stringtranslate.com

вирус эпидемического паротита

Вирус эпидемического паротита ( MuV) — это вирус , вызывающий эпидемический паротит . MuV содержит одноцепочечный геном с отрицательной полярностью , состоящий из рибонуклеиновой кислоты (РНК). Его геном составляет около 15 000 нуклеотидов в длину и содержит семь генов, которые кодируют девять белков. Геном заключен в капсид , который, в свою очередь, окружен вирусной оболочкой . Частицы MuV, называемые вирионами, имеют плеоморфную форму и различаются по размеру от 100 до 600 нанометров в диаметре. Распознаются один серотип и двенадцать генотипов, которые различаются по своему географическому распространению. Люди являются единственным естественным хозяином вируса эпидемического паротита.

MuV сначала реплицируется, связываясь с поверхностью клеток, в результате чего его оболочка сливается с мембраной клетки-хозяина, чтобы высвободить капсид внутри клетки. Оказавшись внутри, вирусная РНК-зависимая РНК-полимераза транскрибирует информационную РНК (мРНК) из генома и позже реплицирует геном. После трансляции вирусных белков вирионы образуются рядом с клеточной мембраной, где они затем покидают клетку, отпочковываясь от ее поверхности, используя клеточную мембрану в качестве оболочки.

Вирус эпидемического паротита был впервые идентифицирован как причина эпидемического паротита в 1934 году и впервые изолирован в 1945 году. В течение нескольких лет после выделения были разработаны вакцины , защищающие от инфекции MuV. MuV был впервые признан видом в 1971 году и получил научное название Mumps orthorubulavirus . Он относится к роду Orthorubulavirus в подсемействе Rubulavirinae , семействе Paramyxoviridae .

Характеристики

Геном

Вирус эпидемического паротита содержит несегментированный, одноцепочечный, линейный геном длиной 15 384 нуклеотида, состоящий из рибонуклеиновой кислоты (РНК). Геном имеет отрицательный смысл, поэтому мРНК может быть транскрибирована непосредственно с генома. Вирус эпидемического паротита кодирует семь генов в следующем порядке: [2] [3] [4]

Считается, что белок SH участвует в блокировании опосредованного NF(α) апоптоза клетки-хозяина, что является противовирусным ответом для подавления распространения вирусов, хотя SH не является необходимым для репликации, поскольку MuV, созданные без SH, все еще способны реплицироваться. Белок V также участвует в уклонении от противовирусных ответов хозяина посредством ингибирования продукции и сигнализации интерферонов . В отличие от других белков, функция белка I неизвестна. [2]

Структура

Геном вируса эпидемического паротита заключен в оболочку из N-белков, образуя гибкий, слабо скрученный спиральный рибонуклеопротеиновый (РНП) комплекс, состоящий из генома, окруженного нуклеокапсидом, с которым связан RdRp. РНП окружены оболочкой , липидной мембраной , которая содержит два типа шипов на своей поверхности, которые соответствуют гликопротеинам HN и F. М-белки находятся на внутренней стороне оболочки, соединяя оболочку с РНП. Вирионы различаются по размеру от 100 до 600 нанометров (нм) в диаметре и имеют плеоморфную форму. [2] [5] [6]

Жизненный цикл

MuV сначала взаимодействует с клеткой-хозяином, связываясь с ее поверхностью через рецептор белка HN, сиаловую кислоту , которая связывается с рецепторами сиаловой кислоты на поверхности клеток-хозяев. После прикрепления активируется белок F, который начинает слияние вирусной оболочки с мембраной клетки-хозяина. Белок F делает это, переходя из метастабильного состояния в более стабильную структуру шпильки, что позволяет содержимому вириона, включая РНП, высвобождаться в цитоплазму клетки-хозяина. [2] [5] [6]

При попадании в клетку-хозяина RdRp начинает транскрибировать мРНК из генома внутри RNP. Транскрипция начинается на 3'-конце или около него (обычно произносится как «три прайм-конца») в области промотора и последовательно движется к 5'-концу. Для каждого гена транскрибируется одна цепь мРНК, и для транскрибирования этого гена необходимо, чтобы все гены последовательно транскрибировались до того, как ген будет транскрибирован. Гены, расположенные ближе к 3'-концу, транскрибируются с самой высокой частотой, уменьшаясь по мере приближения RdRp к 5'-концу. RdRp синтезирует кэп на 5'-конце мРНК и полиаденилированный хвост на 3'-конце, состоящий из сотен последовательных аденинов . После транскрипции гена RdRp высвобождает его в цитоплазму для последующей трансляции вирусных белков рибосомами хозяина. [2] [6] [7] [8] Белки V и P кодируются одним и тем же геном, поэтому при транскрипции мРНК RdRp редактирует мРНК, вставляя два нешаблонных гуанина в мРНК для транскрипции мРНК для белка P. [9]

Позже в цикле репликации, как только после трансляции появляется достаточное количество нуклеопротеинов, RdRp переключает функции на репликацию генома. Это происходит в двухэтапном процессе: во-первых, положительно-смысловой антигеном синтезируется RdRp из отрицательно-смыслового генома, а во-вторых, отрицательно-смысловые геномные РНК-нити в свою очередь синтезируются RdRp из антигенома. Во время этого процесса антигеном и вновь реплицированные геномы инкапсулируются нуклеопротеином одновременно с репликацией. [2] [6] [8] Геномы потомства могут использоваться для дополнительной транскрипции или репликации или могут быть просто упакованы в вирионы потомства. [5]

Белки HN и F синтезируются в эндоплазматическом ретикулуме и перемещаются через комплекс Гольджи к клеточной мембране, независимо от того, связываются ли они с клеточной мембраной или выступают из поверхности клетки. Белки M связываются с участками клеточной мембраны, где находятся белки HN и F, делая это в положениях, где их «хвосты» выступают внутрь клеточной мембраны в цитоплазме. Затем белки M действуют как сигналы для вновь синтезированных РНП о том, где должны быть сформированы вирионы. Затем считается, что взаимодействие белков RNP и M запускает почкование от клетки-хозяина. [2] [5] [6] [10]

Почкование из клетки-хозяина начинается, когда белки M привлекают белки класса E хозяина, которые формируют эндосомальный сортировочный комплекс, необходимый для транспортных структур (ESCRT) в месте почкования. Там белки ESCRT формируются в концентрические спирали и выталкивают содержимое вириона наружу из клетки в форме пузырька, который выступает из клетки. Затем белки ESCRT сужают отверстие пузырька и прекращают почкование, отрезая пузырьок от остальной части мембраны, образуя полный вирион, который высвобождается из клетки-хозяина. [5] [10] [11] Во время этого процесса нейраминидаза белков HN способствует отделению от мембраны хозяина и предотвращает агрегацию вириона. [6]

Разнообразие

Вирус эпидемического паротита имеет один серотип и двенадцать генотипов . Генотипы можно различить на основе генов F, SH, HN. Ген SH имеет степень вариации между генотипами от 5% до 21%, самую высокую среди генов MuV. Генотипы называются генотипами от A до N, за исключением E и M, т. е. генотипы A, B, C, D, F, G, H, I, J, K, L и N. Генотипы E и M были ранее признаны, но были отменены из-за филогенетического анализа, который показал, что MuV, назначенные им, вместо этого принадлежали генотипам C и K соответственно. [12] [13]

Различные генотипы различаются по частоте от региона к региону. Например, генотипы C, D, H и J более распространены в западном полушарии, тогда как генотипы F, G и I более распространены в Азии, хотя генотип G считается глобальным генотипом. Генотипы A и B не наблюдались в дикой природе с 1990-х годов. Это разнообразие MuV не отражается в реакции антител, поскольку, поскольку существует только один серотип, антитела к одному генотипу также функциональны против всех других. [12] [14]

Эволюция

Гены F, SH, HN, используемые для различения генотипов, по оценкам, подвергаются генетическим мутациям со скоростью 0,25 · 10 −3 замен на сайт в год, что считается очень низкой скоростью мутаций для РНК-вируса. [13] [15] [16] Филогенетический анализ всего гена SH показывает, что генотипы A и J связаны в одной ветви и отделены от других генотипов. В этой второй ветви генотип I является сестринской кладой других генотипов, которые группируются в пять последовательных сестринских клад: G и H; D и K; C; L; и B, F и N. [12]

Болезнь

Люди являются единственным естественным хозяином вируса эпидемического паротита, который вызывает эпидемический паротит . Заболевание передается через контакт с респираторными выделениями, такими как аэрозольные капли и слюна. Инфекция приводит к лихорадке, мышечной боли и болезненному опуханию околоушных желез , двух слюнных желез, расположенных по бокам рта перед ушами. Инфекция может также затрагивать многие другие ткани и органы, что приводит к различным воспалительным реакциям, таким как энцефалит , асептический [17] менингит , орхит , миокардит , панкреатит , нефрит , оофорит и мастит . Свинка обычно не опасна для жизни и обычно проходит в течение нескольких недель после появления симптомов, но могут возникнуть долгосрочные осложнения, такие как паралич, судороги, гидроцефалия и глухота. Лечение носит поддерживающий характер, и инфекцию можно предотвратить с помощью вакцинации. [2] [18] [19]

Классификация

Вирус эпидемического паротита, научное название Mumps orthorubulavirus , относится к роду Orthorubulavirus , подсемейству Rubulavirinae , семейству Paramyxoviridae . [1] Штаммы MuV именуются и классифицируются с использованием следующей системы: [12]

Эта система используется в последовательном порядке. Например, MuVs/NewYork.USA/17.11[B] (VAC) — это генотип B MuV, ассоциированный с вакциной, полученный из клинического материала в Нью-Йорке , а MuVi/London.GBR/3.12/2[G] — это генотип G MuV, полученный из клеточной культуры в Лондоне . [12]

История

В 1934 году свинка была идентифицирована как вирусное заболевание Клодом Д. Джонсоном и Эрнестом Уильямом Гудпасчером. Они обнаружили, что макаки-резусы, подвергшиеся воздействию слюны, взятой у людей на ранних стадиях заболевания, заболели свинкой. Кроме того, они показали, что свинка может передаваться детям через отфильтрованные и стерилизованные, не содержащие бактерий препараты из мацерированной ткани околоушной железы обезьяны, что показало, что это вирусное заболевание. [2] [20] Вирус свинки был впервые выделен в 1945 году, а к 1948 году была разработана первая вакцина против свинки. [20]

Первоначальные вакцины содержали инактивированные вирусные частицы и обеспечивали кратковременную защиту от эпидемического паротита. В 1960-х годах Морис Хиллеман разработал более эффективную вакцину против паротита, используя живые вирусные частицы, которые были взяты у его тогда пятилетней инфицированной дочери Джерил Линн. Эта вакцина была одобрена для использования в 1967 году и рекомендована в 1977 году, заменив предыдущие вакцины, которые были менее эффективны. Хиллеман также работал над разработкой вакцины MMR в 1971 году, эффективной против кори , паротита и краснухи . Штамм вируса паротита «Джерил Линн», который принадлежит к генотипу А, [14] продолжает использоваться в вакцинах против паротита. [20]

Вирус эпидемического паротита был признан видом в 1971 году Международным комитетом по таксономии вирусов (ICTV), который курирует таксономию вирусов, когда он был отнесен к роду Paramyxovirus . С тех пор он претерпел многочисленные таксономические изменения и изменения своего научного названия: [1] [21]

Этимология

Слово «свинка» впервые засвидетельствовано около 1600 года и является множественной формой от «свинка», что означает «гримаса», изначально глагола, означающего «скулить или бормотать как нищий». Болезнь, вероятно, была названа свинкой в ​​связи с отеком, вызванным паротитом, что отражает его влияние на выражение лица, а также болезненное, затрудненное глотание. «Свинка» также использовалась, начиная с 17 века, для обозначения «приступа меланхолии, угрюмости, молчаливого неудовольствия». [17] [22]

Ссылки

  1. ^ abc "История таксономии ICTV: орторубулавирус свинки". Международный комитет по таксономии вирусов . Получено 18 мая 2021 г.
  2. ^ abcdefghi Rubin S, Eckhaus M, Rennick LJ, Bamford CG, Duprex WP (январь 2015 г.). «Молекулярная биология, патогенез и патология вируса эпидемического паротита». J Pathol . 235 (2): 242–252. doi :10.1002/path.4445. PMC 4268314. PMID  25229387 . 
  3. ^ Cox RM, Plemper RK (июнь 2017 г.). «Структура и организация частиц парамиксовируса». Curr Opin Virol . 24 : 105–114. doi : 10.1016/j.coviro.2017.05.004. PMC 5529233. PMID  28601688 . 
  4. ^ Rima B, Buschmann AB, Dundon WG, Duprex WP , Easton A, Fouchier R, Kurath G, Lamb R, Lee B, Rota P, Wang L (декабрь 2019 г.). "ICTV Virus Taxonomy Profile: Paramyxoviridae". J Gen Virol . 100 (12): 1593–1954. doi :10.1099/jgv.0.001328. PMC 7273325. PMID 31609197.  Архивировано из оригинала 27 февраля 2020 г. Получено 21 августа 2020 г. 
  5. ^ abcdef Najjar FE, Schmitt AP, Dutch RE (7 августа 2014 г.). «Включение, сборка и почкование гликопротеина парамиксовируса: трехсторонний танец для производства инфекционных частиц». Вирусы . 6 (8): 3019–3054. doi : 10.3390/v6083019 . PMC 4147685. PMID  25105277 . 
  6. ^ abcdef Harrison MS, Sakaguchi T, Schmitt AP (сентябрь 2010 г.). «Сборка и почкование парамиксовируса: построение частиц, передающих инфекции». Int J Biochem Cell Biol . 42 (9): 1416–1429. doi : 10.1016/j.biocel.2010.04.005. PMC 2910131. PMID  20398786. 
  7. ^ Barr JN, Tang X, Hinzman E, Shen R, Wertz GW (10 мая 2008 г.). «Полимераза VSV может инициироваться в стартовых участках мРНК, расположенных либо выше, либо ниже сигнала терминации транскрипции, но размер промежуточной межгенной области влияет на эффективность инициации». Вирусология . 374 (2): 261–270. doi :10.1016/j.virol.2007.12.023. PMC 2593140 . PMID  18241907. 
  8. ^ ab "Paramyxoviridae". ViralZone . Швейцарский институт биоинформатики . Получено 21 августа 2020 г. .
  9. ^ Берг М., Хьертнер Б., Морено-Лопес Дж., Линн Т. (май 1992 г.). «Ген P парамиксовируса свиней LPMV кодирует три возможных полипептида P, V и C: мРНК белка P отредактирована». J Gen Virol . 73 (5): 1195–1200. doi : 10.1099/0022-1317-73-5-1195 . PMID  1588322.
  10. ^ ab Li M, Schmitt PT, Li Z, McCrory TS, He B, Schmitt AP (июль 2009 г.). «Матричная структура вируса эпидемического паротита, слияние и белки нуклеокапсида взаимодействуют для эффективного производства вирусоподобных частиц». J Virol . 83 (14): 7261–7272. doi :10.1128/JVI.00421-09. PMC 2704775 . PMID  19439476. 
  11. ^ "Вирусное почкование через комплексы хозяина ESCRT". ViralZone . Швейцарский институт биоинформатики . Получено 21 августа 2020 г. .
  12. ^ abcde "Обновление номенклатуры вируса свинки: 2012" (PDF) . Wkly Epidemiol Rec . 87 (22): 217–224. 1 июня 2012 г. PMID  24340404 . Получено 21 августа 2020 г. .
  13. ^ ab Soetenes L, Backer JA, Hahne S, Binnendijk RV, Gouma S, Wallinga J (март 2019 г.). "Визуальные инструменты для оценки правдоподобности кластеров инфекционных заболеваний, определенных алгоритмом: применение к данным по эпидемическому паротиту из Нидерландов с января 2009 г. по июнь 2016 г.". Euro Surveill . 24 (12): 1800331. doi :10.2807/1560-7917.ES.2019.24.12.1800331. PMC 6440581 . PMID  30914076. 
  14. ^ ab Beleni AI, Borgmann S (31 июля 2018 г.). «Свинка в век вакцинации: глобальная эпидемиология и ситуация в Германии». Int J Environ Res Public Health . 15 (8): 1618. doi : 10.3390/ijerph15081618 . PMC 6121553. PMID  30065192 . 
  15. ^ Cui A, Rivailler P, Zhu Z, Deng X, Hu Y, Wang Y, Li F, Sun Z, He J, Si Y, Tian X, Zhou S, Lei Y, Zheng H, Rota PA, Xu W (7 декабря 2017 г.). "Эволюционный анализ вирусов эпидемического паротита генотипа F, собранных в материковом Китае в 2001-2015 гг.". Sci Rep . 7 (1): 17144. Bibcode : 2017NatSR...717144C. doi : 10.1038/s41598-017-17474-z. PMC 5719434. PMID  29215070 . 
  16. ^ Jenkins GM, Rambaut A, Pybus OG, Holmes EC (7 декабря 2017 г.). «Темпы молекулярной эволюции РНК-вирусов: количественный филогенетический анализ». J Mol Evol . 54 (2): 156–165. doi :10.1007/s00239-001-0064-3. PMID  11821909. S2CID  20759532.
  17. ^ ab Davis NF, McGuire BB, Mahon JA, Smyth AE, O'Malley KJ, Fitzpatrick JM (апрель 2010 г.). «Увеличение заболеваемости орхитом, вызванным эпидемическим паротитом: всесторонний обзор». BJU Int . 105 (8): 1060–1065. doi : 10.1111/j.1464-410X.2009.09148.x . PMID  20070300. S2CID  20761646.
  18. ^ Latner DR, Hickman CJ (7 мая 2015 г.). «Вспоминая свинку». PLOS Pathog . 11 (5): e1004791. doi : 10.1371/journal.ppat.1004791 . PMC 4423963. PMID  25951183 . 
  19. ^ Ramanathan R, Voigt EA, Kennedy RB, Poland GA (18 июня 2018 г.). «Пробелы в знаниях сохраняются и препятствуют прогрессу в ликвидации эпидемического паротита». Вакцина . 36 (26): 3721–3726. doi :10.1016/j.vaccine.2018.05.067. PMC 6031229. PMID  29784466 . 
  20. ^ abc "Отслеживание истории эпидемического паротита: хронология". Фармацевтическая технология . Фармацевтическая технология. 25 апреля 2018 г. Получено 21 августа 2020 г.
  21. ^ Buschmann AB, Dundon WG, Easton AJ, Fouchier RA, Kurath G, Lamb RA, Rima BK, Rota PA, Wang L (6 июня 2018 г.). "Реорганизация семейства Paramyxoviridae" (docx) . Международный комитет по таксономии вирусов . Получено 21 августа 2020 г.
  22. ^ "свинка (сущ.)". Etymonline . Онлайн-словарь этимологии . Получено 21 августа 2020 г. .