Вирулентность — свойство возбудителей болезней¶

Вирулентность (от лат. virulentus — ядовитый, злой) — степень способности возбудителя инфекционного заболевания (бактерии, вируса, гриба или другого патогена) вызывать болезнь у конкретного хозяина. Простыми словами, это «злость» или агрессивность микроба: насколько легко он проникает в организм, насколько успешно размножается и насколько тяжело протекает вызванное им заболевание. Вирулентность — количественный признак, он варьируется у разных штаммов одного и того же возбудителя и может меняться под действием внешних условий.

¶Основные понятия

Вирулентность тесно связана с понятием патогенности. Патогенность — качественный признак: способен ли данный вид микроорганизма вызывать заболевание вообще. Вирулентность же — мера этой способности. Если патогенность отвечает на вопрос «может ли микроб вызывать болезнь?», то вирулентность — на вопрос «насколько тяжело будет заболевание?».

Для оценки вирулентности в лабораторных условиях используют летальную дозу (LD₅₀) и инфекционную дозу (ID₅₀) — количество возбудителя, необходимое, чтобы убить 50 % заражённых животных или заразить 50 % из них. Чем меньше LD₅₀, тем выше вирулентность: для вызова болезни требуется меньшее число микроорганизмов.

¶Факторы вирулентности

Способность возбудителя вызывать заболевание обеспечивается набором молекулярных свойств, которые называют факторами вирулентности. Основные из них:

• Адгезия — прикрепление к клеткам хозяина с помощью белков-адгезинов и структур вроде пили и флагелл.
• Инвазия — проникновение внутрь клетки или через тканевые барьеры.
• Интоксикация — выработка токсинов: экзотоксинов (выделяются в окружающую среду, например столбнячный и ботулинический токсины) и эндотоксинов (входят в состав клеточной стенки грамотрицательных бактерий).
• Уклонение от иммунного ответа — капсула, изменение антигенов (антигенная вариация), подавление синтеза интерферона, разрушение комплемента.
• Снабжение железом — бактерии синтезируют сидерофоры, захватывающие железо из организма хозяина, где оно находится в связанной форме.

У вирусов факторами вирулентности служат белки поверхностных структур, определяющие тропность к определённым тканям, а также ферменты, разрушающие барьеры клеточных мембран.

¶Изменчивость вирулентности

Вирулентность не является абсолютным и неизменным свойством. Она может повышаться или понижаться под действием различных факторов:

• Пассажи — многократное заражение лабораторных животных приводит к отбору более вирулентных вариантов.
• Атенуация — ослабление вирулентности при культивировании в непривычных условиях (например, рост вируса на чужеродных тканях, при пониженной температуре). Именно так были получены ослабленные штаммы для производства живых вакцин: вакцинный штамм БЦЖ (Mycobacterium bovis), штамм «Ленинград» вакцины против полиомиелита, штамм вируса кори Эндерса.
• Мутации — случайные изменения генома могут как усиливать, так и ослаблять патогенные свойства.
• Горизонтальный перенос генов — бактерии могут приобретать новые факторы вирулентности (токсины, гены уклонения от иммунитета) от других микроорганизмов через плазмиды, бактериофаги или транспозоны.

Примером приобретения новых свойств служит бактерия Escherichia coli O157:H7: обычный кишечный эшерихий приобрёл гены шигатоксинов от бактериофага и стал возбудителем тяжёлых гемолитико-уремических синдромов.

¶Вирулентность и иммунитет

Проявление вирулентности зависит не только от возбудителя, но и от состояния организма хозяина. Один и тот же штамм может вызывать заболевание разной тяжести в зависимости от:

• возраста (новорождённые и пожилые уязвимее),
• состояния иммунной системы (включая ВИЧ-инфекцию и иммуносупрессивную терапию),
• наличия сопутствующих заболеваний,
• дозы возбудителя и пути проникновения.

Поэтому в эпидемиологии говорят не только о вирулентности штамма, но и о восприимчивости популяции.

¶Применение понятия

Понятие вирулентности используется в медицине, ветеринарии и микробиологии:

• при разработке и стандартизации вакцин (живые вакцины содержат атенуированные, то есть ослабленные штаммы);
• при оценке эпидемической опасности нового штамма (например, при мониторинге вариантов вируса гриппа или SARS-CoV-2);
• в судебной медицине и криминалистике при идентификации возбудителя;
• в научных исследованиях патогенеза.

¶Историческая справка

Термин ввёл в научный оборот во второй половине XIX века французский микробиолог Эдуард Рув, ученик Луи Пастера, изучавший вирулентность холерного вибриона и стрептококка. Работы Пастера и Рува по атенуации возбудителей положили начало созданию ряда живых вакцин, включая вакцину против сибирской язвы и против бешенства.

Источники:

• Борисов Л. Б. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. — М.: Академия.
• Дзержинский М. А. Основы общей микробиологии. — М.: Высшая школа.
• Пастер Л., Рув Э. Опыт ослабления вируса холерной болезни кур // Избранные работы по микробиологии.
• Покровский В. И., Пак С. Г. Инфекционные болезни и эпидемиология.