Риновирус - Rhinovirus

Риновирус
Изоповерхность риновируса человека, на которой видны белковые шипы
Риновирус
Научная классификацияИзменить эту классификацию
(без рейтинга): Вирус
Царство : Рибовирия
Королевство: Орторнавиры
Тип: Писувирикота
Класс: Pisoniviricetes
Порядок: Пикорнавиралес
Семья: Picornaviridae
Род: Энтеровирус
Включенные группы
  • Риновирус А
  • Риновирус B
  • Риновирус C
Кладистически включенные, но традиционно исключенные таксоны

Риновирусы (от древнегреческого : ῥίς , латинизируетсяrhis «нос», ген ῥινός , латинизируется: носороги «нос», а латинский : Вирус ) является наиболее распространенным вирусным инфекционным агентом в организме человека и являются преобладающей причиной простуда . Риновирусная инфекция распространяется при температурах 33–35 ° C (91–95 ° F), таких как температура в носу. Риновирусы принадлежат к роду Enterovirus семейства Picornaviridae .

Три вида риновирусов (A, B и C) включают около 160 распознаваемых типов риновирусов человека, которые различаются в зависимости от их поверхностных белков ( серотипов ). Они литические по своей природе и являются одними из самых маленьких вирусов с диаметром около 30 нанометров. Для сравнения, другие вирусы, такие как оспа и коровья оспа , примерно в десять раз крупнее и имеют размер около 300 нанометров , а вирусы гриппа - около 80–120 нм.

История

В 1953 году, когда у группы медсестер развилось легкое респираторное заболевание, Уинстон Прайс из Университета Джона Хопкинса взял образцы носового прохода и выделил первый риновирус, который он назвал вирусом JH в честь Джонса Хопкинса. Его результаты были опубликованы в 1956 году.

Передача и эпидемиология

Существует два пути передачи: через аэрозоли из дыхательных капель и от фомитов (загрязненных поверхностей), включая прямой контакт от человека к человеку.

Риновирусы распространены по всему миру и являются основной причиной простуды . Симптомы включают боль в горле , насморк , заложенность носа , чихание и кашель ; иногда сопровождается мышечными болями , утомляемостью , недомоганием , головной болью , мышечной слабостью или потерей аппетита . Большинство изменений носовых пазух обратимы, что соответствует самоограничивающемуся вирусному процессу, типичному для риновирусной простуды. При гриппе чаще встречаются лихорадка и сильное истощение . У детей может быть от шести до двенадцати простудных заболеваний в год. В Соединенных Штатах заболеваемость простудой выше осенью и зимой, при этом большинство инфекций происходит в период с сентября по апрель. Сезонность может быть связана с началом учебного года и тем, что люди проводят больше времени в помещении, что увеличивает вероятность передачи вируса. Более низкие температуры окружающей среды, особенно на открытом воздухе, также могут быть фактором, учитывая, что риновирусы предпочтительно размножаются при 32 ° C (89 ° F), а не при 37 ° C (98 ° F). Различные виды пыльцы, травы, сена и методы ведения сельского хозяйства могут быть факторами сезонности, а также использования химических средств контроля газонов, загонов и спортивных площадок в школах и общинах. Факторами кажутся изменения температуры, влажности и ветра. Также постулируется, что плохие жилищные условия, перенаселенность и антисанитарные условия, связанные с бедностью, являются важными факторами передачи «простуды».

Наиболее подвержены риновирусам младенцы, пожилые люди и люди с ослабленным иммунитетом .

Патогенез

Основным путем проникновения риновирусов человека являются верхние дыхательные пути (рот и нос). Риновирусы A и B используют «основной» ICAM-1 (молекула межклеточной адгезии 1), также известный как CD54 (кластер дифференцировки 54), на респираторных эпителиальных клетках в качестве рецепторов для связывания. В некоторых подгруппах A и B вместо этого используется «минорный» рецептор ЛПНП . Риновирус C использует члена 3 семейства, родственного кадгерину (CDHR3), чтобы опосредовать проникновение в клетку . По мере того, как вирус реплицируется и распространяется, инфицированные клетки испускают сигналы бедствия, известные как хемокины и цитокины (которые, в свою очередь, активируют медиаторы воспаления). Лизис клеток происходит в эпителии верхних дыхательных путей .

Заражение происходит быстро, вирус прилипает к поверхностным рецепторам в течение 15 минут после попадания в дыхательные пути. Чуть более 50% людей испытывают симптомы в течение 2 дней после заражения. Только около 5% случаев будут иметь инкубационный период менее 20 часов, а в другом крайнем случае ожидается, что в 5% случаев инкубационный период будет более четырех с половиной дней.

Человеческие риновирусы преимущественно растут при 32 ° C (89 ° F), что заметно ниже средней температуры человеческого тела 37 ° C (98 ° F); отсюда тенденция вируса инфицировать верхние дыхательные пути , где дыхательный поток постоянно контактирует с (более холодной) экстрасоматической средой.

Риновирус C, в отличие от видов A и B, может вызывать тяжелые инфекции. Эта ассоциация исчезает после проверки мешающих факторов . Соответственно, среди младенцев, инфицированных симптоматическим респираторным заболеванием в районах с ограниченными ресурсами, не наблюдается связи между видами риновирусов и тяжестью заболевания.

Таксономия

Филогенетические деревья максимального правдоподобия видов энтеровирусов A, B, C, D и изолятов риновирусов A, B, C из Латинской Америки. На область 5'UTR гораздо больше влияют события рекомбинации, чем на кодирующую последовательность VP4 / VP2 . Видна парафилетическая природа «риновируса».

Риновирус ранее был родом из семейства Picornaviridae . 39-й Исполнительный комитет (EC39) Международного комитета по таксономии вирусов (ICTV) встретился в Канаде в июне 2007 года с новыми таксономическими предложениями. В апреле 2008 года Международный комитет по таксономии вирусов проголосовал и утвердил следующие изменения:

  • 2005.264V.04 Для удаления следующих видов из существующего рода Rhinovirus семейства Picornaviridae :
    • Риновирус человека А
    • Риновирус человека B
  • 2005.265V.04 Отнести к роду Enterovirus семейства Picornaviridae следующие виды :
    • Риновирус человека А
    • Риновирус человека B
  • 2005.266V.04 Для удаления существующего рода Rhinovirus из семейства Picornaviridae . Примечание: род Rhinovirus настоящим исчезает.

Слияние основано на том, что два «рода» вирусов существенно не отличаются в вирусологическом смысле. У них идентичная организация генома и структура частиц, и филогения не всегда монофилетична.

В июле 2009 года ICTV проголосовало и ратифицировало предложение о добавлении третьего вида, человеческого риновируса C, к роду Enterovirus .

  • 2008.084VAHRV-C-Sp 2008.084V Для создания нового вида под названием Человеческий риновирус C в роду Enterovirus семейства Picornaviridae .

Всего было внесено 215 таксономических предложений, которые были одобрены и ратифицированы после 8-го отчета ICTV 2005 года.

Серотипы

Названия серотипов человеческого риновируса имеют форму HRV- Xn, где X - это вид риновируса (A, B или C), а n - порядковый номер. Виды A и B использовали один и тот же индекс, а вид C - отдельный. Допустимые порядковые номера следующие:

  • Риновирус A: 1, 2, 7–13, 15, 16, 18–25, 28–34, 36, 38–41, 43–47, 49–51, 53–68, 71 , 73–78, 80–82 , 85, 88–90, 94–96, 98, 100–103
  • Риновирус B: 3–6, 14, 17, 26, 27, 35, 37, 42, 48, 52, 69, 70, 72, 79, 83, 84, 86, 91–93, 97, 99.
  • Риновирус C: 1–51

Состав

Геном риновируса человека, структура вириона и виды

Риновирусы имеют геномы одноцепочечной положительной смысловой РНК длиной от 7200 до 8500 нуклеотидов . На 5'-конце генома находится кодируемый вирусом белок, и, как и в мРНК млекопитающих, имеется 3'- поли-А-хвост . Структурные белки кодируются в 5'-области генома, а неструктурные - в 3'-конце. Это то же самое для всех пикорнавирусов . Сами вирусные частицы не имеют оболочки и имеют додекаэдрическую структуру.

Вирусные белки транслируются как один длинный полипептид, который расщепляется на структурные и неструктурные вирусные белки.

Риновирусы человека состоят из капсида, который содержит четыре вирусных белка : VP1, VP2, VP3 и VP4. VP1, VP2 и VP3 составляют основную часть белкового капсида. Гораздо меньший белок VP4 имеет более протяженную структуру и находится на границе между капсидом и геномом РНК. Есть 60 копий каждого из этих белков, собранных в виде икосаэдра . Антитела являются основной защитой от инфекции эпитопами, лежащими на внешних областях VP1-VP3.

Новые противовирусные препараты

Показано, что интраназально применяемый интерферон- альфа эффективен против риновирусных инфекций человека. Однако добровольцы, получавшие этот препарат, испытали некоторые побочные эффекты, такие как носовое кровотечение, и у них появилась толерантность к препарату. Впоследствии исследования этого метода лечения были прекращены.

Плеконарил - пероральный биодоступный противовирусный препарат, разрабатываемый для лечения инфекций, вызванных пикорнавирусами . Этот препарат действует путем связывания с гидрофобным карманом в VP1 и стабилизирует белковый капсид до такой степени, что вирус не может высвободить свой геном РНК в клетку-мишень. При испытании на добровольцах во время клинических испытаний этот препарат вызывал значительное уменьшение секреции слизи и симптомов, связанных с заболеванием . Плеконарил в настоящее время недоступен для лечения риновирусных инфекций человека, поскольку его эффективность при лечении этих инфекций находится на стадии дальнейшей оценки.

Другие вещества, такие как йота-каррагинан, могут лечь в основу создания лекарств для борьбы с риновирусом человека.

При астме человеческие риновирусы недавно были связаны с большинством обострений астмы, для которых текущая терапия неадекватна. Молекула межклеточной адгезии 1 (ICAM-1) играет центральную роль в воспалении дыхательных путей при астме и является рецептором для 90% риновирусов человека. Инфекция эпителия дыхательных путей человека риновирусом индуцирует ICAM-1.

Дезлоратадин и лоратадин являются соединениями, принадлежащими к новому классу блокаторов H1-рецепторов . Противовоспалительные свойства антигистаминных препаратов недавно были задокументированы, хотя лежащие в основе молекулярные механизмы полностью не определены. Эти эффекты вряд ли будут опосредованы антагонизмом к H1-рецепторам и предполагают новый механизм действия, который может иметь важное значение для терапевтического контроля вирус-индуцированных обострений астмы.

В 2018 году исследователи Имперского колледжа Лондона и коллеги из Йоркского университета и Института Пирбрайта сообщили о новой серии антириновирусных соединений . Эти молекулы нацелены на человеческую N- миристоилтрансферазу , фермент в клетке-хозяине, который требуется пикорнавирусу для сборки своего вирусного капсида и, таким образом, образования инфекционного вириона. Ведущее соединение в этой серии, IMP-1088 , очень сильно ингибировало миристоилирование вирусного капсидного белка хозяином и предотвращало образование инфекционного вируса, спасая жизнеспособность клеток в культуре, которые были подвержены воздействию различных серотипов риновирусов или родственных пикорнавирусов, включая полиовирус. и вирус ящура . Поскольку эти соединения нацелены на фактор хозяина, они широко активны против всех серотипов, и маловероятно, что они могут быть преодолены мутациями устойчивости вируса.

Вакцина

Там нет вакцин против этих вирусов , поскольку есть мало-по-нет перекрестной защиты между серотипами . По крайней мере , 99 серотипов человека риновирусы , поражающие людей были упорядочены . Однако исследование белка VP4 показало, что он является высококонсервативным среди многих серотипов риновируса человека, что открывает потенциал для будущей вакцины против риновируса человека пан-серотипа. Аналогичный результат был получен с белком VP1. Как и VP4, VP1 иногда «высовывается» из вирусной частицы, делая ее доступной для нейтрализующих антител. Оба пептида были протестированы на кроликах, что привело к успешной генерации антител перекрестного серотипа.

Успешное введение человеческого ICAM-1 мышам устранило главное препятствие на пути создания животной модели для вакцинации против RV.

Профилактика

Человеческий риновирус может оставаться активированным до трех часов вне человеческого организма-хозяина. После заражения вирусом человек становится наиболее заразным в течение первых трех дней. Профилактические меры, такие как регулярное энергичное мытье рук с мылом и водой, могут помочь избежать заражения. Избегайте прикосновения ко рту, глазам и носу, наиболее распространенные точки проникновения риновируса также могут помочь в профилактике. Меры предосторожности от капель, которые принимают форму хирургической маски и перчаток, - это метод, используемый в крупных больницах.

Риновирус и SARS-CoV-2

Согласно исследованию ученых Центра вирусных исследований (CVR) MRC- Университета Глазго , риновирусная инфекция человека может блокировать репликацию SARS-CoV-2 в клетках дыхательных путей , вызывая интерфероновую реакцию, и может снизить тяжесть COVID-19 и бремя болезней .

использованная литература

внешние ссылки