Филовирусы. Семейство филовирусов. Виды филовирусов.
Семейство филовирусов содержит два рода, которые не имеют названия. Один включает вирус Марбург и подобные ему вирусы, другой - вирус Эбола и подобные ему вирусы. Филовирусы, являясь возбудителями зоонозов, вызывают вспышки тяжелых заболеваний людей с высокой смертностью и поэтому рассматриваются как особо опасные возбудители. Однако экологические ниши и природный хозяинный спектр филовирусов неизвестен.
Филовирусы, подобно всем (-)РНК вирусам с несегментированным геномом, имеют общие характерискики: сходную организацию генома и один порядок генов; вирионную РНК полимеразу; спиральный нуклеокапсид; транскрипцию мРНК последовательным прерывистым синтезом от одного промотора; созревание вирионов почкованием нуклеокапсидов через плазматическую мембрану в местах, содержащих скопления вирусных гликопротеиновых пепломеров. Несмотря на сходство в организации генома и особенностей репликации с другими представителями порядка Mononegavirales, они отличаются морфологически.
Вирионы филовирусов отличаются плеоморфностью и могут иметь нитевидную, иногда разветвленную, или u-образную, или «6»-образную, или кольцевую форму. Вирионы имеют диаметр 80 нм и варьируют в основном по длине (до 14 000 нм), но имеют один нуклеокапсид длиной ~800 нм (Марбург) и -1000 нм (Эбола). Длина вирионов коррелирует с инфекционностью. Пик инфекционности Марбург вируса связан с вирионами длиной около 790 нм, Эбола вируса -970 нм. Вирионы, размноженные в разных культурах клеток, имели в среднем длину 860 нм (Марбург) и 1200 нм (Эбола).
Вирионы содержат спиральный рибонуклеопротеин, сложный нуклеокапсид с тесно примыкающей оболочкой (происходящей из плазматической клеточной мембраны), покрытой пепломерами длиной 10 нм. Нуклеокапсиды диаметром 50 нм с осевым пространством 20 нм в диаметре и спиральной периодичностью 5 нм. Плавучая плотность вирионов равна 1,14 г/мл. Вирионы содержат одну молекулу линейной одноцепочечной (—) РНК размером 19,1 тн, которая является неинфекционной и наиболее крупной из всех РНК вирусов с геномом негативной полярности.
Геном филовирусов кодируют синтез 7 белков и имеет следующий порядок генов от 3'-конца до 5'-нетранслируемой области: NP, VP35 (часть нуклеокапсида), VP40 (связанный с мембраной матриксный белок), GP (гликопротеин), VP30 (часть нуклеокапсида), VP24 (связанный с мембраной белок), L (РНК-полимераза).
Гены разделены межгенными последовательностями или перекрывают друг друга короткими участками 17—20 (оснований), где транскрипция получает стартовый сигнал и, продвигаясь до концевого транскрипционного стоп-сигнала, завершается. Эбола вирус имеет 3 перекрытия, которые альтернативны межгенным последовательностям, вирус Марбург имеет одно перекрытие.
Филовирусы хорошо размножаются в клеточных культурах, таких как Vero, быстро вызывают цитопатологию с образованием больших цитоплазматических телец-включений. Вирионы проникают в клетку эндоцитозом и размножаются в цитоплазме. Транскрипция начинается с одного промоторного сайта, расположенного на 3'-конце вирусного генома. В результате образуются моноцисторные мРНК, т.е. отдельные мРНК для каждого белка. Это сопровождается консервативными транскрипциональными стоп- и старт-сигналами, расположенными на границе каждого вирусного гена. Так как вирусная полимераза движется вдоль геномной РНК, эти сигналы вызывают паузы, иногда замедляют и в конечном счете прекращают транскрипцию (запинающаяся или стоп/старт-транскрипция). В результате большинство мРНК кодируются генами, расположенными ближе к промотору и в меньшей степени — более отдаленными генами. В результате экспрессии генов образуется большое количество структурных белков, таких как нуклеопротеин, и меньшее количество таких белков, как РНК-полимераза. Репликация генома опосредована синтезом полноразмерной комплиментарной РНК, которая затем служит матрицей для синтеза вирионной РНК. Стоп/старт-сигналы, необходимые для транскрипции, подавляются из-за бездействия вирусной полимеразы, так как нуклеопротеин немедленно окружает вновь синтезированные вирусные РНК. Созревание вирионов происходит при почковании сформированных нуклеокапсидов через плазматическую мембрану в местах, где содержатся скопления вирусных гликопротеиновых пепломеров.
Исследования по разработке инактивированной вакцины дали противоречивые результаты. По данным одних авторов, вирус, инактивированный формалином или теплом, при испытании на морских свинках или обезьянах не вызывал иммунитета, несмотря на образование специфических антител у привитых животных. Включение инактивированного 7-лучами вируса Эбола в липосомы, также не сопровождалось индукцией Т-клеточного ответа. Аттенуация вируса традиционными методами не дала положительного результата из-за потенциальной возможности реверсии вирулентности. Попытки создания протективного иммунитета препаратами, полученными на основе рекомбинантной ДНК-технологии также пока не дали обнадеживающих результатов. По данным других авторов экспериментальная культуральная формолвакцина против вирусов Эбола и ласа после трехкратного введения защищала 50—100% низших обезьян при экспериментальном заражении.
