stringtranslate.com

Риновирус

Риновирус (от древнегреческого : ῥίς , романизированного :  rhis «нос», рода ῥινός , романизированного: rhinos «носа», и латинского : vīrus ) — одноцепочечный РНК-вирус с положительной полярностью, принадлежащий к роду Enterovirus семейства Picornaviridae . Риновирус является наиболее распространённым вирусным инфекционным агентом у людей и основной причиной простуды .

Три вида риновирусов (A, B и C) включают по меньшей мере 165 признанных типов, которые различаются по своим поверхностным антигенам или генетике . [1] Они являются одними из самых маленьких вирусов, с диаметром около 30 нанометров. Для сравнения, другие вирусы, такие как оспа и коровья оспа , примерно в десять раз больше и имеют размер около 300 нанометров , в то время как вирусы гриппа имеют размер около 80–120 нм.

Риновирусы передаются через аэрозоли , капли воздуха, фомиты и прямой контакт человека с человеком. [2] Они в первую очередь инфицируют эпителиальные клетки носа в дыхательных путях и вызывают легкие симптомы, такие как боль в горле, кашель и заложенность носа. [3] [4] Однако риновирусная инфекция может вызывать более тяжелое заболевание у младенцев, [5] [6] пожилых людей и людей с ослабленным иммунитетом. Риновирусы также признаны основной причиной обострений астмы . [7]

По состоянию на апрель 2024 года не существует вакцин или противовирусных методов лечения риновирусной инфекции, одобренных FDA . [4]

История

В 1953 году, когда у группы медсестер развилось легкое респираторное заболевание, Уинстон Прайс из Университета Джонса Хопкинса взял образцы носовых ходов и выделил первый риновирус, который он назвал вирусом JH, в честь Джона Хопкинса . [8] [9] Его выводы были опубликованы в 1956 году. [10]

В 2006 году достижения в области молекулярных методов тестирования для идентификации риновирусов в клинических образцах привели к открытию видов риновируса C в образцах из Квинсленда, Австралия и Нью-Йорка, США. ICTV официально обозначил RV-C как отдельный вид в 2009 году. [3]

Передача инфекции

Риновирусы могут распространяться воздушно-капельным путем , через капли воздуха и через фомиты (зараженные поверхности), включая прямой контакт человека с человеком. [2] Риновирусы могут выживать на таких поверхностях, как нержавеющая сталь или пластик, в течение нескольких часов. Меры предосторожности, направленные на борьбу с воздушно-капельным путем [11], вероятно, эффективны для снижения передачи, в то время как другие меры предосторожности, такие как мытье рук или очистка поверхностей дезинфицирующими средствами, известны своей эффективностью в предотвращении передачи риновируса. [12]

Признаки и симптомы

Риновирусы являются основной причиной простуды . Симптомы включают боль в горле , насморк , заложенность носа , чихание и кашель ; иногда сопровождаются мышечными болями , усталостью , недомоганием , головной болью , мышечной слабостью или потерей аппетита . Лихорадка и сильное истощение встречаются при риновирусной инфекции реже, чем при гриппе .

Эпидемиология

Риновирусы можно обнаружить круглый год; однако заболеваемость риновирусом выше осенью и зимой, при этом большинство случаев заражения происходит в период с сентября по апрель в северном полушарии. [13] Сезонность может быть связана с началом учебного года и тем, что люди проводят больше времени в помещении, тем самым увеличивая вероятность передачи вируса. [14] Более низкие температуры окружающей среды, особенно на открытом воздухе, также могут быть фактором, учитывая, что риновирусы предпочтительно размножаются при 33 °C (91,4 °F), а не при 37 °C (98,6 °F). [13] [15] Другие климатические факторы, такие как влажность, могут влиять на сезонность риновируса. [13] Маленькие дети (<5 лет) испытывают высокий уровень инфицирования, который может быть обнаружен в исследованиях по наблюдению за детьми в сообществе до 34% в год. [16]

Наиболее подвержены риновирусам младенцы, пожилые люди и люди с ослабленным иммунитетом . [3]

Патогенез

Основным путем проникновения риновирусов человека являются верхние дыхательные пути ( рот и нос ). Риновирусы A и B используют «основной» ICAM-1 (межклеточная адгезионная молекула 1), также известный как CD54 (кластер дифференциации 54), на респираторных эпителиальных клетках в качестве рецепторов для связывания. Некоторые подгруппы подгрупп A и B используют вместо этого «второстепенный» рецептор ЛПНП . [17] Риновирус C использует кадгерин-связанный член семейства 3 (CDHR3) для опосредования клеточного проникновения. [18] По мере того, как вирус размножается и распространяется, инфицированные клетки выделяют сигналы бедствия, известные как хемокины и цитокины (которые, в свою очередь, активируют воспалительные медиаторы).

Инфекция происходит быстро, вирус прикрепляется к поверхностным рецепторам в течение 15 минут после попадания в дыхательные пути. Чуть более 50% людей испытают симптомы в течение 2 дней после заражения. Только около 5% случаев будут иметь инкубационный период менее 20 часов, и, с другой стороны, ожидается, что 5% случаев будут иметь инкубационный период более четырех с половиной дней. [19]

Человеческие риновирусы преимущественно размножаются при температуре 33 °C (91,4 °F), что значительно ниже средней температуры тела человека 37 °C (98,6 °F), отсюда тенденция вируса поражать верхние дыхательные пути , где респираторный поток воздуха находится в постоянном контакте с (более холодной) экстрасоматической средой. [13] [15]

Вирусы видов риновирусов A и C чаще вызывают серьезные заболевания и хрипы , тогда как виды риновирусов B чаще протекают в легкой форме или бессимптомно. [3] [20]

Таксономия

Филогенетические деревья максимального правдоподобия видов энтеровирусов A, B, C, D и изолятов риновирусов A, B, C из Латинской Америки. Регион 5'UTR гораздо больше подвержен рекомбинационным событиям, чем кодирующая последовательность VP4/VP2 . Парафилетическая природа «риновируса» очевидна. [21]

Риновирус ранее классифицировался как род семейства Picornaviridae . 39-й Исполнительный комитет (EC39) Международного комитета по таксономии вирусов (ICTV) встретился в Канаде в июне 2007 года с новыми таксономическими предложениями. В апреле 2008 года Международный комитет по таксономии вирусов проголосовал и ратифицировал следующие изменения: [22]

Объединение основано на том, что два «рода» вирусов не имеют существенных различий в вирусологическом смысле. Они имеют идентичные организации генома и структуры частиц, а филогения не всегда монофилетична. [23]

В июле 2009 года ICTV проголосовал и ратифицировал предложение о добавлении третьего вида, человеческого риновируса C, к роду энтеровирусов . [24]

Всего с момента 8-го отчета ICTV 2005 года было одобрено и ратифицировано 215 таксономических предложений.

Типы

До 2020 года энтеровирусы (включая все риновирусы) классифицировались в соответствии с их серотипом . В 2020 году ICTV ратифицировал предложение [23] о классификации всех новых типов на основе генетического разнообразия их гена VP1. Названия типов риновирусов человека имеют форму RV- Xn , где X — вид риновируса (A, B или C), а n — порядковый номер. Виды A и B использовали один и тот же индекс до номера 100, в то время как вид C всегда использовал отдельный индекс. Действительные порядковые номера следующие: [1]

Структура

Геном, структура вириона и виды человеческого риновируса

Риновирусы имеют одноцепочечные геномы положительной смысловой РНК длиной от 7200 до 8500 нуклеотидов . На 5'-конце генома находится кодируемый вирусом белок, и, как и в мРНК млекопитающих, есть 3'- поли-А-хвост . Структурные белки кодируются в 5'-области генома, а неструктурные — на 3'-конце. Это одинаково для всех пикорнавирусов . Сами вирусные частицы не имеют оболочки и имеют додекаэдрическую структуру.

Вирусные белки транслируются как один длинный полипептид , который расщепляется на структурные и неструктурные вирусные белки. [25]

Структура вируса была определена в 1985 году с помощью рентгеновской кристаллографии исследователями из Университета Пердью и Университета Висконсина под руководством Майкла Россманна . Вирус кристаллизовался, образуя кубические кристаллы с четырьмя вирусными частицами в каждой элементарной ячейке ( пространственная группа P 2 1 3, № 198), похожие на кубическую плотноупакованную структуру. [26]

Человеческие риновирусы состоят из капсида , который содержит четыре вирусных белка : VP1, VP2, VP3 и VP4. [26] [27] VP1, VP2 и VP3 образуют основную часть белкового капсида. Гораздо меньший белок VP4 имеет более протяженную структуру и находится на границе между капсидом и геномом РНК. Существует 60 копий каждого из этих белков, собранных в икосаэдр . Антитела являются основной защитой от инфекции с эпитопами, лежащими на внешних областях VP1-VP3.

Новые противовирусные препараты

В настоящее время не существует одобренных FDA противовирусных препаратов для лечения риновирусных инфекций. [4] Несколько новых противовирусных соединений были протестированы в клинических испытаниях, но не показали достаточной эффективности для продвижения к одобрению FDA. Соединения, специально предназначенные для риновирусов или, в более широком смысле, пикорнавирусов, включают следующее:

Другие методы лечения, направленные на уменьшение симптомов риновирусной инфекции, включают иммуномодулирующие средства. Они могут способствовать полезным противовирусным реакциям или уменьшать воспалительные реакции, связанные с симптомами. Было показано, что интерферон-альфа, используемый интраназально, эффективен против человеческих риновирусных инфекций. Однако добровольцы, лечившиеся этим препаратом, испытывали некоторые побочные эффекты, такие как носовое кровотечение, и начали развивать толерантность к препарату. Впоследствии исследования в области лечения были прекращены. [35] Было показано, что ингаляционный будесонид снижает вирусную нагрузку и провоспалительный IL-1β у мышей. Омализумаб , который был разработан для лечения тяжелой аллергической астмы, продемонстрировал доказательства снижения тяжести симптомов у пациентов с астмой, инфицированных риновирусом. [29]

Разработка вакцины

Вакцин против этих вирусов нет , поскольку перекрестная защита между серотипами отсутствует или практически отсутствует . Известно не менее 165 типов человеческих риновирусов. [1] Однако исследование белка VP4 показало, что он высококонсервативен среди многих серотипов человеческого риновируса, что открывает потенциал для будущей пансеротипной вакцины против человеческого риновируса. [36] Похожий результат был получен с белком VP1. Как и VP4, VP1 также иногда «высовывается» из вирусной частицы, делая ее доступной для нейтрализующих антител. Оба пептида были испытаны на кроликах, что привело к успешному образованию перекрестных серотипических антител. [37]

Геном риновируса имеет высокую степень изменчивости в циркуляции у человека, даже если геномные последовательности отличаются на 30%. [38] Недавние исследования выявили консервативные области генома риновируса; это, наряду с адъювантной поливалентной вакциной против риновируса, показывает потенциал для будущего развития вакцинотерапии. [39]

Профилактика

Человеческий риновирус может оставаться заразным до трех часов вне человека-хозяина. После заражения вирусом человек наиболее заразен в течение первых трех дней. Профилактические меры, такие как регулярное тщательное мытье рук с мылом и водой, могут помочь избежать заражения. Избегание прикосновений ко рту, глазам и носу (наиболее распространенные точки проникновения риновируса) также может помочь в профилактике. Меры предосторожности от капель, которые принимают форму хирургической маски и перчаток, являются методом, используемым в крупных больницах. [40] Как и все респираторные патогены, которые когда-то считались передающимися воздушно-капельным путем, он с большой вероятностью будет переноситься аэрозолями, образующимися при обычном дыхании, разговоре и даже пении. Чтобы предотвратить воздушно-капельную передачу, мер предосторожности от капель недостаточно, и необходимы обычные меры предосторожности от воздушно-капельного пути. [41]

Ссылки

  1. ^ abc "Род: Энтеровирус | ICTV". ictv.global . Получено 29.12.2023 .
  2. ^ ab Wang CC, Prather KA, Sznitman J, Jimenez JL, Lakdawala SS, Tufekci Z и др. (август 2021 г.). «Передача респираторных вирусов воздушным путем». Science . 373 (6558): eabd9149. doi :10.1126/science.abd9149. PMC 8721651 . PMID  34446582. 
  3. ^ abcd Jacobs SE, Lamson DM, St George K, Walsh TJ (январь 2013 г.). «Риновирусы человека». Clinical Microbiology Reviews . 26 (1): 135–162. doi :10.1128/CMR.00077-12. PMC 3553670. PMID 23297263  . 
  4. ^ abc "Риновирусы: простудные заболевания | CDC". www.cdc.gov . 2023-03-09 . Получено 2023-12-28 .
  5. ^ van Benten I, Koopman L, Niesters B, Hop W, van Middelkoop B, de Waal L, et al. (2003). «Преобладание риновируса в носу симптоматических и бессимптомных младенцев». Детская аллергия и иммунология . 14 (5): 363–370. doi :10.1034/j.1399-3038.2003.00064.x. PMC 7168036. PMID  14641606 . 
  6. ^ Auvray C, Perez-Martin S, Schuffenecker I, Pitoiset C, Tarris G, Ambert-Balay K и др. (2024). «Внезапная детская смерть, связанная с риновирусной инфекцией». Вирусы . 16 ( 4): 518. doi : 10.3390/v16040518 . PMC 11054477. PMID  38675861. 
  7. ^ Friedlander SL, Busse WW (август 2005 г.). «Роль риновируса в обострениях астмы». Журнал аллергии и клинической иммунологии . 116 (2): 267–273. doi :10.1016/j.jaci.2005.06.003. PMID  16083778.
  8. ^ Оффит П.А. (2007). Вакцинированные: один человек в поисках победы над самыми смертельными болезнями в мире . HarperCollins. С. 66–68. ISBN 978-0-06-122795-0.
  9. ↑ Отчеты общественного здравоохранения. Т. 74. Служба. 1959. С. 9.
  10. ^ Kennedy JL, Turner RB, Braciale T, Heymann PW, Borish L (июнь 2012 г.). «Патогенез риновирусной инфекции». Current Opinion in Virology . 2 (3): 287–293. doi :10.1016/j.coviro.2012.03.008. PMC 3378761. PMID  22542099 . 
  11. ^ Andrup L, Krogfelt KA, Hansen KS, Madsen AM (август 2023 г.). «Путь передачи риновируса — возбудителя простуды. Систематический обзор». American Journal of Infection Control . 51 (8): 938–957. doi :10.1016/j.ajic.2022.12.005. PMID  36535318.
  12. ^ Kutter JS, Spronken MI, Fraaij PL, Fouchier RA, Herfst S (февраль 2018 г.). «Пути передачи респираторных вирусов среди людей». Current Opinion in Virology . Новые вирусы: внутривидовая передача • Вирусная иммунология. 28 : 142–151. doi :10.1016/j.coviro.2018.01.001. PMC 7102683 . PMID  29452994. 
  13. ^ abcd Морияма М, Хугентоблер В.Дж., Ивасаки А. (сентябрь 2020 г.). «Сезонность респираторных вирусных инфекций» (PDF) . Ежегодный обзор вирусологии . 7 (1): 83–101. doi :10.1146/annurev-virology-012420-022445. PMID  32196426. S2CID  214601321.
  14. ^ Фисман Д. (октябрь 2012 г.). «Сезонность вирусных инфекций: механизмы и неизвестное». Клиническая микробиология и инфекция . 18 (10): 946–954. doi : 10.1111/j.1469-0691.2012.03968.x . PMID  22817528.
  15. ^ ab Royston L, Tapparel C (январь 2016 г.). «Риновирусы и респираторные энтеровирусы: не так просты, как ABC». Вирусы . 8 (1): 16. doi : 10.3390/v8010016 . PMC 4728576 . PMID  26761027. 
  16. ^ Kieninger E, Fuchs O, Latzin P, Frey U, Regamey N (февраль 2013 г.). «Риновирусные инфекции у младенцев и детей раннего возраста». The European Respiratory Journal . 41 (2): 443–452. doi :10.1183/09031936.00203511. PMID  22743674.
  17. ^ Palmenberg AC, Spiro D, Kuzmickas R, Wang S, Djikeng A, Rathe JA и др. (апрель 2009 г.). «Секвенирование и анализ всех известных геномов риновирусов человека раскрывают структуру и эволюцию». Science . 324 (5923): 55–59. Bibcode :2009Sci...324...55P. doi :10.1126/science.1165557. PMC 3923423 . PMID  19213880. 
  18. ^ Бочков YA, Уоттерс K, Ашраф S, Григгс TF, Деврис MK, Джексон DJ и др. (апрель 2015 г.). «Cadherin-related family member 3, a children's assusceptibility gene product, mediates rhinovirus C binding and replication». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 112 (17): 5485–5490. Bibcode : 2015PNAS..112.5485B. doi : 10.1073/pnas.1421178112 . PMC 4418890. PMID  25848009 . 
  19. ^ Lessler J, Reich NG, Brookmeyer R, Perl TM, Nelson KE, Cummings DA (май 2009). «Инкубационные периоды острых респираторных вирусных инфекций: систематический обзор». The Lancet. Инфекционные заболевания . 9 (5): 291–300. doi :10.1016/S1473-3099(09)70069-6. PMC 4327893. PMID  19393959 . 
  20. ^ Джексон DJ, Герн JE (март 2022 г.). «Риновирусные инфекции и их роль в астме: этиология и обострения». Журнал аллергии и клинической иммунологии. На практике . 10 (3): 673–681. doi :10.1016/j.jaip.2022.01.006. PMC 10314805. PMID  35074599 . 
  21. ^ Garcia J, Espejo V, Nelson M, Sovero M, Villaran MV, Gomez J, et al. (Октябрь 2013 г.). "Human rhinoviruses and enteroviruses in influenza-like disease in Latin America". Virology Journal . 10 : 305. doi : 10.1186/1743-422x-10-305 . PMC 3854537. PMID  24119298 . 
  22. ^ Carstens EB, Ball LA (2009-07-01). «Голосование за ратификацию таксономических предложений Международному комитету по таксономии вирусов (2008)». Архивы вирусологии . 154 (7): 1181–1188. doi :10.1007/s00705-009-0400-2. PMC 7086627. PMID  19495937 . 
  23. ^ ab Simmonds P, Gorbalenya AE, Harvala H, Hovi T, Knowles NJ, Lindberg AM и др. (март 2020 г.). «Рекомендации по номенклатуре энтеровирусов и риновирусов». Архивы вирусологии . 165 (3): 793–797. doi : 10.1007/s00705-019-04520-6. PMC 7024059. PMID  31980941. 
  24. ^ Carstens EB (2010-01-01). "Голосование за ратификацию таксономических предложений Международному комитету по таксономии вирусов (2009)". Архивы вирусологии . 155 (1): 133–146. doi :10.1007/s00705-009-0547-x. PMC 7086975. PMID  19960211 . 
  25. ^ Арден К.Е., Маккей IM (2011). «Риновирусы». ЭЛС . дои : 10.1002/9780470015902.a0000431.pub3. ISBN 978-0-470-01617-6.
  26. ^ ab Rossmann MG, Arnold E, Erickson JW, Frankenberger EA, Griffith JP, Hecht HJ, et al. (1985). «Структура вируса простуды у человека и функциональная связь с другими пикорнавирусами». Nature . 317 (6033): 145–153. Bibcode :1985Natur.317..145R. doi :10.1038/317145a0. PMID  2993920. S2CID  4288590.
  27. ^ Smith TJ, Kremer MJ, Luo M, Vriend G, Arnold E, Kamer G, et al. (сентябрь 1986 г.). «Место прикрепления в человеческом риновирусе 14 для противовирусных агентов, которые ингибируют раздевание». Science . 233 (4770): 1286–1293. Bibcode :1986Sci...233.1286S. doi :10.1126/science.3018924. PMID  3018924.
  28. ^ Patick AK, Binford SL, Brothers MA, Jackson RL, Ford CE, Diem MD и др. (октябрь 1999 г.). «In vitro противовирусная активность AG7088, мощного ингибитора протеазы 3C человеческого риновируса». Antimicrobial Agents and Chemotherapy . 43 (10): 2444–2450. doi :10.1128 / AAC.43.10.2444. PMC 89498. PMID  10508022. 
  29. ^ ab Coultas JA, Cafferkey J, Mallia P, Johnston SL (июль 2021 г.). «Экспериментальные противовирусные терапевтические исследования при инфекциях риновируса человека». Журнал экспериментальной фармакологии . 13 : 645–659. doi : 10.2147/JEP.S255211 . PMC 8277446. PMID  34276229 . 
  30. ^ Pevear DC, Tull TM , Seipel ME, Groarke JM (сентябрь 1999 г.). «Активность плеконарила против энтеровирусов». Antimicrobial Agents and Chemotherapy . 43 (9): 2109–2115. doi :10.1128/AAC.43.9.2109. PMC 89431. PMID  10471549. 
  31. ^ Pevear DC, Hayden FG, Demenczuk TM, Barone LR, McKinlay MA, Collett MS (ноябрь 2005 г.). «Взаимосвязь восприимчивости к плеконарилу и клинических результатов при лечении простудных заболеваний, вызванных риновирусами». Antimicrobial Agents and Chemotherapy . 49 (11): 4492–4499. doi :10.1128/AAC.49.11.4492-4499.2005. PMC 1280128. PMID  16251287 . 
  32. ^ Fleischer R, Laessig K (декабрь 2003 г.). «Оценка безопасности и эффективности плеконарила для лечения простуды». Клинические инфекционные заболевания . 37 (12): 1722. doi : 10.1086/379830 . PMID  14689362.
  33. ^ Senior K (май 2002 г.). «FDA комиссия отклоняет лечение простуды». The Lancet. Инфекционные заболевания . 2 (5): 264. doi :10.1016/s1473-3099(02)00277-3. PMID  12062983.
  34. ^ Moynihan R, Bero L, Ross-Degnan D, Henry D, Lee K, Watkins J, et al. (Июнь 2000 г.). «Освещение новостными СМИ преимуществ и рисков приема лекарств». The New England Journal of Medicine . 342 (22): 1645–1650. doi :10.1136/bmj.326.7403.1403. PMC 1126289. PMID  10833211 . 
  35. ^ Farr BM, Gwaltney JM, Adams KF, Hayden FG (июль 1984 г.). «Интраназальный интерферон-альфа 2 для профилактики простудных заболеваний, вызванных естественным риновирусом». Antimicrobial Agents and Chemotherapy . 26 (1): 31–34. doi :10.1128/aac.26.1.31. PMC 179911. PMID  6089652 . 
  36. ^ Katpally U, Fu TM, Freed DC, Casimiro DR, Smith TJ (июль 2009 г.). «Антитела к скрытому N-концу риновируса VP4 проявляют перекрестную серотипическую нейтрализацию». Journal of Virology . 83 (14): 7040–7048. doi :10.1128/JVI.00557-09. PMC 2704786 . PMID  19403680. 
  37. ^ Katpally U, Fu TM, Freed DC, Casimiro DR, Smith TJ (июль 2009 г.). «Антитела к скрытому N-концу риновируса VP4 проявляют перекрестную серотипическую нейтрализацию». Journal of Virology . 83 (14): 7040–7048. doi :10.1128/JVI.00557-09. PMC 4291752 . PMID  19403680. 
  38. ^ Ортега Х., Никл Д., Картер Л. (июль 2021 г.). «Риновирус и астма: проблемы и возможности». Обзоры в медицинской вирусологии . 31 (4): e2193. doi : 10.1002/rmv.2193. PMC 8365703. PMID  33217098. 
  39. ^ Makris S, Johnston S (24 сентября 2018 г.). «Последние достижения в понимании иммунитета к риновирусам». F1000Research . 7 : 1537. doi : 10.12688 /f1000research.15337.1 . PMC 6173106. PMID  30345002. 
  40. ^ Siegel JD, Rhinehart E, Jackson M, Chiarello L (декабрь 2007 г.). «Руководство по мерам предосторожности при изоляции 2007 г.: предотвращение передачи инфекционных агентов в учреждениях здравоохранения». Американский журнал по контролю инфекций . 35 (10 Suppl 2): ​​S65-164. doi : 10.1016/j.ajic.2007.10.007. PMC 7119119. PMID  18068815 . 
  41. ^ Wang CC, Prather KA, Sznitman J, Jimenez JL, Lakdawala SS, Tufekci Z и др. (август 2021 г.). «Передача респираторных вирусов воздушным путем». Science . 373 (6558). doi :10.1126/science.abd9149. PMC 8721651 . PMID  34446582. 

Внешние ссылки