Калицивирусы

Калицивирусы

Калицивирусы впервые были выделены от животных в 1932 г., а в 1976 г. были обнаружены в фекалиях детей, страдающих острым гастроэнтеритом. Сейчас они выделены в самостоятельное семейство — Caliciviridae.

Семейство калицивирусов (Caliciviridae) объединяет несколько родов вирусов, из которых два (Norovirus и Sapovirus) способны вызывать заболевания у человека. Каждый из родов подразделяется на геногруппы и генотипы.

Наибольшее распространение имеют норовирусы 2 геногруппы (Norovirus GII). Норовирусы являются одной из наиболее распространенных причин вспышек ОКИ: каждая вторая вспышка ОКИ и 90% вспышек вирусной этиологии ассоциированы с норовирусами.

Саповирусы имеют значительно меньшее распространение, чем норовирусы.

Общие сведения

Калицивирусы ранее относили к пикорнавирусам. У этих вирусов отсутствует внешняя оболочка. Они имеют икосаэдральный капсид. Геном представлен молекулой плюс-РНК. Калицивирусы отличаются от пикорнавирусов своеобразной морфологической особенностью, заключающейся в наличии 32 чашеобразных углублений на поверхности капсида, которые располагаются в соответствии с кубической симметрией. Отсюда и название (лат. calix — чаша).

Патогенным для человека является вирус Норфолк, который выявлен с помощью электронной микроскопии в фекалиях детей, больных острым гастроэнтеритом, а также у свиней и телят.

В настоящее время в состав данного семейства включен вирус гепатита Е.

Семейство калицивирусов

Семейство Caliciviridae объединяет большую группу сходных по морфологии и отличных по антигенным свойствам РНК-позитивных однонитевых вирусов, вирионы которых имеют характерную морфологию с чашеобразными углублениями на сферической поверхности капсида, откуда происходит их название (calyx, или chalice — чаша).

В составе семейства 4 рода:

  • везивирусы,
  • лаговирусы,
  • Норфолк-подобные вирусы (норовирусы),
  • Саппоро-подобные вирусы (саповирусы).

Первые два рода включают вирусы, патогенные для животных, последние два рода включают в основном вирусы, патогенные для человека. Совсем недавно считали, что калицивирусы имеют ограниченный круг хозяев и поражают только свиней, кошек и морских львов. Однако за последнее время получены изоляты от моржей, людей, обезьян, телят, цыплят, норок, рептилий, амфибий и насекомых. Патогенность одних калицивирусов для естественного хозяина доказана, для других — требует выяснения. Некоторые из них еще недостаточно изучены.

Прототипным вирусом семейства является вирус везикулярной болезни свиней (ВЭС). Вызываемое им заболевание впервые обнаружено в 1932 г. в Южной Калифорнии и ликвидировано в США в 1956 г. В настоящее время ВЭС считается экзотической болезнью, хотя вирус все еще присутствует у морских млекопитающих и представляет потенциальную угрозу для свиней, о чем свидетельствует возникновение заболевания в 1972 г. в одном свиноводческом хозяйстве на острове Сахалин.

Патогенные калицивирусы

Калицивирусы животных

Известны калицивирусы, которые связаны с системными заболеваниями. Например, энтеритный калицивирус крупного рогатого скота и энтеритный калицивирус свиней вызывают диарею и анорексию сооответственно у телят и поросят. Калицивирус кур вызывает у цыплят остановку роста и высокую смертность. Калицивирус приматов (Panl) вызывает персистентную инфекцию и образование везикул. Калицивирусы человека вызывают диарею, обезвоживание, лихорадку, колики и недомогание. Один вирус связан с везикулярными поражениями гениталий собак. Известны калицеподобные вирусы. Так, например, из содержимого кишечника поросят с признаками диареи выделен вирус, сходный с калицивирусами. Клетками-мишенями его были эпителий ворсинок тонкого отдела кишечника поросят. Вирус антигенно отличался от возбудителя ВЭС. Калицивирусы легко идентифицируются в РН и методом перекрестного иммунитета.

Род везивирусы, кроме вируса ВЭС (13 серотипов), включает вирусы морских львов Сан Мигель (17 серотипов), калицивирус кошек, калицивирус китовых (Тиг-1), калицивирус приматов ( Рап-1) и калицивирус рептилий (Сго-1).

Род лаговирусы представлен вирусом геморрагической болезни кроликов и вирусом, вызывающим синдром коричневой печени европейских зайцев.

Калицивирус морских львов обнаружен в 1972 г. на острове Сан-Мигель и назван вирусом морских львов Сан-Мигель. По основным свойствам он не отличается от ранее хорошо известного вируса везикулярной экзантемы свиней и близок по спектру хозяев, а также антигенным свойствам. Патогенный для свиней калицивирус был выделен также от океанской рыбы. Этим установлено, что морские львы, а также другие ластоногие могут служить естественным резервуаром калицивируса, что явилось первым сообщением о выделении от морских животных вируса, способного вызвать заболевание сухопутных животных.

Калицивирусы человека

В 2000 г. принята современная классификация норовирусов, в основе которой лежит филогенетический анализ участка гена, кодирующего белок капсида размером 283 пн и аминокислотной последовательности размером 94 аминокислот, соответствующей данной области генома. В соответствии с предложенной классификацией норовирусы разделяются на 3 генотипа. В отличие от норовирусов генотипов 1 и 2, патогенных для человека, норовирусы генотипа 3 вызывают заболевания только у крупного рогатого скота и характеризуются меньшей вариабельностью генома. Вирусы генотипа 1 обнаружены у людей, генотипа 2 — у людей и свиней. Недавно был выделен норовирус мышей (Murine Norovirus-1).

Саповирусы являются вторым патогенным для человека родом семейства и характеризуются более высокой консервативностью генома по сравнению с норовирусами. Согласно последней классификации саповирусов, основанной на филогенетическом анализе нескольких участков генома, выделяют 3 генотипа саповирусов. Только генотипы 1 и 2 саповирусов патогенны для человека. Генотип 3 саповирусов (porcine enteric calicivirus — PEC) поражает желудочно-кишечный тракт свиней и в отличие от других сапо- и норовирусов способен репродуцироваться в культурах клеток in vitro. Имеется предположение о способности калицивирусов образовывать рекомбинанты.

Сведения, накопленные за последние 20 лет, показали, что кальцивирусная инфекция у людей является широко распространенным заболеванием, поражающим преимущественно детское население. Кальцивирусная инфекция человека выявлена во всех странах мира, где проводились исследования: США, Великобритании, Японии, России, Франции, Швеции, Китае и др.

Многие известные на сегодня калицивирусы млекопитающих, птиц и человека, в том числе вирус гепатита Е, входят в состав семейства, но пока не определена их родовая принадлежность.

Калицивирусная инфекция у человека

Этиология

В настоящее время калицивирусы человека рассматривают как основной этиологический агент эпидемических вспышек острых вирусных гастроэнтеритов среди разных возрастных групп населения всего мира. В развитых странах 20-25% населения ежегодно переносят острый гастроэнтерит, и калицивирусы являются наиболее распространенным возбудителем этих заболеваний. По данным зарубежных авторов, до 90% эпидемических вспышек острых вирусных кишечных инфекций могут быть обусловлены калицивирусами.

Патогенез

Калицивирусная инфекция распространяется контактно-бытовым, пищевым и водным путями. Инфицирование через пищевые продукты делает калицивирусы наряду с вирусом гепатита А важным агентом пищевых вирусных инфекций. В расширении масштабов вспышки калицивирусной инфекции непосредственную роль играет передача вируса от человека к человеку, которая может осуществляться не только фекально-оральным, но и воздушно-капельным путем. Высокую контагиозность калицивирусов иллюстрирует большое число инфицированных среди контактных лиц (до 50%). Длительная экскреция вируса после выздоровления (в течение 2 — 3 недель) и высокая частота бессимптомных форм инфекции поддерживают циркуляцию вируса и стабильно высокий уровень спорадической и вспышечной заболеваемости.

Обнаружение антител к калицивирусам при массовых эпидемиологических исследованиях свидетельствует о частом естественном инфицировании этими агентами людей всех возрастных групп, при этом первоначальный контакт с возбудителем происходит в течение первых лет и даже первых месяцев в жизни ребенка в зависимости от социальных условий, связанных с уровнем экономического развития страны. Так, в США среди детей в возрасте до 5 лет антитела к калицивирусам были обнаружены менее чем у 20% обследованных, а в группе детей старшего возраста (11 — 15 лет) антитела встречались уже в 65% случаев. Для сравнения, у жителей Бангладеш и Эквадора частота выявления антител к калицивирусам у детей первых 5 лет жизни достигала 75 — 100%.

Клиническая картина

Клинически калицивирусная инфекция обычно проявляется как нетяжелый, острый гастроэнтерит с быстрым самопроизвольным выздоровлением в течение 1-5 дней. Однако пациенты с сердечно-сосудистыми заболеваниями, реципиенты трансплантатов почки или тонкой кишки, а также больные, получающие по разным поводам иммуносупрессивную терапию, составляют группы риска тяжелого течения калицивирусной инфекции.

Затронутые выше эпидемиологические и клинические аспекты делают весьма актуальным изучение биологии этих возбудителей и особенностей их взаимодействия с иммунной системой человека в контексте создания эффективных вакцин для иммунизации населения.

Строение калицивирусов

Вирионы представляют собой безоболочечный нуклеокапсид кубической симметрии диаметром 35-40 нм. Они содержат 180 идентичных молекул белка (м. 60 000), собранных в димеры, формирующие 90 дугообразных структурных единиц, которые образуют 32 чашеобразных поверхностных углублений, придающих вирионам уникальный вид. На проекции вириона видны 10 выступов, представляющих собой края чашеобразных углублений. Обычно принятое понятие о капсомерах считается неприемлемым для калицивирусов.

Некоторые изоляты калицивирусов, вызывающие энтериты (Норфолк-вирусы), теряют характерную поверхностную структуру и приобретают вид пушинок, получившие название «мелкие круглые структурированные вирусы» (SRSV).

Структурные белки составляют 82% массы вириона. В вирионе находятся один главный и один минорный полипептиды. Кроме того, имеется один небольшой полипептид (VPg), играющий важную роль в инфекционности и ковалентно связанный с вирионной РНК. Молекулярная масса этих белков соответственно составляет 60-70, 15-19, 10-15 кД. На долю минорного полипептида приходится около 2% массы всего капсидного белка. Не исключается, что этот полипептид является клеточным компонентом. В вирионе содержится 180 молекул главного и, по-видимому, 12 молекул минорного полипептида.

Геном представлен одной молекулой линейной, одноцепочечной РНК, размером 7,4—7,6 пн. 5′-конец генома кэппирован ковалентно связанным белком VPg, а 3′-конец полиаденилирован. Геномная РНК и несколько субгеномных РНК образуются в процессе репликации; зрелые белки образуются двумя путями расщеплением полиопротеина и трансляцией субгеномных мРНК. Геномная РНК инфекционна. Вирусы относительно устойчивы к нагреванию и детергентам, но чувствительны к низким рН (>99% инактивируются при рН=3,0).

Калицивирусы размножаются в цитоплазме. Вирусы везикулярной экзантемы свиней и калицивирус кошек хорошо размножаются с ЦПЭ в культурах клеток естественных хозяев и в некоторых перевиваемых линиях клеток. Однако некоторые калицивирусы млекопитающих плохо размножаются или не размножаются in vitro.

Три открытые рамки считывания (ОРС) кодируют структурные и неструктурные белки, которые являются предшественниками структурных белков, ферментами и факторами регуляции инфекционного процесса в зараженной клетке. К структурным белкам относятся геликаза, протеаза, полимераза (ОРС 1) и белок капсида (ОРС 2). ОРС 2 кодирует белок из 116 аминокислот неизвестной функции, который транслируется с 2400 по мРНК и, возможно, является капсидным белком.

Различные калицивирусы используют две различные схемы транскрипции. В качестве примера могут служить калицивирус кошек и вирус геморрагической болезни кроликов (ГБК). У последнего неструктурные и структурный белок кодируются одной ОРС, образуя единый полиопротеин, который расщепляется посттранскрипционно. Транскрипция калицивируса кошек и, вероятно, калицивируса ВЭС является результатом функционирования двух видов мРНК: одна соответствует целому геному, другая — субгеномному участку размером 2400 по. Последняя является бицистронной, кодирующей считывание фрагментов 2 и 3. Подобные разновидности РНК (7500 и 2200 по) различают у вируса ГБК. Неизвестно, где оба вида РНК расположены в одних или разных вирионах.

VPg белок (м. 10 000-15 000) связан с 5′-концом РНК обоих видов. Неструктурные белки 2С геликаза ЗС трипсиноподобная сериновая протеаза и ЗД полимераза подобны тем, которые обнаружены у пикорнавирусов. Индивидуальные неструктурные белки освобождаются из полипротеина специфическими вирусными протеазами каскадно подобно пикорнавирусам. Геномная РНК реплицируется посредством синтеза промежуточной (—)РНК.

Вирионы накапливаются в цитоплазме в виде аморфных или паракристаллических образований или характерных линейных структур, связанных с цитоскелетом. Вирионы освобождаются при лизисе клеток.

Leave a Reply