Геморрагическая лихорадка с почечным синдромом (ГЛПС), относящаяся к хантавирусным инфекциям (ХВИ), занимает одно из первых мест среди природно-очаговых заболеваний человека в России, наиболее тяжело протекающих в Дальневосточном регионе. В типичных случаях при ГЛПС наблюдается полиорганная патология с преимущественным поражением легких и почек, частым развитием острой почечной недостаточности [1]. До сих пор остается много неясных вопросов патогенеза ГЛПС, где центральная роль отводится сосудистой дисфункции и поражению иммунокомпетентных клеток [2]. Большие сложности в изучении патогенетических аспектов ХВИ связаны с отсутствием чувствительной модели экспериментальных животных, позволяющей дать интегральную оценку патологического процесса болезни на организменном уровне. В связи с этим успешное моделирование хантавирусной инфекции представляется вероятным в условиях дефектной функции иммунной системы.

В последнее десятилетие пристальное внимание привлекает проблема окислительного стресса [3], приводящего к исчерпанию ресурсов адаптации клеток и истощению антиоксидантной защиты на фоне пролонгированного стрессового воздействия. Установлено, что это может выступать в качестве дополнительного патогенетического механизма развития заболеваний разного генеза [4]. На экспериментальных моделях получены данные о развитии окислительного стресса в постгипертермическом периоде [5, 6]. Имеются сообщения о том, что общая гипертермия способствует изменению функциональной активности клеток врожденного иммунитета при бактериальных и вирусных инфекциях [7—11]. Вместе с тем патоморфоз инфекционных заболеваний в условиях теплового воздействия недостаточно изучен, что имеет фундаментальное и прикладное значение в инфектологии.

Цель исследования — дать морфологическую характеристику экспериментальной хантавирусной инфекции в условиях пролонгированного теплового воздействия для выявления возможности ее моделирования на резистентных лабораторных животных.

Эксперименты проведены на беспородных белых мышах, которые были разделены на 4 группы: 1-я — интактные мыши без прогревания (контроль-1); 2-я — интактные мыши после прогревания (контроль-2); 3-я — животные, зараженные хантавирусом без предварительного прогревания (контроль-3); 4-я — животные, зараженные хантавирусом после предварительного прогревания. У животных 2-й и 4-й групп пролонгированный тепловой стресс вызывали путем прогревания при температуре 30 °С по 3 ч в течение 3 дней.

Для заражения использовался штамм Аа 60343 (ПМ-79−95) геноварианта Far East вируса Hantaan (семейство Bunyaviridae, род Hantavirus) из коллекции ФГБНУ «НИИЭМ им. Г.П. Сомова». Животным 3-й и 4-й групп вводили внутрибрюшинно по 700 фокусообразующих единиц (ФОЕ) хантавируса на мышь. Заражение животных 4-й группы осуществляли через 1 ч после завершения прогревания. Все работы с инфекционным вирусом проводились в условиях боксобиологической безопасности II-А в лаборатории хантавирусных инфекций.

Для гистологического исследования материал (легкое, печень, почка, селезенка) от животных 2—4-й группы был взят в 1, 3, 7 и 14-й дни наблюдения. Кусочки тканей фиксировали в 10% формалине, забуференным по Лилли. Проводку и заливку материала в парафин-воск, депарафинирование и окрашивание срезов гематоксилином и эозином проводили согласно общепринятым методам [12].

Исследования выполнены в соответствии с Международными «Правилами использования животных в экспериментах» и с соблюдением правил, принятых в НИИЭМ им. Г.П. Сомова.

У интактных животных 1-й группы, не подвергшихся тепловому воздействию (контроль-1), патоморфологические изменения в органах не обнаружены.

У животных 2-й группы (контроль-2) отчетливые изменения в органах определялись спустя 3 сут после прогревания. В легких (рис. 1, а) они проявлялись в виде десквамации эпителия бронхов, выраженного полнокровия сосудов, периваскулярной мононуклеарной инфильтрации и реакции бронхоассоциированной лимфоидной ткани. В печени вокруг отдельных сосудов имелись плотные лимфоидные инфильтраты, четко отграниченные от окружающей ткани без видимой реакции клеток Купфера. В селезенке обнаружена гигантоклеточная реакция в красной пульпе с наличием множества крупных многоядерных клеток (см. рис. 1, б). В почке наблюдались резкое полнокровие сосудов, эозинофильная масса в просвете части сосудов, дистрофия эпителия извитых канальцев, в корковом слое часть канальцев заполнена гиалиноподобной массой, вокруг отдельных сосудов плотные скопления мононуклеарных клеток (см. рис. 1, в). Эти изменения были особенно значительными на 14-е сутки наблюдения. При этом в легких определялась выраженная гиперплазия бронхоассоциированной лимфоидной ткани, в почке, резкое полнокровие сосудов с наличием вокруг части из них лимфоцитарных инфильтратов в виде муфт, некробиотические изменения извитых канальцев.

Таким образом, во 2-й группе животных (контроль-2) пролонгированный тепловой стресс вызвал в органах иммуноморфологическую реакцию в виде гиперплазии бронхоассоциированной ткани легких и лимфоидной инфильтрации в интерстициальной ткани в печени и почках, которая прослеживалась до конца срока наблюдения (14 сут). При этом в селезенке отмечены как лимфоидная гипоплазия с частичной редукцией фолликулов у части животных, так и гигантоклеточная реакция в красной пульпе у других животных.

У животных, зараженных хантавирусом без предварительного прогревания (контроль-3), на 3—7-е сутки инфекции в легком обнаружены (см. рис. 1, г) полнокровие сосудов, лимфоцитарные инфильтраты в периваскулярном и перибронхиальном пространствах, изредка в межальвеолярной ткани; в печени немногочисленные плотные узелки, состоящие из лимфоцитов, отграниченных от окружающей ткани, а также лимфоцитарные инфильтраты вокруг междольковых сосудов (см. рис. 1, д) как проявления иммуноморфологической реакции. Эти изменения были резко выражены в почке, где на фоне резкого полнокровия сосудов выявлены крупные мощные периваскулярные инфильтраты, состоящие преимущественно из лимфоцитов, хорошо отграниченные от окружающей ткани (см. рис. 1, б). Сосудистые клубочки гиперплазированы, с повышенной клеточностью и заполнением капсулы Боумена—Шумлянского. Извитые канальцы без признаков деструктивных изменений. В селезенке умеренная фолликулярная гиперплазия и гигантоклеточная реакция в красной пульпе. В конце срока наблюдения (14-е сутки после заражения хантавирусом) в легком имелись лимфоцитарные инфильтраты вокруг отдельных сосудов и бронхов без распространения клеток в окружающую ткань, на фоне гиперплазии пульпы селезенки без отчетливых изменений в печени и почках.

Следовательно, у нечувствительной к хантавирусу модели белых мышей в исследованных органах в ответ на заражение отмечена мощная иммуноморфологическая реакция с образованием бронхоассоциированных лимфоидных инфильтратов в легких и особенно в почках при наличии лимфоидной гиперплазии селезенки. Специфические для хантавирусной инфекции сосудисто-деструктивные изменения в почках не обнаружены.

У животных, зараженных хантавирусом после предварительного теплового стресса (4-я группа), на 3-и сутки инфекции в легких обнаружены выраженная сосудистая реакция, внутрисосудистый лизис эритроцитов, эритростаз, периваскулярные инфильтраты, состоящие из лимфоцитов и макрофагов, бронхоассоциированная лимфоидная реакция (рис. 2, а), но менее выраженная, чем в контроле 2 и 3. В печени отмечаются полиморфизм клеток паренхимы за счет дистрофических изменений гепатоцитов, умеренное полнокровие сосудов. В почках выявлены сморщивание части сосудистых клубочков за счет некробиотических изменений, периваскулярная инфильтрация вокруг отдельных сосудов (см. рис. 2, б), дистрофия извитых канальцев. В селезенке незначительная гиперплазия фолликулов белой пульпы. В последующие сроки (7—14 сут после заражения) отчетливая динамика вышеописанных изменений не прослеживалась.

Таким образом, морфологические изменения у животных 4-й группы, зараженных хантавирусом после теплового воздействия, свидетельствовали об инаппарантной инфекции с наличием дистрофических и некробиотических изменений в легких, печени и почках при умеренно выраженной периваскулярной воспалительной реакции в них и слабой лимфоидной гиперплазии в селезенке. При этом бронхоассоциированная лимфоидная реакция в легких была менее выраженная, чем в контроле 2 и 3.

У умерших животных 4-й группы (2 мыши) в легких обнаружены участки серозно-геморрагического отека с отчетливой, преимущественно очаговой, воспалительной инфильтрацией полиморфными клетками (см. рис. 2, в), утолщение и воспалительная инфильтрация плевры. В почках выявлены тотальная зернистая дистрофия извитых канальцев, некробиотические изменения части сосудистых клубочков, клеточная реакция вокруг отдельных сосудов. В селезенке имелась картина делимфатизации с резким разрежением лимфоидной ткани (см. рис. 2, г). Таким образом, наличие более тяжелых деструктивных изменений в легких и почках позволяло предположить специфическую хантавирусную патологию.

Предполагается [8, 13], что на фоне теплового стресса происходит динамическое изменение системы иммунитета, когда на определенных сроках после общей гипертермии и/или при ее длительном воздействии отмечается либо активация, либо угнетение функции иммунокомпетентных клеток, что может влиять на морфогенез инфекционных заболеваний.

До настоящего времени экспериментальные исследования патогенности хантавирусов базируются на клеточных культурах. Дикие мышевидные грызуны генетически устойчивы к хантавирусам и являются их носителями в природе [1]. На взрослых лабораторных мышах воспроизвести инфекцию не удается. Нами на нечувствительной модели взрослых белых мышей при моделировании хантавирусной инфекции без предварительного прогревания обнаружена лишь выраженная иммуноморфологическая реакция в органах. После предварительного пролонгированного теплового воздействия (прогревание при температуре 30 °C по 3 ч в течение 3 дней) у зараженных хантавирусом животных выявлены признаки инаппарантной инфекции. В селезенке отмечены как лимфоидная гипоплазия с частичной редукцией фолликулов, так и гигантоклеточная реакция в красной пульпе. Это указывало на развитие иммунодефицита, картина которого была более выражена у умерших животных без четких различий у животных в контроле-2 и у опытных животных, зараженных хантавирусом после прогревания.

1. У нечувствительной модели лабораторных животных (взрослые белые мыши) заражение хантавирусом обусловливало развитие лишь выраженной иммуноморфологической реакции в органах.

2. Предварительный пролонгированный тепловой стресс (прогревание животных при температуре 30 °C по 3 ч в течение 3 дней) у зараженных хантавирусом животных способствовал развитию инаппарантной инфекции и морфологических проявлений индуцированного вторичного иммунодефицита, вызвавшего у части животных манифестацию инфекционного процесса.

3. Результаты работы открывают перспективы использования экспериментальной модели взрослых белых мышей для изучения патогенетических аспектов хантавирусной инфекции на организменном уровне.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования: Л.М.С., Н.Г.П.

Подготовка штамма хантавируса для заражения животных: Г. Г.К.

Сбор и обработка материала: И.Н.Л., Е.И.Д.

Морфологический анализ: Л.М.С.

Подготовка иллюстраций: Л.М.С., Н.Г.П.

Написание текста: Л.М. С.

Редактирование: Н.Г.П.

Конфликт интересов отсутствует.