Twoja wyszukiwarka

TOMASZ ŁĘSKI
WIRUS W POCAŁUNKU MATKI
Wiedza i Życie nr 5/1999
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 5/1999

Wirus opryszczki ukrywa się wewnątrz naszych komórek. Ujawnia się, wywołując nawracające, niegroźne dolegliwości. Czasami bywa jednak śmiertelnie niebezpieczny. Prawie każdy wie, jak wygląda opryszczka. Pod wpływem zimna, stresu albo innych bodźców w okolicach ust pojawiają się swędzące miejsca, które szybko przekształcają się w bolesne pęcherzyki. Najczęściej po kilku dniach przykre objawy ustępują, a po opryszczce nie zostaje nawet ślad.

Nie wszyscy zdają sobie jednak sprawę, że opryszczka to choroba wirusowa. Najbardziej znana jej forma, tzw.opryszczka wargowa, wywoływana jest przez wirusy Herpes simplex typu 1 (HSV1), które należą do rodziny herpeswirusów (Herpesviridae). Wirus opryszczki, podobnie jak inni członkowie tej rodziny, jest dość niezwykły. Zakażenie HSV1 jest bardzo rozpowszechnione i niemal każdy nosi go w sobie.

Pierwsza infekcja następuje zwykle w okresie wczesnego dzieciństwa. Odtąd wirus umiejscawia się wewnątrz komórek nerwowych i zapada w stan uśpienia, czasem jednak "budzi się", wywołując charakterystyczne objawy opryszczki. Pomimo że najczęściej opryszczka jest niegroźną dolegliwością, wirusy, które ją powodują, mogą niekiedy wywoływać groźne dla życia zakażenia. Na domiar złego, drugi typ wirusa opryszczki, atakujący narządy płciowe (oznaczany HSV2), podejrzewany jest o wywoływanie nowotworów. Na szczęście, współczesna medycyna dysponuje potężną bronią przeciw tym wirusom - acyklowirem, jednym z niewielu obecnie znanych skutecznych leków przeciwwirusowych.

SENNY MIKROB

Wirus wywołujący opryszczkę został odkryty na początku XX wieku. W 1911 roku udało się przenieść tę chorobę na zwierzęta doświadczalne (króliki) i wykazać, że jest wywoływana przez czynnik przechodzący przez filtry bakteryjne. W tych czasach wiedza o wirusach była dość nikła, a naukowcy nie do końca potrafili powiedzieć, czym tak naprawdę one są. Mikrob wywołujący opryszczkę zachowywał się zupełnie nietypowo jak na wirusa. Nawracające objawy występowały wyłącznie u ludzi, w których krwi wykrywano przeciwciała skierowane przeciw temu drobnoustrojowi.

Wydawało się to dziwne, bo w przypadku znanych wtedy drobnoustrojów to właśnie wysoki poziom przeciwciał chronił przed chorobą. W zakłopotanie wprowadzał też mikrobiologów fakt, że opryszczka pojawiała się najczęściej pod wpływem zimna, stresu czy promieniowania UV. Był to argument zwolenników teorii mówiącej, że opryszczka nie jest chorobą zakaźną, a jedynie efektem wewnętrznych zaburzeń w organizmie.

Ryc. 1. Podczas zakażenia pierwotnego wirusy opryszczki atakują najpierw komórki nabłonka (1), a następnie wnikają do, leżących w pobliżu, zakończeń nerwów i wędrują do jąder zaatakowanych komórek (2), gdzie zapadają w stan uśpienia (latencji)

Ryc. Joanna Murawska

Dopiero odkrycie, że wirusy opryszczki (a także inne wirusy należące do rodziny Herpesviridae) potrafią zapadać w stan uśpienia w zaatakowanych komórkach nerwowych, doprowadziło do rozwiązania łamigłówki. W 1939 roku Franck Burnet i S. Williams odkryli, że podczas pierwszego zakażenia (tzw. zakażenia pierwotnego) wirusy dostają się do wnętrza ludzkich komórek nerwowych i potrafią bardzo długo w nich pozostawać, nie czyniąc im szkody. Stan uśpienia wirusów ukrywających się wewnątrz komórek nazwano latencją.

Zakażenie pierwotne następuje zwykle we wczesnym dzieciństwie i w większości przypadków przebiega bezobjawowo, choć czasami może wywoływać symptomy podobne do przeziębienia.

ZAKAŻENI RODZICE

Ryc. 2. Od czasu do czasu uśpione wirusy budzą się i wydostają z komórek nerwowych (1), po czym atakują zdrowe komórki leżące w pobliżu (2), wywołując powstawanie charakterystycznych dla opryszczki, swędzących pęcherzyków

Ryc. Joanna Murawska

Dzieci zakażają się najczęściej od rodziców lub rodzeństwa, często przez matczyny pocałunek. Wirus najpierw atakuje komórki nabłonka, tam się namnaża, produkując setki tysięcy kopii. Właśnie wtedy układ odpornościowy rozpoznaje go i wytwarza przeciwciała.

W czasie gdy organizm zwalcza zakażenie komórek nabłonka, zaatakowane zostają komórki nerwowe mające zakończenia w miejscu infekcji. Wirus opryszczki wnika do końcówek nerwów i wędruje wzdłuż ich wypustek, aż do ciała komórki (ryc. 1). Gdy dotrze do jądra komórkowego, najczęściej zapada w stan uśpienia. Wirus pozostaje w organizmie, niewidoczny dla ludzkiego układu odpornościowego, który nie potrafi odróżnić komórek zawierających drzemiącego wirusa od zdrowych. Wirus opryszczki może mieszkać w komórkach nerwowych nawet przez całe życie zakażonej osoby.

W pewnych sytuacjach, na przykład pod wpływem stresu, choroby, ekspozycji na promieniowanie ultrafioletowe czy działania niektórych hormonów, wirus opryszczki ukryty w jądrze komórki nerwowej uaktywnia się. Powielone w tysiącach egzemplarzy cząstki wirusa są transportowane wzdłuż włókna nerwowego w przeciwnym kierunku niż wtedy, gdy wirus zakażał komórkę (ryc. 2). Wydostające się na powierzchnię organizmu wirusy atakują komórki nabłonkowe, co powoduje powstawanie pęcherzyków charakterystycznych dla opryszczki.

U osób będących nosicielami uśpionych wirusów opryszczka pojawia się z różną częstotliwością lub nie pojawia się wcale i jest to cecha indywidualna, w nieznany sposób uzależniona od sprawności układu odpornościowego. W pewnym procencie przypadków nawroty opryszczki przebiegają bezobjawowo. W takich sytuacjach wirus pojawia się w ślinie i jest zdolny do zakażenia innych osób. Stężenie wirusa w ślinie podczas bezobjawowej opryszczki jest do tysiąca razy niższe niż wtedy, gdy rozwija się jej typowa postać.

WIRUS W OWCZEJ SKÓRZE

Najlepiej znany i najczęściej spotykany jest wirus HSV1, wywołujący tzw. opryszczkę wargową. Najczęściej atakuje okolice ust, ale w pewnych sytuacjach mogą to być inne części ciała. Szczególnie niebezpieczne jest zakażenie oka, co w skrajnych przypadkach prowadzi do utraty wzroku.

O wiele mniej znaną formą opryszczki jest odmiana atakująca narządy płciowe. Wywołuje ją drugi, rzadziej występujący, typ wirusa opryszczki o nazwie Herpes simplex typu 2 (w skrócie HSV2), będący bliskim krewniakiem HSV1. Wiadomo, że w odróżnieniu od HSV1, przenoszonego drogą kropelkową, HSV2 rozprzestrzenia się głównie w wyniku kontaktów seksualnych, podobnie jak np. wirus HIV. Nawroty opryszczki wywoływanej przez HSV2, podobnie jak w przypadku HSV1, również zdarzają się z różną częstotliwością, ale nie są specjalnie groźne dla zdrowia. Niestety, istnieją poważne podejrzenia, że zakażenie HSV2 może sprzyjać powstawaniu nowotworów szyjki macicy.

O ile dla zupełnie zdrowych ludzi zarówno pierwotne zakażenie wirusami opryszczki, jak i nawroty choroby nie są niebezpieczne, dla tych o obniżonej oporności mogą być śmiertelnym zagrożeniem.

Istnieją dwie grupy ludzi szczególnie narażonych na atak wirusów opryszczki. Należą do nich noworodki, u których układ odpornościowy nie zdołał się jeszcze wykształcić, a także ludzie dorośli, u których z jakichś względów załamało się jego działanie.

Ryc. 3. Wirusy opryszczki mają postać białkowych ikozaedrów (dwudziestościanów foremnych) w swym kształcie zbliżonych do kuli, wewnątrz których ukryty jest wirusowy DNA. Z zewnątrz otoczone są charakterystyczną tylko dla wirusów z rodziny Herpesviridae strukturą określaną jako tegument, wokół której znajduje się otoczka z błony lipidowo-białkowej, z której wystają białka  niezbędne do tego, aby mógł wniknąć do atakowanych komórek

Ryc. Krzysztof Białkowski

Noworodki najczęściej zakażają się podczas porodu od swych zainfekowanych matek (zwykle chodzi o HSV2). Ponieważ u noworodka nie działa jeszcze układ odpornościowy, wirus atakuje wiele tkanek i narządów jednocześnie, powodując bardzo niebezpieczne tzw. zakażenie uogólnione. Mimo leczenia często prowadzi to do poważnego upośledzenia, a w co czwartym przypadku kończy się śmiercią dziecka.

Zakażenia wirusami opryszczki stały się groźniejsze w ostatnich latach wraz z gwałtownym powiększaniem się drugiej grupy osób o silnie obniżonej odporności, szczególnie narażonych na infekcję. Należą do nich chorzy na AIDS, cierpiący na różnego rodzaju białaczki czy pacjenci po przeszczepach, którzy muszą przyjmować tzw. leki immunosupresyjne (obniżające sprawność układu odpornościowego dla zmniejszenia ryzyka odrzucenia przeszczepu). U takich osób każda aktywacja wirusa może być groźna dla życia. Ze względu na powszechność wirusów opryszczki i łatwość ich przenoszenia zagrożony jest niemal każdy chory z wymienionych wcześniej grup.

Nosicielstwo wirusa HSV1 odpowiedzialnego za najczęściej spotykaną postać opryszczki, opryszczkę wargową, jest niesłychanie szeroko rozpowszechnione. Badania epidemiologiczne przeprowadzone w latach czterdziestych i pięćdziesiątych wykazały obecność przeciwciał będących świadectwem infekcji tym wirusem u 90% dorosłych ludzi na całym świecie, niezależnie od badanej populacji. Nowsze analizy wskazują jednak, że następuje pewien spadek liczby zainfekowanych HSV1, szczególnie w krajach wyżej rozwiniętych i lepiej sytuowanych grupach społecznych. Najprawdopodobniej przyczyną spadku częstości zakażenia wirusem opryszczki jest poprawa stanu higieny, szczególnie w społeczeństwach bogatych.

Nieco inaczej sytuacja wygląda w przypadku bliźniaczego wirusa HSV2. Ponieważ jest on przenoszony drogą płciową, wykrywa się go jedynie u znikomego odsetka dzieci przed wiekiem pokwitania. Nieliczne przypadki to dzieci, które zakaziły się od matek podczas porodu. Podobnie jak w przypadku innych chorób przenoszonych drogą płciową, na infekcję na szczególnie narażone są tzw. grupy ryzyka. Charakterystyczne są wyniki pewnej analizy, które wykazały, że 80% kobiet wśród badanych prostytutek zakażonych było HSV2, podczas gdy obecność przeciwciał wykryto tylko u 3% zakonnic.

W ostatnich latach niepokojąco wzrosła liczba zakażeń HSV2. Badania przeprowadzone w Wielkiej Brytanii pomiędzy rokiem 1975 a 1982 wykazały, że liczba zgłaszanych zakażeń wzrastała o około 12% rocznie, a w USA pomiędzy rokiem 1966 a 1981 zwiększyła się dziewięciokrotnie. Jest to niebezpieczne szczególnie w przypadku kobiet w ciąży, które, jak wspomniałem wcześniej, w trakcie porodu mogą zakażać swoje dzieci.

Najświeższe dane świadczą o tym, że tendencja wzrostowa utrzymuje się, choć wielu specjalistów twierdzi, że jest związana głównie z ciągłym udoskonalaniem technik diagnostycznych, pozwalających coraz skuteczniej wykrywać zakażenie wirusami opryszczki.

Wirusy opryszczki oraz pokrewne im wirusy z rodziny Herpesviridae są jednymi z największych i najbardziej złożonych wirusów. Wszystkie wirusy zbudowane są z dwóch zasadniczych części. Pierwsza to materiał genetyczny, w którym zapisane są plany budowy i zasady funkcjonowania wirusa. W przypadku wirusów opryszczki jest to DNA (kwas deoksyrybonukleinowy). Drugim składnikiem wirusa są struktury chroniące materiał genetyczny przed zniszczeniem, a zarazem umożliwiające wtargnięcie do atakowanej komórki. Mogą one być bardzo proste, zbudowane z jednego rodzaju białka (np. u wirusa mozaiki tytoniowej), ale w przypadku herpeswirusów są dość skomplikowane, w ich skład wchodzi wiele białek, a także cząsteczki lipidów (ryc. 3).

DUŻO BIAŁEK, DUŻY KŁOPOT

W materiale genetycznym wirusów opryszczki zapisana jest informacja na temat budowy około 80 różnych białek. Dla porównania: wirus grypy typu A w swym materiale genetycznym niesie informacje na temat budowy kilkunastu białek, a głośny wirus Ebola, wywołujący co jakiś czas przerażające epidemie gorączki krwotocznej w krajach Afryki Zachodniej, potrzebuje jedynie siedmiu.

Dzięki swej złożoności wirusy z rodziny Herpesviridae, w tym wirusy opryszczki, są w dużym stopniu samowystarczalne, bo prawie nie muszą korzystać z białek produkowanych przez atakowane komórki. W związku z tym mogą zakażać tak wiele typów komórek w ludzkim organizmie. Wytwarzanie przez herpeswirusy wielu rodzajów cząstek białkowych nie występujących w zdrowych komórkach ma też swoje wady "z punktu widzenia wirusa". Po pierwsze, wiele z tych białek w momencie kontaktu z ludzkim układem odpornościowym jest rozpoznawanych jako obce i staje się obiektem ataku. Limfocyty cytotoksyczne, będące elementem ludzkiego układu odpornościowego, zabijają wszystkie podejrzane komórki własnego organizmu. Szczególnie chętnie atakują komórki, na których znajdują się obce białka, co jest najczęściej oznaką infekcji wirusowej.

Wirusy opryszczki potrafią jednak przechytrzyć układ odpornościowy, produkując białka zaburzające jego sprawne funkcjonowanie. Następnie skutecznie ukrywają się w komórkach nerwowych. Stają się wtedy niewidoczne dla limfocytów dzięki temu, że w stanie latencji nie produkują żadnego białka. Komórki, w których czają się wirusy, wyglądają więc całkiem zwyczajnie, nie wzbudzając podejrzeń układu odpornościowego.

Wielkim osiągnięciem w walce z opryszczką stało się wynalezienie acyklowiru- leku przeciw wywołującemu ją wirusowi, a zarazem pierwszego skutecznego leku antywirusowego. Acyklowir blokuje powielanie materiału genetycznego wirusa (ramka Acyklowir - herpes pokonany). Lek ten nie jest toksyczny, bo działa wyłącznie na białka wirusowe, nie zaburzając działania ludzkich komórek. Preparaty sporządzone w oparciu o acyklowir pozwalają zdrowym osobom na złagodzenie nieprzyjemnych objawów powracającej opryszczki. Natomiast dla osób o upośledzonej odporności leki te są często jedynym środkiem ratującym życie.

Poza acyklowirem opracowano jeszcze kilka leków przeciwko herpeswirusom. Równocześnie trwają badania nad opracowaniem szczepionki. Naukowcy nie tylko nauczyli się walczyć z wirusami opryszczki, ale wpadli na pomysł wykorzystania ich w celach leczniczych. Mogą one stać się użyteczne w terapii genowej niektórych, nieuleczalnych obecnie, dziedzicznych chorób układu nerwowego.

Zastosowanie terapii genowej było przełomem w podejściu do leczenia chorób o podłożu genetycznym, gdyż przyniosło nadzieję, że możliwe będzie zwalczanie przyczyn, a nie tylko łagodzenie skutków. Schorzenia dziedziczne polegają na uszkodzeniu genów znajdujących się w komórkach obciążonego genetycznie człowieka. Nieprawidłowe geny są przyczyną wytwarzania wadliwych białek, które zaburzają normalne funkcjonowanie komórek. Obecnie znanych jest kilka tysięcy chorób genetycznych, będących wynikiem nieprawidłowego działania, niedoboru lub nawet całkowitego braku białek niezbędnych do normalnego działania ludzkiego organizmu. W swych założeniach terapia genowa ma polegać na dostarczeniu do komórek chorego poprawnie działających genów. Obecnie na całym świecie prowadzi się dziesiątki prób klinicznych rozmaitych rodzajów terapii genowych. Tę nową metodę leczenia po raz pierwszy z sukcesem zastosowano w 1990 roku w USA, gdy leczeniu poddano dzieci cierpiące na SCID, chorobę genetyczną upośledzającą układ odpornościowy.

WIRUS W SŁUŻBIE CZŁOWIEKA

Jednym z najpoważniejszych problemów, z jakimi boryka się terapia genowa, są metody skutecznego dostarczania leczniczych genów do komórek. Podstawowym narzędziem używanym w tym celu są odpowiednio przekonstruowane wirusy -najczęściej retrowirusy. Mają one jednak kilka wad, które ograniczają ich zastosowanie. Mogą dostarczać geny do komórek, które aktywnie się dzielą, a więc niezbyt dobrze nadają się do genetycznego naprawiania wyspecjalizowanych i pozostających w spoczynku komórek układu nerwowego.

Naukowcy wpadli na pomysł, aby genetyczne choroby układu nerwowego spróbować leczyć terapią genową z zastosowaniem wirusów opryszczki.Herpeswirusy zakażają bowiem właśnie wyspecjalizowane komórki układu nerwowego. Zmodyfikowane metodami inżynierii genetycznej wirusy opryszczki, pozbawione właściwości chorobotwórczych i zaopatrzone w odpowiednie lecznicze geny, mogą być cudownym środkiem na wiele nieuleczalnych dotąd chorób.

Eksperymenty prowadzone na zwierzętach wskazują, że dzięki wirusom opryszczki będzie możliwe leczenie choroby Parkinsona. Istnieje jednak wiele innych, nieuleczalnych dziś, chorób układu nerwowego, wobec których można zastosować analogiczne postępowanie. Wiadomo np., że niektóre postacie choroby Alzheimera są dziedziczne. Podobnie sprawa wygląda z dziedziczną formą innej nieuleczalnej choroby - stwardnienia bocznego zanikowego (ALS). Rodzi się nadzieja, że te i dziesiątki innych genetycznych schorzeń układu nerwowego będzie można pewnego dnia leczyć za pomocą "oswojonych" wirusów opryszczki.