Маймыл иммуножеткіштігі вирусы: Текшесі және адамға қатысы

Кіріспе

Ретровирустың түрлері
Маймыл иммуножеткіліксіздік вирусы (SIV) – кемінде 45 адам емес примат түрінде тұрақты инфекция тудыратын ретровирустың бір түрі. 11 000 жыл бұрын теңіз деңгейінің көтерілуінен материктен оқшауланған Биоко аралындағы төрт маймыл түрінен алынған штаммдарды талдау нәтижесінде, SIV маймылдар мен горилларда кем дегенде 32 000 жыл, мүмкін одан да ұзақ уақыт бойы болған деген қорытындыға келді. Осы приматтардың үш түрінен – SIVsmm (саңғы мангабейлерде), SIVgor (гориллаларда) және SIVcpz (шимпанзелерде) – вирус штамдары түрлер арасындағы бөгеттің бұзылуы арқылы адамға өткен деп саналады, нәтижесінде екі ВИЧ вирусы – тиісінше ВИЧ-2 және ВИЧ-1 пайда болды. ВИЧ-1 вирусының адамға жұғуының ең мүмкін жолы – Африкада ет үшін ауланатын шимпанзелер мен гориллалардың қанымен тікелей қатынас. ВИЧ-1 вирусының төрт субтипі (M, N, O және P) SIV-тің адамға төрт рет жеке жұғуынан пайда болған болуы мүмкін, ал нәтижесінде пайда болған ВИЧ-1 М тобының штаммы бүкіл әлемдегі адамдарды ең көп жұқтырады. Сондықтан, SIV тарихта түрлер арасындағы бөгеттің бұзылуы арқылы бірнеше рет адамдарға жұққан болуы мүмкін, бірақ тек қазіргі заманауи көлік және жаһандық миграцияның дамуынан кейін ғана ол кеңінен таралып, бірнеше адамдардың немесе шағын тайпалық топтардың жергілікті қырылуынан асып түсті. Адамдардағы ВИЧ-1 және ВИЧ-2 инфекцияларынан айырмашылығы, SIV инфекциясы табиғи маймылдарда көп жағдайларда патогендік емес болып көрінеді, себебі иелері вирусқа эволюциялық бейімделген. Саңғы мангабейлерде жүргізілген кең ауқымды зерттеулер SIVsmm инфекциясының осы приматтарда қандағы вирус деңгейі жоғары болса да, ешқандай ауру тудырмайтынын көрсетті. CCR5 корецепторының белсенділігін реттеу – SIV-тің кейбір табиғи иелерінде аурудың алдын алудың табиғи стратегиясының бірі. SIVsmm инфекциясынан айырмашылығы, жабайы шимпанзелердегі SIVcpz-ді зерттеудің жаңа нәтижелері жұқтырған шимпанзелердің ВИЧ-1 жұқтырған адамдарға ұқсас СПИД-ге ұқсас ауруға шалдығатынын көрсетті. SIV инфекциясының соңғы сатылары sAIDS-қа айналады, дәл ВИЧ инфекциясының СПИД-ке қалай дамығаны сияқты.

Species of retrovirus

Simian immunodeficiency virus (SIV) is a species of retrovirus that cause persistent infections in at least 45 species of non human primates. Based on analysis of strains found in four species of monkeys from Bioko Island, which was isolated from the mainland by rising sea levels about 11,000 years ago, it has been concluded that SIV has been present in monkeys and apes for at least 32,000 years, and probably much longer. Virus strains from three of these primate species, SIVsmm in sooty mangabeys, SIVgor in gorillas and SIVcpz in chimpanzees, are believed to have crossed the species barrier into humans, resulting in HIV 2 and HIV 1 respectively, the two HIV viruses. The most likely route of transmission of HIV 1 to humans involves contact with the blood of chimps and gorillas that are often hunted for bushmeat in Africa. Four subtypes of HIV 1 (M, N, O, and P) likely arose through four separate transmissions of SIV to humans, and the resulting HIV 1 group M strain most commonly infects people worldwide. Therefore, it is theorized that SIV may have previously crossed the species barrier into human hosts multiple times throughout history, but it was not until recently, after the advent of modern transportation and global commuterism, that it finally took hold, spreading beyond localized decimations of a few individuals or single small tribal populations. Unlike HIV 1 and HIV 2 infections in humans, SIV infections in their natural simian non human hosts appear in many cases to be non pathogenic due to evolutionary adaptation of the hosts to the virus. Extensive studies in sooty mangabeys have established that SIVsmm infection does not cause any disease in these primates, despite high levels of circulating virus. Regulation of the activity CCR5 coreceptor is one of the natural strategies to avoid disease in some natural host species of SIV. Unlike SIVsmm infection in sooty mangabeys, a recent study of SIVcpz in wild living chimpanzees suggests that infected chimpanzees experience an AIDS like illness similar to HIV 1 infected humans. The later stages of SIV infection develop into sAIDS, much like how HIV infection develops into AIDS.

Тарих

Адамның ЖИТС-ке ұқсайтын иммунодефициті 1983 жылдан бастап АҚШ-тағы тұтқындағы маймылдарда тіркелді. 1985 жылы SIV осы жануарлардың бір бөлігінен – маймыл СПИД-інен (SAIDS) зардап шегетін тұтқындағы резус макакаларынан оқшауланды. SIV ашылуы АИТВ-1 вирусы ЖИТС-тің себебі ретінде анықталғаннан кейін көп ұзамай болды және Батыс Африкада АИТВ-2 штаммының табылуына әкелді. АИТВ-2 вирусы сол кездегі SIV штаммдарына, АИТВ-1 вирусынан гөрі көбірек ұқсады, бұл АИТВ вирусының маймылдардан шыққандығын алғаш рет көрсетті. Келесі зерттеулер көрсеткендей, АИТВ-2 шимпанзелерде кездесетін SIVsmm штаммынан туындаған, ал адамдарда кең таралған АИТВ-1 шимпанзелерді жұқтырған SIV штаммдарынан (SIVcpz) шыққан. Шимпанзелер SIV-тің тәуелсіз түрінің бастапқы иесі емес деп саналады, бірақ SIVcpz – бұл SIVgsn (үлкен дақты мұрынды маймылдар) және SIVrcm (қызыл бас киімді мангабелер) арасындағы рекомбинация нәтижесінде шимпанзелерде пайда болған салыстырмалы түрде жаңа нұсқаулық. Шимпанзелер осы маймылдарды аулап, тамақ ретінде жейді. 2010 жылы зерттеушілер SIV вирусының Биоко аралындағы маймылдарды кем дегенде 32 000 жылдан бері жұқтырғанын хабарлады. Молекулалық сағатты талдау нәтижесінде көптеген ғалымдар маймылдардағы SIV инфекциясы соңғы бірнеше жүз жылдың ішінде пайда болды деп есептеген. Ғалымдар адамдардың ВИЧ инфекциясына Африкадағы маймылдардың SIV-ке бейімделгендей бейімделуіне және инфекциядан зиян шекпеуіне ұқсас уақыт қажет болады деп болжайды. 2008 жылы Мадагаскарға тән сұр тышқан лемурында эндогендік лентивирус табылды, бұл SIV сияқты приматтардағы лентивирустық инфекциялардың пайда болуын кем дегенде 14 миллион жылға дейін, Мадагаскар аралы мен Африка материгі арасындағы сүтқоректілердің соңғы араласу кезіне ықпал етті, егер инфекция гомологтық иелер арасындағы көлденең жұғуға байланысты болса. Егер вирус пен ие бірге эволюцияласа, ал жұқпалы ауруға себеп болмаса, онда эндогендік оқиғаның басталу күні шамамен 85 миллион жылға дейін ықпал етеді, бұл лемур тәрізді және маймыл тәрізді приматтардың арасының бөліну кезі. Бұл мерзім приматтардың пайда болуына (87,7 миллион жыл) жақын.

Immunodeficiency resembling human AIDS was reported in captive monkeys in the United States beginning in 1983. SIV was isolated in 1985 from some of these animals, captive rhesus macaques suffering from simian AIDS (SAIDS). The discovery of SIV was made shortly after HIV 1 had been isolated as the cause of AIDS and led to the discovery of HIV 2 strains in West Africa. HIV 2 was more similar to the then known SIV strains than to HIV 1, suggesting for the first time the simian origin of HIV. Further studies indicated that HIV 2 is derived from the SIVsmm strain found in sooty mangabeys, whereas HIV 1, the predominant virus found in humans, is derived from SIV strains infecting chimpanzees (SIVcpz). Chimpanzees are not believed to be the original hosts of an independent lineage of SIV, but rather that SIVcpz is a relatively recent acquisition resulting from a recombination of SIVgsn (greater spot nosed monkeys) and SIVrcm (red capped mangabeys) within the host chimpanzee. It is known that chimpanzees hunt and consume these monkeys for food. In 2010, researchers reported that SIV had infected monkeys in Bioko for at least 32,000 years. Based on molecular clock analyses of sequences, it was previously thought by many that SIV infection in monkeys had happened over the past few hundred years. Scientists estimated that it would take a similar amount of time before humans would adapt naturally to HIV infection in the way monkeys in Africa have adapted to SIV and not suffer any harm from the infection. In 2008, discovery of an endogenous lentivirus in a prosimian (proto monkey) primate, the gray mouse lemur native to Madagascar, pushed the origin of SIV like lentivirus infections in primates back to at least 14 Ma, the last time there was intermingling of mammals between the island of Madagascar and the African mainland, if the infection is attributed to horizontal transmission between homologous hosts. If the virus and host were coevolved, rather
than acquired, that potentially pushes the date of the endogenous event back to approx. 85 Ma, the split between the lemur like and monkey like primate lineages. That date barely antedates the emergence of the primates 87.7 Ma.

Құрылымы мен геномы

SIV вирионы – 110-120 нм мөлшеріндегі шар тәрізді немесе көп пішіндес гликопротеин қабықша, ішінде 110x50 нм қысқартылған конус немесе үшбұрышты (кейде таяқша тәрізді) капсид орналасқан, ол оң бағытталған бір тізбекті РНК геномының димерлік жұбын қамтиды.

Тропизм

SIV және оған ұқсас ретровирустардың түрге қатысты ерекшеліктерінің айырмашылықтары адам және адам емес примат түрлеріндегі TRIM5α ақуызының варианттарымен жартылай түсіндірілуі мүмкін. Бұл жасуша ішіндегі ақуыз әртүрлі ретровирустардың капсидін таниды және олардың көбейісін тоқтатады. Сонымен қатар, антиретровирустық иммундық қызметті атқаратын APOBEC3G/3F сияқты басқа ақуыздар да түрлер аралық жұғуды шектеуде маңызды рөл атқаруы мүмкін.

Квазитүрлер

РНҚ вирустарының жылдамдығы және транскрипциядағы қателіктері бір жануар иесінде антигендік ерекшеліктерімен көзге түсетін түрлердің пайда болуына себеп болады. Бұл квазитүрлер қажетті түрде бүкіл популяцияға жаңа организмдерді тудырмайды. Квазитүрлердің көбею қарқыны иесінің иммундық бақылауына, демек организмнің вируленттілігіне маңызды әсер етеді.

Патогенез

SIV патогенезі патогенді және патогенді емес SIV инфекцияларын қамтиды. Адам емес приматтардың (АЖП) SIV инфекциясы міндетті түрде тұрақты инфекцияға алып келеді, бірақ сирек жедел ауруға шалдығады. Патогендік инфекцияның мысалы – саңға мангабейден алынған SIV штаммдарымен жұқтырған резус макакалары. Аурудың ЖИТС-ке (СПИД-ке) дейін прогрессиясы қолданылған SIV штаммына байланысты бірнеше айдан бірнеше жылға дейін созылуы мүмкін. Патогенді емес инфекция SIV-пен табиғи түрде жұқтырған африкалық АЖП-де кездеседі. Бұл жануарлар вирустық жүктемені сақтап тұрса да, ЖИТС-ке (СПИД-ке) сирек прогрессиялайды, бұл патогендік инфекциялардағы SIV вирустық жүктемелеріне тең. Африкалық АЖП-дегі ЖИТС-ке (СПИД-ке) ұқсас аурудың вирустың бір немесе бірнеше гомологты түрлерден эволюцияның жақын кезеңінде горизонтальды таралуы нәтижесінде пайда болғаны, коадаптация тепе-теңдігі орнағанға дейін болжанады.

Эпидемиология

штамм тегі қонақ есімдік биномдық ауру ЖИТС 1 SIVcpz адамдар H. sapiens ЖИТС 2 SIVsmm адамдар H. sapiens ЖИТС SIVcpz SIVrcm/SIVgsn Шымпанзе P. Troglodytes SAIDS SIVgor SIVcpz Горилла G. gorilla ( ) SIVsmm Сооты маңғай ( )

Пенсильвания университетінің Беатрис Хан және 2009 жылғы зерттеушілер тобы шимпанзелердің жабайы табиғатта маймыл ЖИТС-інен өлетінін және Африкадағы ЖИТС-тің таралуы шимпанзелер популяциясының азаюына себеп болғанын анықтады. Жабайы шимпанзелерді тексеру кезінде зерттеушілер адам ЖИТС-інің соңғы сатысына ұқсас ағзалар мен тіндердің зақымдануын анықтады. Жұқтырған шимпанзелердің өлу қаупі жұқтырмаған шимпанзелерге қарағанда 10-16 есе жоғары болды; жұқтырған аналықтардың бала тууының мүмкіндігі төмендеді, вирусты нәрестелеріне беріп алуы мүмкін болды және жұқтырмаған аналықтарға қарағанда нәресте өлімі жоғары болды. Боноболар маймыл иммуножеткіліксіздік вирусынан (SIV) және оның салдарынан аулақ болатындай көрінеді, бірақ себебі белгісіз. Вирус Кариб теңізіндегі бастапқы изоляттық вервет популяцияларында жоқ. Африкалық популяцияларда SIV инфекциясының таралуы ересек әйелдерде 78-90% және ересек еркектерде 36-57% арасында құрайды, ал SIV инфекциясы жетілмеген жастағы адамдарда сирек кездеседі. Маймыл геномындағы табиғи іріктеу үлгісі, ЖИТС-ке жауап беретін гендер және маймылдардағы эксперименталды SIV инфекциясына жауап ретінде реттелетін гендер, бірақ макактарда емес, Африкадағы Хлороцебус маймылдарында SIV-қа табиғи бейімделуді көрсетеді.

Вакциналарды зерттеу

2012 жылы зерттеушілер резус маймылдардың нейтрализацияға төзімді SIV штаммдарымен алғашқы жұғуын Env ақуыз антигендерін міндетті түрде қамтитын SIVSME543 вакцинасын қолдану арқылы ішінара болдырмауға болатынын хабарлады. 2013 жылы авторлар тобының зерттеуінде SIV ақуызын экспрессиялейтін резус цитомегаловирусы векторын қамтитын вакцинаның сәтті сынақтан өткені туралы мәлімделді. Вакцина салынған резус макакаларының шамамен 50%-ында SIVmac239 жоғары патогенді штаммымен жұғудың тұрақты, вирус жоқ бақылауы байқалды.