Вирус Зика

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Вирус Зика
Zika EM CDC 20541.png
Научная классификация
Международное научное название

Zika virus

Группа по Балтимору

IV: (+)оцРНК-вирусы

Вирус Зика (англ. Zika virus, ZIKV) — вид вирусов рода Flavivirus (семейство Flaviviridae), переносимый комарами рода Aedes. У людей вызывает одноимённое заболевание, характерными симптомами которого являются сыпь, утомление, головная и суставная боль, лихорадка, опухание суставов[en][2][3]. Вирус открыт в 1947 году, после чего в течение 60 лет было описано лишь 15 случаев заболевания в Чёрной Африке и Юго-Восточной Азии[2]. В настоящее время имеет статус пандемии[4]. Клинические проявления подобны лихорадкам денге и чикунгунья, аналогичные симптомы также имеют краснуха, корь, лептоспироз, риккетсиозы; окончательный диагноз ставится на основании лабораторных тестов[5]. Специфичных лекарств против вируса Зика не существует[6], ведутся клинические испытания вакцины на основе ДНК[7].

Строение[править | править код]

Строение оболочки вириона вируса Зика (PDB 5IRE). Симметрически неэквивалентные мономеры белка Е окрашены разными цветами

Структура вируса Зика изучалась методом криоэлектронной микроскопии[8][9]. Подобно другим флавивирусам, вирус Зика окружён оболочкой, состоящей из 180 копий белка E и 180 копий белка M, заякоренных в мембране вириона[9]. Вирионы отличаются высокой термостабильностью, сохраняя регулярную структуру даже при 40 °C благодаря наличию характерной сети водородных связей и других взаимодействий между эктодоменами белка Е[9]. Внешняя белковая оболочка имеет икосаэдрическую симметрию и сформирована эктодоменами белка E, гликозилированными по остатку Asn154[8][9]. Согласно рентгеноструктурным данным, петля, в которой находится этот сайт гликозилирования («150-петля»), длиннее, чем у других флавивирусов[10], обладает повышенной подвижностью и окружена уникальной относительно других изученных флавивирусов положительно заряженной областью[11].

Нейтрализующие антитела[en] к эпитопу белка Е вируса денге, расположенному в области контакта между димерами, эффективно взаимодействуют и с белком Е вируса Зика[10].

Нуклеокапсид с несегментированным, одноцепочечным, положительно-направленным РНК-геномом[12].

Неструктурный белок NS1 вируса Зика сходен по структуре C-концевого фрагмента с аналогичными белками других флавивирусов, однако имеет иное распределение электростатического потенциала на поверхности, а также довольно сильно отличается по аминокислотной последовательности, образуя отдельную ветвь филогенетического дерева. Предполагается, что эти отличия являются одной из причин нестандартного для флавивирусов патогенеза вируса Зика[13].

Структура геликазы вируса Зика была определена методом рентгеноструктурного анализа. Фермент состоит из трёх доменов I—III, между доменами I и II расположен предполагаемый центр связывания нуклеотидов, а молекула РНК связывается между доменом III и доменами I и II[14].

Таксономическое положение[править | править код]

Вместе с вирусом Спондвени[en] образует серокомплекс Спондвени[12].

История распространения[править | править код]

Впервые вирус был изолирован в 1947 году из макак-резусов в лесу Зика (Уганда), по которому и получил название. В 1948 году изолирован из комаров Aedes africanus[en], пойманных в том же лесу. В 1968 году впервые найден у людей в Нигерии. С 1951 по 1981 годы серологические доказательства наличия вируса были получены в Уганде, Танзании, Египте, ЦАР, Сьерра-Леоне, Габоне, а также в Азии — в Индии, Малайзии, на Филиппинах, в Таиланде, Вьетнаме и Индонезии. Вирус выделяли из комаров в Кот-д'Ивуаре и Малайзии, у людей в Сенегале. В 2007 году произошла крупная вспышка заболевания, вызванного вирусом Зика, на острове Яп[15], откуда началось распространение вируса на восток через Тихий океан[2]. В 2014 году вирус достиг Новой Каледонии, островов Кука, Французской Полинезии, в 2015 году — острова Пасхи и Южной Америки, Центральной Америки, Вест-Индии[2].

В 2015 году началось активное распространение вируса в Южной и Центральной Америке.

Предполагаемая история распространения вируса Зика по Африке[16].

На основании филогенетического анализа обширного набора штаммов вируса была высказана гипотеза, что вирус Зика впервые появился в Уганде в 20-е годы XX века, после чего дважды независимо распространился в Западную Африку — около 1935 года в Нигерию и Сенегал через ЦАР, а также около 1940 года в Кот-д’Ивуар и затем в Сенегал; азиатские штаммы вируса, вероятно, в конце 1940-х были занесены в Малайзию, а в 1960-е — в Микронезию[16].

Жизненный цикл[править | править код]

Предполагается, что вирус первоначально инфицирует дендритные клетки около места внедрения, затем распространяется в лимфатические узлы и кровоток[12]. Репликация флавивирусов обычно происходит в цитоплазме, однако белок оболочки вируса Зика был обнаружен в ядрах инфицированных клеток с помощью моноклональных антител к вирусу Западного Нила[17].

Передача[править | править код]

Основной путь передачи вируса Зика человеку — через укусы самок активных в дневное время комаров рода Aedes[5]: прежде всего Aedes aegypti и Aedes albopictus, а также древесных комаров Aedes africanus, Aedes apicoargenteus, Aedes furcifer, Aedes hensilli, Aedes luteocephalus и Aedes vitattus. Инкубационный период в комарах составляет примерно 10 дней[15]. Позвоночные носители вируса — как правило, обезьяны и люди. До начала пандемии в 2007 году вирус Зика «редко вызывал заметные „избыточные“ заболевания у человека, даже в высоко энзоотичных районах»[4].

Возможна передача вируса Зика от мужчины к женщине либо иному пассивному половому партнёру в результате полового контакта. Первый случай был зарегистрирован в 2009 году, когда по возвращении из экспедиции в Сенегал учёный-энтомолог из Колорадо передал вирус своей жене; симптомы лихорадки Зика проявлялись у них спустя порядка 9 дней после предполагаемой даты инфицирования[18][19]. Во время эпидемии лихорадки Зика во Французской Полинезии (2013) вирус был обнаружен в семенной жидкости и моче одного из пациентов на Таити, дважды перенесшего острую фазу заболевания в течение 8 недель; несмотря на наличие вируса в сперме, в крови его обнаружить в это же время не удавалось[20]. В обоих случаях у пациентов наблюдалась гемоспермия[18][20]. Во время вспышки 2015—2016 годов только в США было зарегистрировано 6 случаев передачи вируса половым путём[21]. Передача вируса женщинами не регистрировалась[21]. Согласно рекомендациям Центра по контролю и профилактике заболеваний США (CDC), для предотвращения передачи вируса Зика половым путём мужчинам следует постоянно использовать презервативы либо воздерживаться[en] от половых контактов: не менее 8 недель после посещения эндемичных территорий при отсутствии симптомов заболевания, не менее 6 месяцев после перенесённого заболевания с клиническими проявлениями[21].

В 2015 году РНК вируса Зика была обнаружена в околоплодных водах двух зародышей. Это показало, что вирус проникает через плаценту и может вызвать инфекцию у плода[22].

Клиническая картина[править | править код]

Сыпь на руке, вызванная вирусом Зика

Общие симптомы вирусной инфекции включают лёгкую головную боль, макуло-папулезную сыпь, жар, недомогание, конъюнктивит и боли в суставах. Первый хорошо задокументированный случай заражения вирусом Зика был описан в 1964 году. В начале заболевания пациент жаловался на лёгкую головную боль, затем последовала сыпь, лихорадка и боль в спине. В течение двух дней сыпь начала проходить, через три дня спал жар и осталась только лёгкая сыпь. Сыпь была наиболее распространённым симптомом среди заболевших лихорадкой Зика в 2015 году в Рио-де-Жанейро[23]. До настоящего времени лихорадка Зика считалась достаточно лёгким заболеванием. Только у одного человека из пяти проявлялись симптомы заболевания, отсутствует смертность, однако истинный потенциал вируса до сих пор не известен[15].

По состоянию на июнь 2016 года не существует вакцин и лекарств для профилактики или специфического лечения лихорадки Зика. Симптомы можно облегчить, используя парацетамол, тогда как аспирин и другие НПВС можно применять только после исключения лихорадки денге из-за риска кровотечений[24].

Вирус обладает выраженным нейротропизмом и эффективно инфицирует нейрональные прогениторные клетки. С помощью органоидов, имитирующих эмбриональное развитие переднего мозга[en], были продемонстрированы нарушения, возникающие при размножении вируса Зика в мозге плода, и их аналогия с изменениями, характерными для микроцефалии[25].

Диагностика[править | править код]

Существуют два типа диагностических тестов для определения вируса Зика в сыворотке, выделенной во время острой фазы заболевания[26][15]. Иммуноферментные тесты построены на определении специфичного иммуноглобулина M; часто дают перекрёстные реакции с вирусом денге, реже — с вирусами жёлтой лихорадки, лихорадки Западного Нила, японского энцефалита, энцефалита долины Муррея[15], однако существуют и достаточно специфичные наборы для ИФА[27]. Тесты, основанные на прямом определении вируса или его компонентов, более надёжны, однако длительны и требуют более квалифицированного персонала[26][15]. ПЦР-тесты, основанные на определении вирусной РНК, наиболее популярны и могут проводиться с использованием образцов, полученных не позднее 10 дней после начала заболевания[26][15]. Реакция нейтрализации методом бляшек имеет более высокую специфичность[15].

Схемы дифференциальной диагностики различаются в зависимости от фазы заболевания. Во время острой фазы (< 7 дней после появления симптомов) сначала проводится определение белка NS1 вируса денге методом ПЦР в реальном времени, затем при отрицательном результате тем же методом проводится определение вируса чикунгунья. При отрицательных результатах обоих тестов и положительном результате ПЦР-теста на вирус Зика ставится диагноз. На более поздних стадиях (> 4 дней после появления симптомов) по аналогичной схеме проводится диагностика на основе определения специфичных IgM[5].

Ингибиторы репликации[править | править код]

7-Деаза-2′-C-метиладенозин[d] проявляет ингибиторные свойства по отношению к репликации вируса Зика[28][29] и замедляет течение болезни у мышей[28]. 2′-C-Метилцитидин, рибавирин, фавипиравир[en] и T-1105 ингибируют цитопатическое действие вируса и уменьшают его урожай[28]. Высокую эффективность подавления репродукции вируса in vitro проявляет также 2′-C-метиладенозин, 2′-C-метилгуанозин и 2′-C-метилуридин менее эффективны[29]

Источники[править | править код]

  1. Таксономия вирусов на сайте Международного комитета по таксономии вирусов (ICTV) (англ.)
  2. 1 2 3 4 Enserink M. An obscure mosquito-borne disease goes global (англ.) // Science. — 2015. — Vol. 350, no. 6264. — P. 1012-1013. — DOI:10.1126/science.350.6264.1012.
  3. Vogel G. A race to explain Brazil's spike in birth defects (англ.) // Science. — 2016. — Vol. 351, no. 6269. — P. 110-111. — DOI:10.1126/science.351.6269.110.
  4. 1 2 Fauci A. Zika Virus in the Americas — Yet Another Arbovirus Threat // N. Engl. J. Med. / J. M. Drazen, F. J. IngelfingerMassachusetts Medical Society, 2016. — Vol. 374, Iss. 7. — P. 601–604. — ISSN 0028-4793; 1533-4406doi:10.1056/NEJMP1600297
  5. 1 2 3 Korzeniewski K., Juszczak D., Zwolińska E. Zika — another threat on the epidemiological map of the world // International Maritime Health — 2016. — Vol. 67, Iss. 1. — P. 31–37. — doi:10.5603/IMH.2016.0007
  6. Symptoms, Diagnosis, & Treatment
  7. Abbasi J. Zika Vaccine Enters Clinical Trials (англ.) // JAMA. — 2016. — Vol. 316. — P. 1249. — DOI:10.1001/jama.2016.12760.
  8. 1 2 Sirohi D. The 3.8 A resolution cryo-EM structure of Zika virus // Science / M. McNuttAmerican Association for the Advancement of Science, 2016. — Vol. 352, Iss. 6284. — P. 467–470. — ISSN 0036-8075; 1095-9203doi:10.1126/SCIENCE.AAF5316
  9. 1 2 3 4 Kostyuchenko V. A., Lim E. X. Y., Zhang S. et al. Structure of the thermally stable Zika virus // Nature / P. CampbellNature Publishing Group, 2016. — Vol. 533, Iss. 7603. — P. 425–428. — ISSN 0028-0836; 1476-4687doi:10.1038/NATURE17994
  10. 1 2 Cao-Lormeau V., Vaney M., England P. et al. Structural basis of potent Zika–dengue virus antibody cross-neutralization // Nature / P. CampbellNature Publishing Group, 2016. — Vol. 536, Iss. 7614. — P. 48–53. — ISSN 0028-0836; 1476-4687doi:10.1038/NATURE18938
  11. Deng Y., Song H., Qin C. Structures of the Zika Virus Envelope Protein and Its Complex with a Flavivirus Broadly Protective Antibody // Cell Host & MicrobeCell Press, 2016. — Vol. 19, Iss. 5. — P. 696–704. — ISSN 1931-3128; 1934-6069doi:10.1016/J.CHOM.2016.04.013
  12. 1 2 3 Knipe, David M. Fields Virology / David M. Knipe, Howley. — 5th. — Lippincott Williams & Wilkins, 2007. — P. 1156, 1199. — ISBN 978-0-7817-6060-7.
  13. Song H. Zika virus NS1 structure reveals diversity of electrostatic surfaces among flaviviruses // Nat. Struct. Mol. Biol.Nature Publishing Group, 2016. — Vol. 23, Iss. 5. — P. 456–458. — ISSN 1545-9993; 1545-9985doi:10.1038/NSMB.3213
  14. Yang K. The crystal structure of Zika virus helicase: basis for antiviral drug design // Protein & CellSpringer Science+Business Media, 2016. — Vol. 7, Iss. 6. — P. 450–454. — ISSN 1674-800X; 1674-8018doi:10.1007/S13238-016-0275-4
  15. 1 2 3 4 5 6 7 8 Hayes E. B. Zika virus outside Africa // Emerg. Infect. Dis.Centers for Disease Control and Prevention, 2009. — Vol. 15, Iss. 9. — P. 1347–1350. — ISSN 1080-6040; 1080-6059doi:10.3201/EID1509.090442
  16. 1 2 Faye O., Faye O., Sall A. A. et al. Molecular evolution of Zika virus during its emergence in the 20(th) century // PLOS Neglected Tropical Diseases / P. J. HotezPublic Library of Science, 2014. — Vol. 8, Iss. 1. — P. e2636. — ISSN 1935-2735; 1935-2727doi:10.1371/JOURNAL.PNTD.0002636
  17. Buckley A., Gould E. A. Detection of Virus-specific Antigen in the Nuclei or Nucleoli of Cells Infected with Zika or Langat Virus // J. Gen. Virol. / G. L. SmithMicrobiology Society, 1988. — Vol. 69 ( Pt 8), Iss. 8. — P. 1913–1920. — ISSN 0022-1317; 1465-2099doi:10.1099/0022-1317-69-8-1913
  18. 1 2 Haddow A. D., Lanciotti R. S., Tesh R. B. et al. Probable non-vector-borne transmission of Zika virus, Colorado, USA // Emerg. Infect. Dis.Centers for Disease Control and Prevention, 2011. — Vol. 17, Iss. 5. — P. 880–2. — ISSN 1080-6040; 1080-6059doi:10.3201/EID1705.101939
  19. Enserink M. Sex After a Field Trip Yields Scientific First. Science News (6 апреля 2011). Проверено 18 мая 2016.
  20. 1 2 Musso D., Cao-Lormeau V., Teissier A. et al. Potential sexual transmission of Zika virus // Emerg. Infect. Dis.Centers for Disease Control and Prevention, 2015. — Vol. 21, Iss. 2. — P. 359–61. — ISSN 1080-6040; 1080-6059doi:10.3201/EID2102.141363
  21. 1 2 3 Jamieson D. J., Petersen E. E., Oster A. M. et al. Update: Interim Guidance for Prevention of Sexual Transmission of Zika Virus — United States, 2016 // Morb. Mortal. Wkly. Rep.Centers for Disease Control and Prevention, 2016. — Vol. 65, Iss. 12. — P. 323–325. — ISSN 0149-2195; 1545-861X; 1546-0738; 0892-3787; 1545-8636doi:10.15585/MMWR.MM6512E3
  22. Gretchen Vogel. Fast-spreading virus may cause severe birth defects Science Magazine American Association for the Advancement of Science. 3 December 2015, retrieved 7 January 2016
  23. Ana Maria Bispo de Filippis, Vizzoni A. Clinical Manifestations of Zika Virus Infection, Rio de Janeiro, Brazil, 2015 // Emerg. Infect. Dis.Centers for Disease Control and Prevention, 2016. — Vol. 22, Iss. 7. — P. 1318–20. — ISSN 1080-6040; 1080-6059doi:10.3201/EID2207.160375
  24. Zika Virus For Health Care Providers: Clinical Evaluation & Disease CDC, June 1, 2015, retrieved January 8, 2016
  25. Hammack C., Tang H., Qian X. et al. Brain-Region-Specific Organoids Using Mini-bioreactors for Modeling ZIKV Exposure // CellCell Press, 2016. — Vol. 165, Iss. 5. — P. 1238–1254. — ISSN 0092-8674; 1097-4172doi:10.1016/J.CELL.2016.04.032
  26. 1 2 3 Tesh R. B., Weaver S. C., Vasilakis N. et al. Zika Virus: Diagnosis, Therapeutics, and Vaccine // ACS Infectious DiseasesAmerican Chemical Society, 2016. — Vol. 2, Iss. 3. — P. 170–172. — ISSN 2373-8227doi:10.1021/ACSINFECDIS.6B00030
  27. Schmidt-Chanasit J. High specificity of a novel Zika virus ELISA in European patients after exposure to different flaviviruses // EurosurveillanceEuropean Centre for Disease Prevention and Control, 2016. — Vol. 21, Iss. 16. — ISSN 1025-496X; 1560-7917doi:10.2807/1560-7917.ES.2016.21.16.30203
  28. 1 2 3 Neyts J., Verbeken E., Zmurko J. et al. The Viral Polymerase Inhibitor 7-Deaza-2'-C-Methyladenosine Is a Potent Inhibitor of In Vitro Zika Virus Replication and Delays Disease Progression in a Robust Mouse Infection Model // PLOS Neglected Tropical Diseases / P. J. HotezPublic Library of Science, 2016. — Vol. 10, Iss. 5. — P. e0004695. — ISSN 1935-2735; 1935-2727doi:10.1371/JOURNAL.PNTD.0004695
  29. 1 2 Gould E. A., Clercq E. D. Nucleoside inhibitors of Zika virus // J. Infect. Dis.Oxford University Press, 2016. — Vol. 214, Iss. 5. — P. 707–11. — ISSN 0022-1899; 1537-6613doi:10.1093/INFDIS/JIW226

Ссылки[править | править код]