Orthomyxoviridae -Orthomyxoviridae

Orthomyxoviridae
Fimmu-09-01581-g001.jpg
Influensa A og influensa B virus genom, mRNA og virion diagram
Virusklassifisering e
(uten rangering): Virus
Rike : Riboviria
Kongedømme: Orthornavirae
Filum: Negarnaviricota
Klasse: Insthoviricetes
Rekkefølge: Articulavirales
Familie: Orthomyxoviridae
Slekter

Orthomyxoviridae (fra gresk ὀρθός, orthós 'straight' + μύξα, mýxa ' mucus ') er en familie av RNA-virus med negativ sans . Den inkluderer syv slekter : Alphainfluenzavirus , Betainfluenzavirus , Deltainfluenzavirus , Gammainfluenzavirus , Isavirus , Thogotovirus og Quaranjavirus . De fire første slektene inneholder virus som forårsaker influensa hos fugler (se også fugleinfluensa ) og pattedyr , inkludert mennesker. Isavirus infiserer laks ; thogotovirusene er arbovirus , infiserer virveldyr og virvelløse dyr (som flått og mygg ). Quaranjavirusene er også arbovirus, som infiserer virveldyr (fugler) og virvelløse dyr ( leddyr ).

De fire slektene av influensavirus som infiserer virveldyr, som identifiseres ved antigene forskjeller i nukleoprotein og matriksprotein , er som følger:

Struktur

Influensa A -virusstruktur

Den influensavirus av virionet er pleomorfe ; den virale konvolutten kan forekomme i sfæriske og filamentøse former. Generelt er virusets morfologi ellipsoid med partikler 100–120  nm i diameter, eller filamentøse med partikler 80–100 nm i diameter og opptil 20 um lang. Det er omtrent 500 distinkte pigglignende overflateprojeksjoner i konvolutten som hver stikker 10–14 nm fra overflaten med varierende overflatetetthet. Den store glykoprotein (HA) piggen er innlagt uregelmessig av klynger av neuraminidase (NA) pigger, med et forhold mellom HA og NA på omtrent 10 til 1.

Den virale konvolutten består av en lipid -to -lags membran der glykoproteinspydene er forankret, omslutter nukleokapsidene ; nukleoproteiner av forskjellige størrelsesklasser med en sløyfe i hver ende; arrangementet i virionen er usikkert. De ribonukleære proteinene er trådformede og faller i området 50–130 nm lange og 9–15 nm i diameter med spiralformet symmetri.

Genom

Influenzavirus genomer. Segmenter oversetter til polymerase (PB1, PB2 og PA), hemagglutinin (HA), neuramindase (NA), nukleoprotein (NP), membranprotein (M) og ikke-strukturelt protein (NS).

Virus av familien Orthomyxoviridae inneholder seks til åtte segmenter av lineær negativ-sanset enkeltstrenget RNA. De har en total genomlengde som er 10 000–14 600 nukleotider (nt). Influensa A- genomet har for eksempel åtte stykker segmentert negativ sanset RNA (totalt 13,5 kilobaser).

De best karakteriserte av influenzavirus-proteinene er hemagglutinin og neuraminidase , to store glykoproteiner som finnes på utsiden av viruspartiklene. Hemagglutinin er et lektin som formidler binding av viruset til målceller og inntreden av virusgenomet i målcellen. I kontrast er neuraminidase et enzym som er involvert i frigjøring av avkomvirus fra infiserte celler ved å spalte sukker som binder de modne viruspartiklene. Hemagglutinin (H) og neuraminidase (N) proteiner er sentrale mål for antistoffer og antivirale legemidler, og de brukes til å klassifisere de forskjellige serotyper av influensa A -virus, derav H og N i H5N1 .

Genomsekvensen har terminale gjentatte sekvenser; gjentas i begge ender. Terminal gjentas ved 5′-enden 12–13 nukleotider lang. Nukleotidsekvenser av 3'-terminus identiske; det samme i slekten i samme familie; mest på RNA (segmenter), eller på alle RNA -arter. Terminal gjentas ved 3′-enden 9–11 nukleotider lenge. Innkapslet nukleinsyre er utelukkende genomisk. Hver virion kan inneholde defekte forstyrrende kopier. Ved influensa A (H1N1) produseres PB1-F2 fra en alternativ leseramme i PB1. M- og NS -genene produserer to forskjellige gener via alternativ spleising .

Replikasjonssyklus

Infeksjon og replikasjon av influensaviruset. Trinnene i denne prosessen diskuteres i teksten.

Vanligvis overføres influensa fra infiserte pattedyr gjennom luften ved hoste eller nysing, og danner aerosoler som inneholder viruset, og fra infiserte fugler gjennom deres avføring . Influensa kan også overføres av spytt , nesesekresjon , avføring og blod . Infeksjoner oppstår ved kontakt med disse kroppsvæskene eller med forurensede overflater. Ut av en vert kan influensavirus forbli smittsomme i omtrent en uke ved menneskelig kroppstemperatur, over 30 dager ved 0 ° C (32 ° F) og på ubestemt tid ved svært lave temperaturer (for eksempel innsjøer i nordøst i Sibir ). De kan enkelt inaktiveres av desinfeksjonsmidler og vaskemidler .

Virusene binder seg til en celle gjennom interaksjoner mellom hemagglutinin glykoprotein og sialinsyresukker på overflatene av epitelceller i lunge og svelg (trinn 1 i infeksjonsfigur). Cellen importerer viruset ved endocytose . I det sure endosomet smelter en del av hemagglutininproteinet viralhylsteret med vakuolens membran, og frigjør de virale RNA (vRNA) -molekylene, tilbehørsproteiner og RNA-avhengig RNA-polymerase til cytoplasma (trinn 2). Disse proteinene og vRNA danner et kompleks som transporteres inn i cellekjernen , der RNA-avhengige RNA-polymerase begynner å transkribere komplementær positiv sans cRNA (trinn 3a og b). CRNA eksporteres enten til cytoplasma og translateres (trinn 4), eller forblir i kjernen. Nysyntetiserte virusproteiner blir enten utskilt gjennom Golgi -apparatet på celleoverflaten (i tilfelle av neuraminidase og hemagglutinin, trinn 5b) eller transportert tilbake til kjernen for å binde vRNA og danne nye virale genompartikler (trinn 5a). Andre virale proteiner har flere handlinger i vertscellen, inkludert nedbrytning av cellulært mRNA og bruk av frigitte nukleotider for vRNA-syntese og også hemmende translasjon av vertscelle-mRNA.

Negativ sans-vRNA som danner genomene til fremtidige virus, RNA-avhengig RNA-transkriptase og andre virale proteiner samles til en virion. Hemagglutinin og neuraminidase -molekyler klynger seg sammen til en bule i cellemembranen. VRNA og virale kjerneproteiner forlater kjernen og går inn i dette membranfremspringet (trinn 6). Det modne viruset spirer av fra cellen i en sfære av vertsfosfolipidmembranen, og får hemagglutinin og neuraminidase med denne membranbelegget (trinn 7). Som før fester virusene seg til cellen gjennom hemagglutinin; de modne virusene løsner når neuraminidasen deres har spaltet sialinsyrerester fra vertscellen. Etter utgivelsen av det nye influensaviruset dør vertscellen.

Transkripsjon av mRNA som ble initiert av viral polymerase ved bruk av cap -snapping

Orthomyxoviridae -virus er et av to RNA -virus som replikerer i kjernen (det andre er retroviridae ). Dette er fordi maskineriet til orthomyxo -virus ikke kan lage sine egne mRNA. De bruker cellulære RNA som primere for å starte den virale mRNA -syntesen i en prosess som kalles cap -snapping . Når den er i kjernen, finner RNA Polymerase Protein PB2 et cellulært pre-mRNA og binder seg til sin 5 ′ tilsluttede ende. Deretter spaltes RNA Polymerase PA av det cellulære mRNA nær 5' -enden og bruker dette begrensede fragmentet som en primer for å transkribere resten av det virale RNA -genomet i viralt mRNA. Dette skyldes behovet for mRNA for å ha en 5 ′ -hette for å bli gjenkjent av cellens ribosom for oversettelse.

Siden RNA- korrekturlesende enzymer er fraværende, gjør den RNA-avhengige RNA-transkriptasen en enkelt nukleotidinnsettingsfeil omtrent hvert 10 000 nukleotider, som er omtrentlig lengde på influensa-vRNA. Derfor vil nesten alle nyproduserte influensavirus inneholde en mutasjon i genomet. Separasjonen av genomet i åtte separate segmenter av vRNA tillater blanding ( omgruppering ) av genene hvis mer enn én variant av influensavirus har infisert den samme cellen ( superinfeksjon ). Den resulterende endringen i genom -segmentene pakket inn i virale avkom gir ny oppførsel, noen ganger evnen til å infisere nye vertsarter eller å overvinne beskyttende immunitet av vertspopulasjoner mot det gamle genomet (i så fall kalles det et antigent skifte ).

Klassifisering

I en fylogenetisk -basert taksonomi inkluderer kategorien RNA -virus underkategorien ssRNA -virus med negativ sans , som inkluderer rekkefølgen Articulavirales , og familien Orthomyxoviridae . De slekt-assosierte artene og serotypene til Orthomyxoviridae er vist i tabellen nedenfor.

Orthomyxovirus slekter, arter og serotyper
Slekt Arter (* angir typearter ) Serotyper eller undertyper Verter
Alphainfluenzavirus Influensa A -virus * H1N1 , H1N2 , H2N2 , H3N1 , H3N2 , H3N8 , H5N1 , H5N2 , H5N3 , H5N8 , H5N9 , H7N1 , H7N2 , H7N3 , H7N4 , H7N7 , H7N9 , H9N2 , H10N7 Menneske , gris , fugl , hest , flaggermus
Betainfluenzavirus Influensa B -virus * Victoria, Yamagata Menneske, segl
Gammainfluenzavirus Influensa C -virus * Menneske, gris, hund
Deltainfluenzavirus Influensa D -virus * Gris, storfe
Isavirus Smittsom lakseanemi -virus * Atlanterhavslaks
Thogotovirus Thogotovirus * Flått , mygg , pattedyr (inkludert mennesker)
Dhori -virus Batken -virus , Bourbon -virus , Jos -virus
Quaranjavirus
Quaranfil -virus ,* Johnston Atoll -virus

Typer

Det er fire slekter av influensavirus, som hver bare inneholder en enkelt art eller type. Influensa A og C infiserer en rekke arter (inkludert mennesker), mens influensa B nesten utelukkende infiserer mennesker, og influensa D infiserer storfe og griser.

Influensa A.

Diagram over influensanomenklaturen

Influensa A -virus er ytterligere klassifisert, basert på de virale overflateproteinene hemagglutinin (HA eller H) og neuraminidase (NA eller N). Seksten H -undertyper (eller serotyper) og ni N -undertyper av influensa A -virus er identifisert.

Ytterligere variasjon eksisterer; således identifiseres spesifikke influensastammisolater ved en standard nomenklatur som spesifiserer virustype, geografisk plassering der første isolering, sekvensielt antall isolasjon, isolasjonsår og HA- og NA -undertype.

Eksempler på nomenklaturen er:

  1. A/Brisbane/59/2007 (H1N1)
  2. A/Moskva/10/99 (H3N2).

Type A -virusene er de mest virulente menneskelige patogenene blant de tre influensatypene og forårsaker den alvorligste sykdommen. Serotypene som er bekreftet hos mennesker , sortert etter antall kjente menneskelige pandemiske dødsfall, er:

Kjente influensapandemier
Navnet på pandemien Dato Dødsfall Dødelighet i tilfelle Undertype involvert Pandemisk alvorlighetsindeks
1889–1890 influensapandemi
(asiatisk eller russisk influensa)
1889–1890 1 million 0,15% Muligens H3N8
eller H2N2
Ikke tilgjengelig
1918 influensapandemi
(spansk influensa)
1918–1920 20 til 100 millioner 2% H1N1 5
Asiatisk influensa 1957–1958 1 til 1,5 millioner 0,13% H2N2 2
Hong Kong -influensa 1968–1969 0,75 til 1 million <0,1% H3N2 2
Russisk influensa 1977–1978 Ingen nøyaktig telling Ikke tilgjengelig H1N1 Ikke tilgjengelig
2009 influensapandemi 2009–2010 105.700–395.600 0,03% H1N1 Ikke tilgjengelig

Influensa B.

Vertssortiment av influensavirus

Influensa B -virus er nesten utelukkende et menneskelig patogen, og er mindre vanlig enn influensa A. Det eneste andre dyret som er kjent for å være utsatt for influensa B -infeksjon er selen . Denne typen influensa muterer med en hastighet 2-3 ganger lavere enn type A og er følgelig mindre genetisk mangfoldig, med bare én influensa B -serotype. Som et resultat av denne mangelen på antigent mangfold, oppnås vanligvis en grad av immunitet mot influensa B i en tidlig alder. Imidlertid muterer influensa B nok til at varig immunitet ikke er mulig. Denne reduserte antigenforandringshastigheten, kombinert med sitt begrensede vertsområde (hemning av antigent skift på tvers av arter ), sikrer at pandemier av influensa B ikke oppstår.

Influensa C

Influensa C -virus infiserer mennesker og griser , og kan forårsake alvorlig sykdom og lokale epidemier . Imidlertid er influensa C mindre vanlig enn de andre typene og forårsaker vanligvis mild sykdom hos barn.

Influensa D.

Dette er en slekt som ble klassifisert i 2016, hvis medlemmer først ble isolert i 2011. Denne slekten ser ut til å være nærmest beslektet med influensa C, som den avviker fra for flere hundre år siden. Det er minst to eksisterende stammer av denne slekten. De viktigste vertene ser ut til å være storfe, men viruset har vært kjent for å infisere griser også.

Levedyktighet og desinfeksjon

Influensavirus hos pattedyr har en tendens til å være labile, men kan overleve flere timer i slim. Aviær influensavirus kan overleve i 100 dager i destillert vann ved romtemperatur og 200 dager ved 17 ° C (63 ° F). Fugleviruset inaktiveres raskere i gjødsel, men kan overleve i opptil to uker i avføring på bur. Aviær influensavirus kan overleve på ubestemt tid når de er frosset. Influensavirus er utsatt for blekemiddel, 70% etanol, aldehyder, oksidasjonsmidler og kvaternære ammoniumforbindelser. De blir inaktivert ved varme på 133 ° F (56 ° C) i minst 60 minutter, samt ved lav pH <2.

Vaksinasjon og profylakse

Mål for anti-influensa-midler som er lisensiert eller under etterforskning

Vaksiner og legemidler er tilgjengelig for profylakse og behandling av influensavirusinfeksjoner. Vaksiner består av enten inaktiverte eller levende svekkede virioner av H1N1 og H3N2 humane influensa A -virus, så vel som influensa B -virus. Fordi antigenicitetene til de ville virusene utvikler seg, reformuleres vaksiner årlig ved å oppdatere frøstammene.

Når antigenicitetene til frøstammer og ville virus ikke stemmer overens, klarer ikke vaksiner å beskytte vaksinene. I tillegg, selv når de stemmer, genereres det ofte fluktmutanter.

Narkotika som er tilgjengelige for behandling av influensa inkluderer Amantadine og Rimantadine , som hemmer frigjøring av virioner ved å forstyrre M2, og Oseltamivir (markedsført under merkenavnet Tamiflu ), Zanamivir og Peramivir , som hemmer frigjøring av virioner fra infiserte celler ved å forstyrre med NA. Imidlertid genereres fluktmutanter ofte for det tidligere stoffet og sjeldnere for det sistnevnte stoffet.

Se også

Referanser

Videre lesning

Eksterne linker