Wirus brodawczaka bydlęcego
|
|
| Wirus brodawczaka bydła | |
|---|---|
| Wirus brodawczaka bydła (rekonstrukcja 3D) | |
| Klasyfikacja naukowa | |
| (nierankingowe): | Wirus |
| królestwo : | Monodnaviria |
| Królestwo: | Shotokuvirae |
| Gromada: | Cossaviricota |
| Klasa: | Papovaviricetes |
| Zamówienie: | Zurhausenvirales |
| Rodzina: | Papillomaviridae |
| Podrodzina: | Pierwsza papillomavirinae |
| Grupy włączone | |
|
|
Wirusy brodawczaka bydła ( BPV ) to parafiletyczna grupa wirusów DNA z podrodziny Firstpapillomavirinae należących do Papillomaviridae , które są powszechne u bydła . Wszystkie BPV mają okrągły dwuniciowy genom DNA. Zakażenie powoduje brodawczaki ( brodawczaki i brodawczaki włókniste) skóry i przewodu pokarmowego , rzadziej nowotwory przewodu pokarmowego i pęcherza moczowego . Uważa się również, że powodują sarkoidozę guza skóry koni u koni i osłów .
BPV zostały wykorzystane jako model do badania biologii molekularnej wirusa brodawczaka i do analizowania mechanizmów, dzięki którym ta grupa wirusów powoduje raka .
Struktura i organizacja genetyczna
Podobnie jak inne wirusy brodawczaka, BPV to małe wirusy bez otoczki z dwudziestościennym kapsydem o średnicy około 50–60 nm. Kapsyd jest utworzony z białek strukturalnych L1 i L2, z odsłoniętym C-końcem L1 .
Wszystkie BPV mają okrągły dwuniciowy genom DNA o wielkości 7,3–8,0 kb. Organizacja genetyczna tych BPV, które zostały zsekwencjonowane, jest zasadniczo podobna do innych wirusów brodawczaka. ramki odczytu (ORF) znajdują się na jednej nici i są podzielone na regiony wczesne i późne. Wczesny region koduje białka niestrukturalne od E1 do E7. Istnieją trzy wirusowe onkoproteiny , E5, E6 i E7; BPV z Xipapillomavirus nie mają E6. Późny region koduje białka strukturalne L1 i L2. Istnieje również niekodujący długi region kontrolny (LCR).
typy
Scharakteryzowano sześć typów BPV, od BPV-1 do BPV-6, które podzielono na trzy szerokie podgrupy.
-
Deltapapillomavirus lub fibropapillomaviruses (wcześniej znany jako podgrupa A), w tym typy 1 i 2, mają genom o wielkości około 7,9 kb. W grupie tej występują również podobne wirusy brodawczaka zwierząt kopytnych (np. wirus brodawczaka jelenia, wirus brodawczaka łosia europejskiego, wirus brodawczaka owiec 1,2). Podobnie jak wszyscy członkowie klasy wirusów brodawczaka, wirusy te infekują tylko keratynocyty (komórki nabłonkowe); jednakże, w przeciwieństwie do innych wirusów brodawczaka, powodują one proliferację zarówno keratynocytów, jak i fibroblastów , powodując łagodne brodawczaki włókniste obejmujące zarówno nabłonek , jak i leżącą pod nim skórę właściwą . Specyfika typów jest różna: [ potrzebne źródło ]
- BPV-1 infekuje okolice narządów płciowych, w tym penisa, sutki i wymiona
- BPV-2 zakaża skórę, przewód pokarmowy i pęcherz moczowy
-
Wirus Xipapilloma lub epiteliotropowe BPV (wcześniej znane jako podgrupa B), w tym typy 3, 4 i 6, mają mniejszy genom o wielkości około 7,3 kb i są unikalne wśród wirusów brodawczaka pod względem braku onkoproteiny E6. Infekują keratynocyty (komórki nabłonkowe), powodując czyste brodawczaki obejmujące tylko nabłonek . Specyfika typów jest różna: [ potrzebne źródło ]
- BPV-3 infekuje skórę
- BPV-4 infekuje górny odcinek przewodu pokarmowego
- BPV-6 infekuje strzyki i wymiona
- Epsilonpapillomavirus ma pojedynczego członka BPV-5, z cechami pośrednimi między pozostałymi dwiema grupami. BPV-5 infekuje strzyki i wymiona i może powodować zarówno czyste brodawczaki, jak i brodawczaki włókniste. [ potrzebne źródło ]
Niedawno zidentyfikowano kolejnych trzynaście domniemanych BPV; nowe wirusy nie zostały jeszcze przypisane do podgrup.
Patologia
BPV jest bardzo rozpowszechniony, szacuje się, że około 50% bydła nosi zmiany chorobowe w Wielkiej Brytanii. Brodawki skórne występują najczęściej u młodszych zwierząt (poniżej 2 lat) i zwykle ustępują samoistnie z powodu odpowiedzi immunologicznej zwierzęcia bez znaczącego bliznowacenia. Czas trwania infekcji jest bardzo zmienny (od jednego miesiąca do ponad roku) i możliwy jest nawrót.
Brodawki wywołane przez grupę Xipapillomavirus mają wygląd podobny do kalafiora i mogą osiągnąć rozmiar pięści; najczęściej na głowie, szyi i ramionach, mogą też występować w innych miejscach. Włókniaki brodawczaka skórnego wywołane przez Deltapapillomavirus mają wygląd guzowaty. Chociaż nieestetyczne, większość brodawek skórnych rzadko powoduje problemy, z wyjątkiem zwierząt pokazowych. Jednak duże brodawki mogą krwawić, potencjalnie prowadząc do wtórnych infekcji, a kwieciste brodawki strzyków mogą powodować zapalenie sutka i zakłócać ssanie i dojenie. Włókniaki brodawkowate mogą być uciążliwe, gdy występują w okolicy narządów płciowych, powodując ból, a czasem utratę funkcji rozrodczych, a także utrudniając poród. U zwierząt z przewlekłą immunosupresją może rozwinąć się rozległa brodawczakowatość górnego odcinka przewodu pokarmowego, która może powodować trudności w jedzeniu i oddychaniu.
Brodawki zawierają duże ilości zakaźnego wirusa, który jest względnie stabilny. Przenoszenie między zwierzętami jest powszechne, na przykład przez słupki ogrodzeniowe lub kantary. Brodawki na sutkach krów w okresie laktacji są łatwo przenoszone na cielęta poprzez otarcia. Innym powszechnym źródłem infekcji jest zanieczyszczony sprzęt do tatuażu lub znakowania. [ potrzebne źródło ]
Związek z rakiem
Bydło
BPV-4 powoduje raka płaskonabłonkowego przewodu pokarmowego, a BPV-1/2 powoduje raka i naczyniaka śródbłonka pęcherza moczowego, w obu przypadkach u zwierząt, które żywiły się orlicą ( Pteridium aquilinum ). Takie nowotwory są powszechne w miejscach, w których pastwiska są zaatakowane przez orlicę, takich jak zachodnie wyżyny Szkocji , południowe Włochy i dolina Nasampolai w Kenii . Bracken zawiera kilka immunosupresantów i mutagenów , w tym kwercetynę i ptaquiloside . Spożycie dużych ilości przez bydło prowadzi do zespołu ostrego zatrucia z objawami szpiku kostnego , natomiast przy niższych poziomach długotrwałego spożycia działa jako kofaktor nowotworowy . Karcynogeneza jest procesem wieloetapowym; guzy zawierają również aktywowany Ras , jak również mutację lub regulację w dół genów supresorowych guza p53 w nowotworach przewodu pokarmowego i kruche tetrady histydynowe ( FHIT ) w raku pęcherza moczowego. Cząstki wirusowe nie są wytwarzane ani w przewodzie pokarmowym, ani w guzach pęcherza moczowego.
Te nowotwory związane z paprociami mogą stanowić model dla niektórych rodzajów ludzkiego raka przełyku . DNA wirusa brodawczaka ludzkiego wykryto w około 18% przypadków raka płaskonabłonkowego przełyku i istnieje związek między narażeniem na kontakt z orlicą (która jest stosowana jako środek spożywczy i ziołowy w Ameryce Południowej , Chinach , Japonii , Korei i innych krajach) i ryzyko rozwoju raka przełyku.
Inne ssaki
BPV-1 i BPV-2 mogą również wywoływać mięsaki i włókniakomięsaki u innych ssaków, w tym koniowatych (sarkoid koński) oraz, eksperymentalnie, królików, chomików i myszy (i przegląd w). Cząstki wirusowe nie są wytwarzane podczas infekcji innych gatunków i, w przeciwieństwie do nowotworów związanych z wirusem brodawczaka ludzkiego , wirusowe DNA nie jest integrowane z genomem gospodarza.
Sarkoid koński , naturalnie występujący nowotwór skóry dotykający konie, osły i muły, jest związany ze szczepami BPV-1/2, które mogą być swoiste dla koni. Zmiany mogą pojawić się w dowolnym miejscu na ciele, często mnożą się, przy czym szczególnie często dotykają kończyny, klatkę piersiową i brzuch, głowę i okolice narządów płciowych. Metoda transmisji jest obecnie niejasna; sugerowano udział much twarzowych ( Musca autumnalis ) i prawdopodobne jest przenoszenie przez zanieczyszczony hals. Choroba stanowi jedyny znany przykład naturalnej infekcji międzygatunkowej wirusem brodawczaka. Zaangażowanie BPV daje nadzieję, że szczepienie lub terapia przeciwwirusowa mogą być możliwe w przyszłości w przypadku tego powszechnego nowotworu. [ potrzebne źródło ]
Leczenie, profilaktyka i profilaktyka
Leczenie zwykle nie jest wymagane, ponieważ większość brodawek ostatecznie cofa się samoistnie. Usunięcie chirurgiczne jest możliwe, ale może prowadzić do nawrotu. Dezynfekcja formaldehydem boksów, słupków ogrodzeniowych i innych środowiskowych rezerwuarów wirusów może zapobiec przenoszeniu.
Szczepionka
Szczepionki przeciwko BPV typu 1, 2 i 4 zostały opracowane przez M. Saveria Campo i innych.
- Szczepienie profilaktyczne ( tj . szczepienie zwierząt wolnych od brodawek w celu zapobieżenia zakażeniu) całym wirusem (np. zawiesiną tkanki brodawek zabitych formaliną ), cząstkami wirusopodobnymi (L1 lub L1+L2), białkiem L1 lub (dla BPV-4) L2 białko zapewnia długotrwałą ochronę przed prowokacją tym samym typem BPV, ale generalnie jest nieskuteczne wobec istniejących brodawek. Wydaje się, że w ochronie pośredniczą specyficzne dla typu przeciwciała neutralizujące . Szczepienie cieląt już w wieku 4–6 tygodni może być konieczne, aby zapobiec zakażeniu.
- Szczepienie terapeutyczne ( tj . szczepienie zwierząt z istniejącymi brodawkami) BPV-4 E7 lub BPV-2 L2 indukuje wczesną regresję brodawek. Odrzucenie brodawki obejmuje komórkową odpowiedź immunologiczną , z infiltracją miejsca przez dużą liczbę limfocytów i makrofagów .
Te systemy szczepionek posłużyły jako modele pomyślnego opracowania szczepionek profilaktycznych przeciwko typom wirusa brodawczaka ludzkiego związanym z rakiem szyjki macicy i odbytu . Zarówno Gardasil (czterowalentna profilaktyczna szczepionka HPV zarejestrowana w 2006 r.), jak i Cervarix (licencja na dwuwalentną szczepionkę profilaktyczną w UE w 2007 r. i USA w 2009 r.) zawierają wirusopodobne cząsteczki złożone z białka L1, podejście skuteczne przeciwko BPV, a obie szczepionki indukują trwała odporność. Różne terapeutyczne szczepionki HPV oparte na E6, E7 i L2 są obecnie na wczesnym etapie badań klinicznych.