Skip to main content
Global

6.1: الفيروسات

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    194533

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    أهداف التعلم

    • وصف الخصائص العامة للفيروسات كمسببات للأمراض
    • وصف الجينوم الفيروسي
    • وصف الخصائص العامة لدورات الحياة الفيروسية
    • فرّق بين البكتيريا والفيروسات النباتية والفيروسات الحيوانية
    • وصف الخصائص المستخدمة لتحديد الفيروسات كطفيليات إلزامية داخل الخلايا

    التركيز السريري: الجزء الأول

    ديفيد، وهو صحفي يبلغ من العمر 45 عامًا، عاد للتو إلى الولايات المتحدة من رحلات في روسيا والصين وأفريقيا. إنه لا يشعر بصحة جيدة، لذلك يذهب إلى طبيبه العام يشكو من ضعف في ذراعيه وساقيه، والحمى، والصداع، والإثارة الملحوظة، وعدم الراحة البسيطة. يعتقد أنها قد تكون مرتبطة بعضة كلب عانى منها أثناء مقابلة مزارع صيني. إنه يعاني من بعض الإحساس بالوخز والحكة في موقع جرح اللدغة، لكنه يخبر الطبيب أن الكلب بدا بصحة جيدة وأنه لم يشعر بالقلق حتى الآن. أمر الطبيب بإجراء اختبار الثقافة والحساسية لاستبعاد العدوى البكتيرية للجرح، وجاءت النتائج سلبية لأي بكتيريا مسببة للأمراض محتملة.

    التمارين\(\PageIndex{1}\)

    1. بناءً على هذه المعلومات، ما الاختبارات الإضافية التي يجب إجراؤها على المريض؟
    2. ما نوع العلاج الذي يجب أن يوصي به الطبيب؟

    على الرغم من صغر حجمها، مما حال دون رؤيتها باستخدام المجاهر الضوئية، فإن اكتشاف مكون قابل للفلترة أصغر من البكتيريا المسببة لمرض فسيفساء التبغ (TMD) يعود إلى عام 1892. 1 في ذلك الوقت، اكتشف دميتري إيفانوفسكي، عالم النبات الروسي، مصدر TMD باستخدام جهاز تصفية الخزف الذي اخترعه لأول مرة تشارلز تشامبرلاند ولويس باستور في باريس عام 1884. تبلغ مسام فلاتر بورسلين تشامبرلاند 0.1 ميكرومتر، وهي صغيرة بما يكفي لإزالة جميع البكتيريا ≥0.2 ميكرومتر من أي سوائل تمر عبر الجهاز. تم صنع مستخلص تم الحصول عليه من نباتات التبغ المصابة بـ TMD لتحديد سبب المرض. في البداية، كان يُعتقد أن مصدر المرض هو البكتيريا. كان الأمر مفاجئًا للجميع عندما وجد إيفانوفسكي، باستخدام مرشح Chamberland، أن سبب TMD لم تتم إزالته بعد تمرير المستخلص عبر مرشح البورسلين. لذلك إذا لم تكن البكتيريا هي سبب TMD، فما الذي يمكن أن يسبب المرض؟ استنتج إيفانوفسكي أن سبب TMD يجب أن يكون بكتيريا صغيرة جدًا أو بوغ بكتيري. واصل علماء آخرون، بما في ذلك مارتينوس بيجيرينك، التحقيق في سبب TMD. كان بيجيرينك، في عام 1899، هو الذي خلص في النهاية إلى أن العامل المسبب ليس بكتيريا ولكن، بدلاً من ذلك، ربما مادة كيميائية، مثل السم البيولوجي الذي يمكن أن نصفه اليوم بأنه مادة سامة. ونتيجة لذلك، تم استخدام كلمة فيروس، وهي كلمة لاتينية تعني السم، لوصف سبب TMD بعد سنوات قليلة من اكتشاف إيفانوفسكي الأولي. على الرغم من أنه لم يكن قادرًا على رؤية الفيروس الذي تسبب في TMD، ولم يدرك أن السبب ليس بكتيريا، يُنسب إلى إيفانوفسكي أنه المكتشف الأصلي للفيروسات ومؤسس مجال علم الفيروسات.

    اليوم، يمكننا رؤية الفيروسات باستخدام المجاهر الإلكترونية (الشكل\(\PageIndex{1}\)) ونعرف المزيد عنها. الفيروسات هي كيانات بيولوجية متميزة؛ ومع ذلك، لا يزال أصلها التطوري مسألة تكهنات. من حيث التصنيف، لا يتم تضمينها في شجرة الحياة لأنها غير خلوية (لا تتكون من خلايا). من أجل البقاء والتكاثر، يجب أن تصيب الفيروسات المضيف الخلوي، مما يجعلها تجبر الطفيليات داخل الخلايا. يدخل جينوم الفيروس إلى خلية مضيفة ويوجه إنتاج المكونات الفيروسية والبروتينات والأحماض النووية اللازمة لتشكيل جزيئات فيروس جديدة تسمى الفيروسات. يتم تصنيع الفيروسات الجديدة في الخلية المضيفة عن طريق تجميع المكونات الفيروسية. تنقل الفيروسات الجديدة الجينوم الفيروسي إلى خلية مضيفة أخرى للقيام بجولة أخرى من العدوى. \(\PageIndex{1}\)يلخص الجدول خصائص الفيروسات.

    الجدول\(\PageIndex{1}\): خصائص الفيروسات.
    خصائص الفيروسات
    مسببات الأمراض المعدية غير الخلوية
    إلزام الطفيليات داخل الخلايا بخصوصية المضيف ونوع الخلية
    جينوم الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي (ليس كلاهما
    الجينوم محاط بقبعة بروتينية، وفي بعض الحالات، غشاء فوسفوليبيد مرصع بالبروتينات السكرية الفيروسية
    نقص الجينات للعديد من المنتجات اللازمة للتكاثر الناجح، مما يتطلب استغلال جينومات الخلايا المضيفة للتكاثر
    الشكل أ عبارة عن صورة مجهرية إلكترونية تظهر فيروسات على شكل قضيب طويل. يوضح الشكل B أربع أوراق نباتية مريضة. الأوراق تصفر وترقش وتموت.
    الشكل\(\PageIndex{1}\): (أ) فيروس فسيفساء التبغ (TMV) الذي تم عرضه باستخدام المجهر الإلكتروني للإرسال. (ب) النباتات المصابة بمرض فسيفساء التبغ (TMD)، الذي يسببه TMV. (المصدر أ: تعديل العمل من قبل دائرة البحوث الزراعية التابعة لوزارة الزراعة الأمريكية - بيانات المقياس من مات راسل؛ الائتمان ب: تعديل العمل من قبل دائرة الغابات التابعة لوزارة الزراعة الأمريكية، قسم أرشيف علم أمراض النبات، جامعة ولاية كارولينا الشمالية)

    التمارين\(\PageIndex{2}\)

    لماذا تم التحقيق في الفيروس الأول بشكل خاطئ على أنه سم؟

    المضيفون وانتقال الفيروس

    يمكن للفيروسات أن تصيب كل نوع من أنواع الخلايا المضيفة، بما في ذلك النباتات والحيوانات والفطريات والطفيليات والبكتيريا والعتيقة. لن تتمكن معظم الفيروسات إلا من إصابة خلايا نوع واحد أو عدد قليل من الكائنات الحية. وهذا ما يسمى بنطاق المضيف. ومع ذلك، فإن وجود نطاق مضيف واسع ليس شائعًا وعادة ما تصيب الفيروسات مضيفين محددين فقط وأنواع خلايا محددة فقط داخل هؤلاء المضيفين. تُسمى الفيروسات التي تصيب البكتيريا بالبكتيريا البكتيريا، أو ببساطة العاثيات. تأتي كلمة phage من الكلمة اليونانية التي تعني التهام. يتم التعرف على الفيروسات الأخرى فقط من قبل المجموعة المضيفة لها، مثل فيروسات الحيوانات أو النباتات. بمجرد إصابة الخلية، يمكن أن تختلف تأثيرات الفيروس اعتمادًا على نوع الفيروس. قد تتسبب الفيروسات في نمو غير طبيعي للخلية أو موت الخلية، أو تغيير جينوم الخلية، أو تسبب تأثيرًا ملحوظًا ضئيلًا في الخلية.

    يمكن أن تنتقل الفيروسات من خلال الاتصال المباشر أو الاتصال غير المباشر مع الفوميتات أو من خلال ناقل: حيوان ينقل العامل الممرض من مضيف إلى آخر. تعتبر المفصليات مثل البعوض والقراد والذباب ناقلات نموذجية للأمراض الفيروسية، وقد تعمل كناقلات ميكانيكية أو ناقلات بيولوجية. يحدث الانتقال الميكانيكي عندما تحمل المفصليات مسببات الأمراض الفيروسية على السطح الخارجي لجسمها وتنقلها إلى مضيف جديد عن طريق الاتصال الجسدي. يحدث الانتقال البيولوجي عندما تحمل المفصليات العامل الممرض الفيروسي داخل جسمها وتنقله إلى المضيف الجديد من خلال العض.

    في البشر، هناك مجموعة متنوعة من الفيروسات قادرة على التسبب في العديد من الالتهابات والأمراض. بعض مسببات الأمراض الناشئة الأكثر فتكًا في البشر هي الفيروسات، ومع ذلك لدينا القليل من العلاجات أو الأدوية للتعامل مع العدوى الفيروسية، مما يجعل من الصعب القضاء عليها.

    يمكن للفيروسات التي يمكن أن تنتقل من مضيف حيواني إلى مضيف بشري أن تسبب الأمراض الحيوانية المنشأ. على سبيل المثال، ينشأ فيروس أنفلونزا الطيور في الطيور، ولكن يمكن أن يسبب المرض لدى البشر. تحدث الأمراض الحيوانية العكسية بسبب إصابة حيوان بفيروس نشأ في الإنسان.

    مكافحة البكتيريا بالفيروسات

    أصبح ظهور الجراثيم الخارقة، أو البكتيريا المقاومة للأدوية المتعددة، تحديًا كبيرًا لشركات الأدوية ومشكلة صحية خطيرة. وفقًا لتقرير عام 2013 الصادر عن المراكز الأمريكية لمكافحة الأمراض والوقاية منها (CDC)، يصاب أكثر من 2 مليون شخص بالبكتيريا المقاومة للأدوية في الولايات المتحدة سنويًا، مما يؤدي إلى وفاة 23000 شخص على الأقل. 2 من المرجح أن يؤدي الاستخدام المستمر للمضادات الحيوية والإفراط في استخدامها إلى تطور سلالات أكثر مقاومة للأدوية.

    أحد الحلول المحتملة هو استخدام العلاج بالعاثية، وهو إجراء يستخدم الفيروسات القاتلة للبكتيريا (bacteriophages) لعلاج الالتهابات البكتيرية. علاج Phage ليس فكرة جديدة. يعود اكتشاف البكتيريا إلى أوائل القرن العشرين، وتم استخدام العلاج بالعاثية لأول مرة في أوروبا في عام 1915 من قبل عالم البكتيريا الإنجليزي فريدريك تورت. 3 ومع ذلك، أدى الاكتشاف اللاحق للبنسلين والمضادات الحيوية الأخرى إلى التخلي عن هذا النوع من العلاج تقريبًا، باستثناء الاتحاد السوفيتي السابق وعدد قليل من البلدان في أوروبا الشرقية. عاد الاهتمام بعلاج البلغم خارج دول الاتحاد السوفيتي السابق إلى الظهور مؤخرًا فقط بسبب ارتفاع البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية. 4

    يتمتع العلاج بالعاثيات ببعض المزايا مقارنة بالمضادات الحيوية حيث أن العاثيات تقتل بكتيريا واحدة فقط، في حين أن المضادات الحيوية لا تقتل العامل الممرض فحسب، بل تقتل أيضًا البكتيريا المفيدة للميكروبات الطبيعية. يعد تطوير المضادات الحيوية الجديدة مكلفًا أيضًا لشركات الأدوية والمرضى، خاصة لأولئك الذين يعيشون في بلدان ذات معدلات فقر عالية.

    كما تم استخدام الفاجات لمنع تلف الطعام. في عام 2006، وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على استخدام محلول يحتوي على ستة أنواع من البكتيريا يمكن رشها على لحوم الغداء مثل بولونيا ولحم الخنزير والديك الرومي لقتل الليستيريا أحادية الخلايا، وهي بكتيريا مسؤولة عن داء الليستريات، وهو شكل من أشكال التسمم الغذائي. ومع ذلك، يساور بعض المستهلكين مخاوف بشأن استخدام العاهات على الأطعمة، لا سيما بالنظر إلى الشعبية المتزايدة للمنتجات العضوية. يجب أن تعلن الأطعمة التي تمت معالجتها بالعاهات عن «تحضير البكتيريا» في قائمة المكونات أو أن تتضمن ملصقًا يوضح أن اللحوم «تمت معالجتها بمحلول مضاد للميكروبات لتقليل الكائنات الحية الدقيقة». 5

    التمارين\(\PageIndex{3}\)

    1. لماذا لا يجب على البشر القلق بشأن وجود البكتيريا في طعامهم؟
    2. ما الطرق الثلاث التي يمكن من خلالها نقل الفيروسات بين المضيفين؟

    الهياكل الفيروسية

    بشكل عام، تكون الفيروسات (الجسيمات الفيروسية) صغيرة ولا يمكن ملاحظتها باستخدام المجهر الضوئي العادي. وهي أصغر بكثير من الخلايا بدائية النواة وخلايا حقيقية النواة؛ وهذا تكيف يسمح للفيروسات بإصابة هذه الخلايا الكبيرة (انظر الشكل\(\PageIndex{2}\)). يمكن أن يتراوح حجم الفيريون من 20 نانومتر للفيروسات الصغيرة إلى 900 نانومتر للفيروسات النموذجية والكبيرة (انظر الشكل\(\PageIndex{3}\)). ومع ذلك، فقد حددت الاكتشافات الحديثة أنواعًا فيروسية عملاقة جديدة، مثل Pandoravirus salinus و Pithovirus sibericum، بأحجام تقترب من حجم الخلية البكتيرية. 6

    الشكل أ عبارة عن صورة مجهرية إلكترونية تُظهر فيروسًا على سطح خلية بكتيرية. يحتوي الفيروس على منطقة رأس كبيرة وعنق سميك وأرجل رقيقة تشبه العنكبوت متصلة بالبكتيريا. الشكل (ب) عبارة عن رسم يصف الجزء الخارجي من الرأس بأنه الغلاف مع وجود الجينوم الفيروسي بداخله. الرقبة مثل الغلاف والساقين كألياف الذيل.
    الشكل\(\PageIndex{2}\): (أ) في هذا المجهر الإلكتروني للإرسال، تتضاءل البكتيريا (الفيروس الذي يصيب البكتيريا) أمام الخلية البكتيرية التي تصيبها. (ب) رسم توضيحي للبكتريا في الميكروغراف. (المصدر: تعديل العمل من قبل وزارة الطاقة الأمريكية، مكتب العلوم، LBL، PBD)

    في عام 1935، بعد تطوير المجهر الإلكتروني، كان Wendell Stanley أول عالم يبلور بنية فيروس فسيفساء التبغ واكتشف أنه يتكون من RNA والبروتين. في عام 1943، عزل فيروس الإنفلونزا B، الذي ساهم في تطوير لقاح الأنفلونزا (الأنفلونزا). كشفت اكتشافات ستانلي عن لغز طبيعة الفيروسات التي كانت تحير العلماء لأكثر من 40 عامًا وأدت مساهماته في مجال علم الفيروسات إلى حصوله على جائزة نوبل في عام 1946.

    مقياس يوضح أحجام الكيانات المختلفة. الأكبر هو بيضة ضفدع و 1 مم. تبلغ خلايا البويضات البشرية وحبوب اللقاح حوالي 400 ميكرومتر. تتراوح خلايا النمل النباتية النموذجية من 10 إلى 100 ميكرومتر. خلايا الدم الحمراء أقل من 10 ميكرومتر. تبلغ الميتوكوندريا والبكتيريا حوالي 1 ميكرومتر. يبلغ الجدري حوالي 500 نانومتر. يبلغ حجم فيروس الإنفلونزا حوالي 100 نانومتر. يبلغ حجم فيروس شلل الأطفال حوالي 50 نانومتر. تتراوح البروتينات من 5 إلى 10 نانومتر. تتراوح الدهون من 1 - 5 نانومتر. تبلغ الذرات حوالي 0.1 نانومتر.
    الشكل:\(\PageIndex{3}\) حجم الفيروس صغير بالنسبة لحجم معظم الخلايا البكتيرية وحقيقية النواة وعضياتها.

    نتيجة للبحث المستمر في طبيعة الفيروسات، نعلم الآن أنها تتكون من حمض نووي (إما RNA أو DNA، ولكن ليس كلاهما أبدًا) محاطًا بطبقة بروتينية تسمى القفيصة (انظر الشكل\(\PageIndex{4}\)). لا يمتلئ الجزء الداخلي من القفيصة بالسيتوسول، كما هو الحال في الخلية، ولكنه يحتوي بدلاً من ذلك على الضروريات الأساسية من حيث الجينوم والإنزيمات اللازمة لتوجيه تخليق الفيروسات الجديدة. تتكون كل كبسولة من وحدات بروتينية فرعية تسمى الكابسوميرات المصنوعة من نوع واحد أو أكثر من بروتينات الكابسومير التي تتشابك لتشكل القفيصة المعبأة بشكل وثيق.

    هناك فئتان من الفيروسات بناءً على التركيب العام. تسمى الفيروسات التي تتكون من الحمض النووي والقفيصة فقط الفيروسات العارية أو الفيروسات غير المغلفة. تسمى الفيروسات التي تتكون من قفيصة معبأة بالأحماض النووية محاطة بطبقة دهنية بالفيروسات المغلفة (انظر الشكل\(\PageIndex{4}\)). الغلاف الفيروسي عبارة عن جزء صغير من غشاء الفوسفوليبيد يتم الحصول عليه كبراعم فيريون من خلية مضيفة. قد يكون الغلاف الفيروسي إما داخل الخلايا أو السيتوبلازمية في الأصل.

    تمتد إلى الخارج وبعيدًا عن القفيصة على بعض الفيروسات العارية والفيروسات المغلفة عبارة عن تراكيب بروتينية تسمى المسامير. وتوجد في أطراف هذه المسامير هياكل تسمح للفيروس بالالتصاق والدخول إلى الخلية، مثل طفرات هيماغلوتينين (H) الخاصة بفيروس الأنفلونزا أو الإنزيمات مثل طفرات فيروس النورامينيداز (N) التي تسمح للفيروس بالانفصال عن سطح الخلية أثناء إطلاق الفيروسات الجديدة. غالبًا ما يتم التعرف على فيروسات الإنفلونزا من خلال طفرات H و N. على سبيل المثال، كانت فيروسات الأنفلونزا H1N1 مسؤولة عن الأوبئة في عامي 1918 و 2009، و 7 H2N2 عن الوباء في عام 1957، و H3N2 عن الوباء في عام 1968.

    يُظهر الجزء أ صورة مجهرية لفيروس الأتادينوفيروس، الذي يشبه كرة ناعمة ذات بنية أكبر وأكثر تسطحًا متصلة بالجزء السفلي. على يمين ذلك يوجد رسم توضيحي لفيروس الأتادينوفيروس الذي يصف الكابسوميرات والكابسيدات والحمض النووي والمسامير المصنوعة من البروتينات السكرية. يُظهر الجزء B فيروس نقص المناعة البشرية المغلف بالأبيض والأسود. يوجد إلى اليمين رسم توضيحي يصف بروتين المصفوفة والغلاف الفيروسي والمسامير المصنوعة من البروتينات السكرية والنسخ العكسي والكابسيدات والحمض النووي الريبي.
    الشكل\(\PageIndex{4}\): (أ) يستخدم الفيروس الأتادي العاري طفرات مصنوعة من البروتينات السكرية من قفيفته للربط بالخلايا المضيفة. (ب) يستخدم فيروس نقص المناعة البشرية المغلف طفرات مصنوعة من البروتينات السكرية الموجودة في غلافه للارتباط بالخلايا المضيفة (يُنسب إليه اسم «صورة مجهرية»: تعديل عمل NIAID؛ الاعتماد ب «صورة مجهرية»: تعديل عمل مراكز مكافحة الأمراض والوقاية منها)

    تختلف الفيروسات في شكل قبعاتها، والتي يمكن أن تكون حلزونية أو متعددة السطوح أو معقدة. تشكل القفيصة الحلزونية شكل فيروس فسيفساء التبغ (TMV)، وهو فيروس حلزوني عاري، وفيروس إيبولا، وهو فيروس حلزوني مغلف. القفيصة أسطوانية أو على شكل قضيب، مع تركيب الجينوم داخل طول الغطاء. تشكل القبضات متعددة السطوح أشكال فيروس شلل الأطفال وفيروس الأنف، وتتكون من حمض نووي محاط بقبعة متعددة السطوح (متعددة الجوانب) في شكل إيكوساهيدرون. الغطاء الإيكوسهيدي عبارة عن هيكل ثلاثي الأبعاد مكون من 20 جانبًا وله 12 رأساً. هذه القبعات تشبه إلى حد ما كرة القدم. يمكن أن تحتوي كل من الفيروسات الحلزونية والمتعددة السطوح على مغلفات. قد تحتوي الأشكال الفيروسية التي تظهر في أنواع معينة من البكتيريا، مثل Vage T4 وفيروسات الجدري، مثل فيروس اللقاح، على سمات كل من الفيروسات متعددة السطوح والفيروسات الحلزونية، لذلك يتم وصفها بأنها شكل فيروسي معقد (انظر الشكل\(\PageIndex{5}\)). في الشكل المعقد للبكتريا، يقع الجينوم داخل الرأس متعدد السطوح ويربط الغلاف الرأس بألياف الذيل ودبابيس الذيل التي تساعد الفيروس على الالتصاق بالمستقبلات الموجودة على سطح الخلية المضيفة. غالبًا ما تكون فيروسات الجدري ذات الأشكال المعقدة على شكل الطوب، مع خصائص سطحية معقدة لا تظهر في الفئات الأخرى من القفيحات.

    الشكل أ هو فيروس حلزوني له بنية خطية طويلة. البروتينات الخارجية عبارة عن كرات صغيرة مرتبة في أنبوب طويل مجوف. داخل الأنبوب توجد المادة الوراثية. يعد فيروس فسيفساء التبغ مثالاً على فيروس حلزوني. الشكل (ب) هو أن الفيروسات ذات السطوح الجليدية لها بنية متعددة السطوح. المثال الموضح هو فيروس الأنف البشري الذي له بنية خماسية. تحتوي الفيروسات المعقدة على بنية أكثر تعقيدًا. المثال هو فاريولا الذي يحتوي على بنية بيضاوية.
    الشكل\(\PageIndex{5}\): يمكن أن تكون القبضات الفيروسية (أ) حلزونية، (ب) متعددة السطوح، أو (ج) لها شكل معقد. (الاعتماد باسم «صورة مجهرية»: تعديل العمل من قبل وزارة الزراعة الأمريكية ARS؛ الاعتماد ب «الميكروغراف»: تعديل العمل من قبل وزارة الطاقة الأمريكية)

    التمارين\(\PageIndex{4}\)

    ما أنواع الفيروسات التي تحتوي على طفرات؟

    تصنيف وتصنيف الفيروسات

    على الرغم من عدم تصنيف الفيروسات في مجالات الحياة الثلاثة، إلا أن أعدادها كبيرة بما يكفي لتتطلب التصنيف. منذ عام 1971، أسند قسم علم الفيروسات التابع للاتحاد الدولي للجمعيات الميكروبيولوجية مهمة تطوير تصنيف عالمي للفيروسات وتنقيحه والحفاظ عليه إلى اللجنة الدولية لتصنيف الفيروسات (ICTV). نظرًا لأن الفيروسات يمكن أن تتحور بسرعة كبيرة، فقد يكون من الصعب تصنيفها إلى جنس ولقب نوع باستخدام نظام التسمية ذي الحدين. وبالتالي، يصنف نظام التسمية الفيروسية التابع لـ ICTV الفيروسات إلى عائلات وأجناس بناءً على علم الوراثة الفيروسية والكيمياء والتشكيل وآلية التكاثر. حتى الآن، صنفت ICTV الفيروسات المعروفة في سبعة أوامر و 96 عائلة و 350 جنسًا. تنتهي أسماء العائلة الفيروسية بـ - viridae (على سبيل المثال، Parvoviridae) وتنتهي أسماء الأجناس بـ −virus (على سبيل المثال، Parvovirus). أسماء الأوامر الفيروسية والعائلات والأجناس كلها مكتوبة بخط مائل. عند الإشارة إلى الأنواع الفيروسية، غالبًا ما نستخدم صفة الجنس والأنواع مثل Pandoravirus dulcis أو Pandoravirus salinus.

    يعد نظام تصنيف بالتيمور بديلاً لتسمية ICTV. يصنف نظام بالتيمور الفيروسات وفقًا لجينوماتها (الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي، والفيروسات الفردية مقابل المزدوجة، وطريقة النسخ المتماثل). وهكذا يخلق هذا النظام سبع مجموعات من الفيروسات التي لها علم الوراثة والبيولوجيا المشتركة.

    رابط إلى التعلم

    استكشف أحدث تصنيفات الفيروسات على موقع ICTV الإلكتروني.

    بصرف النظر عن الأنظمة الرسمية للتسميات، غالبًا ما يتم تجميع الفيروسات بشكل غير رسمي في فئات استنادًا إلى الكيمياء أو التشكل أو الخصائص الأخرى المشتركة بينها. قد تشمل الفئات الهيكل العاري أو المغلف، وجينومات الحمض النووي الريبي أحادي الجديلة (s) أو ثنائي الشريط (s) أو جينومات ss أو ds RNA، والجينومات المجزأة أو غير المجزأة، والحمض النووي الريبي الموجب (+) أو الشريط السالب (−). على سبيل المثال، يمكن تصنيف فيروسات الهربس على أنها فيروس مغلف بـ dsDNA؛ فيروس نقص المناعة البشرية (HIV) هو فيروس مغلف بـ +ssRNA، وفيروس فسيفساء التبغ هو فيروس +ssRNA. يمكن أيضًا استخدام خصائص أخرى مثل خصوصية المضيف، وخصوصية الأنسجة، وشكل القشرة، والجينات أو الإنزيمات الخاصة لوصف مجموعات من الفيروسات المماثلة. \(\PageIndex{2}\)يسرد الجدول بعض الفيروسات الأكثر شيوعًا من مسببات الأمراض البشرية حسب نوع الجينوم.

    الجدول\(\PageIndex{2}\): الفيروسات المسببة للأمراض الشائعة
    جينوم عائلة مثال على الفيروسات الميزات السريرية
    الحمض النووي الريبي، مغلف بوكسيفريداي فيروس أورثوبوكس حطاطات جلدية وبثرات وآفات
    بوكسيفريداي بارابوكسفيروس آفات جلدية
    هيربيسفيريداي فيروس بسيط قروح البرد والهربس التناسلي والأمراض المنقولة جنسياً
    الحمض النووي، عارية أدينوفيريداي فيروس أتادينوفيروس عدوى الجهاز التنفسي (نزلات البرد)
    فيروس الورم الحليمي الورم الحليمي الثآليل التناسلية أو سرطان عنق الرحم أو الفرج أو المهبل
    ريوفيريداي ريوفيروس التهاب المعدة والأمعاء والإسهال الشديد (أنفلونزا المعدة)
    الحمض النووي، عارية بارفوفيريداي فيروس ديبنو بارفو A المرتبط بالغدة عدوى الجهاز التنفسي
    بارفوفيريداي فيروس ديبنو بارفو B المرتبط بالغدة عدوى الجهاز التنفسي
    سرنا، عارية ريوفيريداي فيروتا التهاب المعدة والأمعاء
    +الحمض النووي الريبي، عارية بيكورنافيريداي الفيروس المعوي C شلل الأطفال
    بيكورنافيريداي رينوفيروس عدوى الجهاز التنفسي العلوي (نزلات البرد)
    بيكورنافيريداي فيروس الكبد التهاب الكبد
    + الحمض النووي الريبي، مغلف توغافيريداي فيروس ألفا التهاب الدماغ والحمى النزفية
    توغافيريداي فيروس الروبي الحصبة الألمانية
    ريتروفيريداي فيروس عدس متلازمة نقص المناعة المكتسب (الإيدز)
    −الحمض النووي الريبي، مغلف فيلوفيريداي فيروس إيبولا الزائيري حمى نزفية
    أورثوميكسوفيريدا فيروس الأنفلونزا A، B، C أنفلونزا
    رابدوفيريداي فيروس ليسا داء الكلب

    التمارين\(\PageIndex{5}\)

    ما هي أنواع جينومات الفيروسات؟

    تصنيف الأمراض الفيروسية

    في حين تم تكليف ICTV بالتصنيف البيولوجي للفيروسات، فقد لعبت أيضًا دورًا مهمًا في تصنيف الأمراض التي تسببها الفيروسات. لتسهيل تتبع الأمراض البشرية المرتبطة بالفيروسات، أنشأت ICTV تصنيفات ترتبط بالتصنيف الدولي للأمراض (ICD)، وهو التصنيف القياسي للأمراض الذي يتم الحفاظ عليه وتحديثه من قبل منظمة الصحة العالمية (WHO). يعين التصنيف الدولي للأمراض رمزًا أبجديًا رقميًا يصل إلى ستة أحرف لكل نوع من أنواع العدوى الفيروسية، بالإضافة إلى جميع أنواع الأمراض الأخرى والحالات الطبية وأسباب الوفاة. يتم استخدام رمز التصنيف الدولي للأمراض هذا جنبًا إلى جنب مع نظامي ترميز آخرين (المصطلحات الإجرائية الحالية ونظام ترميز الإجراءات المشتركة للرعاية الصحية) لتصنيف ظروف المريض للعلاج وتسديد التأمين.

    على سبيل المثال، عندما يبحث المريض عن علاج لعدوى فيروسية، يستخدم الأطباء رموز التصنيف الدولي للأمراض بشكل روتيني لطلب الاختبارات المعملية ووصف العلاجات الخاصة بالفيروس المشتبه في تسببه في المرض. يتم بعد ذلك استخدام رمز التصنيف الدولي للأمراض من قبل المختبرات الطبية لتحديد الاختبارات التي يجب إجراؤها لتأكيد التشخيص. يستخدم نظام إدارة الرعاية الصحية رمز التصنيف الدولي للأمراض للتحقق من أن جميع العلاجات والأعمال المختبرية التي يتم إجراؤها مناسبة للفيروس المحدد. يستخدم المبرمجون الطبيون رموز التصنيف الدولي للأمراض لتعيين الكود المناسب للإجراءات التي يتم تنفيذها، ويستخدم المفوضون الطبيون بدورهم هذه المعلومات لمعالجة مطالبات السداد من قبل شركات التأمين. يستخدم أمناء السجلات الحيوية رموز التصنيف الدولي للأمراض لتسجيل سبب الوفاة في شهادات الوفاة، واستخدم علماء الأوبئة رموز التصنيف الدولي للأمراض لحساب إحصاءات المراضة والوفيات.

    التمارين\(\PageIndex{6}\)

    حدد موقعين من المحتمل أن تجد فيهما رمز ICD.

    التركيز السريري: الجزء 2

    كان طبيب ديفيد قلقًا من أن أعراضه تشمل الوخز والحكة في موقع لدغة الكلب؛ يمكن أن تكون هذه الأحاسيس من الأعراض المبكرة لداء الكلب. تتوفر العديد من الاختبارات لتشخيص داء الكلب في المرضى الأحياء، ولكن لا يوجد اختبار واحد قبل الوفاة كافٍ. قرر الطبيب أخذ عينات من دم ديفيد ولعابه وجلده للاختبار. تم أخذ عينة الجلد من مؤخرة العنق (الجانب الخلفي للرقبة بالقرب من خط الشعر). كان طوله حوالي 6 مم ويحتوي على 10 بصيلات شعر على الأقل، بما في ذلك العصب الجلدي السطحي. تم استخدام تقنية التلوين المناعي الفلوري على عينة خزعة الجلد للكشف عن الأجسام المضادة لداء الكلب في الأعصاب الجلدية عند قاعدة بصيلات الشعر. كما تم إجراء اختبار على عينة مصل من دم ديفيد لتحديد ما إذا كان قد تم إنتاج أي أجسام مضادة لفيروس داء الكلب.

    وفي الوقت نفسه، تم استخدام عينة اللعاب لتحليل تفاعل النسخ العكسي للبوليميراز المتسلسل (RT-PCR)، وهو اختبار يمكنه الكشف عن وجود الحمض النووي الفيروسي (RNA). وجاءت اختبارات الدم إيجابية لوجود مستضد فيروس داء الكلب، مما دفع طبيب ديفيد إلى وصف العلاج الوقائي. يُعطى ديفيد سلسلة من الحقن العضلي للغلوبولين المناعي لداء الكلب البشري إلى جانب سلسلة من لقاحات داء الكلب.

    التمارين\(\PageIndex{7}\)

    1. لماذا تبحث تقنية المناعة الفلورية عن الأجسام المضادة لداء الكلب بدلاً من فيروس داء الكلب نفسه؟
    2. إذا أصيب ديفيد بداء الكلب، فما هي توقعاته؟

    ملخص

    • عادةً ما تكون الفيروسات مجهرية بالموجات فوق الصوتية، وعادة ما يتراوح طولها من 20 نانومتر إلى 900 نانومتر. تم العثور على بعض الفيروسات الكبيرة.
    • الفيروسات غير خلوية وتتكون من الحمض النووي أو الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي، ولكن ليس كلاهما، وتحيط بها قشرة بروتينية. قد يكون هناك أيضًا غشاء فوسفوليبيد يحيط بالقفيصة.
    • الفيروسات هي طفيليات إجبارية داخل الخلايا.
    • من المعروف أن الفيروسات تصيب أنواعًا مختلفة من الخلايا الموجودة في النباتات والحيوانات والفطريات والطفيليات والبكتيريا والعتيقة. عادةً ما تحتوي الفيروسات على نطاقات مضيفة محدودة وتصيب أنواعًا معينة من الخلايا.
    • قد تحتوي الفيروسات على أشكال حلزونية أو متعددة السطوح أو معقدة.
    • يعتمد تصنيف الفيروسات على التشكل ونوع الحمض النووي ونطاق المضيف وخصوصية الخلية والإنزيمات المنقولة داخل الفيريون.
    • مثل الأمراض الأخرى، يتم تصنيف الأمراض الفيروسية باستخدام رموز ICD.

    الحواشي

    1. 1 جي ليكوك. «[اكتشاف الفيروس الأول، فيروس فسيفساء التبغ: 1892 أو 1898؟].» Compets Rendus de L'Academie d'Academie des Sciences d'Academie des Sciences d'Academie des Science
    2. 2 وزارة الصحة والخدمات الإنسانية الأمريكية، مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها. «تهديدات مقاومة المضادات الحيوية في الولايات المتحدة، 2013". www.cdc.gov/drugresistance/pd... s-2013-508.pdf (تم الوصول إليه في 22 سبتمبر 2015).
    3. 3 - السيد كلوكي وآخرون. «العاثيات في الطبيعة». عمر البكتيريا 1، رقم 1 (2011): 31-45.
    4. (4) أ. سولاكفيليدزي وآخرون «علاج البكتيريا». العوامل المضادة للميكروبات والعلاج الكيميائي 45، رقم 3 (2001): 649-659.
    5. 5 إدارة الغذاء والدواء الأمريكية. «موافقة إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على تحضير البكتيريا الخاصة بالليستيريا على اللحوم ومنتجات الدواجن الجاهزة للأكل (RTE).» www.fda.gov/food/congientsp... /ucm083572.htm (تم الوصول إليه في 22 سبتمبر 2015).
    6. 6 ن. فيليب وآخرون. «فيروسات الباندورا: فيروسات الأميبا التي تصل جينوماتها إلى 2.5 ميجا بايت لتصل إلى فيروسات حقيقيات النوى الطفيلية.» العلوم 341، رقم 6143 (2013): 281-286.
    7. 7 جي كوهين. «ما هو القديم هو الجديد: فيروس 1918 يطابق سلالة H1N1 لعام 2009. العلوم 327، رقم 5973 (2010): 1563-1564.