Wirus Marburga - Marburg virus

Wirus Marburg
Transmisyjna mikroskopia elektronowa wirusa Marburg
Transmisyjna mikroskopia elektronowa wirusa Marburg
Klasyfikacja wirusów mi
(bez rankingu): Wirus
Królestwo : Rybowiria
Królestwo: Orthornavirae
Gromada: Negarnaviricota
Klasa: Monjiviricetes
Zamówienie: Mononegawirusy
Rodzina: Filoviridae
Rodzaj: Marburgwirus
Gatunek:
Wirus:
Wirus Marburg

Wirus Marburg jest wirusem gorączki krwotocznej z rodziny wirusów Filoviridae i członkiem gatunku Marburg marburgvirus , rodzaju Marburgvirus . Wirus Marburg (MARV) powoduje Wirus Marburg w ludzi i innych naczelnych , forma gorączka krwotoczna . Wirus uważany jest za wyjątkowo niebezpieczny. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) stawki go jako Risk Group 4 patogenów (wymagające poziomu bezpieczeństwa biologicznego 4-równoważnym pojemników ). W Stanach Zjednoczonych, NIH / Narodowego Instytutu Alergii i Chorób Zakaźnych plasuje go jako kategoria priorytetem patogenów oraz Centrum Kontroli Chorób i Prewencji list go jako kategorii A bioterroryzm agenta . Jest również wymieniony jako czynnik biologiczny do kontroli eksportu przez Grupę Australijską .

Wirus może być przenoszony przez kontakt z jednym gatunkiem nietoperzy owocożernych lub może być przenoszony między ludźmi przez płyny ustrojowe przez seks bez zabezpieczenia i złamaną skórę. Choroba może powodować krwawienie (krwotok), gorączkę i inne objawy podobne do Eboli . Jednak wirus Marburg nie jest taki sam jak Ebola, chociaż jest podobny. Rzeczywiste leczenie wirusa po infekcji nie jest możliwe, ale wczesne profesjonalne leczenie objawów takich jak odwodnienie znacznie zwiększa szanse przeżycia.

W 2009 roku rozszerzyła badania kliniczne od An Ebola i Marburg szczepionki rozpoczęły się w Kampali , Uganda .

Historia

Odkrycie

Rekonstrukcja CryoEM fragmentu nukleokapsydu wirusa Marburg . Wpis EMDB EMD-1986

Wirus Marburg został po raz pierwszy opisany w 1967 roku. Odkryto go w tym samym roku podczas serii epidemii wirusa Marburg w niemieckich miastach Marburg i Frankfurcie oraz stolicy Jugosławii, Belgradzie . Pracownicy laboratorium byli narażeni na kontakt z tkankami zakażonych małp grivet (afrykańskiej małpy zielonej, Chlorocebus aethiops ) w Behringwerke , dużym zakładzie przemysłowym w Marburgu, który był wówczas częścią Hoechst , a później częścią CSL Behring . Podczas wybuchów epidemii zarażonych zostało trzydzieści jeden osób, z których siedem zmarło.

Nomenklatura

Wirus jest jednym z dwóch przedstawicieli gatunku Marburg marburgvirus , który należy do rodzaju Marburgvirus , rodziny Filoviridae i rzędu Mononegavirales . Nazwa wirusa Marburg pochodzi od Marburga (miasto w Hesji w Niemczech, gdzie wirus został odkryty po raz pierwszy) i taksonomicznego przyrostka wirusa .

Wirus Marburg został po raz pierwszy wprowadzony pod tą nazwą w 1967 roku. Nazwę wirusa zmieniono na marburgvirus Jeziora Wiktorii w 2005 roku, wprowadzając w mylący sposób jedyną różnicę w rozróżnieniu między organizmem wirusa Marburg a jego gatunkiem jako całością kursywą, jak w przypadku marburgwirusa Jeziora Wiktorii . Mimo to w większości artykułów naukowych nadal używano nazwy wirus Marburg. W konsekwencji w 2010 roku przywrócono nazwę wirusa Marburg i zmieniono nazwę gatunkową.

Wirusologia

Genom

Wirion i genom Marburga

Podobnie jak wszystkie mononegawirusy , marburgwiriony zawierają niezakaźne, liniowe, niesegmentowane genomy jednoniciowego RNA o ujemnej polarności, które posiadają odwrotnie komplementarne końce 3' i 5', nie posiadają czapeczki 5' , nie są poliadenylowane i nie są połączone kowalencyjnie do białka . Genomy wirusa Marburga mają długość około 19 kpz i zawierają siedem genów w kolejności 3'-UTR - NP - VP35 - VP40 - GP - VP30 - VP24 - L - 5'-UTR .

Struktura

Mikrofotografia wirusów Marburg
Kolorowa fotografia z mikroskopu elektronowego wirusa Marburg

Jak wszystkie filowirusy , marburgwiriony są nitkowatymi cząstkami, które mogą mieć kształt pasterskiego zwoju lub litery „U” lub „6” i mogą być zwinięte, toroidalne lub rozgałęzione. Marburgwiriony mają zazwyczaj szerokość 80 nm , ale różnią się nieco długością. Ogólnie rzecz biorąc, mediana długości cząstek marburgwirusów waha się od 795 do 828 nm (w przeciwieństwie do ebolawirionów , których mediana długości cząstek została zmierzona na 974–1086 nm), ale w hodowli tkankowej wykryto cząstki o długości nawet 14 000 nm.

Marburgwiriony składają się z siedmiu białek strukturalnych. Na środku znajduje się spiralny ribonucleocapsid , który składa się z genomowego RNA owinięty wokół polimeru z nukleoproteiny (NP). Z rybonukleoproteiną powiązana jest zależna od RNA polimeraza RNA (L) z kofaktorem polimerazy (VP35) i aktywatorem transkrypcji (VP30). Rybonukleoproteina jest osadzona w macierzy utworzonej przez główne (VP40) i drugorzędne (VP24) białka macierzy. Cząstki te są otoczone błoną lipidową pochodzącą z błony komórki gospodarza. Błona zakotwicza glikoproteinę ( GP1,2 ), która wystaje z powierzchni 7-10 nm kolców. Marburgwiriony są niemal identyczne pod względem budowy z ebolawirionami, ale różnią się antygenowo .

Wejście

Białko transportujące cholesterol Niemann-Pick C1 (NPC1) wydaje się być niezbędne do infekcji zarówno wirusem Ebola, jak i Marburg. Dwa niezależne badania opisane w tym samym wydaniu Nature wykazały, że wejście do komórki i replikacja wirusa Ebola wymaga NPC1. Kiedy komórki od pacjentów pozbawionych NPC1 zostały wystawione na działanie wirusa Ebola w laboratorium, komórki przeżyły i okazały się odporne na wirusa , co dodatkowo wskazuje, że Ebola polega na NPC1, aby wejść do komórek. Może to sugerować, że mutacje genetyczne w genie NPC1 u ludzi mogą uodpornić niektórych ludzi na jeden z najgroźniejszych znanych wirusów atakujących ludzi. Te same badania opisały podobne wyniki z wirusem Marburg, pokazując, że potrzebuje on również NPC1, aby dostać się do komórek. Ponadto wykazano, że NPC1 ma kluczowe znaczenie dla wejścia filowirusa, ponieważ pośredniczy w infekcji przez bezpośrednie wiązanie z glikoproteiną otoczki wirusa i że druga domena lizosomalna NPC1 pośredniczy w tym wiązaniu.

W jednym z oryginalnych badań wykazano, że mała cząsteczka hamuje infekcję wirusem Ebola, zapobiegając wiązaniu glikoproteiny wirusa z NPC1. W innym badaniu wykazano, że myszy, które były heterozygotyczne pod względem NPC1, są chronione przed śmiertelną prowokacją zaadaptowanym do myszy wirusem Ebola.

Replikacja

Cykl replikacji wirusa Marburg

Cykl życiowy wirusa Marburg rozpoczyna się od przyłączenia wirionu do specyficznych receptorów na powierzchni komórki , po którym następuje fuzja otoczki wirionu z błonami komórkowymi i jednoczesne uwalnianie nukleokapsydu wirusa do cytozolu .

RdRp wirus częściowo uncoats nukleokapsyd i przejmuje te geny w pozytywne nici mRNA , które następnie są tłumaczone do strukturalnych i niestrukturalnych białek . Marburgvirus L wiąże się z pojedynczym promotorem zlokalizowanym na końcu 3' genomu. Transkrypcja albo kończy się po genie, albo jest kontynuowana do następnego genu w dół. Oznacza to, że geny w pobliżu końca 3' genomu podlegają transkrypcji w największej ilości, podczas gdy geny w pobliżu końca 5' są najrzadziej transkrybowane. Kolejność genów jest zatem prostą, ale skuteczną formą regulacji transkrypcji.

Najliczniejszym produkowanym białkiem jest nukleoproteina , której stężenie w komórce determinuje, kiedy L przechodzi od transkrypcji genu do replikacji genomu. Replikacja skutkuje uzyskaniem pełnej długości antygenomów o dodatniej nici, które z kolei ulegają transkrypcji do kopii genomu potomnego wirusa o ujemnej nici. Nowo zsyntetyzowane białka strukturalne i genomy samoorganizują się i gromadzą w pobliżu wnętrza błony komórkowej . Wiriony pączkują z komórki, uzyskując otoczkę z błony komórkowej, z której pączkują. Dojrzałe cząstki potomne infekują następnie inne komórki, aby powtórzyć cykl.

Ekologia

Rozmieszczenie geograficzne wirusa Marburg i egipskich nietoperzy owocożernych .

W 2009 roku odnotowano pomyślną izolację zakaźnego MARV od złowionych zdrowych egipskich nietoperzy owocożernych ( Rousettus aegyptiacus ) . Izolacja ta, wraz z izolacją zakaźnej RAVV , silnie sugeruje, że Stary Świat owocowe nietoperze są zaangażowane w naturalnej konserwacji marburgviruses. Konieczne są dalsze badania, aby ustalić, czy egipskie rozety są faktycznymi żywicielami MARV i RAVV, czy też zarażają się przez kontakt z innym zwierzęciem, a zatem służą jedynie jako żywiciele pośrednie. W 2012 r. pierwsze eksperymentalne badanie infekcji Rousettus aegyptiacus za pomocą MARV dostarczyło dalszych informacji na temat możliwego udziału tych nietoperzy w ekologii MARV. Zakażone eksperymentalnie nietoperze rozwinęły stosunkowo niską wiremię trwającą co najmniej 5 dni, ale pozostały zdrowe i nie rozwinęły żadnej znaczącej patologii. Wirus replikował się również do wysokich mian w głównych narządach (wątroba i śledziona) oraz narządach, które mogą być zaangażowane w przenoszenie wirusa (płuca, jelita, narządy rozrodcze, gruczoł ślinowy, nerka, pęcherz moczowy i gruczoł sutkowy). Względnie długi okres wiremii odnotowany w tym eksperymencie może również ułatwić mechaniczne przenoszenie przez ssące krew stawonogi oprócz infekcji podatnych żywicieli kręgowców przez bezpośredni kontakt z zakażoną krwią.

Ewolucja

Szczepy wirusowe dzielą się na dwa klady — wirus Ravn i wirus Marburg. Szczepy Marburg można podzielić na dwa — A i B. Szczepy A wyizolowano z Ugandy (pięć z 1967), Kenii (1980) i Angoli (2004–2005), podczas gdy szczepy B pochodziły z epidemii Demokratycznej Republiki Konga (1999–2000) oraz grupę izolatów ugandyjskich wyizolowanych w latach 2007–2009.

Średnie tempo ewolucji całego genomu wynosiło 3,3 × 10-4 podstawień/miejsce/rok (przedział wiarygodności 2,0-4,8). Szczepy Marburg miały średni czas ukorzenienia ostatniego wspólnego przodka 177,9 lat temu (95% najwyższy gęstość 87–284), co sugeruje pochodzenie w połowie XIX wieku. W przeciwieństwie do tego, pochodzenie szczepów Ravn datuje się na średnio 33,8 lat temu (początek lat 80-tych). Najbardziej prawdopodobną lokalizacją przodka wirusa Marburg była Uganda, podczas gdy przodkiem RAVV była Kenia.

Choroba ludzka

MARV jest jednym z dwóch wirusów Marburga, które powodują chorobę wirusową Marburga (MVD) u ludzi (w literaturze często określaną również jako gorączka krwotoczna Marburg, MHF). Drugi to wirus Ravn (RAVV). Oba wirusy spełniają kryteria przynależności do gatunku Marburgwirus, ponieważ ich genomy odbiegają od prototypowego Marburgwirusa lub wariantu wirusa Marburg Musoke (MARV/Mus) o <10% na poziomie nukleotydów .

Zarejestrowane ogniska

Rząd Gwinei wykrył przypadek na próbce pacjentów, którzy zmarli 2 sierpnia 2021 r. w południowej prefekturze Gueckedou w pobliżu granic kraju z Sierra Leone i Liberią.

Rok Lokalizacja geograficzna Wirus Przypadki ludzkie Śmierć ludzi Wskaźnik śmiertelności przypadków Uwagi
1967 Marburg i Frankfurt , Niemcy Zachodnie , oraz Belgrad , Socjalistyczna Federacyjna Republika Jugosławii MARV 31 7 23% wyciek laboratoryjny
1975 Rodezja i Johannesburg , Republika Południowej Afryki MARV 3 1 33%
1980 Kenia MARV 2 1 50%
1987 Kenia RAVV 1 1 100%
1988 Kolcowo , Związek Radziecki 1 1 100% wypadek laboratoryjny
1990 Kolcowo, Związek Radziecki MARV 1 1 100% wypadek laboratoryjny
1998–2000 Durba i Watsa , Demokratyczna Republika Konga MARV i RAVV 154 128 83% Dwa różne marburgwirusy, wirus MARV i wirus Ravn (RAVV), współkrążyły i powodowały chorobę. Nie zgłoszono liczby przypadków i zgonów z powodu zakażenia MARV lub RAVV.
2004-2005 Angola MARV 252 227 90%
2007 Uganda MARV i RAVV 4 1 25%
2008 Uganda, Holandia , Stany Zjednoczone MARV 2 1 50%
2012 Uganda MARV 18 9 50%
2014 Uganda MARV 1 1 100%
2017 Uganda MARV 3 3 100%
2021 Gwinea MARV 1 1 100%

Zapobieganie

Agencja Zdrowia Publicznego Kanady ma kandydata na szczepionkę rVSV wirusa Marburg (rVSV-MARV). Merck ją rozwijał, ale zaprzestał rozwoju.

Broń biologiczna

Związek Radziecki miał rozległą ofensywnych i defensywnych broni biologicznej program, który dołączony MARV. Co najmniej trzy sowieckie instytuty badawcze realizowały programy badawcze MARV podczas zimnej wojny : Centrum Wirusologiczne Instytutu Naukowo-Badawczego Mikrobiologii w Zagorsku (dziś Siergiew Posad ), Stowarzyszenie Naukowo-Produkcyjne „Wektor” (dziś Państwowe Centrum Badań Wirusologicznych i Biotechnology „Vektor” ) w Kołcowie oraz Irkucka Naukowo-Badawczy Instytut Zwalczania Plagi Syberii i Dalekiego Wschodu w Irkucku . Ponieważ większość przeprowadzonych badań była ściśle sklasyfikowana , pozostaje niejasne, jak skuteczny był program MARV. Jednak radziecki dezerter Ken Alibek twierdził, że broń wypełnione MARV był testowany na Stepnogorsk Naukowego Produkcji Doświadczalnej i bazy w Stepnogorsk , Kazachska Socjalistyczna Republika Radziecka (dziś Kazachstan ), co sugeruje, że rozwój broni biologicznej MARV dotarł zaawansowanych etapów. Brakuje niezależnego potwierdzenia tego roszczenia. Co najmniej jeden wypadek laboratoryjny z MARV, w wyniku którego zginął badacz Kolcowa Nikołaj Ustinow, miał miejsce podczas zimnej wojny w Związku Radzieckim i został po raz pierwszy szczegółowo opisany przez Alibka.

MARV jest wyselekcjonowanym agentem zgodnie z prawem Stanów Zjednoczonych.

Bibliografia

Dalsza lektura

Zewnętrzne linki