Лекционный курс по частной вирусологии Часть третья (стр. 9 )

Иммунная система играет важную роль в патогенезе коронавирусных инфекций, участвуя в процессах демиелинизации (показано в экспериментальных условиях) и антитело-зависимого повышения инфекционности FCoV.

Биологические особенности. Короновирусы инфицируют птиц и млекопитающих, включая человека. Наиболее часто мишенями для коронавирусов являются респираторный и желудочно-кишечный тракт и ткани нервной системы, однако, могут поражаться и такие органы как печень, почки, сердце, глаза. Епителиальные клетки являются основными мишенями коронавирусов. Широкораспространенные клетки, такие как макрофаги, так же поражаются коронавирусами. Вирусы имеют относительно узкий круг восприимчивых хозяев, инфицируя только своих естественных хозяев и некоторые близкородственные им виды. Иногда может происходить межвидовая передача инфекции, как например инфекция у собак, вызванная TGEV. Биологические векторы не известны. Распространение происходит респираторно, алиментарно или механически.

Хотя коронавирусы могут связываться с клетками через убиквитарные ацетилированные формы гликопротеинов и липидов, для развития вирусной инфекции необходимо более специфическое связывание между вирусом и клеточными рецепторами. Коронавирусы подразделяются на 3 группы. Коронавирусы 2 группы, включая MHV, используют в качестве рецепторов членов подсемейства билиарных гликопротеинов (bgp), относящихся к семейству карциноэмбриональных антигенов.

Представители 1 группы коронавирусов (включая TGEV и HCoV-229E) используют в качестве рецептора для проникновения в клетку аминопептидазу N (APN или CD13). Поверхностными клеточными молекулами, необходимыми для инициации инфекции ВСoV и HCoV-ОС43, вероятно, являются гликопротеины, содержащие сиаловую кислоту (N-ацетил-9-О-ацетилнейраминовую кислоту). Тем не менее, связывание с bgp или APN не является достаточным для вирусной инфекции и не объясняет различий в тропизме коронавирусов. Помимо связывания с вышеупомянутыми рецепторами, тропизм коронавирусов определяется протеином S (вероятно имеющим сайт связывания со вторым рецептором).

Коронавирусные инфекции человека и животных регистрируются повсеместно (везде, где были проведены соответствующие вирусологические и серологические исследования).

Критерии подразделения на виды внутри рода. Подразделение на виды представителей рода Coronavirus проводится по следующим критериям: организация и сиквенс генов неструктурных протеинов; антигенные свойства; процессинг протеина S до S1 и S2; спектр восприимчивых животных. Количество и локализация несущественных генов (часто кодирующих неструктурные протеины) значительно различаются. Такие гены расположены либо между генами Pol и S, S и M, M и N или после гена N. Например коронавирусы 2 группы MHV и ВCoV имеют ORF2 и 3-1, кодирующие протеин в 260 аминокислот и НЕ, соответственно, которые отсутствуют у коронавирусов 1 и 3 групп. Наличие ORFs между генами M и N является уникальным в отношении вида IBV, и только коронавирусы кошек и собак имеют две ORFs после гена N. В противоположность этому, ген N является последним у MHV, BCoV, HCoV-229E, PEDV и IBV. Серологический анализ коронавирусов 1 группы показал существование 3-х антигенных кластеров, один из которых представлен TGEV, CCoV и FCoV, тогда как два других – HCoV-229E и PEDV, соответственно. Процессинг протеина S до S1 и S2 у коронавирусов 1 группы (TGEV, CСoV, FCoV, НСoV-229Е и PEDV) не происходит, тогда как у вирусов 2 группы (MHV, BCoV, HCoV-ОС43) и 3 группы (IBV) протеин S разрезается.. Виды (12 видов):

Название вида вируса	Название на русском языке	№ генома	Аббревиатура
Виды 1-й группы
Canine coronavirus	Коронавирус собак	DL3096	CCoV
Feline coronavirus Feline infectious peritonitis virus	Коронавирус кошек Вирус инфекционного перитонита кошек	-- --	FCoV FIPV
Human coronavirus 229Е	Коронавирус человека 229Е	Х69721	НСoV-229Е
Porcine epidemic diarrhea virus	Вирус эпидем. диареи свиней	Z35758	PEDV
Transmissible gastroenteritis virus Porcine respiratory coronavirus	Вирус трансмиссивного гастроэнтерита свиней Респираторный вирус свиней	Z24675, Z34093, D00118, X06371	TGEV PRCoV
Виды 2-й группы
Bovine coronavirus	Бычий коронавирус (коронавирус КРС)	--	ВcoV
Human coronavirus OC43	Коронавирус человека ОС43	--	НСoV-ОС43
Murine hepatitis virus	Вирус гепатита мышей	AF029248	MHV
Porcine hemagglutinating encephalomyelitis virus	Bирус гемагглютинирующего энцефаломиелита свиней	--	HEV
Rat coronavirus Sialodacryoadenitis virus	Коронавирус крыс Вирус сиалодакриаденита	-- --	RTCoV SDAV
Виды 3-й группы
Infectious bronchitis virus	Вирус инфекционного бронхита	М95169	IBV
Turkey coronavirus	Коронавирус индеек	--	TCoV

Предполагаемые виды: Rabbit coronavirus (RbCoV).

Род: Torovirus. Типовой вид: Equine torovirus (EqTV) (Торовирус лошадей). Характерные особенности. Нуклеокапсид имеет вид трубки. Вирионы могут быть дисковидной, почкообразной или палочковидной формы. Наиболее изученными является торовирус лошедей (EqTV) штамм Berne, торовирус КРС (BоTV) штамм Breda. Идентифицировано 4 структурных протеина: N, M, S и HE. Протеин НЕ ответственен за репликацию in vitro; у EqTV (штамм Berne), ген НЕ почти весь делетирован, и имеется только 3’-концевая часть (426 нуклеотидов). Протеин НЕ торовирусов проявляет 30% гомологии посиквенсу с таковым коронавирусов и имеет сходную степень родства по сиквенсу с субъединицей 1 вируса гриппа С. В торовирусных мРНК лидерных сиквенсов не обнаружено.

Характеристика вириона. Морфология. Вирионы оболочечные, плеоморфные; различают частицы сферической, овальной и почкообразной формы. К двум наиболее характерным признакам торовирусов являются наличие на оболочке спайков (выступов), напоминающих пепломеры коронавирусов, и тубулярный (трубкообразный) нуклеокапсид спиральной симметрии, определяющий форму вириона. В отличие от коронавирусов изометрический коровый чехол не идентифицирован. Плавучая плотность в сахарозе 1,16, 1,18 и 1,14 г/см3, соответственно для EqTV, BoTV (серотип 2) и HuTV.

Геном. РНК: одна молекула, односпиральная, линейная, позитивная, инфекционная; полиаденилированная; размер 20-25 kb (у EqTV). РНК, вероятно, имеет 6 ORFs. 3’-нетранслируемая область охватывает 200 нуклеотидов, включая поли(А)-участок. Процент гомологии по аминокислотам полимеразного и хеликазного доменов торо - и коронавирусов составляет 40-45% (внутри рода Coronavirus – 70-90%).

Протеины.У торовируса лошадей идентифицировано 4 структурных протеина: спайковый протеин S (спайк-протеин, Mr 180х103), состоящий из 1581 аминокислоты (который посттрансляционно разрезается до S1 и S2); интегративный мембранный протеин (М, Mr 27х103), 233 аминокислоты; гемагглютини-эстераза (НЕ, Mr 65х103); и нуклеокапсидный протеин (N, Mr 19х103), состоящий из 160 аминокислот. Протеин S имеет N-концевую сигнальную последовательность, предполагаемый С-концевой трансмембранный якорь, два предполагаемых домена с шестичленными повторами, и возможный сайт разрезания для трипсиноподобных протеаз. Протеин М не гликозилирован, составляет примерно 13% массы вирусных протеинов и не содержит N-концевой сигнальной последовательности. Протеин НЕ относится к первому классу мембранных протеинов и проявляет 30% идентичности по сиквенсу с гемагглютинин-эстеразой коронавирусов и вируса гриппа С. Протеин N составляет примерно 80% массы протеинов вириона (EqTV), фосфорилирован и обладает способностью связывать РНК.

Другие компоненты вириона. Вирион содержит липидную двухслойную оболочку.

Потеин S (EqTV) имеет 18 потенциальных сайтов N-гликозилирования. Протеин М не гликозилирован. Протеин НЕ (BoTV) имеет 7 потенциальных сайтов гликозилирования.

Организация генома и репликация. Первые ORFs 1a и 1b, транслирующиеся с 5’-области геномной РНК, кодируют вирусную репликазу. Инициирующий кодон ORF1a локализован по геному в нуклеотидной позиции 825-827. Четыре остальных ORFs 2, 3, 4 и 5 кодируют структурные протеины и экспрессируются путем образования 3’-котерминального блока (нестед-сет, 3-coterminal nested set of 4 vRNAs).

Несмотря на то, что геном торовирусов содержит консервативные AU-богатые межгенные сиквенсы (5’-uaUcUUUACa-3’), данных о слиянии по этим позициям общего лидера с основой мРНК нет. Это, по-видимому, является одним из существенных отличительных признаков торо - и коронавирусов. Однако в отношении транскрипции данное различие может быть ограничено: прямое связывание полимеразы с различными “коровыми промоторами” (у EqTV) матричных негативных цепей может, просто, заменить механизм лидерного праймирования. Есть свидетельства о двух событиях негомологичной рекомбинации в эволюции торовирусов. Первая предположительная рекомбинация связана с ORF4, геном НЕ. Вторым сайтом предполагаемой рекомбинации является С-концевая область ORF1a (EqTV), которая содержит 31-36% гомологии по аминокислотам при сравнении с N-концевыми 190 аминокислотами неструктурного коронавирусного протеина с Mr 30-32 х 103.

Кроме продуктов ORF 2, 3, 4 и 5, которые, как считается, синтезируются при моноцистронной трансляции нестед-сета структурно полицистронных мРНК, 3’-часть генома EqTV может кодировать еще один протеин в ORF5, которая перекрывается на 264 нуклеотида с геном N, и, потенциально кодирует гидрофобный протеин (MR 10х103). Хотя такой протеин не идентифицирован в вирионах EqTV или в инфицированных им клетках, интересно отметить, что сходная ситуация (мелкий гидрофобный протеин, экспрессируемый с ORF, перекрывающейся с геном протеина N) описана в отношении бычьего коронавируса (BCoV). Композиция дефектных (интерферирующих) геномов размером 1 kb в составе способных к репликации вирусов, дает основания полагать, что минимальные сиквенсы, необходимые для репликации РНК EqTV (и также, вероятно, для упаковки), локализованы в двух мелких доменах, находящихся в конце геномной РНК.