевыводящих путей. Однако сведения о его значении в патологии пока весьма ограничены. Вместе с тем достоверно установлена способность этого вирусного патогена избирательно разрушать миелинпродуцирующие глиальные клетки — олигодендроциты. Потеря этих клеток приводит к очаговой и впоследствии — конфлюентной демиелинизации ЦНС, называемой мультифокальной лейкоэнцефалопатией, которая является быстро прогрессирующим заболеванием и оказывается фатальной для 90% больных в течение 1 года после появления симптомов [13].

Исходя из вышеизложенного, ПВИ относится к числу весьма социально значимых и серьезных по своим соматическим последствиям заболеваний, жертвами которых являются пациенты, страдающие иммунодефицитом и потому нуждающиеся в особом внимании при обследовании и назначении лечения. В этих условиях особую актуальность приобретает лабораторная диагностика данной инфекции, направленная на оперативное выявление возбудителя и определение индивидуальной количественной оценки вирусной нагрузки с целью выработки адекватных подходов и обоснованной тактики ее этиотропной терапии. К числу специфических средств такой терапии, применяемых в последние годы, относятся цидофовир, видарабин, рибаварин, лефлунамид. Описан также положительный эффект лечения JC-вирусного цистита рисперидоном. Некоторые зарубежные специалисты рекомендуют применение антибиотиков из группы фторхинолонов в качестве возможных средств профилактики инфекции [14—20]. Кроме того, одним из известных подходов к снижению полиомавирусной нагрузки у пациентов с ПВИ на фоне иммунодефицита является коррекция иммуносупрессивной терапии (уменьшение доз, изменение спектра применяемых средств и т. д.).

Несмотря на высокую актуальность ПВИ для практической медицины и имеющиеся возможности ее этиотропного лечения и профилактики развития тяжелых клинических форм, научные исследования по данной проблеме в Республике Беларусь до недавних пор не проводились. Какая-либо информация о ее распространенности, клинических проявлениях и циркулирующих возбудителях отсутствовала. Основной причиной этого является несовершенство и отсталость необходимой для лабораторной диагностики ПВИ методической базы, а также доступных диагностических средств. Следует отметить, что в развитых странах лабораторная диагностика ПВИ, золотым стандартом которой является вначале качественная, а затем количественная ПЦР в режиме реального времени, является обязательной при обследовании реципиентов органов и клеток, а также других пациентов из групп риска, получающих иммуносупрессивную терапию: лиц сонкологическими заболеваниями, пациентов с аутоиммунными расстройствами, ВИЧ- инфицированных и др. К сожалению, в настоящее время в связи с чрезвычайно высокой стоимостью импортных тест-систем подобные диагностические тесты остаются малодоступными для широкого использования в Республике Беларусь. В этих условиях особую актуальность для нашей страны приобретают исследования по разработке и адаптации эффективных способов дифференциальной молекулярно- генетической диагностики ПВИ с целью создания соответствующих отечественных диагностических тест-систем.

Настоящая работа посвящена разработке современных технологий молекулярной индикации и дифференциации наиболее распространенных возбудителей ПВИ (вирусов BK и JC) на основе использования количественной ПЦР в режиме реального времени, а также их клинической апробации при обследовании реципиентов почки и гемопоэтических стволовых клеток (ГСК).

Материал и методы

Исследовали 2 образца крови и 41 образец мочи от 41 пациента с клиническими признаками ПВИ (ВК- вирусассоциированная нефропатия, геморрагический цистит). Клинический материал был получен из РНПЦ трансплантации органов и тканей на базе 9-й городской клинической больницы, отделения пересадки костного мозга 9-й городской клинической больницы, РНПЦ детской онкологии, гематологии и иммунологии.

Образцы мочи перед выделением нуклеиновых кислот разводили транспортной средой для проб клинического материала в соотношении 1:1 («Амплисенс», Россия). Образцы цельной крови инкубировали 1 ч при 37°С, затем центрифугировали при 1500об./мин в течение 10 мин, после чего отбирали сыворотку.

Для выделения вирусных нуклеиновых кислот из образцов сывороток крови и мочи применяли коммерческие наборы «РИБОпреп» («Амплисенс», Россия).

Детекцию ПВ, вирусов ВК и JC осуществляли с помощью ПЦР в реальном времени. Использовали Taq-полимеразу, 10х реакционный буфер и раствор MgCl2 («PrimeTech», Беларусь), смесь дезоксинуклеотидов («Fermentas», Литва). Амплификацию проводили с применением разработанных нами (PMVuni+, PMVuni-, PMVp) и взятых из литературных источников (PM2+, PM2-, BKVp, JCVp) [21] праймеров и зондов, синтезированных фирмой «Sintol» (Россия).

Постановку ПЦР в реальном времени осуществляли на амплификаторах Rotor Gene 3000 и 6000 («Corbett Life Sciences», Австралия) и CFX 96 RealTime System («Bio-Rad», США).

ЛИTEPATУPA
1.    Allander T., Andreasson K., Gupta S., et al. // J. Virol.— 2007.— Vol. 81, № 8.— P. 4130—4136.
2.    Gaynor A. M., Nissen M. D., Whiley D. M., et al. // PLoS Pathogens.— 2007.— Vol. 3, № 5.— P. 64.
3.    Feng H., Shuda M., Chang Y., et al. // Science.— 2008.— Vol. 319, № 5866.— P. 1096—1100.
4.    Van der Meijden E., Janssens R. W. A., Lauber C., et al. // PLoS Pathogens.— 2010.— Vol. 6, № 7.— P. e1001024.
5.    Knowles W. A., Pipkin P., Andrews N., et al. // J. Med. Virol.— 2003.— Vol. 71.— P. 115—123.
6.    Hirsch H. H., Steiger J. // Lancet Infect. Dis.— 2003.— Vol. 3.— P. 611—623.
7.    Reploeg M. D., Storch G. A., Clifford D. B. // Clin. Infect. Dis.— 2001.— Vol. 33.— P. 191—202.
8.    Bedi A., Miller C. В., Hanson J. L., et al. // J. Clin. Oncol.— 1995.— Vol. 13.— P. 1103—1109.
9.    Azzi A., Cesaro S., Laszlo D., et al. // J. Clin. Virol.— 1999.— Vol. 14.— P. 79—86.
10.    Leung A. Y. H., Seun С. K. M., Lie A. K. W., et al. // Blood.— 2001.— Vol. 98.— P. 1971—1978.
11.    Wong S. Y., Chan K.-H., Cheng V. С. C, et al. // Clin. Infect. Dis.— 2007.— Vol. 44.— P.830—837.
12.    Bogdanovic G, Priftakis P., Giraud G, et al. // J. Clin. Microbiol.— 2004.— Vol. 42.— P. 5394—5396.
13.    Easha S, Manleyb K., Gasparovich M. // Cell. Mol. Life Sci.— 2006.— Vol. 63.— P. 865—876.
14.    De Clercq E., Holy A. //Nat. Rev. Drug Discov.— 2005.— Vol. 4.— P. 928—940.
15.    Held T. K., Biel S. S., Nitsche A., et al. // Bone Marrow Transplant.— 2000.— Vol. 26.— P. 347—350.
16.    Savona M. R, Newton D, Frame D., et al. //Bone Marrow Transplant.— 2007.— Vol. 39.— P. 783—787.
17.    W/illiams J. W, Javaid B, Kadambi P. V., et al. // N. Engl. J. Med.— 2005.— Vol. 352.— P. 1157—1158.
18.    Josephson M. A., Gillen M. A., Javaid B., et al. // Transplantation.— 2006.— Vol. 81.— P. 704—710.
19.    Ferrazzi E, Peracchi M, Biasolo M. A., et al. // Biochem. Pharmacol.— 1988.— Vol. 37.— P. 1885—1886.
20.    Portolani M., Pietrosemoli P., Cermelli C., et al. // Antiviral. Res.— 1988.— Vol. 9.— P. 205—218.
21.    Barcena-Panero A., Echevarria J. E, Romero-Gomez M. P., et al. // Compar. Immunol. Microbiol. Infect. Dis.— 2012.— Vol. 3, № 2.— P. 173—179.

Поступила 08.07.14.

Адрес для корреспонденции:
Амвросьева Тамара Васильевна.
Республиканский научно-практический центр эпидемиологии и микробиологии.
220114, г. Минск, ул. Филимонова, 23; сл. тел. (8-017) 265-08-97.

Ключевые слова: , , ,
Автор(ы): Амвросьева Т. В., Дедюля К. Л., Поклонская Н. В., Богуш 3. Ф.
Медучреждение: РНПЦ эпидемиологии и микробиологии Минздрава Республики Беларусь