Herpesviridae

Klasyfikacja wirusów
Herpesviridae
Herpesviridae EM PHIL 2171 lores.jpg
(nierankingowe): Wirus
królestwo : Duplodnaviria
Królestwo: Heunggongvirae
Gromada: Peploviricota
Klasa: Herviviricetes
Zamówienie: Herpeswirusy
Rodzina: Herpesviridae
Podrodziny i rodzaje

Zobacz tekst

Herpesviridae to duża rodzina wirusów DNA , które powodują infekcje i niektóre choroby zwierząt, w tym ludzi. Członkowie tej rodziny są również znani jako herpeswirusy . Nazwisko rodziny pochodzi od greckiego słowa ἕρπειν ( herpein „pełzać”), odnoszącego się do rozprzestrzeniających się zmian skórnych, zwykle obejmujących pęcherze, obserwowanych w zaostrzeniach opryszczki zwykłej 1, opryszczki pospolitej 2 i półpaśca . W 1971 roku Międzynarodowy Komitet Taksonomii Wirusów (ICTV). Herpesvirus jako rodzaj z 23 wirusami w czterech grupach. Od 2020 r. Rozpoznano 115 gatunków, z których wszystkie oprócz jednego należą do jednej z trzech podrodzin. Herpeswirusy mogą powodować zarówno utajone , jak i lityczne infekcje.

Wiadomo, że dziewięć typów herpeswirusów zakaża głównie ludzi, z których co najmniej pięć jest niezwykle rozpowszechnionych wśród większości populacji ludzkich i które powodują powszechne choroby: opryszczka zwykła 1 i 2 (HSV-1 i HSV-2, znane również jako HHV-1 i HHV-2; z których oba mogą powodować opryszczkę ustno-wargową i narządów płciowych ), półpasiec (lub HHV-3; przyczyna ospy wietrznej i półpaśca ), Epstein-Barr (EBV lub HHV-4; zaangażowany w kilka chorób, w tym mononukleozę i niektóre nowotwory) i ludzki wirus cytomegalii (HCMV lub HHV-5). Ponad 90% dorosłych zostało zakażonych co najmniej jednym z nich, a utajona postać wirusa pozostaje u prawie wszystkich ludzi, którzy zostali zarażeni. Inne ludzkie herpeswirusy to ludzki herpeswirus 6A i 6B (HHV-6A i HHV-6B), ludzki herpeswirus 7 (HHV-7) i herpeswirus związany z mięsakiem Kaposiego (KSHV, znany również jako HHV-8).

W sumie znanych jest ponad 130 herpeswirusów, niektóre z nich pochodzą od ssaków, ptaków, ryb, gadów, płazów i mięczaków. Do herpeswirusów zwierzęcych należą wirus wścieklizny rzekomej wywołujący chorobę Aujeszky'ego u świń oraz herpeswirus bydlęcy typu 1 wywołujący zakaźne zapalenie nosa i tchawicy bydła oraz krostkowe zapalenie sromu i pochwy .

Taksonomia

Ponadto gatunek Iguanid herpesvirus 2 nie jest obecnie przypisany do rodzaju i podrodziny.

Zobacz Herpesvirales # Taksonomia , aby uzyskać informacje na temat historii taksonomicznej, badań filogenetycznych i systemu nazewnictwa.

Struktura

Schematyczny rysunek wirionu Herpesviridae

Wszyscy członkowie Herpesviridae mają wspólną strukturę; stosunkowo duży, jednoczęściowy, dwuniciowy, liniowy genom DNA kodujący 100-200 genów zamknięty w dwudziestościennej klatce białkowej (o symetrii T=16) zwanej kapsydem , który sam jest owinięty warstwą białka zwaną powłoką zawierającą oba białka wirusowe oraz wirusowe mRNA i dwuwarstwową błonę lipidową zwaną otoczką . Cała ta cząstka jest znana jako wirion . Składnikami strukturalnymi typowego wirionu HSV są dwuwarstwowa otoczka lipidowa, powłoka, DNA, kolce glikoproteinowe i nukleokapsyd. Czteroskładnikowy wirion Herpes simplex obejmuje dwuniciowy genom DNA w dwudziestościennym nukleokapsydzie. Wokół jest powłoka. Powłoka zawiera włókna, każde o szerokości 7 nm. Jest to warstwa amorficzna z pewnymi regionami strukturalnymi. Na koniec jest pokryty otoczką lipoproteinową. Z każdego wirionu wystają kolce wykonane z glikoproteiny. Mogą one zwiększyć średnicę wirusa do 225 nm. Średnice wirionów bez kolców wynoszą około 186 nm. W zewnętrznej otoczce wirionu znajdują się co najmniej dwa nieglikozylowane białka błonowe. Istnieje również 11 glikoprotein. Są to gB, gC, gD, gE, gG, gH, gI, gJ, gK, gL i gM. Tegument zawiera 26 białek. Mają takie obowiązki, jak transport kapsydu do jądra i innych organelli, aktywacja wczesnej transkrypcji genów i degradacja mRNA. Dwudziestościenny nukleokapsyd jest podobny do ogoniastego bakteriofaga w kolejności Caudovirales . Ten kapsyd ma 161 kapsomerów składających się ze 150 heksonów i 11 pentonów, a także kompleks portalowy, który umożliwia wejście i wyjście DNA do kapsydu.

Koło życia

Wszystkie herpeswirusy replikują się w jądrze - wirusowe DNA jest transkrybowane do mRNA w jądrze zainfekowanej komórki . [ potrzebne źródło ]

Infekcja jest inicjowana, gdy cząsteczka wirusa styka się z komórką z określonymi typami cząsteczek receptora na powierzchni komórki . Po związaniu glikoprotein otoczki wirusowej z receptorami błony komórkowej, wirion jest internalizowany i rozkładany, umożliwiając wirusowemu DNA migrację do jądra komórkowego. W jądrze zachodzi replikacja wirusowego DNA i transkrypcja genów wirusowych. [ potrzebne źródło ]

Podczas infekcji objawowej zakażone komórki dokonują transkrypcji litycznych genów wirusowych. Zamiast tego w niektórych komórkach gospodarza gromadzi się niewielka liczba genów wirusowych określanych jako transkrypt związany z latencją (LAT). W ten sposób wirus może przetrwać w komórce (a tym samym gospodarzu) w nieskończoność. Podczas gdy pierwotnej infekcji często towarzyszy samoograniczający się okres klinicznej choroby, długotrwała latencja jest bezobjawowa. [ potrzebne źródło ]

Dynamika chromatyny reguluje zdolność transkrypcji całych genomów wirusa opryszczki. Kiedy wirus dostaje się do komórki, komórkowa odpowiedź immunologiczna ma na celu ochronę komórki. Komórka robi to, owijając wirusowe DNA wokół histonów i kondensując je w chromatynę, powodując, że wirus staje się uśpiony lub utajony. Jeśli komórkom się nie powiedzie, a chromatyna jest luźno związana, wirusowe DNA jest nadal dostępne. Cząsteczki wirusa mogą włączyć swoje geny i replikować się przy użyciu maszynerii komórkowej w celu reaktywacji, rozpoczynając infekcję lityczną.

Reaktywacja utajonych wirusów jest związana z wieloma chorobami (np. półpasiec , łupież różowy ). Po aktywacji transkrypcja genów wirusowych przechodzi z LAT do wielu genów litycznych; prowadzą one do zwiększonej replikacji i produkcji wirusów. Często aktywacja lityczna prowadzi do śmierci komórki . Klinicznie aktywacji litycznej często towarzyszy pojawienie się nieswoistych objawów , takich jak stan podgorączkowy, ból głowy, ból gardła, złe samopoczucie i wysypka, a także objawy kliniczne, takie jak obrzęk lub tkliwość węzłów chłonnych oraz odkrycia immunologiczne, takie jak obniżony poziom komórek NK . [ potrzebne źródło ]

W modelach zwierzęcych stwierdzono, że miejscowy uraz i stres systemowy indukują reaktywację utajonej infekcji herpeswirusem. Stresory komórkowe, takie jak przejściowe przerwanie syntezy białek i niedotlenienie, są również wystarczające do wywołania reaktywacji wirusa.

Rodzaj Podrodzina Dane gospodarza Tropizm tkankowy Szczegóły wpisu Szczegóły wydania Miejsce replikacji Miejsce montażu Przenoszenie
Iltowirus α Ptaki: kurowate: psittacine Nic Endocytoza receptora komórkowego Początkujący Jądro Jądro Ustno-kałowy, aerozol
trąbowaty wirus β Słonie Nic glikoproteiny Początkujący Jądro Jądro Kontakt
Wirus cytomegalii β ludzie; małpy Błona śluzowa nabłonka, komórki krwiotwórcze (krwi). glikoproteiny Początkujący Jądro Jądro Mocz, ślina
mardiwirus α kurczaki; indyki; Przepiórka Nic Endocytoza receptora komórkowego Początkujący Jądro Jądro Aerosol
rodinowirus γ ludzie; ssaki Limfocyty B glikoproteiny Początkujący Jądro Jądro Seks, ślina
makawirus γ Ssaki Limfocyty B glikoproteiny Początkujący Jądro Jądro Seks, ślina
Różowirus β ludzie komórki T; komórki B; komórki NK; monocyty; makrofagi; nabłonkowy glikoproteiny Początkujący Jądro Jądro Kontakt z drogami oddechowymi
Simplexwirus α ludzie; ssaki Błona śluzowa nabłonka Endocytoza receptora komórkowego Początkujący Jądro Jądro Seks, ślina
skutawirus α Żółwie morskie Nic Endocytoza receptora komórkowego Początkujący Jądro Jądro Aerosol
Wirus ospy wietrznej α Ssaki Błona śluzowa nabłonka glikoproteiny Początkujący Jądro Jądro Aerosol
perkawirus γ Ssaki Limfocyty B glikoproteiny Początkujący Jądro Jądro Seks, ślina
Limfokryptowirus γ ludzie; ssaki Limfocyty B glikoproteiny Początkujący Jądro Jądro Ślina
Muromegalowirus β Gryzonie Ślinianki glikoproteiny Początkujący Jądro Jądro Kontakt

Ewolucja

Trzy podrodziny ssaków - Alpha -, Beta - i Gamma - herpesviridae - powstały około 180 do 220 milionów lat temu . Główne linie podrzędne w obrębie tych podrodzin powstały prawdopodobnie przed promieniowaniem ssaków o mocy od 80 do 60 milionów lat temu. Specjacje w ramach podlinii miały miejsce w ciągu ostatnich 80 milionów lat, prawdopodobnie z głównym składnikiem współspecjacji z liniami żywicieli. [ potrzebne źródło ]

Wszystkie obecnie znane gatunki ptaków i gadów to alfa-herpeswirusy. Chociaż kolejność rozgałęzień wirusów opryszczki nie została jeszcze ustalona, ​​ponieważ wirusy opryszczki i ich gospodarze mają tendencję do współewoluowania, sugeruje to, że alfa-herpeswirusy mogły być najwcześniejszą gałęzią. [ potrzebne źródło ]

Czas powstania rodzaju Iltovirus oszacowano na 200 milionów lat temu, podczas gdy rodzajów mardivirus i simplex oszacowano na 150-100 milionów lat temu.

Unikanie układu odpornościowego

Herpeswirusy są znane ze swojej zdolności do tworzenia infekcji trwających całe życie. Jednym ze sposobów, w jaki jest to możliwe, jest unikanie odporności. Herpeswirusy mają wiele różnych sposobów unikania układu odpornościowego. Jednym z takich sposobów jest kodowanie białka naśladującego ludzką interleukinę 10 (hIL-10), a innym jest obniżenie poziomu głównego kompleksu zgodności tkankowej II (MHC II) w zakażonych komórkach.

cmvIL-10

Badania przeprowadzone na wirusie cytomegalii (CMV) wskazują, że wirusowy homolog ludzkiej IL-10, cmvIL-10, odgrywa ważną rolę w hamowaniu syntezy cytokin prozapalnych . Białko cmvIL-10 ma 27% identyczności z hIL-10 i tylko jedną konserwowaną resztą z dziewięciu aminokwasów, które tworzą funkcjonalne miejsce hamowania syntezy cytokin na hIL-10. Istnieje jednak wiele podobieństw w funkcjach hIL-10 i cmvIL-10. Wykazano, że oba obniżają poziom IFN-γ , IL-1α , GM-CSF , IL-6 i TNF-α , z których wszystkie są cytokinami prozapalnymi. Wykazano również, że odgrywają rolę w regulacji w dół MHC I i MHC II oraz w regulacji w górę HLA-G (nieklasyczny MHC I). Te dwa zdarzenia pozwalają na uniknięcie odporności poprzez tłumienie odpowiednio komórkowej odpowiedzi immunologicznej i komórek NK . Podobieństwa między hIL-10 i cmvIL-10 można wytłumaczyć faktem, że zarówno hIL-10, jak i cmvIL-10 wykorzystują ten sam receptor powierzchniowy komórki, receptor hIL-10. Jedną różnicą w funkcji hIL-10 i cmvIL-10 jest to, że hIL-10 powoduje powstawanie ludzkich jednojądrzastych komórek krwi obwodowej ( PBMC ) na wzrost i spadek proliferacji, podczas gdy cmvIL-10 powoduje jedynie spadek proliferacji PBMC. Wskazuje to, że cmvIL-10 może nie mieć działania stymulującego, jakie hIL-10 ma na te komórki.

Stwierdzono, że cmvIL-10 działa poprzez fosforylację białka Stat3 . Pierwotnie sądzono, że ta fosforylacja była wynikiem JAK-STAT . Jednak pomimo dowodów, że JAK rzeczywiście fosforyluje Stat3, jego hamowanie nie ma znaczącego wpływu na hamowanie syntezy cytokin. , że inne białko, PI3K , również fosforyluje Stat3. Hamowanie PI3K, w przeciwieństwie do hamowania JAK, miało znaczący wpływ na syntezę cytokin. Różnica między PI3K i JAK w fosforylacji Stat3 polega na tym, że PI3K fosforyluje Stat3 na reszcie S727, podczas gdy JAK fosforyluje Stat3 na reszcie Y705. Ta różnica w pozycjach fosforylacji wydaje się być kluczowym czynnikiem aktywacji Stat3 prowadzącym do zahamowania syntezy cytokin prozapalnych. W rzeczywistości, gdy do komórek dodaje się inhibitor PI3K, poziomy syntezy cytokin są znacznie przywrócone. Fakt, że poziomy cytokin nie są całkowicie przywrócone, wskazuje, że istnieje inny szlak aktywowany przez cmvIL-10, który hamuje syntezę układu cytokin. Proponowany mechanizm polega na tym, że cmvIL-10 aktywuje PI3K, który z kolei aktywuje PKB (akt). PKB może następnie aktywować mTOR , który może celować w Stat3 w celu fosforylacji reszty S727.

Regulacja w dół MHC

Innym sposobem, w jaki wirusy opryszczki unikają układu odpornościowego, jest regulacja w dół MHC I i MHC II . Obserwuje się to w prawie każdym ludzkim wirusie opryszczki. Regulacja w dół MHC I i MHC II może wynikać z wielu różnych mechanizmów, z których większość powoduje nieobecność MHC na powierzchni komórki. Jak omówiono powyżej, jednym ze sposobów jest wirusowy homolog chemokiny, taki jak IL-10. Innym mechanizmem obniżania MHC jest kodowanie białek wirusowych, które zatrzymują nowo utworzony MHC w retikulum endoplazmatycznym (ER). MHC nie może dotrzeć do powierzchni komórki i dlatego nie może aktywować komórki T odpowiedź. MHC mogą być również celem zniszczenia w proteasomie lub lizosomie . Białko ER TAP odgrywa również rolę w regulacji w dół MHC. Białka wirusowe hamują TAP, uniemożliwiając MHC wychwytywanie wirusowego peptydu antygenowego. Uniemożliwia to prawidłowe fałdowanie MHC i dlatego MHC nie dociera do powierzchni komórki.

Rodzaje ludzkiego herpeswirusa

Poniżej znajduje się dziewięć różnych wirusów z tej rodziny, o których wiadomo, że powodują choroby u ludzi.

Klasyfikacja ludzkiego herpeswirusa (HHV).
Nazwa Synonim Podrodzina Podstawowa komórka docelowa Zespół Miejsce opóźnienia Środki rozprzestrzeniania
HHV‑1 Wirus opryszczki pospolitej -1 (HSV-1) α (alfa) śluzówkowo-nabłonkowy Opryszczka jamy ustnej i ( lub ) narządów płciowych , opryszczkowe zapalenie dziąseł i jamy ustnej , zapalenie gardła , wyprysk opryszczkowy , opryszczka opryszczkowa , opryszczkowe zapalenie rogówki , rumień wielopostaciowy , zapalenie mózgu , a także inne zakażenia wirusem opryszczki zwykłej Neuron (zwoje czuciowe) Bliski kontakt ( infekcja ustna lub przenoszona drogą płciową )
HHV-2 Wirus opryszczki pospolitej -2 (HSV-2) α śluzówkowo-nabłonkowy Opryszczka jamy ustnej i (lub) narządów płciowych , opryszczkowe zapalenie dziąseł i jamy ustnej , zapalenie gardła , wyprysk opryszczkowy , opryszczka opryszczkowa , opryszczkowe zapalenie rogówki , rumień wielopostaciowy , zapalenie opon mózgowych Mollareta , a także inne zakażenia wirusem opryszczki zwykłej Neuron (zwoje czuciowe) Bliski kontakt ( infekcja ustna lub przenoszona drogą płciową )
HHV-3 Wirus ospy wietrznej i półpaśca (VZV) α śluzówkowo-nabłonkowy Ospa wietrzna i półpasiec Neuron (zwoje czuciowe) Drogi oddechowe i bliski kontakt (w tym zakażenie przenoszone drogą płciową )
HHV-4 Wirus Epsteina-Barra (EBV) Limfokryptowirus γ (gamma) Komórki B i komórki nabłonkowe Choroby limfoproliferacyjne związane z wirusem Epsteina-Barra , duża grupa łagodnych, przednowotworowych i złośliwych chorób, w tym reaktywny rozrost limfatyczny z obecnością wirusa Epsteina-Barra , ciężka alergia na ugryzienie komara , reaktywny rozrost limfatyczny z obecnością wirusa Epsteina-Barra , mononukleoza zakaźna , chłoniak Burkitta , chłoniak Hodgkina z wirusem Epsteina-Barra , pozawęzłowy chłoniak z komórek NK / T typu nosowego , agresywna białaczka z komórek NK związana z wirusem Epsteina-Barra , Chłoniak OUN u chorych na AIDS , zespół limfoproliferacyjny po przeszczepie (PTLD), rak nosogardzieli , leukoplakia włochata związana z HIV , stwardnienie rozsiane Komórka B Bliski kontakt, transfuzje, przeszczepy tkanek i wrodzone
HHV-5 wirus cytomegalii (CMV) β (Beta) Monocyty i komórki nabłonkowe Zespół podobny do mononukleozy zakaźnej , zapalenie siatkówki Monocyt i ? Ślina, mocz, krew, mleko matki
HHV-6A i 6B Różowirus β Limfocyty T i ? Szósta choroba ( roseola infantum lub exanthem subitum ) Limfocyty T i ? Drogi oddechowe i bliski kontakt?
HHV-7 β Limfocyty T i ? zespół nadwrażliwości polekowej, encefalopatia, zespół drgawek połowiczych, porażenia połowiczego i padaczki, zapalenie wątroby, mieloradikuloneuropatia poinfekcyjna, łupież różowy i reaktywacja HHV-4 (EBV), prowadząca do „choroby podobnej do mononukleozy” Limfocyty T i ? ?
HHV-8
Herpeswirus związany z mięsakiem Kaposiego (KSHV), rodzaj Rhadinovirus 		γ Limfocyty i inne komórki Mięsak Kaposiego , pierwotny chłoniak wysiękowy , niektóre typy wieloośrodkowej choroby Castlemana Komórka B Bliski kontakt (seksualny), ślina?

Herpeswirusy odzwierzęce

Oprócz herpeswirusów uważanych za endemiczne dla ludzi, niektóre wirusy związane głównie ze zwierzętami mogą zarażać ludzi. Są to odzwierzęce :

Herpeswirusy odzwierzęce
Gatunek Typ Synonim Podrodzina Patofizjologia człowieka
Makak małpa CeHV-1 Cercopithecine herpeswirus 1 , ( wirus małpy B ) α Bardzo niezwykłe, zgłoszono tylko około 25 przypadków u ludzi. Nieleczona infekcja jest często śmiertelna; szesnaście z 25 przypadków zakończyło się śmiertelnym zapaleniem mózgu i rdzenia . Co najmniej cztery przypadki zakończyły się przeżyciem z ciężkimi zaburzeniami neurologicznymi. Świadomość objawów i wczesne leczenie są ważne dla pracowników laboratorium, którzy są narażeni.
Mysz MuHV-4 Murid herpeswirus 68 (MHV-68) γ zoonotyczna częściej występuje u pracowników laboratoriów zajmujących się zakażonymi myszami. Testy ELISA wykazują fałszywie dodatnie wyniki czterokrotne (x4) , spowodowane reakcją krzyżową przeciwciał z innymi wirusami opryszczki.

Herpeswirusy zwierzęce

W wirusologii zwierząt najbardziej znane herpeswirusy należą do podrodziny Alphaherpesvirinae . Badania nad wirusem wścieklizny rzekomej (PrV), czynnikiem wywołującym chorobę Aujeszky'ego u świń, zapoczątkowały zwalczanie chorób zwierząt za pomocą szczepionek modyfikowanych genetycznie. PrV jest obecnie szeroko badany jako model podstawowych procesów podczas zakażenia litycznym wirusem opryszczki oraz do odkrywania mechanizmów molekularnych neurotropizmu herpeswirusa, podczas gdy herpeswirus bydlęcy 1 , czynnik sprawczy zakaźnego zapalenia nosa i tchawicy bydła i krostkowe zapalenie sromu i pochwy , jest analizowane w celu wyjaśnienia molekularnych mechanizmów latencji. Wirus zakaźnego zapalenia krtani i tchawicy ptaków jest filogenetycznie odległy od tych dwóch wirusów i służy podkreśleniu podobieństwa i różnorodności w obrębie Alphaherpesvirinae .

Badania

Główny artykuł: Badania nad opryszczką pospolitą

Obecnie trwają badania nad różnymi efektami ubocznymi lub współistniejącymi schorzeniami związanymi z herpeswirusami. Obejmują one:

Zobacz też

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Herpesviridae&oldid=1142441865 ”