Войти
| Вирус Западного Нила | |
|---|---|
 | |
| Микрофотография вируса Западного Нила, выделенная желтым цветом | |
Классификация вируса  | |
| (без ранжирования): | Вирус |
| Область: | Рибовирия |
| Королевство: | Орторнавиры |
| Тип: | Kitrinoviricota |
| Класс: | Flasuviricetes |
| Заказ: | Amarillovirales |
| Семейство: | Flaviviridae |
| Род: | Flavivirus |
| Виды: | вирус Западного Нила |
Ленточное представление протеазы NS2B / NS3 Западной Вирус Нила вирус Западного Нила (WNV ) представляет собой одноцепочечный РНК-вирус, вызывающий лихорадку Западного Нила. Он является членом семейства Flaviviridae, в частности, из рода Flavivirus, который также содержит вирус Зика, вирус денге и вирус желтой лихорадки. Вирус Западного Нила в основном передается комарами, в основном видами Culex. Основными хозяевами WNV являются птицы, поэтому вирус остается в цикле «птица – комар – птица» передачи.
Как и большинство других флавивирусов, WNV - это оболочечный вирус с икосаэдрической симметрией. Реконструкции изображений и криоэлектронная микроскопия выявляют вирион размером 45-50 нм, покрытый относительно гладкой белковой оболочкой; эта структура аналогична вирусу лихорадки денге, другому флавивирусу. Белковая оболочка состоит из двух структурных белков: гликопротеина E и небольшого мембранного белка M. Белок E выполняет множество функций, включая связывание рецептора, прикрепление вируса и проникновение в клетку посредством слияния мембран.
Внешняя оболочка белка покрыта производной от хозяина липидной мембраной, вирусный конверт. Было обнаружено, что липидная мембрана флавивируса содержит холестерин и фосфатидилсерин, но другие элементы мембраны еще предстоит идентифицировать. Липидная мембрана играет множество ролей в вирусной инфекции, в том числе действует как сигнальные молекулы и улучшает проникновение в клетку. В частности, холестерин играет неотъемлемую роль в попадании ВЗН в клетку-хозяин . Два белка вирусной оболочки, E и M, вставляются в мембрану.
Геном РНК связан с белками капсида (C), длина которых составляет 105 аминокислотных остатков, чтобы образуют нуклеокапсид. Белки капсида - одни из первых белков, созданных в инфицированной клетке; белок капсида - это структурный белок, основная цель которого - упаковка РНК в развивающиеся вирусы. Было обнаружено, что капсид предотвращает апоптоз, воздействуя на путь Akt.
Геном вируса Западного Нила. Изменено после Guzman et al. 2010. WNV представляет собой вирус с одноцепочечной РНК с положительным смыслом. Его геном составляет приблизительно 11000 нуклеотидов в длину и фланкирован 5 'и 3' некодирующими стеблевой петлей структурами. Кодирующая область генома кодирует три структурных белка и семь неструктурных (NS) белков, белков, которые не включены в структуру новых вирусов. Геном WNV сначала транслируется в полипротеин, а затем расщепляется вирусом и протеазами хозяина на отдельные белки (например, NS1, C, E).
Структурные белки (C, prM / M, E) представляют собой капсид, белки-предшественники мембран и белки оболочки, соответственно. Структурные белки расположены на 5'-конце генома и расщепляются на зрелые белки как хозяйскими, так и вирусными протеазами.
| Структурный белок | Функция |
|---|---|
| C | Капсидный белок; включает геном РНК, упаковывает РНК в незрелые вирионы. |
| prM / M | Вирусы с белком M заразны: присутствие белка M позволяет активировать белки, участвующие в проникновении вируса в клетку. Белок prM (предшественник мембраны) присутствует на незрелых вирионах, при дальнейшем расщеплении фурином на белок M вирионы становятся инфекционными. |
| E | Гликопротеин, который образует вирусную оболочку, связывается с рецепторами в клетке-хозяине |
Неструктурные белки состоят из NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B и NS5. Эти белки в основном участвуют в репликации вирусов или действуют как протеазы. Неструктурные белки расположены около 3'-конца генома.
| Неструктурный белок | Функция |
|---|---|
| NS1 | NS1 является кофактором вирусной репликации, в частности, для регуляции репликационного комплекса. |
| NS2A | NS2A имеет множество функций: он участвует в репликации вируса, сборке вирионов и индукции гибели клетки-хозяина. |
| NS2B | A кофактор для NS3 и вместе образует протеазный комплекс NS2B-NS3. Содержит трансмембранные домены, которые связывают протеазу с внутриклеточными мембранами. |
| NS3 | A сериновая протеаза, которая отвечает за расщепление полипротеина с образованием зрелых белков; он также действует как геликаза. |
| NS4A | NS4A является кофактором вирусной репликации, специфически регулирует активность геликазы NS3. |
| NS4B | Ингибирует передача сигналов интерферона. |
| NS5 | Самый крупный и наиболее консервативный белок WNV, NS5 действует как метилтрансфераза и РНК-полимераза, хотя в нем отсутствует свойства проверки. |
После того, как WNV успешно попал в кровоток животного-хозяина, белок оболочки E связывается с факторами прикрепления, называемыми гликозаминогликанами на клетке-хозяине. Эти факторы прикрепления способствуют проникновению в клетку, однако также необходимо связывание с первичными рецепторами. Первичные рецепторы включают DC-SIGN, DC-SIGN-R и интегрин αvβ3. Связываясь с этими первичными рецепторами, ВЗН проникает в клетку через клатрин-опосредованный эндоцитоз. В результате эндоцитоза ВЗН проникает в клетку внутри эндосомы.
Кислотность эндосомы катализирует слияние эндосомальной и вирусной мембран, позволяя геному высвободиться в цитоплазму. Трансляция положительно-смысловой одноцепочечной РНК встречается в эндоплазматическом ретикулуме ; РНК транслируется в полипротеин, который затем расщепляется протеазами хозяина и вируса NS2B-NS3 с образованием зрелых белков.
Для репликации своего генома, NS5, РНК-полимеразы, образует комплекс репликации с другими неструктурными белками с образованием промежуточной одноцепочечной РНК с отрицательным смыслом ; отрицательно-смысловая цепь служит шаблоном для синтеза конечной положительно-смысловой РНК. После того, как РНК с положительным смыслом была синтезирована, капсидный белок С заключает цепи РНК в незрелые вирионы. Остальная часть вируса собирается вдоль эндоплазматического ретикулума и с помощью аппарата Гольджи, в результате чего образуются неинфекционные незрелые вирионы. Затем белок E гликозилируется и prM расщепляется фурином, протеазой клетки-хозяина, до белка M, в результате чего образуется инфекционный зрелый вирион. Затем зрелые вирусы выделяются из клетки.
Филогенетическое дерево вирусов Западного Нила на основе секвенирования оболочки гена во время полного секвенирования генома вирус WNV является одним из вирусов японского энцефалита антигенного серокомплекса вместе с вирусом японского энцефалита вирусом энцефалита долины Мюррей, Сент-Луис вирус энцефалита и некоторые другие флавирусы. Исследования филогенетических ветвей показали, что WNV возник как отдельный вирус около 1000 лет назад. Этот первоначальный вирус развился в две отдельные линии. Линия 1 и ее многочисленные профили являются источником передачи эпидемии в Африке и во всем мире. Lineage 2 считалась африканским зоонозом. Однако в 2008 году линия 2, ранее наблюдаемая только у лошадей в Африке к югу от Сахары и на Мадагаскаре, начала появляться у лошадей в Европе, где первая известная вспышка затронула 18 животных в Венгрии. Вирус Lineage 1 West Nile был обнаружен в Южной Африке в 2010 году у кобылы и ее абортированного плода ; ранее только вирус Западного Нила линии 2 был обнаружен у лошадей и людей в Южной Африке. Вирус Кунджин является подтипом вируса Западного Нила, эндемичным для Океании. Случай со смертельным исходом в 2007 г., произошедший с косаткой в Техас, расширил известный диапазон хозяев вируса Западного Нила, включив в него китообразных.
. Случаи заражения в США в 1999 году вирус зарегистрирован в США, Канаде, Мексике, странах Карибского бассейна и Центральной Америки. Были случаи заболевания людей и лошадей, и многие птицы инфицированы. Берберийские макаки, Macaca sylvanus были первым нечеловеческим приматом, заразившимся ВЗН. И американский, и израильский штаммы отличаются высоким уровнем смертности среди инфицированных популяций птиц; присутствие мертвых птиц, особенно Corvidae, может быть ранним индикатором прибытия вируса.
Culex pipiens комары являются вектором для WNV. Естественными хозяевами для WNV являются птицы и комары. Доказано, что вирусом инфицировано более 300 различных видов птиц. Некоторые птицы, в том числе американская ворона (Corvus brachyrhynchos), голубая сойка (Cyanocitta cristata) и большой шалфей (Centrocercus urophasianus), убиты инфекция, но другие выживают. Американский малиновка (Turdus migratorius) и домашний воробей (Passer domesticus) считаются одними из самых важных видов-резервуаров в городах Северной Америки и Европы. Бурые трэшеры (Toxostoma rufum), серые кошачьи птицы (Dumetella carolinensis), северные кардиналы (Cardinalis cardinalis), северные пересмешники (Mimus polyglottos), древесина дрозды (Hylocichla mustelina) и семейство голубей относятся к числу других распространенных североамериканских птиц, у которых были обнаружены высокие уровни антител против WNV.
WNV был продемонстрирован в большое количество видов комаров, но наиболее важными для передачи вируса являются виды Culex, которые питаются птицами, включая Culex pipiens, C. restuans, C. salinarius, С. quinquefasciatus, C. nigripalpus, C. erraticus и C. tarsalis. Экспериментальное заражение также было продемонстрировано с помощью векторов мягких клещей, но маловероятно, что они будут важны для естественной передачи.
WNV имеет широкий диапазон хозяев, и также известно, что он способен инфицировать не менее 30 млекопитающих видов, включая людей, некоторых нечеловеческих приматов, лошадей, собак и кошек. Некоторые инфицированные люди и лошади болеют, но у собак и кошек симптомы проявляются редко. Рептилии и земноводные также могут быть инфицированы, включая некоторые виды крокодилов, аллигаторов, змей, ящериц и лягушек. Млекопитающие считаются случайными или тупиковыми хозяевами для вируса: у них обычно не развивается достаточно высокий уровень вируса в крови (виремия ), чтобы заразить другого москита, питающегося ими, и продолжить цикл передачи; некоторые птицы также являются тупиковыми хозяевами.
В нормальном сельском или энзоотическом цикле передачи вирус чередуется между птичьим резервуаром и москитным переносчиком. Он также может передаваться между птицами при прямом контакте, при употреблении в пищу туши инфицированной птицы или питья зараженной воды. Вертикальная передача между самкой и потомством возможна у комаров и потенциально может иметь важное значение при перезимовании. В городском или вторичном цикле инфицированные комары, которые поели зараженных птиц, передают вирус людям. Для этого требуются виды комаров, кусающие как птиц, так и людей, которых называют переносчиками-переносчиками. Вирус также редко может передаваться при переливании крови, трансплантации органов или от матери к ребенку во время беременности, родов или грудного вскармливания. В отличие от птиц, он не распространяется напрямую между людьми.
У людей вирус Западного Нила может вызывать заболевание, известное как Западный Нил. лихорадка. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний США, примерно у 80% инфицированных людей мало или нет симптомов, примерно у 20% людей развиваются легкие симптомы ( такие как лихорадка, головная боль, рвота или сыпь), и менее чем у 1% людей развиваются тяжелые симптомы (такие как энцефалит или менингит с шейкой скованность, спутанность сознания или судороги). Причины энцефалита, опосредованного вирусом Западного Нила, были изучены доктором Робин Кляйн из Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Она обнаружила, что инфекция Западного Нила увеличивает содержание в крови цитокинов и хемокинов, что делает гематоэнцефалический барьер более проницаемым и восприимчивым к инфекции. Риск смерти среди пациентов с симптомами нервной системы составляет около 10%. Восстановление может занять от нескольких недель до месяцев. Риски тяжелого заболевания включают возраст старше 60 лет и другие проблемы со здоровьем. Исторически сложилось так, что люди в районах, где вирус был эндемическим, таких как дельта Нила, обычно страдали субклиническими или легкими формами заболевания. Диагноз обычно основывается на симптомах и анализах крови. Хотя специального лечения не существует, обезболивающие могут быть полезны.
Тяжелые заболевания также могут возникать у лошадей. Сейчас доступно несколько вакцин для этих животных. До появления ветеринарных вакцин около 40% зараженных лошадей в Северной Америке умерли.
Вирус был обнаружен в Уганде в 1937 году и впервые был обнаружен в Северная Америка в 1999 году.
Вирус Западного Нила был зарегистрирован в Европе, Африке, Азии, Австралии и Северной Америке. В Соединенных Штатах ежегодно регистрируются тысячи случаев, большинство из которых происходит в августе и сентябре. Это может произойти при вспышках болезней. Система наблюдения за птицами полезна для раннего обнаружения потенциальной вспышки заболевания среди людей.
По данным Центра по контролю за заболеваниями, заражение вирусом Западного Нила в зонах умеренного климата носит сезонный характер. В умеренных климатических условиях, например в США и Европе, пик сезона приходится на июль-октябрь. Пик сезона меняется в зависимости от географического региона, а более теплый и влажный климат может иметь более длительные пиковые сезоны. Вероятность инфицирования одинакова для всех возрастов, но среди людей в возрасте 60-89 лет больше случаев смерти и нейроинвазивного вируса Западного Нила. У людей старшего возраста больше шансов получить побочные эффекты от заражения.
Существует несколько способов передачи инфекции, но наиболее частой причиной заражения человека является укус инфицированного комара. Другие способы передачи включают переливание крови, трансплантацию органов, кормление грудью, трансплацентарную передачу и лабораторные исследования. Эти альтернативные способы передачи чрезвычайно редки.
Усилия по профилактике WNV в основном сосредоточены на предотвращении контакта человека с инфицированными комарами и их укусов. Это двоякое: во-первых, меры индивидуальной защиты, а во-вторых, меры по борьбе с комарами. Когда человек находится в районе, где есть ЛЗЯ, важно избегать активности на открытом воздухе, а если он выходит на улицу, он должен использовать репеллент от комаров с ДЭТА. Человек также может носить одежду, которая закрывает больше кожи, например, длинные рукава и брюки. Борьба с комарами может осуществляться на уровне сообществ и включать программы наблюдения и контроля, включая использование пестицидов и сокращение среды обитания комаров. Это включает слив стоячей воды. Особенно полезны системы наблюдения за птицами. Если поблизости обнаружены мертвые птицы, следует сообщить об этом местным властям. Это может помочь департаментам здравоохранения провести наблюдение и определить, инфицированы ли птицы вирусом Западного Нила.
Несмотря на коммерческую доступность четырех ветеринарных вакцин для лошадей, ни одна вакцина для людей не продвинулась дальше клинические испытания II фазы. Были предприняты усилия по созданию вакцины для использования человеком, и было произведено несколько кандидатов, но ни один из них не получил лицензии на использование. Лучший способ снизить риск инфекций - избегать укусов комаров. Это можно сделать, удалив стоячие лужи с водой, например, в старых шинах, ведрах, желобах и бассейнах. Репелленты от комаров, оконные сетки, москитные сетки, и избегание мест, где встречаются комары, также может быть полезным.
Глобальное распространение вируса Западного Нила из CDC Передача инфекционных заболеваний чувствительна к местным, мелкомасштабным различиям в погоде изменение ландшафта человеком, разнообразие животных-хозяев и поведение человека, среди прочего, влияет на контакт переносчиков с человеком.
Изменение климата влияет на здоровье человека в различных формах. Последствия изменения климата сложны, различаются по масштабу и времени и зависят от условий окружающей среды и уязвимости человека. Изменение климата влияет на появление вируса трансмиссивной болезни Западного Нила. Изменение климата влияет на уровень заболеваемости, диапазоны, сезонность и влияет на распространение WNV. Изменение климата является основным экологическим фактором, влияющим на эпидемиологию болезни.
Прогнозируемые изменения частоты и силы наводнений могут создать новые проблемы при наводнении управление рисками. В частности, в городских районах наводнения воздействуют на критическую инфраструктуру способами, которые трудно предвидеть, и могут привести к взаимосвязанным и каскадным сбоям.
Погодные условия, на которые влияет изменение климата, включая температуру, осадки и ветер, могут повлиять на выживание и воспроизводство уровень комаров, подходящие места обитания, распространение и численность. Температура окружающей среды влияет на скорость размножения комаров и передачу ВЗН, влияя на пик сезона комаров и географические различия. Например, повышение температуры может повлиять на скорость репликации вируса, ускорить скорость эволюции вируса и эффективность передачи вируса. Более того, более высокие зимние температуры и более теплая весна могут привести к увеличению популяции комаров летом, увеличивая риск заражения WNV. Точно так же дожди могут также стимулировать репликацию комаров и влиять на сезонные и географические изменения вируса. Исследования показывают связь между обильными осадками и более высокой заболеваемостью WNV. Точно так же ветер является еще одним фактором окружающей среды, который служит механизмом распространения комаров.
Комары обладают чрезвычайно широкой экологической толерантностью и почти повсеместным географическим распространением, присутствуя на всех основных участках суши, кроме Антарктиды и Исландии. Тем не менее, изменения климата и землепользования в экологических временных масштабах могут по-разному расширять или фрагментировать модели их распространения, вызывая, как следствие, проблемы для здоровья человека.
Портал о вирусах .
