Вирус паротита
Оррубулавирус паротита | |
---|---|
ПЭМ- микрофотография частицы вируса паротита | |
Классификация вирусов | |
(без рейтинга): | Вирус |
Область : | Рибовирия |
Королевство: | Орторнавиры |
Тип: | Негарнавирикота |
Сорт: | Монхивирицетес |
Заказ: | Мононегавирусы |
Семья: | Парамиксовирусиды |
Род: | Орторубулавирус |
Разновидность: | Оррубулавирус паротита |
Синонимы [1] | |
|
Вирус паротита (MuV) – это вирус , вызывающий эпидемический паротит . MuV содержит одноцепочечный геном с отрицательным смыслом, состоящий из рибонуклеиновой кислоты (РНК). Его геном имеет длину около 15 000 нуклеотидов и содержит семь генов, кодирующих девять белков. Геном заключен в капсид , который, в свою очередь, окружен вирусной оболочкой . Частицы MuV, называемые вирионами, имеют плеоморфную форму и имеют размер от 100 до 600 нанометров в диаметре. Выделяют один серотип и двенадцать генотипов, различающихся по географическому распространению. Человек является единственным естественным хозяином вируса паротита.
MuV сначала реплицируется путем связывания с поверхностью клеток, при этом его оболочка сливается с мембраной клетки-хозяина, высвобождая 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 паротита был впервые идентифицирован как причина эпидемического паротита в 1934 году и впервые выделен в 1945 году. Через несколько лет после выделения вакцины были разработаны , защищающие от инфекции MuV. MuV был впервые признан как вид в 1971 году, и ему было присвоено научное название орторубулавирус паротита . Отнесен к роду Orthorhubulavirus подсемейства Rubulavirinae семейства Paramyxoviridae .
Характеристики
[ редактировать ]Геном
[ редактировать ]Вирус паротита содержит несегментированный одноцепочечный линейный геном длиной 15 384 нуклеотида, состоящий из рибонуклеиновой кислоты (РНК). Геном имеет отрицательный смысл, поэтому мРНК можно транскрибировать непосредственно из генома. Вирус паротита кодирует семь генов в следующем порядке: [2] [3] [4]
- белок нуклеокапсида (N),
- белки V/P/I (V/фосфо-(P)/I),
- белок матрикса (М), наиболее распространенный белок вирионов, [5]
- слитый (F) белок,
- небольшой гидрофобный (SH) трансмембранный белок,
- гемагглютинин-нейраминидаза (HN) и
- большой белок (L), который соединяется с белком P, образуя РНК-зависимую РНК-полимеразу (RdRp). RdRp действует как репликаза для репликации генома и как транскриптаза для транскрипции мРНК из генома.
Считается, что белок SH участвует в блокировании NF(α)-опосредованного апоптоза клетки-хозяина, что осуществляется как противовирусный ответ на подавление распространения вирусов, хотя SH не является необходимым для репликации, поскольку MuV, созданные без SH, все еще существуют. способен воспроизвести. Белок V также участвует в уклонении от противовирусных реакций хозяина посредством ингибирования выработки и передачи сигналов интерферонов . В отличие от других белков, функция белка I неизвестна. [2]
Структура
[ редактировать ]Геном вируса эпидемического паротита окружен N-белками, образующими гибкий, слабоскрученный спиральный комплекс рибонуклеопротеина (РНП), состоящий из генома, окруженного нуклеокапсидом, с которым связан RdRp. РНП окружены оболочкой — липидной мембраной , которая содержит на своей поверхности два типа шипов, соответствующих гликопротеинам HN и F. Белки М 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
[ редактировать ]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 белок F срабатывает и начинает слияние вирусной оболочки с мембраной клетки-хозяина. Белок F делает это, переходя из метастабильного состояния в рефолдинг в более стабильную шпилечную структуру, которая позволяет содержимому вириона, включая РНП, высвобождаться в цитоплазму клетки-хозяина. [2] [5] [6]
Попадая в клетку-хозяина, RdRp начинает транскрибировать мРНК из генома внутри RNP. Транскрипция начинается на 3'-конце или рядом с ним (обычно произносится как «три штрих-конца») в промоторной области и последовательно движется к 5'-концу. Для каждого гена транскрибируется одна цепь мРНК, и для транскрипции этого гена необходимо, чтобы все гены были последовательно перед транскрибируемым геном. Гены, расположенные ближе к 3'-концу, транскрибируются с самой высокой частотой, частота которой снижается 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 в мРНК два нематрицированных гуанина для транскрипции мРНК для белка P. [9]
Позже в цикле репликации, когда после трансляции присутствует достаточное количество нуклеопротеинов, RdRp переключает функции на репликацию генома. Это происходит в два этапа: во-первых, антигеном с положительным смыслом синтезируется с помощью RdRp из генома с отрицательным смыслом, а во-вторых, цепи геномной РНК с отрицательным смыслом, в свою очередь, синтезируются с помощью RdRp из антигенома. Во время этого процесса антигеном и вновь реплицированные геномы инкапсидируются 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 проходят через комплекс Гольджи к клеточной мембране, независимо от того, связываются ли они с клеточной мембраной и выступают с поверхности клетки. Белки M связываются с участками клеточной мембраны, где находятся белки HN и F, делая это в тех местах, где их «хвосты» выступают внутрь клеточной мембраны в цитоплазме. Затем М-белки действуют как сигналы для вновь синтезированных РНП о том, где должны образовываться вирионы. Считается, что взаимодействие белков RNP и M запускает отпочкование из клетки-хозяина. [2] [5] [6] [10]
Отпочкование из клетки-хозяина начинается после того, как белки M рекрутируют белки класса E хозяина, которые образуют эндосомальный сортировочный комплекс, необходимый для структур транспорта (ESCRT) в месте отпочкования. Там белки ESCRT формируются в концентрические спирали и выталкивают содержимое вириона наружу из клетки в виде пузырька, выступающего из клетки. Белки ESCRT затем сужают отверстие везикулы и прекращают почкование, отсекая везикулу 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 вирионов. [6]
Разнообразие
[ редактировать ]Вирус 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%, что является самым высоким показателем 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 распознаны, но были отменены из-за того, что филогенетический анализ показал, что назначенные им MuV принадлежали генотипам C и K соответственно. [12] [13]
Различные генотипы различаются по частоте от региона к региону. Например, генотипы C, D, H и J чаще встречаются в западном полушарии, тогда как генотипы F, G и I чаще встречаются в Азии, хотя генотип G считается глобальным генотипом. Генотипы А и В не наблюдались в дикой природе с 1990-х годов. Это разнообразие MuV не отражается на реакции антител, поскольку, поскольку существует только один серотип, антитела к одному генотипу также функциональны против всех остальных. [12] [14]
Эволюция
[ редактировать ]По оценкам, гены F, SH, HN, используемые для различения генотипов, подвергаются генетическим мутациям со скоростью 0,25 · 10 −3 замен на сайт в год, что считается очень низкой частотой 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; Д и К; С; Л; и Б, Ф и Н. [12]
Болезнь
[ редактировать ]Человек является единственным естественным хозяином вируса паротита, вызывающего эпидемический паротит . Заболевание передается при контакте с выделениями из дыхательных путей, такими как аэрозольные капли и слюна. Инфекция приводит к лихорадке, мышечной боли и болезненному отеку околоушных желез — двух слюнных желез, расположенных по бокам рта перед ушами. Инфекция может также вовлекать 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, а инфекцию можно предотвратить с помощью вакцинации. [2] [18] [19]
Классификация
[ редактировать ]Вирус паротита, научное название Орторубулавирус паротита , отнесен к роду Орторубулавирус , в подсемейство Rubulavirinae , семейство Paramyxoviridae . [1] Штаммы MuV названы и классифицированы с использованием следующей системы: [12]
- MuVs (последовательность РНК, полученная из клинического материала) или MuVi (последовательность РНК, полученная из клеточной культуры )
- Код города.Страны ISO3
- Номер недели.год, дата начала заболевания, или дата взятия образца, если дата начала заболевания неизвестна, или дата поступления образца в лабораторию, если две предыдущие даты неизвестны.
- повторить через неделю
- [генотип], который указывает, к какому генотипу принадлежит штамм.
- (VAC), который используется для обозначения штаммов, полученных от случаев вакцинации в анамнезе и с выявленным вакцинным вирусом.
Эта система используется в последовательном порядке. Например, MuVs/NewYork.USA/17.11[B] (VAC) представляет собой вакциноассоциированный генотип B MuV, полученный из клинического материала в Нью-Йорке , а MuVi/London.GBR/3.12/2[G] представляет собой генотип G. MuV получен из клеточной культуры в Лондоне . [12]
История
[ редактировать ]В 1934 году Клод Д. Джонсон и Эрнест Уильям Гудпасчер определили паротит как вирусное заболевание. Они обнаружили, что у макак-резус, подвергшихся воздействию слюны, взятой у людей на ранних стадиях заболевания, развился паротит. Кроме того, они показали, что эпидемический паротит может передаваться детям через фильтрованные и стерилизованные, не содержащие бактерий препараты мацерированной ткани околоушной железы обезьяны, что указывает на то, что это вирусное заболевание. [2] [20] Вирус паротита был впервые выделен в 1945 году, а к 1948 году была разработана первая вакцина против паротита. [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, взятые у его пятилетней инфицированной дочери Джерил Линн. Эта вакцина была одобрена к использованию в 1967 году и рекомендована в 1977 году, заменив предыдущие вакцины, которые были менее эффективными. Хиллеман также работал над разработкой вакцины MMR в 1971 году, эффективной против кори , эпидемического паротита и краснухи . Штамм вируса паротита «Джерил Линн», принадлежащий к генотипу А, [14] продолжает использоваться в вакцинах против эпидемического паротита. [20]
Вирус паротита был признан как вид 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 в своем научном названии: [1] [21]
- В 1995 году вирус паротита был признан типовым видом недавно созданного рода Rubulavirus .
- В 2016 году вирус паротита был переименован в рубулавирус паротита .
- В 2018 году рубулавирус паротита был переименован в орторубулавирус паротита , чтобы сопровождать упразднение рубулавируса и замену его подсемейством Rubulavirinae с тем же названием и недавно созданным родом Orthorubulavirus .
- В 2020 году типовые виды в таксономии вирусов были упразднены, поэтому орторубулавирус паротита был исключен из числа типовых видов орторубулавируса .
Этимология
[ редактировать ]Слово «свинка» впервые упоминается около 1600 года и представляет собой форму множественного числа от слова «свинка», что означает «гримаса», первоначально это был глагол, означающий «ныть или бормотать, как нищий». Заболевание, вероятно, было названо паротитом в связи с опухолью, вызванной свиночным паротитом, что отражает его влияние на выражение лица, а также возникновение болезненного и затрудненного глотания. «Свинка» также использовалась, начиная с 17 века, в значении «приступ меланхолии, угрюмости, молчаливого неудовольствия». [17] [22]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с «История таксономии ICTV: орторубулавирус паротита » . Международный комитет по таксономии вирусов . Проверено 18 мая 2021 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Рубин С., Экхаус М., Ренник Л.Дж., Бэмфорд К.Г., Дюпрекс В.П. (январь 2015 г.). «Молекулярная биология, патогенез и патология вируса паротита» . Дж. Патол . 235 (2): 242–252. дои : 10.1002/путь.4445 . ПМК 4268314 . ПМИД 25229387 .
- ^ Кокс Р.М., Племпер Р.К. (июнь 2017 г.). «Структура и организация парамиксовирусных частиц» . Курр Опин Вирол . 24 : 105–114. дои : 10.1016/j.coviro.2017.05.004 . ПМЦ 5529233 . ПМИД 28601688 .
- ^ Рима Б, Бушманн А.Б., Дандон В.Г., Дюпрекс В.П. , Истон А., Фушье Р., Курат Дж., Лэмб Р., Ли Б., Рота П., Ван Л. (декабрь 2019 г.). «Профиль таксономии вируса ICTV: Paramyxoviridae » . Джей Ген Вирол . 100 (12): 1593–1954. дои : 10.1099/jgv.0.001328 . ПМЦ 7273325 . ПМИД 31609197 . Архивировано из оригинала 27 февраля 2020 года . Проверено 21 августа 2020 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж Наджар Ф.Е., Шмитт А.П., голландский RE (7 августа 2014 г.). «Включение, сборка и почкование гликопротеина парамиксовируса: танец втроем для производства инфекционных частиц» . Вирусы . 6 (8): 3019–3054. дои : 10.3390/v6083019 . ПМЦ 4147685 . ПМИД 25105277 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Харрисон М.С., Сакагути Т., Шмитт А.П. (сентябрь 2010 г.). «Сборка и почкование парамиксовируса: создание частиц, передающих инфекции» . Int J Biochem Cell Biol . 42 (9): 1416–1429. doi : 10.1016/j.biocel.2010.04.005 . ПМК 2910131 . ПМИД 20398786 .
- ^ Барр Дж.Н., Тан X, Хинцман Э., Шен Р., Верц Г.В. (10 мая 2008 г.). «Полимераза VSV может инициировать старт-сайты мРНК, расположенные либо выше, либо ниже сигнала терминации транскрипции, но размер промежуточной межгенной области влияет на эффективность инициации» . Вирусология . 374 (2): 261–270. дои : 10.1016/j.virol.2007.12.023 . ПМЦ 2593140 . ПМИД 18241907 .
- ^ Jump up to: а б «Парамиксовирусы» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 21 августа 2020 г.
- ^ Берг М., Хертнер 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» . Джей Ген Вирол . 73 (5): 1195–1200. дои : 10.1099/0022-1317-73-5-1195 . ПМИД 1588322 .
- ^ Jump up to: а б Ли М., Шмитт П.Т., Ли З., МакКрори Т.С., Хе Б., Шмитт А.П. (июль 2009 г.). «Матрица, слияние и нуклеокапсидные белки вируса паротита взаимодействуют для эффективного производства вирусоподобных частиц» . Дж Вирол . 83 (14): 7261–7272. дои : 10.1128/JVI.00421-09 . ПМК 2704775 . ПМИД 19439476 .
- ^ «Вирусное почкование через комплексы ESCRT хозяина» . ВиралЗона . Швейцарский институт биоинформатики . Проверено 21 августа 2020 г.
- ^ Jump up to: а б с д и «Обновление номенклатуры вируса паротита: 2012 г.» (PDF) . Еженедельная эпидемиологическая рекомендация . 87 (22): 217–224. 1 июня 2012 г. PMID 24340404 . Проверено 21 августа 2020 г.
- ^ Jump up to: а б Соетенес Л., Бэкер Дж.А., Хане С., Биннендейк Р.В., Гума С., Валлинга Дж. (март 2019 г.). «Визуальные инструменты для оценки правдоподобия кластеров инфекционных заболеваний, выявленных с помощью алгоритма: приложение для анализа данных о эпидемическом паротите из Нидерландов с января 2009 года по июнь 2016 года» . Евронаблюдение . 24 (12): 1800331. doi : 10.2807/1560-7917.ES.2019.24.12.1800331 . ПМК 6440581 . ПМИД 30914076 .
- ^ Jump up to: а б Белени А.И., Боргманн С. (31 июля 2018 г.). «Свинка в эпоху вакцинации: глобальная эпидемиология и ситуация в Германии» . Int J Environ Res Public Health . 15 (8): 1618. doi : 10.3390/ijerph15081618 . ПМК 6121553 . ПМИД 30065192 .
- ^ Цуй А, Ривайллер П, Чжу З, Дэн Х, Ху Ю, Ван Ю, Ли Ф, Сунь З, Хэ Дж, Си Ю, Тянь Х, Чжоу С, Лэй Ю, Чжэн Х, Рота ПА, Сюй Ш (7 декабря) 2017). «Эволюционный анализ вирусов эпидемического паротита генотипа F, собранных на территории материкового Китая в 2001-2015 гг.» . Научный представитель . 7 (1): 17144. Бибкод : 2017NatSR...717144C . дои : 10.1038/s41598-017-17474-z . ПМК 5719434 . ПМИД 29215070 .
- ^ Дженкинс ГМ, Рамбо А., Пайбус О.Г., Холмс ЕС (7 декабря 2017 г.). «Скорости молекулярной эволюции РНК-вирусов: количественный филогенетический анализ». Джей Мол Эвол . 54 (2): 156–165. дои : 10.1007/s00239-001-0064-3 . ПМИД 11821909 . S2CID 20759532 .
- ^ Jump up to: а б Дэвис Н.Ф., Макгуайр Б.Б., Махон Дж.А., Смит А.Э., О'Мэлли К.Дж., Фитцпатрик Дж.М. (апрель 2010 г.). «Рост заболеваемости орхитом, паротитом: всесторонний обзор» . БЖУ Междунар . 105 (8): 1060–1065. дои : 10.1111/j.1464-410X.2009.09148.x . ПМИД 20070300 . S2CID 20761646 .
- ^ Латнер Д.Р., Хикман С.Дж. (7 мая 2015 г.). «Вспоминая свинку» . ПЛОС Патог . 11 (5): e1004791. дои : 10.1371/journal.ppat.1004791 . ПМЦ 4423963 . ПМИД 25951183 .
- ^ Раманатан Р., Фойгт Э.А., Кеннеди Р.Б., Польша, Джорджия (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 . ПМК 6031229 . ПМИД 29784466 .
- ^ Jump up to: а б с «Прослеживая историю эпидемического паротита: хронология» . Фармацевтическая технология . Фармацевтическая технология. 25 апреля 2018 года . Проверено 21 августа 2020 г.
- ^ Бушманн А.Б., Дандон В.Г., Истон А.Дж., Фушье Р.А., Курат Дж., Лэмб Р.А., Рима Б.К., Рота П.А., Ван Л. (6 июня 2018 г.). «Реорганизация семейства Paramyxoviridae » (docx) . Международный комитет по таксономии вирусов . Проверено 21 августа 2020 г.
- ^ «свинка (сущ.)» . Этимонлин . Интернет-словарь этимологии . Проверено 21 августа 2020 г.