РНК-вирусы с негативной полярностью: грипп, корь, бешенство

Одноцепочечные РНК-вирусы с негативной полярностью несут геном, комплементарный матричной РНК, поэтому они должны доставлять в клетку собственную РНК-зависимую РНК-полимеразу для транскрипции считываемого сообщения до того, как будут синтезированы какие-либо вирусные белки. В эту группу входят вирусы гриппа, парамиксовирусы (корь, эпидемический паротит, респираторно-синцитиальный вирус) и рабдовирусы, из которых вирус бешенства является наиболее известным патогеном человека.

Definition

РНК-вирусы с негативной полярностью — это РНК-вирусы, чей одноцепочечный геном комплементарен матричной РНК и, следовательно, не может быть транслирован напрямую; они должны упаковывать РНК-зависимую РНК-полимеразу для первоначальной транскрипции матричной РНК, и у человека к ним относятся семейства Orthomyxoviridae, Paramyxoviridae и Rhabdoviridae, среди прочих.

Scope

Статья знакомит с семействами РНК-вирусов с негативной полярностью, имеющими медицинское значение, их обязательной упаковкой полимеразы и основными заболеваниями человека, которые они вызывают, включая грипп, корь и бешенство. Это справочный обзор вирусной биологии и эпидемиологии, который не содержит рекомендаций по клиническому ведению или лечению.

Core questions

• Почему РНК-вирусы с негативной полярностью должны доставлять собственную полимеразу в клетку?
• Как антигенный дрейф и сдвиг влияют на сезонный грипп и пандемии?
• Почему корь является одним из самых контагиозных вирусов человека, и почему бешенство почти всегда смертельно после появления симптомов?

Key concepts

• Одноцепочечный РНК-геном с негативной полярностью
• Упакованная РНК-зависимая РНК-полимераза
• Сегментированный геном и реассортация (Orthomyxoviridae)
• Антигенный дрейф и антигенный сдвиг
• Paramyxoviridae (корь, эпидемический паротит, РСВ)
• Rhabdoviridae и бешенство
• Нейротропизм
• Высокая контагиозность кори

Key theories

Антигенный дрейф и сдвиг при гриппе

Вирусы гриппа избегают иммунитета посредством постепенных точечных мутаций поверхностных белков (дрейф) и, в случае гриппа А, посредством реассортации сегментов генома между штаммами (сдвиг), причем последний способен генерировать пандемические вирусы.

Mechanisms

Поскольку геном с негативной полярностью не может быть считан рибосомами, эти вирусы должны нести ассоциированную с вирионом РНК-зависимую РНК-полимеразу, которая синтезирует матричную РНК после проникновения. Вирусы гриппа имеют сегментированный геном, что позволяет осуществлять реассортацию при коинфекции двух штаммов одной клетки и лежит в основе резкого антигенного сдвига, который может приводить к пандемическим штаммам, в то время как постепенная мутация вызывает антигенный дрейф, лежащий в основе сезонных эпидемий. Парамиксовирусы, такие как корь, эффективно распространяются воздушно-капельным путем и могут подавлять иммунитет, а рабдовирус бешенства распространяется по периферическим нервам к центральной нервной системе, что объясняет его нейротропный и почти всегда фатальный исход после появления клинических симптомов.

Clinical relevance

РНК-вирусы с негативной полярностью вызывают серьезные заболевания человека, включая сезонный и пандемический грипп, корь и ее осложнения, а также бешенство. Их биология объясняет, почему вакцины против гриппа необходимо обновлять, почему для контроля кори требуется очень высокий популяционный иммунитет и почему бешенство предотвращается до появления симптомов, а не лечится после. Эта статья носит описательный характер и не является основой для индивидуальной диагностики или лечения.

Epidemiology

Грипп вызывает рецидивирующие сезонные эпидемии и периодические пандемии; корь остается одной из ведущих причин детской смертности, предотвратимой вакцинацией, в регионах с низким охватом иммунизацией, хотя глобальная смертность значительно снизилась с расширением вакцинации; бешенство ежегодно приводит к десяткам тысяч смертей, преимущественно через передачу собаками в эндемичных регионах.

Evidence & guidelines

Справочные тексты по вирусологии и авторитетные обзоры характеризуют биологию этих семейств, а моделирование на основе эпидемиологического надзора документирует влияние вакцинации против кори на глобальную смертность; обзоры по гриппу суммируют основу дрейфа и сдвига для постоянной переформулировки вакцин (описано на уровне доказательств, а не индивидуальных советов).

History

Пандемии гриппа, наиболее разрушительная из которых произошла в 1918 году, утвердили ортомиксовирусы как постоянную глобальную угрозу и стимулировали изучение антигенной изменчивости. Корь была охарактеризована как высококонтагиозный парамиксовирус и стала целью интенсивных кампаний вакцинации, в то время как бешенство, одна из старейших известных инфекций, было болезнью, для которой Пастер разработал раннюю поствакцинальную профилактику, определив современный подход к предотвращению рабдовирусных инфекций.

Key figures

• Yoshihiro Kawaoka
• Robert Webster
• Thiravat Hemachudha

Seminal works

• horimoto-2005
• simons-2012
• hemachudha-2002

Frequently asked questions

Почему вакцины против гриппа меняются из года в год?

Поверхностные белки гриппа постоянно мутируют (антигенный дрейф), а грипп А может реассортировать свой сегментированный геном (антигенный сдвиг), поэтому циркулирующие штаммы меняются, и вакцины периодически переформулируются, чтобы соответствовать им.

Почему бешенство считается почти всегда смертельным после появления симптомов?

Вирус бешенства распространяется по нервам к центральной нервной системе; к моменту появления неврологических симптомов инфекция уже закрепляется в мозге, поэтому профилактика основана на своевременных мерах после контакта до появления симптомов.