ЛЕКЦИОННЫЙ КУРС ПО ЧАСТНОЙ ВИРУСОЛОГИИ

Вирусы вызывающие болезни жвачных и однокопытных для студентов факультета ветеринарной медицины

Подготовлен:

ВАСИЛЬЕВЫМ Д.А ЛУГОВЦЕВЫМ В.Ю

УЛЬЯНОВСК 2004

УДК: 619:616.9

«Курс лекций по частной вирусологии»

Часть первая б– «Вирусы вызывающие болезни жвачных и однокопытных»

Учебное пособие по курсу ВСЭ для студентов факультета ветеринарной медицины (Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия. Кафедра микробиологии, вирусологии, эпизоотологии, ветеринарно-санитарной экспертизы).

Данное учебное пособие подготовлено: д б н, академиком РАЕН, профессором Васильевым Д.А. (Ульяновская государственная с-х академия) и DVM, PhD Луговцевым В.Ю (Food and Drug Administration, Center for Biologics Evaluation and Research, Laboratory of Pediatric Respiratory Viral Diseases. Bethesda, MD 20892, USA)

Предлагаемое учебное пособие издается кафедрой микробиологии, вирусологии, эпизоотологии и ветеринарно-санитарной экспертизы согласно ее плану, целью которого является оперативный выпуск отдельных учебных изданий. Это позволяет дать студенту либо новую научную или инструктивную информацию, либо более подробно разъяснить ключевые положения разделов учебных дисциплин, преподаваемых на кафедре. Предлагается общий список литературы использованный при написании данного лекционного материала. Подбор вирусных инфекционных агентов для предлагаемого курса проводился на основе программы лекционного курса вирусологии и ВСЭ читаемого на кафедре.

Семейство: Herpesviridae.

Таксономическая структура семейства.

Семейство: Herpesviridae, Подсемейство: Alphaherpesvirinae Рода:Simplexvirus,

Varicellovirus“,Marek’s disease-like viruses”“Infectious laryngotracheitis- like viruses”

Подсемейство:Betaherpesvirinae Рода: Cytomegalovirus, Muromegalovirus, Roseolovirus

Подсемейство: Gammaherpesvirinae Рода:Lymphocryptovirus, Rhadinovirus, “Ictalurid herpes-like viruses”

Характеристика вириона.

Морфология. Вирион содержит симметрические и несимметрические компоненты. Сферический вирион включает ядро (кор), капсид, тегумент и оболочку. Кор включает геном вируса, упакованый в капсид. Матриксный капсид представляет собой икосаэдрон (Т=16), размер 100 –110 нм в диаметре, состоит из 162 капсомеров, из которых 150 – гексамеры, а 12 – пентамеры. HHV-1 имеет протеиновую оболочку толщиной 16 нм и внешним диаметром 125 нм. Сборка капсида начинается вокруг вспомогательного протеина, с образованием прокапсида, субъединицы которого имеют слабые связи между собой. Протеолитическое разрезание вспомагательного белка приводит к реорганизации белковой оболочки в характерную капсидную форму. Структура тегумента слабо изучена и не имеет симметрии. Он включает многие протеины, из которых не все требуются для формирования вириона. Некоторые из его отдельных протеинов могут значительно различаться по количеству. Тегумент с поверхностной оболочкой, не содержащий капсид, может покидать клетку вместе с полноценными вирионами. Оболочка представляет собой липидный бислой, связанный своей внутренней поверхностью с внешней поверхностью тегумента. Она содержит несколько различных вирусных гликопротеинов (не менее 10 у HHV-1). Диаметр вириона 100-200 нм, масса вириона HHV-1 13,3х10^-16 г, масса капсида 5,0х10^-16 г, плавучая плотность в CsCl 1,22-1,28 г/см³. Вирион чувствителен к высушиванию, низким значениям рН, детергентам и жирорастворителям.

Геном. ДНК двуспиральная, линейная; размер 125-240 kbp. G+C состав 32-75%. ДНК составляет 10% от массы вириона

Другие компоненты вириона. HHV-1 имеет более 30 полипептидов. Зрелый капсид состоит из 6 протеинов, тогда как тегумент включает не менее 15. Оболочка вириона содержит не мнее 10 (в некоторых случаях много больше) интегрированных мембранных протеинов, играющих роль в адсорбции и проникновении в клетку.

Внешняя липопротеидная оболочка чаще имеет происхождение от мембран аппарата Гольджи. Многие оболочечные протеины содержат N- или O-связанные гликаны.

Организация генома и репликация. Количество открытых рамок считывания (ORFs) у герпесвирусов варьирует от 70 до более 200. У герпесвирусов млекопитающих и птиц около 40 консервативных генов, организованных в 7 блоков. Блоки генов у представителей разных подсемейств могут иметь различное расположение и ориентацию, но внутри блоков гены располагаются в определенном порядке с определенной полярностью. Герпесвирусы рыб и амфибий отнесены к семейству только по морфологии, так как не имеют сиквенсов, родственных герпесвирусами млекопитающих и птиц.

Стратегия репликации хорошо описана пока только для HHV-1. В адсорбции и проникновении задействованы оболочечные протеины вириона и рецепторы клеточной мембраны. Проникновение в клетку происходит путем слияния мембран оболочки вируса и мембраны клетки. Нуклеокапсид транспортируется в ядро, а тегумент, предположительно, изменяет метаболизм клетки (протеин UL41 ингибирует синтез клеточных протеинов, а протеин UL48 проникает в ядро и активирует ранние вирусные гены). После проникновения генома вируса в ядро клетки начинается транскрипционный каскад. Ранние гены (альфа) регулируют последующую экспрессию генов транскрипционными и посттранскрипционными механизмами. Ранние гены (бета) кодируют ДНК-репликационный комплекс и различные протеины, изменяющие клеточный метаболизм. Структурные протеины вируса кодируются ранними генами (гамма). Транскрипция направляется РНК полимеразой II клетки.

Синтез вирусной ДНК начинается с одного или более участков начала репликации (origine of replication). Вновь синтезированная ДНК упаковывается внутри ядра из конкатамера в незрелый капсид, содержащий кор из вспомогательных протеинов, которые разрушаются при протеолитическом воздействии во время созревания. Нуклеокапсид отпочковывается через внутреннюю ядерную мембрану в перинуклеарное пространство, а образующийся оболочечный вирион транспортируется к клеточной поверхности.

Антигенные свойства. Герпесвирусы продуцируют образованием АТ на структурные и неструктурные протеины. Оболочечные протеины обладают иммуногенностью и являются мишенями для вируснейтрализующих антител. Перекрестная нейтрализация наблюдается между близкородственными вирусами внутри рода.

Биологические особенности. Отмечен широкий спектр естественных хозяев. Вероятно, практически все позвоночные могут быть носителями множества видов герпесвирусов. Герпесвирусы выделены и от моллюсков. Как правило, для конкретных видов вирусов наблюдается определенный спектр восприимчивых хозяев, но может быть и передача вирусов от одного вида хозяина другому. Экспериментально показано, что некоторые представители подсемейтсва Alphaherpesvirinae могут инфицировать широкий спектр видов животных, тогда как представители подсемейств Betaherpesvirinae и Gammaherpesvirinae проявляют очень ограниченную хозяинную специфичность. Такая же закономерность отмечена и при изучении спектра восприимчивых культур клеток. В естественных условиях передача вирусов происходит аэрозольно (HHV-3), контактно (алиментарно, HHV-4) или половым путем (HHV-2). Векторной передачи не отмечалось.

В связи с хорошей адаптацией герпесвирусов к естественных хозяевам, тяжело протекающие инфекции встречаются, в основном, у молодых или иммуносупрессированных организмов, плодов (внутриутробное поражение) и при инфицировании других хозяев. Большинство герпесвирусов вызывают системные инфекции, сопровождающиеся на начальном этапе клеточно-ассоциированной виремией. Однако инфекции, обусловленные некоторыми членами рода Simplexvirus ограничиваются эпителиальными тканями и афферентными нервными волокнами по месту инокуляции. Отличительным признаком герпесвирусов, определяющим их сохранение, является их способность к длительной латенции. По немногочисленным данным представители подсемейства Alphaherpesvirinae латентно сохранаются в нейронах, подсемейства Betaherpesvirinae – в клетках моноцитарного ряда, а подсемейства Gammaherpesvirinae – в клетках лимфоцитарного ряда.

Критерии подразделения на виды внутри семейства. Родственные герпесвирусы относят к определенному виду по следующим признакам: 1) нуклеотидный сиквенс можно легко отличить от других данного рода; 2) занимают другие экологические ниши, имеют определенные эпидемиологические характеристики, определенных естественных хозяев и характеризуются соответствующи патогенезом.

Подсемейство: Alphaherpesvirinae.

Нуклеотидный и аминокислотный сиквенсы отличаются от таковых других представителей семейства. Характрными для данного подсемейства являются участок генома, включающий уникальную короткую последовательность (U_S), и фланкирующие инвертированные повторы (IR_S и TR_S), содержащие гены, гомологичные HHV-1. Вирусы продуктивно инфицируют фибробластоподобные клетки в культуре и эпителиальные клетки in vivo. Многие представители вызывают у естественных хозяев везикулярные поражения эпителия.

Род: Simplexvirus. Типовой вид: Human herpesvirus 1 (HHV-1) (герпесвирус человека 1).

Нуклеотидный и аминокислотный сиквенсы отличаются от таковых других представителей подсемейства. Вирусы имеют широкий спектр чувствительных культур клеток, репродуктивный цикл в которых сопровождается быстрым цитолизом. Латентная инфекция наблюдается в нейронах. Многие члены рода инфицируют человека или приматов. Могут проявлять перекрестную реактивность в серологических реакциях с вирусами других родов подсемейства.

Виды (8 видов):

Название вида вируса	Название на русском языке	Аббревиат-а
Ateline herpesvirus 1 (Spider monky herpesvirus)	Герпесвирус коатов (цепкохвостых обезьян) 1	AtHV-1
Bovine herpesvirus 2 (Bovine mamillitis virus)	Бычий герпесвирус (Вирус бычьего мамиллита)	BoHV-2
Cercopithecine herpesvirus 1 (B-virus; Herpesvirus simiae)	Герпесвирус мартышкообразных 1 (В-вирус; герпесвирус simiae)	CeHV-1
Cercopithecine herpesvirus 2(SA8)	Герпесвирус мартышкообразных 2(SA8)	CeHV-2
Cercopithecine herpesvirus 16 (Herpesvirus papio 2)	Герпесвирус мартышкообразных 16 (papio герпесвирус)	CeHV-16
Human herpesvirus 1* (Herpes simplex virus 1)	Герпесвирус человека 1 (вирус простого герпеса 1)	HHV-1
Human herpesvirus 2** (Herpes simplex virus 2)	Герпесвирус человека 2 (вирус простого герпеса 2)	HHV-2
Saimiriine herpesvirus 1 (Herpesvirus tamarinus) (Marmoset herpesvirus)	Герпесвирус беличьих обезьян 1 (герпесвирус тамаринов) (герпесвирусо игрунков)	SaHV-1

Примечание: * - номер генома в генбанке [X14112];** - номер генома в генбанке [Z86099].

Род: Varicellovirus. Типовой вид: Human herpesvirus 3 (HHV-3) (герпесвирус человека 3).

Нуклеотидный и аминокислотный сиквенсы отличаются от таковых других представителей подсемейства. Представители рода обнаружены у широкого спектра млекопитающих. Латентная инфекция наблюдается в сенсорной нервной системе, реже в других местах. Некоторые представители могут проявлять перекрестную реактивность в серологических реакциях с вирусами данного рода.

Виды (16 видов):

Название вида вируса	Название на русском языке	№ генома		Аббревиатура
Bovine herpesvirus 1 (Infectious bovine rhinotracheitis virus)	Бычий герпесвирус 1 (Вирус ринотрахеита КРС)	AJ004801		BoHV-1
Bovine herpesvirus 5 (Bovine encephalitis virus)	Бычий герпесвирус 5 (Вирус энцефалита КРС)	--		BoHV-5
Bubaline herpesvirus 1 (Water buffalo herpesvirus)	Герпесвирус буйволов 1 (герпесвирус азиатского буйвола)	--		BuHV-1
Canid herpesvirus 1 (Caninae herpesvirus)	Герпесвирус собачьих 1	--		CaHV-1
Caprine herpesvirus 1 (Goat herpesvirus)	Герпесвирус коз 1	--		CpHV-1
Cercopithecine herpesvirus 9 (Simian varicella virus) (Liverpool vervet herpesvirus) (Patas monkey herpesvirus deltaherpesvirus) (Medical lake macaque herpesvirus)	Герпесвирус мартышкообразных 9 (вирус ветряной оспы обезьян)		--	CeHV-9
Cervid herpesvirus 1 (Red deer herpesvirus)	Герпесвирус оленьих 1 (герпесвирус красных оленей)	--		CvHV-1
Cervid herpesvirus 2 (Reindeer herpesvirus)	Герпесвирус оленьих 2 (герпесвирус оленей raindeer)	--		CvHV-2
Equid herpesvirus 1 (Equine abortion virus)	Герпесвирус лошадей 1 (вирус инфекционного аборта лошадей)	M86664		EHV-1
Equid herpesvirus 4 (Equine rhinopneumonitis virus)	Герпесвирус лошадей 4 (вирус ринопневмонии лошадей)	AF030027		EHV-4
Equid herpesvirus 8 (Asinine herpesvirus 3)	Герпесвирус лошадей 8 (Asinine герпесвирус 3)	--		EHV-8
Equid herpesvirus 9 (Gazelle herpesvirus)	Герпесвирус лошадей 9 (герпесвирус газелей)	--		EHV-9
Felid herpesvirus 1 (Feline rhinotracheitis virus)	Герпесвирус кошачьих 1 (вирус ринотрахеита кошек)	--		FeHV-1
Human herpesvirus 3 (Varicella-zoster virus)	Герпесвирус человека 3 (вирус ветряной оспы)	X04370		HHV-3
Phocid herpesvirus 1 (Harbor seal herpesvirus)	Phocid герпесвирус 1 (герпесвирус тюленей)	--		PhoHV-1
Suid herpesvirus 1 (Pseudorabies virus)	Герпесвирус свиней 1 (вирус псевдобешенства; Ауески	--		SuHV-1

Предполагаемые виды: Equid herpesvirus 3 (EHV-3) (Equine coital exantema virus)

Equid herpesvirus 6 (EHV-6) (Asinine herpesvirus 3).