Adenoviridae

редактировать
Аденовирусы
Аденовирус 4.jpg
Просвечивающая электронная микрофотография двух аденовирусных частиц
Классификация вирусов e
(без рейтинга):Вирус
Царство:Varidnaviria
Королевство:Bamfordvirae
Тип:Preplasmiviricota
Класс:Tectiliviricetes
Порядок:Rowavirales
Семейство:Adenoviridae
Род

Аденовирусы (члены семейства Adenoviridae ) - вирусы среднего размера (90–100 нм ), без оболочки (без внешнего липидного бислоя) вирусы с икосаэдром нуклеокапсид, содержащий геном двухцепочечной ДНК. Их название происходит от их первоначальной изоляции от аденоидов человека в 1953 году.

У них есть широкий спектр позвоночных хозяев; Было обнаружено, что у людей более 50 различных аденовирусных серотипов вызывают широкий спектр заболеваний, от легких респираторных инфекций у детей раннего возраста (известных как простуда ) к опасным для жизни полиорганным заболеваниям у людей с ослабленной иммунной системой.

Содержание

  • 1 Вирусология
    • 1.1 Классификация
    • 1.2 Разнообразие
    • 1.3 Структура
    • 1.4 Геном
    • 1,5 Репликация
    • 1,6 Реактивация множественности
  • 2 Эпидемиология
    • 2,1 Передача
    • 2,2 Люди
    • 2,3 Животные
  • 3 Профилактика
  • 4 Диагностика
  • 5 Инфекции
  • 6 Лечение
  • 7 Использование в генной терапии и вакцинации
    • 7.1 Генная терапия
    • 7.2 Вакцины
  • 8 См. Также
  • 9 Ссылки
  • 10 Внешние ссылки

Вирусология

Классификация

Это семейство включает следующие роды :

Разнообразие

Классификация Adenoviridae может быть сложной.

У людей существует 57 общепринятых типов аденовирусов человека (от HAdV-1 до 57) семи видов (аденовирус человека от A до G):

  • A: 12, 18, 31
  • B: 3, 7, 11, 14, 16, 21, 34, 35, 50, 55
  • C: 1, 2, 5, 6, 57
  • D: 8, 9, 10, 13, 15, 17, 19, 20, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 32, 33, 36, 37, 38, 39, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 51, 53, 54, 56
  • E: 4
  • F: 40, 41
  • G: 52

Различные типы / серотипы связаны с разными состояниями:

Если не ограничивать субъекта вирусами человека, Adenoviridae можно разделить на пять родов: Mastadenovirus, Aviadenovirus, Atadenovirus, Сиаденовирус и Ихтаденовирус.

Структура

Аденови Рузы представляют собой самые крупные из известных вирусов без оболочки. Они могут транспортироваться через эндосому (т. Е. Слияние конвертов не требуется). Вирион также имеет уникальный «шип» или волокно, связанный с каждым пентонным основанием капсида (см. Рисунок ниже), который помогает прикрепляться к клетке-хозяину через рецептор на поверхности. host ячейки. (См. Раздел «Репликация» ниже для обсуждения различных рецепторов.)

В 2010 году ученые объявили, что они решили структуру аденовируса человека на атомарном уровне, создав самую большую модель с высоким разрешением за всю историю. Вирус состоит примерно из 1 миллиона аминокислотных остатков и весит около 150 MDa.

Геном

Схематическая диаграмма линейного генома аденовируса, показывающая ранние гены (E) и поздние гены ( L).

Геном аденовируса представляет собой линейную несегментированную двухцепочечную (ds) ДНК размером от 26 до 48 Kbp. Это позволяет вирусу теоретически нести от 22 до 40 генов. Хотя это значительно больше, чем у других вирусов в его балтиморской группе, это все же очень простой вирус, и его выживание и репликация в значительной степени зависят от клетки-хозяина. Интересной особенностью этого вирусного генома является то, что он имеет концевой белок 55 кДа, связанный с каждым из 5'-концов линейной дцДНК. Они используются в качестве праймеров при репликации вируса и обеспечивают адекватную репликацию концов линейного генома вируса.

Репликация

Аденовирусы обладают линейной дцДНК геномом и способны реплицироваться в ядре позвоночного клетки, использующие репликационный аппарат хозяина.

Строение аденовируса. 1 = пентоновые капсомеры 2 = гексон капсомеры и 3 = вирусный геном (линейная дцДНК)

Вхождение аденовирусов в хозяйскую клетку включает два набора взаимодействий между вирусом и хозяйской клеткой. Большая часть действий происходит в вершинах. Вход в клетку-хозяин инициируется выступом домена белка волокна, связывающегося с рецептором клетки. Двумя установленными в настоящее время рецепторами являются: CD46 для серотипов аденовируса человека группы B и рецептор аденовируса вируса Коксаки (CAR) для всех других серотипов. Есть несколько сообщений, предполагающих, что молекулы MHC и остатки сиаловой кислоты также действуют в этой способности. За этим следует вторичное взаимодействие, когда мотив в базовом белке пентона (см. капсомер ) взаимодействует с молекулой интегрина. Именно корецепторное взаимодействие стимулирует проникновение аденовируса. Эта молекула корецептора представляет собой интегрин αv. Связывание с интегрином αv приводит к эндоцитозу вирусной частицы через покрытые клатрином ямки. Присоединение к интегрину αv стимулирует передачу сигналов в клетке и, таким образом, вызывает полимеризацию актина, приводящую к проникновению вириона в клетку-хозяин внутри эндосомы.

. После того, как вирус успешно проник в клетку-хозяин, эндосома подкисляется, что изменяет топологию вируса, вызывая расщепление компонентов капсида. Капсид дестабилизируется, и белок VI высвобождается из капсида. Эти изменения, а также токсическая природа пентонов разрушают эндосомы, в результате чего вирион перемещается в цитоплазму. С помощью клеточных микротрубочек вирус транспортируется в комплекс ядерной поры, в результате чего аденовирусная частица разбирается. Впоследствии высвобождается вирусная ДНК, которая может проникать в ядро ​​ через ядерную пору. После этого ДНК связывается с молекулами гистона. Таким образом, может происходить экспрессия вирусного гена и могут генерироваться новые вирусные частицы.

Жизненный цикл аденовируса разделен процессом репликации ДНК на две фазы: раннюю и позднюю фазы. На обеих фазах генерируется первичный транскрипт, который альтернативно сплайсирован для генерации моноцистронных мРНК, совместимых с рибосомой хозяина, что позволяет продукты, которые необходимо транслировать.

Ранние гены ответственны за экспрессию в основном неструктурных регуляторных белков. Эти белки преследуют три цели: изменить экспрессию белков-хозяев, которые необходимы для синтеза ДНК ; для активации других вирусных генов (таких как кодируемая вирусом ДНК-полимераза ); и для предотвращения преждевременной гибели инфицированной клетки иммунной защитой хозяина (блокирование апоптоза, блокирование активности интерферона и блокирование транслокации MHC класса I и выражение).

Некоторые аденовирусы в особых условиях могут трансформировать клетки, используя свои ранние генные продукты. E1A (связывает белок-супрессор опухоли ретинобластомы ), как было обнаружено, иммортализирует первичные клетки in vitro, позволяя E1B (связывает p53 опухолевый супрессор) помогать и стабильно трансформировать клетки. Тем не менее, они зависят друг от друга для успешной трансформации клетки-хозяина и образования опухолей..

Репликация ДНК разделяет раннюю и позднюю фазы. Как только ранние гены высвободили адекватные вирусные белки, механизмы репликации и субстраты репликации, может произойти репликация генома аденовируса. Конечный белок, ковалентно связанный с 5’-концом генома аденовируса, действует как праймер для репликации. Затем вирусная ДНК-полимераза использует механизм замещения цепи, в отличие от обычных фрагментов Окадзаки, используемых при репликации ДНК млекопитающих, для репликации генома.

Поздняя фаза жизненного цикла аденовируса направлена ​​на производство достаточного количества структурного белка для упаковки всего генетического материала, продуцируемого репликацией ДНК. После успешной репликации вирусных компонентов вирус собирается в свои белковые оболочки и высвобождается из клетки в результате индуцированного вирусом клеточного лизиса.

реактивации множественности

Аденовирус способен к реактивации множественности (MR) (Ямамото и Симодзё, 1971). MR - это процесс, с помощью которого два или более вирусных генома, содержащих летальные повреждения, взаимодействуют внутри инфицированной клетки с образованием жизнеспособного вирусного генома. Такой MR был продемонстрирован для аденовируса 12 после того, как вирионы были облучены УФ-светом и подверглись множественному заражению клеток-хозяев. В обзоре были описаны многочисленные примеры MR у различных вирусов, и было высказано предположение, что MR является распространенной формой сексуального взаимодействия, которое обеспечивает преимущество выживания за счет рекомбинационной репарации повреждений генома.

Эпидемиология

Передача

Аденовирусы необычайно устойчивы к химическим или физическим агентам и неблагоприятным условиям pH, что обеспечивает длительное выживание вне тела и воды. Аденовирусы распространяются в основном воздушно-капельным путем, однако они также могут передаваться фекальными путями. Исследования молекулярных механизмов, лежащих в основе передачи аденовирусов, предоставляют эмпирические доказательства в поддержку гипотезы о том, что клеточные рецепторы аденовируса и вируса Коксаки (CAR) необходимы для транспортировки аденовирусов в определенные наивные типы клеток / клеток-предшественников.

Люди

Люди, инфицированные аденовирусами, проявляют широкий диапазон реакций, от отсутствия симптомов до тяжелых инфекций, типичных для аденовируса серотипа 14.

Животные

Аденовирус летучих мышей TJM (Bt-AdV-TJM) представляет собой новый вид из рода мастаденовирусов, выделенный из Myotis и Scotophilus kuhlii в Китае. Он наиболее тесно связан с землеройкой и собаками AdVs.

Хорошо известны два типа собачьих аденовирусов: тип 1 и тип 2. Тип 1 (CAdV- 1) вызывает инфекционный гепатит собак, потенциально смертельное заболевание, включающее васкулит и гепатит. Инфекция 1 типа также может вызывать респираторные и глазные инфекции. CAdV-1 также поражает лисиц (Vulpes vulpes и Vulpes lagopus) и может вызывать гепатит и энцефалит. Собачий аденовирус 2 (CAdV-2) является одной из потенциальных причин собачьего кашля. Основные вакцины для собак включают ослабленный живой CAdV-2, который вызывает иммунитет к CAdV-1 и CAdV-2. Первоначально CAdV-1 использовался в вакцине для собак, но отек роговицы был частым осложнением.

Сообщается, что аденовирус белки (SqAdV) вызывает энтерит в красном цвете белки в Европе, в то время как серые белки кажутся устойчивыми. SqAdV наиболее близок к аденовирусу морских свинок (GpAdV).

Аденовирус у рептилий плохо изучен, но в настоящее время исследования продолжаются.

Аденовирусы также известны как вызывающие респираторные инфекции у лошадей, крупного рогатого скота, свиней, овец и козы. Аденовирус 1 лошади может также вызывать смертельные заболевания у арабских жеребят арабских жеребят с ослабленным иммунитетом, включая пневмонию и разрушение ткани поджелудочной железы и слюнной железы. Аденовирус тупайи (TAV) (аденовирус 1 землероек) был выделен из землероек.

Аденовирус отарина 1 был выделен из морских львов (Zalophus californianus).

Аденовирусы птиц связаны со многими заболеваниями домашних птиц, такими как гепатит с включенными тельцами, гидроперикард синдром, синдром капли яйца, перепелиный бронхит, эрозии желудка и многие респираторные заболевания. Они также были выделены из диких черных коршунов (Milvus migrans).

аденовирус обезьяны Тити был выделен из колонии обезьян.

Профилактика

В настоящее время вакцина против аденовируса 4 и 7 типов существует только для военнослужащих. Военнослужащие получают эту вакцину, потому что они могут подвергаться более высокому риску заражения. Вакцина содержит живой вирус, который может выделяться с калом и вызывать передачу. В настоящее время нет вакцины против аденовируса для широкой публики. Вакцина не одобрена для использования за пределами вооруженных сил, поскольку она не была протестирована в исследованиях среди населения в целом или на людях с ослабленной иммунной системой.

В прошлом призывников в армии США вакцинировали против двух серотипов. аденовируса, с соответствующим уменьшением заболеваний, вызванных этими серотипами. Эта вакцина больше не производится. 31 октября 2011 года Командование медицинских исследований и материальных средств армии США объявило, что 18 октября 2011 года на центры базового обучения была отправлена ​​новая вакцина против аденовируса, которая заменяет старую версию, которая не производилась более десяти лет. доступны здесь.

Профилактика аденовируса, а также других респираторных заболеваний включает частое мытье рук в течение более 20 секунд, избегание прикосновения к глазам, лицу и носу немытыми руками и избегание тесного контакта с людьми с симптоматическая аденовирусная инфекция. Людям с симптоматической аденовирусной инфекцией дополнительно рекомендуется кашлять или чихать в руку или локоть, а не в руку, избегать совместного использования чашек и столовых приборов и воздерживаться от целования других. Хлорирование бассейнов может предотвратить вспышки конъюнктивита, вызванного аденовирусом.

Диагноз

Диагноз ставится на основании симптомов и анамнеза. Тесты необходимы только в очень серьезных случаях. Анализы включают анализы крови, мазки из глаз, носа или горла, пробы стула и рентген грудной клетки. В лаборатории аденовирус можно идентифицировать с помощью обнаружения антигена, полимеразной цепной реакции (ПЦР), выделения вируса и серологического исследования. Даже если обнаружен аденовирус, он может не быть причиной каких-либо симптомов. Некоторые люди с ослабленным иммунитетом могут выделять вирус в течение нескольких недель и не проявлять никаких симптомов.

Инфекции

Большинство инфекций, вызванных аденовирусом, приводят к инфекциям верхних дыхательных путей. Аденовирусные инфекции часто проявляются как конъюнктивит, тонзиллит (который может выглядеть в точности как ангина и не отличить от стрептококка, кроме посева из горла), инфекция уха или круп. Аденовирусы типов 40 и 41 также могут вызывать гастроэнтерит. Сочетание конъюнктивита и тонзиллита особенно часто встречается при аденовирусных инфекциях. У некоторых детей (особенно маленьких) может развиться аденовирусный бронхиолит или пневмония, оба из которых могут быть тяжелыми. У младенцев аденовирусы также могут вызывать приступы кашля, которые выглядят почти так же, как коклюш. Аденовирусы также могут вызывать вирусный менингит или энцефалит. В редких случаях аденовирус может вызывать геморрагический цистит (воспаление мочевого пузыря - форма инфекции мочевыводящих путей - с кровью в моче).

Большинство людей выздоравливают от аденовирусных инфекций самостоятельно, но люди с иммунодефицитом иногда умирают от аденовирусных инфекций, и - редко - даже ранее здоровые люди могут умереть от этих инфекций. Это может быть связано с тем, что иногда аденовирусная инфекция может приводить к сердечным заболеваниям. Например, в одном исследовании некоторые образцы сердца пациентов с дилатационной кардиомиопатией дали положительный результат на наличие аденовируса типа 8.

Аденовирусы часто передаются через откашливание, но могут также передаваться при контакте с инфицированным человеком или вирусными частицами, оставленными на таких предметах, как полотенца и ручки крана. Некоторые люди с аденовирусным гастроэнтеритом могут выделять вирус со стулом в течение месяцев после того, как избавились от симптомов. Вирус может передаваться через воду в плавательных бассейнах, в которых недостаточно хлора. Как и в случае со многими другими заболеваниями, хорошее мытье рук - это один из способов подавить распространение аденовирусов от одного человека к другому. Тепло и отбеливатель убивают аденовирусы на предметах.

Лечение

Не существует проверенных противовирусных препаратов для лечения аденовирусных инфекций, поэтому лечение в основном направлено на симптомы (например, ацетаминофен от лихорадки). Противовирусный препарат цидофовир помог некоторым пациентам, у которых были тяжелые случаи заболевания; число помогло и в какой степени, а также конкретные осложнения или симптомы, с которыми оно помогло, а также когда и где это произошло, в источнике не было указано. Врач может прописать глазные капли с антибиотиком при конъюнктивите, ожидая результатов бактериального посева, а также для предотвращения вторичных бактериальных инфекций. В настоящее время нет вакцины против аденовируса, доступной для широкой публики, но вакцина доступна для вооруженных сил Соединенных Штатов для типов 4 и 7.

Использование в генной терапии и вакцинации

Генная терапия

Аденовирусы долгое время были популярным вирусным вектором для генной терапии из-за их способности воздействовать как на реплицирующиеся, так и на нереплицирующиеся клетки, вмещать большие трансгены, и кодировать белки без интеграции в геном клетки-хозяина. Более конкретно, они используются в качестве носителя для проведения таргетной терапии в форме рекомбинантной ДНК или белка. Эта терапия оказалась особенно полезной при лечении моногенного заболевания (например, муковисцидоза, Х-сцепленного SCID, дефицита альфа1-антитрипсина ) и рак. В Китае онколитический аденовирус одобрен для лечения рака. Специальные модификации белков волокна используются для нацеливания аденовируса на определенные типы клеток; основные усилия прилагаются для ограничения гепатотоксичности и предотвращения полиорганной недостаточности. Додекаэдр аденовируса может квалифицироваться как мощная платформа для доставки чужеродных антигенов к человеческим миелоидным дендритным клеткам (MDC), и что он эффективно представлен MDC в M1-специфические CD8 + Т-лимфоциты.

Аденовирус был использован для доставки систем редактирования генов CRISPR/Cas9 , но высокая иммунная реактивность к вирусной инфекции создала проблемы при использовании для пациентов. Использование аденоассоциированного вируса (AAV) обещает преодолеть иммуногенность, хотя он имеет меньшую полезную нагрузку.

Вакцины

Модифицированные (рекомбинантные ) аденовирусные векторы, включая типы, неспособные к репликации, могут доставлять ДНК, кодирующую специфические антигены. Рекомбинантный аденовирус типа 5 (Ad5) и аденовирус типа 26 (Ad26) используются векторами в кандидатных вакцинах против COVID-19. Цель состоит в том, чтобы экспрессировать спайковый гликопротеин коронавируса 2 тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV-2). Вектор вакцины против аденовируса шимпанзе с дефицитом репликации (ChAdOx1) используется в испытании вакцины COVID-19. Вакцина известна как ChAdOx1 nCoV-19 (Институт Дженнера ) или AZD1222 (AstraZeneca ). Другой - ChAd-SARS-CoV-2-S, о котором сообщалось как о вакцине, предотвращающей заражение мутантов мышей с человеческими рецепторами ACE2 (hACE2) SARS-CoV-2.

Возможные проблемы с использованием аденовируса в качестве векторов вакцины: человеческий организм вырабатывает иммунитет к самому переносчику, что делает последующие ревакцинации трудными или невозможными. В некоторых случаях у людей уже есть иммунитет к аденовирусам, что делает доставку векторов неэффективной.

См. Также

  • значок Медицинский портал
  • значок Портал вирусов

Ссылки

Внешние ссылки

На Викискладе есть материалы, связанные с Adenoviridae.
Последняя правка сделана 2021-06-10 00:38:52
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте