Вирус репродуктивно-респираторного синдрома свиней 2
| Бетаартеривирус юг 2 | |
|---|---|
Классификация вирусов 
| |
| (без рейтинга): | Вирус |
| Область : | Рибовирия |
| Королевство: | Орторнавиры |
| Тип: | Писувирикота |
| Сорт: | Пизонивирицеты |
| Заказ: | Ты этого не делал |
| Семья: | Артеривирусиды |
| Род: | Бетаартеривирус |
| Подрод: | Ампобартевирус |
| Разновидность: | Бетаартеривирус юг 2
|
| Синонимы | |
| |
Бетаартеривирус suid 2 представляет собой разновидность оболочечных , РНК-вирусов с положительной цепью которые заражают домашних свиней . [ 1 ] [ 2 ] Представители этого вида также известны как вирус репродуктивного и респираторного синдрома свиней 2 . Вирусы-члены представляют собой разновидность вирусов репродуктивного и респираторного синдрома свиней (РРССВ). Два типа вируса РРСС различаются по тому, с каким геномным кластером они связаны. Тип 1 связан с кластером LV. Тип 2 связан с кластером VR2332. [ 3 ]
РРСС относится к семейству Arteriviridae и отряду Nidovirales . [ 4 ] Он имеет геном положительной смысловой РНК длиной 15 т.п.н. Этот геном состоит из десяти открытых рамок считывания (ORF) с 5'-нетранслируемой областью (UTR) и 3'-UTR. [ 3 ] РРССВ вызывает у свиней репродуктивно-респираторный синдром. Этот синдром приводит к неудачам во время размножения и проблемам с дыханием. Вирус РРСС типа 2 был впервые обнаружен в Соединенных Штатах в 1987 году. Однако в настоящее время он распространился по всему миру на коммерческие свиноводческие предприятия. [ 5 ]
В свиноводстве репродуктивно-респираторный синдром свиней приводит к интерстициальной пневмонии у подросших свиней и гибели плода. Заражение материнских свиней на ранних сроках беременности может привести к эмбриональному заражению. В середине беременности плод защищен, поскольку вирус не может пройти через плаценту. Однако на поздних сроках беременности может возникнуть трансплацентарная инфекция плода и от него, а также может возникнуть крупномасштабная репродуктивная недостаточность. [ 6 ]
Тропизм
[ редактировать ]Будучи членом семейства Arteriviridae , вирус РРСС обладает тропизмом in vivo и in vitro к таким клеткам, как макрофаги или моноциты. Затем вирус РРСС может инфицировать субпопуляцию макрофагов. Затем их можно идентифицировать по экспрессии сиалогезина. [ 7 ]
Вирусная классификация
[ редактировать ]Вирус РРСС типа 2 исторически классифицировали в соответствии с моделями ПДРФ (полиморфизма длины рестрикционных фрагментов) . Они характеризуются наличием трех различных ферментов (MluI, HincII и SacII) в ORF5-части генома вируса РРСС. Распространенными типами RFLP являются 1-7-4, 1-8-4, 2-5-2 и тысячи других. Критика такого способа классификации вируса варьируется от множества возможных комбинаций различных схем разреза трех ферментов (что приводит к десяткам тысяч различных схем ПДРФ вируса РРСС с неизвестной эпидемиологической значимостью). [ 8 ] к быстрому изменению типов RFLP одного вируса всего за 10 пассажей на животных. [ 9 ]
Из-за этих ограничений вирус РРСС типа 2 недавно был классифицирован в соответствии с филогенетическими характеристиками части ORF5 вирусного генома, которая объединяет изоляты в филогенетические линии на основе наследственных связей и генетического расстояния между изолятами. Используя эту методологию, вирус РРСС типа 2 был разделен на 9 линий: [ 10 ] которые присутствуют с различной распространенностью во всем мире. Несмотря на то, что вирус РРСС типа 2 называют североамериканским вирусом РРССС, существуют две линии, которые распространены только в Азии. Другие линии, как предполагается, были завезены в другие географические места, такие как Таиланд, Канада, Китай и Италия. [ 11 ] В США распространенность различных линий вируса РРСС со временем меняется. [ 8 ] Предполагается, что вирус РРСС типа 2 был впервые обнаружен в Канаде после анализа серологических данных. [ 4 ] К 2010 году в десятке крупнейших штатов США по производству свиней присутствовали вирусы 3 из 9 основных линий. Две из трех линий считались основными из-за размера выборки. К 2019 году в одном регионе США циркулируют как минимум 5 различных линий, а некоторые линии демонстрируют сложную внутрилинейную изменчивость, которую иногда называют сублиниями. [ 8 ] Встречаемость определенных линий в Соединенных Штатах неоднородна, определенные линии более распространены в определенных частях страны. [ 11 ]
Со времени классификации вируса РРСС типа 2 (североамериканского типа) в 1987 году вирус значительно диверсифицировался. [ 8 ] Произошло три основных эпидемиологических события. Произошло занос кластера, связанного с MN184, острого РРСС/ураганного аборта и высокопатогенных китайских штаммов. История их происшествий остается загадкой. [ 11 ]
Геномное разнообразие
[ редактировать ]Генетическое разнообразие вируса РРСС 2 типа продолжает расти. [ 8 ] Канада и США продемонстрировали наивысшую степень сохраняющегося разнообразия. В Канаде разнообразие более локализовано в определенных областях и, как полагают, связано с введением разнообразия прививок. Генетическое разнообразие США увеличилось [ 8 ] во всех географических регионах. Однако в Мексике находится наибольшее количество генетических отклонений. Исследователи полагают, что это связано с многократным повторным заносом вируса в эти районы. [ 3 ]
Прививки
[ редактировать ]В настоящее время инактивированные и живые аттенуированные вирусы используются для ликвидации репродуктивно-респираторного синдрома свиней (РРСС). Было обнаружено, что инактивированная вакцинация индуцирует только слабые нейтрализующие антитела против РРСС. [ 12 ] Этот тип ответа может привести к еще большему заражению тех, кто был инфицирован. Без сильной нейтрализующей вакцинации клетки-хозяева способны прочно прикрепиться, а затем при слабом нейтрализующем эффекте легче заразиться. Живая аттенуированная вакцина действует по неизвестному механизму и облегчает только клинические симптомы; это не предотвращает заражение. Считается, что живая аттенуированная вакцинация может также превратиться в вирулентную форму вируса. Эти две прививки в настоящее время неэффективны. [ 12 ]
Было предпринято много новых попыток найти эффективные вакцины. В настоящее время исследователи пытаются идентифицировать нейтрализующие антитела, которые обеспечат настоящий иммунитет против вируса РРСС 2 типа. [ 12 ]
Структура
[ редактировать ]Вирус РРСС 2 типа представляет собой оболочечный вирус с неизометрическим ядром нуклеокапсида. [ 4 ] В геноме вируса РРСС 2 типа присутствует 10 открытых рамок считывания (ORF). Существует две большие ORF (ORF1a и ORF1b), которые кодируют неструктурные белки. Остальные восемь ORF создают шесть основных структурных белков вируса. ORF2a, 3, 4, 5 кодируют гликопротеины 2, 2a, 3, 4 и 5. ORF2b кодирует белок оболочки. Недавно обнаружен белок, кодируемый ORF5a, который перекрывает ORF5. ORF6 кодирует мембранный белок. [ 4 ] Белок нуклеокапсида (N) кодируется ORF7. Белок N состоит из 123 аминокислот, вызывает иммунный ответ внутри клетки и считается многофункциональным. Этот белок также имеет пять антигенных областей. Скрытый сигнал ядерной локализации (NLS), сигнал функциональной ядерной локализации (NLS-2) и сигнал ядрышковой локализации (NoLS) также расположены на этом белке. [ 13 ]
Цикл репликации генома
[ редактировать ]Приложение и запись
[ редактировать ]Было обнаружено, что мембранный белок массой 210 кДа, экспрессируемый на альвеолярных макрофагах свиньи (PAMS), позволяет вирусу РРСС прикрепляться к мембране. Точная природа этого белка пока не установлена. [ 14 ] Заражение вирусом РРСС можно полностью блокировать с помощью моноклональных антител, которые осаждают белок массой 210 кДа из раствора. Однако это не полностью блокирует привязку к PAM. Ранее было показано, что гепарин может уменьшить инфекцию клеток Marc-145 (линия клеток, полученная из линии клеток почек африканской зеленой мартышки). [ 15 ] В настоящее время показано, что связывание вируса РРСС 2 типа с гепаринсульфатгликозаминогликанами на PAM имеет жизненно важное значение для проникновения. [ 16 ] Затем вирус РРСС связывается с CD169 на PAM. Это связывание активирует рецептор-опосредованный клатрин-зависимый эндоцитоз. Геном попадает в цитоплазму с помощью реакции CD163. [ 4 ]
Репликация и транскрипция
[ редактировать ]Несмотря на генетические вариации, возникающие при вирусе РРСС 2 типа, в геноме была идентифицирована консервативная стволовая петля. Считается, что это играет роль в репликации и трансляции вируса. [ 17 ]
Предполагается, что PRSSV транскрибируется, как и другие нидовирусы, которые транскрибируются прерывисто. [ 18 ] Структурные белки транслируются с 5'-концов субгеномной (sg) мРНК со 2 по 7. 5'-UTR в вирусе РРСС состоит из ее 5'-лидерной последовательности. [ 17 ] PRSSV генерирует 3'-котерминальный набор sgmRNA. Было показано, что мутации в лидерной последовательности, регулирующей транскрипцию (TRS) генома вируса РРСС 2 типа, могут ингибировать правильную трансляцию sgmRNA. Интактный лидерный TRS необходим для правильной транскрипции sgmRNA. PRSSV использует различные неконические (неструктурные) последовательности, регулирующие трансляцию тела (TRS-B), для производства различных видов мРНК sg. Различные штаммы имеют и используют разные TRS-B в зависимости от произошедших изменений генотипа. 3'-концевые C5 и C6 консервативны в TRS-B разных видов. [ 18 ]
Было высказано предположение, что, несмотря на обычную противовирусную роль протеинкиназы R (PKR) в клетках, вирус РРСС типа 2 использует PKR в качестве провирусной киназы внутри клетки. Когда PKR был нокаутирован в клетках Marc-145, репликация штамма 23983 вируса РРСС типа 2 снижалась. Таким образом, предполагается, что PKR играет провирусную роль, влияя на транскрипцию вируса РРСС. [ 19 ]
ORF1a и ORF1b транслируются с образованием двух больших белков. Процессинг этих белков-предшественников создает по меньшей мере 14 неструктурных белков. Процессинг регулируется четырьмя основными вирусными протеазами. Большая часть неструктурных белков (NSP) собирается и создает комплекс, называемый комплексом репликации и транскрипции (RTC). Затем комплексы накапливаются в везикулах двойной мембраны эндоплазматического ретикулума. Эти комплексы управляют как репликацией, так и транскрипцией. [ 4 ]
Помимо этих намеков, точный способ перевода вируса РРСС типа 2 остается загадкой.
Сборка и выпуск
[ редактировать ]В конце репликации белки нуклеокапсида окружают вновь созданный геном. Новый комплекс нуклеокапсида отпочковывается из гладкого эндоплазматического ретикулума и комплекса Гольджи. Благодаря этому процессу новый капсид получает необходимые шесть белков вирусной оболочки. Новые вирионы затем попадают во внеклеточное пространство посредством экзоцитоза. [ 4 ]
Инфекция вирусом РРСС 2 типа индуцирует развернутый белковый ответ (UPR) внутри клетки, также известный как стрессовая реакция эндоплазматического ретикулума (ЭР). Этот ответ запускает функцию N-концевых киназ c-Jun (JNK). Активация JNK приводит к активации p53 и Akt, что, в свою очередь, приводит к апоптозу клетки. Считается, что этот апоптоз клетки-хозяина играет значительную роль в патогенезе инфекции РРСС 2 типа. [ 20 ]
Модуляция хост-процессов
[ редактировать ]Одним из основных способов модуляции PRSSV типа 2 на клетку-хозяина является активация воспалительной реакции. Эта провоспалительная реакция в клетках-хозяевах часто наиболее заметно приводит к интерстициальной пневмонии у инфицированных свиней. В настоящее время обнаружено, что вирус РРСС 2 типа усиливает воспалительную цитокиновую реакцию, обусловленную NF-KB. Этот ответ активирует сигнальный каскад DHX36-MyD88-P65. Когда исследователи отключили DHX36, активация передачи сигналов NF-κB с помощью PRSSV и белка нуклеокапсида (N) была ингибирована. Благодаря этому эксперименту теперь известно, что вирус PRSSV типа 2 использует свой белок N для индукции ответа NF-κB. PRSSV типа 2 способен индуцировать этот ответ посредством взаимодействия между белком N и DHX36. Это взаимодействие становится возможным благодаря N-концу DHX36. [ 21 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Таксономический браузер (бетаартеривирус)» . www.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 17 июня 2021 г.
- ^ «Бетаартеривирус ~ ViralZone» . www.viralzone.expasy.org . Проверено 17 июня 2021 г.
- ^ Jump up to: а б с Брар, Манритпал Сингх; Ши, Манг; Мерто, Майкл П.; Люнг, Фредерик Чи-Чинг (2015). «Эволюционная диверсификация вируса репродуктивно-респираторного синдрома свиней 2-го типа» . Журнал общей вирусологии . 96 (7): 1570–1580. дои : 10.1099/вир.0.000104 . ПМИД 25711962 . S2CID 21578823 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Юн, Санг-Им; Ли, Ён Мин (01 декабря 2013 г.). «Обзор: Репликация вируса репродуктивного и респираторного синдрома свиней» . Журнал микробиологии . 51 (6): 711–723. дои : 10.1007/s12275-013-3431-z . ISSN 1225-8873 . ПМК 7091224 . ПМИД 24385346 .
- ^ Ши, Манг; Лам, Томми Цан-Юк; Достопочтенный, Чунг-Чау; Мерто, Майкл П.; Дэвис, Питер Р.; Хуэй, Раймонд Кин-Хей; Ли, Цзюнь; Вонг, Лина Тик-Вим; Йип, Чи-Вай (1 сентября 2010 г.). «Эволюционное, демографическое и географическое анализ на основе филогении североамериканских вирусов репродуктивного и респираторного синдрома свиней 2-го типа» . Журнал вирусологии . 84 (17): 8700–8711. дои : 10.1128/jvi.02551-09 . ISSN 0022-538X . ПМК 2919017 . ПМИД 20554771 .
- ^ Ладиниг, Андреа; Эшли, Кэролайн; Детмер, Сьюзен Э.; Уилкинсон, Джейми М.; Ланни, Джоан К .; Пластоу, Грэм; Хардинг, Джон К.С. (25 сентября 2015 г.). «Материнские и фетальные предикторы вирусной нагрузки плода и смертности в третьем триместре беременности, инфицированных вирусом репродуктивного и респираторного синдрома свиней 2-го типа» . Ветеринарное исследование . 46 (1): 107. дои : 10.1186/s13567-015-0251-7 . ISSN 1297-9716 . ПМЦ 4582889 . ПМИД 26407558 .
- ^ Дельпутте, Польша; Костерс, С.; Наувинк, HJ (2005). «Анализ прикрепления и интернализации вируса репродуктивного и респираторного синдрома свиней: отличительная роль гепарансульфата и сиалогезина» . Журнал общей вирусологии . 86 (5): 1441–1445. дои : 10.1099/vir.0.80675-0 . ПМИД 15831956 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Паплоски И.А., Корсо С., Ровира А., Мерто М.П., Сануэса Дж.М., Вилальта С., Шредер Д.К., ВандерВаал К. (ноябрь 2019 г.). «Временная динамика совместно циркулирующих линий вируса репродуктивного и респираторного синдрома свиней» . Границы микробиологии . 1 (10): 2486. doi : 10.3389/fmicb.2019.02486 . ПМК 6839445 . ПМИД 31736919 .
- ^ Ча С., Чанг С., Юн К. (октябрь 2004 г.). «Нестабильность паттерна полиморфизма длины рестрикционного фрагмента открытой рамки считывания 5 вируса репродуктивно-респираторного синдрома свиней во время последовательных пассажей от свиньи» . Журнал клинической микробиологии . 42 (10): 4462–4467. doi : 10.1128/JCM.42.10.4462-4467.2004 . ПМК 522335 . ПМИД 15472294 .
- ^ Ши М., Лам Т.Т., Хон CC, Мёрто М.П., Дэвис П.Р., Хуэй Р.К., Ли Дж., Вонг Л.Т., Ип К.В., Цзян Дж.В., Люн Ф.К. (сентябрь 2010 г.). «Эволюционное, демографическое и географическое исследование североамериканских вирусов репродуктивного и респираторного синдрома свиней типа 2, основанное на филогении» . Журнал вирусологии . 84 (17): 8700–8711. дои : 10.1128/JVI.02551-09 . ПМК 2919017 . ПМИД 20554771 .
- ^ Jump up to: а б с Брар М.С., Ши М., Мерто член парламента, Люнг ФК (июль 2015 г.). «Эволюционная диверсификация вируса репродуктивно-респираторного синдрома свиней 2-го типа» . Журнал общей вирусологии . 96 (7): 1570–1580. дои : 10.1099/вир.0.000104 . ПМИД 25711962 . S2CID 21578823 .
- ^ Jump up to: а б с Чунг, Чунгвон Дж.; Ча, Сан-Хо; Гримм, Аманда Л.; Чанг, Грейс; Гибсон, Кэтлин А.; Юн, Кён Джин; Пэриш, Стивен М.; Хо, Чак-Сум; Ли, Стивен С. (31 октября 2016 г.). «Распознавание весьма разнообразных вирусов репродуктивного и респираторного синдрома свиней типов 1 и 2 (РРСС) Т-лимфоцитами, индуцированных у свиней после экспериментального заражения штаммом вируса РРСС типа 2» . ПЛОС ОДИН . 11 (10): e0165450. Бибкод : 2016PLoSO..1165450C . дои : 10.1371/journal.pone.0165450 . ISSN 1932-6203 . ПМК 5087905 . ПМИД 27798650 .
- ^ Лю, Син; Фань, Баочао; Бай, Хуан; Ван, Хайян; Ли, Юфэн; Цзян, Пин (2015). «Нековалентный домен NN нуклеокапсидного белка вируса репродуктивного и респираторного синдрома свиней 2 типа усиливает индукцию экспрессии IL-10» . Журнал общей вирусологии . 96 (6): 1276–1286. дои : 10.1099/vir.0.000061 . ПМИД 25614594 . S2CID 25114252 .
- ^ Дуань, Сяобо; Наувинк, Ганс Дж.; Фаворил, Герман В.; Пенсарт, Морис Б. (1 мая 1998 г.). «Идентификация предполагаемого рецептора вируса репродуктивного и респираторного синдрома свиней на альвеолярных макрофагах свиней» . Журнал вирусологии . 72 (5): 4520–4523. doi : 10.1128/JVI.72.5.4520-4523.1998 . ISSN 0022-538X . ПМК 109698 . ПМИД 9557752 .
- ^ Джуса, скорая помощь; Инаба, Ю.; Куно, М.; Хиросе, О. (май 1997 г.). «Влияние гепарина на инфицирование клеток вирусом репродуктивно-респираторного синдрома свиней». Американский журнал ветеринарных исследований . 58 (5): 488–491. дои : 10.2460/ajvr.1997.58.05.488 . ISSN 0002-9645 . ПМИД 9140556 . S2CID 26302574 .
- ^ Дельпутте, Польша; Вандерхейден, Н.; Наувинк, HJ; Пенсарт, МБ (май 2002 г.). «Участие матриксного белка в прикреплении вируса репродуктивно-респираторного синдрома свиней к гепариноподобному рецептору альвеолярных макрофагов свиньи» . Журнал вирусологии . 76 (9): 4312–4320. doi : 10.1128/JVI.76.9.4312-4320.2002 . ISSN 0022-538X . ПМК 155060 . ПМИД 11932397 .
- ^ Jump up to: а б Гао, Фэй; Яо, Хоочунь; Лу, Цзяци; Вэй, Чучжан; Чжэн, Хайхун; Чжуан, Цзиньшань; Тонг, Гуанчжи; Юань, Шишань (2013). «Замена гетерологичной 5'-нетранслируемой области позволяет сохранить полностью функциональную активность вируса репродуктивного и респираторного синдрома свиней 2-го типа» . Вирусология . 439 (1): 1–12. дои : 10.1016/j.virol.2012.12.013 . ПМК 7111940 . ПМИД 23453581 .
- ^ Jump up to: а б Чжэн, Хайхун; Чжан, Кэю; Чжу, Син-Цюань; Лю, Чанлун; Лу, Цзяци; Гао, Фэй; Чжоу, Ян; Чжэн, Хао; Линь, Тао (01 августа 2014 г.). «Генетические манипуляции с последовательностью, регулирующей транскрипцию вируса репродуктивного и респираторного синдрома свиней, позволяют выявить ключевые нуклеотиды, определяющие его активность». Архив вирусологии . 159 (8): 1927–1940. дои : 10.1007/s00705-014-2018-2 . ISSN 0304-8608 . ПМИД 24562427 . S2CID 9772334 .
- ^ Ван, Сюцин; Чжан, Ханмо; Абель, Алекс М.; Нельсон, Эрик (01 февраля 2016 г.). «Протеинкиназа R (PKR) играет провирусную роль в репликации вируса репродуктивного и респираторного синдрома свиней (PRRSV) путем модуляции транскрипции вирусных генов». Архив вирусологии . 161 (2): 327–333. дои : 10.1007/s00705-015-2671-0 . ISSN 0304-8608 . ПМИД 26547579 . S2CID 17220420 .
- ^ Хо, Яжен; Фан, Лихун; Инь, Шутао; Донг, Иньхуэй; Го, Сяо; Ян, Ханьчунь; Ху, Хунбо (2013). «Участие развернутого белкового ответа, p53 и Akt, в модуляции активации JNK, опосредованной вирусом репродуктивного и респираторного синдрома свиней» . Вирусология . 444 (1–2): 233–240. дои : 10.1016/j.virol.2013.06.015 . ПМИД 23850458 .
- ^ Цзин, Хуэйюань; Чжоу, Янжун; Фанг, Люжун; Дин, Чжэнь; Ван, Данг; Кэ, Вентинг; Чен, Хуаньчунь; Сяо, Шаобо (2017). «Передача сигнала DExD/H-Box-хеликазой 36 посредством гена первичного ответа 88 миелоидной дифференцировки способствует активации NF-κB при вирусной инфекции репродуктивного и респираторного синдрома свиней 2 типа» . Границы в иммунологии . 8 : 1365. дои : 10.3389/fimmu.2017.01365 . ISSN 1664-3224 . ПМК 5662876 . ПМИД 29123520 .