Сизенцов А.Н. Общая вирусология с основами таксономии вирусов позвоночных

односпиральных РНК, кодирующими протеины с использованием стратегий коди-

рования по негативным или комплементарным цепям. Консервативные последова-

тельности РНК тенуивирусов по3'- и 5'- концам проявляют инвертированную ком-

плементарность; консервативная последовательность 3'-участка UGUGUUUCAG...

сходна с консенсусной последовательностью флебовирусов. Тенуивирусы исполь-

зуют механизм приобретения кэпа для праймирования синтеза вирусных мРНК ана-

логичный таковому членов семействаBunyaviridae. Незначительная гомология по сиквенсу была отмечена между протеином94К Rice stripe virus и флебовирусными гликопротеинами, и между нуклеокапсидными протеинами тенуи- и флебовирусов.

14.2.6 Семейство: Arenaviridae

Род: Arenavirus, Deltavirus.

Род: Arenavirus

Типовой вид: Lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV) (вирус лимфоцитар-

ного хориоменингита).

Морфология. Вирион сферический или плеоморфный. Диаметром от 50 нм до

300 нм (в среднем от 110 нм до 130 нм), с плотной липидной оболочкой, поверх-

ность которой покрыта булавовидными выступами длиной от 8 нм до 10 нм. Внутри вирусных частиц обычно присутствует различное количество электроноплотных ри-

босомальных частиц, имеющих размер от 20 нм до 25 нм. Выделенные нуклеокап-

сиды, освобожденные от клеточных рибосом, организованы в виде замкнутых ок-

ружностей различного размера (от 450 нм до 1300 нм), образованных суперскручен-

ными структурами, и имеют линейный порядок нуклеосомных субъединиц.

Mr вириона не определена, плавучая плотность в сахарозе составляет от

1,17 г/см3 до 1,18 г/см3, в CsCl – от 1,19 г/см3 до 1,20 г/см3, в амидотризоате – от

1,14 г/см3. Вирионы относительно нестабильныin vitro и быстро инактивируются при значениях рН ниже 5,5 и выше 8,5, а также при 56 °С, воздействии органических растворителей, УФ облучении.

Геном. РНК: 2 односпиральных молекулы (L и S, имеющих размер 7,5 kb a 3,5 501

состав GP1 (5-6 сайтов у LCMV) и GP2 (2 сайта у LCMV).

Организация генома и репликация. Оба сегмента геномной РНК (L и S) име-

ют амбисенсную стратегию кодирования(обе комплементарные цепи транслируе-

мы). РНК, комплементарная вирусному сегменту РНКL, кодирует протеин L, а 5'-

концевая область вирусной смысловой РНК кодирует протеинZ. мРНК протеина Z

имеет небольшой размер(менее 0,5 kb). Протеин N кодируется последовательно-

стью, комплементарной 3'-части геномной РНКS, тогда как гликопротеин-

предшественник (GPC) кодируется последовательностью 5'-области вирусной смы-

словой РНК S. Два протеина образуются после трансляции субгеномных мРНК,

транскрибируемых с вирусных (для N мРНК) или полноразмерных, комплементар-

ных вирусным, S РНК (для GPC мРНК). Межгенные участки S и L РНК содержат нуклеотидные последовательности, способные образовывать одну или более шпиле-

видных конфигураций. Такая вторичная структура может иметь функцию термини-

рования транскрипции мРНК вирусных и комплементарных имS РНК. мРНК кэпи-

рованы, неполиаденилированы и содержат по 5'-концу от 1 до 5 нематричных гете-

рогенных нуклеотидов. Механизм транскрипции изучен недостаточно, Для инициа-

ции транскрипции может быть использован механизм захвата кэпа(cap-snatching). 3'-концы мРНК картированы по локализации межгенных участков.

Инфекционный процесс включает прикрепление к клеточным рецепторам,

проникновение внутрь клетки эндосомальным путем, раздевание и транскрипцию мРНК в цитоплазме инфицированных клеток. Из-за стратегии кодирования по ком-

плементарным цепям, с геномных РНК с помощью вирусной полимеразы перед трансляцией синтезируются только мРНК N и L. Предполагается, что продукты этих мРНК участвуют в синтезе полноразмерных, комплементарных вирусным, РНК, ко-

торые служат матрицами для синтеза GPC и Z мРНК и синтеза полноразмерных ви-

русных РНК.

Процесс репликации РНК, в который может быть вовлечен механизм переноса инициации и сплошного считывания сигналов терминации транскрипции, зучен недостаточно.

Вирусные оболочечные гликопротеины синтезируются в клетках в виде одно503

го, богатого маннозой, предшественника, который протеолитически разрезается и процессируется во время транспортировки к плазматической мембране, приобретая сложные гликаны. Созревание вирионов происходит при почковании в определен-

ных сайтах клеточной поверхности, где также обнаруживаются рибосомы.

Показана возможность межштаммовой реассортации, включая диплоидные или мультиплоидные виды в соответствии с сегментами геномной РНК. Есть свиде-

тельства о межвидовой реассортации между вирусами Ласса и Мопеа(Lassa virus

(LASV) и Mopea virus (MOPV)), Репликация in vitro ряда аренавирусов ингибирует-

ся различными антивирусными агентами, такими как амантадин, сс-аманитин, глю-

козамин и тиосемикарбазоны. Рибавирин ингибирует репликацию некоторых арена-

вирусов in vitro и эффективен при лечении людей и приматов, инфицированных

LASV.

Антигенные свойства. Анализы с использованием моно- и поликлональных антител показали наличие у аренавирусов нескольких различных антигенных детер-

минант. Антигены GP1 LCMV участвуют в нейтрализации вируса. Они типоспеци-

фичны, но в реакции перекрестной нейтрализации проявляют антигенное родство с вирусами Такарибе (Tacaribe virus, TCRV) и Юнин (Junin virus, JUNV). Также была показана перекрестная защита от заражения вирусомJUNV на фоне перенесенной прежде инфекции, вызванной вирусом TCRV, и от LASV на фоне перенесенной прежде инфекции, вызванной вирусом MOPV. Мажерный комплементсвязывающий протеин ассоциируется с вирусным протеиномN, который был использован для идентификации ареновирусов комплекса Такарибе. С использованием монокло-

нальных антител идентифицированы общие для всех аренавирусов эпитопы у про-

теинов N и по одному высоко консервативному– у трансмембранных гликопротеи-

нов GP2.

Исследования с использованием моно- и поликлональных антител показали различия между африканскими и американскими (New World) аренавирусами. В ре-

акции иммунофлюоресценции показано, что антитела, специфичные американским вирусам, также как и африканским, реагируют с LCMV. В отношении нуклеопро-

теина и гликопротеиновLCMV идентифицированы эпитопы для цитотоксических

504

Т-лимфоцитов. Количество и локализация эпитопов варьирует в зависимости от штамма вируса и молекул главного комплекса гистосовместимостиI класса клеток организма-хозяина. Гемагглютинин не идентифицирован.

Биологические особенности. Резервуарами в природе практически всех аре-

навирусов являются грызуны. Африканские вирусы обнаруживаются в основном, у

грызунов Mastomys и Praomys подсемейства Murinae. Американские вирусы в ос-

новном обнаруживались у грызунов семействаSigmodonline (Calomys, Neacomys, Neotoma, Oryzomys и Sigmodon). Исключение составляет TCRV, выделенный от ле-

тучих мышей, питающихся фруктами (Artibeus spp.), но последующие попытки вы-

деления данного вируса от летучих мышей или других потенциальных хозяев были безуспешными. Необходимо отметить, что географическое распространение арена-

вирусов значительно более ограничено, чем распространение их естественных хозя-

ев. Большинство вирусов вызывают у своих естественных хозяев персистентную,

бессимптомную инфекцию, которая в некоторых случаях инфекция может сопрово-

ждаться хроническим вирусоносительством и вирусовыделением. Такое течение инфекции возникает из-за слабого или недостаточного иммунного ответа хозяина. В

обычных условиях большинство аренавирусов не инфицируют других млекопи-

тающих или человека, Однако LASV является этиологическим агентом широко рас-

пространенной в Западной Африке(Нигерия, Сьерра Лионе, Либерия, Гвинея) бо-

лезни человека (Лихорадка Ласса), a JUNV вызывает Аргентинскую геморрагиче-

скую лихорадку у сельских жителей этих стран. Вирус Мачупо (Machupo virus,

MACV) вызывал ограниченные вспышки сходной болезни в Боливии, a Guanarito virus (GTOV) был выделен при болезни людей в Венесуэлле. В Бразилии от погиб-

ших в результате болезни людей был выделенSabia virus (SABV). Инфекция, вы-

знанная LCMV, может встречаться у людей сельских и городских районов, характе-

ризующихся высокой численностью популяции грызунов; отмечены случаи зараже-

ния от домашних хомяков. Описаны случаи тяжело протекающего фатального гепа-

тита у содержащихся в неволе приматовCallitrichid, возникающего при заражении

LCMV от мышей. Тяжелые инфекции, связанные с лабораторными исследованиями,

были описаны в отношенииLCMV, LASV, IUNV, MACV, SABV и Flexal virus

505

(FLEV). Имеются сообщения о бессимптомной инфекции, обусловленной вирусом Пичинде (Pichinde virus, PICV).

Течение экспериментальной инфекции у лабораторных животных(мышей,

хомяков, морских свинок, крыс, макак резус, мартышек) зависит от вируса и вида животного. Обычно, американские вирусы патогенны для мышей-сосунов, но не для прыгунков; LCMV и LASV вызывают противоположный эффект. Вирусы хорошо накапливаются во многих культурах клеток из тканей млекопитающих. LCMV мо-

жет репродуцироваться в культуре мышиных Т-лимфоцитов.

Среди естественных хозяев наблюдается вертикальный и горизонтальный пу-

ти распространения вирусов(включая внутриутробное заражение, заражение при прохождении плода через родовые пути, а также при контакте с секретами молоч-

ных и слюнных желез, мочой). Горизонтальная передача вирусов между животными одного или разных видов происходит аэрозольно или через контаминацию. Об уча-

стии членистоногих в переносе вирусов данных нет.

Критерии подразделения на виды внутри рода. Отнесение штамма (изолята)

вируса к тому или иному виду основано на следующих критериях:

1)ассоциация с определенным видом (или группой видов) хозяина;

2)географическая приуроченность;

3)сведения об инфицировании людей;

4)значительные антигенные различия в перекрестной активности, включая отсутствие перекрестной нейтрализации, где это возможно;

5)значительные различия по аминокислотным сиквенсам.

Например, хотя оба вируса Pirital virus (PIRV) и GTOV циркулируют в одной и той же области Венесуэлы, они отличаются по видам грызунов, являющихся их естественными хозяевами (Sigmodon alstony и Zygodontomys brevicuada, соответст-

венно). Кроме этого, в ELISA с использованием асцитных жидкостей гипериммуни-

зированных мышей, титры различались не менее чем в64 раза, а анализ аминокис-

лотных сиквенсов части нуклеокапсидного протеина показал менее чем55 % гомо-

логии.

В качестве другого примера можно привести LASV и MOPV, имеющих общих

506

естественных хозяев (род Mastomys). Однако они различаются по географическому распространению, различному профилю реактивности с панелью моноклональных антител и дивергенции в 26 % по аминокислотным сиквенсам по протеину N. Кроме того, LASV является этиологическим агентом, вызывающим геморрагическую ли-

хорадку у людей, тогда как MOPV не ассоциируется с болезнями человека и не вы-

зывает болезнь при экспериментальном инфицировании приматов. Официально за-

регистрировано 18 видов.

Род: Deltavirus

Типовой вид: Hepatitis delta virus (HDV) (вирус гепатита дельта).

Морфология. Вирион сферический (диаметр от 36 нм до 43 нм), поверхност-

ных выступов не идентифицировано. Внешняя оболочка содержит липиды и все3

оболочечных протеина коинфицирующего гепаднавируса-помощника. Внутренний капсид (19 нм) включает геномную РНК и примерно 70 копий единственного вирус-

ного протеина, известного под названием антиген дельта (HDAg). HDAg существует в двух формах (большой HDAg (L-HDAg, p27) и малый HDAg (S-HDAg, p24), кото-

рые отличаются только по удлинению на19 аминокислотных остатков С-концевой области. Вирион содержит примерно эквимолярное количествоL и S форм HDAg,

тесно связанных с вирусной РНК. Симметрия нуклеокапсида точно не определена.

Нуклеокапсиды могут быть получены при обработке вируса неионными детерген-

тами и дитиотрейтолом. Физико-химические свойства вириона не известны.

Геном. РНК: 1 молекула, циркулярная, односпиральная, с негативной поляр-

ностью (размер 1,7 kb). Из-за высокой степени (70 %) внутримолекулярного спари-

вания комплементарных оснований молекула РНК имеет структуру компактного стержня (стержнеподобной структуры; rod-like structures). Геномные и антигеном-

ные РНК могут функционировать как рибосомы в процессах саморазрезания и -са молигирования. Это свойство отличает геном данного вируса от всех других извест-

ных вирусов животных.

Другие компоненты вириона. РНК HDV кодирует один известный протеин

HDAg. Две разновидности HDAg образовываются вследствие редактирования РНК,

обусловленного клеточным ферментом dsPHK-аденозиндеаминазой, приводящего к

507

тому, что стоп-кодон UAG для S-HDAg конвертируется в UGG, приводя к сплош-

ному считыванию и образованиюL-HDAg. Обе разновидности HDAg многофунк-

циональны и имеют домены, участвующие в:

1)в димеризации путем суперскручивания;

2)ядерной локализации через двусторонний сигнал;

3)связывании РНК по аргинин-богатому мотиву.

Кроме этого L-HDAg имеет домен, включающий сайт, отвечающий за упаков-

ку. Таким образом, два вида HDAg играют в репликации разные роли: S-HDAg не-

обходим для репликации HDV, тогда как L-HDAg ингибирует репликацию, но уча-

ствует в сборке.

Остальные структурные протеины вирионаHDV, локализованные в его обо-

лочке, являются поверхностными протеинами и гликопротеинами гепаднавируса-

помощника.

Организация генома и репликация. Считается, что прикрепление, проникно-

вение и раздевание вируса (HDV) происходит по тем же этапам, что и у гепаднави-

руса-помощника. Репликация генома включает РНК-зависимый синтез РНК, прово-

димый клеточной РНК полимеразой II в ядре клетки. Это происходит по дублирую-

щему круговому механизму (double rolling circule mechanism).

Идентифицирован только 1 вид мРНК HDV, колирующий HDAg. В трансфи-

цированных клетках первично образуется толькоS-HDAg, а затем, после событий редактирования РНК, последовательно образуется L-HDAg. Аналогичное редакти-

рование было обнаружено в клетках инфицированных шимпанзе и- Се американских сурков.

Для ассемблирования HDV необходимы оболочечные протеины хелперного гепаднавируса, что, вероятно, определяет сходный с ним механизм сборки. В клет-

ках, инфицированных обоими вирусами, для формирования антиген-содержащих частиц необходимо присутствие L-HDAg, тогда как S-HDAg (если присутствует в клетке) может быть упакован в вирион, но не является существенным в процессе формирования частиц. Полноразмерные или делетированные молекулы РНКHDV

инкорпорируются, если присутствуют в клетке, столь долго, сколько они остаются

508

способными к образованию стержнеподобной структуры(rod-like structures). В

клетках, в которых происходит процесс репликации РНКHDV, этот процесс высо-

коспецифичен для геномной РНК, тогда как в клетках только экспрессирующих, но не реплицирующих РНК HDV, могут быть ассемблированы РНК любой полярности.

Биологические особенности. Для полной репликации HDV необходимо при-

сутствие хелперного гепаднавируса (вируса-помощника), предоставляющего оболо-

чечные протеины, и он, поэтому, может считаться субвирусным сателлитным виру-

сом. Естественная HDV-инфекция обнаруживается только у людей, инфицирован-

ных вирусом гепатита В(HBV) (имеющих HBV – вируса-помощника). Однако ин-

фекция может быть вызвана у шимпанзе, если параллельно передается HBV или у Северо-Американских сурков, при наличии у них соответствующего вируса гепати-

та В. Независимая от вируса-помощника HDV-инфекция наблюдалась у пациентов с имплантированной печенью и при экспериментальной инфекции у сурков. Сообща-

лось о передаче HDV лабораторным мышам, что сопровождалось только одним ра-

ундом репликации генома HDV в гепатоцитах, что, вероятно, связано с отсутствие вируса-помощника.

Передача HDV человеку происходит теми же путями, что и HBV, хотя суще-

ствует много данных о преобладании парентерального пути распространенияHDV

(при многоразовом использование игл для взятия крови), чем вертикального или при половом контакте. Если вирус передается индивиду с хроническойHBV-инфекций

(суперинфекция), то обычно развивается персистентная HDV-инфекция. Однако ес-

ли HBV и HDV передаются одновременно здоровому хозяину (коинфекция), то обе инфекции обычно кратковременные. HDV распространен повсеместно, но соотно-

шение носителей HBV, имеющих также хроническую HDV-инфекцию варьирует от

0 % до 60 % в зависимости от региона.

Клинические осложнения острой и хроническойHDV-инфекции различны и могут проявляться как спектр патологии, вызванной одним HBV, включая острые гепатиты, хронические активные гепатиты, циррозы, молниеносные острые гепати-

ты и гепатоцеллюлярную карциному. Однако частота тяжелых осложнений и их темп прогрессирования значительно выше при хроническойHDV-инфекции, чем

509

при одной хронической HBV-инфекции. Подострая быстро прогрессирующая форма

HDV-суперинфекции наблюдалась у носителейHBV в Венесуэле, а другие формы тяжелых остропротекающих и хронических гепатитовD, часто с фатальным исхо-

дом, отмечались среди людей из категории малообеспеченных в Венесуэле, Колум-

бии, Бразилии и Перу.

В состав данного рода входит только один вид. При исследовании 14 незави-

симых изолятов HDV была выявлена вариабельность по нуклеотидному сиквенсу до

40 %, в зависимости от географического распространения. Анализ гомологии нук-

леотидного состава позволил идентифицировать(в соответствии с географическим распространением) 3 генотипа: 1 (США, Европа, Китай), 2 (Япония) и 3 (Южная Америка).

Сходство с другими таксонами. Некоторые особенности HDV (структура ге-

нома, РНК-РНК транскрипция с использованием РНК полимеразыII, аутокаталити-

ческие сайты РНК) имеют общее с вироидами. Однако в отличие от вироидов, HDV

имеет крупный геном, кодирует функциональный протеин, и требует присутствия гепаднавируса-помощника.

HDV имеет также ряд признак, общихв с односпиральными -РНК сателлитами растений, включая мРНК-сателлиты типа В и сателлиты типаD с цир-

кулярной РНК(«вирусоиды»), а также (в терминах сателлит-хелперного взаимодей-

ствия) с сателлитными ssPHK-вирусами-сателлитом, ассоциированным с вирусом хронического паралича пчел, и сателлитом вируса некроза табака.

14.2.7 Семейство: Picornaviridae

Род: Enterovirus, Rhinovirus, Cardiovirus, Aphthovirus, Hepatovirus, Parechovirus

Характеристика вириона. Вирион безоболочечный, состоит из капсида, ок-

ружающего кор из ssPHK. Диаметр нативных частиц от 22 нм до 30 нм. Вирион не имеет поверхностных выступов и похож на простую сферу. Капсид состоит из 60

единиц (протомеров), каждая из которых образована тремя поверхностными про-

теинами 1В, 1С и ID, имеющими Mr от 24 ´ 103 до 41 ´ 103 и, у большинства пикор510