bugorwiki.info
на главную

Вирус Эбола

Вирус Эбола (/ iˈboʊlə /; EBOV , у вида Zaire ebolavirus ) является одним из шести известных вирусов в пределах рода Ebolavirus . Четыре из шести известных эболавирусов, включая EBOV, вызывают тяжелую и часто смертельную геморрагическую лихорадку у людей и других млекопитающих, известную как болезнь, вызванная вирусом Эбола (EVD). Вирус Эбола стал причиной большинства человеческих смертей от ЭВД и является причиной эпидемии вируса Эбола 2013–2015 гг. В Западной Африке, которая привела по меньшей мере к 28 616 подозреваемым случаям и 11 310 подтвержденным случаям смерти.

Вирус Эбола и его род первоначально были названы в честь Заира (ныне Демократическая Республика Конго), страны, где он был впервые описан, и вначале предполагалось, что он является новым «штаммом» тесно связанного с ним марбургского вируса. Вирус был переименован в «Эбола вирус» в 2010 году, чтобы избежать путаницы. Вирус Эбола является единственным представителем вида Zaire ebolavirus , который является типовым видом для рода Ebolavirus , семейства Filoviridae , отряда Mononegavirales . Считается, что естественным резервуаром вируса Эбола являются летучие мыши, особенно летучие мыши, и он в основном передается от человека к животному и через него через жидкости организма.

Геном EBOV представляет собой одноцепочечную РНК длиной приблизительно 19 000 нуклеотидов. Он кодирует семь структурных белков: нуклеопротеин (NP), кофактор полимеразы (VP35), (VP40), GP, активатор транскрипции (VP30), VP24 и РНК-зависимую РНК-полимеразу (L).

Из-за высокого уровня смертности (до 83-90%) EBOV также указан в качестве отдельного агента, патогена 4-й группы риска Всемирной организации здравоохранения (требующего содержания, эквивалентного уровню биологической безопасности 4), Национального института здравоохранения США / Национального института Аллергии и инфекционных заболеваний, приоритетного патогена категории А, Центры контроля и профилактики заболеваний США, категории А, биотеррористический агент, и внесенный Австралийской группой в список биологических агентов для экспортного контроля.

Состав

Филогенетическое древо, сравнивающее эболавирусы и марбургвирусы. Числа указывают процент доверия филиалов.

EBOV несет РНК-геном отрицательного смысла в вирионах, которые являются цилиндрическими / трубчатыми и содержат компоненты вирусной оболочки, матрицы и нуклеокапсида. Полные цилиндры обычно имеют диаметр приблизительно 80 нм и имеют гликопротеин (GP), кодируемый вирусом, выступающий в виде шипов длиной 7-10 нм с его поверхности липидного бислоя. Цилиндры имеют переменную длину, обычно 800 нм, но иногда до 1000 нм. Внешняя вирусная оболочка вириона получена путем отпочковывания от доменов мембраны клетки-хозяина, в которые во время их биосинтеза были вставлены шипы GP. Отдельные молекулы GP появляются с расстояниями около 10 нм. Вирусные белки VP40 и VP24 расположены между оболочкой и нуклеокапсидом (см. Ниже) в матричном пространстве . В центре структуры вириона находится нуклеокапсид, который состоит из ряда вирусных белков, прикрепленных к линейной РНК отрицательного смысла 18–19 kb без 3'-полиаденилирования или 5'-кэппинга (см. Ниже); РНК спирально намотана и образует комплекс с белками NP, VP35, VP30 и L; эта спираль имеет диаметр 80 нм.

Общая форма вирионов после очистки и визуализации (например, ультрацентрифугированием и электронной микроскопией соответственно) значительно варьируется; простые цилиндры гораздо менее распространены, чем конструкции с обратным направлением, ветвями и петлями (например, U-образная форма, кривая овчарки, 9- или рым-болт или другие или круглые / спиральные формы), источником которых может быть в лаборатории применены методики. Однако характерная «нитевидная» структура является более общей морфологической характеристикой филовирусов (наряду с их вирусной оболочкой, украшенной GP, РНК-нуклеокапсидом и т. Д.).

геном

Каждый вирион содержит одну молекулу линейной одноцепочечной РНК отрицательного смысла длиной от 18 959 до 18 961 нуклеотида. 3'-конец не является полиаденилированным, а 5'-конец не ограничен. Этот вирусный геном кодирует семь структурных белков и один неструктурный белок. Порядок генов 3 ′ - лидер - NP - VP35 - VP40 - GP / sGP - VP30 - VP24 - L - трейлер - 5 ′; с лидером и трейлером являются нетранскрибируемые области, которые несут важные сигналы для контроля транскрипции, репликации и упаковки вирусных геномов в новые вирионы. Срезы генов NP, VP35 и L из филовирусов были идентифицированы как эндогенные в геномах нескольких групп мелких млекопитающих.

Было обнаружено, что 472 нуклеотида с 3'-конца и 731 нуклеотида с 5'-конца являются достаточными для репликации вирусного "минигенома", но не достаточными для инфекции. Секвенирование вируса у 78 пациентов с подтвержденным заболеванием вирусом Эбола, что составляет более 70% случаев, диагностированных в Сьерра-Леоне с конца мая до середины июня 2014 года, свидетельствует о том, что вспышка 2014 года больше не питалась новыми контактами с ее естественным резервуаром. Используя технологию секвенирования третьего поколения, исследователи смогли упорядочить образцы за 48 часов. Как и другие РНК-вирусы, вирус Эбола быстро мутирует как внутри человека во время прогрессирования заболевания, так и в резервуаре среди местного населения. Наблюдаемая частота мутаций 2,0 × 10–3 замен на сайт в год такая же высокая, как и у сезонного гриппа. Это может представлять неполный очищающий отбор, поскольку вирус неоднократно передается от человека к человеку, и может создавать проблемы для разработки вакцины против вируса.

запись

NPC1

Есть два кандидата на белки входа клетки хозяина. Первым является белок-переносчик холестерина, кодируемый хозяином Niemann-Pick C1 (NPC1), который, по-видимому, необходим для проникновения вирионов Эболы в клетку-хозяина и для его окончательной репликации. В одном исследовании мыши, у которых была удалена одна копия гена NPC1, продемонстрировали 80-процентную выживаемость через пятнадцать дней после воздействия адаптированного к мыши вируса Эбола, в то время как только 10 процентов немодифицированных мышей выжили в течение этого времени. В другом исследовании было показано, что небольшие молекулы ингибируют инфекцию вируса Эбола, предотвращая связывание гликопротеина вирусной оболочки (GP) с NPC1. Следовательно, было показано, что NPC1 является критическим для проникновения этого филовируса, поскольку он опосредует инфекцию, связываясь непосредственно с вирусным GP.

Когда клетки от людей Ниманна-Пика типа C, у которых нет этого транспортера, подвергались воздействию вируса Эбола в лаборатории, клетки выживали и казались непроницаемыми для вируса, что еще раз указывает на то, что Эбола полагается на NPC1 для проникновения в клетки; мутации в гене NPC1 у людей были предположены как возможный способ сделать некоторых людей устойчивыми к этому смертельному вирусному заболеванию. В этих же исследованиях описаны сходные результаты, касающиеся роли NPC1 в проникновении вируса для марбургского вируса, родственного филовируса. Дальнейшее исследование также представило доказательства того, что NPC1 является критическим рецептором, опосредующим инфекцию Эбола через его прямое связывание с вирусным GP, и что это второй «лизосомальный» домен NPC1, который обеспечивает это связывание.

Второй кандидат - TIM-1 (он же HAVCR1). Было показано, что TIM-1 связывается с рецептор-связывающим доменом гликопротеина EBOV, увеличивая восприимчивость клеток Vero. Глушение его эффекта с помощью siRNA предотвращало заражение клеток Vero. TIM1 экспрессируется в тканях, на которые, как известно, серьезно влияет лизис EBOV (трахея, роговица и конъюнктива). Моноклональное антитело против домена IgV TIM-1, ARD5, блокировало связывание EBOV и инфекцию. Вместе эти исследования предполагают, что NPC1 и TIM-1 могут быть потенциальными терапевтическими мишенями для противовирусного препарата Эбола и в качестве основы для быстрого полевого диагностического анализа.

копирование

Цветная сканирующая электронная микрофотография частиц вируса Эбола (зеленый), обнаруженных как внеклеточные частицы, так и распадающиеся частицы из хронически инфицированной клетки почки африканской зеленой мартышки (синяя); Увеличение в 20 000 раз

Будучи бесклеточными, вирусы, такие как Эбола, не размножаются посредством какого-либо деления клеток; скорее, они используют комбинацию энзимов, кодируемых хозяином и вирусом, наряду со структурами клетки-хозяина, чтобы создать множество своих копий. Затем они самостоятельно собираются в вирусные макромолекулярные структуры в клетке-хозяине. Вирус завершает ряд шагов при заражении каждой отдельной клетки. Вирус начинает свою атаку с прикрепления к рецепторам хозяина через поверхностный пепломер гликопротеина (GP) и эндоцитозируется в макропиносомы в клетке хозяина. Чтобы проникнуть в клетку, вирусная мембрана сливается с везикулярной мембраной, и нуклеокапсид высвобождается в цитоплазму. Инкапсулированная геномная сРНК отрицательного смысла используется в качестве матрицы для синтеза (3'-5 ') полиаденилированных моноцистронных мРНК и, используя рибосомы клетки-хозяина, молекулы тРНК и т. Д., МРНК транслируется в отдельные вирусные белки.

Эти вирусные белки обрабатываются: предшественник гликопротеина (GP0) расщепляется до GP1 и GP2, которые затем сильно гликозилируются с использованием клеточных ферментов и субстратов. Эти две молекулы собираются сначала в гетеродимеры, а затем в тримеры, образуя поверхностные пепломеры. Секретируемый предшественник гликопротеина (sGP) расщепляется на sGP и дельта-пептид, которые оба высвобождаются из клетки. По мере повышения уровня вирусного белка происходит переключение с трансляции на репликацию. Используя геномную РНК отрицательного смысла в качестве матрицы, синтезируется комплементарная + ssRNA; затем его используют в качестве матрицы для синтеза новой геномной (-) ссРНК, которая быстро капсидируется. Вновь образованные нуклеокапсиды и белки оболочки связываются на плазматической мембране клетки-хозяина; происходит почкование, разрушающее клетку.

экология

Вирус Эбола является зоонозным патогеном. Сообщается, что хозяевами-посредниками являются "различные виды фруктовых летучих мышей ... в центральной и южной частях Сахары". Свидетельство инфекции у летучих мышей было обнаружено с помощью молекулярных и серологических средств. Однако эболавирусы не были выделены у летучих мышей. Конечные хозяева - люди и великие обезьяны, зараженные через контакт с летучей мышью или через других конечных хозяев Сообщалось, что свиньи на Филиппинах инфицированы вирусом Рестон, поэтому могут существовать другие временные или усиливающиеся хозяева. Вспышки вируса Эбола, как правило, происходят, когда температура ниже, а влажность выше, чем обычно для Африки. Даже после того, как человек восстанавливается после острой фазы заболевания, вирус Эбола выживает в течение нескольких месяцев в определенных органах, таких как глаза и яички.

Вирусная болезнь Эбола

Основная статья: вирусная болезнь Эбола

Вирус Эбола является одним из четырех эболавирусов, которые, как известно, вызывают заболевания у людей. Он имеет самый высокий уровень летальности среди этих эболавирусов, составляя в среднем 83 процента с момента первых вспышек в 1976 году, хотя в одной вспышке (2002–03 годы) был зафиксирован уровень смертности до 90 процентов. Также было больше вспышек вируса Эбола, чем любого другого эболавируса. Первая вспышка произошла 26 августа 1976 года в Ямбуку. Первым зарегистрированным случаем был Мабало Локела, 44-летний школьный учитель. Симптомы напоминали малярию, и последующие пациенты получали хинин. Передача приписывается повторному использованию нестерилизованных игл и тесному личному контакту, биологическим жидкостям и местам, где человек коснулся. Во время вспышки Эболы в Заире в 1976 году Нгой Мушола отправился из Бумбы в Ямбуку, где он записал первое клиническое описание болезни в своем ежедневном журнале:

Болезнь характеризуется высокой температурой около 39 ° C, кровавой рвотой, диареей с кровью, загрудинными болями в животе, прострацией с «тяжелыми» суставами и быстрой смертью в результате эволюции в среднем через три дня.

Со времени первого зарегистрированного клинического описания заболевания в Заире в 1976 году недавняя вспышка Эболы, которая началась в марте 2014 года, кроме того, достигла масштабов эпидемии и унесла жизни более 8000 человек по состоянию на январь 2015 года. Эта вспышка была сосредоточена в Западной Африке, область, которая ранее не была затронута болезнью. Потери были особенно серьезными в трех странах: Гвинее, Либерии и Сьерра-Леоне. Также было зарегистрировано несколько случаев в странах за пределами Западной Африки, все из которых были связаны с международными путешественниками, которые подвергались воздействию в наиболее затронутых регионах и впоследствии демонстрировали симптомы лихорадки Эбола после прибытия в пункты назначения.

Тяжесть заболевания у людей варьируется в широких пределах: от быстрой летальности до легкой болезни или даже от бессимптомного ответа. Исследования вспышек в конце двадцатого века не смогли найти корреляцию между серьезностью заболевания и генетической природой вируса. Следовательно, вариабельность тяжести заболевания предположительно коррелировала с генетическими различиями у пострадавших. Это было трудно изучить на животных моделях, которые реагируют на вирус геморрагической лихорадкой аналогично людям, потому что типичные мышиные модели не реагируют так, и требуемое большое количество соответствующих испытуемых не легко доступно. В конце октября 2014 года в публикации сообщалось об исследовании ответа на адаптированный к мышам штамм вируса Заира, представленный генетически разнообразной популяцией мышей, которые были выведены для того, чтобы иметь диапазон ответов на вирус, который включает летальность от геморрагической лихорадки.

вакцина

Основная статья: Эбола вакцина

В декабре 2016 года исследование показало, что вакцина VSV-EBOV на 70–100% эффективна против вируса Эбола, что делает ее первой вакциной против этой болезни.

Многие кандидаты на вакцины против Эболы были разработаны в течение десятилетия, предшествующего 2014 году, но по состоянию на октябрь 2014 года ни одно из них еще не было одобрено Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) для применения у людей.

Критерии включения вируса

См. Также: Заирский эболавирус. § Критерии включения видов.

Вирус вида Zaire ebolavirus является вирусом Эбола (EBOV), если он обладает свойствами Zaire ebolaviruses и если его геном отличается от генома прототипа вируса Эбола, варианта вируса Эбола Mayinga (EBOV / май), на десять процентов или менее на уровне нуклеотидов.

История и номенклатура

См. Также: Заирский эболавирус. § Номенклатура.
Марбургский вирус

Вирус Эбола был впервые идентифицирован как возможный новый «штамм» вируса Марбург в 1976 году. В то же время третья группа представила название «Вирус Эбола», полученное из реки Эбола, где произошла вспышка 1976 года. Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV) идентифицирует вирус Эбола как вид эболавируса Zaire , который входит в род Ebolavirus , семейство Filoviridae , отряд Mononegavirales . Название «Вирус Эбола» происходит от реки Эбола - реки, которая, как первоначально предполагалось, находится в непосредственной близости от района в Демократической Республике Конго, ранее называемого Заиром, где произошла вспышка вируса Эбола в Заире в 1976 году, и таксономической суффиксный вирус .

В 2000 году имя вируса было изменено на вирус Эбола Заир, а в 2002 году видов Заир ebolavirus. Тем не менее, большинство научных статей продолжали ссылаться на «вирус Эбола» или использовали термины «вирус Эбола» и «эболавирус Заира» параллельно. Следовательно, в 2010 году группа исследователей рекомендовала принять название «вирус Эбола» для подклассификации в пределах вида Zaire ebolavirus с соответствующей аббревиатурой EBOV. Предыдущие аббревиатуры для вируса были EBOV-Z (для вируса Эбола Заир) и ZEBOV (для вируса Эбола Заир или эболавирус Заир). В 2011 году ICTV явно отклонило предложение (2010.010bV) признать это имя, так как ICTV не назначает имена для подтипов, вариантов, штаммов или других групп уровней подвида. В настоящее время ICTV официально не признает «вирус Эбола» в качестве таксономического ранга, а продолжает использовать и рекомендовать только обозначение вида Zaire ebolavirus . Прототип вируса Эбола, вариант Mayinga (EBOV / май), был назван в честь Mayinga N'Seka, медсестры, которая умерла во время вспышки в Заире в 1976 году.

Литература

  • « Эбола Уильяма Клоуна» 1995 года : документальный роман о его первом взрыве и « Эбола 2002 года : глазами людей» посвящены реакциям отдельных лиц на вспышку Эболы в Заире в 1976 году.
  • Горячая зона: ужасающая правдивая история : бестселлер 1994 года Ричарда Престона о вирусе Эбола и связанных с ним вирусах, в том числе рассказ о вспышке эболавируса у приматов в карантине в Рестоне, штат Вирджиния, США.
  • 1996 роман Тома Клэнси, указами включает ближневосточную террористическое нападение на США , используя бортовую форму смертельного вируса Эбола под названием «Эбола Mayinga».

просмотров: 100