Phlebovirus — один из двадцати родов семейства Phenuiviridae в порядке Bunyavirales . Род содержит 66 видов. [1] Свое название он получил от Phlebotominae , переносчиков вида-члена Naples phlebovirus , который, как говорят, в конечном счете происходит от греческого phlebos , что означает «вена». [2] Однако правильным словом для «вены» в древнегреческом языке является phleps (φλέψ). [3]
Флебовирусы — это вирусы с геномом РНК с отрицательным смыслом, состоящим из трех сегментов. Маленький сегмент (S) кодирует вирусный белок N и неструктурный белок NSs посредством стратегии амбисенс-кодирования. Средний сегмент (M) кодирует предшественник вирусных гликопротеинов и неструктурных компонентов. Продуктом самого большого сегмента (L) является вирусная РНК-зависимая РНК-полимераза. [4]
Флебовирус реплицируется в 7-шаговом процессе. Во-первых, клеточное присоединение осуществляется посредством гликопротеиновых взаимодействий с клетками-хозяевами. Примерами этого являются специфичная для дендритных клеток межклеточная адгезионная молекула-3, захватывающая неинтегрин (DC-SIGN), гепарансульфат (HS) или немышечная тяжелая цепь миозина (NMMHC-IIA). Во-вторых, в поздней эндосоме низкий pH вызывает активность слияния в мембране белка Gc. Проникновение вируса Уукуниеми (UUKV) стимулируется экспрессией везикулярно-ассоциированного мембранного белка 3 (VAMP3). Кроме того, слияние вируса лихорадки долины Рифт (RVFV) в поздних эндосомах ингибируется трансмембранными белками 2 и 3, индуцированными интерфероном (IFITIM2 и IFITIM3). В-третьих, вирусная и эндосомальная мембраны сливаются, чтобы обеспечить высвобождение вирусных рибонуклеопротеиновых комплексов в цитоплазму (также место вирусной транскрипции и репликации). В-четвертых, белок-предшественник Gn/Gc транслируется в шероховатом эндоплазматическом ретикулуме (ЭР). Этот белок-предшественник расщепляется сигнальной пептидазой. Синтез вирусного нуклеопротеина и вирусной полимеразы в цитоплазме сочетается с вновь образованными геномными РНК (гРНК) рибонуклеиновыми белковыми комплексами (РНП). В-пятых, для обеспечения правильного сворачивания GN/Gc требуются два шаперона ЭР, связывающий иммуноглобулиновый белок (BiP) и кальнексин. Gn/Gc аналогичным образом катализируются протеин-дисульфид-изомеразой посредством образования дисульфидных связей. В то же время кальретикулин предотвращает экспорт неправильно свернутого Gn/Gc в аппарат Гольджи. В-шестых, правильно свернутые гетеродимеры Gn/Gc транспортируются в аппарат Гольджи. Цитоплазматические хвосты Gn в процессе почкования в это время ассоциируются с РНП. В-седьмых, после завершения почкования новых вирусных частиц везикулы, содержащие вирус, транспортируются к плазматической мембране для высвобождения путем экзоцитоза. [5]
Исследование семейства Bunyaviridae показало, что частицы буньявируса плеоморфны. Этот известный факт вызвал некоторое удивление, когда исследования показали, что частицы UUKKV и RVFV имеют сферическую форму и высокоупорядочены. Конфигурация белков Gn и Gc в вирусной оболочке накладывает порядок на частицу. Вирусная оболочка образует икосаэдрическую решетку с числом триангуляции 12. В состав решетки также входят 110 гексаметрических и 12 пентамерных капсомеров. Для RVFV, в частности, в капсомеры включены 720 гетеродимеров Gn/Gc. В этих случаях Gn образует шипы капсомера, в то время как Gc находится ближе к липидной мембране, таким образом помещая ее под нее. pH, окружающий капсомер, в конечном итоге определяет его форму. Это во многом связано с протонированием, вызывающим конформационные изменения в Gc, обычно включаемые при слиянии мембран. Была предложена модель сборки оболочки RVFV, которая состоит из димеров Gc, расположенных горизонтально по отношению к вирусной мембране. Это известно, потому что эктодомен Gc RVFV кристаллизован в виде димера. Это противоположно внутренней части вириона буньявирусов, которая не имеет матричного белка и, таким образом, не имеет определяющей организации. Это означает, что на поверхности вириона белки Gc и Gn должны присутствовать в высокоупорядоченном размещении.
Чтобы начать проникновение, частицы флебовируса связываются с различными компонентами плазматической мембраны. Эти компоненты взаимодействуют с вирусными гликопротеинами флебовируса и регулируют эффективность проникновения. Хотя эти компоненты не имеют решающего значения для фактического проникновения самого вируса, рецепторы являются компонентами плазматической мембраны, которые связываются с гликопротеинами и имеют решающее значение для проникновения. Было установлено, что у флебовирусов взаимодействие гликанов и белков играет решающую роль в проникновении флебовируса.
Гепарансульфат (HS) является еще одним важным компонентным аспектом прикрепления флебовируса. Это гликозаминогликан (GAG), который является неразветвленным полисахаридом, состоящим из дисахаридных повторов, что приводит к созданию протеогликана. Были проанализированы клеточные линии с определенными дефектами гликозилирования и показано, что HS необходим для проникновения RVFV. Это было подтверждено удалением HS с помощью фермента. HS зависит от заряда в своих взаимодействиях с вирусными частицами, и исследования показали, что на белке P78 есть основные аминокислотные кластеры, которые взаимодействуют с отрицательными сульфатными кластерами на HS. Для сравнения, не было выявлено никаких участков связывания HS на Gn и Gc. Белок P78 обилен в инфицированных RVFV клетках у насекомых, в то время как инфицированные клетки у млекопитающих продуцируют значительно меньше белков P78. Белок P78 гораздо более эффективно продуцируется в RVFV в клетках комаров, поскольку он необходим для распространения вируса у комаров. В целом, клеточная линия сильно зависит от HS при проникновении RVFV.
Вычислительное исследование предоставило доказательства того, что белки флебовируса Gc могут быть белками слияния мембран класса II. Окончательное доказательство этой теории было дано путем выяснения структуры эктодомена RVFV Gc в его состоянии до слияния. Gc имеет три домена с характеристиками, которые напоминают другие белки класса II. Была обнаружена внутренняя петля слияния, которая является критическим аспектом всех белков класса II. Расположение гистидина в Gc напоминало функцию чувствительности к pH, которая соответствует характеристикам класса II. Хотя в структуре белков RVFV Gc и класса II было много сходств, интерфейс между доменами I и II в RVFV Gc более жесткий и больше, чем в других белках класса II. Кроме того, у RVFV Gc больше дисульфидных мостиков, централизованных в разных местах, чем у других сравниваемых белков. Однако его общая структура и функциональность больше всего напоминают белок слияния мембран класса II по сравнению с любым другим классом.
Характерная особенность чувствительности к pH в белке Gc заслуживает внимания. Активность слияния мембран флебовирусных белков Gc очень зависит от pH, поскольку низкий pH запускает транспорт вирионов в эндолизосомы. Повышение внутривезикулярного pH ингибирует проникновение флебовируса. Однако до сих пор неясно, должны ли белки Gc связываться с рецептором, прежде чем активироваться pH, или нет.
После слияния вирусной и эндосомальной мембран геномные сегменты L, M и S (связанные с вирусной полимеразой) высвобождаются в цитоплазму. Это инициирует транскрипцию геномной РНК в мРНК. Вирусные белки начинают транслироваться до того, как транскрипция мРНК будет завершена. Белки флебовируса Gn и Gc кодируются в M-сегменте и подвергаются синтезу. Предшественник белка Gn/Gc не может быть обнаружен в клетке, уже инфицированной флебовирусом. Он становится видимым только после экспрессии M-сегмента. Если присутствуют микросомальные мембраны, предшественник расщепляется, что указывает на расщепление фактором хозяина во время синтеза вирусного белка. Комплекс сигнальной пептидазы в мембране ЭР отвечает за расщепление предшественника. Затем этот предшественник перемещается в просвет ЭР, в котором вставляются два гидрофобных домена с третьим, расщепленным гидрофобным доменом между ними. [6]
Флебовирусы — это арбовирусы, таксономически разделенные на вирусы, переносимые клещами и двукрылыми. Москиты Phlebotomus являются основными источниками флебовирусов, переносимых двукрылыми, за исключением вируса лихорадки Рифт-Валли (RVFV связан с комарами и имеет большее разнообразие в своем ареале переносчиков). Поддержание вирусов в основном осуществляется через виды переносчиков посредством вертикальной (трансовариальной) передачи. Опасения по поводу потенциального проникновения RVFV в восприимчивые районы возросли из-за растущего распространения видов переносчиков. Потенциальные последствия этого распространения могут привести к огромным экономическим потерям из-за нанесения вреда домашнему скоту.
Были идентифицированы два новых члена флебовируса как возбудители травматических заболеваний человека. В сельском Китае SFTSV, который передается клещами, был идентифицирован как результат увеличения случаев лихорадочного заболевания в сочетании с тромбоцитопенией, лейкеноцитопенией, полиорганной недостаточностью и высоким уровнем летальности. После этого открытия SFTSV был зарегистрирован также в Японии и Корее. В Северной Америке был аналогичный случай, который, как было установлено, был результатом вируса Heartland, который передается клещами. Эти два открытия изменили восприятие воздействия клещевых флебовирусов на общественное здравоохранение. Эти открытия привели к переклассификации вируса Бханджа (BHAV) в группу клещевых флебовирусов. Новые ассоциации заболеваний флебовирусами были зарегистрированы в районе Средиземноморья. Примерами являются вирус москитной лихорадки Турции, вирус Адрия, вирус Гранада, вирус Адана и вирус Меджерда, среди прочих.
Вирус Toscana имеет высокую скорость вертикальной передачи, что было продемонстрировано на москитах посредством экспериментального заражения. Это говорит о том, что позвоночные хозяева играют усиленную роль, несмотря на то, что поддержание в природе в основном осуществляется москитами. Москит — это название для представителей любого вида или рода летающих кровососущих двукрылых в песчаных районах. Например, «москит» в Соединенных Штатах относится к слепням или членам семейства Ceratopogonidae. В других частях мира «москит» относится к членам подсемейства Phlebotominae в Psychodidae. Два из трех основных родов были обнаружены в Старом Свете, Phlebotomus и Sergentomyia, и содержат известные виды, которые передают вирусные патогены. Третий род был обнаружен в Новом Свете и называется Lutzomyia. Другие примеры — мокрецы, или Austrosimulium, черная муха, обнаруженная в Новой Зеландии.
Результатом многих из этих вирусов является своего рода лихорадка. Лихорадка Паппатачи, или лихорадка Phlebotomus, представляет собой легкую 3-дневную лихорадку, похожую на грипп и имеющую быстрое начало. Она наиболее распространена в эндемичных районах в летние месяцы, особенно в августе, когда москиты активны. Некоторые более экстремальные случаи — это вирус Тоскана, который связан с менингитом у людей, и вирус лихорадки долины Рифт, который вызвал широко распространенные эпидемии среди скота в Африке. [7]
Следующие двенадцать вирусов связаны с заболеваниями у людей: флебовирус Аленкер , [8] вирус Бханджа , [9] флебовирус Кандиру , [10] вирус Чагрес, флебовирус москитной лихорадки Неаполя , флебовирус Пунта Торо , вирус лихорадки Рифт-Валли , сицилийский флебовирус , флебовирус Тоскана , вирус Уукуниеми, бандавирус Хартленда [11] (первый переносимый клещами флебовирус, известный как вызывающий заболевание в Западном полушарии, обнаруженный в 2009 году) и вирус москитной индейки (обнаруженный в Китае в 2011 году). [12] Они вызывают симптомы, варьирующиеся от кратковременных самокупирующихся лихорадок, таких как лихорадка паппатачи , до энцефалита и смертельной вирусной геморрагической лихорадки . [ необходима ссылка ]
Phlebovirus происходит от Phlebotominae, который является таксоном переносчиков вида-члена москитной лихорадки Неаполь флебовирус. Название происходит от греческого корня phlebos, что означает «жила». Серологическая перекрестная реактивность ранее определяла виды в роде. Изменение правил классификации было вызвано трудностями в обнаружении новых флебовирусов в серологических анализах. В результате вирусные виды теперь определяются 95% или большей идентичностью в аминокислотных последовательностях их соответствующей РНК-зависимой РНК-полимеразы (RdRp). В настоящее время род состоит из 67 видов. Некоторые из вирусов имеют других гематофагических членистоногих в качестве своих основных переносчиков. Примерами этого являются комары для вируса лихорадки долины Рифт и вирус Мукава, который был выделен от клещей, но остается в Phlebovirus, несмотря на общий сдвиг клещевых вирусов от Phlebovirus к Uukuvirus. Помимо клещей и комаров, некоторые флебовирусы были выделены из позвоночных, таких как грызуны в Америке и опоссумы или ленивцы в Африке. Такое большое разнообразие источников показывает возможное наличие разнообразных эпидемиологических циклов. [13]
Признаны следующие виды: [1]
По состоянию на 2015 год среди флебовирусов выделяют четыре генетические группы клещевых флебовирусов: группа SFTS, группа Bhanja, группа Uukuniemi [14] и группа Kaisodi [15] .
Phlebo: относится к флеботоминным переносчикам вирусов группы москитной лихорадки; греч. phlebos, "вена".