Жұқпалы ауруларды қоздыратын Herpesviridae ДНК вирустары туралы ақпарат. 115 түрі бар, адамдар мен жануарларға әсер етеді. Вирустардың тарихы мен жіктелуі.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
ДНК вирустарының туысы
Family of DNA viruses
Herpesviridae – жануарларда, соның ішінде адамдарда инфекциялар мен белгілі бір ауруларды қоздыратын ДНК вирустарының ірі туысы. Бұл туыстың мүшелері герпес вирустары деп те аталады. Туыс атауы грек сөзі ἕρπειν ( 'қозғалу', 'таралу') сөзінен шыққан, ол герпес симплексі 1, герпес симплексі 2 және герпес зостер (белдеме) вирустарының жарылу кезеңдерінде байқалатын тері зақымдануларының, әдетте көпіршіктермен бірге, таралуын білдіреді. 1971 жылы Халықаралық вирустар таксономиясы комитеті (ICTV) Herpesvirus-ты төрт топқа бөлінген 23 вирусты қамтитын туыс ретінде бекітті. 2020 жылға қарай 115 түр анықталды, олардың барлығы дерлік үш кіші туыстың біріне жатады. Герпес вирустары жасырын және литикалық инфекцияларды тудыруы мүмкін. Адамдарға негізгі инфекцияны қоздыратын 9 герпесвирус түрі белгілі. Басқа адам герпесвирустары – 6А және 6В (HHV 6A және HHV 6B), 7 (HHV 7) және Капоси саркомасымен байланысты герпесвирусы (KSHV, сондай-ақ HHV 8 деп те аталады). HHV – «Адам герпесвирусы» дегенді білдіреді. Барлығы 130-дан астам герпесвирус белгілі, олардың кейбіреулері сүтқоректілер, құстар, балықтар, жорғалаушылар, қосмекенділер және моллюскалардан табылды.
Herpesviridae is a large family of DNA viruses that cause infections and certain diseases in animals, including humans. The members of this family are also known as herpesviruses. The family name is derived from the Greek word ἕρπειν ( 'to creep'), referring to spreading cutaneous lesions, usually involving blisters, seen in flares of herpes simplex 1, herpes simplex 2 and herpes zoster (shingles). In 1971, the International Committee on the Taxonomy of Viruses (ICTV) established Herpesvirus as a genus with 23 viruses among four groups. As of 2020, 115 species are recognized, all but one of which are in one of the three subfamilies. Herpesviruses can cause both latent and lytic infections. Nine herpesvirus types are known to primarily infect humans, Other human herpesviruses are human herpesvirus 6A and 6B (HHV 6A and HHV 6B), human herpesvirus 7 (HHV 7), and Kaposi's sarcoma associated herpesvirus (KSHV, also known as HHV 8). HHV here stands for "Human Herpesvirus". In total, more than 130 herpesviruses are known, some of them from mammals, birds, fish, reptiles, amphibians, and molluscs.
Эволюция
Үш сүтқоректілердің кіші тұқымдастары – Альфа, Бета және Гамма герпесвиридтері шамамен 180-220 миллион жыл бұрын пайда болған. Бұл кіші тұқымдардың негізгі тармақтары, 80-60 миллион жыл бұрын сүтқоректілердің кең таралуынан бұрын қалыптасқан болуы мүмкін. Кіші тармақтар ішіндегі түрлердің пайда болуы соңғы 80 миллион жылда, әсіресе, иелерімен бірге эволюциялану арқылы жүрген болуы мүмкін. Қазіргі кезде белгілі барлық құс және бауырымен жорғалаушылар түрлері альфагерпесвирустары болып табылады. Герпесвирустарының тармақтану реті әлі анықталмаған, бірақ герпесвирустар мен олардың иелерінің бірге эволюцияға ұшырауы, альфагерпесвирустарының ең ерте тармақ болуы мүмкін екенін көрсетеді. Iltovirus туысының пайда болу уақыты 200 миллион жыл бұрын, ал mardivirus және simplex туыстарының пайда болу уақыты 150 мен 100 миллион жыл бұрын деп есептелген.
The three mammalian subfamilies – Alpha , Beta and Gamma herpesviridae – arose approximately 180 to 220 mya. The major sublineages within these subfamilies were probably generated before the mammalian radiation of 80 to 60 mya. Speciations within sublineages took place in the last 80 million years probably with a major component of cospeciation with host lineages. All the currently known bird and reptile species are alphaherpesviruses. Although the branching order of the herpes viruses has not yet been resolved, because herpes viruses and their hosts tend to coevolve this is suggestive that the alphaherpesviruses may have been the earliest branch. The time of origin of the genus Iltovirus has been estimated to be 200 mya while those of the mardivirus and simplex genera have been estimated to be between 150 and 100 mya.
Иммундық жүйенің ауытқулары
Герпес вирустары өмір бойына жұқпалы инфекцияны қалыптастыру қабілетімен белгілі. Бұл мүмкіндіктің бір жолы – иммундық жүйеден қашу арқылы. Герпес вирустары иммундық жүйенің әрекетін күштен шығарудың көптеген әртүрлі жолдарына ие. Осы жолдардың бірі – адамның интерлейкин 10-ын (hIL 10) имитациялайтын белокты кодтау, ал екіншісі – жұққан жасушалардағы негізгі гистоүйлесімділік кешені II (MHC II) деңгейін төмендету.
Herpesviruses are known for their ability to establish lifelong infections. One way this is possible is through immune evasion. Herpesviruses have many different ways of evading the immune system. One such way is by encoding a protein mimicking human interleukin 10 (hIL 10) and another is by downregulation of the major histocompatibility complex II (MHC II) in infected cells.
cmvIL-10
Цитомегаловирус (CMV) бойынша жүргізілген зерттеулер вирустық адам IL 10 гомологы cmvIL 10-ның қабынуға қарсы цитокиндердің синтезін тежеуде маңызды рөл атқаратынын көрсетіп тұр. cmvIL 10 ақуызының hIL 10-мен 27% гомологиясы бар және hIL 10-дағы цитокин синтезін тежеуге жауапты функционалдық орынды құрайтын тоғыз аминқышқылының тек біреуі сақталған. Дегенмен, hIL 10 және cmvIL 10 функцияларында көптеген ұқсастықтар бар. Екеуі де IFN γ, IL 1α, GM CSF, IL 6 және TNF α деңгейлерін төмендетеді, бұл барлығы қабынуға қарсы цитокиндер. Сонымен қатар, олар MHC I және MHC II деңгейлерін төмендетуде және HLA G (классикалық емес MHC I) деңгейлерін жоғарылатуда рөл атқарады. Бұл екі құбылыс жасушалық иммундық жауапты және табиғи өлтіруші жасушалардың жауабын басу арқылы иммундық қашуға мүмкіндік береді. hIL 10 және cmvIL 10 арасындағы ұқсастықтар олардың екеуінің де hIL 10 рецепторын, жасуша бетіндегі рецепторды пайдалануымен түсіндірілуі мүмкін. hIL 10 және cmvIL 10 функцияларының бір айырмашылығы мынада: hIL 10 адам перифериялық қан мононуклеарлық жасушаларының (PBMC) көбеюін арттыра да, азайта да алады, ал cmvIL 10 тек PBMC көбеюін азайтады. Бұл cmvIL 10-ның осы жасушаларға hIL 10-ның стимуляциялық әсерін көрсетпеуі мүмкін екенін көрсетеді. cmvIL 10 функциясы Stat3 ақуызының фосфорилирленуі арқылы жүзеге асырылатыны анықталды. Алғашқыда бұл фосфорилирлеу JAK-STAT жолының нәтижесі деп есептелген. Алайда, JAK Stat3-ті фосфорилирлейтініне қарамастан, оны тежеу цитокин синтезін тежеуге елеулі әсер етпейді. Stat3-ті фосфорилирлеуге қатысатын тағы бір ақуыз – PI3K анықталды. PI3K-ты тежеу, JAK-ты тежеуден айырмашылығы, цитокин синтезіне маңызды әсер етеді. Stat3 фосфорилирлеудегі PI3K және JAK арасындағы айырмашылық – PI3K Stat3-ті S727 қалдығында, ал JAK Y705 қалдығында фосфорилирлейді. Фосфорилирлеу орындарындағы осы айырмашылық Stat3 белсенділігінің қабынуға қарсы цитокин синтезін тежеуге әкелетін негізгі факторы болып көрінеді. Шындығында, PI3K ингибиторын жасушаларға қосса, цитокин синтезінің деңгейі айтарлықтай қалпына келеді. Цитокин деңгейінің толыққанды қалпына келмеуі cmvIL 10-ның цитокин синтезін тежейтін тағы бір жолды белсендіргенін көрсетеді. Ұсынылған механизм бойынша cmvIL 10 PI3K-ты белсендіреді, ол өз кезегінде PKB (Akt) белсендіреді. Содан кейін PKB mTOR-ды белсендіруі мүмкін, ол Stat3-ті S727 қалдығында фосфорилирлеуге бағыттайды.
Research conducted on cytomegalovirus (CMV) indicates that the viral human IL 10 homolog, cmvIL 10, is important in inhibiting pro inflammatory cytokine synthesis. The cmvIL 10 protein has 27% identity with hIL 10 and only one conserved residue out of the nine amino acids that make up the functional site for cytokine synthesis inhibition on hIL 10. There is, however, much similarity in the functions of hIL 10 and cmvIL 10. Both have been shown to down regulate IFN γ, IL 1α, GM CSF, IL 6 and TNF α, which are all pro inflammatory cytokines. They have also been shown to play a role in downregulating MHC I and MHC II and up regulating HLA G (non classical MHC I). These two events allow for immune evasion by suppressing the cell mediated immune response and natural killer cell response, respectively. The similarities between hIL 10 and cmvIL 10 may be explained by the fact that hIL 10 and cmvIL 10 both use the same cell surface receptor, the hIL 10 receptor. One difference in the function of hIL 10 and cmvIL 10 is that hIL 10 causes human peripheral blood mononuclear cells (PBMC) to both increase and decrease in proliferation whereas cmvIL 10 only causes a decrease in proliferation of PBMCs. This indicates that cmvIL 10 may lack the stimulatory effects that hIL 10 has on these cells. It was found that cmvIL 10 functions through phosphorylation of the Stat3 protein. It was originally thought that this phosphorylation was a result of the JAK STAT pathway. However, despite evidence that JAK does indeed phosphorylate Stat3, its inhibition has no significant influence on cytokine synthesis inhibition. Another protein, PI3K, was also found to phosphorylate Stat3. PI3K inhibition, unlike JAK inhibition, did have a significant impact on cytokine synthesis. The difference between PI3K and JAK in Stat3 phosphorylation is that PI3K phosphorylates Stat3 on the S727 residue whereas JAK phosphorylates Stat3 on the Y705 residue. This difference in phosphorylation positions seems to be the key factor in Stat3 activation leading to inhibition of pro inflammatory cytokine synthesis. In fact, when a PI3K inhibitor is added to cells, the cytokine synthesis levels are significantly restored. The fact that cytokine levels are not completely restored indicates there is another pathway activated by cmvIL 10 that is inhibiting cytokine system synthesis. The proposed mechanism is that cmvIL 10 activates PI3K which in turn activates PKB (Akt). PKB may then activate mTOR, which may target Stat3 for phosphorylation on the S727 residue.
МХК төмендеуі
Герпес вирустарының иммундық жүйеден қашуының тағы бір жолы – МХК I және МХК II деңгейінің төмендеуі. Бұл адам герпес вирустарының дерлік барлығында байқалады. МХК I және МХК II деңгейінің төмендеуіне көптеген түрлі механизмдер себеп болуы мүмкін, көбінесе бұл механизмдер МХК-ның жасуша бетінен жоғалуына әкеледі. Жоғарыда айтылғандай, бір жолы – IL 10 сияқты вирустық хемокиннің ұқсас нұсқасы арқылы. МХК деңгейін төмендетудің тағы бір механизмі – жаңадан түзілген МХК-ны эндоплазмалық ретикулумда (ЭР) ұстап тұратын вирустық белоктарды кодтау. МХК жасуша бетіне жете алмайды, демек Т-жасушалардың иммундық жауабын қозғауға қабілетсіз. МХК протеасома немесе лизосомада жойылу үшін де белгіленуі мүмкін. ЭР ақуызы TAP да МХК деңгейін төмендетуде маңызды рөл атқарады. Вирустық ақуыздар TAP-ты тежеп, МХК-ның вирустық антиген пептидін қолына алуына кедергі келтіреді. Бұл МХК-ның дұрыс бүгілуіне мүмкіндік бермейді, сондықтан МХК жасуша бетіне жетпейді.
Another one of the many ways in which herpes viruses evade the immune system is by down regulation of MHC I and MHC II. This is observed in almost every human herpesvirus. Down regulation of MHC I and MHC II can come about by many different mechanisms, most causing the MHC to be absent from the cell surface. As discussed above, one way is by a viral chemokine homolog such as IL 10. Another mechanism to down regulate MHCs is to encode viral proteins that detain the newly formed MHC in the endoplasmic reticulum (ER). The MHC cannot reach the cell surface and therefore cannot activate the T cell response. The MHCs can also be targeted for destruction in the proteasome or lysosome. The ER protein TAP also plays a role in MHC down regulation. Viral proteins inhibit TAP preventing the MHC from picking up a viral antigen peptide. This prevents proper folding of the MHC and therefore the MHC does not reach the cell surface.
Зооноздық герпес вирустары
Адамда эндемикалық деп саналатын герпес вирустарынан басқа, жануарлармен байланысты кейбір вирустар адамға жұқтыруы мүмкін. Бұл зооноздық инфекциялар:
In addition to the herpesviruses considered endemic in humans, some viruses associated primarily with animals may infect humans. These are zoonotic infections:
+Зооноздық герпесвирустар Түр Синонимі Субфамилия Адамның патофизиологиясы Макак маймылы CeHV 1 Серкопитециндік герпесвирус 1 (маймылдың В вирусы) α Өте сирек кездеседі, бар болғаны шамамен 25 адамда тіркелген. Симптомдарды білу және ерте емдеу жұқтыру қаупі бар зертхана қызметкерлері үшін маңызды. Егеуқұйрық MuHV 4 Егеуқұйрық герпесвирусы 68 (MHV 68) γ Жұқтырған егеуқұйрықтармен жұмыс істейтін зертхана қызметкерлерінде көбірек кездесетін зооноздық инфекция. ЭЛИСА тестілері басқа герпесвирустармен антиденелердің қиылысқан реакциясынан туындаған төрт есе (x4) жалған оң нәтижелерді көрсетеді.
+Zoonotic herpesviruses Species Type Synonym Subfamily Human Pathophysiology Macaque monkey CeHV 1 Cercopithecine herpesvirus 1, (monkey B virus) α Very unusual, with only approximately 25 human cases reported. Symptom awareness and early treatment are important for laboratory workers facing exposure. Mouse MuHV 4 Murid herpesvirus 68 (MHV 68) γ Zoonotic infection more common in laboratory workers handling infected mice. ELISA tests show factor of four (x4) false positive results, due to antibody cross reaction with other herpesviruses.
Жануарлар герпес вирустары
Жануарлар вирусологиясында ең белгілі герпес вирустары Alphaherpesvirinae кіші тұқымдасына жатады. Шошқаларда Ауэски ауруын қоздыратын псевдорабдық вирус (PrV) бойынша жүргізілген зерттеулер, генетикалық түрлендірілген вакциналармен жануарлар ауруларын бақылаудың жаңа әдісін дамытуға негіз болды. PrV қазір литикалық герпесвирустық инфекция кезіндегі негізгі процестердің моделі ретінде және герпесвирустың нейротропизмінің молекулалық механизмдерін анықтау үшін кеңінен зерттеледі, ал сиырдың жұқпалы ринотрахеиті мен пустулалық вульвовагиниттің себепшісі – 1-ші сиыр герпесвирусы жасырын инфекцияның молекулалық механизмдерін зерттеу үшін талданады. Құстардың жұқпалы ларинготрахеит вирусы осы екі вирустан филогенетикалық тұрғыдан ерекшеленеді және Alphaherpesvirinae ішіндегі ұқсастықтар мен айырмашылықтарды көрсетеді.
In animal virology, the best known herpesviruses belong to the subfamily Alphaherpesvirinae. Research on pseudorabies virus (PrV), the causative agent of Aujeszky's disease in pigs, has pioneered animal disease control with genetically modified vaccines. PrV is now extensively studied as a model for basic processes during lytic herpesvirus infection, and for unraveling molecular mechanisms of herpesvirus neurotropism, whereas bovine herpesvirus 1, the causative agent of bovine infectious rhinotracheitis and pustular vulvovaginitis, is analyzed to elucidate molecular mechanisms of latency. The avian infectious laryngotracheitis virus is phylogenetically distant from these two viruses and serves to underline similarity and diversity within the Alphaherpesvirinae.