Вирус бешенства - Rabies virus

Эта статья о вирусе. О заболевании см. Бешенство. Для использования в других целях см. Бешенство (значения).
Лиссавирус бешенства
Микрофотография ПЭМ с многочисленными вирионами бешенства (маленькие темно-серые палочковидные частицы) и тельцами Негри (более крупные патогномоничные клеточные включения инфекции бешенства)
ТЕМ микрофотография с многочисленным бешенством вирионы (мелкие темно-серые стержневидные частицы) и Тела Негри (чем больше патогномоничный клеточные включения инфекции бешенства)
Классификация вирусов е
(без рейтинга):Вирус
Область:Рибовирия
Королевство:Орторнавиры
Тип:Негарнавирикота
Учебный класс:Monjiviricetes
Заказ:Mononegavirales
Семья:Rhabdoviridae
Род:Лиссавирус
Разновидность:
Лиссавирус бешенства
Вирусы участников
Синонимы[1]
  • Вирус бешенства

Лиссавирус бешенства, ранее Вирус бешенства, это нейротропный вирус что вызывает бешенство у людей и животных. Передача бешенства может происходить через слюна животных и реже через контакт со слюной человека. Лиссавирус бешенства, как и многие рабдовирусы, имеет чрезвычайно широкий диапазон хостов. В дикой природе он заражает многие виды млекопитающих, а в лаборатории было обнаружено, что заражаются птицы, а также культуры клеток млекопитающих, птиц, рептилий и насекомых.[2]

Лиссавирус бешенства имеет цилиндрическую морфологию и является типовой вид из Лиссавирус род из Rhabdoviridae семья. Эти вирусы окутанный и иметь геном одноцепочечной РНК с отрицательным смыслом. Генетическая информация упакована в виде рибонуклеопротеин комплекс, в котором РНК прочно связывается вирусным нуклеопротеином. Геном РНК вируса кодирует пять генов, порядок которых очень консервативен. Эти гены кодируют нуклеопротеин (N), фосфопротеин (P), матричный белок (M), гликопротеин (G) и вирусную РНК-полимеразу (L).[3] Полные последовательности генома имеют длину от 11615 до 11966 нуклеотидов.[4]

Все события транскрипции и репликации происходят в цитоплазме внутри специализированной «вирусной фабрики», Тело негри (названный в честь Адельчи Негри[5]). Это 2–10 мкм в диаметре и типичны для инфекции бешенства и поэтому использовались в качестве определенное гистологическое доказательство такой инфекции.[6]

Структура

3D все еще показывает структуру вируса бешенства.

Рабдовирусы имеют спиральный симметрия, поэтому их инфекционные частицы имеют приблизительно цилиндрическую форму. Для них характерен чрезвычайно широкий спектр хозяев - от растений до насекомых и млекопитающих; вирусы, заражающие человека, чаще имеют симметрию икосаэдра и принимают форму, приближающуюся к правильные многогранники.

Геном бешенства кодирует пять белков: нуклеопротеин (N), фосфопротеин (P), матричный белок (M), гликопротеин (G) и полимеразу (L). Все рабдовирусы имеют два основных структурных компонента: спиральное ядро ​​рибонуклеопротеина (RNP) и окружающую оболочку. В РНП геномная РНК плотно заключена в нуклеопротеин. Два других вирусных белка, фосфопротеин и большой белок (L-белок или полимераза) связаны с РНП. Гликопротеин образует около 400 тримерных шипов, которые плотно прилегают к поверхности вируса. Белок М связан как с оболочкой, так и с РНП и может быть центральным белком сборки рабдовируса.[7]

Лиссавирус бешенства имеет пулевидную форму длиной около 180 нм и диаметр поперечного сечения около 75 нм. Один конец закругленный или конический, а другой - плоский или вогнутый. В липопротеин конверт несет шипы в виде шишек, состоящие из Гликопротеин G. Шипы не покрывают плоский конец вириона (вирусной частицы). Под оболочкой находится мембранный или матричный (M) белковый слой, который может быть инвагинированный на плоском конце. Ядро вириона состоит из спирально расположенных рибонуклеопротеин.

Организация генома

Вирион рабдовируса представляет собой оболочечную структуру в форме стержня или пули, содержащую пять видов белков. Нуклеопротеин (N) покрывает РНК со скоростью один мономер белка до девяти нуклеотидов, образуя нуклеокапсид со спиральной симметрией. С нуклеокапсидом связаны копии P (фосфопротеина) и L (большого) белка. Белок L хорошо назван, его ген занимает около половины генома. Его большой размер оправдан тем, что это многофункциональный белок. Белок M (матричный) образует слой между нуклеокапсидом и оболочкой, а тримеры G (гликопротеина) образуют шипы, которые выступают из оболочки. Геномы всех рабдовирусов кодируют эти пять белков, а в случае Лиссавирус бешенства они все они.[8]

Список ОРС вируса бешенства (от 3 до 5)
СимволИмяUniProtФункция
NНуклеопротеинP16285Обволакивает РНК.
пФосфопротеинP16286L-кофактор и различные регуляторные функции. Имеет множество изоформ от множественного инициирования.
MМатрицаP16287Сохраняет конденсированный нуклеопротеин. Важно для сборки; играет роль в регулировании.
граммГликопротеинP16288Шип. Использует мышечный нАЧР, NCAM, и p75NTR как рецепторы.
LБольшой структурный протеанP16289РНК-репликаза типа Mononegavirales.

Жизненный цикл

После связывания рецептора Лиссавирус бешенства проникает в клетки-хозяева через эндосомный транспортный путь. Внутри эндосомы низкий pH значение индуцирует процесс слияния мембран, что позволяет вирусному геному достичь цитозоль. Оба процесса, связывание рецептора и слияние мембран, катализируются гликопротеином G, который играет решающую роль в патогенезе (мутантный вирус без G-белков не может размножаться).[3]

Следующим шагом после его ввода является транскрипция вирусного генома с помощью P-L-полимеразы (P является важным кофактором для L-полимеразы), чтобы произвести новый вирусный белок. Вирусная полимераза может распознавать только рибонуклеопротеин и не может использовать свободную РНК в качестве шаблона. Транскрипция регулируется СНГ-действующие последовательности в геноме вируса и белком М, который не только важен для образования почки вируса, но также регулирует долю продукции мРНК до репликации. Позже в процессе инфицирования активность полимеразы переключается на репликацию, чтобы произвести полноразмерные копии РНК с положительной цепью. Эти комплементарные РНК используются в качестве матриц для создания новых геномов РНК с отрицательной цепью. Они упакованы вместе с протеином N для образования рибонуклеопротеин которые затем могут образовывать новые вирусы.[6]

Инфекционное заболевание

В сентябре 1931 г. Джозеф Леннокс Паван из Тринидад найденный Тела Негри в мозгу летучей мыши с необычными привычками. В 1932 году Паван впервые обнаружил, что зараженный летучие мыши-вампиры может передавать бешенство людям и другим животным.[9][10][11]

Из раны входа, Лиссавирус бешенства быстро перемещается по нейронным путям периферическая нервная система. В ретроградный аксональный транспорт из Лиссавирус бешенства к Центральная нервная система (ЦНС) - ключевой этап патогенеза естественной инфекции. Точный молекулярный механизм этого транспорта неизвестен, хотя связывание белка P с Лиссавирус бешенства к динеин белок легкой цепи DYNLL1 был показан.[12] P также действует как интерферон антагонист, тем самым уменьшая невосприимчивый ответ хозяина.

Из ЦНС вирус распространяется на другие органы. Слюнные железы, расположенные в тканях рта и щек, получают высокую концентрацию вируса, что позволяет ему в дальнейшем передаваться за счет слюноотделения. Летальный исход может наступить от двух дней до пяти лет с момента первоначального заражения.[13] Однако это во многом зависит от вида животных, действующих как резервуар. Большинство инфицированных млекопитающих умирают в течение нескольких недель, в то время как штаммы таких видов, как африканский желтый мангуст (Cynictis penicillata) может бессимптомно пережить инфекцию в течение многих лет.[14]

Признаки и симптомы

Первые симптомы бешенства могут быть очень похожи на симптомы гриппа, включая общую слабость или дискомфорт, жар или головную боль. Эти симптомы могут длиться несколько дней. Также может быть дискомфорт, покалывание или зуд в месте укуса, которые в течение нескольких дней переходят в симптомы церебральной дисфункции, беспокойство, спутанность сознания, возбуждение. По мере прогрессирования заболевания у человека могут возникать делирий, ненормальное поведение, галлюцинации и бессонница. Лиссавирус бешенства также может быть неактивным в организме хозяина и стать активным через длительный период времени.[15]

Антигенность

При попадании вируса в организм, а также после вакцинация, организм вырабатывает вирус-нейтрализующие антитела, которые связывают и инактивируют вирус. Было показано, что специфические области G-белка являются наиболее антигенными, приводя к выработке нейтрализующих вирус антител. Эти антигенные сайты или эпитопы подразделяются на области I-IV и минорный сайт а. Предыдущая работа продемонстрировала, что антигенные сайты II и III наиболее часто становятся мишенью естественных нейтрализующих антител.[16] Кроме того, было продемонстрировано, что моноклональные антитела с нейтрализующей функцией нацелены на антигенный сайт I.[17] Было показано, что другие белки, такие как нуклеопротеин, не способны вызывать выработку вирус-нейтрализующих антител.[18] Эпитопы, связывающие нейтрализующие антитела, являются как линейными, так и конформационными.[19]

Эволюция

Похоже, что все существующие вирусы бешенства эволюционировали за последние 1500 лет.[20] Есть семь генотипов Лиссавирус бешенства. В Евразии случаи связаны с тремя из них - генотипом 1 (классическое бешенство) и, в меньшей степени, генотипами 5 и 6 (лиссавирусы европейских летучих мышей типа 1 и 2).[21] Генотип 1 развился в Европе в 17 веке и распространился на Азию, Африку и Америку в результате европейских исследований и колонизации.

Бешенство летучих мышей в Северной Америке, по-видимому, присутствует с 1281 года нашей эры (95% доверительный интервал: 906–1577 нашей эры).[22]

Вирус бешенства, по-видимому, претерпел эволюционный сдвиг у хозяев от рукокрылых (летучие мыши ) к виду Хищник (т.е. енот или же скунс ) в результате гомологичная рекомбинация событие, произошедшее сотни лет назад[23] Это событие рекомбинации изменило ген, кодирующий вирус. гликопротеин это необходимо для распознавания и связывания рецептора.

Заявление

Лиссавирус бешенства используется в исследованиях для отслеживание вирусных нейронов установить синаптические связи и направленность синаптической передачи.[24]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Уокер, Питер (15 июня 2015 г.). "внедрение нелатинизированных биномиальных названий видов в семействе Rhabdoviridae" (PDF). Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV). Получено 11 февраля 2019. Вирус бешенства Лиссавирус бешенства вирус бешенства (RABV) [M13215]
  2. ^ Картер, Джон; Сондерс, Венеция (2007). Вирусология: принципы и применение. Вайли. п. 175. ISBN  978-0-470-02386-0.
  3. ^ а б Финке С., Конзельманн К.К. (август 2005 г.). «Стратегии репликации вируса бешенства». Вирус Res. 111 (2): 120–131. Дои:10.1016 / j.virusres.2005.04.004. PMID  15885837.
  4. ^ «Полный геном бешенства». NCBI База данных нуклеотидов. Получено 29 мая 2013.
  5. ^ синд / 2491 в Кто это назвал?
  6. ^ а б Альбертини А.А., Шон Дж., Вайссенхорн В., Руигрок Р.В. (январь 2008 г.). «Структурные аспекты репликации вируса бешенства». Клетка. Мол. Life Sci. 65 (2): 282–294. Дои:10.1007 / s00018-007-7298-1. PMID  17938861.
  7. ^ CDC Структура вируса бешенства 26 мая 2016
  8. ^ Картер и Сондерс 2007, п. 177
  9. ^ Паван, Дж. Л. (1936). "Передача паралитического бешенства в Тринидаде от летучих мышей-вампиров: Desmodus rotundus murinus Вагнер, 1840 ». Анналы тропической медицины и паразитологии. 30: 137–156. Дои:10.1080/00034983.1936.11684921. ISSN  0003-4983.
  10. ^ Паван, Дж. Л. (1936). «Бешенство у летучих мышей-вампиров Тринидада, с особым упором на клиническое течение и латентный период заражения». Энн Троп Мед Паразитол. 30: 101–129. Дои:10.1080/00034983.1936.11684921. ISSN  0003-4983.
  11. ^ Уотерман, Джеймс А. (1965). «История вспышки паралитического бешенства на Тринидаде, переданного летучими мышами людям и низшим животным с 1925 года». Карибский медицинский журнал. 26 (1–4): 164–9. ISSN  0374-7042.
  12. ^ Raux H, Flamand A, Blondel D (ноябрь 2000 г.). «Взаимодействие белка Р вируса бешенства с легкой цепью динеина LC8». Дж. Вирол. 74 (21): 10212–6. Дои:10.1128 / JVI.74.21.10212-10216.2000. ЧВК  102061. PMID  11024151.
  13. ^ «Бешенство». Университет Северной Британской Колумбии. Архивировано из оригинал на 2008-09-06. Получено 2008-10-10.
  14. ^ Тейлор П.Дж. (декабрь 1993 г.). «Систематический и популяционно-генетический подход к проблеме бешенства у желтого мангуста (Cynictis penicillata)». Ондерстепорт J. Vet. Res. 60 (4): 379–87. PMID  7777324.
  15. ^ CDC. Каковы признаки и симптомы бешенства?. 15 февраля 2012 г. https://www.cdc.gov/rabies/symptoms/
  16. ^ Бенмансур А (1991). «Антигенность гликопротеина вируса бешенства». Журнал вирусологии. 65 (8): 4198–4203. Дои:10.1128 / JVI.65.8.4198-4203.1991. ЧВК  248855. PMID  1712859.
  17. ^ Мариссен, WE .; Kramer, RA .; Райс, А .; Велдон, WC .; Незгода, М .; Faber, M .; Slootstra, JW .; Meloen, RH .; и другие. (Апрель 2005 г.). «Новый эпитоп, нейтрализующий вирус бешенства, распознаваемый человеческими моноклональными антителами: точное картирование и анализ мутантного ускользания». J Virol. 79 (8): 4672–8. Дои:10.1128 / JVI.79.8.4672-4678.2005. ЧВК  1069557. PMID  15795253.
  18. ^ Wiktor, TJ .; Дьёрдь, Э .; Schlumberger, D .; Сокол, Ф .; Копровски, Х. (январь 1973 г.). «Антигенные свойства компонентов вируса бешенства». J Immunol. 110 (1): 269–76. PMID  4568184.
  19. ^ Баккер, AB .; Мариссен, WE .; Kramer, RA .; Райс, AB .; Велдон, WC .; Незгода, М .; Хэнлон, Калифорния; Thijsse, S .; и другие. (Июль 2005 г.). «Новая комбинация человеческих моноклональных антител, эффективно нейтрализующая природные варианты вируса бешенства и отдельные мутанты, ускользнувшие in vitro». J Virol. 79 (14): 9062–8. Дои:10.1128 / JVI.79.14.9062-9068.2005. ЧВК  1168753. PMID  15994800.
  20. ^ Nadin-Davis, Susan A .; Реальный, Лесли А. (2011). «Молекулярная филогенетика лиссавирусов - выводы из объединенного подхода». Достижения в вирусных исследованиях. 79: 203–238. Дои:10.1016 / B978-0-12-387040-7.00011-1. PMID  21601049.
  21. ^ McElhinney, L.M .; Марстон, Д. А .; Станков, С; Вт, Ц .; Черный, C .; Johnson, N .; Jiang, Y .; Tordo, N .; Мюллер, Т .; Фукс, А. Р. (2008). «Молекулярная эпидемиология лиссавирусов в Евразии». Dev Biol (Базель). 131: 125–131. PMID  18634471.
  22. ^ Кузьмина, Н. А .; Кузьмин, И. В .; Ellison, J. A .; Тейлор, С. Т .; Бергман, Д. Л .; Dew, B .; Рупрехт, К. Э. (2013). «Переоценка временной шкалы эволюции вирусов бешенства летучих мышей на основе последовательностей гликопротеиновых генов». Гены вирусов. 47 (2): 305–310. Дои:10.1007 / s11262-013-0952-9. ЧВК  7088765. PMID  238396.
  23. ^ Дин Н.З., Сюй Д.С., Сунь YY, Он HB, He CQ. Постоянный перенос хозяина вируса бешенства от рукокрылых к хищным, связанный с рекомбинацией. Sci. Отчет 2017; 7: 1–9. DOI: 10.1038 / s41598-016-0028-х.
  24. ^ Имбирь, М .; Haberl M .; Конзельманн К.-К .; Schwarz M .; Фрик А. (2013). «Раскрытие секретов нейронных цепей с помощью технологии рекомбинантного вируса бешенства». Передний. Нейронные цепи. 7: 2. Дои:10.3389 / fncir.2013.00002. ЧВК  3553424. PMID  23355811.

внешняя ссылка