Ортопоксвирусы — род вирусов семейства Poxviridae и подсемейства Chordopoxvirinae . Естественными хозяевами служатпозвоночные, включая млекопитающих и человека, а также членистоногие . В этом роде 12 видов. К заболеваниям, связанным с этим родом, относятся оспа , коровья оспа , конская оспа, верблюжья оспа и оспа обезьян . [1] [2] Наиболее широко известным представителем этого рода является вирус натуральной оспы , вызывающий оспу. К 1977 году он был искоренен во всем мире благодаря использованию вируса коровьей оспы в качестве вакцины. Последний описанный вид — вирус Аляскапокс , впервые выделенный в 2015 году. [3]
Ортопоксвирусы имеют форму кирпича, а размеры вирионов составляют около 200 нм в ширину и 250 нм в длину. [1]
Вирусы-члены имеют линейные двухцепочечные ДНК-геномы длиной около 170–250 т.п.н. [1]
Репликация вируса цитоплазматическая. Проникновение в клетку-хозяина достигается путем прикрепления вирусных белков к гликозаминогликанам хозяина (ГАГ), которые опосредуют клеточный эндоцитоз вируса. Слияние вирусной оболочки с плазматической мембраной высвобождает вирусное ядро в цитоплазму хозяина. Экспрессия генов ранней фазы вирусной РНК-полимеразой начинается через 30 минут после заражения. Вирусное ядро полностью лишено покрытия, поскольку ранняя экспрессия заканчивается, в результате чего вирусный геном высвобождается в цитоплазму. В этот момент экспрессируются промежуточные гены, запускающие репликацию геномной ДНК вирусной ДНК-полимеразой примерно через 100 минут после заражения. Репликация следует модели смещения цепи ДНК. Поздние гены экспрессируются в период от 140 минут до 48 часов после заражения, продуцируя все структурные белки вируса. Сборка вирионов-потомков начинается в цитоплазматических вирусных фабриках, производящих сферическую незрелую частицу. Эта вирусная частица созревает во внутриклеточный зрелый вирион кирпичной формы, который может высвобождаться при лизисе клеток или может приобретать вторую мембрану из аппарата Гольджи и отпочковываться в виде вирионов, покрытых внеклеточной оболочкой. В последнем случае вирион транспортируется к плазматической мембране через микротрубочки. [1]
Естественными хозяевами ортопоксвирусов являются млекопитающие и членистоногие . Вирусы-члены передаются воздушно-капельным, контактным и зоонозным путем . [1]
Некоторые ортопоксвирусы, в том числе вирусы оспы обезьян, коровьей оспы и оспы буйволов , обладают способностью заражать нерезервуарные виды. Другие, такие как вирусы эктромелии и верблюжьей оспы , в высокой степени специфичны для хозяина. Вирус осповакцины, хранящийся в вакцинных институтах и исследовательских лабораториях, имеет очень широкий круг хозяев. Вакцина вакцинного происхождения была обнаружена в дикой природе в Бразилии, где она вызывала инфекции у грызунов, крупного рогатого скота и даже людей. [4] После ликвидации вируса натуральной оспы верблюжья оспа стала одной из наиболее экономически важных инфекций, вызванных ортопоксвирусом , поскольку многие кочевые сообщества, ведущие прожиточный минимум, в значительной степени зависят от верблюдов. [ нужна цитата ]
Род включает следующие виды: [2] [3]
На пути эволюции видов ортопоксвирусов многие гены усечены (но все еще функциональны), фрагментированы или потеряны. Штаммы коровьей оспы, как правило, имеют наиболее интактные гены. Прогнозирование филогении по последовательности или по содержанию генов дает несколько иные результаты: [5]
Некоторые различия между двумя деревьями объясняются процедурой пассажа при получении штаммов коровьей оспы. Модифицированный штамм коровьей оспы Анкара в этом отношении имеет большую потерю генов, связанную с пассажем in vitro , а конская оспа, являющаяся штаммом коровьей оспы, обнаруженным при естественной вспышке, имеет меньшую потерю. [5]
После ликвидации специфического для человека вируса натуральной оспы (оспа) все ортопоксвирусные инфекции человека становятся зоонозами . [6] Оспа обезьян встречается в природе только в Африке, особенно в Демократической Республике Конго . [7] Однако в США произошли случаи заболевания людей и луговых собачек из-за контакта с животными, импортированными из Ганы, [8] , а в мае 2022 года вспышка оспы начала распространяться по всему миру. Коровья оспа встречается только в Европе и соседних с ней государствах России и, несмотря на свое название, у крупного рогатого скота встречается крайне редко. Одним из распространенных хозяев является домашняя кошка, от которой чаще всего заражаются люди. [9] [10] Вирус коровьей оспы также заразил множество животных в европейских зоопарках, например, слонов, что привело к заражению людей. [11]
Аэрозоли концентрированного вируса могут привести к заражению ортопоксвирусом , особенно у неиммунизированных лиц. [12] Кроме того, уколы иглы с концентрированным вирусом или царапины инфицированных животных могут привести к местному заражению кожи даже у иммунизированных людей. Заражение коровьей оспой в Европе представляет собой профессиональную опасность для ветеринарных работников и, в меньшей степени, сельскохозяйственных рабочих. [10]
Первоначальные симптомы ортопоксвирусной инфекции включают лихорадку , недомогание , боли в голове и теле, а иногда и рвоту . За исключением инфекции mpox, одно поражение является нормой, хотя сателлитные поражения могут возникнуть в результате случайной аутоинокуляции. Отдельные очаги , окруженные воспалительной тканью, развиваются и прогрессируют через пятна , папулы , везикулы и пустулы и в конечном итоге превращаются в сухие корки. (Само по себе поражение не является диагностическим признаком ортопоксвирусной инфекции и может быть ошибочно принято за зоонозную парапоксвирусную инфекцию, сибирскую язву или герпесвирусную инфекцию. [10] ). В случаях тяжелой инфекции могут возникать сильные отеки и эритема на больших участках тела. Энцефалит (изменение психического статуса и очаговый неврологический дефицит), миелит (дисфункция верхних и нижних двигательных нейронов, сенсорного уровня, дисфункция кишечника и мочевого пузыря) или и то, и другое могут быть результатом ортопоксвирусной инфекции. Редко ортопоксвирусы могут быть обнаружены в спинномозговой жидкости . [ нужна цитата ]
Что касается конкретных ортопоксвирусных инфекций, оспа человека больше всего напоминает легкую оспа. [7] Коровья оспа человека является относительно тяжелой локализованной инфекцией. Обследование 54 случаев выявило три случая генерализованной инфекции, включая один летальный исход. [10]
Инфицированным лицам можно вводить специфичные для вакцины иммуноглобулины . Единственным препаратом, доступным в настоящее время для лечения осложнений ортопоксвирусной инфекции, является иммуноглобулин коровьей оспы (ВИГ), который представляет собой изотонический стерильный раствор фракции иммуноглобулинов плазмы лиц, вакцинированных вирусом коровьей оспы. Он эффективен для лечения вакцинной экземы и некоторых случаев прогрессирующей вакцинации. Однако ВИГ противопоказан для лечения вакцинального кератита. VIG рекомендуется при тяжелой генерализованной вакцинации, если пациент тяжело болен или имеет серьезное основное заболевание. VIG не дает преимуществ при лечении поствакцинального энцефалита и не играет никакой роли в лечении оспы. Текущие запасы VIG ограничены, и его использование предназначено только для лечения осложнений после вакцинации с серьезными клиническими проявлениями. Рекомендуемая дозировка доступного в настоящее время ВИГ составляет 0,6 мл/кг массы тела. ВИГ следует вводить внутримышечно, и в идеале его следует вводить как можно раньше после появления симптомов. Поскольку терапевтические дозы VIG могут быть значительными (например, 42 мл для человека весом 70 кг), продукт можно назначать разделенными дозами в течение периода от 24 до 36 часов. Дозы можно повторять, обычно с интервалом в 2–3 дня, пока не начнется выздоровление (т. е. не появятся новые поражения). CDC в настоящее время является единственным источником VIG для гражданского населения. [ нужна цитата ]
Сообщалось, что некоторые противовирусные соединения, такие как тековиримат (ST-246) [13], на 100% активны против вируса коровьей оспы или других ортопоксвирусов in vitro и среди подопытных животных. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) предоставило Тековиримату статус препарата-орфана, и в настоящее время он изучается с целью определения его безопасности и эффективности для людей. Другой пример — бринцидофовир . В июне 2021 года FDA одобрило этот препарат для лечения оспы у людей, что сделало его первым препаратом, одобренным для эффективно исчезнувшего механизма действия. Решение последовало за приоритетной проверкой, проведенной агентством, мотивированной растущей обеспокоенностью по поводу потенциальной разработки биологического оружия. Поскольку целевой вирус элиминирован, эффективность не могла быть непосредственно проверена, но была сделана с помощью косвенных данных о выживаемости животных после заражения родственными видами ортопоксвируса . Напротив, данные о безопасности были доступны в ходе испытаний препарата при лечении цитомегаловирусной инфекции у людей. [14]
Было показано, что иматиниб , соединение, одобренное FDA для лечения рака, ограничивает высвобождение вирионов, покрытых внеклеточной оболочкой, и защищает мышей от смертельного заражения коровьей оспой. [15] В настоящее время CDC оценивает иматиниб и родственные ему соединения на предмет их эффективности против вируса натуральной оспы и вируса оспы.
Летом 2017 года исследователи из Университета Альберты воссоздали оспу лошадей посредством лабораторного синтеза, чтобы провести исследование по использованию вирусов для лечения рака . [16]