วันศุกร์ที่ 25 มิถุนายน พ.ศ. 2553

บทที่ ๔ ไวรัสวิทยา (VIROLOGY)

ไวรัสวิทยา

( VIROLOGY )

คำว่า ไวรัส (virus ) มีต้นกำเนิดมาจากภาษาลาตินแปลว่าพิษ ( poison ) ใช้เรียกจุลชีพขนาดที่เล็กมากจนสามารถลอดผ่านเครื่องกรองแบคทีเรียได้ โรคของคนซึ่งเกิดจากการติดเชื้อไวรัสเป็นที่รู้จักกันมานานกว่า ๓๐๐ ปีแล้ว จากหลักฐานภาพแกะสลักรูปเด็กป่วยเป็นโรคโปลิโอของชาวอียิปต์โบราณหรือจากมัมมี่ของพระเจ้ารามเสสที่ ซึ่งทรงพระประชวรด้วยโรคไข้ทรพิษ อย่างไรก็ตาม ไวรัสชนิดแรกที่มนุษย์รู้จักเป็นไวรัสของพืชมีชื่อว่า tobacco mosaic virus คันพบโดยชาวรัสเซีย ชื่อ Ivanovski ในปี พ..๒๔๓๕ สำหรับไวรัสของสัตว์ที่พบเป็นครั้งแรกคือไวรัสที่ทำให้เกิด โรคปากและเท้าเปื่อยในวัวควาย ( foot and mouth disease virus ) ค้นพบโดย loeffler และ frosch ในปี พ.. ๒๔๔๑ ส่วนไวรัสที่ทำลายพวกแบคทีเรียนั้นพบโดยชาวฝรั่งเศส ชื่อ Herelle และชาวอังกฤษ ชื่อ Twort ในเวลาไล่เลี่ยกัน ระหว่างปี ..๒๔๕๙ - ๒๔๖๐

ไวรัสก่อการติดเชื้อได้ในสิ่งมีชีวิตหลายชนิด และมีชื่อเรียกต่าง ๆ กันตามชนิดของโฮสต์ที่ไวรัสเข้าไปเพิ่มจำนวน คือ

Animal viruses เป็นกลุ่มไวรัสที่สามารถเพิ่มจำนวนได้ในคนหรือสัตว์

Bacteriophges หรือ phages เป็นกลุ่มไวรัสที่สามารถเพิ่มจำนวนได้ในแบคทีเรีย

Plant viruses เป็นกลุ่มไวรัสที่สามารถเพิ่มจำนวนได้ในพืช

Mycoplasma viruses เป็นกลุ่มไวรัสที่สามารถเพิ่มจำนวนได้ในมัยโคพลาสมา

Fungiviruses เป็นกลุ่มไวรัสที่สามารถเพิ่มจำนวนได้ในรา

Protozoa viruses เป็นกลุ่มไวรัสที่สามารถเพิ่มจำนวนได้ในโปรโตซัว

Insect viruses เป็นกลุ่มไวรัสที่สามารถเพิ่มจำนวนได้ในแมลง

ลักษณะและคุณสมบัติของเชื้อไวรัส

. มีกรดนิวคลิอิกเพียงชนิดเดียว คือ เป็น DNA ( deoxyribonucleeic acid ) หรือ RNA (ribonucleeic acid ) เท่านั้น ต่างจากสิ่งมีชีวิตอื่นซึ่งมีกรดนิวคลิอิก ชนิด

. มีขนาดเล็กตั้งแต่ ๒๐ - ๓๐๐ นาโนเมตร

. ไวรัสเป็นปาราสิตที่แท้จริง จะเจริญเพิ่มจำนวนได้เฉพาะเมื่ออยู่ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเท่านั้น สิ่งมีชีวิติที่ไวรัสเข้าไปเพิ่มจำนวนอยู่นั้นเรียกว่า โฮสต์ การเพิ่มจำนวนของไวรัสเรียกว่า replication และเซลล์ที่ติดเชื้อไวรัสจะมีคุณสมบัติเปลี่ยนแปลงไปจากเดิม

. ไวรัสไม่ถูกทำลายโดยยาปฏิชีวนะที่ใช้ทำลายแบคทีเรีย แต่ถูกยับยั้งโดยอินเตอร์เฟอรอน ( Interferon ) และยาต้านไวรัส

โครงสร้างและส่วนประกอบของไวรัส

อนุภาคของไวรัสประกอบขึ้นด้วย

. แรดนิวคลิอิก ซึ่งเป็นสารพันธุกรรม โครงสร้างส่วนนี้เรียกว่า ยีโนม ( genome ) มี แบบ คือ DNA สายคู่ DNA สายเดี่ยว RNA สายคู่ และ RNA สายเดี่ยว ยีโนมของไวรัสอาจเป็นเส้นตรงเป็นท่อนหรือเป็นวงกลม

ไวรัสที่ยีโนมสายเดียวอาจมี polarity หรือ sense เป็น + หรือ - แล้วแต่ชนิดของไวรัส ถ้าเป็น RNA ( + ) หมายความว่า ยีโมนทำหน้าที่เป็น mRNA ได้ ถ้าเป็น RNA ( - ) ยีโนมนั้นทำหน้าที่เป็น mRNAไม่ได้ นอกจากนี้ยังพบ ambisense คือมีทั้ง + และ - อยู่ในสายเดียวกัน

. แคปซิด ( Capsid ) เป็นส่วนที่หุ้มยีโมนของไวรัส แคปซิดประกอบขึ้นด้วยโปรตีนหน่วยที่เล็กที่สุดเรียกว่า โปรโตเมอร์ ( Protomer ) ซึ่งอาจเป็นชนิดเดียวกันหรืออาจเป็นหลายชนิดก็ได้ โปรโตเมอร์หลายโมเลกุลประกอบขึ้นเป็นหน่วยย่อยซึ่งเรียกว่าแคปโซเมอร์ ( capsomer ) และหลาย ๆ แคปโซเมอร์รวมกันเป็นแคปซิด แคปซิดและกรดนิวคลิอิกรวมกันเรียกว่า นิวคลิโอแคปซิด ( nucleocapsid ) แคปซิดของไวรัสบางชนิดหุ้มแกนกลาง ( central core ) ซึ่งประกอบด้วยยีโนมของไวรัสอัดแน่นอยู่กับโปรตีนชนิดอื่น

( internal proteins )

แคปซิด มีหน้าที่ในการป้องกันยีโนม และสำหรับไวรัสที่มีแคปซิดเป็นส่วนประกอบชั้นนอกสุดของอนุภถาค แคปซิด จะทำหน้าที่ในการเกาะติด ( attachmenrt ) กับที่รับ ( receptor site ) ที่อยู่บนเซลล์ของโฮสต์ เพื่อเข้าสู่เซลล์นั้น

การเรียงตัวของแคปซิด การเรียงตัวของแคปโซเมอร์เพื่อประกอบเป็นแคปซิดจะต้องสัมพันธ์กับโครงสร้างของยีโนมด้วย ซึ่งมีอยู่ด้วยกัน แบบ คือ

.๑ การเรียงตัวแบบ ( helical symmetry )แต่ละแคปโซเมอร์มักจะประกอบไปด้วยโปรโตเมอร์เพียงชนิดเดียวเรียงตัวล้อมรอบยีโนมอย่างใกล้ชิดเป็นเกลียวหมุนไปทางเดียวมองเห็นรูปร่างเป็นแท่งทรงกระบอก

.๒ การเรียงตัวแบบ ( icosaheedral symmetry ) แคปซิดมีลักษณะเหมือนเกิดจากรูปสามเหลี่ยมด้านเท่า ๒๐ รูปมาประกอบกัน เกิดเป็นรูปร่างลูกบาศก์ ซึ่งมี ๑๒ มุมหรือยอด การเรียงตัวแบบนี้แคปซิดและยีโนมจะอยู่กันอย่างหลวม ๆ แคปโซเมอร์ที่อยู่บริเวณหน้าของรูปสามเหลี่ยมมักประกอบขึ้นด้วยโปรโตเมอร์ หน่วย เรียกรวมกันว่า เฮกซาเมอร์ ( hexamers ) หรือเฮกซอน ( hexons ) ส่วนแคปโซเมอร์ที่อยู่บนมุมหรือยอดประกอบขึ้นด้วยโปรโตเมอร์ หน่วย เรียก เพนตาเมอร์ ( pentamers )หรือเพนตอน ( pentons )

นอกจากการเรียงตัวทั้งสองแบบดังกล่าวแล้ว แคปซิดของไวรัสบางชนิดมีรูปร่างแปลก ๆ เช่นพวก T – even phages หรือในไวรัสฝีดาษมีเยื่อไลโปโปรตีน ( lipoprotein ) หลายชั้นล้อมรอบยีโนมและ intermal proteins รวมเรียกส่วนนี้ว่า นิวคลิออยด์ ( nucleoid )

รูปร่างของเชื้อไวรัส

อนุภาคไวรัสมีรูปร่างได้หลายแบบขึ้นกับการเรียงตัวของแคปซิด และการมีหรือไม่มี envelope ด้วย อาจมีรูปร่างกลม เป็นแท่ง เป็นสายยาว หรือมีรูปร่างได้มากกว่าหนึ่งแบบ ( pleomorphism ) ซึ่งพบใน ไวรัสหลายชนิด และบางชนิดมีรูปร่างเฉพาะตัว เช่น ไวรัสฝีดาษ มีรูปร่างคล้ายแผ่นอิฐมอญหรือรูปไข่ ไวรัสพิษสุนัขบ้ามีรูปร่างคล้ายลูกปืน rotavirus มีรูปร่างคล้ายซี่ล้อเกวียน

เยื่อหุ้มแคปซิด ( envelope ) พบในไวรัสบางชนิด โดยทั่วไปแล้วมักประกอบด้วย ไขมัน คาร์โบไฮเดรตและโปรตีน ส่วนไขมันและคาร์โบไฮเดรตเป็นส่วนที่ได้จากโฮสต์ ส่วนโปรตีนเป็นแอนติเจนของไวรัส envelope ของไวรัสบางชนิดอาจมีก้าน (spike หรือ peplomer ) ยื่นออกไปโดยรอบ spike บางชนิดทำหน้าที่เป็นฮีแมกกลูตินิน ( hemagglutinin ) ทำให้เม็ดเลือดแดงเกาะกลุ่ม บางชนิดเป็นเอนไซม์ นิวรามินิเดส ( neuraminidase ) บางชนิดอาจมีส่วนที่ทำหน้าที่เชื่อมเซลล์เข้าด้วยกัน บางชนิดทำหน้าที่ในการเกาะติดกับผิวเซลล์

ไวรัสที่มี envelope เรียกว่า enveloped virus ส่วนไวรัสที่ไม่มี envelope เรียกว่า naked virus หรือ non - enveloped virus

เอนไซม์ ไวรัสบางชนิดมีเอนไซม์อยู่ภายในอนุภาค สำหรับใช้ในระบบการเพิ่มจำนวนของไวรัส เอนไซม์เหล่านี้ไม่พบในเซลล์ที่มีได้ติดเชื้อ

นอกจากนี้แล้ว ไวรัสบางชนิดยังพกพาองค์ประกอบบางอย่างของโฮสต์เข้าไปด้วย เช่น DNA, tRNA หรือไรโบโซม

อนุภาคไวรัสที่มีองค์ประกอบต่าง ๆ ครบถ้วนสมบูรณ์เรียกว่า Virion

นอกจากส่วนประกอบดังกล่าวแล้ว ไวรัสส่วนใหญ่จะไม่มีองค์ประกอบอื่นอีกเลย ไวรัสบางชนิดเท่านั้นที่พบว่ามีเอนไซม์ที่ช่วยจำลองกรดนิวคิลอิก เมื่อไวรัสนั้นจะเพิ่มจำนวน ดังนั้น การเพิ่มจำนวนของไวรัสจึงต้องอาศัยเอนไซม์และเมแทบอไลด์ทั้งหมดจากเซลล์ที่ไวรัสอาศัยอยู่ เพื่อใช้จำลองกรดนิวคิลอิกของตัวไวรัสเอง และเพื่อสร้างโปรตีนมาเป็นแคปซิด จากนั้นโปรตีนที่สร้างขึ้นจะไปหุ้มกรดนิวคลิอิกที่สร้างใหม่ เป็นไวรัสตัวใหม่ที่เพิ่มขึ้นจากเดิมมากมายอยู่ภายในเซลล์ที่ไวรัสอาศัยอยู่ ดังนั้นไวรัสจึงมีการสืบพันธ์โดยการเพิ่มจำนวนที่เหมือนตัวเดิมทุกประการ ซึ่งเทียบได้กับการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศและไม่มีกระบวนการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเลย ไวรัสเพิ่มจำนวนได้เฉพาะภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตอื่นเท่านั้น

การจำแนกไวรัสมีหลายระดับด้วยกันเช่น

. ถ้าในระดับไฟลัม ใช้ชนิดของกรดนิวคลีอิกเป็นเกณฑ์ แบ่งไวรัสได้ ชนิดใหญ่ คือ ไวรัสที่อาศัยอยู่ในแบคทีเรีย ( T4 bacteriophage ) เป็นไวรัสที่มี DNA และไวรัสที่มี RNA เช่นไวรัสที่ทำให้เกิดโรคใบด่างของยาสูบ ( tobacco mosac virus หรือ TMV )

. ถ้าในระดับคลาส ใช้รูปร่างของไวรัสซึ่งอาศัยการเรียงตัวของแคปซิดหรือโปรตีน เป็นเกณฑ์แบ่งไวรัสได้ ชนิด คือ

- มีรูปร่างเป็นแท่ง อาจตรงหรือโค้งงอทั้งแคปโซเมอร์ และกรดนิวคลีอิก จะเรียงเป็นกลียวคล้าย

บันไดเวียน เช่น ไวรัสที่ทำให้เกิดไข้หวัดใหญ่ ( infuenza virus )

- มีรูปร่างเป็นแบบเหลี่ยมลูกบาศก์ อาจมีแบบหลายเหลี่ยมซึ่งอาจเป็น ๖ เหลี่ยม เช่นไวรัสที่อยู่

ในแบคทีเรีย หรืออาจเป็นรูปหลายเหลี่ยม ๒๐ รูปต่อกัน เช่น ไวรัสที่ทำให้เกิดโรคโปลิโอ ( polio virus )

- มีรูปร่างแบ่งเป็น ส่วน คือ ส่วนตัว และส่วนหาง เช่น ไวรัสที่อาศัยอยู่ในแบคทีเรีย

. ใช้การเรียงตัวของแคปซิด และการมีหรือไม่มีเยื้อหุ้ม (envelope ) ด้วยอาจมีรูปร่างกลม เป็นแท่ง เป็นสายยาว หรือมีรูปร่างได้มากกว่าหนึ่งแบบ ซึ่งพบในไวรัสที่มีเยื่อหุ้มบางชนิด และบางชนิดมีรูปร่างเฉพาะตัว เช่น ไวรัสฝีดาษ มีรูปร่างคล้ายแผ่นอิฐมอญหรือรูปไข่ ,ไวรัสพิษสุนัขบ้า มีรูปร่างคล้ายลูกปืน ,

rotavirus มีรูปร่างคล้ายซี่ล้อเกวียน ฯลฯ

ความทนทานของเชื้อไวรัส

เมื่อไวรัสอยู่ภายนอกเซลล์จะค่อย ถูกทำลายความสามารถในการติดเชื้อ ( infectivity ) ไปในสิ่งแวดล้อม พวก envelope virus จะสูญเสียสภาพได้ง่ายกว่าพวก naked virus และถูกทำลายได้ง่ายด้วยสารละลายไขมัน เช่น แอลกอฮอล์และอีเทอร์ เป็นต้น

ไวรัสส่วนใหญ่ไม่ทนทานต่อความร้อน ที่อุณหภูมิ ๕๕ - ๖๐ องศา C แคปซิดจะถูกทำลายภายใน - นาที ซึ่งจะทำให้ไวรัสสูญเสียความสามารถในการติดเชื้อไปด้วย ยกเว้นไวรัสที่มีความทนทานเป็นพิเศษ เชื้อไวรัสทุกชนิดถูกทำลายโดยการต้มเดือดที่ ๑๐๐ องศา C นาน ๑๐ นาทีหรือโดยการนึ่งที่อุณหภูมิ ๑๒๑ องศา C นาน ๑๕ นาที ภายใต้ความดัน ๑๕ ปอนด์ต่อตารางนิ้ว หรือ โดยการอบที่ ๑๖๐ - ๑๘๐ องศา C นาน ชั่วโมง

ที่อุณหภูมิ องศา C ไวรัสจะมีชีวิตอยู่ได้นานเป็นวัน แต่ถ้าต้องการเก็บไวรัสไว้ศึกษาควรเก็บที่อุณหภูมิ - ๗๐ องศา C ในตู้แช่แข็งพิเศษ หรืออุณหภูมิ - ๑๙๕ องศา C ในไนโตรเจนเหลว

การเพิ่มจำนวนของเชื้อไวรัส

ไวรัสเจริญเพิ่มจำนวนได้เฉพาะเมื่ออยู่ภายในเซลล์มีชีวิตที่เหมาะสมเท่านั้น เนื่องจากไวรัสต้องอาศัย organelles ต่าง ๆ ภายในเซลล์สร้างสิ่งต่าง ๆ ที่ไวรัสต้องการขึ้นมาโดยมียีโนมของไวรัสเป็นตัวทำหน้าที่ควบคุม เมื่อได้รับส่วนประกอบต่าง ๆ ที่ต้องการครบแล้ว ส่วนประกอบต่าง ๆ เหล่านั้นจะรวมตัวประกอบกันเข้าเป็นอนุภาคที่สมบูรณ์รุ่นลูก ( progeny virion ) ซึ่งมักมีจำนวนมากมายอย่างน้อยเป็นร้อยเท่าขึ้นไปจากจำนวนอนุภาคเดิมของรุ่นแม่ ( parent ) อนุภาคใหม่ที่ได้นี้มีส่วนประกอบและคุณสมบัติเหมือนเดิมทุกอย่างและจะออกจากเซลล์เดิม ( หรือหลุดออกจากเซลล์ ) เพื่อเข้าสู่เซลล์ใหม่ที่เหมาะสมและเพิ่มจำนวนให้มากขึ้น

เฉพาะอนุภาคไวรัสที่มีส่วนประกอบครบสมบูรณ์ทุกอย่าง และสามารถเจริญเพิ่มจำนวนได้เรียกว่าอนุภาคที่สามารถก่อให้เกิดการติดเชื้อได้ ( infectious particle )

. การเกาะติด ( attachment หรือส่วน adsorption ) โดยที่ไวรัสเอาส่วนเกาะติด ( attachment site )ซึ่งอยู่บนส่วนนอกสุดของอนุภาค เกาะกับที่รับซึ่งจำเพาะกันบนผิวเซลล์ เซลล์แต่ละแต่ละเซลล์ของโฮสต์ เช่น tail fider ของ bacteriophage กลุ่ม T - even หรือส่วน hemagglutinin spike ของไวรัสไข้หวัดใหญ่

โดยทั่วไปอัตราการเกาะติดของไวรัสกับเซลล์ จะไม่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ และจะเกิดได้ดี เมื่อมี divalentcation อยู่ด้วย

. การเข้าสู่เซลล์ ( penetration ) การเข้าสู่เซลล์ของไวรัสเกิดขึ้นได้หลายวิธี baccteriophage กลุ่ม T -even มีโครงสร้างพิเศษเพื่อทำหน้าที่ฉีดเอายีโนมของไวรัสผ่านผนังเซลล์ ( cell well ) เข้าสู่ไซโตปลาสม โดยตรง สำหรับพวก animal viruses การเข้าสู่เซลล์ของโฮสต์เกิดขึ้นได้หลายวิธี คือ

.๑ เซลล์กลืนเอาอนุภาคไวรัสเข้าไป ( viropexis ) พบอนุภาคไวรัสอยู่ใน Vacuole ของไซโตปลาสม ต่อจากนั้นผนังของ vacuole จะแตกปล่อยอนุภาคของไวรัสเข้าสู่ไซโตปลาซึม

.๒ แทรกผ่านเข้าเซลล์โดยตรง ( direct peneetraion )ผ่านเยื้อหุ้มเซลล์ ( cell membrane )เข้าสู่ไซโตปลาสม

.๓ โดยการหลอมเชื่อม ( fusion )ส่วน envelope ของไวรัสเข้าเยื่อหุ้มเซลล์ จากนั้น nucleocapsid core ก็จะถูกปล่อยเข้าสู่ไซโตปลาสม

ไวรัสบางชนิดสามารถเข้าสู่เซลล์ได้มากกว่าหนึ่งวิธี

. การปล่อยยีโนมเป็นอิสระจากแคปซิด ( uncoating ) โดยใช้เอาเอนไซม์ที่มีอยู่แล้วในเซลล์ จากนั้นยีโนมของไวรัสจะเข้าสู่ไซโตปลาสมหรือนิวเคลียส แล้วแต่ชนิดของไวรัส

. การถอดรหัสและการแปลรหัส ( transcription และ translation ) ไวรัสที่มียีโนมเป็น RNA ( + ) สามารถจับกับไรโบโซมเพื่อสร้างโปรตีนได้เลย โดยไม่ต้องผ่านขั้นตอน transcription ไวรัสชนิดอื่น ๆจำเป็นต้องผ่านขั้นตอน transcription เพื่อสร้าง mRNA เสียก่อน จึงจะสร้างโปรตีนได้ โปรตีนแบ่งเป็นชนิดที่ใช้ในกระบวนการเพิ่มจำนวนยีโนม และชนิดที่ใช้สร้างส่วนประกอบของอนุภาคไวรัสรุ่นลูกต่อไป และโดยทั่วไป แล้วไวรัสจะสร้าง mRNA ขึ้นมาหลาย ๆ สายเพื่อเร่งให้กระบวนการเจริญเพิ่มจำนวนเสร็จสิ้นเร็วขึ้น ในขณะเดียวกันก็ได้ส่วนประกอบย่อยต่าง ๆ มากพอที่จะประกอบกันเข้าเป็นอนุภาคไวรัสรุ่นลูกที่ละมาก ๆ พร้อมกันได้

. การสังเคราะห์ยีโนม ( replication ) ไวรัสจะใช้ยีโนมของ parental virion เป็นตัวต้นแบบเพื่อสร้าง complementary strrand ซึ่งเป็นสายกรดนิวคิลอิกที่มีลำดับ base ตรงข้ามกันขึ้นมา และ complementary strrand จะทำหน้าที่เป็นแม่พิมพ์สร้างสายกรดนิวคลิอิกที่มีลำดับ base เหมือนกับไวรัสตัวแม่อีกเป็นจำนวนมาก ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นยีโนมใน progeny virion

. การประกอบอนุภาคไวรัส เมื่อไวรัสสร้างส่วนประกอบต่าง ๆ ที่เป็นโครงสร้างของอนุภาคพร้อมแล้ว ก็จะประกอบกันเข้าเอง ( self assembly ) เพื่อเป็นอนุภาคที่ครบสมบูรณ์

พวก enveloped virus จะสอดแทรกโปรตีนโครงสร้างของไวรัสเข้าไปในเยื่อหุ้มเซลล์หรือเยื่อหุ้มนิวเคลียส จากนั้นนิวคลิโอแคปซิดจะถูกห่อหุ้มด้วยเยื่อส่วนนั้นซึ่งจะกลายเป็นส่วน envelope ของไวรัส

ช่วงระยะเวลาตั้งแต่ไวรัสเข้าเซลล์จนถึงการตรวจพบ infectious particle ๑ หน่วย โดยเฉลี่ยภายในเซลล์ เรียกว่า eclipse period ส่วน latant period คือช่วยระยะเวลาตั้งแต่ไวรัสเข้าเซลล์จนถึงการตรวจพบว่า infectious particle ๑ หน่วย โดยเฉลี่ยภายนอกเซลล์ eclipse period และ latant period นี้สังเกตได้ง่ายในพวก bacteriophage

. การออกจากเซลล์ ( release )ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติและส่วนประกอบของเซลล์ด้วย ถ้าผนังเซลล์แข็งแรงและคงรูปร่างดีมากอย่างในกรณีของแบคทีเรีย ไวรัสจะหลุดออกจากเซลล์ได้โดยการใช้เอนไซม์ lysozyme ของไวรัส เจาะรูที่ผนังเซลล์ และการที่ผนังเซลล์ของแบคทีเรียถูกเจาะมาก ๆ ทำให้เซลล์ของแบคทีเรียแตก

สำหรับพวก animal viruses บางชนิดเช่น poliovirus จะออกจากเซลล์โดยกลไกที่คล้ายกับ bacteriophage คือการทำให้เซลล์แตกแล้วจึงออกมาภายนอก ไวรัสที่ได้ envelope จากส่วนเยื่อหุ้มเซลล์จะออกจากเซลล์โดยวิธี budding และ envelope virus บางชนิด เช่น herpes simplex สามารถ bud จากเซลล์หนึ่งไปยังเซลล์ข้างเคียง ( cell to cell transmission ) โดยไม่ต้องออกมาภายนอกเซลล์ก่อนเลย

Infectious nucleic acid หมายถึงยีโนมอิสระที่สามารถติดเชื้อได้ ถ้าแยกเอาส่วนยีโนมของไวรัสบางชนิดมาใส่กับเซลล์ของโฮสต์ที่เหมาะสม กรดนิวคลิอิกจะสามารถ replicate จนได้ progeny virion ที่สมบูรณ์ออกมา

Defective virus หมายถึงไวรัสที่มียีโนมไม่ครบถ้วน ไม่สามารถสร้าง progeny virionได้โดยลำพังตนเอง ต้องมีการติดเชื้อร่วมกับไวรัสอื่นจึงจะเกิดเป็นอนุภาคไวรัสที่สมบูรณ์ได้เช่น delta virus ซึ่งก่อให้เกิดโรคตับอักเสบ ต้องติดเชื้อร่วมกับไวรัสตับอักเสบ บี จึงจะสร้าง progeny virion ของ delta virus ออกมา ทั้งนี้เพราะยีโนมของ delta virus ขาดยีนที่ code สำหรับการสร้างแอนติเจนของ envelope

Helper virus หมายถึง ไวรัสที่ช่วยให้ defective virus เจริญเพิ่มจำนวนได้ เช่น hepatits B virus เป็น helper ของ delta virus เป็นต้น

Viroid เป็นจุลชีพที่มีขนาดเล็กที่สุด มีการติดเชื้อในพืชชั้นสูงเท่านั้น มีส่วนประกอบเพียง RNA ซึ่งเป็นวงกลมสายเดี่ยว ขนาดประมาณ ๒๔๖ - ๓๗๕ นิวคลิโอไทด์ ไม่มีส่วนประกอบที่เป็นโปรตีนอยู่เลย ตัวอย่างเช่น potato spindle tuber vioids ซึ่งมีการติดเชื้อในมันฝรั่ง ในสมัยสิบกว่าปีที่แล้วเคยคิดว่าไวรอยด์เป็นสาเหตุของโรคที่มีอาการทางสมอง คือ Kuru และ Creutzfeldt Jakob ในคนและโรค scrapie ในแกะ แต่ปัจจุบันพบว่าโรคเหล่านี้ไม่น่ามีสาเหตุจากไวรอยด์

Prion prereinaaecus Infectious particle ยังไม่ทราบว่าเป็นจุลชีพหรือไม่เพราะพบแต่เพียงส่วนประกอบที่เป็นโปรตีนเท่านั้น หรือถ้ามีกรดนิวคลิอิก ก็จะมีเพียงเล็กน้อย และถูกห่อหุ้มไว้ด้วยโปรตีน อย่างหนาแน่นจนตรวจไม่พบ โปรตีนของไพรออนซึ่งสกัดจากเนื้อสมองของแกะที่เป็นโรค scrapie ถ้าฉีดให้แกะตัวอื่น จะทำให้สัตว์ตัวนั้นเกิดโรคขึ้นได้ แต่เนื่องจากโปรตีนนั้นพบได้ในสมองแกะปกติด้วยทำให้ยังสรุปไม่ได้ว่าไพรออนเป็นตัวการทำให้เกิดโรคหรือไม่

นอกจากนี้ยังคิดว่าไพรออนอาจเป็นสาเหตุของโรค Kuru และ Creutzfeldt Jakob ในคนด้วย

เชื้อไวรัสสามารถเข้าสู่ร่างกายได้หลายทางเช่น

- ทางผิวหนัง โดยเข้าทางบาดแผลและรอยถลอก เช่น โรคพิษสุนัขบ้า หูด เข้าทางเข็มฉีดยา

เช่น ไวรัสตับอักเสบ บี ไวรัสก่อโรคเอดส์ เข้าทางรอบที่แมลงกัดกินเลือด เช่น ไข้เลือดออก

- ทางการหายใจ เชื้อไวรัสก่อการติดเชื้อที่เซลล์เยื่อบุทางเดินหายหาย เช่น ไข้หวัดใหญ่ ฯลฯ

- ทางการกิน เชื้ออาจทำให้เกิดพยาธิสภาพกับระบบทางเดินอาหารหรือที่ส่วนอื่นของร่างกาย

เช่น ไวรัสตับอักเสบ เอ

- ทางระบบปัสสาวะและระบบสืบพันธุ์ มักเป็นไวรัสที่ติดต่อทางเพศสัมพันธุ์ เชื้อเข้าทางเยื่อ

เมือก หรือรอยถลอกของผิวหนัง เช่น โรคเริม เอดส์

- ทางเยื่อตา ทำให้เกิดโรคตาอักเสบ

- ผ่านทางรก โดยแพร่เชื้อจากมารดามายังทารกในครรภ์ในระยะที่เชื้อไวรัส อยู่ในกระแสเลือด

ของมารดา

- โดยการรับเลือดและการปลูกถ่ายอวัยวะ โดยเชื้อไวรัสอาจอยู่ในกระแสเลือด เช่น ไวรัสตับ

อักเสบ บี , ไวรัสก่อโรคเอดส์, การปลูกถ่ายกระดูก ฯลฯ

ไวรัสเจริญได้ในสิ่งมีชีวิต จึงสืบพันธุ์ในสิ่งมีชีวิตเป็นเจ้าบ้าน ( host ) โดยการเหนี่ยวนำให้ DNA หรือ RNA ในเซลล์ของเจ้าบ้านกลายเป็น DNA หรือ RNA ของไวรัสแล้วจะเหนี่ยวนำให้โปรตีนของเซลล์เจ้าบ้านกลายเป็นโปรตีนห่อหุ้มซึ่งเรียกว่าแคปซิด

ไวรัสทำให้เกิดโรคหลายชนิด ที่สำคัญ คือ

. ไข้เหลือง ( yellow fever ) มีเชื้อไวรัสเป็นปาราสิตของคนและลิงมียูงเป็นพาหนะ เป็นโรคที่ระบาดร้ายแรงมาก ในปัจจุบันไม่ค่อยพบเพราะสามารถปราบยุงได้

เชื้อไข้เหลืองเมื่อเข้าสู่ร่างกายจากการถูกยุงกัด จะกระจายไปอยู่ตามต่อมน้ำเหลือง และเพิ่มจำนวนขึ้นภายในนั้น เชื้อจะเข้าทางเดินโลหิตแพร่ไปตามส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย มีการเพิ่มจำนวนอีกครั้งที่ตับ ม้าม ไต ไขกระดูกและต่อมน้ำเหลือง ปอดและไตเป็นจุดที่ได้รับอันตรายมากที่สุด ผู้ป่วยจะมีไข้ คลื่นไส้อาเจียน ถ้าเป็นรุนแรงจะมีเลือดออกผนังกระเพาะอาหารแล้วอาเจียนออกมาเป็นสีดำ อาจถึงตายได้

โรคไข้เหลือง ต้องป้องกันโดยการกำจัดยุงและฉีดวัคซีน ถ้ามีอาการของโรคแล้วไม่มีวิธีใดให้การบำบัดที่ได้ผล แต่ถ้าหายจากโรคไข้เหลืองก็จะเกิดภูมิคุ้มกันตลอดชีวิต

. โรคไวรัสที่ตับ ( Infections hepatilis ) เชื้อโรคติดต่อไปสู่คนโดยการที่อุจจาระมีเชื้อปนไปกับน้ำหรือวัตถุอื่น แมลงวันก็นำเชื้อโรคนี้ไปได้ เชื้อโรคจะไปเพิ่มจำนวนที่ดับอย่างมากมายและเซลล์ตับจะถูกทำลาย

. ฝีดาษ ( small pox ) ติดเชื้อโดยการหายใจเอาละอองจากหนองฝีหรือสิ่งของที่ปนเปื้อนเชื้อและจากการสัมผัสโดยตรง หรือใช้ภาชนะร่วมกัน เชื้อโรคผ่านเข้าสู่ร่างกายไปยังถุงลม แล้วแพร่ไปตามกระแสโลหิต ไปสร้างแผลเป็นแห่ง ๆ ตามผิวหนังและเยื่อบุ ป้องกันโดยการฉีดวัคซีน

. หัด ( measles ) แพร่เชื้อโดยเศษละอองน้ำมูก น้ำลาย เข้าสู่ร่างกายทางอวัยวะหายใจ เข้ากระแสโลหิตแล้วกระจายไปทุกส่วนของร่างกาย ป้องกันโดยการฉีดวัคซีน

. โปลิโอ ( poliomyelitis ) หรือไขสันหลังอักเสบ เชื้อโรคอาจติดต่อทางอาหาร น้ำ เมื่อเชื้อโรคเข้าทางปากก็จะเข้าไปยังลำไส้และเพิ่มจำนวนมากขึ้น แพร่เข้าสู่กระแสโลหิตจนถึงระบบประสาทกลางทำลายระบบประสาทกลาง ทำให้เป็นอัมพาต ป้องกันโดยการฉีดวัคซีนหรือกินยา

. โรคกลัวน้ำ ( hydrophobia ) ติดต่อโดยถูกสัตว์ที่เป็นโรคนี้กัด เช่น สุนัข แมว น้ำลาย ที่มีเชื้อโรคนี้เข้าสู่แผล เข้าสู่ประสาทกลาง เจริญที่ประสาทกลางแล้วแพร่ไปตามส่วนต่าง ๆๆ ของร่างกาย ป้องกันโรคนี้โดยการกำจัดสุนัขเถื่อน ฉีดวัคซีนกับสุนัขเลี้ยง ถ้าถูกสุนัขกัดต้องฉีดวัคซีน โรคนี้ถ้าปล่อยไว้จนเกิดอาการจะทำให้เสียชีวิตได้

. โรคคางทูม ( mumps ) เกิดที่ต่อมน้ำลาย ติดเชื้อจากละอองน้ำลาย การสัมผัสโดยตรงและสิ่งของเครื่องใช้ของผู้ป่วย โรคนี้อาจเกิดที่อัณฑะ รังไข่ ตับอ่อนและสมองได้

. หวัด ( common cold ) ตืดต่อโดยละอองจากการจามของผู้ป่วย ติดโรคแถบตอนบนของระบบหายใจ ป้องกันโรคโดยทำให้ร่างกายแข็งแรงอยู่เสมอ

. ไข้หวัดใหญ่ ( influenza ) ติดต่อโดยละอองน้ำลายที่ฟุ้งกระจายอยู่ในอากาศ โรคเกิดขึ้นในระบบหายใจตอนบน น้อยรายที่จะไปถึงปอด ป้องกันโรคนี้โดยรักษาสุขภาพร่างกายให้แข็งแรง

การทำลายเชื้อไวรัส

เมื่อไวรัสอยู่ภายนอกเซลล์จะค่อย ๆ ถูกทำลายความสามารถในการติดเชื้อ ( infectivity ) ไปในสิ่งแวดล้อม พวกไวรัสที่มีเยื่อหุ้มแคปซิด ( enveloped virus ) จะสูญเสียสภาพได้ง่ายกว่าพวกไวรัสที่ไม่มีเยื่อหุ้มแคปซิด ( naked virus ) และถูกทำลายได้ง่ายด้วยสารละลายไขมัน เช่น แอลกอฮอล์ และอีเทอร์ เป็นต้น นอกจากนี้ยังมีปัจจัยในการทำลายเชื้อไวรัสอีกหลายวิธี ดังนี้.-

. ปัจจัยทางกายภาพ ได้แก่

- ความร้อน ไวรัสส่วนใหญ่ไม่ทนความร้อน ที่อุณหภูมิ ๕๕ - ๖๐ องศา C แคปซิดจะถูกทำลายภายใน - ๓ นาที ยกเว้นเชื้อที่ทนเป็นพิเศษ เช่น rhinovirus , enterovirus ไวรัสตับอักเสบบี เป็นต้น วิธีฆ่าเชื้อทุกชนิดให้หมดอย่างสมบูรณ์รวมทั้งสปอร์ของแบคทีเรีย ต้องใช้วิธี avtcclave คือ การนึ่งด้วยไอน้ำ ที่อุณหภูมิ ๑๒๑ องศา C ความดัน ๑๕ ปอนด์/ตารางนิ้ว นาน ๑๕ นาที หรือโดยการอบที่ ๑๖๐ - ๑๘๐ องศา C นาน ๒อ ชั่วโมง ที่อุณหภูมิ องศา C เชื้อไวรัสมีชีวิตอยู่ได้หลายวัน และอยู่ได้เป็นปีที่อุณหภูมิ - ๗๐ องศา C

- แสงอุลตร้าไวโอเล็ต ( UV ) เชื้อไวรัสแต่ละชนิดจะไวต่อแสง UV ที่มีความยาวคลื่นไม่เท่ากัน แต่จะอยู่ในช่วง ๑๐๐ - ๔๐๐ นาโนเมตร แสง UV ใช้ฆ่าเชื้อในอากาศแต่จะฆ่าได้เฉพาะบริเวณพื้นผิวเท่านั้น

. สารเคมี โดยละลายไขมันในเยื่อหุ้มแคปซิด ( envelope ) หรือทำให้โปรตีนและกรดนิวคลิอิกของไวรัสเสียสภาพไป โดยใช้สารเคมี ดังนี้

- สารละลาย sodium hypochloride เป็นน้ำยาฆ่าเชื้ออเนกประสงค์ที่ให้ผลดีมาก สามารถฆ่าไวรัสตับอักเสบ บี ได้

- คลอรีน , ไอโอดีน , formalin, แอลกอฮอล์ สามารถทำให้โปรตีนตกตะกอนได้ ฯลฯ

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น

แสดงความคิดเห็น