stringtranslate.com

Вирусы парагриппа человека

Вирусы парагриппа человека ( HPIV ) — это вирусы, вызывающие парагрипп у человека . HPIV — это парафилетическая группа из четырех отдельных одноцепочечных РНК- вирусов, принадлежащих к семейству Paramyxoviridae . Эти вирусы тесно связаны как с человеческими, так и с ветеринарными заболеваниями. [2] Вирионы имеют размер приблизительно 150–250 нм и содержат отрицательно-полярную РНК с геномом, охватывающим около 15 000 нуклеотидов . [3]

Тример гликопротеина слияния, вирус парагриппа человека 3 (HPIV3).

Вирусы можно обнаружить с помощью клеточной культуры , иммунофлуоресцентной микроскопии и ПЦР . [4] HPIV остаются второй основной причиной госпитализации детей в возрасте до 5 лет по поводу респираторных заболеваний (только респираторно-синцитиальный вирус (RSV) вызывает больше госпитализаций по поводу респираторных заболеваний в этой возрастной группе). [5]

Классификация

Первый HPIV был обнаружен в конце 1950-х годов. Таксономическое разделение в целом основано на антигенных и генетических характеристиках, образуя четыре основных серотипа или клады , которые сегодня считаются отдельными вирусами. [6] К ним относятся:

HPIV принадлежат к двум родам: Respirovirus (HPIV-1 и HPIV-3) и Rubulavirus (HPIV-2 и HPIV-4). [3]

Вирусная структура и организация

HPIV характеризуются тем, что производят вирионы с оболочкой и содержат одноцепочечную отрицательно-полярную РНК . [3] Также сообщалось, что неинфекционные вирионы содержат РНК с положительной полярностью. [3] Геномы HPIV имеют длину около 15 000 нуклеотидов и кодируют шесть ключевых структурных белков . [3]

Структурная последовательность генов HPIV выглядит следующим образом: 3′-NP-PMF-HN-L-5′ (префиксы белков и дополнительная информация приведены в таблице ниже) [7] .

С появлением обратной генетики было обнаружено, что наиболее эффективные вирусы парагриппа человека (с точки зрения репликации и транскрипции) имеют общее количество нуклеотидов генома , делящееся на число 6. Это привело к появлению « правила шести ». Были обнаружены исключения из правила, и его точные преимущества до конца не изучены. [8]

Электрофорез показал, что молекулярная масса белков четырех HPIV одинакова (за исключением фосфопротеина , который демонстрирует значительные различия). [3] [9]

Проникновение и репликация вируса

Репликация вируса начинается только после успешного проникновения в клетку путем прикрепления и слияния вируса с липидной мембраной клетки-хозяина . Вирусная РНК ( вРНК ) изначально связана с нуклеопротеином (NP), фосфопротеином (P) и большим белком (L). Гемагглютинин - нейраминидаза (HN) участвует в прикреплении вируса и, таким образом, в гемадсорбции и гемагглютинации . Кроме того, белок слияния (F) важен для содействия слиянию клеточных мембран хозяина и вируса, в конечном итоге образуя синцитий . [10]

Первоначально белок F находится в неактивной форме (F 0 ), но может быть расщеплен протеолизом с образованием его активной формы, F 1 и F 2 , связанных дисульфидными связями. После завершения этого следует проникновение нуклеокапсида HPIV в цитоплазму клетки. Впоследствии происходит геномная транскрипция с использованием собственной вирусной «вирусной РНК-зависимой РНК-полимеразы » (белок L). Собственные рибосомы клетки затем выполняют задачу трансляции , образуя вирусные белки из вирусной мРНК . [10]

Ближе к концу процесса (после формирования вирусных белков) происходит репликация вирусного генома. Первоначально это происходит с образованием положительной РНК (промежуточный этап, необходимый для получения потомства), и, наконец, образуется отрицательно полярная РНК , которая затем связывается с нуклеопротеином . Затем она может быть либо упакована и высвобождается из клетки путем почкования, либо использована для последующих раундов транскрипции и репликации. [11]

Наблюдаемые и морфологические изменения, которые можно увидеть в инфицированных клетках, включают увеличение цитоплазмы , снижение митотической активности и «очаговое округление» с потенциальным образованием многоядерных клеток (синцитий). [12]

Патогенность HPIVs взаимно зависит от наличия у вирусов правильных дополнительных белков, которые способны вызывать антиинтерфероновые свойства . Это является основным фактором клинической значимости заболевания. [11]

Диапазон хостов

Основным хозяином остается человек. Однако инфекции были вызваны и у других животных (как в естественных, так и в экспериментальных ситуациях), хотя они всегда были бессимптомными . [13]

Клиническое значение

По оценкам, только в Соединенных Штатах ежегодно 5 миллионов детей заболевают инфекциями нижних дыхательных путей (ИНДП). [14] HPIV-1, HPIV-2 и HPIV-3 связаны с примерно третью часть этих инфекций. [15] Инфекции верхних дыхательных путей (ИВДП) также важны в контексте HPIV, однако они вызываются вирусом в меньшей степени. [16] Самые высокие показатели серьезных заболеваний HPIV наблюдаются среди маленьких детей, и исследования показали, что около 75% детей в возрасте 5 лет и старше имеют антитела к HPIV-1. [ необходима цитата ]

По оценкам, у младенцев и маленьких детей примерно у 25% разовьется «клинически значимое заболевание» [17] .

Повторное заражение в течение жизни хозяина не является редкостью, а симптомы последующих вспышек включают заболевания верхних дыхательных путей , такие как простуда и боль в горле. [3] Инкубационный период для всех четырех серотипов составляет от 1 до 7 дней. [18] У людей с ослабленным иммунитетом инфекции вируса парагриппа могут вызвать тяжелую пневмонию , которая может быть фатальной. [19]

HPIV-1 и HPIV-2, как было показано, являются основными возбудителями крупа ( ларинготрахеобронхита ), вирусного заболевания верхних дыхательных путей, которое в основном вызывает проблемы у детей в возрасте 6–48 месяцев. [20] [21] Двухгодичные эпидемии, начинающиеся осенью, связаны как с HPIV-1, так и с -2; однако HPIV-2 также может иметь ежегодные вспышки. [14] Кроме того, HPIV-1 имеет тенденцию вызывать двухгодичные вспышки крупа осенью. В Соединенных Штатах в настоящее время большие пики происходят в нечетные годы. [ необходима цитата ]

HPIV-3 тесно связан с бронхиолитом и пневмонией и в основном поражает детей в возрасте до 1 года. [22]

HPIV-4 по-прежнему редко обнаруживается. Сейчас считается, что он более распространен, чем считалось ранее, но с меньшей вероятностью вызывает тяжелое заболевание. К 10 годам большинство детей серопозитивны по HPIV-4-инфекции — это может быть показателем большой доли бессимптомных или легких инфекций. [3]

У людей с ослабленным иммунитетом риск заражения и смертности выше, и они могут заболеть более тяжелыми формами LRI. [13] Известны связи между HPIV и неврологическими заболеваниями . Например, госпитализация с определенными HPIV имеет сильную связь с фебрильными судорогами . [23] HPIV-4b имеет самую сильную связь (до 62%) [ неопределенно ], за ним следуют HPIV-3 и -1. [3]

HPIV также связаны с редкими случаями вирусного менингита [24] и синдрома Гийена-Барре . [12]

HPIV передаются от человека к человеку (т. е. горизонтальная передача ) при контакте с инфицированными выделениями в респираторных каплях или загрязненными поверхностями или предметами . Инфекция может произойти, когда инфекционный материал контактирует со слизистыми оболочками глаз, рта или носа, а также, возможно, через вдыхание капель, образующихся при чихании или кашле. HPIV могут оставаться заразными в воздушно-капельных каплях более часа. [ необходима цитата ]

Воспаление дыхательных путей

Воспаление дыхательных путей является распространенным признаком инфекции HPIV. Считается, что это происходит из-за крупномасштабной активации воспалительных цитокинов . Распространенные цитокины, которые, как наблюдалось, активируются, включают IFN–α , различные интерлейкины (например, IL–2 , IL-6 ) и TNF–α . Различные хемокины и воспалительные белки также считаются связанными с распространенными симптомами инфекции HPIV. [12]

Последние данные свидетельствуют о том, что специфический для вируса иммуноглобулин E может быть ответственным за крупномасштабное высвобождение гистамина в трахее , которое, как полагают, вызывает круп . [12] [25]

Иммунология

Первичной защитой организма от инфекции HPIV является адаптивный иммунитет , включающий как гуморальный , так и клеточный иммунитет . При гуморальном иммунитете антитела, связывающиеся с поверхностными вирусными белками HN и F, защищают от более поздней инфекции. [26] Пациенты с дефектным клеточным иммунитетом также испытывают более тяжелую инфекцию, что позволяет предположить, что Т-клетки играют важную роль в устранении инфекции. [12]

Диагноз

Диагностику можно проводить несколькими способами, включающими ряд многогранных методик: [4]

Из-за сходства антигенного профиля между вирусами часто используются процессы гемагглютинации (HA) или торможения гемадсорбции (HAdI). Оба метода – связывание комплемента , нейтрализация и иммуноферментный анализ – ELISA – также могут использоваться для помощи в процессе различения вирусных серотипов . [3]

Заболеваемость и смертность

Смертность от HPIV в развитых регионах мира остается редкой. Там, где смертность имела место, она в основном наблюдалась в трех основных группах риска (очень молодые, пожилые и с ослабленным иммунитетом ). Долгосрочные изменения, однако, могут быть связаны с ремоделированием дыхательных путей и считаются существенной причиной заболеваемости. [27] Точные связи между HPIV и такими заболеваниями, как хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), все еще изучаются. [28]

В развивающихся регионах мира дети дошкольного возраста остаются самой высокой группой риска смертности. Смертность может быть следствием первичной вирусной инфекции или вторичных проблем, таких как бактериальная инфекция. Предрасположенности, такие как недоедание и другие дефициты, могут еще больше повысить вероятность смертности, связанной с инфекцией. [12]

В целом, LRI являются причиной приблизительно 25–30% всех случаев смерти детей дошкольного возраста в развивающихся странах. HPIV, как полагают, связаны с 10% всех случаев LRI, таким образом оставаясь значительной причиной смертности. [12]

Факторы риска

Было предложено множество факторов, связанных с более высоким риском заражения инфекцией, включая недоедание , дефицит витамина А , отсутствие грудного вскармливания на ранних этапах жизни, загрязнение окружающей среды и перенаселенность. [29]

Профилактика

Несмотря на десятилетия исследований, вакцины в настоящее время не существует. [30]

Однако рекомбинантная технология использовалась для создания вакцин против HPIV-1, -2 и -3 и приняла форму нескольких живых аттенуированных интраназальных вакцин. В частности, две вакцины оказались иммуногенными и хорошо переносимыми против HPIV-3 в испытаниях фазы I. Кандидаты на вакцины против HPIV-1 и -2 остаются менее продвинутыми. [17]

Методы вакцинации, которые использовались против HPIV, не ограничиваются интраназальными формами, но также вирусами, ослабленными холодовым пассажем, ослаблением в диапазоне хозяев, химерными конструктными вакцинами, а также введением мутаций с помощью обратной генетики для достижения ослабления. [31]

Материнские антитела могут обеспечивать некоторую степень защиты от HPIV на ранних этапах жизни через молозиво в грудном молоке. [32]

Медикамент

Рибавирин — это один из препаратов, показавший хороший потенциал для лечения HPIV-3, согласно последним тестам in vitro ( тесты in vivo показывают неоднозначные результаты). [12] Рибавирин — это противовирусный препарат широкого спектра действия , и с 2012 года его назначали тем, у кого сильно ослаблен иммунитет , несмотря на отсутствие убедительных доказательств его пользы. [12] Для облегчения симптомов инфекции также предлагались ингибиторы белка и новые формы лекарств. [13]

Кроме того, антибиотики могут быть использованы, если развивается вторичная бактериальная инфекция. Лечение кортикостероидами и небулайзеры также являются выбором первой линии против крупа , если возникают трудности с дыханием. [12]

Взаимодействие с окружающей средой

Вирусы парагриппа живут всего несколько часов в окружающей среде и инактивируются мылом и водой. Кроме того, вирус можно легко уничтожить, используя обычные методы гигиены и моющие средства, дезинфицирующие средства и антисептики. [4]

Факторы окружающей среды, которые важны для выживания HPIV, это pH , влажность , температура и среда , в которой находится вирус. Оптимальный pH находится около физиологических значений pH (от 7,4 до 8,0), в то время как при высоких температурах (выше 37 °C) и низкой влажности инфекционность снижается. [33]

Большинство случаев передачи связано с тесным контактом, особенно при внутрибольничных инфекциях . Известно, что учреждения по уходу за хроническими больными и врачебные кабинеты также являются «горячими точками» передачи, при этом передача происходит через аэрозоли , крупные капли, а также фомиты (зараженные поверхности). [34]

Точная инфекционная доза остается неизвестной. [13]

Экономическое бремя

В экономически неблагополучных регионах мира инфицирование HPIV можно измерить по уровню смертности. В развитых странах, где смертность остается редкой, можно оценить экономические издержки инфекции. Оценки из США предполагают стоимость (на основе экстраполяции ) в районе 200 миллионов долларов в год. [3]

Ссылки

  1. ^ "Virus Taxonomy: 2018 Release". Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV) . Октябрь 2018 г. Получено 25 января 2019 г.
  2. ^ Vainionpää R, Hyypiä T (апрель 1994 г.). «Биология вирусов парагриппа». Клин. Микробиол. Преподобный . 7 (2): 265–275. дои : 10.1128/CMR.7.2.265. ПМК 358320 . ПМИД  8055470. 
  3. ^ abcdefghijk Henrickson, KJ (апрель 2003 г.). «Вирусы парагриппа». Clinical Microbiology Reviews . 16 (2): 242–264. doi :10.1128/CMR.16.2.242-264.2003. PMC 153148. PMID  12692097 . 
  4. ^ abc "Вирусы парагриппа человека". Центры по контролю и профилактике заболеваний (2011). Архивировано из оригинала 20 марта 2012 года . Получено 21 марта 2012 года .
  5. ^ Шмидт, Александр; Энн Шаап-Натт; Эммален Дж. Бартлетт; Хенрик Шомакер; Джим Буниаратанакорнкит; Рут А. Каррон; Питер Л. Коллинз (1 февраля 2011 г.). «Прогресс в разработке вакцин против вируса парагриппа человека». Expert Review of Respiratory Medicine . 5 (4): 515–526. doi :10.1586/ers.11.32. PMC 3503243. PMID 21859271  . 
  6. ^ Барон, С.; Эндерс, Г. (1996). "Парамиксовирусы". Вирусы парагриппа . Медицинское отделение Техасского университета в Галвестоне. ISBN 9780963117212. PMID  21413341 . Получено 2009-03-15 .
  7. ^ Хант, д-р Маргарет. "ПАРАГРИПП, РЕСПИРАТОРНО-СИНЦИТИАЛЬНЫЕ И АДЕНОВИРУСЫ". Reference.MD . Получено 21 марта 2012 г.
  8. ^ Vulliémoz, D; Roux, L (май 2001 г.). «Правило шести»: как РНК-полимераза вируса Сендай ведет подсчет? Журнал вирусологии . 75 (10): 4506–4518. doi : 10.1128 /JVI.75.10.4506-4518.2001. PMC 114204. PMID  11312321. 
  9. ^ Хенриксон, К. Дж. (2003). «Вирусы парагриппа». Обзоры клинической микробиологии . 16 (2): 242–264. doi :10.1128/CMR.16.2.242-264.2003. PMC 153148. PMID  12692097 . 
  10. ^ ab Moscona, A (июль 2005 г.). «Проникновение вируса парагриппа в клетки как цель для прерывания респираторных заболеваний у детей». Журнал клинических исследований . 115 (7): 1688–1698. doi :10.1172/JCI25669. PMC 1159152. PMID  16007245 . 
  11. ^ ab Chambers R, Takimoto T (2011). "Вирусы парагриппа". Энциклопедия наук о жизни . Wiley. doi :10.1002/9780470015902.a0001078.pub3. ISBN 978-0470016176. {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
  12. ^ abcdefghij "Вирус парагриппа: Эпидемиология". eMedicine . Получено 21 марта 2012 г.
  13. ^ abcd "ВИРУС ПАРАГРИППА ЧЕЛОВЕКА". Агентство общественного здравоохранения Канады. 2011-04-19 . Получено 21 марта 2012 г.
  14. ^ ab Henrickson, KJ; Kuhn, SM; Savatski, LL (май 1994). «Эпидемиология и стоимость заражения вирусом парагриппа человека типов 1 и 2 у детей младшего возраста». Клинические инфекционные заболевания . 18 (5): 770–9. doi :10.1093/clinids/18.5.770. PMID  8075269.
  15. ^ Денни, Ф. У.; Клайд ВА, младший (май 1986 г.). «Острые инфекции нижних дыхательных путей у негоспитализированных детей». Журнал педиатрии . 108 (5 Pt 1): 635–46. doi :10.1016/S0022-3476(86)81034-4. PMID  3009769.
  16. ^ "Острые респираторные инфекции". ВОЗ. Архивировано из оригинала 24 марта 2006 г. Получено 21 марта 2012 г.
  17. ^ ab Дурбин, AP; Каррон, RA (15 декабря 2003 г.). «Прогресс в разработке вакцин против респираторно-синцитиального вируса и вируса парагриппа». Клинические инфекционные заболевания . 37 (12): 1668–1677. doi :10.1086/379775. PMID  14689350. S2CID  41967381.
  18. ^ "Общая информация: вирусы парагриппа человека". Агентство по охране здоровья. 27 августа 2008 г. Получено 21 марта 2012 г.
  19. ^ Sable CA, Hayden FG (декабрь 1995 г.). «Ортомиксовирусные и парамиксовирусные инфекции у пациентов после трансплантации». Infect. Dis. Clin. North Am . 9 (4): 987–1003. doi :10.1016/S0891-5520(20)30712-1. PMID  8747776.
  20. ^ "CDC - Вирусы парагриппа человека: простуда и круп". Архивировано из оригинала 2009-03-03 . Получено 2009-03-15 .
  21. ^ "Croup Background". Ссылка Medscape . Получено 21 марта 2012 г.
  22. ^ "Обзор вируса парагриппа". Medscape . Получено 21 марта 2012 г.
  23. ^ Стивен Б. Гринберг; Роберт Л. Атмар. «Вирусы парагриппа — новая эпидемиология и разработки вакцин». Touch Infectious Disease. Архивировано из оригинала 21 февраля 2020 г. Получено 21 марта 2012 г.
  24. ^ Arguedas, A; Stutman, HR; Blanding, JG (март 1990). «Менингит парагриппа 3-го типа. Отчет о двух случаях и обзор литературы». Clinical Pediatrics . 29 (3): 175–178. doi :10.1177/000992289002900307. PMID  2155085. S2CID  25043753.
  25. ^ "Вирусы парагриппа человека (HPIV) и другие вирусы парагриппа: история, патофизиология, этиология". 17 октября 2021 г. Получено 18 марта 2023 г.
  26. ^ Бранш, Анджела; Фолси, Энн (2016-08-03). «Инфекция вируса парагриппа». Семинары по респираторной и интенсивной терапии . 37 (4): 538–554. doi :10.1055/s-0036-1584798. ISSN  1069-3424. PMC 7171724. PMID 27486735  . 
  27. ^ Димопулос, Г; Лерику, М; Циодрас, С; Храниоти, А; Перрос, Э; Анагностопулу, У; Армаганидис, А; Каракитсос, П. (февраль 2012 г.). «Вирусная эпидемиология острых обострений хронической обструктивной болезни легких». Легочная фармакология и терапия . 25 (1): 12–8. дои :10.1016/j.pupt.2011.08.004. ПМК 7110842 . ПМИД  21983132. 
  28. ^ Бекхэм, Дж. Д.; Кадена, А.; Лин, Дж.; Пьедра, ПА.; Глезен, ВП.; Гринберг, С. Б.; Атмар, Р. Л. (май 2005 г.). «Респираторные вирусные инфекции у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких». Журнал инфекций . 50 (4): 322–30. doi :10.1016/j.jinf.2004.07.011. PMC 7132437. PMID 15845430  . 
  29. ^ Берман, С. (май–июнь 1991 г.). «Эпидемиология острых респираторных инфекций у детей развивающихся стран». Reviews of Infectious Diseases . 13 (Suppl 6): S454–62. doi :10.1093/clinids/13.supplement_6.s454. PMID  1862276.
  30. ^ Sato M, Wright PF (октябрь 2008 г.). «Текущее состояние вакцин против инфекций, вызванных вирусом парагриппа». Pediatr. Infect. Dis. J . 27 (10 Suppl): S123–5. doi : 10.1097/INF.0b013e318168b76f . PMID  18820572.
  31. ^ "Вирусы парагриппа". eLS . Получено 21 марта 2012 г.
  32. ^ "Определение вируса парагриппа человека". MedicineNet. Архивировано из оригинала 5 января 2012 года . Получено 21 марта 2012 года .
  33. ^ HAMBLING, MH (декабрь 1964). «Выживание респираторно-синцитиального вируса при хранении в различных условиях». British Journal of Experimental Pathology . 45 (6): 647–55. PMC 2093680. PMID  14245166 . 
  34. ^ "Простуда, круп и вирусы парагриппа человека: симптомы и профилактика". NewsFlu . Получено 21 марта 2012 г.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки