Полиовирус - биологија

На Полиовирус е вирус во семејството на Picornaviridae, што предизвикува детска парализа или полиомиелитис кај луѓето. Тоа е многу едноставен вирус без плик со геном на едножична плус РНК. Се јавува само кај луѓето; искоренувањето на полиовирусот преку вакцинација е цел на Светската здравствена организација.

Откривање и историја

Иако полиомиелитисот беше долго позната болест, дури по студиите на шведскиот лекар Ивар Викман на почетокот на 20 век, стана општо прифатено дека станува збор за инфективно заболување кое се пренесува преку контакт. Карл Ландштајнер и Ервин Попер се сметаат за откривачи на вирусот на детска парализа; Во 1908 година успеале да инјектираат бактериолошки стерилен екстракт од 'рбетниот мозок од момче кое починало од полиомиелитис при пренесување на патогенот на двајца мајмуни; и двете животни се разболеле. [1]

Чарлс Амстронг успеа да го пренесе вирусот на памучни стаорци во 30-тите години на минатиот век. F.он Ф. Ендерс, Фредерик Чепмен Робинс и Томас Хакл Велер беа во можност да го размножат вирусот во клеточните култури во 1949 година; за ова тие беа заеднички наградени со Нобелова награда за физиологија или медицина во 1954 година. Во 1955 година беше одобрена инактивирана вакцина против детска парализа, развиена од Jonонас Салк, проследена неколку години подоцна од орална вакцина против детска парализа од Алберт Сабин.

Создавање вирус

морфологија

Приближно кружната честичка на вирусот има дијаметар од 28 до 30 нанометри. Во 1985 година беше можно да се реши тродимензионалната структура на комплетна полиовирусна честичка со помош на анализа на структурата на кристалот. [2] Секој вирион содржи копија од едножичен РНК геном, кој е сместен во икосаедрален капсид. Капсидот е составен од 60 примероци од секој од четирите капсидни протеини VP1, VP2, VP3 и VP4. Вирусот нема школка.

Поради оваа структура, полиовирусот е еколошки стабилен вирус, отпорен на бројни средства за дезинфекција, како што се 70 проценти етанол, изопропанол и кватернарни амониумски соединенија. Вирусот е тешко инактивиран од многу детергенти или киселини, на пример, киселина во стомакот.

Протеини во геном и вирус

вакцина против

Вирусниот геном за прв пат беше клониран и секвенциониран во 1981 година. РНК од 7440 нуклеотиди долги во тип 1, до 5 'крај на кој е врзан вирусен протеин (VPg), се состои од долг 5' непреведен регион (5 'NTR), по што следи единствена отворена рамка за читање, која кодира полипротеин од 220 kDa и краток 3'-непреведен регион (3'-NTR) со поли (A) опашка. Во 5 'непреведената област, РНК содржи внатрешна рибозомална влезна точка (IRES), што е клучно за преводот на РНК во клетката домаќин. Мутациите во IRES се молекуларна причина за слабеењето на полиовирусите што се користат во оралните вакцини за полио.

Полипротеинот 220 kDa се распаѓа на три протеини, P1, P2 и P3, преку вирусни пептидази; протеинот П1 се распаѓа понатаму во структурните протеини VP1-VP4, од кои е составен капсидот на новите вирусни честички. Протеините П2 и П3 доведуваат до неструктурни протеини кои имаат улога во репликацијата на вирусот. Протеините 2A pro и 3C pro, како и 3CD pro се пептидази кои го разградуваат вирусниот полипротеин, додека протеините 2BC, 2C и 3AB формираат мембрански комплекс кој е потребен за репликација на вирусот. 3B VPg се врзува за 5 'крајот на вирусната РНК и е важен за започнување на репликацијата на РНК.Конечно, 3Д-поли е РНК-зависна РНК полимераза која ја синтетизира вирусната РНК. [3]

Репликација

Полиовирусот се размножува во цитоплазмата на клетката домаќин. За да влезе во клетката, на вирусот му треба специфичен рецептор, ЦД155 протеин. Потоа вирусот може да ја пренесе својата РНК во клетката, каде што веднаш се преведува во полипротеин. Полипротеинот може протеолитички да се распадне на одделни структурни и функционални протеини. РНК не само што се преведува, туку и се реплицира. Вториот се случува преку вирусна РНК-зависна РНК полимераза 3Д-поли, која ја претвора оригиналната плус-РНК во минус-РНК и од тоа веднаш генерира нова плус-РНК. РНК е конечно спакувана со структурни протеини за да формира нов вирион; на крајот клетката домаќин умира и вирусите се ослободуваат.

Систематика

Полиовирусот припаѓа на родот на вируси Ентеровирус; ова е дел од семејството на Picornaviridae. Три серотипови се разликуваат во полиовирусот.

  • семејство Picornaviridae
    • родот Ентеровирус
      • видови Полиовирус
        • Серотип 1 (тип "Mahoney" или "Brunhilde"): овој тип е најчест и исто така може да предизвика сериозна болест.
        • Серотип 2 (тип „Лансинг“): овој тип предизвикува прилично благи прогресии.
        • Серотип 3 (тип "Леон"): овој тип се јавува прилично ретко, но обично предизвикува сериозен тек.

Трите серотипови се разликуваат структурно главно во протеините на капсидот. Споредбите на целосните геномски секвенци на полиовирусите и хуманиот ентеровирус Ц (ХЕВ-Ц) покажаа дека полиовирусите и вирусите на ХЕВ-Ц се многу слични во структурата на геномот. Надвор од капсидниот регион, полиовирусите се слични на ХЕВ-Ц вирусите, како и едни на други. Затоа беше предложено за видот Полиовирус напушти и трите серотипови во видовите Хуман ентеровирус Ц. класифицираат. [4] Ова сè уште не е решено.

Дифузија, пренос и специфичност

дистрибуција

Првично вирусот се шири низ целиот свет; Во тропските предели, епидемиите се случуваа во текот на целата година, во умерени географски широчини, особено во лето. Во ендемските области, меѓу другото, вирусот може да се открие и во канализацијата; во околината треба да остане способен за репродукција неколку недели. Единствениот природен домаќин, а со тоа и единствениот познат резервоар се луѓето. Оттука, вакцинацијата се чини можна; ова е веќе постигнато со полиовирус тип 2. Во 2007 година имаше 1.310 случаи на диви полиовирусни заболувања ширум светот; во 2008 година вирусот е само ендемичен во Нигерија, Индија, Пакистан и Авганистан. [5] [6]

Пренос и специфичност

Вирусот е предизвикан од размаска инфекција (фекално-орален) и исто така се пренесува преку предмети. Тропизмот на полиовирусот е ограничен на луѓето и некои други примати. Различни мајмуни можат да се заразат експериментално со инјектирање на вирусот директно во 'рбетниот мозок или мозокот. Само шимпанзата и мајмуните од Стариот свет можат да се заразат орално како луѓето. Бидејќи вирусот бара специфичен рецептор, ЦД155 протеин, на клетките домаќини за инфекција, инфекцијата на организмот во суштина зависи од тоа дали вирусот може да се поврзе со рецепторот кај домаќинот. Полиовирусот се врзува за ЦД155 од луѓе, шимпанза и мајмуни од Стариот свет, но само делумно за ЦД155 од мајмуни од Нов свет. [7] По врзувањето со рецепторот ЦД155, вирусот се апсорбира во клетката, каде што може да се размножи. Механизмите за множење во рамките на ќелијата се помалку специфични за домаќинот од механизмот за навлегување. CD155 рецепторот се наоѓа на клеточната површина на моноцити, макрофаги, Т-лимфоцити и нервни клетки. Лимфните ткива како што се плаките на Пејер во цревата се местото на првата репликација на вирусот.

Вакцини за откривање болести и болести

заболување

Откако вирусот ќе биде проголтан од уста и помножен во назофаринксот и дигестивниот тракт, се појавува виремија, во која вирусот се шири преку крвотокот. Во повеќето случаи, ова ќе биде без симптоми; Симптоми слични на грип се јавуваат само кај 4-8% од заразените.

Само во ретки случаи, кај околу 1% од инфекциите, вирусите напаѓаат и нервни клетки, по можност предните рогови клетки во 'рбетниот мозок, кои се важни за мускулите. Ова потоа доведува до клиничка слика на детска парализа.

доказ

Вирусот може да се открие од примероци на столица, брисеви од грло и, доколку е потребно, од CSF. Со класично откривање на вирусологија, подготвениот материјал се инкубира на клеточни култури и се утврдува идентитетот на вирусот со употреба на тест за неутрализација со специфични антисерии. Се вели дека изолацијата на вирусот од примероците на столицата е 80% успешна во првите 14 дена од болеста. [8] Сепак, овој метод е сложен. Ова е причината зошто денес често се користи обратна транскриптаза-полимеразна верижна реакција, со која вирусна РНК може да се открие директно во клинички материјал. Понекогаш се секвенционираат дури и делови од геномот на вирусот со цел да се воспостават врски помеѓу различни пациенти преку споредбени секвенци и да може да се разбере патот на инфекција. Исто така, може да се изврши откривање на антитела против вирусот во серумот на пациентот.

Доказот за полиовирусот се известува според германскиот Закон за заштита на инфекции.

Вакцини

Постојат две различни вакцини против детска парализа. Инактивираната полиовакцина (IPV) според Jonas E. Salk е мртва вакцина која се инјектира интрамускулно. Вакцината содржи честички на вирусот инактивиран од формалдехид, од трите типа одгледувани на клеточни култури. Оваа вакцина нуди добра заштита од болеста; одлучувачката предност на оваа вакцина е дека полиомиелитисот за вакцинација е исклучен. Инактивираната вакцина против детска парализа е одобрена во САД во 1955 година и доведе до брз пад на бројот на болести таму.

Оралната полиоказин (OPV) според Алберт Сабин за орална вакцинација е жива вакцина и се состои од мешавина од трите типа на таканаречени ослабени вируси, кои сè уште се способни да се размножуваат, но повеќе не предизвикуваат болести. Предноста на оваа вакцина, покрај лесната за употреба, е тоа што создава и имунитет во гастроинтестиналниот тракт, што не само што ја спречува болеста, туку и спречува пренесување на вирусот. Во Германија, оваа вакцина повеќе не се користи затоа што полиомиелитисот за вакцинација не може да се исклучи целосно. Бидејќи полиовирусот е искоренет во Германија, ова би бил неприфатлив ризик.