Бокавирус человека - Human bocavirus

Не путать с Борнавирус или вирус Бокаса, коронавирус.
Бокавирус человека
Научная классификацияИзменить эту классификацию
(без рейтинга):Вирус
Область:Моноднавирия
Королевство:Shotokuvirae
Тип:Cossaviricota
Учебный класс:Quintoviricetes
Заказ:Piccovirales
Семья:Parvoviridae
Подсемейство:Parvovirinae
Род:Бокапарвовирус
Включенные группы
Вирусы участников[1]
Кладистски включены, но традиционно исключены таксоны

Все остальные вирусы и штаммы видов:

Бокавирус человека (HBoV) - это имя, данное всем вирусам этого рода Бокапарвовирус семейства вирусов Parvoviridae[2] которые, как известно, заражают людей. HBoV1 и HBoV3 (и bocaparvovirus гориллы) являются представителями видов Примат bocaparvovirus 1 тогда как вирусы HBoV2 и HBoV4 относятся к видам Бокапарвовирус приматов 2. Некоторые из этих вирусов вызывают болезни человека. HBoV1 напрямую участвует в возникновении некоторых случаев инфекция нижних дыхательных путей, особенно у детей раннего возраста, и некоторые вирусы были связаны с гастроэнтерит, хотя полная клиническая роль этого возникающее инфекционное заболевание еще предстоит выяснить.

История

Алландер и его коллеги из Каролинский институт в Стокгольме, Швеция, впервые клонировали кодирующую последовательность этого нового члена семейства Parvoviridae в 2005 г. из объединенных носоглоточный аспират (NPA, сбор аспирированной жидкости из задней части полости носа).[3] Они использовали новую технику под названием молекулярный вирусный скрининг, на основе случайных клонирование и биоинформатический анализ. Этот метод привел к открытию новых вирусов, таких как полиомавирус KI (Каролинский институт)[4] и WU (Вашингтонский университет),[5] которые тесно связаны друг с другом и были изолированы от респираторных выделений.

С тех пор несколько групп ученых обнаружили, что HBoV - четвертый по частоте вирус в респираторных образцах.[6][7] позади риновирусы, респираторно-синцитиальный вирус и аденовирусы.[8]

Название бокавирус происходит от бовиноградная лоза и окдевять, относящиеся к двум известным хозяевам для членов-основателей этого рода; парвовирус крупного рогатого скота который заражает крупный рогатый скот, и минутный вирус собак который заражает собак.[9] Парвовирусы (лат. Маленькие вирусы) имеют 5 килобаза длинный однониточный ДНК, и они используют некоторые из репликация белки, чтобы скопировать свою ДНК.

Вирусология

В вироны маленькие (диаметр 18–26 нанометры ), икосаэдрические и без оболочки. Капсид имеет Т = 1 симметрия и состоит из 60 экземпляров пальто белок. Белки оболочки имеют консервативный восьмицепочечный бета-цилиндрический мотив, который формирует ядро ​​капсида. Также существует законсервированная альфа-спираль.[10]

Капсид HBoV обладает тремя характерными чертами, обнаруженными и у других парвовирусов позвоночных:[10] (1) углубление в виде углубления на каждой оси 2-го порядка икосаэдра; (2) большой тримерный выступ на каждой 3-кратной оси или вокруг нее; (3) цилиндрический выступ, окружающий каждую 5-кратную ось, который охватывает центральный канал, который соединяет внутреннюю часть частицы с ее внешней стороной и служит входным и выходным порталом для вирусной ДНК. Этот 5-кратный цилиндр окружен широким каньоном, похожим на впадину. Хотя ямочка встречается и у парвовирусов беспозвоночных, у них обычно отсутствуют 3-кратные выступы и каньон вокруг 5-кратного канала. Внешний диаметр капсида составляет ∼21,5.нанометры (нм) в самых нижних точках впадины и каньона до ~ 28 нм в верхней части выступа.

В геном представляет собой линейную одноцепочечную ДНК длиной 5,5 тыс. пар оснований с несопоставимыми концевыми шпильками на каждом конце.

Геном кодирует 3 открытые рамки считывания (ORF1, 2 и 3). Левая ORF кодирует 4 неструктурных белка (NS1, NS2, NS3 и NS4). Средняя ORF кодирует NP1. Правая ORF (ORF3) кодирует белки капсида (VP1, VP2 и VP3). Ген NP1 находится в рамке считывания, альтернативной VP1, и перекрывает начало VP1 на 13 нуклеотидов. Точно так же VP3 коллинеарен VP1 и VP2 и возникает в результате инициации трансляции в нижележащем ATG и завершается совместно. VP2 транслируется с неканонического стартового кодона GUG.

Вирусная некодирующая РНК из 140 нуклеотидов, названная малой РНК, кодируемой бокавирусом (BocaSR), экспрессируется из 3'-некодирующей области после ORF VP.

NP1 представляет собой небольшой неструктурный белок, который может вызывать апоптоз при трансфекции клеток HeLa.[11]

Есть сингл промоутер расположен внутри шпильки 3 '. Это отвечает за альтернативный сплайсинг и альтернативное полиаденилирование за образование нескольких (по крайней мере 6) мРНК.[12] Длина поли A-хвоста составляет около 150 нуклеотидов.

После импорта в ядро ​​одноцепочечный геном превращается в двухцепочечную ДНК, и начинается производство вирусного белка NS1.

Геном реплицируется с помощью уникального механизма линейной катящейся шпильки, который зависит от белка NS1.[13] Сообщается, что репликация приводит к созданию серии циклических последовательностей от головы к хвосту.[14]

Последовательность, консервативная среди Parvoviridae TAAAAAT, обнаруживается рядом с 3'-концом.

Другие парвовирусы реплицируются только тогда, когда клетка-хозяин находится в S-фазе: репликация вируса приводит к гибели клетки-хозяина. Эта закономерность еще не была экспериментально подтверждена для бокавирусов, но, вероятно, так и есть. Экспрессия только вирусных белков не вызывает гибели клетки-хозяина.[15] в отличие от других парвовирусов, где это было исследовано.

Рецептором парвовируса 1 крупного рогатого скота является сиаловая кислота.

Молекулярная биология

Как показано в ссылке 2, парвовирусная репликация в виде шпильки представляет собой линейную адаптацию механизмов репликации по методу катящегося круга (RCR), используемых многими небольшими плазмидами и вирусами. NS1, многофункциональный белок инициации репликации вируса, образует олигомерную многодоменную молекулу, которая имеет как сайт-, так и специфичную для цепи эндонуклеазу HuH и суперсемейство III (SF3). геликаза Мероприятия. Все геликазы SF3 перемещаются вдоль ДНК в направлении 3'-к-5 '. В геликазах SF3 обнаружены четыре консервативных мотива последовательности (A, B, B 'и C). Эти мотивы образуют карман связывания нуклеозидтрифосфата, сайт координации иона металла, сайт связывания ДНК и сенсорный элемент. Эти мотивы находятся в отрезке примерно из 100 аминокислотных остатков в середине NS1. Эти геликазы окружают ДНК кольцом из шести или восьми субъединиц, причем карман связывания АТФ располагается между соседними субъединицами. Первая субъединица обеспечивает мотивы A и B, а аргинин остаток второй субъединицы функционирует как транс-действующий аргинин палец датчик связывания АТФ и статуса гидролиза. Палец аргинина расположен после мотива C, но в трех измерениях он часто встроен в кластер положительно заряженных аминокислот. В кольцевой конфигурации этот домен взаимодействует с карманом связывания АТФ соседней субъединицы.

Атомная структура эндонуклеазного домена HuH NS1 HBoV1[16] очень напоминает структуры никазы, кодируемые другими парвовирусами и более удаленными репликонами RCR. Эта структура также обеспечивает сайт-специфическое распознавание дуплексной ДНК, что позволяет NS1 связываться сайт-специфично с вирусными источниками репликации, расположенными на каждом конце его генома (происходящими из последовательностей теломер вирусных шпилек). Распознавание происхождения, которое для некоторых парвовирусов должно быть усилено связыванием дополнительных клеточных кофакторов, приводит к цепочечным и сайт-специфическим защемлениям промежуточных продуктов репликации дуплексной ДНК вируса, процессам, которые требуют АТФ для прочного связывания и последующего защемления. Белок NS1 остается ковалентно связанным с 5'-концом разорванной ДНК, тогда как новая 3'-гидроксильная группа способна инициировать синтез дополнительных линейных последовательностей. Считается, что репликация генома опосредуется Ремонт ДНК ДНК-полимеразы. В этом процессе участвует одноцепочечный связывающий белок репликационный белок А и NS1. В этом процессе NS1 действует как геликаза с питанием от АТФ для разрешения концевых шпилечных структур вирусного генома.

NS1 также отвечает за цитопатический эффект некоторых парвовирусов, и есть данные, указывающие на то, что некоторая форма этого белка ассоциируется с одним из 5-кратных цилиндров вновь собранных капсидов, где он служит молекулярным двигателем, используя свои 3'- to-5 'геликазная активность для управления инкапсуляция одноцепочечной ДНК потомства в частицу.[17]

Генетика

Существует четыре известных человеческих генотипа этого вируса: типы 1–4. Типы 1 и 2, по-видимому, недавно разошлись (около 1985 г.)[18] Расчетная средняя скорость эволюции составляет 8,6×10−4 замен / сайт / год. Позиции 1-го + 2-го кодона эволюционируют в 15 раз медленнее, чем положения 3-го кодона.

Существует 78%, 67% и 80% идентичности между белками NS1, NP1 и VP1 / VP2 человека бокавируса 1 и 2 соответственно.[19] Между штаммами может происходить рекомбинация. Человеческий бокавирус 3, по-видимому, является рекомбинантным человеческим бокавирусом 1 и человеческим бокавирусом 2 и 4.[20]

Бокавирусы были выделены от свиней.[21] Филогенетический анализ бокавируса свиней позволяет сопоставить его с минутным вирусом собак.[22]

Неполные последовательности бокавирусов были получены от диких шимпанзе.[23] Эти последовательности филогенетически лежат в пределах известных изолятов бокавируса человека, но также демонстрируют свидетельства рекомбинации.

Клинический

Рентгенограмма грудной клетки 16-месячного мальчика из Финляндии с пневмонией, вызванной бокавирусом человека 1, на 2-й день госпитализации. Наблюдаются двусторонние легочные инфильтраты и ателектаз верхней правой доли.

HBoV обнаружен в респираторных образцах здоровых людей.[24] У пациентов с респираторными жалобами он может быть обнаружен отдельно или, чаще, в сочетании с другими вирусами, вызывающими респираторные заболевания.[6]Новорожденные, вероятно, защищены пассивная иммунизация.[25]Наиболее часто поражаемой возрастной группой являются дети в возрасте от шести месяцев до двух лет,[25][26] хотя сообщалось о случаях заболевания у детей старше пяти лет и даже у 28-летних.[27]

HBoV может быть обнаружен не только в респираторных пробах, но также в крови, моче и стуле. Последние два могут просто отражать выделение вируса, хотя диарея была описана при бокавирусных инфекциях животных, и некоторые пациенты с HBoV, по-видимому, имеют понос независимо от респираторных симптомов.[28][29]

Исследование, проведенное в Иордании, показало, что 9% из 220 детей, госпитализированных с инфекцией нижних дыхательных путей, были инфицированы бокавирусом.[30] Средний возраст инфицированных составлял 4 месяца. Кашель (100%), хрипы (82,7%) и лихорадка (68,2%) были наиболее частыми клиническими проявлениями, а бронхопневмония (35%) и бронхиолит (30%) были наиболее частыми окончательными диагнозами.

HBoV1 обычно ассоциируется с респираторными симптомами, в то время как другие HBoV, как правило, связаны с диареей и острым вялым параличом.

Хотя большинство случаев протекает в легкой форме, также сообщалось о тяжелых респираторных заболеваниях.[31]

Опасная для жизни инфекция, вызванная бокавирусом человека, была описана у ранее здорового 20-месячного недоношенного ребенка.[32]

Рекомендации

  1. ^ "10-й отчет ICTV (2018 г.)Бокапарвовирус".
  2. ^ «10-й отчет ICTV (2018)».
  3. ^ Алландер Т., Тамми М.Т., Эрикссон М., Бьеркнер А., Тивельюнг-Линделл А., Андерссон Б. (сентябрь 2005 г.). «Клонирование парвовируса человека путем молекулярного скрининга образцов дыхательных путей». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 102 (36): 12891–6. Bibcode:2005PNAS..10212891A. Дои:10.1073 / pnas.0504666102. ЧВК  1200281. PMID  16118271.
  4. ^ Алландер Т., Андреассон К., Гупта С. и др. (2007). «Выявление третьего полиомавируса человека». Дж. Вирол. 81 (8): 4130–6. Дои:10.1128 / JVI.00028-07. ЧВК  1866148. PMID  17287263.
  5. ^ Gaynor AM, Nissen MD, Whiley DM, et al. (2007). «Выявление нового полиомавируса у пациентов с острыми респираторными инфекциями». PLOS Pathog. 3 (5): e64. Дои:10.1371 / journal.ppat.0030064. ЧВК  1864993. PMID  17480120.
  6. ^ а б Рикур С., Губо П. (2008). «Бокавирус человека, недавно открытый парвовирус дыхательных путей». Acta Clin Belg. 63 (5): 329–34. Дои:10.1179 / acb.2008.064. PMID  19186566.
  7. ^ Алландер Т., Джартти Т., Гупта С. и др. (Апрель 2007 г.). «Бокавирус человека и острое свистящее дыхание у детей». Clin. Заразить. Dis. 44 (7): 904–10. Дои:10.1086/512196. PMID  17342639.
  8. ^ Посо Ф, Гарсия-Гарсия М.Л., Кальво С., Куэста I, Перес-Бренья П., Касас I (ноябрь 2007 г.). «Высокая заболеваемость бокавирусной инфекцией человека у детей в Испании». J. Clin. Вирол. 40 (3): 224–8. Дои:10.1016 / j.jcv.2007.08.010. ЧВК  7108365. PMID  17904416.
  9. ^ Шварц Д., Грин Б., Кармайкл Л. Е., Пэрриш С. Р. (октябрь 2002 г.). «Собачий минутный вирус (минутный вирус собак) представляет собой отдельный парвовирус, наиболее похожий на бычий парвовирус». Вирусология. 302 (2): 219–23. Дои:10.1006 / viro.2002.1674. PMID  12441065.
  10. ^ а б Гурда Б.Л., Родитель К.Н., Бладек Х., Синковиц Р.С., ДиМаттия М.А., Ренс С., Кастро А., Маккенна Р., Олсон Н., Браун К., Бейкер Т.С., Агбандже-МакКенна М. (2010). "Структура капсида бокавируса человека: понимание структурного репертуара parvoviridae". Дж. Вирол. 84 (12): 5880–9. Дои:10.1128 / JVI.02719-09. ЧВК  2876641. PMID  20375175.
  11. ^ Сунь Б., Цай И, Ли И, Ли Дж, Лю К., Ли И, Ян И (2013). «Неструктурный белок NP1 бокавируса человека 1 вызывает остановку клеточного цикла и апоптоз в клетках Hela». Вирусология. 440 (1): 75–83. Дои:10.1016 / j.virol.2013.02.013. PMID  23507451.
  12. ^ Цю Дж., Ченг Ф., Джонсон Ф. Б., Пинтель Д. (2007). «Профиль транскрипции бокавируса бычьего парвовируса отличается от профиля транскрипции ранее охарактеризованных парвовирусов». Дж. Вирол. 81 (21): 12080–5. Дои:10.1128 / JVI.00815-07. ЧВК  2168810. PMID  17715221.
  13. ^ Таттерсолл П., Уорд, округ Колумбия (1976). «Модель шпильки для репликации парвовируса и линейной хромосомной ДНК». Природа. 263 (5573): 106–9. Bibcode:1976Натура.263..106Т. Дои:10.1038 / 263106a0. PMID  967244.
  14. ^ Чжао Х, Чжао Л., Сунь И, Цянь И, Лю Л., Цзя Л., Чжан И, Дун Х (2012). «Обнаружение кольцевого генома бокавируса в образцах фекалий детей с острой диареей в Пекине, Китай». PLOS One. 7 (11): e48980. Bibcode:2012PLoSO ... 748980Z. Дои:10.1371 / journal.pone.0048980. ЧВК  3487788. PMID  23133667.
  15. ^ Чен А.Ю., Ченг Ф., Лу С., Ло И, Лю З., Делварт Э., Пинтель Д., Цю Дж. (2010). «Характеристика профиля экспрессии гена бокавируса человека». Вирусология. 403 (2): 145–54. Дои:10.1016 / j.virol.2010.04.014. ЧВК  2879452. PMID  20457462.
  16. ^ Тьюари С.К., Чжао Х., Шен В., Цю Дж., Тан Л. (2013). «Структура распознавания N-концевого происхождения белка NS1 / никазного домена из появляющегося бокавируса человека». Дж. Вирол. 87 (21): 11487–93. Дои:10.1128 / JVI.01770-13. ЧВК  3807368. PMID  23966383.
  17. ^ Плевка П., Хафенштейн С., Ли Л., Д'Абргамо А. младший, Котмор С.Ф., Россманн М.Г., Таттерсалл П. (2011). «Структура мутанта миниатюрного вируса мышей с дефектной упаковкой указывает на то, что геном упакован через поры на 5-кратной оси». Дж. Вирол. 85 (10): 4822–7. Дои:10.1128 / JVI.02598-10. ЧВК  3126206. PMID  21367911.
  18. ^ Зехендер Г., Де Маддалена С., Канути М., Заппа А., Амендола А., Лай А., Галли М., Танзи Е. (2010). «Быстрая молекулярная эволюция бокавируса человека, выявленная путем байесовского слияния». Заразить. Genet. Evol. 10 (2): 215–20. Дои:10.1016 / j.meegid.2009.11.011. PMID  19932194.
  19. ^ Капур А., Сликас Е., Симмондс П., Чиочансин Т., Наим А., Шаукат С., Алам М. М., Шариф С., Ангез М., Заиди С., Делварт Е. (2009). «Недавно идентифицированный вид бокавируса в стуле человека». J. Infect. Dis. 199 (2): 196–200. Дои:10.1086/595831. ЧВК  2678954. PMID  19072716.
  20. ^ Ченг В., Чен Дж., Сюй З., Ю Дж., Хуанг С., Джин М., Ли Х, Чжан М., Цзинь И, Дуань З. Дж. (2011). «Филогенетический и рекомбинационный анализ бокавируса человека 2». BMC Infect. Dis. 11: 50. Дои:10.1186/1471-2334-11-50. ЧВК  3056791. PMID  21345238.
  21. ^ Лау С.К., Ву ПК, Ип СС, Ли К.С., Фу К.Т., Хуанг Й., Чан К.Х., Юэнь К.Ю. (2011). «Сосуществование нескольких штаммов двух новых бокавирусов свиней у одной и той же свиньи, ранее не описанный феномен у членов семейства Parvoviridae, и свидетельства генетического разнообразия и рекомбинации между хозяевами и внутри хозяев». J. Gen. Virol. 92 (Pt 9): 2047–59. Дои:10.1099 / vir.0.033688-0. PMID  21632566.
  22. ^ Цзэн С., Ван Д., Фанг Л., Ма Дж., Сон Т., Чжан Р., Чен Х, Сяо С. (2011). «Полные кодирующие последовательности и филогенетический анализ бокавируса свиней». J. Gen. Virol. 92 (Pt 4): 784–8. Дои:10.1099 / vir.0.028340-0. PMID  21228124.
  23. ^ Sharp CP, LeBreton M, Kantola K, Nana A, Diffo Jle D, Djoko CF, Tamoufe U, Kiyang JA, Babila TG, Ngole EM, Pybus OG, Delwart E, Delaporte E, Peeters M, Soderlund-Venermo M, Hedman K , Вулф Н.Д., Симмондс П. (2010). «Широко распространенная инфекция гомологами парвовирусов человека B19, PARV4 и бокавируса человека шимпанзе и горилл в дикой природе». Дж. Вирол. 84 (19): 10289–96. Дои:10.1128 / JVI.01304-10. ЧВК  2937811. PMID  20668071.
  24. ^ Фрай А.М., Лу Х, Читтаганпитч М. и др. (Апрель 2007 г.). «Бокавирус человека: новый парвовирус, эпидемиологически связанный с пневмонией, требующий госпитализации в Таиланде». J. Infect. Dis. 195 (7): 1038–45. Дои:10.1086/512163. PMID  17330795.
  25. ^ а б Ма Х, Эндо Р., Исигуро Н. и др. (Март 2006 г.). «Обнаружение бокавируса человека у японских детей с инфекциями нижних дыхательных путей». J. Clin. Микробиол. 44 (3): 1132–4. Дои:10.1128 / JCM.44.3.1132-1134.2006. ЧВК  1393160. PMID  16517912.
  26. ^ Эндо Р., Исигуро Н., Кикута Х. и др. (Октябрь 2007 г.). «Сероэпидемиология бокавируса человека в префектуре Хоккайдо, Япония». J. Clin. Микробиол. 45 (10): 3218–23. Дои:10.1128 / JCM.02140-06. ЧВК  2045318. PMID  17699639.
  27. ^ Купфер Б., Верешильд Дж., Корнели О. и др. (Октябрь 2006 г.). «Тяжелая пневмония и бокавирус человека у взрослых». Возникающий зараз. Dis. 12 (10): 1614–6. Дои:10.3201 / eid1210.060520. ЧВК  3290954. PMID  17176591.
  28. ^ Лау С.К., Ип СС, Куэ Т.Л. и др. (Октябрь 2007 г.). «Клиническая и молекулярная эпидемиология бокавируса человека в образцах респираторных органов и фекалий детей в Гонконге» (PDF). J. Infect. Dis. 196 (7): 986–93. Дои:10.1086/521310. PMID  17763318.
  29. ^ Висенте Д., Силла Дж., Монтес М., Перес-Ярса Е. Г., Перес-Траллеро Е. (апрель 2007 г.). «Бокавирус человека, респираторный и кишечный вирус». Возникающий зараз. Dis. 13 (4): 636–7. Дои:10.3201 / eid1304.061501. ЧВК  2725986. PMID  17553287.
  30. ^ Аль-Русан Х.О., Мекдам М.М., Алхатиб А., Аль-Шорман А., Кайси Л.М., Аль-Мокбель М.С. (2011). «Бокавирус человека в Иордании: распространенность и клинические симптомы у госпитализированных педиатрических пациентов и характеристика молекулярного вируса» (PDF). Singapore Med J. 52 (5): 365–9. PMID  21633772.
  31. ^ Эднер Н., Кастильо-Родас П., Фальк Л., Хедман К., Сёдерлунд-Венермо М., Алландер Т. (2012). «Опасное для жизни заболевание дыхательных путей, вызванное инфекцией бокавируса человека-1 у 4-летнего ребенка». J. Clin. Микробиол. 50 (2): 531–2. Дои:10.1128 / JCM.05706-11. ЧВК  3264148. PMID  22135260.
  32. ^ Урсич Т., Штейер А., Коприва С., Калан Г., Кривец Ю., Петровец М. (2011). «Бокавирус человека как причина опасной для жизни инфекции». J. Clin. Микробиол. 49 (3): 1179–81. Дои:10.1128 / JCM.02362-10. ЧВК  3067724. PMID  21227992.

внешняя ссылка