Herpesviridae | |
---|---|
Классификация вирусов | |
(без рейтинга): | Вирус |
Область : | Duplodnaviria |
Королевство: | Heunggongvirae |
Тип: | Peploviricota |
Класс: | Herviviricetes |
Отряд: | Herpesvirales |
Семья: | Herpesviridae |
Подсемейства и роды | |
См. Текст |
Herpesviridae - большое семейство ДНК-вирусов, вызывающих инфекции и некоторые болезни животных, в том числе человека. Члены этого семейства также известны как герпесвирусы . Семейное название происходит от греческого слова herpein («ползать»), относящегося к распространяющимся кожным поражениям, обычно связанным с волдырями, наблюдаемыми при обострениях простого герпеса 1, простого герпеса 2 и опоясывающего лишая (опоясывающий лишай). В 1971 году Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV) определил Herpesvirus как род с 23 вирусами среди четырех групп. В настоящее время известно 107 видов, все из которых, кроме одного, относятся к одному из трех подсемейств.
Известно, что герпесвирусы обладают шестью отличительными характеристиками: повсеместность, латентность, неизлечимость, реактивация, неявная инфекция и оппортунистическая инфекция. Герпесвирусы очень распространены среди населения. Например, в Соединенных Штатах Америки около половины подростков и взрослых в возрасте до 50 лет инфицированы ВПГ-1, а примерно каждый восьмой инфицирован ВПГ-2. Герпесвирусы также вызывают скрытые инфекции. Это типично для этой группы вирусов, хотя название семейства не относится к латентности. Способность герпесвирусов существовать внутри хозяев в скрытом состоянии позволяет вирусам реактивироваться в более поздний момент времени. Эта характеристика латентного периода - это то, что в конечном итоге приводит к неизлечимости вирусов герпеса. В этом контексте неизлечимость относится к тому факту, что после заражения хозяина вирусом герпеса вирус остается в организме в латентном состоянии и, таким образом, вызывает неявную инфекцию. На сегодняшний день не существует противовирусного препарата или вакцины, которые могли бы избавить инфицированный организм от вируса герпеса. Хотя герпесвирусы остаются в латентном состоянии у большинства инфицированных хозяев, оппортунистические герпесвирусные инфекции часто поражают людей с ослабленным иммунитетом. Такие люди будут испытывать более серьезные симптомы, чем обычно. Например, у людей с ослабленным иммунитетом, инфицированных ВПГ-1, будут наблюдаться серьезные язвы на губах, которые могут развиваться от папулы к стадиям пузырьков, язв и корок на губе.
Герпесвирусы могут вызывать латентный или литические инфекции.
По крайней мере пять видов Herpesviridae - HSV-1 и HSV-2 (оба из которых могут вызывать оролабиальный герпес и генитальный герпес ), вирус ветряной оспы (причина ветряной оспы и опоясывающего лишая ), вирус Эпштейна – Барра (причастен к нескольким заболеваниям, включая мононуклеоз и некоторые виды рака) и цитомегаловирус - чрезвычайно широко распространены среди людей. Более 90% взрослых инфицированы хотя бы одним из них, и скрытая форма вируса сохраняется почти у всех инфицированных людей.
Известно девять типов вируса герпеса. для заражения людей: вирусы простого герпеса 1 и 2 (HSV-1 и HSV-2, также известные как HHV1 и HHV2), вирус ветряной оспы (VZV, который также может называться ICTV имя, HHV-3 ), вирус Эпштейна-Барра (EBV или HHV-4 ), цитомегаловирус человека (HCMV или HHV-5 ), вирус герпеса человека 6A и 6B (HHV-6A и HHV-6B ), вирус герпеса человека 7 (HHV-7 ) и саркома Капоши- ассоциированный вирус герпеса (KSHV, также известный как HHV-8 ). Всего известно более 130 герпесвирусов, некоторые из них от млекопитающих, птиц, рыб, рептилий, земноводных. и моллюски.
Кроме того, вид Iguanid herpesvirus 2 в настоящее время не отнесен к роду и подсемейству.
См. Herpesvirales # Taxonomy для получения информации о таксономии. история, филогенетические исследования и номенклатурная система.
Все представители Herpesviridae имеют общую структуру; относительно большой, однораздельный, двухцепочечный, линейный ДНК геном, кодирующий 100-200 генов, заключенных в икосаэдрическую белковую клетку (с Симметрия T = 16), называемый капсидом, который сам обернут в белковый слой, называемый тегументом, содержащий как вирусные белки, так и вирусные мРНК, и мембрану липидного бислоя, называемую оболочкой.. Вся эта частица известна как вирион. Структурными компонентами типичного вириона ВПГ являются двухслойная липидная оболочка, тегумент, ДНК, гликопротеиновые шипы и нуклеокапсид. Четырехкомпонентный вирион Herpes simplex включает геном двухцепочечной ДНК в икосаэдрический нуклеокапсид. Вокруг есть тегумент. Тегумент содержит нити шириной 7 нм каждая. Это аморфный слой с некоторыми структурированными участками. Наконец, он покрыт липопротеиновой оболочкой. Из каждого вириона выступают шипы из гликопротеина. Они могут увеличить диаметр вируса до 225 нм. Диаметр вирионов без шипов составляет около 186 нм. Во внешней оболочке вириона есть по крайней мере два негликозилированных мембранных белка. Также существует 11 гликопротеинов. Это gB, gC, gD, gE, gG, gH, gI, gJ, gK, gL и gM. Тегумент содержит 26 белков. У них есть такие обязанности, как транспорт капсида к ядру и другим органеллам, активация ранней транскрипции генов и деградация мРНК. Икосаэдрический нуклеокапсид аналогичен нуклеокапсиду хвостатого бактериофага в порядке Caudovirales. Этот капсид имеет 161 капсомер, состоящий из 150 гексонов и 11 пентонов, а также портальный комплекс, который позволяет входить и выходить ДНК в капсид.
Все герпесвирусы реплицируются в ядре - вирусная ДНК транскрибируется в мРНК в ядре.
инфицированной клетки. Инфекция инициируется, когда вирусная частица контактирует с клеткой определенного типа рецепторных молекул на клеточной поверхности. После связывания вирусной оболочки гликопротеинов с рецепторами клеточной мембраны вирион интернализуется и демонтируется, позволяя вирусной ДНК мигрировать в ядро клетки. Внутри ядра происходит репликация вирусной ДНК и транскрипция вирусных генов.
Во время симптоматической инфекции инфицированные клетки транскрибируют литические вирусные гены. В некоторых клетках-хозяевах вместо этого накапливается небольшое количество вирусных генов, называемых транскриптом, связанным с латентностью (LAT). Таким образом, вирус может сохраняться в клетке (и, следовательно, в хозяине) неопределенно долго. В то время как первичная инфекция часто сопровождается самоограниченным периодом клинического заболевания, длительная латентность протекает без симптомов.
Динамика хроматина регулирует способность к транскрипции полных геномов вируса герпеса. Когда вирус проникает в клетку, клеточный иммунный ответ направлен на защиту клетки. Клетка делает это, оборачивая вирусную ДНК вокруг гистонов и конденсируя ее в хроматин, в результате чего вирус становится неактивным или латентным. Если клетки не работают, а хроматин неплотно связан, вирусная ДНК все еще доступна. Вирусные частицы могут включать свои гены и реплицироваться, используя клеточные механизмы, чтобы реактивироваться, вызывая литическую инфекцию.
Реактивация латентных вирусов связана с рядом заболеваний (например, опоясывающий лишай, розовый лишай ). После активации транскрипция вирусных генов переходит от LAT к множественным литическим генам; это приводит к усилению репликации и продукции вирусов. Часто литическая активация приводит к гибели клеток. Клинически литическая активация часто сопровождается появлением неспецифических симптомов, таких как субфебрильная температура, головная боль, боль в горле, недомогание и сыпь, а также клиническими признаками, такими как опухоль. или болезненные лимфатические узлы и иммунологические данные, такие как пониженные уровни естественных клеток-киллеров.
. В моделях на животных было обнаружено, что локальная травма и системный стресс вызывают реактивацию латентной герпесвирусной инфекции. Клеточные стрессоры, такие как временное прерывание синтеза белка и гипоксия, также достаточны для индукции реактивации вируса.
Род | Сведения о хозяине | Тропизм ткани | Сведения о записи | Сведения о выпуске | Сайт репликации | Сайт сборки | Передача |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Илтовирус | Птицы: галлиформ: пситтацин | Нет | Эндоцитоз клеточного рецептора | Почкование | Ядро | Ядро | Орально-фекальный, аэрозольный |
Пробосцивирус | Слоны | Нет | Гликопротеины | Почкование | Ядро | Ядро | Контакт |
Цитомегаловирус | люди; обезьяны | слизистая оболочка эпителия | гликопротеины | почкование | ядро | ядро | моча, слюна |
мардивирус | куры; индейки; перепел | Нет | Эндоцитоз клеточного рецептора | Почкование | Ядро | Ядро | Аэрозоль |
Rhadinovirus | люди; млекопитающие | В-лимфоциты | Гликопротеины | Почкование | Ядро | Ядро | Пол, слюна |
Макавирус | Млекопитающие | B-лимфоциты | Гликопротеины | Почкование | Ядро | Ядро | Пол, слюна |
Розеоловирус | Человечество | Т-клетки; В-клетки; NK-клетка; моноциты; макрофаги; эпителиальный | гликопротеины | почкование | ядро | ядро | респираторный контакт |
симплексвирус | люди; млекопитающие | слизистая оболочка эпителия | эндоцитоз клеточного рецептора | почкование | ядро | ядро | пол, слюна |
Скутавирус | Морские черепахи | Нет | Эндоцитоз клеточного рецептора | Почкование | Ядро | Ядро | Аэрозоль |
Варицелловирус | Млекопитающие | Слизистая оболочка эпителия | Гликопротеины | Почкование | Ядро | Ядро | Аэрозоль |
Перкавирус | Млекопитающие | B-лимфоциты | Гликопротеины | Бутон | Ядро | Ядро | Пол, слюна |
Лимфокриптовирус | Люди; млекопитающие | В-лимфоциты | Гликопротеины | Почкование | Ядро | Ядро | Слюна |
Муромегаловирус | Грызуны | Слюнные железы | Гликопротеины | Почкование | Ядро | Ядро | Контакт |
Три подсемейства млекопитающих - альфа-, бета- и гамма-герпесвириды - возникли примерно от 180 до 220 млн лет назад. Основные подлинии внутри этих подсемейств, вероятно, возникли до облучения млекопитающих в 80–60 млн лет назад. Видообразования внутри сублиний имели место за последние 80 миллионов лет, вероятно, с основным компонентом совместного видообразования с линиями-хозяевами.
Все известные в настоящее время виды птиц и рептилий являются альфа-герпесвирусами. Хотя порядок ветвления вирусов герпеса еще не определен, поскольку вирусы герпеса и их хозяева имеют тенденцию к совместной эволюции, это наводит на мысль, что альфа-герпесвирусы могли быть самой ранней ветвью.
Время происхождения рода Iltovirus оценивается в 200 млн лет назад, а родов mardivirus и simplex - от 150 до 100 млн лет назад.
Герпесвирусы известны своей способностью вызывать пожизненные инфекции. Один из способов - это уклонение от иммунитета. У герпесвирусов есть много разных способов уклоняться от иммунной системы. Один из таких способов - это кодирование белка, имитирующего человеческий интерлейкин 10 (hIL-10), а другой - подавление главного комплекса гистосовместимости II (MHC II) в инфицированных клетках.
Исследования, проведенные на цитомегаловирусе (CMV), показывают, что вирусный гомолог человеческого IL-10, cmvIL-10, играет важную роль в ингибировании провоспалительного цитокина синтез. Белок cmvIL-10 имеет 27% идентичности с hIL-10 и только один консервативный остаток из девяти аминокислот, которые составляют функциональный сайт для ингибирования синтеза цитокинов на hIL-10. Однако существует много общего в функциях hIL-10 и cmvIL-10. Оба были продемонстрированы подавляющую регуляцию IFN-γ, IL-1α, GM-CSF, IL-6 и TNF-α, которые являются провоспалительными цитокинами. Также было показано, что они играют роль в подавлении активности MHC I и MHC II и повышающей регуляции HLA-G (неклассический MHC I). Эти два события делают возможным уклонение от иммунитета путем подавления клеточно-опосредованного иммунного ответа и ответа естественных клеток-киллеров соответственно. Сходство между hIL-10 и cmvIL-10 можно объяснить тем фактом, что hIL-10 и cmvIL-10 оба используют один и тот же рецептор клеточной поверхности, рецептор hIL-10. Одно различие в функции hIL-10 и cmvIL-10 заключается в том, что hIL-10 вызывает увеличение и уменьшение пролиферации мононуклеарных клеток периферической крови человека (PBMC ), тогда как cmvIL-10 вызывает только уменьшение пролиферации. PBMCs. Это указывает на то, что cmvIL-10 может не обладать стимулирующими эффектами, которые hIL-10 оказывает на эти клетки.
Было обнаружено, что cmvIL-10 функционирует посредством фосфорилирования белка Stat3. Первоначально считалось, что это фосфорилирование является результатом пути JAK-STAT. Однако, несмотря на доказательства того, что JAK действительно фосфорилирует Stat3, его ингибирование не оказывает значительного влияния на ингибирование синтеза цитокинов. Другой белок, PI3K, также был обнаружен, чтобы фосфорилировать Stat3. Ингибирование PI3K, в отличие от ингибирования JAK, действительно оказало значительное влияние на синтез цитокинов. Разница между PI3K и JAK в фосфорилировании Stat3 заключается в том, что PI3K фосфорилирует Stat3 по остатку S727, тогда как JAK фосфорилирует Stat3 по остатку Y705. Эта разница в положениях фосфорилирования, по-видимому, является ключевым фактором активации Stat3, ведущей к ингибированию синтеза провоспалительных цитокинов. Фактически, когда ингибитор PI3K добавляется к клеткам, уровни синтеза цитокинов значительно восстанавливаются. Тот факт, что уровни цитокинов не восстанавливаются полностью, указывает на то, что существует еще один путь, активируемый cmvIL-10, который ингибирует синтез системы цитокинов. Предлагаемый механизм заключается в том, что cmvIL-10 активирует PI3K, который, в свою очередь, активирует PKB (Akt). PKB может затем активировать mTOR, который может нацеливаться на Stat3 для фосфорилирования по остатку S727.
Еще один из многих способов, которыми вирусы герпеса избегают иммунной Система работает путем понижающего регулирования MHC I и MHC II. Это наблюдается почти у каждого вируса герпеса человека. Подавляющая регуляция MHC I и MHC II может происходить с помощью множества различных механизмов, большинство из которых приводит к отсутствию MHC на поверхности клетки. Как обсуждалось выше, одним из способов является гомолог вирусных хемокинов, такой как IL-10. Другой механизм подавления регуляции MHC заключается в кодировании вирусных белков, которые задерживают вновь образованные MHC в эндоплазматическом ретикулуме (ER). MHC не может достичь поверхности клетки и, следовательно, не может активировать ответ Т-лимфоцитов. МНС также могут быть нацелены на разрушение в протеасоме или лизосоме. Белок ER TAP также играет роль в понижающей регуляции MHC. Вирусные белки ингибируют ТАР, предотвращая захват пептида вирусного антигена MHC. Это препятствует правильному сворачиванию MHC, и, следовательно, MHC не достигает поверхности клетки.
Важно отметить, что HLA-G часто активируется в дополнение к подавлению MHC I. и MHC II. Это предотвращает естественный ответ клеток-киллеров.
Ниже приведены отдельные вирусы этого семейства, которые, как известно, вызывают заболевание у людей.
В дополнение к герпесвирусам, которые считаются эндемичными для человека, некоторые вирусы, связанные в первую очередь с животными, могут инфицировать людей. Это зоонозные инфекции:
Виды | Тип | Синоним | Подсемейство | Патофизиология человека |
---|---|---|---|---|
Обезьяна макака | CeHV-1 | Cercopithecine herpesvirus 1, (вирус обезьяны B ) | α | Очень необычно, зарегистрировано всего около 25 случаев заболевания людей. Нелеченная инфекция часто бывает смертельной; шестнадцать из них 25 случаев закончились смертельным исходом энцефаломиелитом. По крайней мере четыре случая привели к выживанию с тяжелыми неврологическими нарушениями. Осведомленность о симптомах и раннее лечение важны для лабораторных работников, столкнувшихся с облучением. |
Мышь | MuHV-4 | Мюридный вирус герпеса 68 (MHV-68) | γ | Зоонозная инфекция обнаруживается у 4,5% населения в целом и чаще встречается у сотрудников лабораторий, работающих с инфицированными мышами. Тесты ELISA показывают коэффициент четырех (x4) ложноположительные результаты из-за перекрестной реакции антител с другими герпесвирусами. |
В вирусологии животных наиболее известные вирусы герпеса belo ng к подсемейству Alphaherpesvirinae. Исследования вируса псевдобешенства (PrV), возбудителя болезни Ауески у свиней, впервые привели к борьбе с болезнями животных с помощью генетически модифицированных вакцин. В настоящее время PrV широко изучается в качестве модели основных процессов при литической герпесвирусной инфекции и для раскрытия молекулярных механизмов герпесвирусного нейротропизма, тогда как вирус герпеса 1 крупного рогатого скота, возбудитель инфекционного ринотрахеита крупного рогатого скота и Пустулезный вульвовагинит анализируется для выяснения молекулярных механизмов латентного периода. вирус птичьего инфекционного ларинготрахеита филогенетически далек от этих двух вирусов и служит для подчеркивания сходства и разнообразия в пределах Alphaherpesvirinae.
В настоящее время ведутся исследования различных побочный эффект или сопутствующие заболевания, связанные с герпесвирусами. К ним относятся:
Wikispecies имеет информация, относящаяся к Herpesviridae |
Викискладе есть СМИ, связанные с Herpesviridae. |