Ортопоксвирус - Orthopoxvirus

Ортопоксвирус
Классификация вирусов е
(без рейтинга):Вирус
Царство:Вариднавирия
Королевство:Bamfordvirae
Тип:Nucleocytoviricota
Учебный класс:Pokkesviricetes
Заказ:Chitovirales
Семья:Поксвириды
Подсемейство:Chordopoxvirinae
Род:Ортопоксвирус
Типовой вид
Вирус осповакцины
Разновидность

Ортопоксвирус это род вирусы в семье Поксвириды и подсемейство Chordopoxvirinae. Позвоночные, включая млекопитающих и людей, и членистоногие служат естественными хозяевами. В настоящее время к этому роду относятся 13 видов, в том числе типовой вид Вирус осповакцины. Заболевания, связанные с этим родом, включают: оспа, коровья оспа, оспа, верблюжья оспа, и обезьяна.[1][2] Самый печально известный представитель рода - это Вирус натуральной оспы, вызывающая оспу. К 1977 году он был искоренен во всем мире с помощью Вирус осповакцины в качестве вакцины. Самый последний описанный вид - это Вирус аляскапокса, впервые выделен в 2015 году.[3]

Таксономия

Группа: dsDNA

Эволюция

На пути эволюции видов ортопоксвирусов многие гены усечены (но все еще функционируют), фрагментированы или потеряны. Штаммы коровьей оспы, как правило, имеют самые неповрежденные гены. Прогнозирование филогении по последовательности или содержанию гена дает несколько иные результаты:[4]

Филогения ортопоксвирусов
По последовательностиПо содержанию гена
 

Вирус эктромелии

 
 
 

Вирус коровьей оспы, Германия и Брайтон

 
 
 

Вирус татерапоксии, Вирус оспы верблюда, Вирус натуральной оспы

 
 
 

Вирус оспы обезьян

 
 
 

Вирус коровьей оспы, Штамм GRI

 
 

Вирус осповакцины, в том числе кроличья и конская оспа

 
 
 
 
 
 

Вирус эктромелии

 
 
 

Вирус коровьей оспы

 
 
 

Конская оспа

 
 
 

Вакцина, в том числе кроличья оспа

 
 
 

Вирус натуральной оспы

 
 

Вирус татерапоксии, Вирус оспы верблюда, Вирус оспы обезьян

 
 
 
 
 

Некоторые различия между этими двумя деревьями объясняются процедурой пассажа при получении штаммов осповакцины. В этом отношении штамм MVA (Анкара) имеет значительную потерю генов, связанную с in vitro пассаж, а оспа, являющаяся штаммом оспы, обнаруженной в естественной вспышке, имеет меньше.[4]

Структура

Ортопоксвирусы имеют форму кирпича и вирионы размером около 200 нм в ширину и 250 нм в длину. Ортопоксвирус геномы линейны и составляют около 170–250 kb в длину.[1]

РодСтруктураСимметрияКапсидГеномное расположениеГеномная сегментация
ОртопоксвирусВ форме кирпичаОкутанныйЛинейныйОдночастный

Жизненный цикл

Вирусная репликация цитоплазматический. Проникновение в хозяйскую клетку достигается прикреплением вирусных белков к хозяину. гликозаминогликаны (ГАГ), которые опосредуют клеточную эндоцитоз вируса. Слияние вирусной оболочки с плазматической мембраной высвобождает вирусное ядро ​​в цитоплазму хозяина. Экспрессия генов ранней фазы вирусной РНК-полимеразой начинается через 30 минут после заражения. Вирусное ядро ​​полностью не покрыто оболочкой, поскольку заканчивается ранняя экспрессия, высвобождая вирусный геном в цитоплазму. В этот момент экспрессируются промежуточные гены, запускающие репликацию геномной ДНК вирусной ДНК-полимеразой примерно через 100 минут после заражения. Репликация следует за Модель смещения цепи ДНК. Поздние гены экспрессируются от 140 минут до 48 часов после заражения, продуцируя все структурные белки вируса. Сборка дочерних вирионов начинается на цитоплазматических вирусных фабриках, производя сферическую незрелую частицу. Эта вирусная частица созревает в внутриклеточный зрелый вирион в форме кирпича, который может высвобождаться из клетки. лизис, или можно приобрести вторую мембрану из аппарат Гольджи и бутон как внеклеточные оболочечные вирионы. В последнем случае вирион транспортируется к плазматической мембране через микротрубочки.[1]

РодДетали хостаТканевый тропизмДетали входаДетали выпускаСайт репликацииСайт сборкиПередача инфекции
ОртопоксвирусМлекопитающие; членистоногиеНиктоГликозаминогликаныЛизис; подающий надеждыЦитоплазмаЦитоплазмаРеспираторный; контакт; зооноз

Распределение

Некоторые ортопоксвирусы, включая оспу обезьян, коровью оспу и буйволиная оспа вирусы, обладают способностью заражать виды, не являющиеся резервуарами. Другие, такие как эктромелия и верблюжья оспа вирусы, сильно зависят от хозяина. Вирус осповакцины, поддерживаемый институтами вакцины и исследовательскими лабораториями, имеет очень широкий круг хозяев. Было обнаружено, что вакцина вакцинного происхождения размножается в дикой природе Бразилии, где вызывала инфекции у грызунов, крупного рогатого скота и даже людей.[5] После ликвидации вируса натуральной оспы оспа верблюдов стала одним из наиболее экономически важных Ортопоксвирус инфекции из-за зависимости многих кочевых общин прожиточного минимума от верблюдов.

Ортопоксвирусные заболевания человека

Зоонозы

После искоренения специфического для человека вируса натуральной оспы (натуральной оспы) все человеческие Ортопоксвирус инфекции зоонозы.[6] В природе оспа обезьян встречается только в Африке, особенно в Демократическая Республика Конго.[7] Однако случаи заболевания людей и луговых собачек произошли в США из-за контакта с животными, импортированными из Ганы.[8] Коровья оспа встречается только в Европе и прилегающих к ней государствах России и, несмотря на свое название, редко встречается у крупного рогатого скота. Один из распространенных хозяев - домашняя кошка, от которой чаще всего передаются инфекции человека.[9][10] Вирус коровьей оспы также заразил множество животных в европейских зоопарках, например слонов, что привело к заражению человека.[11]

Лабораторная передача

Аэрозоли концентрированного вируса могут вызвать Ортопоксвирус инфекция, особенно у неиммунизированных лиц.[12] Кроме того, уколы иглой с концентрированным вирусом или царапины от инфицированных животных могут привести к локальному инфицированию кожи даже у иммунизированных лиц. Инфекция коровьей оспы в Европе представляет собой профессиональную опасность для ветеринаров и, в меньшей степени, сельскохозяйственных рабочих.[10]

Признаки и симптомы

Начальные симптомы Ортопоксвирус инфекции включают высокая температура, недомогание, головные боли и боли в теле, а иногда рвота. За исключением инфекции оспы обезьян, одно поражение является нормой, хотя сателлитные поражения могут быть вызваны случайной аутоинокуляцией. Индивидуальный поражения, окруженные воспалительной тканью, развиваются и прогрессируют через пятна, папулы, пузырьки, и пустулы, и со временем становятся сухими корками. (Сами по себе поражения не являются диагностическими для Ортопоксвирус инфекция и может быть ошибочно принята за зоонозную Парапоксвирус инфекции, сибирская язва или Герпесвирус инфекции.[10]) Суровый отек и эритема может поражать большие участки тела в случае тяжелой инфекции. Энцефалит (изменение психического статуса и очаговые неврологические нарушения), миелит (дисфункция верхних и нижних мотонейронов, сенсорного уровня и дисфункция кишечника и мочевого пузыря) или и то, и другое может быть результатом Ортопоксвирус инфекционное заболевание. Редко ортопоксвирусы могут быть обнаружены в спинномозговая жидкость.

Что касается конкретных Ортопоксвирус инфекции, человеческая оспа обезьян больше всего напоминает легкую оспу.[7] Коровья оспа человека - относительно тяжелая локализованная инфекция. Обследование 54 случаев выявило три случая генерализованной инфекции, в том числе один смертельный.[10]

Уход

Специфическая вакцина иммуноглобулины можно вводить инфицированным людям. Единственный продукт, доступный в настоящее время для лечения осложнений Ортопоксвирус инфекцией является иммуноглобулин коровьей оспы (VIG), который представляет собой изотонический стерильный раствор фракции иммуноглобулина плазма от лиц, вакцинированных вирусом осповакцины. Он эффективен для лечения прививочной экземы и некоторых случаев прогрессирующей вакцины. Однако VIG противопоказан для лечения вакцинного кератита. VIG рекомендуется при тяжелой генерализованной вакцине, если пациент тяжело болен или имеет серьезное основное заболевание. VIG не приносит пользы при лечении поствакцинальный энцефалит и не играет никакой роли в лечении оспы. Текущие поставки VIG ограничены, и его использование зарезервировано для лечения осложнений после вакцинации с серьезными клиническими проявлениями. Рекомендуемая дозировка доступного в настоящее время VIG составляет 0,6 мл / кг массы тела. ВИГ необходимо вводить внутримышечно, в идеале - как можно раньше после появления симптомов. Поскольку терапевтические дозы VIG могут быть значительными (например, 42 мл для человека с массой тела 70 кг), продукт можно вводить разделенными дозами в течение 24–36 часов. Дозы можно повторять, обычно с интервалом в 2–3 дня, пока не начнется выздоровление (т. Е. Не появятся новые поражения). CDC в настоящее время является единственным источником VIG для гражданского населения.

В Управление по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) не одобрило использование какого-либо противовирусного соединения для лечения Ортопоксвирус инфекции, включая вирус коровьей оспы и оспу. Однако некоторые противовирусные соединения, такие как тековиримат (ST-246)[13] сообщалось, что они на 100% активны против вируса коровьей оспы или других ортопоксвирусов in vitro и среди подопытных животных. Тековиримат получил статус орфанного препарата от FDA и в настоящее время изучается с целью определения его безопасности и эффективности для людей.

Иматиниб, соединение, одобренное FDA для лечения рака, было показано, что оно ограничивает высвобождение внеклеточных оболочек вирионов и защищает мышей от смертельного заражения вирусом осповакцины.[14] В настоящее время иматиниб и родственные ему соединения оцениваются CDC на предмет их эффективности против вируса натуральной оспы и вируса оспы обезьян.

Лабораторный синтез

Летом 2017 г. исследователи Университет Альберты воссоздал конскую оспу с помощью лабораторного синтеза для проведения исследований использование вирусов для лечения рака.[15]

Рекомендации

  1. ^ а б c «Вирусная зона». ExPASy. Получено 15 июн 2015.
  2. ^ а б «Таксономия вирусов: выпуск 2019 г.». talk.ictvonline.org. Международный комитет по таксономии вирусов. Получено 9 мая 2020.
  3. ^ Gigante, Crystal M .; Гао, Цзиньсинь; Тан, Шиююнь; McCollum, Andrea M .; Уилкинс, Кимберли; Рейнольдс, Мэри Дж .; Дэвидсон, Уитни; Маклафлин, Джозеф; Олсон, Виктория А .; Ли, Ю (август 2019 г.). «Геном вируса Alaskapox, нового ортопоксвируса, выделенного из Аляски». Вирусы. 11 (8): 708. Дои:10.3390 / v11080708. ЧВК  6723315. PMID  31375015.
  4. ^ а б Хендриксон, RC; Ван, С; Hatcher, EL; Лефковиц, EJ (сентябрь 2010 г.). «Эволюция генома ортопоксвируса: роль потери генов». Вирусы. 2 (9): 1933–67. Дои:10.3390 / v2091933. ЧВК  3185746. PMID  21994715.
  5. ^ Trindade, Giliane S .; Эмерсон, Джинни Л .; Кэрролл, Дарин С .; Kroon, Erna G .; Дэймон, Ингер К. (1 июля 2007 г.). «Вирусы бразильской осповакцины и их происхождение». Возникающие инфекционные заболевания. 13 (7): 965–972. Дои:10.3201 / eid1307.061404. ISSN  1080-6040. ЧВК  2878226. PMID  18214166.
  6. ^ Бэксби, Деррик (1988). «Поксвирусная инфекция человека после искоренения оспы». Эпидем, Инф. 100 (3): 321–34. Дои:10,1017 / с0950268800067078. ЧВК  2249357. PMID  2837403.
  7. ^ а б Jezek, Z .; Феннер, Ф. (1988). Человеческая оспа обезьян. Базель: Каргер. ISBN  3-8055-4818-4.
  8. ^ Центры по профилактике заболеваний (CDC) (2003). «Обновление: вспышка оспы обезьян в нескольких штатах - Иллинойс, Индиана, Канзас, Миссури, Огайо и Висконсин, 2003 г.». MMWR. 52 (27): 642–6. PMID  12855947.
  9. ^ Беннетт, М; Gaskell, C.J .; Baxby, D .; Gaskell, R.M .; Kelly, D.F .; Найду, Дж. (1990). «Инфекция вируса коровьей оспы кошек». J. Small Anim. Практика. 31 (4): 167–73. Дои:10.1111 / j.1748-5827.1990.tb00760.x.
  10. ^ а б c d Baxby, D .; Bennett, M ​​.; Гетти, Б. (1994). «Человеческая коровья оспа 1969-93: обзор, основанный на 54 случаях». Br. J. Dermatol. 131 (5): 598–607. Дои:10.1111 / j.1365-2133.1994.tb04969.x. PMID  7999588. S2CID  12289212.
  11. ^ Kurth, A .; Wibbelt G; Gerber H-P; Petschaelis A; Pauli G; Ницче А. (апрель 2008 г.). "Передача вируса коровьей оспы от крысы к слону человеку". Возникающие инфекционные заболевания. 14 (4): 670–671. Дои:10.3201 / eid1404.070817. ЧВК  2570944. PMID  18394293.
  12. ^ Мартинес, Марк; Майкл П. Брей; Джон В. Хаггинс (2000). "Мышиная модель ортопоксвирусного заболевания, передаваемого аэрозолем". Архив патологии и лабораторной медицины. 124 (3): 362–77. Дои:10.1043 / 0003-9985 (2000) 124 <0362: AMMOAT> 2.0.CO; 2 (неактивно 11 ноября 2020 г.). PMID  10705388. Получено 11 февраля 2018.CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на ноябрь 2020 г. (связь)
  13. ^ Ян Г., Пивер Д.К., Дэвис М.Х. и др. (Октябрь 2005 г.). «Пероральное биодоступное антипоксвирусное соединение (ST-246) ингибирует образование внеклеточного вируса и защищает мышей от смертельного заражения ортопоксвирусом». Дж. Вирол. 79 (20): 13139–49. Дои:10.1128 / JVI.79.20.13139-13149.2005. ЧВК  1235851. PMID  16189015.
  14. ^ Ривз, П. М .; Bommarius, B .; Lebeis, S .; McNulty, S .; Christensen, J .; Swimm, A .; Chahroudi, A .; Chavan, R .; Файнберг, М. Б .; Veach, D .; Bornmann, W .; Шерман, М .; Кальман, Д. (2005). «Отключение патогенеза поксвируса путем ингибирования тирозинкиназ семейства Abl». Природа Медицина. 11 (7): 731–739. Дои:10,1038 / нм 1265. PMID  15980865. S2CID  28325503.
  15. ^ Райли, Ким (10 августа 2017 г.). «Угрозы биотерроризма требуют общего глобального контроля над экспериментами, - считает эксперт». Новости готовности страны. Получено 7 ноября 2017.

внешняя ссылка