Кіріспе
Вирустар туысы Флавивирус, 2023 жылы Ортофлавивирус деп қайта аталды, бұл Флавивирустар тұқымдасына жататын оң жіпті РНК вирустарының туысы. Бұл туысқа Батыс Нил вирусы, денге вирусы, құйрықпен жүретін энцефалит вирусы, сары қызылша вирусы, Зика вирусы және энцефалитке себеп болуы мүмкін басқа да бірнеше вирустар, сондай-ақ жәндіктерге тән флавивирустар (ISF), мысалы, жасушаларды біріктіретін агент вирусы (CFAV), Палм Крик вирусы (PCV) және Парраматта өзені вирусы (PaRV) кіреді. Екі жауын иесі бар флавивирустар омыртқалы жануарлар мен буынты жануарларды жұқтыра алады, ал жәндіктерге тән флавивирустар тек олардың құзыретті буынты жануарларымен шектеледі. Флавивирустардың өздерінің құзыретті векторларында тұрақты инфекцияны орнату және адамдарда ауруды тудыру механизмі бірнеше вирус-жауын өзара әрекеттесулеріне байланысты, оның ішінде флавивируспен кодталған иммундық антагонисттер мен жауынның вирусқа қарсы туа біткен иммундық эффекторлық молекулалары арасындағы күрделі байланыс. Флавивирустар сары қызылша вирусының атымен аталған; "flavus" сөзі латын тілінде "сары" дегенді білдіреді, ал сары қызылша өз кезегінде аурудың құрбандарында сары қызылшаны тудыруға бейімділігінен аталған. Флавивирустар бірнеше ортақ ерекшеліктерге ие: ортақ мөлшері (40–65 нм), симметриясы (қаптамалы, икосаэдрлік нуклеокапсид), нуклеин қышқылы (оң мағыналы, бір жіпті РНК, шамамен 10,000–11,000 негіз) және электронды микроскоп астындағы көрінісі. Бұл вирустардың көпшілігі жұқтырған буынты жануарлардың (мысалы, масалар мен құйрықтардың) шағуы арқылы беріледі, сондықтан олар арбовирустар деп жіктеледі. Адамдардың осы арбовирустармен жұқтыруы көбінесе кездейсоқ болып табылады, себебі адамдар вирустың өмірлік циклын жалғастыру үшін қажетті буынты жануарларды қайта жұқтыруға жеткілікті мөлшерде көбейтіп шығара алмайды – адамдар вирус үшін соқыр табан болып табылады. Бұған сары қызылша, денге және Зика вирустары ғана ерекшелік жасайды. Бұл үш вирусқа әлі де масалардың векторлары қажет, бірақ олар адамдарға жеткілікті бейімделген, сондықтан жануарларға міндетті түрде тәуелді емес (бірақ олардың жануарлар арқылы таралу жолдары да маңызды). Арбовирустарды жұқтырудың басқа жолдарына жұқтырған жануарлардың денесін ұстау, қан құю, жыныстық қатынас, бала туу және пастеризацияланбаған сүт өнімдерін тұтыну жатады. Алайда, адам емес омыртқалы жануарлардан адамға аралық векторсыз буынты жануарларсыз жұғу көбінесе аз ғана мүмкіндікпен жүзеге асады. Мысалы, сары қызылшамен байланысты алғашқы сынақтар осы аурудың жұқпалы емес екенін көрсетті. Флавивирустар тұқымдасының белгілі арбовирустары буынты жануарларда немесе омыртқалы жануарларда көбейеді, бірақ екеуінде де емес, ал тұқымдастың бір мүшесі нематодаға әсер етеді.
Flavivirus, renamed Orthoflavivirus in 2023, is a genus of positive strand RNA viruses in the family Flaviviridae. The genus includes the West Nile virus, dengue virus, tick borne encephalitis virus, yellow fever virus, Zika virus and several other viruses which may cause encephalitis, as well as insect specific flaviviruses (ISFs) such as cell fusing agent virus (CFAV), Palm Creek virus (PCV), and Parramatta River virus (PaRV). While dual host flaviviruses can infect vertebrates as well as arthropods, insect specific flaviviruses are restricted to their competent arthropods. The means by which flaviviruses establish persistent infection in their competent vectors and cause disease in humans depends upon several virus host interactions, including the intricate interplay between flavivirus encoded immune antagonists and the host antiviral innate immune effector molecules. Flaviviruses are named for the yellow fever virus; the word flavus means 'yellow' in Latin, and yellow fever in turn is named from its propensity to cause yellow jaundice in victims. Flaviviruses share several common aspects: common size (40–65 nm), symmetry (enveloped, icosahedral nucleocapsid), nucleic acid (positive sense, single stranded RNA around 10,000–11,000 bases), and appearance under the electron microscope. Most of these viruses are primarily transmitted by the bite from an infected arthropod (mosquito or tick), and hence are classified as arboviruses. Human infections with most of these arboviruses are incidental, as humans are unable to replicate the virus to high enough titers to reinfect the arthropods needed to continue the virus life cycle – humans are then a dead end host. The exceptions to this are the yellow fever virus, dengue virus and zika virus. These three viruses still require mosquito vectors but are well enough adapted to humans as to not necessarily depend upon animal hosts (although they continue to have important animal transmission routes, as well). Other virus transmission routes for arboviruses include handling infected animal carcasses, blood transfusion, sex, childbirth and consumption of unpasteurised milk products. Transmission from nonhuman vertebrates to humans without an intermediate vector arthropod however mostly occurs with low probability. For example, early tests with yellow fever showed that the disease is not contagious. The known non arboviruses of the flavivirus family reproduce in either arthropods or vertebrates, but not both, with one odd member of the genus affecting a nematode.
Құрылымы
Флавивирустар қабықшамен оралған, шар тәрізді және псевдо T=3 симметриясы бар икосаэдрлік геометрияға ие. Вирус бөлшегінің диаметрі шамамен 50 нм. Жалпы, геном үш құрылымдық белокты (Капсид, prM және Envelope) және жеті құрылымдық емес белокты (NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B, NS5) кодтайды. Геномдық РНК-ның 5' ұшында оң тізімді геномдық РНК 1 қақпақша құрылымымен (me7 GpppA me2) модификацияланады. Бұл белок сондай-ақ 2′O метилтрансферазаны кодтайды. Аударылғаннан кейін полипротеин вирустық және жасушалық протеазалардың үйлесімімен пісіп, жетілген полипептидтік өнімдерді босату үшін кесіледі. Дегенмен, жасушалық посттрансляциялық модификация поли-А құйрығының болуына байланысты; сондықтан бұл процесс жасушаға тәуелді емес. Оның орнына полипротеинде бірінші пептидті, вирусқа тән ферментті автоматты түрде босататын автокатализдік қасиет бар. Бұл фермент қалған полипротеинды жеке өнімдерге кесуге қабілетті. Кесілген өнімдердің бірі – РНК-ға тәуелді РНК полимераза, ол теріс сезімді РНК молекуласын синтездеуге жауапты. Нәтижесінде бұл молекула геномдық ұрпақ РНК синтезі үшін матрица ретінде қызмет етеді. Флавивирустың геномдық РНК репликациясы мембраналық бөлімшелердегі эндоплазмалық ретикулумның дөңгелек мембраналарында жүреді. Жаңа вирус бөлшектері кейін жиналады. Бұл бүршіклену процесінде жүзеге асады, ол қабықшаның жиналуына және жасуша лизісіне де жауапты. G белокпен жұптасқан рецептор киназасы 2 (сонымен қатар ADRBK1 деп те аталады) Flaviviridae отбасының бірнеше вирустарының енуіне және көбеюіне маңызды болып көрінеді. Адамдар, сүтқоректілер, масалар және кенелер табиғи иелер болып табылады. Жұқтыру жолдары: зооноз және шағу. Флавивирустың 5' УТР-да екі сақталған құрылымдық элемент бар: үлкен сабақ тізбегі (SLA) және қысқа сабақ тізбегі (SLB). SLA бүктеліп, жақын сабағы және кішкентай жоғарғы тізбегі бар Y пішіндес құрылымды құрайды. SLA промотор ретінде әрекет етуі мүмкін және вирус РНК синтезі үшін маңызды. SLB 5' УТР және 3' УТР арасындағы өзара әрекеттесуге қатысады, нәтижесінде вирус РНК-сының циклизациясы жүреді, бұл вирус репликациясы үшін маңызды.
Консервіленген шаштық шұңқыр
Кейінірек бірнеше Флавивирустың геномдарында сақталған шаштық (cHP) құрылымы табылды және ол капсид ақуыздарының аудармасын бағыттайды деп саналады. Ол AUG бастау кодонынан кейін орналасқан.
РНК-ның екіншілік құрылымдарының рөлі sfРНК өндірісінде
Субгеномдық флавивирустық РНК (sfRNA) – 3' UTR-дың кеңейтілген нұсқасы болып табылады және флавивирустың көбейіп-көбеюі мен патогенезінде маңызды рөл атқаратыны дәлелденген. sfRNA геномдық вирустық РНК-ның 5'–3' экзорибонуклеаза 1 (XRN1) ферментімен иесінің жасушаларында толық ыдыратылмауынан пайда болады. XRN1 вирустық РНК-ны ыдыратқанда, 5' және 3' UTR-дың екіншілік құрылымындағы сабақ-ілмектерде тоқтап қалады. Бұл тоқтау нәтижесінде геномдық РНК-ның толық қорытылмаған фрагменті – sfRNA пайда болады. sfRNA флавивирустың өмірлік циклына концентрациясына байланысты түрліше әсер етеді. sfRNA-ның жиналуы: (1) жасушаның туа біткен иммундық жауабын әлсіретіп, вирусқа қарсы иесінің қорғанысын төмендетеді; (2) вирустық РНК-ны жоятын РНКi жолдарының модификациясы үшін XRN1 және Dicer ферменттерінің белсенділігін тежейді; (3) вирустық көбейіп-көбеюді арттыру мақсатында вирустық репликация кешенін өзгертеді. Жалпы алғанда, sfRNA иесінің қорғаныс қабілетін нашарлатып, флавивирустардың инфекциясын күшейтетін көптеген механизмдерге қатысады.
Эволюция
Флавивирустарды екі кладқа бөлуге болады: біреуі вектор арқылы тарайтын вирустармен, екіншісі белгілі векторсыз. Векторлық кладты, өз кезегінде, масалар арқылы тарайтын клад және құйрықтар арқылы тарайтын клад деп бөлуге болады. Бұл топтарды тағы да бөлуге болады. Масалар тобы екі тармаққа бөлінеді: бір тармақта адамдарда немесе малдарда энцефалиттік аурулармен жиі байланысты нейротропты вирустар бар. Бұл тармақты *Culex* түрлері таратып, құстар резервуары болып табылады. Екінші тармақ – адамның геморрагиялық ауруымен байланысты нейротропты емес вирустар. Бұл вирустарда *Aedes* түрлерінің векторлары және приматтар қоныстануы болады. Құйрықтар арқылы тарайтын вирустар да екі ерекше топқа бөлінеді: біреуі теңіз құстарымен, екіншісі – құйрық энцефалиті кешенді вирустарымен, бірінші кезекте кеміргіштермен байланысты. Белгілі векторды пайдаланбайтын вирустарды үш топқа бөлуге болады: бірі маса арқылы тарайтын вирустарға жақын, және ол жарғанаттармен байланысты; екіншісі – генетикалық жағынан алыс, жарғанаттармен байланысты; үшінші топ – кеміргіштермен байланысты. Флавивирустардың эндогенді вирустық элементтері мен қазіргі флавивирустардың арасындағы эволюциялық байланыстар максималды ықтималдық тәсілдерін қолдана отырып, буынтық аяқтылар арқылы тарайтын флавивирустардың арахнидтерден пайда болғандығын анықтады. Бұл бұрынғы жұмыстарға қайшы келеді, онда аз ғана тірі вирустардың саны көрсетілген, құйрықтар арқылы тарайтын вирустар маса арқылы тарайтын топтан пайда болған. Флавивирустардың бірнеше ішінара және толық геномдары теңіз жәндіктерінде, мысалы, *Endeis spinosa*, сондай-ақ бірнеше қабықшалылар мен бас аяқтарда табылған. Бұл реттіліктер жәндіктерге тән флавивирустармен және сондай-ақ Тамана жарғанатының вирустары тобымен байланысты болып көрінеді. Судағы флавивирустар вирустардың осы тобының эволюциясына қалай сәйкес келетіндігі әлі анық емес, бірақ бұл вирустардың бірі, Вэнчжоу акуласының флавирусы, *Portunus trituberculatus* және Тынық мұхитының шпаденозды акуласы (*Scoliodon macrorhynchos*) акулаларын жұқтыратыны туралы бірнеше дәлелдер бар. Бұл вирустардың шығу тегі кем дегенде 9400-14000 жыл бұрын болған көрінеді. Ескі және Жаңа әлемнің денге штаммдары 150 және 450 жыл бұрын бөлініп кетті. Еуропалық және Қиыр Шығыс құйрық энцефалиті штаммдары шамамен 1087 (1610–649) жыл бұрын бөлініп кетті. Еуропалық құйрық энцефалиті және құйрық ауруы вирустары шамамен 572 (844–328) жыл бұрын бөлініп кетті. Бұл соңғы баға тарихи деректерге сәйкес келеді. Кунжин вирусы Батыс Нил вирусынан шамамен 277 (475–137) жыл бұрын бөлініп шықты. Бұл уақыт Австралияның Еуропадан қоныстанған уақытына сәйкес келеді. Жапон энцефалиті тобы 2000–3000 жыл бұрын Африкада пайда болған, содан кейін Оңтүстік-Шығыс Азияға таралып, кейін Азияның қалған бөліктеріне көшіп кеткен. Батыс Нил вирусының филогенетикалық зерттеулері оның 1000 жыл бұрын ерекше вирус ретінде пайда болғанын көрсетті. Бұл бастапқы вирус екі ерекше тұқымға айналды: 1-ші тұқым және оның көптеген профильдері Африкада және бүкіл әлемде эпидемиялық жұқтырудың көзі болып табылады. 2-ші тұқым Африканың зоонозы деп саналды. Алайда 2008 жылы 2-ші тұқым, бұрын тек Сахарадан оңтүстікке қарай Африка мен Мадагаскардағы жылқыларда ғана байқалған, Еуропадағы жылқыларда пайда бола бастады, онда 2008 жылы Венгрияда алғашқы белгілі жарылыс 18 жануарды зардап шекті. 1-ші тұқымдық Батыс Нил вирусы 2010 жылы Оңтүстік Африкада бір жылқы мен оның түсік жасатқан ұрығында анықталды; бұған дейін Оңтүстік Африкада тек 2-ші тұқымдық Батыс Нил вирусы жылқылар мен адамдарда анықталған. 2007 жылы Техастағы қасқыр китінде болған өлім жағдай Батыс Нил вирусының белгілі қожайын аймағын кеңейтіп, кит тәрізді жануарларды қамтыды. Омск геморрагиялық қызба вирусы соңғы 1000 жыл ішінде дамыған көрінеді. Вирустық геномдар 2 кладқа бөлінеді – A және B. A кладының бесеу, B кладының біреу генотипі бар. Бұл кладтар шамамен 700 жыл бұрын бөлініп кетті. Бұл бөліну Курган облысында болған көрінеді. A клады кейіннен 230 жыл бұрын C, D және E кладына бөлінді. C және E кладтары сәйкесінше Новосибирск және Омск облыстарында пайда болған көрінеді. Бұл вирусқа өте сезімтал *Ondatra zibethicus* суыр 1930 жылдары бұл аймаққа әкелінген.