Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с Togaviridae )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Alphavirus - это род РНК-вирусов , единственный род семейства Togaviridae . Альфавирусы принадлежат к группе IV по классификации Балтимора от вирусов , с положительным чувственным, одноцепочечной РНК генома. Существует 31 альфавирус, который поражает различных позвоночных, таких как люди, грызуны, рыбы, птицы и более крупные млекопитающие, такие как лошади, а также беспозвоночные . Альфавирусы, которые могут инфицировать как позвоночных, так и членистоногих, называются альфавирусами с двумя хозяевами, в то время как специфические для насекомых альфавирусы, такие как вирус Эйлата и вирус Яда-яда, ограничиваются их компетентным переносчиком членистоногих. [1]Передача между видами и отдельными людьми происходит в основном через комаров, что делает альфавирусы членом коллекции арбовирусов или вирусов, переносимых членистоногими . Частицы альфавируса имеют оболочку, диаметр 70 нм, имеют тенденцию быть сферическими (хотя и слегка плеоморфными ) и имеют изометрический нуклеокапсид 40 нм . [2]

Геном [ править ]

Альфавирусы - это небольшие сферические вирусы с оболочкой, в геноме которых содержится одна цепь позитивно-смысловой РНК. Общая длина генома колеблется от 11 000 до 12 000 нуклеотидов и имеет 5 'шапку и 3' поли-A-хвост . Четыре гена неструктурных белков кодируются в 5'-двух третях генома, тогда как три структурных белка транслируются из субгеномной мРНК, коллинеарной с 3'-одной третью генома.

В геноме есть две открытые рамки считывания (ORF): неструктурная и структурная. Первый является неструктурным и кодирует белки (nsP1 – nsP4), необходимые для транскрипции и репликации вирусной РНК. Второй кодирует три структурных белков: ядро нуклеокапсида белок С, а оболочки белков P62 и E1, которые ассоциируются в качестве гетеродимера . Заякоренные в вирусной мембране поверхностные гликопротеины отвечают за распознавание рецепторов и проникновение в клетки- мишени посредством слияния мембран .

Структурные белки [ править ]

Протеолитическое созревание P62 в Е2 и Е3 приводит к изменению вирусной поверхности. Вместе гликопротеиновые «шипы» E1, E2, а иногда и E3 образуют димер E1 / E2 или тример E1 / E2 / E3, где E2 простирается от центра к вершинам, E1 заполняет пространство между вершинами, а E3, если присутствует, то находится на дистальном конце шипа. [3] При воздействии на вирус кислотности эндосомы E1 диссоциирует от E2 с образованием гомотримера E1 , который необходим на стадии слияния для управления клеточными и вирусными мембранами.вместе. Альфавирусный гликопротеин E1 представляет собой вирусный слитый белок класса II, который структурно отличается от слитых белков класса I, обнаруженных в вирусе гриппа и ВИЧ. Структура вируса Semliki Forest показала структуру, которая аналогична флавивирусного гликопротеин Е, с тремя структурными доменами в одной и то же первичной последовательности расположения. [4] Гликопротеин E2 взаимодействует с нуклеокапсидом через его цитоплазматический домен, а его эктодомен отвечает за связывание с клеточным рецептором.. Большинство альфавирусов теряют периферический белок E3, но у вирусов Семлики он остается связанным с вирусной поверхностью.

Неструктурные белки [ править ]

Четыре неструктурных белка (nsP1–4), которые продуцируются как единый полипротеин, составляют механизм репликации вируса. [5] Процессинг полипротеина происходит строго регулируемым образом, с расщеплением на стыке P2 / 3, влияющим на использование матрицы РНК во время репликации генома. Это место расположено у основания узкой расселины и труднодоступно. После расщепления nsP3 создает кольцевую структуру, которая окружает nsP2. Эти два белка имеют обширный интерфейс.

Мутации в nsP2, которые продуцируют нецитопатические вирусы или чувствительные к температуре фенотипы, группируются в области интерфейса P2 / P3. Мутации P3 напротив расположения нецитопатических мутаций nsP2 предотвращают эффективное расщепление P2 / 3. Это, в свою очередь, влияет на инфекционность РНК, изменяя уровни продукции вирусной РНК.

Вирусология [ править ]

Вирус имеет диаметр 60–70 нанометров . Он имеет оболочку, сферическую форму и имеет геном РНК с положительной цепью размером ~ 12 килобаз. Геном кодирует два полипротеина. Первый полипротеин состоит из четырех неструктурных единиц: от N-конца к C-концу - nsP1, nsP2, nsP3 и nsP4. Второй - структурный полипротеин, состоящий из пяти единиц экспрессии: от N-конца до C-конца - Capsid, E3, E2, 6K и E1. Субгеномная РНК с положительной цепью - 26S РНК - реплицируется из промежуточной РНК с отрицательной цепью. Это служит шаблоном для синтеза вирусных структурных белков. Большинство альфавирусов имеют консервативные домены, участвующие в регуляции синтеза вирусной РНК.

Нуклеокапсид диаметром 40 нанометров содержит 240 копий белка капсида и имеет симметрию икосаэдра T = 4. Вирусные гликопротеины E1 и E2 встроены в липидный бислой. Одиночные молекулы E1 и E2 объединяются с образованием гетеродимеров. Гетеродимеры E1 – E2 образуют взаимно однозначные контакты между белком E2 и мономерами нуклеокапсида. Белки E1 и E2 опосредуют контакт между вирусом и клеткой-хозяином.

Идентифицировано несколько рецепторов. К ним относятся запретитин , фосфатидилсерин , гликозаминогликаны и β-субъединица АТФ-синтазы .

Репликация происходит в цитоплазме, и вирионы созревают, прорастая через плазматическую мембрану, где ассимилируются кодируемые вирусом поверхностные гликопротеины E2 и E1.

Эти два гликопротеина являются мишенями для многочисленных серологических реакций и тестов, включая нейтрализацию и ингибирование гемагглютинации. Альфавирусы проявляют различную степень антигенной перекрестной реактивности в этих реакциях, и это составляет основу семи антигенных комплексов, 30 видов и многих подтипов и разновидностей. Белок E2 является местом расположения большинства нейтрализующих эпитопов, тогда как белок E1 содержит более консервативные, перекрестно-реактивные эпитопы.

Эволюция [ править ]

Изучение этого таксона предполагает, что эта группа вирусов имела морское происхождение - в частности, Южный океан - и что впоследствии они распространились как в Старый, так и в Новый Свет. [6]

В этом роде есть три подгруппы: подгруппа вирусов леса Семлики (вирусы леса Семлики, О'нионг-ньонг и вирусы реки Росс); подгруппа вируса энцефалита восточных лошадей (вирусы энцефалита восточных лошадей и венесуэльского энцефалита лошадей) и подгруппа вируса Синдбис. [7] Вирус Синдбис, географически ограниченный Старым Светом, более тесно связан с подгруппой восточного конского энцефалита, которая представляет собой вирусы Нового Света, чем с подгруппой вируса леса Семлики, которая также встречается в Старом Свете.

Таксономия [ править ]

Группа: оцРНК (+)

[8]

Семь комплексов:

Комплекс вирусов леса Барма
Вирус леса Барма
Комплекс восточного конского энцефалита
Вирус восточного конского энцефалита (семь антигенных типов)
Вирусный комплекс Мидделбурга
Вирус Мидделбурга
Вирусный комплекс ндуму
Вирус ндуму
Лесной вирусный комплекс Семлики
Вирус Бебару
Вирус чикунгунья
Вирус Гета
Вирус Маяро
Подтип: вирус Una
Вирус O'nyong'nyong
Подтип: вирус игбо-ора
Вирус реки Росс
Подтип: вирус Сагияма
Вирус леса Семлики
Подтип: Вирус Me Tri
Венесуэльский конский энцефалит
Вирус Кабассу
Вирус Эверглейдс
Вирус Моссо дас Педрас
Вирус мукамбо
Вирус Парамана
Вирус Pixuna
Вирус Рио-Негро
Вирус троакары
Подтип: вирус моста Биджу
Вирус венесуэльского конского энцефалита
Комплекс западного конского энцефалита
Вирус ауры
Вирус Бабанки
Кызылагач вирус
Синдбис вирус
Вирус Окельбо
Вирус Whataroa
Рекомбинанты в этом комплексе
Вирус Багги Крик
Вирус Форт Морган
Вирус Highlands J
Вирус западного конского энцефалита
Неклассифицированный
Эйлат вирус
Mwinilunga альфавирусный
Вирус болезни поджелудочной железы лосося
Вирус сонной болезни радужной форели
Вирус южного морского слона
Тонат вирус
Вирус кааингуа [9]

Примечания [ править ]

Вирус леса Бармах связан с вирусом леса Семлики. Вирус Мидделбурга, хотя и классифицируется как отдельный комплекс, может быть членом группы вирусов леса Семлики.

Похоже, что этот род произошел в Старом Свете от вируса растений, переносимых насекомыми. [10]

Вирус Синдбис, возможно, возник в Южной Америке. [11] Вирусы конского энцефалита и вирус Синдбис связаны между собой.

Вирусы Старого и Нового Света, по-видимому, разошлись между 2000 и 3000 лет назад. [12] Расхождение между вирусом венесуэльского энцефалита лошадей и вирусом восточного конского энцефалита, по-видимому, произошло около 1400 лет назад. [13]

Рыба, поражающая кладу, кажется базальной по отношению к другим видам.

Вирус южного морского слона, по-видимому, связан с кладой Синбис.

Патогенез и иммунный ответ [ править ]

По всему миру распространено множество альфавирусов, способных вызывать болезни человека. Наиболее часто наблюдаемыми симптомами являются инфекционный артрит , энцефалит , сыпь и лихорадка . Более крупные млекопитающие, такие как люди и лошади, обычно являются тупиковыми хозяевами или играют незначительную роль в передаче вируса; однако в случае венесуэльского энцефалита лошадей вирус в основном усиливается у лошадей. В большинстве других случаев вирус сохраняется в природе у комаров, грызунов и птиц.

Альфавирусные инфекции распространяются насекомыми-переносчиками, такими как комары. Как только человека укусил инфицированный комар, вирус может попасть в кровоток, вызывая виремию . Альфавирус также может попасть в ЦНС, где он может расти и размножаться в нейронах. Это может привести к энцефалиту , который может быть смертельным.

Когда человек инфицирован этим конкретным вирусом, его иммунная система может играть роль в удалении вирусных частиц. Альфавирусы способны вызывать выработку интерферонов . Также задействованы антитела и Т-клетки. Нейтрализующие антитела также играют важную роль в предотвращении дальнейшего заражения и распространения.

Диагностика, профилактика и контроль [ править ]

Диагноз ставится на основании клинических образцов, из которых вирус можно легко выделить и идентифицировать. В настоящее время нет вакцин против альфавируса. Предпочтительными профилактическими мерами являются борьба с переносчиками репеллентов, защитная одежда, уничтожение мест размножения и опрыскивание.

Исследование [ править ]

Альфавирусы представляют интерес для генной терапии исследователи, в частности , вирус Росс - Ривер, Синдбис вирус , вирус Semliki Forest и венесуэльский лошадиный энцефалит вирус все были использованы для разработки вирусных векторов для доставки генов. Особый интерес представляют химерные вирусы, которые могут образовываться с альфавирусными оболочками и ретровирусными капсидами. Такие химеры называют псевдотипными вирусами. Псевдотипы ретровирусов или лентивирусов с альфавирусной оболочкой способны интегрироватьсягены, которые они несут в обширном диапазоне потенциальных клеток-хозяев, которые распознаются и инфицированы альфавирусными белками оболочки E2 и E1. Стабильная интеграция вирусных генов обеспечивается ретровирусными внутренностями этих векторов. Существуют ограничения на использование альфавирусов в области генной терапии.однако из-за их отсутствия нацеливания путем введения вариабельных доменов антител в неконсервативную петлю в структуре E2 были нацелены на определенные популяции клеток. Кроме того, использование целых альфавирусов для генной терапии имеет ограниченную эффективность как потому, что несколько внутренних альфавирусных белков участвуют в индукции апоптоза при инфекции, так и потому, что альфавирусный капсид опосредует только временное введение мРНК в клетки-хозяева. Ни одно из этих ограничений не распространяется на псевдотипы альфавирусной оболочки ретровирусов или лентивирусов. Однако экспрессия оболочек вируса Синдбис может приводить к апоптозу, и их введение в клетки-хозяева при заражении ретровирусами, псевдотипами оболочек вируса Синдбис, также может приводить к гибели клеток.Токсичность вирусных оболочек Синдбис может быть причиной очень низких производственных титров, получаемых от упаковывающих клеток, сконструированных для получения псевдотипов Синдбис. Еще одно направление исследований с участием альфавирусов - вакцинация. Альфавирусы склонны создаватьвекторы репликона, которые эффективно индуцируют гуморальный и Т-клеточный иммунные ответы. Таким образом, их можно использовать для вакцинации против вирусных, бактериальных, простейших и опухолевых антигенов.

История [ править ]

Первоначально семейство Togaviridae включало то, что сейчас называется Flaviviruses , в пределах рода Alphavirus . Флавивирусы были сформированы в отдельное семейство, когда были отмечены существенные различия с альфавирусами в связи с развитием секвенирования. [14] Вирус краснухи ранее был включен в семейство Togaviridae в свой собственный род Rubivirus , но теперь классифицируется в собственном семействе Matonaviridae . [15] Alphavirus сейчас единственный род в семье.

  • 1930 - Вирус западного конского энцефалита впервые выделен в Соединенных Штатах (первый когда-либо выделенный альфавирус).
  • 1933 - В США впервые выделен вирус восточного конского энцефалита .
  • 1938 г. - изолирован венесуэльский конский энцефалит .
  • 1941 г. - в США наблюдается эпидемия западного конского энцефалита . От него страдают 300 000 лошадей и 3 336 человек.
  • 1941 - Норман Грегг замечает большое количество детей с катарактой после вспышки краснухи. Этот и другие дефекты затем классифицируются как синдром врожденной краснухи .
  • 1942 г. - вирус леса Семлики выделен в Булияме, графство Бвамба, Уганда .
  • 1952 - Вирус Синдбис изолирован в медицинском районе Синдбис, в 40 милях (64 км) к северу от Каира, Египет .
  • 1959 - Вирус реки Росс выделен от комаров Aedes vigilax (ныне известных как Ochlerotatus vigilax ) [16], которые были пойманы в ловушку на реке Росс в Австралии.
  • 1963 - Вирус Росс-Ривер, вызывающий эпидемический полиартрит (чаще всего наблюдаемый в Австралии), выделен Доэрти и его коллегами. [17]
  • 1971 г. - Последняя эпидемия венесуэльского энцефалита лошадей наблюдается у лошадей в южном Техасе . [18]
  • 1986 - Вирус леса Барма определен как вызывающий заболевание человека в Австралии. [19]
  • 2001 - Ученые решали кристаллическую структуру из гликопротеина оболочки от вируса Semliki Forest .
  • 2005–2006 гг. - крупная эпидемия вируса чикунгунья на острове Реюньон и прилегающих островах в Индийском океане [20]
  • 2006 г. - крупная эпидемия вируса чикунгунья в Индии, зарегистрировано более 1,5 миллиона случаев [21]

См. Также [ править ]

  • Альфавирусная инфекция

Источники [ править ]

  • «Арбовирусы» . Вирусология-онлайн .
  • «Источники ICTV» . ICTV . Архивировано из оригинального 12 февраля 2006 года.
  • Альфавирусные векторы: от производства белка до генной терапии, С. Смерду и П. Лильестром, Генная терапия и регулирование, том 1, № 1, 2000 г., стр. 33–63
  • Райнер Дж.О., Дрыга С.А., Камруд К.И. (2002). «Альфавирусные векторы и вакцинация». Обзоры в медицинской вирусологии . 12 (5): 279–96. DOI : 10.1002 / rmv.360 . PMID  12211042 .
  • https://web.archive.org/web/20070302184833/http://ep.physoc.org/cgi/content/full/90/1/45
  • https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK7633/

Ссылки [ править ]

  1. ^ Elrefaey AM, Abdelnabi R, Росалес Росас AL, Ван L, S Басу, Delang L (31 августа 2020). «Понимание механизмов, лежащих в основе ограничения вирусов, специфичных для насекомых» . Вирусы . 12 (9): 964. DOI : 10,3390 / v12090964 .
  2. ^ Chen R, Mukhopadhyay S, Merits A, Bolling B, Nasar F, Coffey LL, et al. (Июнь 2018). "Профиль таксономии вирусов ICTV: Togaviridae" . Журнал общей вирусологии . 99 (6): 761–762. DOI : 10,1099 / jgv.0.001072 . PMID 29745869 . 
  3. ^ Vénien-Bryan C, Фуллер SD (февраль 1994). «Организация колосового комплекса вируса леса Семлики». J. Mol. Биол . 236 (2): 572–83. DOI : 10.1006 / jmbi.1994.1166 . PMID 8107141 . 
  4. ^ Лескар Дж, Руссель А, Вена МВт, Navaza Дж, Фуллер С.Д., Wengler G, G Wengler, Rey Ф. (апрель 2001 г.). «Оболочка гликопротеина слияния вируса леса Семлики: икосаэдрическая сборка, подготовленная для фузогенной активации при эндосомном pH». Cell . 105 (1): 137–48. DOI : 10.1016 / S0092-8674 (01) 00303-8 . PMID 11301009 . 
  5. ^ Шин Г., Йост С.А., Миллер М.Т., Элрод Э.Дж., Гракуи А., Маркотриджиано Дж. (2012) Структурные и функциональные представления о переработке и патогенезе полипротеинов альфавируса. Proc Natl Acad Sci USA
  6. ^ Forrester NL, Паласиос G, Tesh RB, Savji N, Гусман H, Шерман M, Weaver SC, Липкин WI (декабрь 2011). «Филогения в масштабе генома рода Alphavirus предполагает морское происхождение» . J Virol . 86 (5): 2729–38. DOI : 10,1128 / JVI.05591-11 . PMC 3302268 . PMID 22190718 .  
  7. Перейти ↑ Levinson RS, Strauss JH, Strauss EG (1990). «Полная последовательность геномной РНК вируса О'ньонг-ньонг и ее использование при построении филогенетических деревьев альфавирусов». Вирусология . 175 (1): 110–123. DOI : 10.1016 / 0042-6822 (90) 90191-S .
  8. ^ "Отчет ICTV Togaviridae" .
  9. ^ Tschá М.К., Suzukawa А.А., Gräf Т, Piancini Л.Д., да Силва А.М., Faoro Н, и др. (2019). «Идентификация нового альфавируса, связанного с комплексами энцефалита, циркулирующих в южной Бразилии» . Новые микробы и инфекции . 8 (1): 920–933. DOI : 10.1080 / 22221751.2019.1632152 . PMID 31237479 . 
  10. ^ Пауэрс AM, Brault AC, Shirako Y, Strauss EG, Kang W, Strauss JH, Weaver SC (ноябрь 2001). «Эволюционные связи и систематика альфавирусов» . J. Virol . 75 (21): 10118–31. DOI : 10,1128 / JVI.75.21.10118-10131.2001 . PMC 114586 . PMID 11581380 .  
  11. ^ Lundström JO, Пфеффер M (ноябрь 2010). «Филогеографическая структура и история эволюции вируса Синдбис». Vector Borne Zoonotic Dis . 10 (9): 889–907. DOI : 10.1089 / vbz.2009.0069 . PMID 20420530 . 
  12. ^ Weaver SC, Hagenbaugh A, Bellew LA, Netesov SV, Volchkov VE, Chang GJ, Clarke DK, Gousset L, Scott TW, Trent DW (ноябрь 1993). «Сравнение нуклеотидных последовательностей вирусов восточного и западного энцефаломиелита лошадей с таковыми из других альфавирусов и родственных РНК-вирусов». Вирусология . 197 (1): 375–90. DOI : 10.1006 / viro.1993.1599 . PMID 8105605 . 
  13. Weaver SC, Rico-Hesse R, Scott TW (1992). «Генетическое разнообразие и медленные темпы эволюции альфавирусов Нового Света». Curr. Вершина. Microbiol. Иммунол . 176 : 99–117. PMID 1318187 . 
  14. ^ "Togaviridae" . stanford.edu.
  15. ^ "Список Таксономии ICTV" . Дата обращения 5 мая 2020 .
  16. ^ "Aedes vigilax" . Программа эпиднадзора за арбовирусами и мониторинга переносчиков инфекции в Новом Южном Уэльсе . Программа наблюдения за арбовирусами и комаров в Новом Южном Уэльсе . Проверено 5 июня 2010 года . Обратите внимание, что «Ochlerotatus vigilax» до 2000 года был известен как «Aedes vigilax».
  17. ^ Doherty RL, Карли JG, Best JC (май 1972). «Изоляция вируса реки Росс от человека». Медицинский журнал Австралии . 1 (21): 1083–4. PMID 5040017 . 
  18. ^ Calisher СН (январь 1994). «Важные с медицинской точки зрения арбовирусы США и Канады» . Обзоры клинической микробиологии . 7 (1): 89–116. DOI : 10.1128 / CMR.7.1.89 . PMC 358307 . PMID 8118792 .  
  19. ^ Боутон CR, Hawkes RA, Naim HM (февраль 1988). «Болезнь, вызванная вирусом, похожим на лес Барма в Новом Южном Уэльсе». Медицинский журнал Австралии . 148 (3): 146–7. PMID 2828896 . 
  20. ^ Tsetsarkin K, S Хиггс, McGee CE, De Lamballerie X, Charrel RN, Vanlandingham DL (2006). «Инфекционные клоны вируса Чикунгунья (изолят La Réunion) для исследований компетентности переносчиков». Переносимые переносчики и зоонозы . 6 (4): 325–37. DOI : 10.1089 / vbz.2006.6.325 . PMID 17187566 . 
  21. ^ Lahariya C, Pradhan SK (декабрь 2006). «Появление вируса чикунгунья на Индийском субконтиненте через 32 года: обзор». Журнал переносимых болезней . 43 (4): 151–60. PMID 17175699 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Отчет ICTV Togaviridae
  • Viralzone : Alphavirus
  • Ресурс базы данных и анализа вирусных патогенов (ViPR): Togaviridae
Эта статья включает текст из общественного достояния Pfam и InterPro : IPR000936
Эта статья включает текст из общественного достояния Pfam и InterPro : IPR002533
Эта статья включает текст из общественного достояния Pfam и InterPro : IPR002548