اثر سیتوپاتیک (CPE) ویروس‌ها

اثر سیتوپاتیک (Cytopathic) یا اثر سیتوپاتوژنیک (Cytopathogenic Effects) که به اختصار  CPE نامیده می‌شود، به تغییرات ساختاری در سلول‌های میزبان اشاره دارد که در اثر تهاجم ویروس ایجاد می‌شوند. اگر ویروسی این تغییرات مورفولوژیکی را در سلول میزبان ایجاد کند، گفته می‌شود که سیتوپاتوژن است. درجات مختلفی از اثرات سیتوپاتیک ناشی از ویروس‌های مختلف وجود دارد، که در آن برخی  از سلول‌ها می‌توانند به طور کامل و سریع سلول میزبان را از بین ببرند. در حالی که برخی دیگر از ویروس‌ها مورفولوژی سلول‌های میزبان را تغییر می دهند. درجات مختلف اثر سیتوپاتیک بسته به نوع ویروس، نوع سلول میزبان و شدت عفونت متفاوت خواهد بود.

در این مطلب قصد داریم برخی از اثرات سیتوپاتیک ویروسی را مرور کنیم. پس در ادامه با ما همراه باشید.

مروری بر اثرات سیتوپاتیک

می‌دانید که کلنی‌های باکتری روی آگار، دارای مورفولوژی منحصر به فرد هستند.

 ویروس‌ها نیز  زمانی که به سلول میزبان حمله می‌کنند، اثرات سیتوپاتیک‌ منحصر به فردی را ایجاد می‌کنند که وجه تمایز آن‌ها محسوب می‌شود.

اثر سیتوپاتیک‌ یا CPE جنبه مهمی در تشخیص عفونت‌های ویروسی به شمار می‌آید. بسیاری از CPEها را می‌توان به‌راحتی در سلول‌های رنگ آمیزی نشده و با استفاده از میکروسکوپ نوری مشاهده کرد.  اما جهت بررسی برخی از این اثرات نیز لازم است سلول‌ها با استفاده از تکنیک‌های آزمایشگاهی رنگ‎آمیزی شوند. این رنگ‌آمیزی معمولا با استفاده از هماتوکسیلین (یک رنگ بازی) و ائوزین (یک رنگ اسیدی) صورت می‌گیرد.

مدت زمان ظاهر شدن اثر سیتوپاتیک‌ یک ویروس نیز نیز یک مشخصه مهم است که ویروس شناسان ممکن است برای شناسایی نوع ویروس از آن استفاده کنند. اگر CPE بعد از 4 تا 5 روز در شرایط آزمایشگاهی ظاهر شود، ویروس کند رشد در نظر گرفته می‌شود. اما اگر CPE بعد از 1 تا 2 روز در شرایط آزمایشگاهی ظاهر شود، تصور می‌‌شود که ویروس سریع‌الرشد است.

در بررسی مدت زمان ظاهر شدن اثر سیتوپاتیک‌ باید به این نکته توجه داشت که میزان کمی از نمونه مورد بررسی قرار گیرد زیرا در مقدار بالای نمونه‌ی عفونی یا مشکوک به عفونت، طبیعی است که اثر سیتوپاتیک‌ به سرعت رخ دهد.

انواع اثرات سیتوپاتیک

در ادامه خلاصه‌ای از رایج‌ترین اثر (های) سیتوپاتیک ویروس‌ها در نمونه‌های بالینی را بررسی خواهیم نمود.

۱. نابودی کامل

نابودی کامل (Total destruction) یکی از رایج‌ترین اثرات سیتوپاتیک است. این حالت را می‌توان شدیدترین شکل CPE محسوب کرد که برای اکثر انتروویروس‌ها (enteroviruses) صدق می‌کند. در این نوع اثر سیتوپاتیک، سلول های تک لایه از میزبان درون یک ظرف شیشه ای ریخته می‌شوند. سپس عامل ویروسی به آن اضافه می‌گردد. اگر این عامل ویروسی قادر به ایجاد نابودی کامل باشد، تمام سلول‌های تک لایه میزبان به سرعت منقبض می‌شوند، در فرآیندی به نام پیکنوزیس (pyknosis) متراکم شده و در عرض سه روز از شیشه جدا می‌شوند. این شکل از CPE معمولاً با انتروویروس‌ها دیده می‌شود.

انتروویروس یک جنس از ویروس‌های RNA تک رشته ای است که باعث بروز بیماری در انسان و حیوانات پستاندارد می‌شود. انتروویروس‌ها سالانه میلیون‌ها نفر را در سراسر جهان تحت تأثیر قرار می‌دهند و اغلب در ترشحات تنفسی (مانند بزاق، خلط یا مخاط بینی) و مدفوع یک فرد آلوده یافت می‌شوند. از نظر تاریخی، فلج اطفال مهم‌ترین بیماری ناشی از یک انترو ویروس بوده است.

۲. تخریب جزئی

تخریب جزئی (Subtotal destruction) شامل جدا شدن (مرگ) برخی از سلول‌های تک لایه است، اما نسبت به نابودی کامل شدت کمتری دارد.

تخریب جزئی نیز مشابه نابودی کامل، با کاشت تک لایه سلول میزبان روی سطح شیشه‌ای و سپس تلقیح عفونت ویروسی انجام می‌شود. برخی از توگا ویروس‌ها^[1]، برخی پیکورناویروس‌ها^[2] و برخی از پارامیکسو ویروس‌ها^[3] ممکن است باعث این نوع CPE شوند.

۳. دژنراسیون کانونی

دژنراسیون کانونی (Focal degeneration) باعث حمله موضعی به تک لایه سلول میزبان می‌شود. اگرچه این نوع CPE ممکن است در نهایت کل بافت سلولی را تحت تاثیر قرار دهد، اما در مراحل اولیه، انتشار ویروس در مناطق موضعی اتفاق می‌افتد که با نام کانون شناخته می‌شوند.

این حالت انتشار، دژنراسیون کانونی را از تخریب کلی و جزئی متمایز می‌کند و باعث ایجاد اثرات موضعی مشخص می‌شود. در ابتدای انتشار ویروسی، سلول‌های میزبان بزرگ و گرد شده و در نهایت از سطح جدا می‌شوند. این نوع CPE مشخصه ویروس‌های هرپس^[4] و پوکس ویروس^[5] است.

۴. تورم و کلوخه شدن

تورم و جمع شدن^[6] یکی دیگر از انواع رایج اثر سیتوپاتیک است که در آن سلول‌های میزبان به طور قابل توجهی متورم می‌شوند. پس از بزرگ شدن، سلول‌ها به صورت خوشه‌ای کنار هم جمع می‌شوند. این نوع اثر سیتوپاتیک، مشخصه آدنوویروس‌ها^[7] است.

۵. دژنراسیون فومی

دژنراسیون فومی^[8] با نام واکوئلیزاسیون^[9] نیز شناخته می‌شود. این نوع اثر سیتوپاتیک به دلیل تشکیل واکوئل‌های سیتوپلاسمی بزرگ و متعدد در سلول میزبان اتفاق می‌افتد. واکوئلیزاسیون را تنها با تثبیت و رنگ‌آمیزی سلول‌های میزبانِ درگیر می‌توان مشاهده نمود. دژنراسیون فومی مشخصه رتروویروس‌ها^[10]، پارامیکسو ویروس‌ها^[11] و فلاوی ویروس‌ها^[12] است.

۶. همجوشی سلولی

همجوشی سلولی^[13] یا سیسیتیوم^[14] نوعی اثر سیتوپاتیک است که در آن چند غشاء پلاسمایی با یکدیگر ادغام می‌شوند. طی این فرایند یک سلول بزرگ با حداقل چهار هسته تشکیل می‌شود. گاهی اوقات همجوشی سلولی بدون رنگ آمیزی قابل مشاهده است، اما در اغلب موارد این نوع اثر سیتوپاتیک معمولاً پس از تثبیت و رنگ‌آمیزی سلول میزبان شناسایی می‌شود.

 همجوشی سلولی مشخصه‌ی ویروس‌های هرپس است. برخی از پارامیکسوویروس‌ها^[15] ممکن است از طریق تشکیل همجوشی سلولی شناسایی شوند.

۷. اجسام انکلوزیونی

اجسام انکلوزیونی^[16] ساختارهای غیر طبیعی نامحلول در هسته سلول یا سیتوپلاسم سلول میزبان هستند. به طور معمول، این نوع اثر سیتوپاتیک مناطقی از سلول میزبان را نشان می‌دهند که پروتئین ویروسی یا اسید نوکلئیک در آن سنتز می‌شود.

اجسام انکلوزیونی بسته به سویه ویروس متفاومت هستند. به‌طور مثال ممکن است تک یا چندتایی، کوچک یا بزرگ و گرد یا نامنظم باشند. همچنین این اجسام ممکن است به صورت داخل هسته‌ای یا داخل سیتوپلاسمی، ائوزینوفیلیک یا بازوفیلیک دیده شوند. اجسام ائوزینوفیلیک  در رنگ آمیزی صورتی و اجسام بلزوفیلیک در رنگ امیزی به رنگ آبی یا بنفش مشاهده می‌شوند.

جمع‌بندی

همانطور که در این مطلب گفته شد، اثر سیتوپاتیک، در واقع به تغییرات سلول میزبان در اثر عفونت ویروسی اشاره دارد که بسته به نوع ویروس در اشکال مختلفی نمایان می‌شود. استفاده از اثرات سیتوپاتیک در ویروس‌شناسی یکی از روش‌های پرکاربرد برای شناسایی ویروس‌ها در آزمایشگاه بود. اگرچه امروزه روش‌هایی مانند تست‌های تقویت اسید نوکلئیک از جمله واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (PCR) برای شناسایی ویروس‌ها رواج‌ یافته‌اند، اما هنوز هم بررسی اثر سیتوپاتیک یک روش کاربردی برای شناسایی انواع ویروس‌ها است. امیدواریم این مطلب مورد توجه شما قرار گرفته باشد.

واژه نامه: