Вирус иммунодефицита кошек ( FIV ) — это лентивирус , поражающий кошек во всем мире, при этом им инфицировано от 2,5% до 4,4% [1] [2] кошек .
FIV был впервые выделен в 1986 году Нильсом С. Педерсеном и Джанет К. Ямамото в Школе ветеринарной медицины Калифорнийского университета в Дэвисе в колонии кошек с высокой распространенностью оппортунистических инфекций и дегенеративных состояний и первоначально назывался кошачьим Т-лимфотропным вирусом. [3] С тех пор он был выявлен у домашних кошек . [4] Было высказано предположение, что FIV возник в Африке и с тех пор распространился на виды кошек по всему миру.
ВИК ставит под угрозу иммунную систему кошек, заражая многие типы клеток, включая CD4+ и CD8+ Т- лимфоциты , В-лимфоциты и макрофаги . Кошки хорошо переносят FIV, но в конечном итоге могут привести к ослаблению иммунной системы у кошек-хозяев из-за заражения и истощения Т-хелперных (CD4+) клеток.
FIV и ВИЧ являются лентивирусами . Однако люди не могут заразиться ВИК, а кошки не могут заразиться ВИЧ. ВИК передается в основном через глубокие укусы, когда вирус, присутствующий в слюне инфицированной кошки, попадает в ткани тела другой кошки. FIV-положительные кошки могут пользоваться одним и тем же туалетным лотком с низким риском передачи заболевания. Бдительный владелец домашнего животного, который лечит вторичные инфекции, может позволить инфицированной кошке прожить достаточно долгую жизнь. Вероятность того, что кошка, инфицированная FIV, передаст вирус другим кошкам в доме, невелика, если только между кошками не происходит драк или нет ран, которые могут привести к проникновению вируса от инфицированной кошки к неинфицированной кошке.
Новорожденные котята могут давать положительный результат на срок до шести месяцев, а у большинства после этого тесты постепенно становятся отрицательными. Считается, что это связано с антителами , передаваемыми котятам с молоком матери . Однако эти антитела являются временными, поэтому последующее тестирование будет отрицательным. После того, как они получили прививки против FIV, в будущем они всегда будут иметь положительный результат теста, поскольку различные анализы крови выявляют и показывают антитела, выработавшиеся в ответ на вакцинацию.
FIV известен у других видов кошек и фактически является эндемичным для некоторых крупных диких кошек, таких как африканские львы . По состоянию на 2006 год признаны три основные клады FIV: FIV-Ple (лев), FIV-Fca (домашняя кошка) и FIV-Pco ( пума ). [5] Границы хозяина обычно хорошо сохраняются из-за ограниченного количества типов ферментов APOBEC3 , которые вирусный фактор инфекционности может нейтрализовать. [6]
В США не достигнут консенсус относительно необходимости усыпления кошек, инфицированных FIV. Американская ассоциация практикующих кошек (организация в Соединенных Штатах), а также многие организации, занимающиеся дикими кошками , не рекомендуют усыплять FIV-положительных кошек или даже тратить средства на тестирование на вирус. [7]
Вирус проникает в клетки -хозяева посредством взаимодействия гликопротеинов его собственной оболочки с поверхностными рецепторами клеток-мишеней . Во-первых, гликопротеин SU связывается с CD134 , рецептором клетки-хозяина. Это первоначальное связывание изменяет форму белка SU на такую, которая облегчает взаимодействие между SU и хемокиновым рецептором CXCR4 . [8] Это взаимодействие приводит к слиянию вирусных и клеточных мембран , позволяя перенести вирусную РНК в цитоплазму , где она подвергается обратной транскрипции и интегрируется в клеточный геном посредством негомологичной рекомбинации . После интеграции в геном клетки-хозяина вирус может находиться в состоянии покоя на бессимптомной стадии в течение длительных периодов времени, не обнаруживаясь иммунной системой, или может вызывать лизис клетки. [9] [10]
CD134 преимущественно обнаруживается на активированных Т-клетках и связывается с лигандом OX40 , вызывая стимуляцию, пролиферацию, активацию и апоптоз Т-клеток (3). Это приводит к значительному уменьшению количества клеток, которые играют решающую роль в иммунной системе. Низкий уровень CD4+ и других пораженных клеток иммунной системы делает кошку восприимчивой к оппортунистическим заболеваниям, когда болезнь прогрессирует до синдрома приобретенного иммунодефицита кошек (FСПИД). [11]
Основной путь передачи – через глубокие укусы, при которых слюна инфицированной кошки попадает в ткани другой кошки. FIV также может передаваться от беременных женщин их потомству внутриутробно; однако эта вертикальная передача считается относительно редкой из-за небольшого количества котят и подростков, инфицированных FIV. [12] [11] Это отличается от FeLV , который может передаваться при более случайных, неагрессивных контактах, таких как взаимный уход и совместное использование мисок с едой. [ нужна цитата ]
Факторы риска заражения включают мужской пол, взрослый возраст и доступ на улицу. Одно тематическое исследование, проведенное в Сан-Паулу, показало, что 75% кошек, инфицированных FIV, были самцами. Более высокий уровень заражения у самцов, чем у самок, происходит из-за того, что самцы, защищающие свою территорию, чаще кусают самцов. [10]
FIV проходит те же стадии, что и ВИЧ. Начальная стадия, или острая фаза, сопровождается легкими симптомами, такими как вялость , анорексия , лихорадка и лимфаденопатия (опухоль лимфатических узлов ). [11] Эта начальная стадия довольно короткая, за ней следует бессимптомная стадия. Здесь кошка не проявляет заметных симптомов в течение разного периода времени. Некоторые кошки остаются в этой латентной стадии всего несколько месяцев, но у некоторых она может длиться годами. Факторы, влияющие на продолжительность бессимптомной стадии, включают патогенность инфекционного вируса и подтипа FIV (A–E), возраст кошки и воздействие других патогенов. Наконец, кошка переходит в заключительную стадию (известную как стадия синдрома приобретенного иммунодефицита кошек (FСПИД)), на которой кошка чрезвычайно восприимчива к вторичным заболеваниям, которые неизбежно являются причиной смерти. [10]
Ветеринары проверят историю болезни кошки , поищут клинические признаки и, возможно, проведут анализ крови на антитела к FIV . FIV поражает 2–3% кошек в США, и тестирование легко доступно. Это тестирование выявляет кошек, несущих антитела к FIV, но не выявляет сам вирус. [ нужна цитата ]
«Ложноположительные результаты» возникают, когда кошка является носителем антитела (которое безвредно), но не является носителем вируса. Чаще всего это происходит при тестировании котят после приема антител из материнского молока ( пассивный иммунитет ) и при тестировании кошек, ранее вакцинированных против FIV ( активный иммунитет ). По этой причине тестированию не подвергаются ни котята в возрасте до восьми недель, ни кошки, ранее вакцинированные. Котята и молодые кошки с положительным результатом теста на антитела к FIV через пассивный иммунитет в более позднем возрасте дают отрицательный результат из-за серореверсии , при условии, что они никогда не были инфицированы FIV и никогда не были иммунизированы вакциной против FIV. [ нужна цитата ]
Кошки, которые были вакцинированы, будут иметь положительный результат на антитела к FIV на всю оставшуюся жизнь из-за сероконверсии , даже если они не инфицированы. Таким образом, тестирование бездомных или приемных кошек не дает результатов, поскольку невозможно узнать, были ли они вакцинированы в прошлом. По этим причинам положительный результат теста на антитела к FIV сам по себе никогда не должен использоваться в качестве критерия эвтаназии . [13]
Анализы можно провести в кабинете ветеринара, результаты будут получены за считанные минуты, что позволяет быстро получить консультацию. Раннее выявление помогает сохранить здоровье кошки и предотвращает распространение инфекции на других кошек. При правильном уходе инфицированные кошки могут прожить долгую и здоровую жизнь. [ нужна цитата ]
В 2006 году Министерство сельского хозяйства США выдало условную лицензию на новый лечебный препарат под названием « Иммуномодулятор Т-клеток лимфоцитов» (LTCI). [14] Иммуномодулятор Т-клеток лимфоцитов производится и распространяется исключительно компанией T-Cyte Therapeutics, Inc. [15]
Иммуномодулятор лимфоцитов Т-клеток предназначен для лечения кошек, инфицированных вирусом лейкоза кошек (FeLV) и/или вирусом иммунодефицита кошек (FIV), а также сопутствующими симптомами анемии ( снижение способности переносить кислород в крови), оппортунистическая инфекция , лимфоцитопения , гранулоцитопения или тромбоцитопения (низкий уровень лимфоцитов , гранулоцитов и тромбоцитов соответственно, первые два относятся к типам лейкоцитов ). Отсутствие каких-либо побочных эффектов у нескольких видов животных позволяет предположить, что продукт имеет очень низкий профиль токсичности. [ нужна цитата ]
Иммуномодулятор Т-клеток лимфоцитов является мощным регулятором продукции и функции лимфоцитов CD-4. [16] Было показано, что он увеличивает количество лимфоцитов и выработку интерлейкина 2 у животных. [17] Это одноцепочечный полипептид и сильно катионный гликопротеин, очищаемый катионообменной смолой . Очистка белка из супернатантов стромальных клеток бычьего происхождения дает практически гомогенный фактор, не содержащий посторонних материалов. Бычий белок гомологичен белкам других видов млекопитающих и представляет собой гомогенный гликопротеин массой 50 кДа с изоэлектрической точкой 6,5. Белок готовят в виде лиофилизированной ( лиофилизированной ) дозы в 1 микрограмм . При разведении в стерильном разбавителе получается раствор для подкожных инъекций . [ нужна цитата ]
Как и в случае с ВИЧ, разработка эффективной вакцины против FIV затруднена из-за большого количества разновидностей вирусных штаммов и различий между ними . «Одноштаммовые» вакцины, т.е. вакцины, которые защищают только от одного варианта вируса, уже продемонстрировали хорошую эффективность против гомологичных штаммов FIV. Вакцина двойного подтипа против FIV, выпущенная в 2002 году, под названием Fel-O-Vax, позволила иммунизировать кошек против большего количества штаммов FIV. Он был разработан с использованием инактивированных изолятов двух из пяти подтипов (или клад ) FIV: A Petaluma и D Shizuoka. [18] Было показано, что вакцина умеренно защищает (82% кошек были защищены) от FIV подтипа А, [19] , но более позднее исследование показало, что она не обеспечивает защиты от подтипа А. [20] Она показала 100% эффективность. против двух разных штаммов FIV подтипа B. [21] [22] Вакцинация приведет к тому, что кошки будут иметь положительные результаты тестов на FIV, что затрудняет диагностику. По этим причинам вакцина считается «неосновной», и решение о вакцинации должно приниматься после обсуждения с ветеринаром и рассмотрения рисков и эффективности. [23]
FIV имеет структуру, аналогичную лентивирусам приматов и копытных. Вирион имеет диаметр от 80 до 100 нанометров и плеоморфен . Вирусная оболочка также имеет небольшие выступы на поверхности, размером 8 нм, которые равномерно покрывают поверхность. [9]
Геном вируса FIV диплоидный. Он состоит из двух идентичных одноцепочечных РНК, в каждом случае около 9400 нуклеотидов, находящихся в плюс-цепочечной ориентации. Он имеет типичную геномную структуру ретровирусов и включает гены LTR, vif , pol , gag , orfA , env и rev . [24] [25] [26] Полипротеин Gag расщепляется на белки матрикса (MA), капсида (CA) и нуклеокапсида (NC). Расщепление между CA и NC высвобождает пептид из девяти аминокислот, а расщепление на С-конце NC высвобождает фрагмент массой 2 кДа (p2). Полипротеин Pol транслируется посредством сдвига рамки рибосомы, что характерно для ВИЧ. Расщепление Pol вирусной протеазой высвобождает саму протеазу (PR), обратную транскриптазу (RT), дезоксиуридинтрифосфатазу (dUTPase или DU) и интегразу (IN). Полипротеин Env состоит из лидерного пептида (L), поверхностного (SU) и трансмембранного (ТМ) гликопротеинов. Как и другие лентивирусы, геном FIV кодирует дополнительные короткие открытые рамки считывания (ORF), кодирующие белки Vif и Rev. Дополнительная короткая ORF, называемая orfA (также известная как orf2 ), предшествует гену env . Функция OrfA в репликации вируса неясна, однако продукт, кодируемый orfA, может проявлять многие атрибуты продуктов дополнительных генов ВИЧ-1, таких как Vpr, Vpu или Nef. [ нужна цитата ]
Среди этих подтипов генетические последовательности в основном консервативны; однако между видоспецифичными подтипами FIV существуют широкие генетические различия. Из генома FIV Pol является наиболее консервативным среди штаммов FIV наряду с gag . Напротив, env , vif , orfa и rev являются наименее консервативными и демонстрируют наибольшее генетическое разнообразие среди штаммов FIV. [27]
Капсидный белок, полученный из полипротеина Gag, собирается в вирусное ядро (белковую оболочку вируса), а матричный белок, также полученный из Gag, образует оболочку непосредственно внутри липидного бислоя. Полипротеин Env кодирует поверхностный гликопротеин (SU) и трансмембранный гликопротеин (TM). Гликопротеины как SU, так и TM сильно гликозилированы, что, по мнению ученых, может маскировать эпитопы B-клеток гликопротеина Env, придавая вирусу устойчивость к вируснейтрализующим антителам. [9]
Как и ВИЧ-1, FIV был преобразован в вирусный вектор для генной терапии. [28] Как и другие лентивирусные векторы, векторы FIV интегрируются в хромосому клетки-хозяина, где они могут генерировать долгосрочную стабильную экспрессию трансгена. Кроме того, векторы можно использовать на делящихся и неделящихся клетках. [28] [29] Векторы FIV потенциально могут быть использованы для лечения неврологических расстройств, таких как болезнь Паркинсона , и уже используются для передачи РНКи, которые могут найти применение в качестве генной терапии рака. [30]
Точное происхождение и появление FIV у кошачьих неизвестны; однако исследования филогенетики вирусов, видообразования кошачьих и возникновения FIV указывают на происхождение вируса из Африки. Анализ филогенетики вирусов показывает филогенетические деревья с филогенетическим паттерном звездообразования, который обычно демонстрируется вирусами, появившимися недавно с быстрой эволюцией. [31] Однако различия в топологии, длине ветвей, высокая генетическая дивергенция позволяют предположить более древнее происхождение видов кошачьих. Записи окаменелостей показывают, что современные кошачьи произошли от общего предка в Азии примерно 10,8 миллиона лет назад, и с тех пор тридцать восемь видов из восьми различных эволюционных линий распространились и успешно заселили все континенты, кроме Антарктиды. [24] Несмотря на происхождение кошачьих в Азии, FIV отсутствует у видов кошачьих в Азии, за исключением монгольского манула; однако FIV является высокоэндемичным в Африке: четыре из пяти кошачьих имеют серопозитивные результаты ПЦР. [32] Из-за широкого распространения и межвидовой дивергенции штаммов FIV в Африке предполагается, что FIV возник в Африке, прежде чем распространиться по всему миру. Высокое генетическое разнообразие и дивергенция между штаммами FIV у африканских видов кошачьих и присутствие FIV-Ccr гиены согласуются с длительным временем существования, что приводит к увеличению возможностей межвидовой передачи между видами. Кроме того, лентивирусы также высокоэндемичны в Африке, заражая не только кошачьих, но также приматов и виды копытных. Это указывает на происхождение всех лентивирусов и подтверждает происхождение FIV в Африке; однако необходимы дальнейшие исследования. [33] [34]
Распространение FIV из Африки могло произойти во время двух точек миграции кошачьих. Самая ранняя миграция через Берингов пролив в Северную Америку произошла примерно 4,5 миллиона лет назад в период низкого уровня моря. [35] Ранние кошачьи в Северной Америке произошли от семи видов линии оцелотов, двух видов линии пумы и четырех современных видов рыси. [36] Самая последняя миграция азиатских львов и ягуаров через Евразию в Северную и Южную Америку произошла во время плиоцена/раннего плейстоцена. [35] Эти миграционные события увеличили возможности передачи FIV среди кошачьих и привели к распространению инфекций среди видов кошачьих во всем мире. [ нужна цитата ]
Сравнение подтипов FIV иллюстрирует быструю эволюцию и подчеркивает расхождение штаммов FIV. FIV-Pco, специфичный для американских пум, имеет два сильно различающихся подтипа. [37] Несколько исследований продемонстрировали, что подтипы A и B имеют большую длину ветвей и низкое географическое сходство, что указывает на возможность двух отдельных интродукций FIV в популяции в сочетании с длительным временем пребывания. [37] В позднем плейстоцене пумы стали жертвой ледникового периода, вымерли в Северной Америке, за исключением небольшой инбредной популяции во Флориде, и вновь появились только 10-12 000 лет назад. [35] [38] Филогенетический анализ штаммов FIV-Pco в Центральной, Южной и Северной Америке показывает, что штаммы Центральной и Южной Америки более тесно связаны с североамериканскими штаммами, чем друг с другом. [37] [39] Это предполагает, что FIV-Pco уже присутствовал у южноамериканских пум, которые вновь заселили Северную Америку. [39] У африканских львов FIV-Ple разделился на шесть подтипов AF, которые в некоторой степени демонстрируют отчетливую географическую эндемичность. [40] Примерно 2 миллиона лет назад африканские львы возникли и рассеялись по Африке, Азии, Северной, Центральной и Южной Америке. Современные львы в настоящее время обитают только на африканском континенте, за исключением небольшой популяции в Индии. [35] Не существует документально подтвержденной связи с FIV, но серологическая распространенность в популяциях львов, находящихся на свободном выгуле, оценивается примерно в 90%. [41] Филогенетический анализ подтипов A, B и C FIV-Ple показывает высокое внутри- и межиндивидуальное генетическое разнообразие и дивергенцию последовательностей, сравнимую с генетическими различиями со штаммами других видов Felidae. [25] Эти результаты показывают, что эти штаммы развились в географически отдаленных популяциях львов; однако недавнее появление этих штаммов в популяциях национального парка Серенгети предполагает недавнюю конвергенцию в одной и той же популяции. [ нужна цитата ]
У домашних кошек FIV-Fca является патогенным и может привести к симптомам СПИДа и последующей смерти кошек. Филогенетический анализ показывает, что FIV представляет собой монофилетическую ветвь, которая разделяется на три подтипа A, B и C. [27] Домашние кошки возникли позже, чем другие виды кошачьих, примерно 10 000 лет назад из подвида дикой кошки Felis silvestris , населявшего Восточную Азию. Генетический анализ указывает на более низкое генетическое разнообразие FIV у домашней кошки по сравнению с дикими видами Felidae, более высокие темпы эволюции и более высокие показатели смертности по сравнению с FIV-Ple и FIV-Pco. [42] Это говорит о том, что появление FIV у домашних кошек произошло недавно, поскольку недавно появившиеся вирусы, как правило, имеют более высокие темпы эволюции с незначительной коадаптацией между вирусом и новыми видами хозяев или практически без нее. [27] Кроме того, исследования серологической распространенности показывают, что у кошек-компаньонов частота встречаемости составляет 4–12%, в то время как у диких кошек распространенность составляет 8–19%, что намного ниже по сравнению с дикими видами кошачьих, что подтверждает гипотезу о недавнем появлении FIV у этого вида. [43] [44]
FIV и вирус лейкоза кошек (FeLV) иногда путают друг с другом, хотя вирусы во многом различаются. Хотя оба они принадлежат к одному и тому же подсемейству ретровирусов (орторетровирины), их классифицируют в разные роды (FeLV — гамма-ретровирус, а FIV — лентивирус, подобный ВИЧ-1). Их форма совершенно различна: FeLV более круглая, а FIV — удлиненная. Эти два вируса также весьма различны генетически, а их белковые оболочки различаются по размеру и составу. Хотя многие заболевания, вызываемые FeLV и FIV, схожи, конкретные пути их возникновения на самом деле различаются. Кроме того, хотя вирус кошачьего лейкоза может вызывать симптоматическое заболевание у инфицированной кошки, кошка, инфицированная FIV, может оставаться совершенно бессимптомной на протяжении всей своей жизни. [ нужна цитата ]