ویروس‌های RNA با حس مثبت و کروناویروس‌ها

ویروس‌های RNA تک‌رشته‌ای با حس مثبت، ژنومی را حمل می‌کنند که می‌تواند مستقیماً به عنوان RNA پیام‌رسان عمل کند، بنابراین ژنوم ورودی بلافاصله توسط ریبوزوم‌های میزبان ترجمه می‌شود تا عفونت را آغاز کند. این گروه بزرگ و از نظر پزشکی مهم شامل پیکورناویروس‌ها (ویروس فلج اطفال، راینوویروس، هپاتیت A)، فلاوی‌ویروس‌ها (تب دنگی، زیکا، تب زرد، هپاتیت C)، توگاوی‌ویروس‌ها و کروناویروس‌های مسئول سارس، مرس و کووید-۱۹ است.

Definition

ویروس‌های RNA با حس مثبت، ویروس‌های RNA هستند که ژنوم تک‌رشته‌ای آن‌ها دارای همان قطبیت RNA پیام‌رسان است و می‌تواند بلافاصله پس از ورود توسط ریبوزوم‌های میزبان ترجمه شود؛ در انسان‌ها آن‌ها شامل خانواده‌های پیکورناویریده، فلاوی‌ویریده، توگاویریده و کروناویرده، در میان دیگران هستند.

Scope

این مدخل خانواده‌های ویروس‌های RNA با حس مثبت، استراتژی تکثیر متمایز آن‌ها و بیماری‌های انسانی ناشی از آن‌ها را معرفی می‌کند، با توجه ویژه به کروناویروس‌ها به عنوان عوامل اپیدمی‌های اخیر و یک پاندمی. این یک مرور کلی مرجع از زیست‌شناسی و اپیدمیولوژی ویروسی است و راهنمایی برای مدیریت بالینی یا درمان ارائه نمی‌دهد.

Core questions

• چرا ژنوم یک ویروس RNA با حس مثبت می‌تواند مستقیماً به عنوان RNA پیام‌رسان عمل کند؟
• چه ویژگی‌هایی از کروناویروس‌ها زیربنای ظرفیت آن‌ها برای انتقال بین گونه‌ای و ظهور است؟
• چگونه نرخ جهش بالای ویروس‌های RNA بر بیماری و کنترل تأثیر می‌گذارد؟

Key concepts

• ژنوم RNA تک‌رشته‌ای با حس مثبت
• ترجمه مستقیم ژنوم
• RNA پلیمراز وابسته به RNA
• نرخ بالای جهش و نوترکیبی
• پیکورناویریده (ویروس فلج اطفال، راینوویروس، هپاتیت A)
• فلاوی‌ویریده (تب دنگی، زیکا، هپاتیت C)
• کروناویرده (SARS-CoV، MERS-CoV، SARS-CoV-2)
• ظهور زئونوتیک

Key theories

منشأ و تکامل زئونوتیک کروناویروس

مطالعات مقایسه‌ای و فیلوژنتیک نشان می‌دهد که کروناویروس‌های بیماری‌زای اصلی انسانی از مخازن حیوانی، عمدتاً خفاش‌ها، نشأت گرفته‌اند و سرایت و سازگاری منجر به تولید SARS-CoV، MERS-CoV و SARS-CoV-2 شده است.

Mechanisms

از آنجا که ژنوم آن‌ها دارای قطبیت حس پیام‌رسان است، ویروس‌های RNA رشته مثبت می‌توانند بلافاصله پس از ورود به سلول ترجمه شوند و پروتئین‌های مورد نیاز برای تکثیر ژنوم را تولید کنند، از جمله یک RNA پلیمراز وابسته به RNA کدگذاری شده توسط ویروس که در بسیاری از خانواده‌ها فاقد قابلیت تصحیح است و بنابراین نرخ جهش بالایی را ایجاد می‌کند. کروناویروس‌ها در میان ویروس‌های RNA در حمل یک اگزونوکلئاز تصحیح‌کننده و یک ژنوم بزرگ استثنایی هستند و از طریق مجموعه‌ای تو در تو از RNAهای پیام‌رسان زیرژنومی تکثیر می‌شوند. پروتئین‌های اسپایک آن‌ها واسطه اتصال به گیرنده و ورود هستند و تغییرات در این پروتئین بر دامنه میزبان و قابلیت انتقال تأثیر می‌گذارد و به ظهور زئونوتیک کمک می‌کند.

Clinical relevance

ویروس‌های RNA با حس مثبت طیف وسیعی از بیماری‌های انسانی را ایجاد می‌کنند، از سرماخوردگی و فلج اطفال گرفته تا تب دنگی، هپاتیت ویروسی و بیماری شدید تنفسی ناشی از کروناویروس‌ها. زیست‌شناسی آن‌ها توضیح می‌دهد که چرا برخی باعث بیماری حاد خود محدود شونده می‌شوند در حالی که برخی دیگر عفونت مزمن یا اپیدمی ایجاد می‌کنند. این مدخل مکانیسم‌ها و ارتباطات بیماری را توصیف می‌کند و مبنایی برای تشخیص یا درمان فردی نیست.

Epidemiology

این گروه شامل ویروس‌های بومی با توزیع جهانی و عوامل اصلی اپیدمی و پاندمی است؛ کروناویروس‌ها شیوع سارس در سال ۲۰۰۳، مرس و پاندمی کووید-۱۹ را ایجاد کردند، در حالی که فلاوی‌ویروس‌هایی مانند دنگی اپیدمی‌های بزرگ و مکرر را در مناطق گرمسیری ایجاد می‌کنند.

Evidence & guidelines

گزارش‌های ژنومی و بالینی که SARS-CoV، MERS-CoV و SARS-CoV-2 را توصیف می‌کنند، همراه با متون مرجع ویروس‌شناسی، زیست‌شناسی و ظهور این ویروس‌ها را مستند می‌کنند؛ شناسایی سریع ژنومی SARS-CoV-2 در سال ۲۰۲۰ نمونه‌ای از چگونگی بررسی شیوع ویروس‌های RNA با حس مثبت در حال حاضر است.

History

ویروس فلج اطفال، یک پیکورناویروس، در مطالعه مولکولی اولیه ویروس‌های RNA و یکی از دستاوردهای بزرگ واکسیناسیون نقش محوری داشت. کروناویروس‌ها با اپیدمی سارس در سال ۲۰۰۳، ظهور بعدی مرس و شناسایی SARS-CoV-2 در سال‌های ۲۰۱۹-۲۰۲۰، از عوامل بیماری‌زای تنفسی نسبتاً جزئی به خط مقدم سلامت جهانی منتقل شدند، که پتانسیل پاندمیک ویروس‌های RNA با حس مثبت زئونوتیک را برجسته کرد.

Key figures

• Vincent Racaniello
• Zheng-Li Shi
• David Baltimore

Seminal works

• cui-2018
• zhu-2020
• ksiazek-2003

Frequently asked questions

چه چیزی یک ویروس را 'حس مثبت' می‌کند؟

ژنوم RNA آن دارای همان قطبیت RNA پیام‌رسان است، بنابراین پس از ورود به سلول می‌تواند مستقیماً توسط ریبوزوم‌های میزبان ترجمه شود بدون اینکه ابتدا به یک رشته مکمل رونویسی شود.

چرا کروناویروس‌ها چندین اپیدمی اخیر را ایجاد کرده‌اند؟

کروناویروس‌ها در مخازن حیوانی مانند خفاش‌ها گردش می‌کنند و می‌توانند با میزبان‌های جدید سازگار شوند؛ تغییرات در پروتئین اسپایک آن‌ها می‌تواند امکان سرایت به انسان را فراهم کند، همانطور که در SARS-CoV، MERS-CoV و SARS-CoV-2 مشاهده شد.