Филовирусы: общие сведения
Название семейства происходит от лат. filum - нить, что отражает морфологию вирионов ( рис. 2.18 ). Вместе с семействами Bornaviridae , Paramyxoviridae и Rhabdoviridae семейство Filoviridae формирует порядок Mononegavirales и включает два рода: Marburgvirus и Ebolavirus , названные в соответствие с наименованиями своих прототипных вирусов.
Филовирусы имеют форму нитей диаметром 80-100 нм. Нуклеокапсид обладает спиральной симметрией, внешняя оболочка образуется из липидов клеточной мембраны клетки- хозяина. Геном представлен линейной минус-цепью РНК, содержит около 19000 нуклеотидов и кодирует 7 белков. Поверхностный гликопротеид (GP) образует шиловидные отростки внешней оболочки, способствующие проникновению вируса в клетку. Высокий уровень гликозилирования гликопротеида - по-видимому, одна из причин низкого содержания нейтрализующих антител в сыворотке больных.
Два белка матрикса - VP40 и VP24 - участвуют в отпочковывании и раздевании вируса. Капсид образован главным структурным белком - нуклеопротеидом (NP) и малым структурным белком - VP30. Шестым белком является РНК-полимераза (как и у остальных вирусов, содержащих минус- цепь РНК).
В клетках вирус Эбола и вирус Марбург продуцируют седьмой, неструктурный секретируемый белок - гликопротеид, предположительно участвующий в нарушении иммунного ответа.
Природный резервуар филовирусов, вызывающих у людей тяжелые (вплоть до смертельного исхода) геморрагические лихорадки , до сих пор окончательно не установлен. Летальность, вызываемая вирусом Марбург , достигает 25-70%, а вирусом Эбола - 50-90%. Распространение вируса происходит воздушно-капельным и контактным путем, особенно при контактах с кровью и выделениями больных. В лабораторных условиях основным источником заражения являются контаминированные режуще-колющие инструменты. Вирусы Марбург и Эбола отличаются устойчивостью, при комнатной температуре они сохраняют вирулентность длительное время. Инактивировать их можно путем нагревания до 60*С в течение 30 мин и с помощью органических растворителей. Для работы с этими вирусами необходим высший (4-й) уровень биологической защиты.
Вирусы Марбург и вирус Эбола отличаются устойчивостью, при комнатной температуре они сохраняют вирулентность длительное время. Инактивировать их можно путем нагревания до 60*С в течение 30 мин и с помощью органических растворителей
Первые случаи заболеваний, вызываемых вирусом Марбург, возникли в Германии и Югославии (1967г.) в связи с завозом из Уганды зеленых мартышек (Cercopithecus aethiops) без клинических проявлений инфекции. В 1975г. небольшая эпидемическая вспышка лихорадки Марбург возникла в 1975г. в Южно-Африканской Республике и в Зимбабве. Отдельные случаи заболевания были зарегистрированы в Кении в 1980 и 1987гг. Крупнейшая эпидемическая вспышка лихорадка Марбург (более 100 эпизодов) имела место в 1988г. на севере Конго.
Первые случаи заболевания, вызываемого вирусом Эбола ( лихорадка Эбола ), были описаны в Заире (1976) и Судане (1976, 1979гг). В 1994г. крупная эпидемическая вспышка (245 погибших из 346 заболевших) произошла в Конго. В период 1994-1997 гг. серия локальных эпидемических вспышек прокатилась по Габону. Вирус Эбола вызывает заболевание со смертельным исходом у высших приматов. Так, в 1994 г. в Кот-д'Ивуар (Западная Африка) произошло заражение человека при контакте с трупом шимпанзе, а в 2002-2003 гг. лихорадка Эбола стала причиной смерти около 5000 горилл в Заире. Менее патогенный представитель рода Ebolavirus - вирус Рестон - был выделен в 1989-1990 гг. от яванских макак (Macaca fascicularis) , завезенных в США с Филиппин.
Вирион филовирусов снабжен липидной оболочкой и имеет форму закрученных нитей ( рис. 2.18 , А, Б) длиной 600-800 нм и толщиной порядка 50 нм ( рис. 2.18 , В). Осевую часть вириона занимает нуклеокапсид , представляющий собой комплекс вирусной РНК и 4 структурных белков: NP (78-83 кДа; нуклеопротеид), VP30 (29-32 кДа; кофактор вирусной полимеразы), VP35 (31-39 кДа; фосфорилированный белок) и L-белка (252-267 кДа; вирусная РНК-зависимая РНК-полимераза). Еще 3 структурных белка тесно ассоциированы с поверхностной мембраной: VP24 (28-29 кДа) и VP40 (31-35 кДа) расположены с внутренней стороны оболочки и играют роль матриксных белков, а GP -комплекс (74-75 кДа; поверхностный гликопротеид) образует внешние шипы вириона ( рис. 2.18 , Г). GP-комплекс состоит из двух субъединиц: большой N-концевой GP1 (гидрофильной) и малой С-концевой GP2 (гидрофобной, трансмембранной), которые ковалентно связаны дисульфидными мостиками.
Масса вириона около 382 МДа; s20W=1,40S; плавучая плотность в градиенте CsCl - 1,32 г/см3, в градиенте тартрата калия - 1,14 г/см3.
Геном филовирусов представлен одноцепочечной РНК негативной полярности длиной около 19000 н.о., точнее - 18875 н.о. у вируса Судан (Ebolavirus) и 18959 у вируса Заир (Ebolavirus) . вРНК некэпирована и неполиаденилирована. вРНК фланкирована консервативными некодирующими областями: так называемой лидерной - на 3'-, трейлерной - на 5'-конце. Порядок расположения генов: 3'-лидер-NP-VP35-VP40-GP-VP30-VP24-L-трейлер-5'.
Клетками-мишенями филовирусов являются клетки миелоидного ряда: моноциты / макрофаги , дендритные клетки , гепатоциты и эндотелиальные клетки , содержащие на своей поверхности специфические лектины - DC-SIGN , L-SIGN , hMGL , FR-альфа , с которыми связывается субъединица GP1 , активирует трансмембранную субъединицу GP2 , и вирион проникает в клетку в эндосомах с низким значением рН. Затем происходит слияние мембран вириона и эндосомы, нуклеокапсид высвобождается в цитоплазму клетки. Репликация филовирусов протекает в цитоплазме инфицированной клетки.
Вирусный геном содержит 7 открытых рамок считывания - по одной на каждый ген, которые имеют консервативные сигналы инициации и терминации транскрипции с консенсусами 3'-CUNCNUNUAAUU-5' и 3'-UAAUUCUUUUU(U)-5' соответственно. В составе регуляторных последовательностей, фланкирующих гены, содержится высококонсервативный пентамер 3'-UAAUU-5', по которому последовательности генов могут перекрываться: у представителей рода Ebolavirus такое перекрытие имеет место в трех местах: между VP35 и VP40 , GP и VP30 , VP24 и L ; у представителей рода Marburgvirus имеется лишь одно перекрытие генов - между VP30 и VP24 . Все вирусные мРНК 5'- кэпированы и З'- полиаденилированы . Матричная РНК GP имеет особенность: полноразмерный GP транслируется с мРНК, получаемой в результате транскрипционного редактирования соответствующего гена - вирусная полимераза вносит "лишний" остаток аденина при синтезе последовательности, комплементарной полиуридиновому фрагменту, в результате сдвига рамки считывания. В 80% случаев редактирования не происходит, а получаемые мРНК служат матрицей для синтеза секретируемого sGP. Белковые продукты генов GP и NP синтезируются на рибосомах шероховатого эндоплазматического ретикулума , остальные вирусные белки - на свободных рибосомах. Первичный продукт трансляции гена GP (preGP; 676 а.о.) подвергается многоступенчатой посттрансляционной модификации: отщепление сигнального пептида, N-гликозилирование (включая созревание N-гликанов в цистернах аппарата Гольджи ), ацилирование, О-гликозилирование, протеолитическое расщепление до GP1 и GP2 фуриновой протеазой; VP30 подвергаются О-гликозилированию, NP - фосфорилированию и О-гликозилированию. Синтез дочерних вРНК осуществляется белковым комплексом L, NP и VP30 и начинается с синтеза полноразмерной плюс-цепи, комплементарной вРНК, которая служит матрицей для синтеза дочерних вирусных геномов. Сборка вирионов филовирусов происходит на плазматической мембране инфицированной клетки.
==========
Смотрите также:
