Вирус паротита - Mumps virus

Орторубулавирусный паротит
ПЭМ-микрофотография частицы вируса паротита
ТЕМ микрофотография частицы вируса паротита
Классификация вирусов е
(без рейтинга):Вирус
Область:Рибовирия
Королевство:Орторнавиры
Тип:Негарнавирикота
Учебный класс:Monjiviricetes
Заказ:Mononegavirales
Семья:Paramyxoviridae
Род:Орторубулавирус
Разновидность:
Орторубулавирусный паротит
Синонимы[1]
  • Свинка рубулавирус
  • Вирус паротита

В вирус паротита (MuV) - это вирус что вызывает свинка. MuV содержит одноцепочечный, отрицательный смысл геном из рибонуклеиновая кислота (РНК). Его геном составляет около 15 000 нуклеотидов в длину и содержит семь генов, кодирующих девять белков. Геном заключен в капсид который, в свою очередь, окружен вирусный конверт. Частицы MuV, называемые вирионами, плеоморфны по форме и имеют размер от 100 до 600 нанометров в диаметре. Распознаются один серотип и двенадцать генотипов, различающихся по своему географическому распространению. Человек - единственный естественный хозяин вируса паротита.

MuV сначала реплицируется, связываясь с поверхностью клеток, в результате чего его оболочка сливается с мембраной клетки-хозяина, высвобождая капсид внутри клетки. Оказавшись внутри, вирусный РНК-зависимая РНК-полимераза расшифровывает информационная РНК (мРНК) из генома, а затем реплицирует геном. После перевод Из 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 паротита в 1934 году и впервые был выделен в 1945 году. Через несколько лет после выделения были разработаны вакцины, защищающие от инфекции MuV. MuV был впервые признан видом в 1971 году, и ему было дано научное название Орторубулавирусный паротит. Это типовой вид рода Орторубулавирус в подсемействе Rubulavirinae, семья Paramyxoviridae.

Характеристики

Геном

Вирус паротита содержит несегментированный одноцепочечный линейный геном длиной 15 384 нуклеотида, состоящий из рибонуклеиновой кислоты (РНК). Геном имеет отрицательный смысл, поэтому мРНК можно транскрибировать прямо из генома. Вирус паротита кодирует семь генов в следующем порядке:[2][3][4]

  • белок нуклеокапсид (N),
  • V / P / I (V / phospho- (P) / I) белки,
  • матричный (M) белок, самый распространенный белок в вирионах,[5]
  • слитый (F) белок,
  • малый гидрофобный (SH) трансмембранный белок,
  • гемагглютинин-нейраминидаза (HN) и
  • большой (L) белок, который объединяется с белком P с образованием РНК-зависимой РНК-полимеразы (RdRp). RdRp действует как репликаза для репликации генома и как транскриптаза транскрибировать мРНК из генома.

Считается, что белок SH участвует в блокировании апоптоза клетки-хозяина, опосредованного NF (α), что осуществляется в качестве противовирусного ответа для подавления распространения вирусов, хотя SH не является необходимым для репликации, поскольку MuV, сконструированные без SH, все еще остаются в состоянии воспроизвести. Белок V также участвует в уклонении от противовирусных реакций хозяина посредством ингибирования продукции и передачи сигналов интерфероны. В отличие от других белков функция белка I неизвестна.[2]

Структура

Геном вируса эпидемического паротита заключен в N-белки с образованием гибкого, слабо свернутого спиралевидного рибонуклеопротеинового комплекса (RNP), состоящего из генома, окруженного нуклеокапсидом, с которым связан RdRp. RNP окружены конверт, а липид мембрана, 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 имеют размер от 100 до 600 нанометров (нм) в диаметре и плеоморфную форму.[2][5][6]

Жизненный цикл

MuV сначала взаимодействует с клеткой-хозяином, связываясь с ее поверхностью через рецептор белка HN, сиаловая кислота, который связывается с рецепторами сиаловой кислоты на поверхности клеток-хозяев. После присоединения запускается белок F, который начинает слияние вирусной оболочки с мембраной клетки-хозяина. Белок F делает это, переходя из метастабильного состояния в более стабильную структуру шпильки, что позволяет содержимому вириона, включая RNP, попадать в цитоплазму клетки-хозяина.[2][5][6]

При входе в клетку-хозяина RdRp начинает транскрипцию мРНК из генома внутри RNP. Транскрипция начинается на 3'-конце или около него (обычно произносится как «три простых конца») в промоторной области и последовательно перемещается к 5'-концу. Для каждого гена транскрибируется одна цепь мРНК, и для транскрибирования этого гена необходимо, чтобы все гены были последовательно перед транскрибированием. Гены, расположенные ближе к 3'-концу, транскрибируются с самой высокой частотой, частота которой уменьшается по мере приближения RdRp к 5'-концу. RdRp синтезирует колпачок на 5'-конце мРНК и полиаденилированный хвост на 3'-конце, состоящем из сотен последовательных аденины. После того, как ген был транскрибирован, 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 правки мРНК путем вставки двух не шаблонных гуанины в мРНК для транскрибирования мРНК для белка P.[9]

Позже в цикле репликации, когда после трансляции присутствует достаточное количество нуклеопротеинов, RdRp переключает функции для репликации генома. Это происходит в два этапа: во-первых, антигеном с положительным смыслом синтезируется RdRp из генома с отрицательным смыслом, а 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 можно использовать для дополнительной транскрипции или репликации или можно просто упаковать в вирионы потомства.[5]

Белки HN и F синтезируются в эндоплазматическом ретикулуме и перемещаются через комплекс Гольджи к клеточной мембране, независимо от того, связываются ли они с клеточной мембраной и выступают с поверхности клетки. М-белки связываются с участками клеточной мембраны, где находятся белки HN и F, делая это в 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. Затем считается, что взаимодействие RNP и M белков запускает почкование от клетки-хозяина.[2][5][6][10]

Почкование от клетки-хозяина начинается, как только М-белки рекрутируют белки класса Е-хозяина, которые образуют эндосомный сортировочный комплекс, необходимый для транспортных (ESCRT) структур в месте почкования. Там белки ESCRT образуют концентрические спирали и выталкивают содержимое вириона наружу из клетки в виде пузырька, который выступает из клетки. Затем белки ESCRT сужают открытие везикулы и прекращают отрастание, отсекая везикулу от остальной мембраны, образуя полный вирион, который высвобождается из клетки-хозяина.[5][10][11] Во время этого процесса нейраминидаза белков HN помогает отделиться от мембраны хозяина и предотвращает агрегацию вирионов.[6]

Разнообразие

У вируса паротита есть один серотип и двенадцать генотипы. 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 признаны, но были отменены в связи с филогенетическим анализом, согласно которому приписываемые им MuVs вместо этого принадлежали генотипам C и K соответственно.[12][13]

Различные генотипы различаются по частоте от региона к региону. Например, генотипы C, D, H и J более распространены в западном полушарии, тогда как генотипы F, G и I более распространены в Азии, хотя генотип G считается глобальным генотипом. Генотипы A и B не наблюдались в дикой природе с 1990-х годов. Это разнообразие MuV не отражается на ответе антител, поскольку существует только один серотип, антитела к одному генотипу также действуют против всех других.[12][14]

Эволюция

Гены F, SH, HN, используемые для различения генотипов, по оценкам, испытывают генетические мутации в размере 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 кладов: G и H; D и K; C; L; и B, F и N.[12]

Болезнь

Человек - единственный естественный хозяин вируса паротита, который вызывает свинка. Заболевание передается через контакт с респираторными выделениями, такими как аэрозольные капли и слюна. Инфекция приводит к лихорадке, боли в мышцах и болезненному отеку околоушные железы, два слюнные железы расположены по бокам от рта перед ушами. Инфекция также может поражать 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, инфекцию можно предотвратить с помощью вакцинации.[2][18][19]

Классификация

Вирус паротита, научное название Орторубулавирусный паротит, - типовой вид рода Орторубулавирус, в подсемействе Rubulavirinae, семья Paramyxoviridae.[1] Штаммы MuV именуются и классифицируются по следующей системе:[12]

  • MuVs (последовательность РНК, полученная из клинического материала) или MuVi (последовательность РНК, полученная из культура клеток )
  • Город.Страна код ISO3
  • Номер недели. Год, дата начала заболевания или дата взятия образца, если дата начала заболевания неизвестна, или дата получения образца в лаборатории, если две предшествующие 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 обнаруженным вакцинным вирусом.

Эта система используется в последовательном порядке. Например, MuVs / NewYork.USA / 17.11 [B] (VAC) представляет собой вакцино-связанный генотип B MuV, полученный из клинического материала в Нью-Йорк и MuVi / London.GBR / 3.12 / 2 [G] представляет собой генотип G MuV, полученный из культуры клеток в Лондон.[12]

История

В 1934 году паротит был идентифицирован как вирусное заболевание Клодом Д. Джонсоном и Эрнестом Уильямом Гудпастуром. Они обнаружили, что макаки резус подвергаясь воздействию слюны, взятой у людей, на ранних стадиях заболевания развился паротит. Кроме того, они показали, что свинка может передаваться детям через фильтрованные и стерилизованные, не содержащие бактерий препараты мацерированной околоушной ткани обезьяны, показывая, 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]

Исходные вакцины содержали инактивированные вирусные частицы и обеспечивали краткосрочную защиту от эпидемического паротита. В 1960-е гг. Морис Хиллеман разработал более эффективную вакцину против эпидемического паротита с использованием живых вирусных частиц, взятых у его пятилетней инфицированной дочери Джерил Линн. Эта вакцина была одобрена для использования в 1967 году и рекомендована в 1977 году, заменив предыдущие вакцины, которые были менее эффективными. Хиллеман также будет работать над развитием Вакцина MMR в 1971 г. эффективен против корь, свинка и краснуха. Штамм вируса паротита "Джерил Линн", относящийся к генотипу А,[14] продолжает использоваться в вакцинах против эпидемического паротита.[20]

Вирус паротита был признан разновидностью в 1971 г. Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV), который контролирует таксономию вируса, когда он был отнесен к роду Парамиксовирус. С тех пор он претерпел многочисленные таксономические изменения и изменения своего научного названия:[1][21]

  • В 1995 г. Вирус паротита был установлен как типовой вид недавно установленного рода Рубулавирус.
  • В 2016 г. Вирус паротита был переименован в Свинка рубулавирус.
  • В 2018 г. Свинка рубулавирус был переименован в Орторубулавирусный паротит сопровождать Рубулавирус упраздняется и заменяется подсемейством Rubulavirinae носящий то же имя и недавно установленный род Орторубулавирус.

Этимология

Слово «свинка» впервые засвидетельствовано около 1600 года и является формой множественного числа от «свинка», что означает «гримаса», первоначально глагол, означающий «ныть или бормотать, как нищий». Заболевание, вероятно, было названо паротитом в связи с отеком, вызванным паротитом, что отражает его влияние на выражение лица, а также причинение болезненного и затрудненного глотания. «Свинка» также использовалась, начиная с 17 века, чтобы обозначать «приступ меланхолии, угрюмости, тихого недовольства».[17][22]

Рекомендации

  1. ^ а б c "История таксономии ICTV: Орторубулавирусный паротит". Международный комитет по таксономии вирусов. Международный комитет по таксономии вирусов. Получено 21 августа 2020.
  2. ^ а б c d е ж грамм 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». Джей Патол. 235 (2): 242–252. Дои:10.1002 / путь.4445. ЧВК  4268314. PMID  25229387. Получено 21 августа 2020.
  3. ^ Кокс Р.М., Племпер РК (июнь 2017 г.). «Структура и организация частиц парамиксовируса». Curr Opin Virol. 24: 105–114. Дои:10.1016 / j.coviro.2017.05.004. ЧВК  5529233. PMID  28601688.
  4. ^ Рима Б., Бушманн А.Б., Дандон В.Г., Дюпрекс П., Истон А., Фушье Р., Курат Г., Лэмб Р., Ли Б., Рота П., Ван Л. (декабрь 2019 г.). "Профиль таксономии вирусов ICTV: Paramyxoviridae". Дж. Ген Вирол. 100 (12): 1593–1954. Дои:10.1099 / jgv.0.001328. ЧВК  7273325. PMID  31609197. Получено 21 августа 2020.
  5. ^ а б c d е ж Najjar FE, Schmitt AP, Dutch RE (7 августа 2014 г.). «Включение, сборка и образование почки гликопротеина парамиксовируса: трехсторонний танец для производства инфекционных частиц». Вирусы. 6 (8): 3019–3054. Дои:10.3390 / v6083019. ЧВК  4147685. PMID  25105277. Получено 21 августа 2020.
  6. ^ а б c d е ж Харрисон М.С., Сакагучи Т., Шмитт А.П. (сентябрь 2010 г.). «Сборка и почкование парамиксовируса: строительные частицы, передающие инфекции». Int J Biochem Cell Biol. 42 (9): 1416–1429. Дои:10.1016 / j.biocel.2010.04.005. ЧВК  2910131. PMID  20398786.
  7. ^ Барр Дж. Н., Тан X, Хинзман Э, Шен Р., Вертц Г. В. (10 мая 2008 г.). «Полимераза VSV может инициироваться в стартовых сайтах мРНК, расположенных выше или 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. ЧВК  2593140. PMID  18241907.
  8. ^ а б "Paramyxoviridae". ViralZone. Швейцарский институт биоинформатики. Получено 21 августа 2020.
  9. ^ Берг М., Хьертнер Б., Морено-Лопес Дж., Линне Т. (май 1992 г.). «Ген P парамиксовируса свиней LPMV кодирует три возможных полипептида P, V и C: мРНК белка P редактируется». Дж. Ген Вирол. 73 (5): 1195–1200. Дои:10.1099/0022-1317-73-5-1195. PMID  1588322.
  10. ^ а б Ли М., Шмитт П.Т., Ли З., МакКрори Т.С., Хе Б., Шмитт А.П. (июль 2009 г.). «Матрица вируса паротита, слитые белки и нуклеокапсидные белки взаимодействуют для эффективного производства вирусоподобных частиц». J Virol. 83 (14): 7261–7272. Дои:10.1128 / JVI.00421-09. ЧВК  2704775. PMID  19439476. Получено 21 августа 2020.
  11. ^ «Вирусное почкование через комплексы ESCRT хозяина». ViralZone. Швейцарский институт биоинформатики. Получено 21 августа 2020.
  12. ^ а б c d е «Обновление номенклатуры вируса паротита: 2012 г.» (PDF). Wkly Epidemiol Rec. 87 (22): 217–224. 1 июня 2012 г. PMID  24340404. Получено 21 августа 2020.
  13. ^ а б Soetenes L, Backer JA, Hahne S, Binnendijk RV, Gouma S, Wallinga J (март 2019 г.). «Визуальные инструменты для оценки достоверности кластеров инфекционных заболеваний, определенных алгоритмом: приложение для сбора данных о паротите из Нидерландов с января 2009 года по июнь 2016 года». Euro Surveill. 24 (12): 1800331. Дои:10.2807 / 1560-7917.ES.2019.24.12.1800331. ЧВК  6440581. PMID  30914076. Получено 21 августа 2020.
  14. ^ 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. Дои:10.3390 / ijerph15081618. ЧВК  6121553. PMID  30065192. Получено 21 августа 2020.
  15. ^ Цуй А, Ривейллер П., Чжу З., Дэн Х, Ху И, Ван И, Ли Ф, Сунь З, Хе Дж, Си И, Тиан Х, Чжоу С., Лей И, Чжэн Х, Рота, ПА, Сюй В. (7 декабря 2017). «Эволюционный анализ вирусов паротита генотипа F, собранных в материковом Китае в 2001-2015 гг.». Научный представитель. 7 (1): 17144. Дои:10.1038 / s41598-017-17474-z. ЧВК  5719434. PMID  29215070. Получено 21 августа 2020.
  16. ^ Дженкинс Г.М., Рамбаут А., Пибус О.Г., Холмс ЕС (7 декабря 2017 г.). «Темпы молекулярной эволюции РНК-вирусов: количественный филогенетический анализ». Дж Мол Эвол. 54 (2): 156–165. Дои:10.1007 / s00239-001-0064-3. PMID  11821909.
  17. ^ а б Дэвис Н.Ф., Макгуайр Б.Б., Махон Дж.А., Смит А.Е., О'Мэлли К.Дж., Фицпатрик Дж.М. (апрель 2010 г.). «Рост заболеваемости орхитом паротита: всесторонний обзор». BJU Int. 105 (8): 1060–1065. Дои:10.1111 / j.1464-410X.2009.09148.x. PMID  20070300. Получено 21 августа 2020.
  18. ^ Латнер Д.Р., Хикман CJ (7 мая 2015 г.). «Вспоминая свинка». PLoS Pathog. 11 (5): e1004791. Дои:10.1371 / journal.ppat.1004791. ЧВК  4423963. PMID  25951183. Получено 21 августа 2020.
  19. ^ Раманатан Р., Войт Э.А., Кеннеди РБ, Польша, Джорджия (18 июня 2018 г.). «Пробелы в знаниях сохраняются и препятствуют прогрессу в борьбе с эпидемическим паротитом». Вакцина. 36 (26): 3721–3726. Дои:10.1016 / j.vaccine.2018.05.067. ЧВК  6031229. PMID  29784466.
  20. ^ а б c «Отслеживание истории свинки: хронология». Фармацевтические технологии. Фармацевтическая технология. Получено 21 августа 2020.
  21. ^ Buschmann AB, Dundon WG, Easton AJ, Fouchier RA, Kurath G, Lamb RA, Rima BK, Rota PA, Wang L (6 июня 2018 г.). "Реорганизация семьи Paramyxoviridae" (docx). Международный комитет по таксономии вирусов. Получено 21 августа 2020.
  22. ^ "свинка (сущ.)". Etymonline. Интернет-словарь этимологии. Получено 21 августа 2020.