Кіріспе

Poxviridae вирустар туысы – екі тізбекті ДНК вирустарының туысы. Омыртқалылар мен бунақденелілер табиғи иелер болып табылады. Қазіргі уақытта бұл туыста 83 түр бар, олар 22 туысқа бөлінеді, ал туыстар екі кіші туысқа жіктеледі. Бұл туысқа байланысты аурулардың ішінде шешек ауруы бар. Адамға жұғатын төрт туыс вирустар: ортопоксвирустар, парапоксвирустар, ятапоксвирустар, моллюсципоксвирустар. Ортопоксвирус: шешек вирусы (вариола), вакцина вирусы, сиыр қыстыруы вирусы, маймыл шешегі вирусы; Парапоксвирус: орф вирусы, псевдосиыр қыстыруы, сиырдың папулярлы стоматиті вирусы; Ятапоксвирус: танапокс вирусы, яба маймылының ісік вирусы; Молюсципоксвирус: жұқпалы моллюсциум вирусы (MCV). Ең көп таралғандары – вакцина (Үнді субконтинентінде) және жұқпалы моллюсциум, бірақ маймыл шешегі инфекциясының саны артып келеді (Батыс және Орталық Африканың жаңбырлы ормандары елдерінде). Сол сияқты аталған ауру – қызылша – нағыз шешек вирусы емес, ол герпес вирусы – варицелла зостерден туындайды.

Этимология

Poxviridae туысының атауы, теріде ішек жараларын тудыратын аурулармен байланысты вирустардың алғашқы тобына байланысты туындаған тарихи атау. Қазіргі вирустарды жіктеу фенотиптік ерекшеліктеріне негізделген: морфологиясы, нуклеин қышқылының түрі, көбейтілу жолы, жануарлар мен өсімдіктер сияқты қонақ иелері және олар қоздыратын аурудың түрі. Шешек вирусы осы туыстың ең белгілі өкілі болып табылады.

Тарих

Шал ауруы вирустарынан туындайтын аурулар, әсіресе шал ауруы ғасырлар бойы белгілі. Ең алғашқы күдікті жағдайлардың бірі – Мысыр перғауыны Рамзес V-тің б.з.б. 1150 жыл шамасында шал ауруынан қайтыс болғаны есептеледі. Шал ауруының 8-ші ғасырдың басында Еуропаға, ал 16-шы ғасырдың басында Америкаға тараған деп саналады, бұл жергілікті 3,2 миллион ацтектердің енгізілгеннен кейін екі жыл ішінде қайтыс болуына әкелді. Бұл өлім-жітімнің себебі мыңжылдықтар бойы вирусқа ұшырамаған жергілікті халықтың иммунитетінің болмауымен байланысты болуы мүмкін. Эдвард Дженнер сиыр шамасы ауруының шал ауруына қарағанда әлсіз екенін және тиімді вакцина ретінде қолданылатынын көрсеткеннен бір ғасыр өткен соң, шал ауруына қарсы вакцинациялау жөніндегі жаһандық күш-жігер басталды, мақсаты – әлемді осы аурудан құтқару. Эндемикалық шал ауруының соңғы жағдайы 1977 жылы Сомалиде тіркелді. Екі жылдан астам уақыт бойы жүргізілген жан-жақты іздеулер басқа жағдайларды анықтамады, ал 1979 жылы Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымы (ДДҰ) бұл ауруды ресми түрде жойылды деп жариялады. 1986 жылы барлық вирус үлгілері жойылды немесе ДДҰ-ның мақұлдаған екі анықтамалық зертханасына берілді: АҚШ-тың Атланта қаласындағы Ауруларды бақылау және алдын алу орталықтарының (АБО) штаб-пәтерінде және Мәскеудегі Вирустық препараттар институтында. 2001 жылдың 11 қыркүйегінен кейін АҚШ және Ұлыбритания үкіметтері биотерроризмде шал ауруын немесе шал ауруына ұқсас ауруды пайдалану мүмкіндігіне қатысты алаңдаушылықтарын арттырды. Алайда, вакцина вирусы, миксома вирусы, танапокс вирусы және еншік шаян вирусы сияқты бірнеше шаян вирустары қазіргі уақытта адамдардағы түрлі қатерлі ісіктерді емдеудегі тиімділігін анықтау үшін клиникалық және клиникалық алдындағы зерттеулерде қарастырылуда.

Құрылымы

Poxviridae вирустық бөлшектері (вириондар) көбінесе қаптамалы (сыртқы қаптамалы вирион), бірақ вирус геномын басқа қаптамасы бар жасуша ішінде жетілген түрі де жұқпалы. Олардың пішіні түрлеріне қарай өзгереді, бірақ көбінесе кірпіш тәрізді немесе дөңгеленген кірпіш сияқты сопақ пішіндес болады, себебі олар эндоплазмалық ретикулуммен оралған. Вирион өте үлкен, диаметрі шамамен 200 нм, ал ұзындығы 300 нм және оның геномын бір, түзу, қос тізбекті ДНК сегментінде сақтайды. Риновирустармен салыстырғанда, Poxviridae вирионының көлемі 1/10-нан аспайды.

Геном

26 түрлі хордопоксвирустың геномдарының филогенетикалық талдауы геномның орталық аймағы сақталып, шамамен 90 геннен тұратынын көрсетті. Геномның ұштары түрлер арасында сақталмайды. Бұл топтағы ең айырмашылығы бар вирустың бірі – авипоксовирус. Одан кейін моллюскипоксовирус ең көп айырмашылықты көрсетеді. Capripoxvirus, Leporipoxvirus, Suipoxvirus және Yatapoxvirus тұқымдары бірге топтасады: Capripoxvirus және Suipoxvirus ортақ ата-тегін бөліседі және Orthopoxvirus тұқымынан ерекшеленеді. Orthopoxvirus тұқымы ішінде Сиыр шешегі вирусының Brighton Red штамы, Ectromelia вирусы және Mpox вирусы басқа мүшелермен тығыз байланыста болмайды. Шелшектің вирусы және Төбешәк вирусы қосалқы топ құрайды. Вакцина вирусы CPV GRI 90 вирусына ең жақын. Отбасы мүшелерінің геномдарындағы GC мазмұны айтарлықтай өзгешеленеді. Авипоксовирус, каприпоксовирус, цервидпоксовирус, ортопоксовирус, суипоксовирус, ятапоксовирус және бір энтомопокс туысы (бетаэнтомопоксвирусы) сондай-ақ, жіктемелмеген бірнеше энтомопоксвирустардың G+C мазмұны төмен, ал Molluscipoxvirus, Orthopoxvirus, Parapoxvirus және кейбір жіктемелмеген Chordopoxvirus вирустарының G+C мазмұны салыстырмалы түрде жоғары. Бұл айырмашылықтардың себептері әлі белгісіз.

Көшіру

Ауыру вирусының көбеюі бірнеше кезеңнен тұрады. Вирус ең алдымен қожайын жасушасының бетіндегі рецептормен байланысады; поксвирустың рецепторлары гликозаминогликандар деп саналады. Рецептормен байланысқаннан кейін вирус жасушаға еніп, онда қабығы ашылады. Вирустың қабығын ашу екі қадамды процесс. Біріншіден, вирус жасушаға енген кезде сыртқы мембранасы алынып тасталады; екіншіден, сыртқы мембранасы жоқ вирус бөлшегі жасушалық мембранамен бірігіп, цитоплазмаға ядросын босатады. Ауыру вирусының гендері екі фазада экспрессияланады. Алғашқы гендер құрылымдық емес белокты, соның ішінде вирус геномын көбейтуге қажетті белоктарды кодтайды және геном көбейтілгенге дейін экспрессияланады. Кейінгі гендер геном көбейтілгеннен кейін экспрессияланады және вирус бөлшегін құру үшін құрылымдық белоктарды кодтайды. Вирус бөлшегінің құрастырылуы жетілудің бес кезеңінде жүреді, бұл жаңа қаптамалы вирионның соңғы экзоцитозына алып келеді. Геном көбейтілгеннен кейін жетілмеген вирион A5 белгісін жинап, жасуша ішіндегі жетілген вирионды құрайды. Белгілер мен кірпіш тәрізді қаптама жасуша ішіндегі қаптамалы вирионға сәйкес келеді. Бұл бөлшектер жасуша плазмасына бірігіп, микротүтіктермен кездесіп, жасушадан шығуға дайын жасуша сыртындағы қаптамалы вирионға айналады. Вирус бөлшегінің құрастырылуы жасушаның цитоплазмасында жүреді және бұл күрделі процесс, әрбір кезеңді тереңірек түсіну үшін қазіргі уақытта зерттелуде. Бұл вирус үлкен және күрделі екенін ескерсек, көбею салыстырмалы түрде жылдам жүреді, вирус бөлінуіне байланысты қожайын жасушасы шамамен 12 сағаттан кейін өледі. Поксвирустың көбеюі екі тізбекті ДНК геномы бар вирус үшін ерекше, өйткені ол цитоплазмада жүреді, бірақ бұл басқа ірі ДНК вирустарына тән. Поксвирус геномды транскрипциялау үшін өзінің механизмін, ДНК-ға тәуелді РНК полимеразасын кодтайды, бұл цитоплазмада көбеюге мүмкіндік береді. Көптеген екі тізбекті ДНК вирустары транскрипцияны жүзеге асыру үшін қожайын жасушаның ДНК-ға тәуелді РНК полимеразасын қажет етеді. Бұл қожайын полимеразалары ядрода табылса, көптеген екі тізбекті ДНК вирустары инфекция циклінің бір бөлігін қожайын жасушасының ядросында жүргізеді.

Эволюция

Поквирустардың тегі белгісіз, бірақ құрылымдық зерттеулер оның аденовирус немесе поквирустар мен аденовирустарға жақын түр болуы мүмкін екенін көрсетеді. Геномдық ұйымдасуы және ДНК көбейту механизмі негізінде рудивирустар (Rudiviridae) мен ірі эукариоттық ДНК вирустары: африкалық шошқа қызбасының вирусы (Asfarviridae), Хлорелла вирустары (Phycodnaviridae) және поксвирустар (Poxviridae) арасында филогенетикалық байланыс болуы мүмкін. Поксвирустар геномындағы мутация деңгейі жылына бір позицияға 0.9–1.2 x 10−6 ауысу деп есептелген. Екінші бағалау бойынша, бұл көрсеткіш жылына бір позицияға 0.5–7 × 10−6 нуклеотидтік ауысуға тең. Үшінші бағалау бойынша, бұл деңгей 4–6 × 10−6 құрайды. Қазіргі кезде омыртқалыларды инфекциялайтын поксвирустардың соңғы ортақ атасы Авипоксвирус туысы 249 ± 69 мың жыл бұрын ата-тегінен айырылған. Ортопоксовирус туысының ата-тегі келесі болып, басқа кладтардан 166,000 ± 43,000 жыл бұрын бөлініп шыққан. Жақында Германияның Берлин қаласында жаңа тиін поксвирусы табылғаннан кейін жаңа жүйелеу әдісі ұсынылды.

Асқазан ауруы

Шешек ауруының пайда болу уақыты нақты белгілі емес. Ол, ең болжамдысы, 68 000 мен 16 000 жыл бұрын кеміргіштер вирусынан пайда болған. Күндердің кең диапазоны молекулалық сағатты калибрлеу үшін қолданылатын әртүрлі деректерге байланысты. Бір клад – 400 мен 1600 жылдар аралығында Азиядан тараған вариола майор штамдары (шешек ауруының клиникалық жағынан ауыр түрі). Екінші кладқа Америка құрлықтарынан сипатталған аластрим минор (фенотиптік жағынан жеңіл шешек) және Батыс Африкадан оқшауланған штамдар кіреді, олар 1400 мен 6300 жыл бұрынғы ата-текті штаммнан бөлінген. Бұл клад кем дегенде 800 жыл бұрын екі субкладқа бөлінді. Тағы бір бағалау бойынша, вариола мен татерапокстың бөлінуі 3000–4000 жыл бұрын болған. Котия вирусы 2019 жылы жаңа Oryzopoxvirus туысына жатқызылды. 2019 жылы ашылған бразилиялық шошқашақ вирусы осы вирусқа тығыз байланысты. Тағы екі хордопоксвирус – NY 014 және мурманск оспавирусы. Олар «Йока оспавирусы» деп аталатын вирусқа жақын деп есептеледі. ICTV оларды 2016 жылы құрылған Centapoxvirus туысына жатқызады.

Вакцина вирусы

Прототиптік ішекше вирусы – вакцина вирусы, шешек қырылуының жойылуындағы рөлімен танымал. Вакцина вирусы – шетелдік ақуыздарды экспрессиялау үшін тиімді құрал, себебі ол жаңа иесінің иммундық жауабын қоздырады. Вакцина вирусы жасушаларға негізінен жасушалық бірігу арқылы енеді, бірақ қазіргі уақытта жауапты рецептор белгісіз. Вакцинада гендердің үш класы бар: ерте, аралық және кеш. Бұл гендер вирус РНК полимеразасы және байланысты транскрипция факторларымен транскрипцияланады. Вакцина геномын жұқтырған жасушалардың цитоплазмасында көбейтіп, кеш сатысынан кейін гендік экспрессия вирион морфогенезіне ұшырайды, нәтижесінде қаптама мембранасында орналасқан жасуша ішіндегі жетілген вириондар түзіледі. Қаптама мембранасының шығу тегі әлі белгісіз. Жасуша ішіндегі жетілген вириондар Гольджи аппаратына тасымалданады, онда олар қосымша екі мембранамен оралып, жасуша ішіндегі қаптамалы вирусқа айналады. Бұл цитоскелеттік микротүтікшелер арқылы жасуша перифериясына жеткізіледі, онда плазмалық мембранамен бірігіп, жасушамен байланысқан қаптамалы вирусқа айналады. Бұл жасуша бетінде актин құйрықтарын тудырады немесе сыртқы қаптамалы вирион ретінде босатылады.