Orthopoxvirus — род вирусов семейства Poxviridae и подсемейства Chordopoxvirinae . Позвоночные, включая млекопитающих и людей, а также членистоногие служат естественными хозяевами. В этом роде насчитывается 12 видов. Заболевания, связанные с этим родом, включают оспу , коровью оспу , оспу лошадей, верблюжью оспу и mpox . [1] [2] Наиболее широко известным представителем рода является вирус Variola , вызывающий оспу. Он был ликвидирован во всем мире к 1977 году благодаря использованию вируса Vaccinia в качестве вакцины . Самым последним описанным видом является вирус Alaskapox , впервые выделенный в 2015 году. [3]
Ортопоксвирусы имеют оболочку в форме кирпича, а размеры вириона составляют около 200 нм в ширину и 250 нм в длину. [1]
Вирусы-члены имеют линейные двухцепочечные ДНК-геномы длиной около 170–250 кб . [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 оголяется, когда ранняя экспрессия заканчивается, высвобождая вирусный геном в цитоплазму. В этот момент экспрессируются промежуточные гены, запуская репликацию геномной ДНК вирусной ДНК-полимеразой примерно через 100 минут после заражения. Репликация следует модели смещения цепи ДНК. Поздние гены экспрессируются от 140 минут до 48 часов после заражения, производя все вирусные структурные белки. Сборка вирионов потомства начинается на цитоплазматических вирусных фабриках, производя сферическую незрелую частицу. Эта вирусная частица созревает в виде кирпича внутриклеточный зрелый вирион, который может высвобождаться при лизисе клетки или может приобретать вторую мембрану из аппарата Гольджи и отпочковываться как внеклеточные оболочечные вирионы. В этом последнем случае вирион транспортируется к плазматической мембране через микротрубочки . [1]
Естественными хозяевами ортопоксвирусов являются млекопитающие и членистоногие . Вирусы-члены передаются воздушно-капельным путем, контактным путем и зоонозно . [1]
Некоторые ортопоксвирусы, включая вирусы mpox, cowpox и buffalopox , обладают способностью инфицировать виды, не являющиеся резервуарами. Другие, такие как вирусы ectromelia и camelpox , обладают высокой специфичностью к хозяину. Вирус вакцинии, поддерживаемый в вакцинных институтах и исследовательских лабораториях, имеет очень широкий круг хозяев. Вакцина, полученная из вакцины, была обнаружена реплицирующейся в дикой природе в Бразилии, где она вызывала инфекции у грызунов, крупного рогатого скота и даже людей. [4] После искоренения вируса натуральной оспы верблюжья оспа стала одной из наиболее экономически важных инфекций ортопоксвируса , поскольку многие кочевые общины на уровне выживания в значительной степени зависят от верблюдов. [ необходима цитата ]
Род включает следующие виды:
Родственный вирус бореальной оспы , также известный как вирус оспы Аляски, по состоянию на 2024 год не был классифицирован. [3] [5]
В ходе эволюции видов Orthopoxvirus многие гены усечены (но все еще функциональны), фрагментированы или утеряны. Штаммы коровьей оспы, как правило, имеют больше всего неповрежденных генов. Прогнозирование филогении по последовательности или по содержанию генов дает несколько разные результаты: [6]
Некоторые из различий в двух деревьях объясняются процедурой пассажа при производстве штаммов вакцинии. В этом отношении модифицированный штамм вакцинии Ankara имеет большую потерю генов, связанную с пассажем in vitro , а оспа лошадей, будучи штаммом вакцинии, обнаруженным в естественной вспышке, имеет меньшую потерю генов. [6]
После ликвидации вируса натуральной оспы (оспы), специфичного для человека, все инфекции ортопоксвируса человека являются зоонозами . [7] Mpox встречается в природе только в Африке, особенно в Демократической Республике Конго . [8] Однако случаи заболевания людей и луговых собачек произошли в США из-за контакта с животными, импортированными из Ганы , [9] в то время как в мае 2022 года вспышка mpox начала распространяться по всему миру. Коровья оспа встречается только в Европе и соседних российских государствах и, несмотря на свое название, встречается только редко у крупного рогатого скота. Одним из распространенных хозяев является домашняя кошка , от которой чаще всего заражаются люди. [10] [11] Вирус коровьей оспы также заразил различных животных в европейских зоопарках, таких как слоны , что привело к заражению человека. [12]
Аэрозоли концентрированного вируса могут привести к заражению ортопоксвирусом , особенно у неиммунизированных лиц. [13] Кроме того, уколы иглой с концентрированным вирусом или царапины от инфицированных животных могут привести к местному заражению кожи даже у иммунизированных лиц. Инфекция коровьей оспы в Европе является профессиональной опасностью для ветеринарных работников и, в меньшей степени, для сельскохозяйственных рабочих. [11]
Начальные симптомы ортопоксвирусной инфекции включают лихорадку , недомогание , головные и телесные боли, а иногда и рвоту . За исключением инфекции mpox, нормой является одно поражение, хотя сателлитные поражения могут быть вызваны случайной аутоинокуляцией. Отдельные поражения , окруженные воспалительной тканью, развиваются и прогрессируют через макулы , папулы , везикулы и пустулы и в конечном итоге становятся сухими корками. (Поражения сами по себе не являются диагностическими для ортопоксвирусной инфекции и могут быть ошибочно приняты за зоонозные инфекции парапоксвируса , сибирскую язву или инфекции герпесвируса . [11] ) Тяжелый отек и эритема могут поражать большие участки тела в случаях тяжелой инфекции. Энцефалит (изменение психического статуса и очаговые неврологические дефициты), миелит (дисфункция верхнего и нижнего двигательных нейронов , сенсорный уровень и дисфункция кишечника и мочевого пузыря) или оба могут быть результатом ортопоксвирусной инфекции. В редких случаях ортопоксвирусы могут быть обнаружены в спинномозговой жидкости . [ необходима ссылка ]
Что касается специфических инфекций ортопоксвируса , человеческий mpox больше всего напоминает легкую оспу. [8] Человеческая коровья оспа является относительно тяжелой локализованной инфекцией. Обследование 54 случаев выявило три случая генерализованной инфекции, включая один смертельный исход. [11]
Инфицированным лицам можно вводить иммуноглобулины, специфичные к вакцинии . Единственным доступным в настоящее время препаратом для лечения осложнений ортопоксвирусной инфекции является иммуноглобулин вакцинии (VIG), который представляет собой изотонический стерильный раствор фракции иммуноглобулина плазмы лиц, вакцинированных вирусом вакцинии. Он эффективен для лечения экземы вакцины и некоторых случаев прогрессирующей вакцинии. Однако VIG противопоказан для лечения вакцинного кератита . VIG рекомендуется при тяжелой генерализованной вакцинии, если пациент крайне болен или имеет серьезное основное заболевание. VIG не дает никаких преимуществ при лечении поствакцинального энцефалита и не играет никакой роли в лечении оспы. Текущие поставки VIG ограничены, и его использование зарезервировано для лечения осложнений вакцинации с серьезными клиническими проявлениями. Рекомендуемая дозировка доступного в настоящее время VIG составляет 0,6 мл/кг веса тела. VIG следует вводить внутримышечно и в идеале вводить как можно раньше после появления симптомов. Поскольку терапевтические дозы VIG могут быть значительными (например, 42 мл для человека весом 70 кг), продукт может вводиться в разделенных дозах в течение 24-36-часового периода. Дозы можно повторять, обычно с интервалом в 2-3 дня, до тех пор, пока не начнется выздоровление (т.е. не появятся новые поражения). CDC в настоящее время является единственным источником VIG для гражданских лиц. [ необходима цитата ]
Сообщалось, что некоторые противовирусные соединения, такие как tecovirimat (ST-246) [14], на 100% активны против вируса вакцинии или других ортопоксвирусов in vitro и среди подопытных животных. Tecovirimat получил статус орфанного препарата Управлением по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) и в настоящее время изучается для определения его безопасности и эффективности для людей. Другим примером является бринцидофовир . В июне 2021 года FDA одобрило этот препарат для лечения оспы у людей, что сделало его первым препаратом, одобренным для фактически исчезнувшего механизма действия . Решение было принято после приоритетного рассмотрения агентством, мотивированного растущей обеспокоенностью потенциальной разработкой биологического оружия . Поскольку целевой вирус был ликвидирован, эффективность не могла быть напрямую проверена, но была выведена через косвенные данные, выживаемость животных после заражения родственными видами ортопоксвируса . Напротив, данные о безопасности были доступны в ходе испытаний препарата при лечении цитомегаловирусных инфекций у людей. [15]
Иматиниб , соединение, одобренное FDA для лечения рака, как было показано, ограничивает высвобождение внеклеточных оболочечных вирионов и защищает мышей от летального заражения вакцинией. [16] В настоящее время иматиниб и родственные ему соединения оцениваются CDC на предмет их эффективности против вируса натуральной оспы и вируса mpox.
Летом 2017 года исследователи из Университета Альберты воссоздали вирус оспы лошадей с помощью лабораторного синтеза, чтобы провести исследование по использованию вирусов для лечения рака . [17]