СРАВНИТЕЛЬНАЯ МОРФОЛОГИЯ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ ПРИ ВИРУСНОЙ ПАТОЛОГИИ, ИНДУЦИРУЕМОЙ СОВРЕМЕННЫМ ШТАММОМ ВИРУСА ГРИППА А ПРИ ОДНОКРАТНОМ ЗАРАЖЕНИИ И РЕ-ИНФЕКЦИИ

УДК 616-022.7:061.3(4)(5)(081/082)

Ю.С. Исмаилова, А.Н. Бекишева

Кафедра патологической анатомии КазНМУ

В статье на основании анализа моделирования гриппозной патологии с исползованием штамма вируса птичьего гриппа А/Алма-Ата/331/06 (H7N7) представлены морфологические изменения органов дыхания мышей при однократном инфицировании и ре-инфекции. Выявлено, что вирус птичьего гриппа оказывает уже в ранние сроки эксперимента цито- и вазопатическое действие на структуры органов дыхания, характерные для острой формы гриппозной инфекции, при ре-инфекции   более выраженными в те же сроки эксперимента с преобладанием изменений, характерных для вазопатического действия вируса гриппа.

Ключевые слова: вирус гриппа, птичий грипп, экспериментальное моделирование, патоморфологические изменения органов дыхания.

Актуальность предпринятого исследования. События, связанные с распространением птичьего гриппа H5N1, H5N7, H7N1 и H7N7 (1997-2000гг.) обосновывают  необходимость и важность современных углубленных исследований гриппозной патологии. За последние годы изменилась биология возбудителей и вирусы гриппа птиц все чаще приобретают способность непосредственно  инфицировать людей, вызывая клинически тяжелые формы заболеваний, часть которых заканчиваются летально.  В этой связи усилия исследователей многих стран направлены на выявление признаков, указывающих на появление следующего пандемического штамма  и выявление возможного источника его возникновения [1,2,3]. По мнению О.К. Кузнецова [4] при определенных условиях пандемические вирусы могут появиться из трех источников: 1) бывшие пандемические вирусы, являющиеся реассортантами/рекомбинантами вирусов человека и животных, такие как вирусы подтипа H2N2 и H1N1 (“swine like”)[5]; 2) предполагаемые новые реассортанты вирусов гриппа человека и животных; 3) вирусы гриппа животных.

По литературным данным, в респираторных отделах легких при неосложненном гриппе происходит накопление аморфных жидких белковых масс, что может сочетаться с кровоизлияниями, а у детей с образованием гиалиновых мембран. Клетки альвеолярного эпителия увеличиваются в размерах, приобретая полулунную форму, а затем округляются. Считают, что гипертрофия пораженных клеток, происходящая при гриппе, лучше всего выявляется в альвеолоцитах, где образуются крупные одноядерные клетки [6].

В дыхательных путях в остром периоде инфекционного процесса обнаруживались дистрофические изменения эпителия с последующим отторжением, выраженные дисциркуляторные расстройства в подслизистых оболочках трахеи и крупных бронхов, в паренхиме легких, а также очаги регенерации. При экспериментальном гриппе у белых мышей выявляются дистрофические изменения в эпителии трахеи и крупных бронхов в течение 24- 48-ми часов после инокуляции вируса [7]. На 5-е сутки эксперимента в эпителии дыхательных путей обнаруживались базофильные и эозинофильные цитоплазматические включения.

Птичий грипп поражает в основном детей – по сообщению Агентства Рейтер от 26.01.2004г. из 7 жертв птичьего гриппа 6 – составили дети. Особенности данного факта изучаются [8]. Исследование патогенности птичьих и человеческих изолятов вируса H5N1 из Гонконга на 6-8-ми недельных мышах BALB/c показало, что инфекция приводила к поражению (от легкого до тяжелого) как верхних, так и нижних отделов респираторного тракта. Наиболее часто вирус вызывал дистрофию и некрозы в респираторном эпителии полости носа, трахеи, бронхов и бронхиол с реакцией воспаления. Наиболее выраженные и обширные поражения наблюдались в легких мышей, инфицированных гонконгским вирусом птичьего гриппа, в то время как у мышей, инфицированных вирусами A/ck/Scotland/59 (H5N1) и A/ck/Queretaro/95 (H5N2), поражения были слабовыраженными или не наблюдались. Вирусы A/ck/Italy/97 (H5N2) и A/tk/England/91 (H5N1) проявили промежуточную патогенность, вызывая поражение респираторного тракта от слабой до средней степени выраженности. [9].

Целью нашего исследования явилось сравненение патоморфологических проявлений экспериментальной гриппозной инфекции  в органах дыхания под влиянием современного циркулирующего штамма вируса гриппа А при однократном заражении и ре-инфекции.

В работе был использован  штамм  вируса гриппа А/Алматы/331/06, характеризующийся поверхностными гликопротеидами H7N7 и относящийся к птичьему гриппу. Штамм А/Алма-Ата/331/06 (H7N7) выделили в эпидемическом сезоне – феврале 2006 года из носоглоточных мазков 9 месячного ребенка, поступившего в 1ДГИБ с диагнозом ОРВИ, обструктивный бронхит.

Эксперименты проведены на 100 здоровых белых беспородных мышах массой 9-12 г. Животные содержались на рационе вивария в боксированных комнатах. Различные серии экспериментов проводились в разное время. Экспериментальные группы животных содержали в изолированных клетках, на расстоянии не менее 1м. Интраназальная инокуляция вирусов проводилась под легким эфирным наркозом. Животные умерщвлялись эфиром, сроки наблюдения –  от 5 часов до 5 суток.

Экспериментальные группы животных включали:

1. Инокуляцию изолята вирус гриппа А/Алматы/331/06 (Н7N7) по 0,5 мл – 40 мышей.

2. Реинфекцию – инокуляцию изолята вирус гриппа А/Алматы/331/06 (Н7N7)и через 3 суток повторная инокуляция по 0,5 мл – 40 мышей.

3. Контрольная группа – 20 мышей.

У животных на аутопсии извлекали органы дыхания и после макроскопического исследования вырезали кусочки трахеи и легких из различных отделов для гистологических, гистохимических и вирусологических исследований. Для гистологического исследования ткани фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина. Обработку тканей с последующей заливкой в парафин проводили по общепринятой методике. Парафиновые срезы толщиной 7-9 микрон  окрашивали гематоксилином и эозином, пикрофуксином по Ван-Гизон.

Морфологическая характеристика органов дыхания под влиянием птичьего штамма вируса гриппа А А/Алматы/331/06 (Н7N7): в органах дыхания мышей через 5 часов микроскопически были выявлены следующие изменения. Покровный эпителий трахеи и бронхов был разрыхлен, отмечалось мелко-очаговое исчезновение межклеточных связей, отмечались небольшие очаги десквамации эпителия  слизистой оболочки трахеи и бронхов. В просвете трахеи определялись группы десквамированного покровного эпителия. Многие ядра слущенных эпителиоцитов были в состоянии кариолизиса и кариорексиса. В эпителиальных клетках расположенных на базальной мембране выявлялся умеренно выраженный внутриклеточный отек, регистрировались единичные базофильные включения в цитоплазме, отмечался гипо- и гиперхроматоз ядер. Базальная мембрана была умеренно утолщена и отечна. В паренхиме легких определялись мелкие очаги ателектазов с очагами острой эмфиземы. Отмечено расширение межальвеолярных перегородок (МАП) за счет полнокровия капилляров.

В органах дыхания мышей через 1 сутки покровный эпителий трахеи и бронхов был разрыхлен, межклеточные связи местами исчезали, эпителий  слизистой оболочки трахеи и бронхов был десквамирован. В просвете трахеи определялись отдельные группы и пласты десквамированного покровного эпителия в состоянии некроза и некробиоза. В других эпителиальных клетках отмечали внутриклеточный отек с вакуолизацией, базофильными включениями в цитоплазме, отмечали увеличение ядер с явлениями кариолизиса и кариопикноза. В паренхиме легких выявляли многочисленные мелкие очаги ателектазов, которые сочетались с очагами острой эмфиземы. В МАП капилляры были полнокровными с мелко-очаговыми периваскулярными кровоизлияниями.

При гистологическом исследовании органов дыхания мышей в легких на 2-е и 3-е сутки эксперимента эпителиоциты трахеи и бронхов располагались беспорядочно, многорядный мерцательный эпителий слизистой оболочки был разрыхлен, набухший, большие группы эпителиальных клеток слущивались и располагались в просвете трахеи и бронхов. Большая часть десквамированных эпителиальных клеток подвергались некробиозу и некрозу. Некротические изменения проявлялись лизисом ядер и цитоплазмы. В очагах десквамации эпителия базальная мембрана была набухшая, утолщенная с повышенной эозинофилией, очагами расслоения.

Сосуды микроциркуляторного русла и мышечного типа были расширены и полнокровны, в просветах определялись сладжированные эритроциты. Стенки сосудов отечные, набухшие; многие эндотелиальные клетки увеличены в размерах, округлены, выступали в просвет сосудов, часть из них слущивалась в просвет сосудов. Базальная мембрана в участках слущивания эндотелия была разрыхлена и разволокнена. В паренхиме легких очаги острой эмфиземы чередовались с ателектазами. Большинство МАП были расширены за счет полнокровия капилляров, очаговой лимфогистиоцитарной инфильтрации и отека стромы. Цитоплазма многих альвеолоцитов имела множественные оптически прозрачные вакуоли. В просветах ряда альвеол  имелись альвеолярные макрофаги и слущенные альвеолоциты и эритроциты. состоянии некроза и некробиоза.

В органах дыхания мышей на 4-е и 5-е сути эксперимента  в трахее и бронхах сохранялся внутриклеточный отек с вакуолизацией цитоплазмы, в ядрах отмечался гипохроматоз с явлениями кариолизиса и кариорексиса. В просвете трахеи и бронхов имелись группы клеток десквамированного эпителия. Собственная пластинка трахеи и бронхов местами была набухшая и утолщена. В паренхиме легких отмечалась очаговая лимфоцитарная инфильтрация с периваскулярной и перибронхиальной локализацией. Расширение МАП носило мелкоочаговый характер за счет полнокровия сосудов микроциркуляторного русла. В просветах ряда альвеол имелись АМ и эритроциты.

Патоморфологические исследование органов дыхания  при экспериментальной ре-инфекции на 4-е и 5-е сутки выявило следующие изменения: в слизистой оболочке трахеи отмечались очаги дискомплексации клеток покровного эпителия, увеличение размеров эпителиальных клеток, нарушение упорядоченного расположения их. Большинство клеток находились в состоянии внутри- и межклеточного отека, группы клеток сливались между собой. Эпителиальные клетки в состоянии отека и лизиса отторгались в просвет трахеи. Ядра эпителиальных клеток в очагах поражения значительно увеличивались в размерах, ядерные мембраны становились нечеткими, развивался выраженный гипохроматоз. В просвете трахеи находились пласты и отдельные клетки десквамированного эпителия.  Ядра этих клеток были набухшие, гипохромные, некоторые ядра компактные и гиперхромные в состоянии кариорексиса и кариолизиса.  В базальной мембране отмечалось утолщение, набухание рыхлость структур в собственной пластинке слизистой оболочки, в подслизистой основе – выраженные явления отека, включая фиброзно-хрящевой слой, в котором отмечался  очаговый гипохроматоз и лизис в клетках гиалинового хряща. Эпителиальные клетки белково-слизистых желез подслизистой  основы часто находились в состоянии гиперсекреции, увеличивались в размерах, многие клетки были лишены ядер, в просветах накапливалась слабо базофильная пенистая масса.

В слизистой оболочке крупных бронхов клетки выстилающего эпителия значительно увеличивались в размерах с приобретением вытянутости, полигональности, округлости, в цитоплазме часто выявлялись базофильные включения. Клеточные мембраны на апикальных поверхностях были утолщенными, прерывистыми, рыхлыми, часто нечеткими. Большинство ядер в эпителиальных клетках подвергались лизису, на их месте располагались мелкие глыбки хроматина, расположенные в слившихся клетках на одном или разных уровнях. Просветы мелких сосудов и капилляров значительно расширялись, эндотелиальные клетки слущивались, в сохранившихся  на   базальной   мембране   клетках   эндотелия   отмечалось округление их и увеличение размеров, что сопровождалось гипохроматозом ядер и внутриклеточным отеком.

В респираторных отделах альвеолоциты нередко увеличивались в размерах, теряли уплощенную форму, чаще были округлыми, выступали в просвет альвеол. Некоторые из них были гипохромными, с очень светлой цитоплазмой. Такие клетки часто просматривались в просветах альвеол, в состоянии некроза и некробиоза. Определялись мелкие участки острого вздутия альвеол. Просветы кровеносных сосудов были расширены, изменения клеток эндотелия имели разный характер: от незначительного набухания и увеличения размеров клеток до резкой гипертрофии единичных эндотелиоцитов с явлениями эозинофильного некроза. В МАП часто выявлялись кровоизлияния, расширение просветов капилляров сопровождалось накоплением эритроцитов, часто подвергшихся лизису, отмечался эндотелиоз, набухание базальных мембран. В просвете альвеол АМ обнаруживались в незначительном количестве. Ядра их были крупными, гиперхромными, цитоплазма вакуолизированной, с неправильной формой, набухшими клеточными мембранами. Обнаруживались множественные очаги кровоизлияний в просветах альвеол, преимущественно в прикорневых отделах.  Частыми были проявления периваскулярного и перибронхиального отека.

Результаты полученного исследования согласуются с литературными данными зарубежныхи отчественных исследователей, морфологические изменения индуцированные данным вирусом оказались сходными с изменениями под влиянием вируса гриппа человека, оказывая цитопатическое и вазопатичесое действие на  на тканевые структуры органов дыхания мышей. Морфологические изменения носили более выраженный характер при ре-инфекции с геморрагиями. Таким образом, можно полагать, что вирус птичьего гриппа может обладать способностью адаптироваться к организму человека, вызывая в органах дыхания характерные для гриппозной патологии изменения, что означает, что вирус птичьего гриппа может преодолевать межвидовой барьер и являеться реальной угрозой для организма человека.