Введение

Род вирусов Pestivirus — это род вирусов семейства Flaviviridae. Вирусы рода Pestivirus инфицируют млекопитающих, включая представителей семейства Bovidae (включая крупный рогатый скот, овец и коз) и семейства Suidae (включая различные виды свиней). В этом роде насчитывается 11 видов. Заболевания, связанные с этим родом, включают геморрагические синдромы, выкидыши и смертельное заболевание слизистых оболочек.

Структура

Вирусы рода Pestivirus имеют оболочку и сферическую форму. Их диаметр составляет около 50 нм. Геномы линейные, несегментированные, длиной около 12 кб. Иногда вирионы (отдельные вирусные частицы) содержат дублированные участки генома хозяина, хотя это происходит нечасто. Несмотря на отсутствие поли(А)-хвоста на 3'-конце генома, он содержит шпильковые структуры, которые могут быть вовлечены в вирусную трансляцию и репликацию. Геном содержит РНК, кодирующую как структурные, так и неструктурные белки. Молекулярная биология пестивирусов имеет много общего и специфического с гепацивирусами человека. Организация генома и стратегия трансляции у представителей обоих родов весьма схожи. У BVDV частые нехомологичные РНК-рекомбинации приводят к появлению генетически отличных вирусов, летальных для хозяина.

Распространение и профилактика

В Австралии широко распространен пестивирус А, преимущественно у крупного рогатого скота. Некоторые взрослые животные устойчивы к заболеванию, в то время как другие являются пожизненными носителями вируса. Если плод заражается в течение первых трех-четырех месяцев беременности, он не вырабатывает антитела к вирусу. В этих случаях животные часто погибают до рождения или вскоре после него. Вирус легко распространяется среди крупного рогатого скота, поскольку передается через носовые выделения и при тесном контакте, а животные с пораженными слизистыми оболочками выделяют миллионы частиц BVDV ежедневно. Симптомы инфекции пестивирусом включают диарею, респираторные заболевания и нарушения свертываемости крови. Существуют вакцины против пестивируса А, и необходимо использовать соответствующий штамм вакцины, в зависимости от местоположения хозяйства и эндемичного штамма в данном регионе. Для поддержания иммунитета эту вакцинацию необходимо проводить регулярно.

Вакцины

В настоящее время во всем мире используется 120 зарегистрированных вакцин против БВД, преимущественно в Северной и Южной Америке. Это традиционные модифицированные живые (MLV) или инактивированные/убитые вирусные вакцины. Большая часть ущерба, наносимого BVDV, приходится на нерожденных телят и зависит от времени заражения. Вакцинация не показала эффективности при вирусной диарее крупного рогатого скота (ВРС), поскольку распространенность ВРС не снизилась после разработки вакцины. Животные, инфицированные вирусом на ранних стадиях развития плода, могут стать персистирующе инфицированными (PI) и не выработать иммунный ответ на БВД. Присутствие этих животных в стаде и выделение ими вируса может заражать других животных до возможности вакцинации. PI-животные не вырабатывают антитела и являются основным источником инфекции для стада, поэтому выбраковка необходима для ликвидации источников инфекции. Вакцины не способны предотвратить инфекцию плода, что является значительным источником инфекции для поголовья крупного рогатого скота. Маркерные вакцины – полезный инструмент для эрадикации болезней животных в регионах с высокой распространенностью заболевания. Химерный CP7 E2alf, используемый для изучения влияния измененного клеточного тропизма на свиней, может служить не только инструментом для лучшего понимания прикрепления, проникновения и сборки пестивируса, но и представлять собой модифицированные живые "маркерные вакцины" CSFV. Нуклеокапсидный белок C и три оболочечных гликопротеина Erns, E1 и E2 являются структурными компонентами вириона. Начиная с начального расщепления между предшественником ErnsE1E2 и белком капсида, дальнейшая обработка гликопротеина осуществляется путем расщепления на C-конце E2. В полипротеине РНК вируса был идентифицирован новый тип сайта расщепления сигнальной пептидазы. Наиболее важным структурным белком является E2, который регулирует клеточный тропизм, взаимодействуя с клеточными поверхностными рецепторами и индуцируя ответ цитотоксических Т-лимфоцитов и нейтрализующих антител. E2 – трансмембранный белок I типа массой 55 кДа. Все три гликопротеина способствуют прикреплению вируса и его проникновению в клетки-мишени. Для проникновения вируса и его заразности необходимы гетеродимерные молекулы E1 и E2. E1 классифицируется как трансмембранный белок I типа массой 33 кДа. Функции E1 из трех гликопротеинов наименее изучены и понятны. Гликопротеины вируса должны выполнять различные задачи на протяжении всего жизненного цикла, чтобы вирус успешно инфицировал клетки или животных, размножался и покидал пораженные клетки. Эти действия можно разделить на три взаимоисключающие категории: взаимодействие с хозяевами для поддержания вируса в популяции животных, взаимодействие с клетками для инфицирования и репликации, и взаимодействие с другими вирусными белками для формирования жизнеспособных вирионов. Структурный гликопротеин E(rns) пестивирусов, несмотря на отсутствие гидрофобного якоря, связан с вирионом и мембранами инфицированных клеток через свой COOH-терминал. Эрнс, оболочечный гликопротеин, недавно был идентифицирован как RNase. РНКазы обладают разнообразными биологическими эффектами, включая иммуносупрессивное, нейротоксическое и антигельминтное действие. Эрнс значительно снижал синтез белка различных типов лимфоцитов, не повреждая клеточную мембрану. Симптомы инфекции пестивирусом включают лейкопению и иммуносупрессию. ERNS играет ключевую роль в патогенезе пестивирусов. Оболочечный гликопротеин пестивируса ERNS имеет решающее значение для прикрепления вируса и инфицирования клеток. В отличие от двух других оболочечных белков E1 и E2, у Эрнса отсутствует трансмембранный домен, и значительная его часть секретируется в среду инфицированных клеток. C-терминал Эрнса служит якорем мембраны, сигналом удержания/секреции, местом связывания с клеточными поверхностными гликозаминогликанами (GAG), сайтом расщепления сигнальной пептидазой и многим другим. Масса Эрнса составляет 44–48 кДа. Этот белок также присутствует в некоторых очищенных вирионах пестивируса, что ставит важный и интересный вопрос о том, как он прикрепляется к оболочке пестивируса. Вирусно-нейтрализующие антитела в основном нацелены на гликопротеины E2 пестивируса, которые также участвуют в связывании с рецепторами и ограничении спектра хозяев. В момент проникновения пестивирусов в клетки их специфичность к хозяину, вероятно, определяется последовательностью и структурой E2. Оболочечные вирусы разработали множество изощренных методов проникновения. Для прикрепления клеток и слияния мембран требуется один или несколько вирусных оболочечных гликопротеинов. В отличие от пестивирусов и гепацивируса, которые имеют два оболочечных гликопротеина E1 и E2, члены семейства Flaviviridae, такие как флавивирусы, имеют только один гликопротеин E в своей оболочке. Хотя E2 участвует в прикреплении клеток, пока неизвестно, какой белок вызывает слияние мембран. Вирус вирусной диареи крупного рогатого скота (BVDV) является причиной вирусной диареи крупного рогатого скота (ВРС). Вирус вирусной диареи крупного рогатого скота типа 1 (BVDV 1), вирус вирусной диареи крупного рогатого скота типа 2 (BVDV 2), вирус болезни пограничной зоны (BDV) и вирус классической лихорадки свиней (CSF) являются четырьмя признанными видами рода Pestivirus семейства Flaviviridae. Хотя в последние десятилетия достигнут прогресс в определении функций NSPs BVDV, исследования вируса по-прежнему в основном сосредоточены на его структурных белках. Понимание нестандартных белков BVDV поможет исследователям лучше понять репликацию вируса и молекулярные основы персистирующей инфекции. Восемь нестандартных белков (NSPs) кодируются вирусом вирусной диареи крупного рогатого скота (BVDV) (т.е. Npro, p7, NS2, NS3, NS4A, NS4B, NS5A и NS5B). Единственная открытая рамка считывания кодируется единственной одноцепочечной положительной РНК длиной 12,3–16,5 кб в BVDV (ORF). Кодирующая последовательность NH2, и ORF можно разделить на различные части для кодирования полипротеинов. –Npro (p20) –C (p14) – Erns/E0(gp48), E1(gp25), E2(gp53), p7, NS2(p54), NS3(p80), NS4A(p10), NS4B(p30), NS5A(p58), NS5B(p75), COOH. Индивидуально или коллективно эти белки участвуют в репликации, транскрипции и трансляции вируса. Npro (p20), белок, специфичный для пестивируса, с молекулярной массой около 20 кДа, является первым белком, генерируемым с N-конца вирусного полипротеина. BVDV Npro – гидрофильный внешний мембранный белок, состоящий в основном из бета-листов и случайных петель. Он не имеет сигнального пептида. Npro также является самопротеазой, которая может катализировать расщепление формирующихся полипротеинов для создания C-белка BVDV. Инфицированные животные имеют врожденный иммуносупрессию из-за способности BVDV Npro контролировать выработку или ингибирование типа I интерферона (IFN I) и изменять способность вируса к репликации. Вирусный белок p7, полипептид массой 6–7 кДа, полученный из E2, имеет два домена. Другой домен, присутствующий в течение всей инфекции в клетке в виде свободного p7 или E2 p7, высвобождается путем интерпретации сигнальной пептидазы и находится на C-конце E2 без расщепления. Однако, поскольку p7 не был обнаружен в частицах BVDV, он был классифицирован как нестандартный белок. Хотя BVDV p7 может способствовать выработке заразных частиц BVDV и стимулировать высвобождение вируса, точные механизмы этих действий все еще неизвестны. NS2 (p54) с 450 аминокислотами является цистеиновой протеазой. Эта структура состоит из общего домена структуры протеазы C-конца и гидрофобной N-концевой половины, закрепленной в мембране. Расщепление NS2 NS3 опосредуется самопротеазой в NS2, которая может эффективно расщепляться на NS2 и NS3 на ранних стадиях инфекции, и степень расщепления NS2 NS3 контролирует BVDV от репликации РНК до морфологических изменений. Кроме того, когда вирус BVDV инфицирует клетку, клеточный шаперон DNAJC14 объединяется с вирусным NS2 NS3, чтобы облегчить активацию протеазы NS2 и высвобождение NS3, что облегчает выработку вирионов. NS3, многофункциональный белок с сериновым пр...