вирус Висна | |
---|---|
Классификация вирусов | |
(без рейтинга): | Вирус |
Область : | Рибовирус |
Королевство: | Параннавиры |
Тип: | Artverviricota |
Сорт: | Ревтравирицеты |
Заказ: | Ortervirales |
Семья: | Ретровирусы |
Род: | Лентивирус |
Разновидность: | вирус Висна |
Синонимы | |
|
Вирус Visna-maedi (также известный как вирус Visna , вирус Maedi-visna и овечий лентивирус [1] ) из рода Lentivirus и подсемейства Orthoretrovirinae является ретровирусом , который вызывает энцефалит и хронический пневмонит у овец . [2] [3] [4] Он известен как visna, когда обнаруживается в мозге, и maedi, когда заражает легкие. Пожизненные, стойкие инфекции у овец возникают в легких , лимфатических узлах , селезенке , суставах , центральной нервной системе и молочных железах ; [2] [5] Это состояние иногда известно какпрогрессирующая пневмония овец (OPP), особенно в Соединенных Штатах , [1] или болезнь овец Монтаны. [6] Белые кровяные клетки линии моноцитов / макрофагов являются основной мишенью вируса. [7]
Впервые описанный в 1954 году Бьорном Сигурдссоном в Исландии , [6] вирус Maedi-visna был первым лентивирусом, который был изолирован и охарактеризован, что было сделано в 1957 году Сигурдссоном. [6] [7] [8] Maedi ( исландское mæði ' диспноэ ') и visna (исландское visna 'истощение' [9] или 'усыхание' спинного мозга ) относятся к эндемичным болезням стада овец, связь между которыми была обнаружена только после работы Сигурдссона. [6]
Инфекция Visna может прогрессировать до полного паралича, приводящего к смерти от истощения ; однако, если оказать помощь в еде и питье, инфицированные животные могут выживать в течение длительного времени, иногда более десяти лет. [9] Репликация вируса почти исключительно связана с макрофагами в инфицированных тканях; однако репликация ограничена в этих клетках, то есть большинство клеток, содержащих вирусную РНК, не продуцируют инфекционный вирус. [5]
Заболевание было завезено в Исландию после импорта каракульских овец из Германии в 1933 году. [6] Восприимчивость к инфекции маэди-висна различается в зависимости от породы овец, при этом грубошерстные породы, по-видимому, более восприимчивы, чем тонкорунные овцы. [6] Попытки вакцинации против вируса маэди-висна не привели к формированию иммунитета, иногда вызывая повышенную виремию и более тяжелое течение заболевания. [7] Программы по искоренению были созданы во многих странах мира. [6]
Visna – Maedi – хроническое вирусное заболевание, распространенное среди взрослых овец. Заболевание редко встречается у некоторых видов коз. Вирус Maedi Visna также называют прогрессирующей пневмонией овец (OPP). Это заболевание соответствует двум клиническим нозологиям, вызываемым одним и тем же вирусом. Maedi – это форма, которая приводит к хронической прогрессирующей пневмонии. Visna относится к неврологической форме заболевания и в основном вызывает менингоэнцефалит у взрослых овец. Это заболевание нанесло много экономических потерь во всем мире из-за длительного инкубационного периода и высокого уровня смертности овец и коз. Вирус MV может инфицировать овец любого возраста, но клинические симптомы редко возникают у овец моложе двух лет. Начало заболевания постепенное, что приводит к неуклонной потере веса в дополнение к проблемам с дыханием. Кашель, аборты, учащенное дыхание, депрессия, хронический мастит и артрит также являются дополнительными наблюдаемыми симптомами. Эти симптомы проявляются в основном у животных старше трех лет и, следовательно, могут распространяться на другие стада до того, как будет поставлен клинический диагноз. Животные, у которых проявляются вышеуказанные симптомы, могут умереть в течение шести месяцев после заражения. Этот причинный лентивирус может быть обнаружен в моноцитах, лимфоцитах и макрофагах инфицированных овец при наличии гуморального и клеточного иммунного ответа, а также может быть обнаружен путем проведения нескольких серологических тестов. [10] Передача заболевания чаще всего происходит оральным путем, вызванным приемом молозива или молока, содержащих вирус, или вдыханием инфицированных аэрозольных капель. Из-за различий штаммов MVV некоторые клинические симптомы ассоциации могут быть более преобладающими в стаде по сравнению с другими, наряду с различиями в моделях генетической восприимчивости. [11]
Вирус Висна Маеди (ВМВ) относится к группе лентивирусов мелких жвачных животных (SRLV). В целом, SRLV проникают в клетку посредством взаимодействия их гликозилированного белка оболочки с клеточным рецептором на плазматической мембране клетки, что облегчает слияние вирусной и клеточной мембраны. [12] Однако конкретный клеточный рецептор, с которым связывается ВМВ, не совсем определен. Несколько исследований предложили белки MHC класса II , CD4 и CXCR4 в качестве возможных рецепторов, однако ни один из этих белков не был установлен в качестве основного рецептора. [13] [14] Другое исследование предполагает, что лектины C-типа, являющиеся частью семейства рецепторов маннозы (MR), играют роль альтернативного рецептора SRLV. [15] Рецептор маннозы представляет собой трансмембранный белок массой 180 кДа с восемью тандемными доменами распознавания углеводов лектина C-типа (CRD), из которых CRD4 и CRD5 играют важную роль в распознавании остатков маннозы, фукозы и N-ацетилглюкозамина. Исследования показывают, что VMV проникает в клетку через маннозилированные остатки на белках оболочки. [15] MR участвует в распознавании поверхности патогенов и участвует в фаго- и эндоцитозе , а также в опосредовании обработки и презентации антигенов в различных клетках, включая моноциты/макрофаги и эндотелиальные клетки . [16] [17]
Вирус Visna Maedi является ретровирусом , то есть его геном состоит из (+)РНК, которая подвергается обратной транскрипции , а затем интегрируется в геном хозяина после заражения. Эта интеграция приводит к пожизненной персистирующей инфекции VMV. [7] У VMV длительный инкубационный период. Во время первоначальной вспышки среди овец в Исландии не было никаких признаков клинического заболевания в течение шести лет после импорта овец каракульской породы, которые привезли вирус из Германии в Исландию. [18] Восприимчивость к инфекции также увеличивается с более высоким уровнем. VMV инфицирует клетки линии моноцитов, но реплицируется на высоких уровнях только тогда, когда моноциты более зрелые/дифференцированные. [19] Инфицированные дифференцированные моноциты, также известные как макрофаги , будут постоянно представлять антигены VMV, побуждая Т-лимфоциты вырабатывать цитокины , которые, в свою очередь, вызывают дифференциацию моноцитов. [7]
Горизонтальная передача играет важную роль среди скота из-за их частого тесного содержания, особенно во время зимнего содержания. Свободный вирус или инфицированные вирусом клетки обычно переносятся через вдыхание респираторных выделений. Кроме того, фекально-оральная передача часто происходит через загрязнение питьевой воды. [20] Также было показано, что возможна половая передача. [21] Пока не было установлено связи между передачей и другими продуктами выделения, такими как слюна и моча. [20]
В эндемично зараженных стадах скота свободный вирус и инфицированные вирусом клетки передаются от матерей к ягнятам через молозиво и молоко. [22] Это одна из ключевых особенностей пораженных популяций, поскольку она в значительной степени способствует тому, что вирус становится эндемичным в стаде. [23] Ягнята чрезвычайно уязвимы к инфекции из-за проницаемости кишечника новорожденных. [24]
Частицы вируса Висна представляют собой сферы диаметром около 100 нм. Вирионы состоят из икосаэдрического капсида, окруженного оболочкой, полученной из плазматической мембраны хозяина . [25] Внутри капсида находятся комплекс нуклеопротеин-геном и ферменты обратная транскриптаза и интеграза . Кристаллическая структура вириона не получена, а число триангуляции икосаэдра неизвестно. [ необходима цитата ]
Термин «вирусный тропизм» относится к типам клеток, которые заражает вирус. Известно, что вирус Висна, как правило, поражает клетки иммунной системы, в основном моноциты и их зрелую форму, макрофаги. Исследования показывают, что количество репликаций вируса, по-видимому, напрямую связано со зрелостью инфицированных клеток, при этом репликация вируса в моноцитах относительно невелика по сравнению с более зрелыми макрофагами. [19]
Инфекция может также возникнуть в эпителиальных и эндотелиальных клетках молочной железы, что указывает на то, что молочные железы являются основным резервуаром вируса, и показывает важность вертикальной передачи в распространении вируса. [26]
Вирус Висна имеет геном РНК с положительной цепью длиной около 9,2 килобаз. Как ретровирус в роде lentivirinae , геном обратно транскрибируется в провирусную ДНК. Геном вируса Висна напоминает геном других лентивирусов с точки зрения присутствующих функций генов. Вирус Висна тесно связан с вирусом артрита-энцефалита коз , но имеет ограниченное сходство нуклеотидной последовательности с другими лентивирусами. [1]
Геном вируса висны кодирует три структурных гена, характерных для ретровирусов, gag (группоспецифический антиген), pol (полимераза) и env (белок оболочки). [25] Геном также кодирует два регуляторных белка, tat (транс-активатор транскрипции ) и rev (регулятор экспрессии белка вириона). Элемент ответа rev (RRE) существует внутри гена env . Также кодируется вспомогательный ген vif (фактор вирусной инфекционности). Однако количество и роль вспомогательных генов варьируются в зависимости от штамма вируса висны. Последовательность генома фланкирована 5' и 3' длинными концевыми повторами (LTR). [ необходима цитата ]
Вирусные LTR необходимы для вирусной транскрипции. [27] LTR включают в себя бокс TATA в позиции -20 и сайт распознавания для фактора транскрипции AP-4 в позиции -60. [28] В вирусных LTR есть несколько сайтов связывания фактора транскрипции AP-1 . Ближайший сайт связывания AP-1 связан с белками Jun и Fos для активации транскрипции. [29] Дублированный мотив в LTR вируса висна связан с клеточным тропизмом и нейровирулентностью . [30]
Ген gag кодирует три конечных гликопротеиновых продукта: капсид, нуклеокапсид и матричный белок, который связывает капсид и оболочку. [ необходима цитата ]
Ген env транслируется в один предшественник полипротеина, который расщепляется протеазой хозяина на два белка, поверхностный гликопротеин и трансмембранный гликопротеин. Трансмембранный гликопротеин закреплен внутри оболочки липидного бислоя , в то время как поверхностный гликопротеин нековалентно связан с трансмембранным гликопротеином. [25]
Ген pol кодирует пять ферментативных функций: обратную транскриптазу, РНКазу H, dUTPase, интегразу и протеазу. [25] Обратная транскриптаза — это РНК-зависимая ДНК-полимераза , которая существует как гетеродимерный белок с активностью РНКазы H. Фермент dUTPase присутствует не во всех лентивирусах. Роль dUTPase в жизненном цикле вируса visna неясна. Штаммы вируса visna с дефицитом dUTPase не демонстрируют снижения патогенности in vivo. [31] Фермент интеграза находится внутри вирусного капсида, облегчая интеграцию в хромосому хозяина после проникновения и раздевания вириона. Протеаза расщепляет предшественник полипротеина gag и pol . [ необходима цитата ]
Вирусный ген tat кодирует белок из 94 аминокислот. Tat является самым загадочным из белков вируса висны. Большинство исследований показали, что Tat является фактором транскрипции, необходимым для вирусной транскрипции с LTR. Tat содержит как супрессорный домен, так и мощный кислый активаторный домен на N-конце . [32] Было высказано предположение, что Tat взаимодействует с клеточными факторами транскрипции AP-1 Fos и Jun, чтобы связываться с белком, связывающим TATA , и активировать транскрипцию. [29] Однако другие исследования предположили, что белок вируса висны «Tat» не является трансактиватором транскрипции, а вместо этого проявляет функцию, участвующую в остановке клеточного цикла, что делает его более тесно связанным с белком Vpr ВИЧ-1, чем Tat. [33]
Вирусный ген rev кодирует посттранскрипционный регуляторный белок. [34] Rev необходим для экспрессии несплайсированной или частично сплайсированной мРНК, кодирующей белок вирусной оболочки, включая gag и env , аналогично белку Rev ВИЧ. [35] Rev связывается в виде мультимера с элементом ответа Rev (RRE), который имеет вторичную структуру «стебель-петля».
Функция вспомогательного гена vif не полностью известна. Продукт гена vif , белок 29 кДа, вызывает слабый иммунный ответ у животных. [36] Эксперименты по делеции продемонстрировали, что ген vif необходим для инфекционности. [37]
Хотя висна не вызывает тяжелого иммунодефицита , она имеет много общих черт с вирусом иммунодефицита человека , включая установление персистирующей инфекции с хронической активной лимфопролиферацией; [2] однако вирус висны не заражает Т-лимфоциты . [7] Связь висны и ВИЧ как лентивирусов была впервые опубликована в 1985 году исследователем висны Джанис Э. Клементс и коллегами в области ВИЧ. [38] Было высказано предположение, что эффекты инфекции maedi-visna у овец являются «эквивалентом» заболевания центральной нервной системы и синдрома истощения, обнаруженного у пациентов со СПИДом у людей. [1] [39] Несмотря на ограниченную гомологию последовательностей с ВИЧ, [1] геномная организация висны очень похожа, что позволяет использовать инфекцию висны в качестве in vivo [40] и in vitro модельной системы для ВИЧ-инфекции. [41] [42] [43]
Исследования с использованием висны были важны для идентификации и характеристики ВИЧ. Анализ нуклеотидной последовательности показал, что вирус СПИДа был ретровирусом, связанным с висной, и дал ранние подсказки относительно механизма заражения ВИЧ. [9]
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )