Ортохантавирус -Orthohantavirus

Ортохантавирус
Просвечивающая электронная микрофотография "Ортофантавируса Sin Nombre"
Трансмиссионный электронный микроскоп из Син Номбры orthohantavirus
Классификация вирусов е
(без рейтинга): Вирус
Царство : Рибовирия
Королевство: Орторнавиры
Тип: Негарнавирикота
Класс: Ellioviricetes
Порядок: Буньявиралес
Семья: Hantaviridae
Подсемейство: Mammantavirinae
Род: Ортохантавирус
Синонимы

Хантавирус

Ортохантавирус - это род одноцепочечных оболочечных РНК-вирусов с отрицательным смыслом в семействе Hantaviridae в отряде Bunyavirales . Представителей этого рода можно назвать ортохантавирусами или просто хантавирусами .

Ортохантавирусы обычно вызывают хроническую бессимптомную инфекцию у грызунов . Люди могут заразиться хантавирусами при контакте с мочой, слюной или фекалиями грызунов. Некоторые штаммы вызывают потенциально смертельные заболевания у людей, такие как хантавирусная геморрагическая лихорадка с почечным синдромом (HFRS) или хантавирусный легочный синдром (HPS), также известный как хантавирусный сердечно-легочный синдром (HCPS), в то время как другие не были связаны с известными заболеваниями человека ( например вирус Проспект Хилл ). HPS (HCPS) - это «редкое респираторное заболевание, связанное с вдыханием аэрозольных экскрементов грызунов (моча и фекалии), загрязненных частицами хантавируса».

Инфицирование человека хантавирусами почти полностью связано с контактом человека с экскрементами грызунов; однако в 2005 и 2019 годах сообщалось о передаче вируса Анд от человека человеку в Южной Америке.

Ортохантавирусы названы в честь греческого слова « орто», означающего «прямой» или «истинный», и реки Хантан в Южной Корее , где первый вид-член ( вирус Хантаан ) был идентифицирован и выделен в 1976 году Хо Ван Ли .

Болезнь

Хантавирус
Другие имена Ортохантавирус
Sigmodon hispidus1.jpg
Хлопковая крыса, Sigmodon hispidus , является переносчиком хантавируса, который становится угрозой, когда попадает в жилище людей в сельских и пригородных районах.
Специальность Инфекционное заболевание

Хантавирусные инфекции у людей связаны с двумя заболеваниями: геморрагической лихорадкой с почечным синдромом (HFRS) и хантавирусным легочным синдромом (HPS), вызываемыми хантавирусами Старого и Нового Света соответственно. Общей чертой этих двух заболеваний является повышенная проницаемость сосудов, что вызывает гипотензию , тромбоцитопению и лейкоцитоз . Легочная болезнь является более смертельной из двух, тогда как геморрагическая лихорадка встречается гораздо чаще. Лечение обоих типов в первую очередь является поддерживающим, поскольку специфического лечения хантавирусных инфекций не существует. Хотя многие хантавирусы вызывают одно из двух заболеваний, некоторые из них, как, например, ортохантавирус Проспект-Хилл, неизвестны .

Геморрагическая лихорадка с почечным синдромом

Геморрагическая лихорадка с почечным синдромом (ГЛПС) вызывается в основном хантавирусами в Азии и Европе. Клинические проявления варьируются от субклинических до летальных, в зависимости от вируса. После инкубационного периода продолжительностью 2–4 недели типичное заболевание начинается с неспецифических симптомов, таких как высокая температура, озноб, головная боль, боль в спине, боли в животе, тошнота и рвота. После начального периода начинается кровотечение под кожей, часто в сочетании с низким кровяным давлением, за которым следует дальнейшее внутреннее кровотечение по всему телу. После этого начинается почечная дисфункция, ведущая к дальнейшим проблемам со здоровьем, что может привести к смерти. Более легкая форма HFRS, встречающаяся в Европе, называется «эпидемическая нефропатия» (NE). В настоящее время считается, что траншейный нефрит во время Первой мировой войны был HFRS.

Хантавирусный легочный синдром

Хантавирусный легочный синдром (HPS), также называемый хантавирусным сердечно-легочным синдромом (HCPS), обычно вызывается хантавирусами в Северной и Южной Америке. Инкубационный период его составляет от 16 до 24 дней. Болезнь изначально проявляется симптомами, аналогичными HFRS. Через несколько дней после появления неспецифических симптомов происходит внезапное начало прогрессирующего или продуктивного кашля, одышки и учащенного сердцебиения из-за скопления жидкости в легких . Эти симптомы сопровождаются поражением лимфоидных органов . Смерть от сердечно-сосудистого шока может наступить быстро после появления тяжелых симптомов. Хотя HCPS обычно ассоциируется с хантавирусами Нового Света, ортохантавирус Пуумала в Европе также в редких случаях вызывал этот синдром.

Передача инфекции

Хантавирусы передаются при контакте с жидкостями организма грызунов, в частности, через слюну от укусов и особенно при вдыхании вирусных частиц с мочой и фекалиями в виде аэрозолей . Путь передачи одинаков для обоих заболеваний, вызываемых хантавирусами. Среди хантавирусов, вызывающих HCPS, есть ортохантавирус Анд , который является единственным подтвержденным хантавирусом, способным передаваться от человека к человеку, хотя это случается редко.

Характеристики

Состав

Вирионы хантавируса имеют диаметр около 120–160 нм . Липидный бислой вирусной оболочки имеет толщину около 5 нм и залит вирусными поверхностными белками, к которым прикреплены остатки сахара. Эти гликопротеины, известные как Gn и Gc, кодируются сегментом M вирусного генома. Они имеют тенденцию ассоциироваться ( гетеродимеризоваться ) друг с другом и имеют как внутренний хвост, так и внешний домен, который простирается примерно на 6 нм за поверхность оболочки.

Внутри оболочки находятся нуклеокапсиды. Они состоят из множества копий белка N нуклеокапсида, которые взаимодействуют с тремя сегментами вирусного генома с образованием спиральных структур. Кодируемая вирусами РНК-полимераза также находится внутри. По массе вирион содержит более 50% белка, 20–30% липидов и 2–7% углеводов. Плотность вирионов 1,18 г / см 3 . Эти особенности являются общими для всех членов семейства Hantaviridae .

Геном

Геном хантавирусов представляет собой одноцепочечную РНК с отрицательным смыслом . Их геномы состоят из трех сегментов: малого (S), среднего (M) и большого (L) сегментов. Сегмент S длиной 1–3 килобазы (т.п.н.) кодирует белок нуклеокапсид (N). Сегмент M длиной 3,2-4,9 т.п.н. кодирует полипротеин- предшественник гликопротеина , кото- рый котрансляционно расщепляется на гликопротеины оболочки Gn и Gc, альтернативно называемые G1 и G2. Сегмент L длиной 6,8–12 т.п.н. кодирует белок L, который функционирует в первую очередь как вирусная РНК-зависимая РНК-полимераза, используемая для транскрипции и репликации.

Считается, что внутри вирионов геномные РНК хантавирусов образуют комплекс с белком N с образованием спиральных нуклеокапсидов, РНК-компонент которых циркулирует из-за комплементарности последовательностей между 5'- и 3'-концевыми последовательностями геномных сегментов.

Как и в случае с другими Bunyavirales , каждый из трех сегментов имеет консенсусную 3'-концевую нуклеотидную последовательность (AUCAUCAUC), которая комплементарна 5'-концевой последовательности и отличается от таковых из других четырех родов семейства. Эти последовательности, по-видимому, образуют структуру панхэндла, которая, по-видимому, играет роль в репликации и инкапсидации, чему способствует связывание с вирусным нуклеокапсидным (N) белком. Большой сегмент имеет длину 6530–6550 нуклеотидов (нуклеотидов), средний - 3613–3707 нуклеотидов и малый - 1696–2083 нуклеотида.

Неструктурные белки неизвестны, в отличие от других родов этого семейства. На 5 'и 3' каждого сегмента находятся короткие некодирующие последовательности: некодирующий сегмент во всех последовательностях на 5 'конце составляет 37–51 нт. 3'-некодирующие области различаются: сегмент L 38–43 нуклеотидов; Сегмент M 168–229 узлов; и сегмент S 370–730 н. 3'-конец сегмента S является консервативным между родами, что указывает на его функциональную роль.

Жизненный цикл

Проникновение вируса в клетки-хозяева инициируется связыванием с рецепторами поверхностных клеток. Интегрины считаются основными рецепторами хантавирусов in vitro , но фактор ускорения распада комплемента (DAF) и глобулярные головки рецептора комплемента C1q (gC1qR) также опосредуют прикрепление в культивируемых клетках. Проникновение может происходить по ряду возможных путей, включая клатрин- зависимый эндоцитоз , клатрин-независимый рецептор-опосредованный эндоцитоз и микропиноцитоз . Затем вирусные частицы транспортируются к поздним эндосомам . Gc-опосредованное слияние мембраны с эндосомальной мембраной , вызванное низким pH , высвобождает нуклеокапсид в цитоплазму .

После высвобождения нуклеокапсидов в цитоплазму комплексы направляются в промежуточные компартменты эндоплазматического ретикулума и Гольджи (ERGIC) посредством движения, связанного с микротрубочками, что приводит к образованию вирусных фабрик в ERGIC.

Эти фабрики затем облегчают транскрипцию и последующую трансляцию вирусных белков. Транскрипция вирусных генов должна быть инициирована ассоциацией белка L с тремя видами нуклеокапсидов. В дополнение к функциям транскриптазы и репликазы, вирусный L-белок, как полагают, также обладает эндонуклеазной активностью, которая расщепляет клеточные информационные РНК (мРНК) для производства кэпированных праймеров, используемых для инициации транскрипции вирусных мРНК. В результате этого отрывания кэпа мРНК хантавирусов кэпируются и содержат не предполагаемые 5'-концевые удлинения.

Гликопротеины G1 (или Gn) и G2 (Gc) образуют гетероолигомеры и затем транспортируются из эндоплазматического ретикулума в комплекс Гольджи , где гликозилирование завершается. Белок L продуцирует зарождающиеся геномы путем репликации через промежуточную РНК с положительным смыслом. Считается, что вирионы хантавируса собираются путем ассоциации нуклеокапсидов с гликопротеинами, встроенными в мембраны Гольджи, с последующим отрастанием в цистерны Гольджи . Затем формирующиеся вирионы транспортируются в секреторных пузырьках к плазматической мембране и высвобождаются путем экзоцитоза .

Патогенез

Патогенез из Хантавируса инфекций неясно, есть отсутствие животных моделей для описания его (крысы и мыши , кажется, не приобретают тяжелое заболевание). Хотя первичный сайт репликации вируса в организме неизвестен, при HFRS основной эффект проявляется в кровеносных сосудах, в то время как при HPS большинство симптомов связано с легкими. При HFRS наблюдается повышенная проницаемость сосудов и пониженное артериальное давление из-за эндотелиальной дисфункции, и наиболее серьезное повреждение наблюдается в почках, тогда как при HPS больше всего страдают легкие, селезенка и желчный пузырь. Ранние симптомы HPS, как правило, проявляются аналогично гриппу (мышечные боли, лихорадка и усталость) и обычно появляются через 2–3 недели после заражения. Более поздние стадии заболевания (примерно через 4-10 дней после появления симптомов) включают затрудненное дыхание, одышку и кашель.

Эволюция

Обнаружение значительного соответствия между филогенезом хантавирусов и филогенезом их резервуаров грызунов привело к теории о том, что грызуны, хотя и заражены вирусом, не пострадают от него из-за давней коэволюции хантавируса и грызунов-хозяев , хотя результаты 2008 года привели к новые гипотезы относительно эволюции хантавирусов.

Было обнаружено, что различные хантавирусы заражают несколько видов грызунов, и зарегистрированы случаи межвидовой передачи ( смена хозяина ). Кроме того, уровни замен, основанные на данных нуклеотидных последовательностей, показывают, что ветви хантавирусов и подсемейства грызунов, возможно, не расходились одновременно. Более того, по состоянию на 2007 год хантавирусы были обнаружены у многих видов землероек и кротов, не являющихся грызунами.

Принимая во внимание несоответствия в теории коэволюции, в 2009 году было предложено, что закономерности, наблюдаемые у хантавирусов по отношению к их резервуарам, можно отнести к предпочтительной смене хозяев, обусловленной географической близостью и адаптацией к конкретным типам хозяев. Другое предложение от 2010 г. состоит в том, что географическая кластеризация последовательностей хантавирусов могла быть вызвана механизмом дистанционной изоляции. При сравнении хантавирусов, обнаруженных у хозяев отрядов Rodentia и Eulipotyphla , в 2011 году было предложено, что эволюционная история хантавируса представляет собой сочетание смены хозяина и содивергенции, и что первыми первыми могли быть землеройки или кроты, а не грызуны. хозяева древних хантавирусов.

Байесовский анализ в 2014 году предложил общее происхождение этих вирусов \ 2000 лет назад. Связь с определенными семействами грызунов возникла совсем недавно. Вирусы, переносимые подсемействами Arvicolinae и Murinae, возникли в Азии 500–700 лет назад. Впоследствии они распространились в Африку , Европу , Северную Америку и Сибирь, возможно, унесенные их хозяевами. Виды, поражающие подсемейство Neotominae, возникли 500–600 лет назад в Центральной Америке, а затем распространились в Северной Америке. Вид, заражающий Sigmodontinae, появился в Бразилии 400 лет назад. Их предками, возможно, был связанный с Neotominae вирус из северной части Южной Америки.

Эволюция хантавирусов, переносимых землеройками, по- видимому, включала естественные явления гомологичной рекомбинации и перегруппировку сегментов генома . Эволюция тульского ортохантавируса, переносимого обыкновенной полевкой, также, по-видимому, включала процессы гомологичной рекомбинации .

Таксономия

Ортохантавирусы принадлежат к семейству Hantaviridae, и члены как этого рода, так и семейства называются хантавирусами. Род также принадлежит к подсемейству Mammantavirinae , хантавирусов млекопитающих , с тремя другими родами. Ортохантавирусы, в частности, представляют собой хантавирусы млекопитающих, которые передаются среди грызунов. Род включает эти 38 видов:

Хантавирусы, которые ранее классифицировались как виды этого рода и которые не были повторно назначены как вирусы-члены каких-либо существующих видов, включают:

  • Хантавирус Isla Vista , также называемый вирусом Isla Vista
  • Хантавирус Мулешу , также называемый вирусом Мулешу
  • Хантавирус Рио-Сегундо , также называемый вирусом Рио-Сегундо

Профилактика

По данным CDC США, лучшая профилактика от заражения хантавирусом - это исключить или свести к минимуму контакт с грызунами дома, на рабочем месте или в кемпинге. Поскольку вирус может передаваться через слюну, выделения и укусы грызунов, борьба с крысами и мышами в местах, часто посещаемых людьми, является ключом к профилактике заболеваний. Общая профилактика может быть достигнута путем уничтожения гнезд грызунов, заделки трещин и отверстий в домах, куда могут проникнуть мыши или крысы, установки ловушек, укладки ядов или использования в доме естественных хищников, таких как кошки.

Продолжительность, в течение которой хантавирусы остаются заразными в окружающей среде, зависит от таких факторов, как диета грызунов, температура, влажность, а также в помещении или на улице. Было продемонстрировано, что вирусы остаются активными в течение 2-3 дней при нормальной комнатной температуре, в то время как ультрафиолетовые лучи под прямыми солнечными лучами убивают их в течение нескольких часов. Однако помет грызунов или моча неопределенного возраста всегда следует рассматривать как инфекционные.

Вакцина

По состоянию на 2021 год, никакие вакцины против хантавирусов не были одобрены FDA США, но бивалентные вакцины, инактивированные цельным вирусом, против вируса Хантаан и Сеульского вируса доступны в Китае и Южной Корее. В обеих странах использование вакцины в сочетании с другими профилактическими мерами значительно снизило заболеваемость хантавирусными инфекциями. Помимо этих вакцин, были исследованы четыре типа вакцин: ДНК-вакцины, нацеленные на сегмент M-генома и сегмент S-генома, субъединичные вакцины, в которых используются рекомбинантные белки Gn, Gc и N вируса, вирусные векторные вакцины, содержащие рекомбинантные хантавирусные белки. вставленные в них, и вакцины с вирусоподобными частицами, которые содержат вирусные белки, но не имеют генетического материала. Из них только ДНК-вакцины прошли клинические испытания.

Уход

Рибавирин может быть лекарством от HPS и HFRS, но его эффективность остается неизвестной; Тем не менее, при поддерживающем лечении возможно спонтанное выздоровление. Люди с подозрением на хантавирусную инфекцию могут быть госпитализированы и обеспечены кислородом и искусственной вентиляцией легких, чтобы помочь им дышать во время острой легочной стадии с тяжелым респираторным дистресс-синдромом. Иммунотерапия, введение нейтрализующих антител человека во время острой фазы хантавируса, изучалась только на мышах, хомяках и крысах. О контролируемых клинических испытаниях не сообщалось.

Эпидемиология

Хантавирусные инфекции зарегистрированы со всех континентов, кроме Австралии. Регионы, особенно затронутые HFRS, включают Китай , Корейский полуостров , Россию (вирусы Хантаан, Пуумала и Сеул), а также Северную и Западную Европу ( вирусы Пуумала и Добрава). Регионы с самой высокой заболеваемостью хантавирусным легочным синдромом включают Аргентину , Чили , Бразилию , США , Канаду и Панаму .

Африке

В 2010 году в Африке был изолирован новый хантавирус, вирус Сангасу , вызывающий ГЛПС.

Азия

В Китае, Гонконге, на Корейском полуострове и в России HFRS вызывается вирусами Hantaan, Puumala и Seoul.

Китай

В марте 2020 года мужчина из Юньнани дал положительный результат на хантавирус. Он умер, когда ехал в Шаньдун на работу в арендованном автобусе. По данным Global Times , еще около 32 человек прошли тестирование на вирус.

Австралия

По состоянию на 2005 год в Австралии не сообщалось об инфекциях среди людей, хотя было обнаружено, что грызуны несут антитела.

Европа

В Европе известно, что два хантавируса - вирусы Пуумала и Добрава-Белград - вызывают HFRS. Пуумала обычно вызывает легкое заболевание, эпидемическую нефропатию , которое обычно проявляется лихорадкой, головной болью, желудочно-кишечными симптомами, нарушением функции почек и нечеткостью зрения. Инфекции Dobrava похожи, за исключением того, что они часто также имеют геморрагические осложнения.

Пуумала вирус переносится его грызунами хозяина, в рыжей полевки ( Clethrionomys glareolus ), и присутствует в большинстве стран Европы, в Средиземноморском регионе , за исключением. Известно четыре генотипа вируса Добрава , каждый из которых переносится разными видами грызунов. Генотип Dobrava обнаружен у желтошейной мыши ( Apodemus flavicollis ), генотипы Saaremaa и Kurkino у полосатой полевой мыши ( Apodemus agrarius ) и генотип Sochi у черноморской полевой мыши ( Apodemus ponticus ).

Только в 2017 году Институт Роберта Коха (RKI) в Германии получил 1713 уведомлений о хантавирусных инфекциях.

Северная Америка

Канада

Основной причиной заболевания в Канаде являются олени-мыши, инфицированные вирусом Sin Nombre. В период с 1989 по 2014 год было зарегистрировано 109 подтвержденных случаев, а уровень смертности оценивался в 29%. Вирус существует у мышей-оленей по всей стране, но случаи были сконцентрированы в западной Канаде (Британская Колумбия, Альберта, Саскачеван и Манитоба), и только один случай произошел в восточной части Канады. В Канаде «[все] случаи произошли в сельской местности, и примерно 70% случаев были связаны с домашним хозяйством и сельским хозяйством».

Соединенные Штаты

В Соединенных Штатах, незначительные случаи HPS включают Sin Nombre orthohantavirus , Нью - Йорк orthohantavirus , Bayou orthohantavirus , и , возможно , Black Creek Canal orthohantavirus .

По состоянию на январь 2017 года в Соединенных Штатах было зарегистрировано 728 случаев хантавируса с 1995 года в 36 штатах, не считая случаев предполагаемого заражения за пределами Соединенных Штатов. Более 96% случаев произошли в штатах к западу от реки Миссисипи . В первую десятку штатов по количеству зарегистрированных случаев (которое немного отличается от количества, упорядоченного по штатам первоначального заражения ) были Нью-Мексико (109), Колорадо (104), Аризона (78), Калифорния (61), Вашингтон (50). , Техас (45), Монтана (43), Юта (38), Айдахо (21) и Орегон (21); 36% от общего числа зарегистрированных случаев закончились летальным исходом.

Мексика

В Мексике было обнаружено, что грызуны несут хантавирусы, в том числе гигантская мышь-олень Томаса (Megadontomys thomasi) , вьючная крыса Neotoma picta , мышь-олень Оризаба (Peromyscus beatae) , мышь западного урожая (Reithrodontomys megalotis) и мышь урожая Сумихраста (Reithrodontomys sumichrasti) .

Южная Америка

Агенты HPS, обнаруженные в Южной Америке, включают вирус Анд (также называемый Oran, Castelo de Sonhos - португальское название «Замок мечты», вирус Lechiguanas, Juquitiba, Araraquara и Bermejo, среди многих других синонимов), который является единственным хантавирусом, который показал межличностную форму передачи и вирус Laguna Negra , чрезвычайно близкий родственник ранее известного вируса Rio Mamore.

Грызуны, которые, как было показано, переносят хантавирусы, включают Abrothrix longipilis и Oligoryzomys longicaudatus .

История

Хантавирус HFRS, вероятно, впервые был упомянут в Китае в 12 веке. Первое клиническое признание было в 1931 году на северо-востоке Китая. Примерно в то же время, в 1930-х годах, NE был обнаружен в Швеции. HFRS получила признание западных врачей во время Корейской войны между 1951 и 1954 годами, когда во время вспышки заболевания заболели более 3000 солдат Организации Объединенных Наций . В 1976 году первый патогенный хантавирус, ортохантавирус Хантаан , был изолирован от грызунов у реки Хантан в Южной Корее . Другие видные Хантавирусы , что причина ГЛПС, в том числе Добравы-Белград orthohantavirus , Пуумали orthohantavirus и Сеул orthohantavirus , были выявлены в года после то и совместно именуемый Старый Свет хантавирусов.

В 1993 году вспышка HCPS , тогда еще нераспознанная, произошла в районе Четырех углов США и привела к открытию ортохантавируса Sin Nombre . С тех пор примерно 43 штамма хантавирусов, из которых 20 являются патогенными, были обнаружены в Америке и получили название хантавирусов Нового Света. Сюда входит ортохантавирус Анд , одна из основных причин HCPS в Южной Америке и единственный известный хантавирус, способный передаваться от человека к человеку.

В позднесредневековой Англии в 1485 году, незадолго до битвы при Босуорт-Филд, страну охватила загадочная потливость . Отметив, что симптомы частично совпадают с хантавирусным легочным синдромом, несколько ученых предположили, что вирус мог быть причиной заболевания. Гипотеза подверглась критике, поскольку было зарегистрировано, что потоотделение передается от человека к человеку, в то время как хантавирусы не распространялись таким образом.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки

Классификация
Внешние ресурсы