Эволюция вирусов - Жданов В. М. 1990

Специальная часть
Аренавирусы

Семейство аренавирусов (Arenaviridae) объединяет четко очерченную группу вирусов. Большинство вирусов вызывает тяжелые геморрагические лихорадки, передается без кровососущих членистоногих и имеет между собой серологические связи. Немногочисленные представители (13 вирусов) этого семейства объединены в один род (Arenavirus).

Вирионы аренавирусов имеют размер 110—130 нм, состоят из сердцевины (нуклеокапсида) и внешней оболочки с выступами длиной 10 нм. Внутри оболочки обнаруживаются одна или несколько рибосом клетки-хозяина — «песчинок» (arena). Вирионная РНК представлена двумя вирусспецифическими фрагментами с молекулярной массой 1,1x10⁶— 1,6х10⁶(5) и 2,1х10⁶—3,2х10⁶(L). Кроме того, в вирионах содержатся 3 фрагмента рибосомной РНК: 28S, 18S и 4—6S [Leung W. et al., 1981]. Вирионные L и S-PHK содержат сходные последовательности длиной около 30 нуклеотидов с 3'- и 5'-конца молекулы. Вирионы включают негликозилированный белок (63 000—72 000), образующий рибонуклеопротеид, и два гликозилированных белка GP1 (54 000— 72 000) и GP2 (34 000—44 000). Их синтез кодируется S- фрагментом РНК. В составе вирионов имеются также транскриптаза и поли (У)—поли (А)-полимеразы. Особенностью транскрипции генов аренавирусов является биполярность S- фрагмента РНК: половина его, примыкающая к 5'-концу, имеет негативную, а вторая половина — позитивную полярность, причем они разделены шпилькой. Поэтому с вирионной РНК транскрибируется мРНК для белка N, а второй, неструктурный белок транскрибируется с правой половины ее комплементарной копии. Репликация происходит, как и у вирусов с негативным геномом, в два этапа: сначала синтезируется полная комплементарная нить, а затем дочерние РНК.

После адсорбции на рецепторах клеточной мембраны вирионы проникают в клетки посредством виропексиса, одновременно происходят слияние клеточных и вирусных мембран, а также освобождение нуклеопротеида, который начинает функционировать в цитоплазме. Транскрибированные гены функционируют как мРНК, кодируя синтез вирусных белков. Затем осуществляются синтез вирионных дочерних РНК, сборка капсидов и формирование вирионов, покидающих клетку путем почкования.

Число представителей с гмейства, составляющих единственный род Arenavirus, невелико (13). Все они в естественных условиях поражают грызунов, вызывая у них персистентную инфекцию. Наряду с горизонтальной передачей существует вертикальная. Хотя в эксперименте показано размножение аренавирусов в клещах, аренавирусы распространяются без переносчиков (табл. 14). По крайней мере 4 представителя этого семейства вызывают тяжелейшие заболевания, протекающие обычно с геморрагическим синдромом: лимфоцитарный хориоменингит (ЛХМ), лихорадки Ласса, Мачупо и Хунин. Все аренавирусы являются возбудителями персистирующих, частично бессимптомно протекающих инфекций грызунов. Лишь вирус Такарибе был, помимо грызунов, выделен от летучих мышей и комаров. Возможно, эти лихорадки случайны [Murphy F., 1977].

Эндемичные очаги в настоящее время расположены в экваториальном, субэкваториальном, тропическом и субтропическом климатических поясах. Исключение составляет лимфоцитарный хориоменингит (см. ниже). Аренавирусы широко распространены в природе как среди диких, так и полусинантропных грызунов (луговые формы). Именно последние являются причиной вспышек заболеваний среди людей. Это происходит в результате сезонных миграций грызунов в жилье человека (лихорадка Ласса, боливийская геморрагическая лихорадка) или во время сельскохозяйственных работ (сбор маиса в очагах аргентинской геморрагической лихорадки). Заболеваемость носит сезонный характер. После ухода грызунов или их истребления заболевания прекращаются. Среди грызунов вирус распространяется как горизонтальным, так и вертикальным путем [Rawls W., Leung W., 1978]. Люди заражаются через пищу, воду, воздух, поврежденные участки кожи, загрязненные выделениями грызунов (главным образом мочой).

Формирование аренавирусов, вероятно, «закладывалось» в палеоцене, когда существовала связь между Южной Америкой и Африкой. В экспериментах показана высокая частота рекомбинаций с tc-мутантами вируса Пичинде. Нельзя исключить роль рекомбинации в эволюции, хотя возможность репликации двух разных аренавирусов в организме одного грызуна мала. Следует учесть достаточную узкую приуроченность различных аренацирусов к отдельным видам грызунов.

Таблица 14, Распространение аренавирусов и их связь с грызунами

В Южной Америке аренавирусы экологически связаны с одной трибой семейства хомякообразных (Cricetidae), попавших в Южную Америку из Северной Америки в течение миоцена — плиоцена. Этот процесс сопровождался активным образованием видов. Возможно, с этим периодом связано формирование и южноамериканских видов аренавирусов [Са- losher С., 1980]. Появление аренавируса Тамайами в Северной Америке (Флорида), по-видимому, носит вторичный характер. Вирус паразитирует в Sigmodon hispidus, имеющих южноамериканское происхождение в плейстоцене с вторичным проникновением через Центральную Америку в южные части Северной Америки [Arata A., Gratz М., 1975].

Основным природным резервуаром африканского арена-вируса Ласса является многососковая крыса Praomys (mas- tomys) natalensis, таксономически занимающая промежуточное положение между домовой мышью и корабельной (черной) александрийской крысой. Грызуны обитают в зоне саванн к югу от Сахары. На африканском континенте это наиболее распространенный и многочисленный вид, населяющий кустарники и обработанные поля, легко перемещающийся от жилья человека к местам обитания диких грызунов. Вид ведет свое происхождение со времен плейстоцена и возник в ходе последовательных периодов изоляции в зонах перехода саванн в леса [Веlliеr, 1975]. В Старом Свете аренавирусы связаны с одним из 6 подсемейств мышинообразных Muridae. Обе указанные группы грызунов Старого и Нового Света являются наиболее многочисленными и жизнеспособными, в пределах своих ареалов по численности они преобладают над другими грызунами [Arata A., Gratz М., 1975]. Вероятно, существуют длительные экологические связи между южноамериканскими аренавирусами и группой близкородственных грызунов из родов Oryzomus, Calomus, Akodon, Neacomys, Thomasomys, Sigmodon.

Видообразование вируса ЛХМ связано, вероятно, со становлением человеческого общества и повсеместным распространением домовых мышей. Этот вид мышей до начала 70-х годов считался единствённым резервуаром вируса. Однако в последние десятилетия описан ряд вспышек заболевания людей, заразившихся от содержавшихся в домашних условиях сирийских хомяков, переболевших ЛХМ чаще в виде персистирующей инфекции, иногда клинически выраженной. Природные очаги ЛХМ практически не изучены. Известны случаи выделения вируса от полевок Apodemus sylvaticus и А. flavicollis [Lehmann-Grube F. е. а., 1971]. Род Apodemus таксономически близок к роду Mus и относится к палеарктическим формам. Первоначальные ареалы этих родов частично совпадают. Прародиной домовых мышей является Центральная Азия, где, вероятно, и следует искать сохранившиеся в настоящее время природные очаги ЛХМ. Из центра формирования вид распространился в двух направлениях — в северно-западном (М. musculus musculus) и юго-западном. (М. musculus domesticus). Эти популяции в настоящее время не смешиваются, но обе являются носителями ЛХМ. Первичное их инфицирование, вероятно, произошло в центре видообразования — на юге Среднеазиатского региона.