Флавивирусные инфекции
Общая Характеристика Представителей семейства Flaviviridae
Флавивирусы (от лат. flavus - желтый) - большая группа вирусов, поражающая позвоночных и насекомых. Вирионы флавивирусов представляют собой сферические частицы диаметром 40-60 нм. Они состоят из нуклеокапсида икосаэдрической симметрии и наружной липопротеидной оболочки; коэффициент седиментации 140-200S. Геном представлен единой односпиральной (однонитевой) молекулой РНК с коэффициентом седиментации 44S и мол. м. 4-10 6Д. На З-конце РНК нет по-лиА-последовательности. Имеется одна открытая рамка считывания, кодирующая полипротеин, которая расщепляется с образованием всех вирусспецифических белков. Гены, кодирующие структурные и неструктурные белки, расположены соответственно в 5'- и З'-концевой области РНК. Последняя обладает инфекционностью. В оболочке вирионов обнаружено 2-3 белка, в нуклеокапсиде - 1. Вирусы, объединенные в 1 род, имеют АГ-родство, но его нет между членами различных родов. Флавивирусы размножаются в цитоплазме, созревание вирионов происходит почкованием через внутрицитоплазматические мембраны в везикулы. Флавивирусы содержат три АГ: вариантный, медленно седиментирующий ГА и растворимый (невирионный) КСАГ Причем последний не белок, а комплексная структура - мембраносодержа-щий рибонуклеопротеид, включающий АГ-активный вирусспецифический белок NV5 (р93), а также небелковые макромолекулы - углеводы, липиды и РНК.
Семейство состоит из трех родов: Flavivirus, Pestivirus и вируса гепатита С.
1. Род Flavivirus включает более 60 представителей (9 подгрупп): вирусы желтой лихорадки (прототипный вирус), японского энцефалита, клещевого энцефалита, омской геморрагической лихорадки, израильского менингоэнцефалита индеек и др. Диаметр вирионов составляет 40-50 нм, диаметр нуклеокапсидов - 25-30 нм, плавучая плотность в CsCl 1,22-1,24 г/см3, в сахарозе - 1,15-1,20 г/см3, коэффициент седиментации 170-210S.
Геном состоит примерно из 11 000 нуклеотидов (4 МД), кэпирован на 5'-конце, но не имеет полиА-последовательности на З'-конце. В оболочке вирионов обнаружено два белка с мол. м. 51-59 кД (Е) и 7-9 кД (М). Нуклеокапсид состоит из одного белка с мол. м. 14-16 кД. На белке Е оболочки содержатся типоспецифические, под-группоспецифические и группоспецифические АГ-детерминанты. Белок оболочки вириона Е имеет определяющее значение для реализации таких биологических свойств, как инфекционность, гемагглютинирующая и протективная активность. Предполагается, что этот белок участвует в рН-зависимом слиянии вирусной оболочки с клеточными мембранами. Флавивирусы способны проникать в клетку двумя различными путями: адсорбционным эндоцитозом и путем слияния с цитоплазматической мембраной. Около 30 видов флавивирусов вызывают заболевания у человека и 8-10 видов - у домашних животных. У переносчиков инфекция протекает бессимптомно. Чувствительностью к флавивирусам обладают новорожденные мыши, многие клеточные культуры позвоночных и членистоногих, размножение вирусов часто не сопровождается ЦПЭ.
Флавивирусы (ФВ) могут передаваться клещами, мостиками или прямо между позвоночными. Статистический метод наибольшего правдоподобия использован для установления возможной ковариации между составом оснований и сдвигом использования кодонов у ФВ и ассоциацией ФВ с членистоногими. ФВ, передаваемые клещами, имеют достоверно более низкое содержание Г+Ц, чем ФВ, неассоциирован-ные с переносчиками. Эти различия наблюдаются по всему геному для всех аминокислотных остатков и положений кодонов. Напротив, ФВ, передаваемые москитами, имеют промежуточное содержание Г+Ц, которое не отличается достоверно от содержания Г+ Ц у двух других групп ФВ. Сдвиги в использовании динуклеотидов и кодонов, не зависящие от состава оснований, обнаружены у всех ФВ, но ковариация с ассоциацией с членистоногими отсутствует. Общий эффект этих сдвигов является слабым, что указывает на слабую селекцию в синонимических сайтах. Предварительный анализ обнаружил ассоциацию между составом оснований и специфичностью в отношении переносчиков у других РНК-содержащих вирусов. Однако эти сдвиги сильно отличаются от сдвигов у ФВ.
2. Род Pestivirus (от лат. pestis - чума) включает вирусы диареи КРС (прототипный вирус) (ВД-БС), классической чумы свиней (КЧС) и пограничной болезни овец (ПБ). Одной из особенностей пестивирусов является эффективная трансплацентарная передача вируса. В зависимости от возраста плода инфицирование может привести к гибели, нарушениям развития, пожизненному вирусоносительству или к специфическому иммунному ответу с илиминацией возбудителя.
Диаметр вирионов 40-60 нм, плавучая плотность в сахарозе 1,12-1,13 г/см3, коэффициент седиментации 140S. Геном состоит примерно из 12500 нуклеотидов {4,3 МД), меньшие или большие размеры обусловлены соответственно делециями или инсерциями; 3-конец не содержит полиА-последовательности. Имеется одна открытая рамка считывания, кодирующая полипротеин, содержащий около 4000 аминокислот, которые расщепляются с образованием всех вирусспецифических белков. Данная стратегия генома обосновывает отсутствие субгеномных РНК в процессе репликации флавивирусов в отличие от тогавирусов. Трансляция происходит на полисомах, локализованных у мембран эндоплазматического ретикулюма. Нарезание протеина начинается уже во время трансляции с автопротеолитического отщепления протеазы Npro (p20/23), которая наряду с клеточными протеазами осуществляет дальнейший процессинг. В 5'- и З'-концевых частях вирусной РНК содержатся нетранслируемые области размером около 400 и 350 нуклеотидов. У пестивирусов отсутствуют кэп-структуры на 5'-конце. В оболочке вирионов обнаружено три гли-копротеина с мол. м. 23-57 кД. Нуклеокапсид состоит из одного белка с мол. м. 20-31 кД.
В структуре пестивирусов идентифицировано четыре белка: нуклеокапсидный протеин С (р14) и три гликопротеина вирионной оболочки, обозначенные как Е0 (gp48 для вируса ВД-БС, gp42, gp44/48 для различных штаммов вируса КЧС), El (gp25 для вируса ВД-БС, gp31-33 для вируса КЧС) и Е2 (соответственно gp53 и gp55, 51/54), [El - gp51-55, Е2-gp44-48 и ЕЗ- gp31-33]. Среди неструктурных белков р23 вируса КЧС и его аналог р20 вируса ВД-БС являются аутопротеазами (Npro), участвующими в процессинге вирусных белков. Для вируса ВД-БС идентифицированы еще три неструктурных белка: рЮ, р58 и р75. Белки в полипротеине расположены в следующем порядке: Npro, С, ЕО, El, E2, р125 и другие неструктурные белки.
Пестивирусы способны преодолевать видовые барьеры. Однако заболевание при заражении гетерологичных хозяев может вызывать только вирус ВД-БС. Между вирусами этого рода имеется АГ-родство. Размножаются они только в организме позвоночных, передаются горизонтально и вертикально. Размножение вирусов в клеточных культурах происходит, как правило, без ЦПЭ. Цитопатогенный биотип вируса, в основном, характерен для ВД-БС, причем полевые изоляты могут содержать одновременно оба варианта вируса. Вирусы КЧС и ПБ представлены нецитопатогенными вариантами. Оптимальным субстратом для всех пестивирусов является культура клеток основного хозяина. Добавление в среду сыворотки, содержащей ингибиторы про-теаз, подавляет репродукцию пестивирусов. В клетках, зараженных нецитопатоген-ным вирусом ВД-БС, обнаружен неструктурный белок р125, тогда как в клетках, зараженных цитопатогенным вирусом, дополнительно выявлялся р80. Установлено, что р80 является С-концевой частью р125.
Анализ генома позволил выделить делеции, составляющие более 1/3 генома, включающие все гены структурных белков и N-концевую часть р 125. Таким образом, цитопатогенные варианты представляют собой дефектные интерферирующие частицы, способные реплицироваться только в присутствии гомологичного неци-топатогенного вируса-помощника. Некоторые цитопатогенные варианты наряду с полным геномом содержат инсерции, последовательности которых соответствуют таковым гена убиквитина других генов клеток-хозяев в сайте, кодирующем р125. Некоторые изоляты содержат дуплицированную последовательность р80. У изолята, не содержащего ни инсерции, ни дупликации, р125 протеолитически расщепляется на р54 и р80. По различиям в последовательностях 5'-концевой не-транслируемой области РНК и гена, кодирующего р125, оказалось возможным предположить альтернативные обозначения пестивирусов: референтные и родственные штаммы ВД-БС - пестивирус тип 1; штаммы ВКЧС - пестивирус тип 2; штаммы собственно вируса ПБ - пестивирус тип 3; остальные пестивирусы, отличающиеся от типов 1-3, - пестивирус тип 4. ВН-активностью обладают преимущественно AT (в т. ч. монАТ) к Е2 и в меньшей степени к ЕО. Наибольшей (свыше 80 %) межвидовой гомологией обладают неструктурные белки р 125. Гомология gp55 вируса КЧС и gp53 вируса ВД-БС составляет примерно 60 %. Анализ структуры N-концевой части гликопротеина Е2 показал наличие двух структурных единиц. Первая образована доменами В и С, вторая - высококонсервативными доменами А и D. Нейтрализующие монАТ специфичны к эпитопам, локализованным в доменах В, С и А.
3. Род вирусов гепатита С не имеет международного названия. В состав рода входит вирус гепатита С человека (прототипный вирус). Возможными представителями рода являются вирус геморрагической лихорадки обезьян и вирус, вызывающий слияние клеток комаров Aedes albopictus. В естественных условиях вирус поражает только человека. В экспериментальных условиях к нему чувствительны шимпанзе. Вирус вызывает острое и хроническое заболевание печени, может быть причиной цирроза и рака печени. Персистентная инфекция наблюдается у 60 % инфицированных людей.
