ДНК-содержащие вирусы: герпесвирусы, поксвирусы и другие

ДНК-содержащие вирусы несут свою генетическую информацию в виде ДНК, обычно двухцепочечной, и многие из них реплицируются в ядре клетки-хозяина, используя клеточные и вирусные ферменты. В эту группу входят герпесвирусы, которые устанавливают пожизненную латентность; поксвирусы, самые крупные и структурно наиболее сложные вирусы человека; а также такие семейства, как папилломавирусы, аденовирусы, гепаднавирусы и парвовирусы, некоторые из которых связаны с онкологическими заболеваниями человека.

Definition

ДНК-содержащие вирусы — это вирусы, геном которых состоит из ДНК; у человека медицински значимые представители преимущественно являются двухцепочечными ДНК-вирусами, включая семейства Herpesviridae, Poxviridae, Papillomaviridae, Adenoviridae, Hepadnaviridae и Parvoviridae.

Scope

Статья представляет основные семейства ДНК-содержащих вирусов, имеющих медицинское значение, их общие особенности репликации и характерные для них паттерны заболеваний, включая латентность, онкогенез и персистенцию. Это обзор биологии вирусов и связанных с ними заболеваний, который не содержит рекомендаций по клиническому ведению или лечению.

Core questions

• Как реплицируются ДНК-содержащие вирусы и почему большинство из них делают это в ядре?
• Какие молекулярные особенности позволяют герпесвирусам устанавливать пожизненную латентность?
• Как некоторые ДНК-содержащие вирусы, такие как папилломавирусы, способствуют развитию рака у человека?

Key concepts

• Двухцепочечный ДНК-геном
• Ядерная репликация
• Вирусная латентность и реактивация
• Онкогенная трансформация
• Herpesviridae (ВПГ, ВЗВ, ЦМВ, ВЭБ)
• Poxviridae и цитоплазматическая репликация
• Papillomaviridae и рак шейки матки
• Hepadnaviridae и обратная транскрипция

Key theories

Вирусный онкогенез, вызываемый ДНК-содержащими опухолевыми вирусами

Харальд цур Хаузен показал, что специфические типы папилломавирусов человека могут вызывать злокачественную трансформацию, установив принцип, согласно которому некоторые ДНК-содержащие вирусы вызывают рак, вмешиваясь в контроль клеточного цикла хозяина.

Mechanisms

Большинство ДНК-содержащих вирусов человека реплицируют свои геномы в ядре, используя или поставляя ДНК-зависимые ДНК-полимеразы; поксвирусы являются заметным исключением, реплицируясь в цитоплазме с помощью собственного ферментативного аппарата. Герпесвирусы устанавливают латентность, персистируя в виде эписом в специфических типах клеток и периодически реактивируясь, что является стратегией, лежащей в основе рецидивирующих заболеваний. Некоторые ДНК-содержащие вирусы способствуют онкогенезу, кодируя белки, инактивирующие пути опухолевых супрессоров, как это происходит с папилломавирусами высокого риска при цервикальном канцерогенезе. Гепаднавирусы необычны среди ДНК-содержащих вирусов тем, что реплицируются через РНК-интермедиат с использованием обратной транскрипции.

Clinical relevance

Семейства ДНК-содержащих вирусов вызывают широкий спектр состояний у человека, включая герпес на губах и генитальный герпес, ветряную оспу и опоясывающий лишай, инфекционный мононуклеоз, несколько вирус-ассоциированных видов рака и, исторически, оспу. Понимание их биологии объясняет, почему инфекции рецидивируют, почему некоторые устанавливают пожизненную персистенцию и почему определенные типы вирусов скринируются в рамках профилактики рака. Данная статья носит описательный характер и не является основанием для индивидуальной диагностики или лечения.

Epidemiology

Многие ДНК-содержащие вирусы широко распространены по всему миру; герпесвирусы, такие как вирус Эпштейна-Барр и цитомегаловирус, инфицируют подавляющее большинство взрослых в течение жизни, а персистирующая инфекция папилломавирусом высокого риска является признанной причиной рака шейки матки и других видов рака.

Evidence & guidelines

Справочные тексты по вирусологии и авторитетные клинические обзоры обобщают биологию и ассоциации ДНК-содержащих вирусов с заболеваниями; демонстрация того, что папилломавирусы вызывают рак, изменила подходы к профилактике рака и отражена в широко применяемых программах скрининга и вакцинации (описанных здесь на уровне доказательств, а не индивидуальных рекомендаций).

History

Оспа, вызываемая поксвирусом, была первым заболеванием, контролируемым с помощью вакцинации, и первым искорененным, что стало важной вехой в вирусологии. В течение двадцатого века герпесвирусы были охарактеризованы как агенты латентной, рецидивирующей инфекции, а работа Цур Хаузена в конце двадцатого века установила причинно-следственную связь между папилломавирусами и раком шейки матки, изменив понимание вирусного онкогенеза.

Key figures

• Harald zur Hausen
• David Baltimore
• Bernard Roizman

Seminal works

• zurhausen-2002
• cohen-2000-ebv
• knipe-fields-2013

Frequently asked questions

Почему герпесвирусные инфекции рецидивируют на протяжении всей жизни?

Герпесвирусы устанавливают латентность в специфических клетках-хозяевах после первичной инфекции и могут периодически реактивироваться, вызывая рецидивирующие эпизоды; вирус не выводится из организма.

Могут ли ДНК-содержащие вирусы вызывать рак?

Некоторые могут. Папилломавирусы человека высокого риска и некоторые другие ДНК-содержащие вирусы кодируют белки, которые нарушают контроль клеточного цикла хозяина и причинно связаны со специфическими видами рака у человека.