從暗影中伸出的魔爪——索戈托病毒

? ? ? ? 今天介紹的是最危險的正黏病毒——索戈托病毒(托高土病毒,Thogotovirus)。


? ? ? 索戈托病毒(托高土病毒,Thogotovirus)是擁有包膜的RNA病毒,是正粘病毒科的七個屬之一。它們的反義RNA基因組有6~7個片段。索戈托病毒與其他大多數(shù)正粘病毒的區(qū)別在于它們是蟲媒病毒,即靠節(jié)肢動物傳播的病毒,在這種情況下宿主通常是蜱蟲。索戈托病毒可以在蜱蟲細胞和脊椎動物細胞中復(fù)制;此外,還從蚊子中分離出一種亞型。索戈托病毒通過吸血節(jié)肢動物傳播,在脊椎動物宿主中系統(tǒng)性傳播——與流感病毒不同,流感病毒通過呼吸道飛沫傳播,通常局限于呼吸系統(tǒng)。
? ? ? ?索戈托病毒(托高土病毒,Thogoto Virus,Thogoto Thogotovirus、THOV)是索戈托病毒代表毒株。除此以外,它還包含德里病毒(Dhori Virus、Dhori Thogotovirus、DHOV)及其亞種巴特肯病毒(Batken Virus、Batken Thogotovirus、BATV),以及阿拉瓜里病毒(Araguari Virus、Araguari Thogotovirus、ARAV),阿蘭薩斯灣病毒(Aransas Bay Virus、Aransas Bay Thogotovirus、ABV),波本病毒(Bourbon Virus、Bourbon Thogotovirus、BRBV),喬斯病毒(Jos Virus、Jos Thogotovirus、JOSV)、烏普魯病毒(Upolu Virus、Upolu Thogotivirus、UPOV)和奧茲病毒(Oz Virus、Oz?Thogotovirus)。索戈托病毒主要感染哺乳動物,有時也會感染鳥類,主要引起牲畜疾病。索戈托病毒、德里病毒和波本病毒可以感染人類,并偶爾與人類疾病有關(guān)。
病毒歷史
? ? ? 1960年代初分別在肯尼亞和印度發(fā)現(xiàn)了索戈托病毒和德里病毒。1966年發(fā)生了2例與索戈托病毒相關(guān)的人類疾病病例,1980年代的一次俄羅斯實驗室事故表明德里病毒也可以引起人類疾病。這兩種病毒最初被認為是布尼亞病毒,但在1980年代和1990年代初期的特征表明它們與流感病毒相似。1995年提出了正粘病毒科中的一種“索戈托病毒”,并于次年被ICTV命名為“索戈托病毒”。這個名字來自肯尼亞的索戈托森林,是索戈托病毒第一個被發(fā)現(xiàn)的地方。此后,對5種在1960-70年代發(fā)現(xiàn)但未分類或暫定屬于布尼亞病毒的序列分析導(dǎo)致它們被提議作為該屬的其他成員。該屬的另一提議成員于2014年進行了下一代測序。
病毒的特征
? ? ? 索戈托病毒通常是球形或卵形,外部有包膜,直徑在80-120 nm之間。在索戈托病毒、巴特肯病毒和波本病毒中觀察到一些絲狀形式。
? ? ? ?索戈托病毒的反義RNA基因組是線性且分段的,具有六個或七個0.9-2.3 kb的片段,總大小約為10 kb。在蜱和感染了一種以上索戈托病毒的哺乳動物中都觀察到了菌株之間片段的重排,但其在自然感染中的重要性尚不清楚。
病毒蛋白質(zhì)
? ? ? ?基因組編碼7–9種蛋白質(zhì),包括三聚體RNA聚合酶(PA、PB1、PB2)和與病毒基因組結(jié)合的結(jié)構(gòu)蛋白核蛋白(NP);基質(zhì)蛋白(M1)和棘突蛋白(GP)分布在病毒的包膜之上。

? ? ? ? 索戈托病毒棘突蛋白與流感病毒糖蛋白(血凝素和神經(jīng)氨酸酶)完全不同,而是與桿狀病毒的GP64糖蛋白相似,后者感染昆蟲。它也與夸蘭菲爾病毒(Quaranfil quaranjavirus)的血凝素相似,夸蘭菲爾病毒是蜱傳正粘病毒的新屬類型。
? ? ?? 索戈托病毒獲得桿狀病毒樣糖蛋白的機制尚不清楚。Pat Nuttall及其同事推測,此次蛋白俘獲使這些病毒能夠感染蜱。這種對節(jié)肢動物細胞的明顯受體特異性并不能阻止大多數(shù)索戈托病毒感染脊椎動物。索戈托病毒糖蛋白被分類為III類抗原,缺少流感病毒血凝素(I類抗原)中存在的融合肽。
? ? ? ? 索戈托病毒和喬斯病毒還編碼M-Long(M-L)蛋白,該蛋白對抗宿主的先天免疫力,特別是通過抑制干擾素的產(chǎn)生。 這種逃避免疫對于病毒在脊椎動物中的全身感染很重要,但在節(jié)肢動物中則是不必要的,因為節(jié)肢動物缺乏干擾素的應(yīng)答。M-L的作用機制與流感病毒(NS1)中的等效蛋白質(zhì)完全不同。
? ? ? ?與所有正粘病毒一樣,最大的三個區(qū)段(1-3)編碼RNA聚合酶的三個亞基。 在索戈托病毒中,區(qū)段4編碼糖蛋白,區(qū)段5編碼核蛋白。 片段6的信使RNA(mRNA)可以剪接編碼基質(zhì)蛋白,也可以不剪接編碼M-L,M-L在其C末端還有38個氨基酸。德里病毒中尚未發(fā)現(xiàn)第七部分的產(chǎn)物。
生活史
? ? ? ? 索戈托病毒的棘突蛋白通過與脊椎動物宿主細胞上的唾液酸結(jié)合誘導(dǎo)內(nèi)吞,從而進入細胞。一旦囊泡被酸化,病毒和細胞膜就會發(fā)生融合。與其他正黏病毒一樣,病毒的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制都發(fā)生在細胞核中。在該屬的某些成員中,復(fù)制已顯示對Mx1/MxA蛋白敏感,Mx1/MxA蛋白是在小鼠和人類中對干擾素的反應(yīng)誘導(dǎo)的。一項研究表明,這種抑制作用是由于MxA阻止了索戈托病毒基因組向核內(nèi)的轉(zhuǎn)運。
? ? ? ? 由于正粘病毒不編碼加帽酶,因此轉(zhuǎn)錄的起始涉及病毒切下宿主mRNA的5'端的帽,因此該mRNA可被宿主翻譯機制識別。 其他正粘病毒也使用類似的“抓帽”方法,但更長的宿主RNA序列會與帽一起切割并整合到病毒mRNA中。
? ? ? ?病毒在細胞膜上組裝,并通過出芽離開細胞。對于在小倉鼠腎細胞中生長的索戈托病毒,病毒顆粒在感染后6-8小時開始釋放,在感染24小時后仍大量產(chǎn)生。 該增長速度比流感病毒慢,并且與夸蘭費爾病毒更相似。
流行病學(xué)研究
? ? ? ?已證明大多數(shù)索戈托病毒可感染節(jié)肢動物,通常是硬蜱或軟蜱,它們是蛛形綱動物,但傳染源蚊子是昆蟲。索戈托病毒還感染鳥類和各種各樣的野生和家養(yǎng)哺乳動物,包括有袋動物,嚙齒動物,野兔,貓鼬,馬,駱駝,山羊, 綿羊和牛。已經(jīng)顯示出三種類型的病毒——索戈托病毒、德里病毒和波本病毒感染人類。它們具有廣泛的地理范圍。
引發(fā)的疾病
? ? ? ? 在實驗室環(huán)境中,該屬的幾個成員在小鼠和倉鼠中引起嚴重疾病。病毒會發(fā)生全身性傳播,并在包括大腦、肝臟、淋巴系統(tǒng)在內(nèi)的多個器官和系統(tǒng),有時甚至在肺和小腸中引起病理作用,淋巴細胞是德里病毒的主要靶細胞。小鼠的德里病毒感染類似于小鼠和雪貂的實驗性流感病毒感染,以及人類的致命H5N1流感病毒感染,并已被提議作為這種疾病的模型。
? ? ? ? 在哺乳動物中,索戈托病毒自然感染通常不會引起癥狀。
? ? ? ?波本病毒于2014年首次發(fā)現(xiàn)于堪薩斯州東部波本縣,密蘇里州也有發(fā)生?;颊哂邪l(fā)燒,發(fā)冷,虛弱,厭食,頭痛,肌痛,關(guān)節(jié)痛,惡心和腹瀉等“感冒”樣癥狀,有蜱蟲咬史。胸、腹和背彌漫性黃斑丘疹和非痛性左腋窩腺病。白細胞減少,血小板減少和天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶水平升高?;颊弑徽J為是蜱傳疾病,接受強力霉素治療,但肺,肝和腎功能惡化,在發(fā)病后11天死亡。蜱傳病原體和美國疾病控制與預(yù)防中心檢測的既往病毒均陰性。電子顯微鏡發(fā)現(xiàn)病毒顆粒,核酸測序和系統(tǒng)發(fā)育分析揭示兇手為波本病毒。
治療方式
? ? ? ? 截至2015年2月,尚無針對索戈托病毒的特異性治療方法或疫苗??共《舅幬锢晚f林具有廣泛的活性,其中包括一些其他正粘病毒,在一項研究中已顯示其可在體外抑制德里病毒復(fù)制。支持療法用于索戈托病毒疾病,并已被美國疾病控制與預(yù)防中心推薦用于波本病毒的感染。 與其他蟲媒病毒一樣,避免與傳染動物接觸是預(yù)防的關(guān)鍵。