stringtranslate.com

Герпесвирусы

Herpesviridae — большое семейство ДНК-вирусов ,вызывающих инфекции и некоторые заболевания у животных, включая человека. [1] [2] [3] Члены этого семейства также известны как герпесвирусы . Фамилия происходит от греческого слова ἕρπειν ( герпеин «ползти»), обозначающего распространяющиеся кожные поражения, обычно сопровождающиеся волдырями, которые наблюдаются при вспышках простого герпеса 1, простого герпеса 2 и опоясывающего герпеса (опоясывающего лишая ). [4] В 1971 году Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV) определил Herpesvirus как род, включающий 23 вируса в четыре группы. [5] По состоянию на 2020 год признано 115 видов, все из которых, кроме одного, относятся к одному из трех подсемейств. [6] Герпесвирусы могут вызывать как латентные , так и литические инфекции.

Известно, что девять типов герпесвирусов преимущественно заражают человека [7] , по крайней мере пять из которых чрезвычайно широко распространены среди большинства популяций человека и вызывают распространенные заболевания: простой герпес 1 и 2 (ВПГ-1 и ВПГ-2, также известный как ВГЧ). -1 и ВГЧ-2; оба могут вызывать оролабиальный и генитальный герпес ), ветряную оспу (или ВГЧ-3; причина ветряной оспы и опоясывающего лишая ), Эпштейна-Барра (ВЭБ или ВГЧ-4; участвует в ряде заболеваний, в том числе мононуклеоз и некоторые виды рака) и цитомегаловирус человека (ЦМВ или ВГЧ-5). Более 90% взрослых инфицированы хотя бы одним из них, и латентная форма вируса сохраняется почти у всех инфицированных людей. [8] [9] [10] Другими герпесвирусами человека являются вирусы герпеса человека 6A и 6B (HHV-6A и HHV-6B), вирус герпеса человека 7 (HHV-7) и герпесвирус, ассоциированный с саркомой Капоши (KSHV, также известный как HHV). -8). [7]

Всего известно более 130 герпевирусов, [11] некоторые из них — млекопитающих, птиц, рыб, рептилий, амфибий и моллюсков. [7] Среди герпесвирусов животных есть вирус псевдобешенства , вызывающий болезнь Ауески у свиней, и бычий герпесвирус 1 , вызывающий инфекционный ринотрахеит крупного рогатого скота и пустулезный вульвовагинит .

Таксономия

Кроме того, вид Iguanid Herpesvirus 2 в настоящее время не отнесен к роду и подсемейству. [6]

См. Herpesvirales#Taxonomy для получения информации о таксономической истории, филогенетических исследованиях и номенклатурной системе.

Состав

Схематическое изображение вириона Herpesviridae

Все представители Herpesviridae имеют общую структуру; относительно большой, однодольный, двухцепочечный, линейный ДНК -геном , кодирующий 100–200 генов , заключенных в икосаэдрическую белковую клетку (с симметрией Т=16), называемую капсидом , который сам обернут белковым слоем, называемым тегументом, содержащим оба вирусных белка. и вирусные мРНК и липидную двухслойную мембрану, называемую оболочкой . Вся эта частица известна как вирион . Структурными компонентами типичного вириона простого герпеса являются липидная двухслойная оболочка, тегумент, ДНК, гликопротеиновые шипы и нуклеокапсид. Четырехкомпонентный вирион простого герпеса включает геном двухцепочечной ДНК в икосаэдрический нуклеокапсид. Вокруг тегумент. Тегумент содержит нити шириной 7 нм каждая. Это аморфный слой с некоторыми структурированными областями. Наконец, он покрыт липопротеиновой оболочкой. Из каждого вириона торчат шипы из гликопротеина. Они могут увеличить диаметр вируса до 225 нм. Диаметр вирионов без шипов составляет около 186 нм. Во внешней оболочке вириона имеется по крайней мере два негликозилированных мембранных белка. Также имеется 11 гликопротеинов. Это gB, gC, gD, gE, gG, gH, gI, gJ, gK, gL и gM. Тегумент содержит 26 белков. У них есть такие обязанности, как транспорт капсида к ядру и другим органеллам, активация ранней транскрипции генов и деградация мРНК. Икосаэдрический нуклеокапсид подобен нуклеокапсиду хвостатого бактериофага отряда Caudovirales . Этот капсид имеет 161 капсомер, состоящий из 150 гексонов и 11 пентонов, а также портальный комплекс, обеспечивающий вход и выход ДНК в капсид. [12] [13]

Жизненный цикл

Все герпесвирусы реплицируются в ядре: вирусная ДНК транскрибируется в мРНК внутри ядра инфицированной клетки . [ нужна цитата ]

Инфекция инициируется, когда вирусная частица контактирует с клеткой с определенными типами рецепторных молекул на поверхности клетки . После связывания гликопротеинов вирусной оболочки с рецепторами клеточной мембраны вирион интернализуется и демонтируется, позволяя вирусной ДНК мигрировать в ядро ​​клетки. Внутри ядра происходит репликация вирусной ДНК и транскрипция вирусных генов. [ нужна цитата ]

Во время симптоматической инфекции инфицированные клетки транскрибируют литические вирусные гены. Вместо этого в некоторых клетках-хозяевах накапливается небольшое количество вирусных генов, называемых латентно-ассоциированным транскриптом (LAT). Таким образом, вирус может сохраняться в клетке (и, следовательно, в хозяине) неопределенно долго. Хотя первичная инфекция часто сопровождается самоограниченным периодом клинического заболевания, длительный латентный период протекает бессимптомно. [ нужна цитата ]

Динамика хроматина регулирует транскрипционную способность всего генома вируса герпеса. Когда вирус проникает в клетку, клеточный иммунный ответ призван защитить клетку. Клетка делает это, оборачивая вирусную ДНК вокруг гистонов и конденсируя ее в хроматин, в результате чего вирус становится бездействующим или латентным. Если клетки оказались неудачными и хроматин неплотно связан, вирусная ДНК все еще доступна. Вирусные частицы могут включать свои гены и реплицироваться, используя клеточные механизмы для реактивации, запуская литическую инфекцию. [14]

Реактивация латентных вирусов связана с рядом заболеваний (например , опоясывающим лишаем , розовым лишаем ). После активации транскрипция вирусных генов переходит от LAT к множественным литическим генам; это приводит к усилению репликации и производству вирусов. Часто литическая активация приводит к гибели клеток . Клинически литическая активация часто сопровождается появлением неспецифических симптомов , таких как субфебрильная температура, головная боль, боль в горле, недомогание и сыпь, а также клиническими признаками, такими как увеличение или болезненность лимфатических узлов , а также иммунологическими данными, такими как снижение уровня естественные клетки-киллеры . [ нужна цитата ]

На животных моделях было обнаружено, что местная травма и системный стресс вызывают реактивацию латентной герпесвирусной инфекции. Клеточные стрессоры, такие как временное прекращение синтеза белка и гипоксия, также достаточны для индукции вирусной реактивации. [15]

Эволюция

Три подсемейства млекопитающих — Альфа- , Бета- и Гамма - герпесвирусы — возникли примерно от 180 до 220 млн лет назад . [16] Основные подлинии внутри этих подсемейств, вероятно, возникли до радиации млекопитающих от 80 до 60 млн лет назад. Видообразование внутри подлиний имело место в течение последних 80 миллионов лет, вероятно, главным компонентом которого было совместное видообразование с линиями-хозяевами. [ нужна цитата ]

Все известные в настоящее время виды птиц и рептилий являются альфагерпесвирусами. Хотя порядок ветвления вирусов герпеса еще не установлен, поскольку вирусы герпеса и их хозяева имеют тенденцию к совместной эволюции, это позволяет предположить, что альфагерпевирусы могли быть самой ранней ветвью. [ нужна цитата ]

Время возникновения рода Iltovirus оценивается в 200 млн лет назад, тогда как время возникновения родов mardivirus и simplex оценивается в пределах 150–100 млн лет назад. [17]

Уклонения иммунной системы

Герпесвирусы известны своей способностью вызывать пожизненные инфекции. Один из способов, которым это возможно, — это уклонение от иммунитета. Герпесвирусы имеют много разных способов уклониться от иммунной системы. Один из таких способов — кодирование белка, имитирующего человеческий интерлейкин 10 (hIL-10), а другой — подавление главного комплекса гистосовместимости II (MHC II) в инфицированных клетках.

cmvIL-10

Исследования, проведенные на цитомегаловирусе (ЦМВ), показывают, что вирусный гомолог человеческого IL-10, cmvIL-10, играет важную роль в ингибировании синтеза провоспалительных цитокинов . Белок cmvIL-10 на 27% идентичен hIL-10 и имеет только один консервативный остаток из девяти аминокислот, составляющих функциональный сайт ингибирования синтеза цитокинов hIL-10. Однако существует большое сходство в функциях hIL-10 и cmvIL-10. Было показано, что оба они снижают регуляцию IFN-γ , IL-1α , GM-CSF , IL-6 и TNF-α , которые являются провоспалительными цитокинами. Также было показано, что они играют роль в подавлении MHC I и MHC II и повышении регуляции HLA-G (неклассического MHC I). Эти два события позволяют уклониться от иммунитета путем подавления клеточно-опосредованного иммунного ответа и ответа естественных клеток-киллеров соответственно. Сходство между hIL-10 и cmvIL-10 можно объяснить тем фактом, что hIL-10 и cmvIL-10 используют один и тот же рецептор клеточной поверхности, рецептор hIL-10. Одно различие в функции hIL-10 и cmvIL-10 заключается в том, что hIL-10 вызывает как увеличение, так и уменьшение пролиферации мононуклеарных клеток периферической крови человека ( PBMC ), тогда как cmvIL-10 вызывает только уменьшение пролиферации PBMC. Это указывает на то, что cmvIL-10 может не иметь стимулирующих эффектов, которые hIL-10 оказывает на эти клетки. [18]

Было обнаружено, что cmvIL-10 функционирует посредством фосфорилирования белка Stat3 . Первоначально считалось, что это фосфорилирование является результатом пути JAK-STAT . Однако, несмотря на доказательства того, что JAK действительно фосфорилирует Stat3, его ингибирование не оказывает существенного влияния на ингибирование синтеза цитокинов. Было также обнаружено, что другой белок, PI3K , фосфорилирует Stat3. Ингибирование PI3K, в отличие от ингибирования JAK, действительно оказывало значительное влияние на синтез цитокинов. Разница между PI3K и JAK в фосфорилировании Stat3 заключается в том, что PI3K фосфорилирует Stat3 по остатку S727, тогда как JAK фосфорилирует Stat3 по остатку Y705. Эта разница в положениях фосфорилирования, по-видимому, является ключевым фактором активации Stat3, приводящим к ингибированию синтеза провоспалительных цитокинов. Фактически, при добавлении к клеткам ингибитора PI3K уровень синтеза цитокинов значительно восстанавливается. Тот факт, что уровни цитокинов не восстанавливаются полностью, указывает на существование другого пути, активируемого cmvIL-10, который ингибирует синтез цитокиновой системы. Предлагаемый механизм заключается в том, что cmvIL-10 активирует PI3K, который, в свою очередь, активирует PKB (Akt). Затем PKB может активировать mTOR , который может нацеливаться на Stat3 для фосфорилирования по остатку S727. [19]

Понижение уровня MHC

Еще одним из многих способов уклонения вирусов герпеса от иммунной системы является снижение регуляции MHC I и MHC II . Это наблюдается почти у каждого герпесвируса человека. Понижающая регуляция MHC I и MHC II может осуществляться посредством множества различных механизмов, большинство из которых приводит к отсутствию MHC на поверхности клетки. Как обсуждалось выше, одним из способов является использование гомолога вирусного хемокина, такого как IL-10. Другой механизм снижения регуляции MHC заключается в кодировании вирусных белков, которые задерживают вновь образованный MHC в эндоплазматическом ретикулуме (ЭР). MHC не может достичь поверхности клетки и, следовательно, не может активировать ответ Т-клеток . MHC также могут быть направлены на разрушение в протеасоме или лизосоме . Белок ER TAP также играет роль в подавлении MHC. Вирусные белки ингибируют TAP, не позволяя MHC улавливать пептид вирусного антигена. Это предотвращает правильное сворачивание MHC, и поэтому MHC не достигает поверхности клетки. [20]

Типы вируса герпеса человека

Ниже приведены девять различных вирусов этого семейства, которые, как известно, вызывают заболевания у людей. [21] [22] [23]

Зоонозные герпевирусы

Помимо герпесвирусов, считающихся эндемичными для человека, человека могут инфицировать и некоторые вирусы, связанные преимущественно с животными. Это зоонозные инфекции:

Герпесвирусы животных

В вирусологии животных наиболее известные герпесвирусы относятся к подсемейству Alphaherpesvirinae . Исследования вируса псевдобешенства (PrV), возбудителя болезни Ауески у свиней, положили начало борьбе с болезнями животных с помощью генетически модифицированных вакцин. В настоящее время PrV широко изучается как модель основных процессов при литической герпевирусной инфекции и для выяснения молекулярных механизмов нейротропизма герпесвирусов, тогда как бычий герпесвирус 1 , возбудитель инфекционного ринотрахеита крупного рогатого скота и пустулезного вульвовагинита , анализируется для выяснения молекулярных механизмов латентного периода. Вирус инфекционного ларинготрахеита птиц филогенетически далек от этих двух вирусов и подчеркивает сходство и разнообразие внутри Alphaherpesvirinae . [2] [3]

Исследовать

В настоящее время продолжаются исследования различных побочных эффектов или сопутствующих состояний, связанных с вирусами герпеса. К ним относятся:

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ аб Райан К.Дж.; Рэй К.Г., ред. (2004). Медицинская микробиология Шерриса (4-е изд.). МакГроу Хилл. ISBN 0-8385-8529-9.
  2. ^ аб Меттенляйтер; и другие. (2008). «Молекулярная биология герпесвирусов животных». Вирусы животных: молекулярная биология . Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-22-6. {{cite book}}: |website=игнорируется ( помощь )
  3. ^ аб Сандри-Голдин RM, изд. (2006). Альфа-герпесвирусы: молекулярная и клеточная биология. Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-09-7. {{cite book}}: |website=игнорируется ( помощь )
  4. ^ Бесвик ТС (1962). «Происхождение и использование слова герпес». Мед Хист . 6 (3): 214–232. дои : 10.1017/S002572730002737X. ПМЦ 1034725 . ПМИД  13868599. 
  5. ^ Уайлди П. (1971). «Классификация и номенклатура вирусов. Первый отчет Международного комитета по номенклатуре вирусов». Монографии по вирусологии . 5 : 1–81. ОСЛК  333944.
  6. ^ ab «Таксономия вирусов: выпуск 2020 г.» . Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV). Март 2021 года . Проверено 10 мая 2021 г.
  7. ^ abc Джон Картер; Венеция Сондерс (15 августа 2007 г.). Вирусология, принципы и приложения . Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-0-470-02386-0.
  8. ^ Чаявичицилп П., Баквальтер СП, Краковски AC, Фридлендер С.Ф. (апрель 2009 г.). "Простой герпес". Обзор педиатрии . 30 (4): 119–29, викторина 130. doi :10.1542/pir.30-4-119. PMID  19339385. S2CID  34735917.
  9. ^ В США инфицировано до 15% взрослых в возрасте от 35 до 72 лет. Архивировано 20 апреля 2012 года в Национальном центре инфекционных заболеваний Wayback Machine.
  10. ^ Старас С.А., Доллард СК, Рэдфорд К.В., Фландерс В.Д., Пасс РФ, Кэннон MJ (ноябрь 2006 г.). «Серологическая распространенность цитомегаловирусной инфекции в США, 1988–1994 гг.». Клинические инфекционные болезни . 43 (9): 1143–51. дои : 10.1086/508173 . ПМИД  17029132.
  11. ^ Браун Дж. К., Ньюкомб WW (август 2011 г.). «Сборка капсида герпесвируса: результаты структурного анализа». Современное мнение в вирусологии . 1 (2): 142–9. doi :10.1016/j.coviro.2011.06.003. ПМК 3171831 . ПМИД  21927635. 
  12. ^ Лю, Ю., Джих, Дж., Дай, X. и др. Крио-ЭМ структуры портальной вершины вируса простого герпеса 1 типа и упакованного генома. Природа 570, 257–261 (2019). https://doi.org/10.1038/s41586-019-1248-6
  13. ^ Дас Д. и Хонг Дж. (2019). Ингибиторы полимеразы герпесвируса. В «Вирусных полимеразах» (стр. 333–356). Эльзевир. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-815422-9.00012-7
  14. ^ Ху М., Депледж Д.П., Флорес Кортес Э., Брейер Дж., Шанг Л.М. (ноябрь 2019 г.). «Динамика хроматина и транскрипционная компетентность геномов HSV-1 во время литических инфекций». ПЛОС Патогены . 15 (11): e1008076. дои : 10.1371/journal.ppat.1008076 . ПМК 6855408 . ПМИД  31725813. 
  15. ^ Гринде Б (октябрь 2013 г.). «Герпесвирусы: латентный период и реактивация - вирусные стратегии и реакция хозяина». Журнал оральной микробиологии . 5 (1): 22766. doi : 10.3402/jom.v5i0.22766. ПМЦ 3809354 . ПМИД  24167660. 
  16. ^ МакГеоч DJ, Кук С., Долан А., Джеймисон Ф.Е., Телфорд Э.А. (март 1995 г.). «Молекулярная филогения и временные рамки эволюции семейства герпевирусов млекопитающих». Журнал молекулярной биологии . 247 (3): 443–58. дои : 10.1006/jmbi.1995.0152. ПМИД  7714900.
  17. ^ McGeoch DJ, Rixon FJ, Дэвисон AJ (апрель 2006 г.). «Темы геномики и эволюции герпесвирусов». Вирусные исследования . 117 (1): 90–104. doi : 10.1016/j.virusres.2006.01.002. ПМИД  16490275.
  18. ^ Спенсер Дж.В., Локридж К.М., Барри П.А., Лин Г., Цанг М., Пенфолд М.Э., Шалл Т.Дж. (февраль 2002 г.). «Мощная иммуносупрессивная активность интерлейкина-10, кодируемого цитомегаловирусом». Журнал вирусологии . 76 (3): 1285–92. doi :10.1128/JVI.76.3.1285-1292.2002. ПМЦ 135865 . ПМИД  11773404. 
  19. ^ Спенсер СП (февраль 2007 г.). «Гомолог интерлейкина-10 цитомегаловируса требует активности фосфатидилинозитол-3-киназы для ингибирования синтеза цитокинов в моноцитах». Журнал вирусологии . 81 (4): 2083–6. дои : 10.1128/JVI.01655-06. ПМЦ 1797587 . ПМИД  17121792. 
  20. ^ Линь А, Сюй Х, Ян В (апрель 2007 г.). «Модуляция экспрессии HLA при уклонении от иммунитета от цитомегаловируса человека». Клеточная и молекулярная иммунология . 4 (2): 91–8. ПМИД  17484802.
  21. ^ Адамс М.Дж., Карстенс Э.Б. (июль 2012 г.). «Ратификационное голосование по таксономическим предложениям в Международный комитет по таксономии вирусов (2012 г.)». Архив вирусологии . 157 (7): 1411–22. дои : 10.1007/s00705-012-1299-6 . ПМК 7086667 . ПМИД  22481600. 
  22. ^ аб Уитли Р.Дж. (1996). барон С; и другие. (ред.). Герпесвирусы. в: Медицинская микробиология Барона (4-е изд.). Университет Техасского медицинского отделения. ISBN 0-9631172-1-1.
  23. ^ Мюррей П.Р., Розенталь К.С., Пфаллер М.А. (2005). Медицинская микробиология (5-е изд.). Эльзевир Мосби. ISBN 978-0-323-03303-9.
  24. ^ Боттио Э., Клеринкс Дж., Ван ден Энден Э., Ван Эсбрук М., Колебандерс Р., Ван Гомпель А., Ван ден Энде Дж. (2006). «Инфекционный мононуклеозоподобный синдром у путешественников с лихорадкой, возвращающихся из тропиков». Журнал туристической медицины . 13 (4): 191–7. дои : 10.1111/j.1708-8305.2006.00049.x . ПМИД  16884400.
  25. ^ ab Weigler BJ (февраль 1992 г.). «Биология вируса B у макак и человека: обзор». Клинические инфекционные болезни . 14 (2): 555–67. doi : 10.1093/clinids/14.2.555. ПМИД  1313312.
  26. ^ Хафф Дж.Л., Барри Пенсильвания (февраль 2003 г.). «Инфекция B-вирусом (Cercopithecine herpesvirus 1) у людей и макак: потенциал зоонозных заболеваний». Новые инфекционные заболевания . 9 (2): 246–50. дои : 10.3201/eid0902.020272. ПМК 2901951 . ПМИД  12603998. 
  27. ^ Информационный бюллетень о герпесе-B. Архивировано 6 января 2008 г. в Wayback Machine.
  28. ^ аб Хрикова М, Мистрикова Дж (2007). «Сывороточные антитела к мышиному гаммагерпевирусу 68 в общей популяции людей». Акта вирусологика . 51 (4): 283–7. ПМИД  18197737.
  29. ↑ Ван Ю, Тиббетс SA, Krug LT (29 сентября 2021 г.). «Покорение хозяина: детерминанты патогенеза, полученные на основе мышиного гаммагерпесвируса 68». Ежегодный обзор вирусологии . 8 (1): 349–371. doi : 10.1146/annurev-virology-011921-082615 . ISSN  2327-056X. ПМЦ 9153731 . ПМИД  34586873. 

Внешние ссылки

Wikispecies содержит информацию, связанную с Herpesviridae .
Викискладе есть медиафайлы по теме Herpesviridae .