Małpi wirus niedoboru odporności -Simian immunodeficiency virus

Małpi wirus niedoboru odporności
SIV wirion w 3D.jpg
Model wirionu SIV uzyskany za pomocą mikroskopii krioelektronowej
Klasyfikacja wirusów mi
(bez rankingu): Wirus
Królestwo : Rybowiria
Królestwo: Pararnavirae
Gromada: Artverviricota
Klasa: Revtraviricetes
Zamówienie: Ortervirale
Rodzina: Retroviridae
Rodzaj: lentiwirus
Gatunek:
Małpi wirus niedoboru odporności

Małpi wirus niedoboru odporności ( SIV ) jest gatunkiem retrowirusa , który powoduje uporczywe zakażenia u co najmniej 45 gatunków afrykańskich naczelnych innych niż ludzie. Na podstawie analizy szczepów znalezionych u czterech gatunków małp z wyspy Bioko , która została wyizolowana z lądu przez podnoszący się poziom mórz około 11 000 lat temu, stwierdzono, że SIV występuje u małp i małp człekokształtnych od co najmniej 32 000 lat, a prawdopodobnie znacznie dłużej.

Uważa się, że szczepy wirusa z dwóch z tych gatunków naczelnych, SIVsmm u sadzonych mangabey i SIVcpz u szympansów , przekroczyły barierę gatunkową u ludzi, powodując odpowiednio HIV-2 i HIV-1 , dwa ludzkie wirusy niedoboru odporności . Najbardziej prawdopodobną drogą przenoszenia HIV-1 na ludzi jest kontakt z krwią szympansów, na które często poluje się na mięso z buszu w Afryce. Cztery podtypy HIV-1 (M, N, O i P) prawdopodobnie powstały w wyniku czterech oddzielnych transmisji SIV na ludzi, a powstały szczep HIV-1 grupy M najczęściej zaraża ludzi na całym świecie. W związku z tym istnieje teoria, że ​​SIV mógł wcześniej wielokrotnie przekraczać barierę gatunkową, stając się ludzkimi żywicielami, ale dopiero niedawno, po pojawieniu się nowoczesnego transportu i globalnego komunizmu , w końcu się utrzymał, rozprzestrzeniając się poza lokalne zdziesiątkowanie kilka osobników lub pojedyncze małe populacje plemienne.

W przeciwieństwie do zakażeń HIV-1 i HIV-2 u ludzi, infekcje SIV u ich naturalnych afrykańskich małp-gospodarzy innych niż człowiek w wielu przypadkach wydają się niepatogenne z powodu ewolucyjnej adaptacji gospodarzy do wirusa. Szeroko zakrojone badania nad sadzami mangabey wykazały, że infekcja SIVsmm nie powoduje żadnej choroby u tych afrykańskich naczelnych, pomimo wysokiego poziomu krążącego wirusa. Jednakże, jeśli wirus zainfekuje azjatyckiego lub indyjskiego makaka rezus , u tych nieafrykańskich małp naczelnych również rozwinie się małpi AIDS (SAIDS), ponieważ one, podobnie jak ludzie (pomimo tego, że są afrykańskim gatunkiem małp naczelnych), nie miały dłuższego historia z wirusem. Niedawne badanie SIVcpz u dziko żyjących szympansów sugeruje, że zakażone szympansy doświadczają choroby podobnej do AIDS, podobnej do choroby ludzi zakażonych HIV-1. Późniejsze etapy infekcji SIV rozwijają się w SAIDS, podobnie jak zakażenie HIV rozwija się w AIDS.

Taksonomia

ICTVdB kod SIV jest 61.0.6.5.003.

Małpie wirusy niedoboru odporności (utrzymywane przez małpy) są gatunkiem retrowirusów z grupy naczelnych rodzaju Lentivirus wraz z ludzkimi wirusami HIV-1 i HIV-2, które powodują AIDS, oraz kilkoma innymi wirusami, które zakażają inne naczelne. Pokrewne wirusy z innych grup w rodzaju infekują inne ssaki, takie jak owce i kozy, konie, bydło, koty i kilka innych. Rodzaj jest jednym z 6 rodzajów z podrodziny orthoretrovirinae które wraz z rodzaju Spumavirus postać rodziny Retroviridae wszystkich retrowirusów, wirusów RNA (RNA, które wykorzystują DNA pośredniego). Kolejność, do której należy rodzina retroviridae, nie została określona. Związek taksonomiczny między retrowirusami RNA a innymi wirusami RNA i wirusami DNA nie został określony. Retrowirusy SIV znajdują się w grupie vi (retrowirusy jednoniciowe o dodatnim znaczeniu) systemu klasyfikacji Baltimore .

Szczepy

Podczas gdy ludzki wirus niedoboru odporności ma ograniczoną liczbę podtypów, obecnie wiadomo, że SIV zaraża kilkadziesiąt gatunków naczelnych innych niż człowiek, a odrębne szczepy są często związane z każdym gatunkiem lub z zestawem blisko spokrewnionych gatunków. Do tej pory sklasyfikowane ~40 szczepów podzielono na 5 odrębnych grup i jedną podgrupę:

 
 
 grp ja 
 
 
 
 

HIV-1

 
 

cpzPtt

 
 
 

Gor

 
 
 

cpzPts

 
 
 
 
 

drl

 
 

mnd2

 
 
 
 

rcm

 
 

Agi

 
 
 
 
 grp ii 
 
 
 

HIV-2

 
 

prochowiec

 
 
 

mne

 
 

stm

 
 
 

smm

 
 
 
 grp iii/agm 
 
 
 

gri

 
 

wer

 
 
 

dębnik

 
 
 

saba

 
 
 grp IV 
 
 
 
 

lho

 
 

słońce

 
 
 

prg

 
 
 

mnd1

 
 
 
 
 

wrc

 
 

olc

 
 
 
 

trc

 
 

krc

 
 
 
 
 
 grp v 
 
 
 
 
 
 

gsn

 
 
 

mus2

 
 (grupa vi) 
 
 
 

przełęcz

 
 

kcol1

 
 
 

kcol2

 
 
 

blc

 
 
 
 
 

pon

 
 

mus1

 
 
 

reg

 
 
 
 

Tal

 
 
 

asc

 
 

bkm

 
 
 
 
 
 

deb

 
 

niebieski

 
 
 
 

legowisko

 
 

syk

 
 
 

Wola

 
 
 
 
 
Relacje filogenetyczne między małpimi wirusami niedoboru odporności (SIV)

Historia

Niedobory odporności przypominające ludzki AIDS zgłaszano u małp żyjących w niewoli w Stanach Zjednoczonych począwszy od 1983 r. SIV wyizolowano w 1985 r. od niektórych z tych zwierząt, żyjących w niewoli makaków rezus cierpiących na małpi AIDS (SAIDS). Odkrycia SIV dokonano wkrótce po wyizolowaniu HIV-1 jako przyczyny AIDS i doprowadziło do odkrycia szczepów HIV-2 w Afryce Zachodniej. HIV-2 był bardziej podobny do znanych wówczas szczepów SIV niż do HIV-1, co po raz pierwszy sugeruje małpie pochodzenie wirusa HIV. Dalsze badania wykazały, że HIV-2 pochodzi ze szczepu SIVsmm występującego w sadzy mangabey, podczas gdy HIV-1, dominujący wirus występujący u ludzi, pochodzi ze szczepów SIV zakażających szympansy (SIVcpz).

Uważa się, że szympansy nie są pierwotnymi żywicielami niezależnej linii rodowej SIV, ale raczej, że SIVcpz jest stosunkowo niedawnym nabytkiem, wynikającym z rekombinacji SIVgsn ( małpy grubodzioby) i SIVrcm (mangabey czerwonogłowe ) w obrębie szympansa żywiciela . Wiadomo, że szympansy polują i zjadają te małpy na pożywienie. W 2010 roku naukowcy poinformowali, że SIV zarażał małpy w Bioko przez co najmniej 32 000 lat. Na podstawie analizy sekwencji zegara molekularnego wielu uważało wcześniej, że infekcja SIV u małp miała miejsce w ciągu ostatnich kilkuset lat. Naukowcy oszacowali, że upłynie podobny czas, zanim ludzie naturalnie przystosują się do zakażenia wirusem HIV, tak jak małpy w Afryce przystosowały się do SIV i nie ucierpią z powodu zakażenia.

W 2008 r. odkrycie endogennego lentiwirusa u małpiatkich (protomałpy), szarego lemura myszy pochodzącego z Madagaskaru, przesunęło pochodzenie infekcji lentiwirusowych podobnych do SIV u naczelnych na co najmniej 14 mln lat, ostatni raz ssaków między wyspą Madagaskar a kontynentem afrykańskim, jeśli infekcję przypisuje się transmisji poziomej między żywicielami homologicznymi. Jeśli wirus i żywiciel współewoluowały, a nie zostały nabyte, to potencjalnie cofa datę endogennego zdarzenia do ok. 30 tys. 85 Ma, podział między lemuropodobnymi i małpopodobnymi liniami naczelnych. Data ta ledwie poprzedza pojawienie się naczelnych 87,7 mln lat.

Wirusologia

Struktura i genom

Wirion SIV to sferyczna do pleomorficznej otoczka glikoproteinowa 110-120 nm zawierająca 110x50nm ścięty stożek lub kapsyd w kształcie klina (czasami pręcik) zawierający parę dimeryczną jednoniciowego genomu RNA o dodatnim znaczeniu .

Genom

  • regiony kodujące

Proteom

Dalsze informacje: Struktura i genom HIV § organizacja genomu
  • geny: env , gag , pol , tat , rev , nef , vpr , vif , vpu/vpx
  • Białka strukturalne (otoczka): SU, TM,(gag): MA, CA, NC
  • Enzymy: RT, PR, IN
  • Regulatory genów: Tat, Rev
  • Białka pomocnicze: Nef, Vpr, Vpx, Vif

Tropizm

Różnice w specyficzności gatunkowej SIV i pokrewnych retrowirusów można częściowo wyjaśnić wariantami białka TRIM5α u ludzi i gatunków naczelnych innych niż człowiek. To wewnątrzkomórkowe białko rozpoznaje kapsyd różnych retrowirusów i blokuje ich reprodukcję. Inne białka, takie jak APOBEC3G / 3F, które wywierają przeciwretrowirusową aktywność immunologiczną, również mogą być ważne w ograniczaniu przenoszenia międzygatunkowego.

Replikacja

  • Załącznik
  • Penetracja
  • Powlekanie
  • Replikacja
    • transkrypcja odwrotna
 +ssRNA → -ssDNA → dsDNA → +ssRNA (viral genome)
                         → +ssmRNA → viral protein
  • integracja
  • czas oczekiwania
  • łupliwość
  • synteza białek
  • montaż
  • Początkujący
  • Dojrzewanie

Quasigatunki

Szybkość i niedokładności transkrypcji wirusów RNA prowadzą do powstania antygenowo odrębnych odmian u jednego zwierzęcia żywiciela. Te quasi-gatunki niekoniecznie dają początek nowym organizmom w całej populacji. Szybkość proliferacji quasigatunków ma istotne znaczenie dla kontroli immunologicznej gospodarza, a zatem zjadliwości organizmu.

Patogeneza

Około 100 000 komórek z makaków rezus , pogrupowanych według podobieństwa. Czerwone krwinki pochodzą od małp zakażonych małpi-ludzkim wirusem niedoboru odporności, podczas gdy niebieskie krwinki pochodzą od niezainfekowanych.

Patogeneza SIV obejmuje zarówno patogenne, jak i niepatogenne zakażenia SIV. Zakażenie SIV u naczelnych innych niż człowiek (NHP) niezmiennie prowadzi do uporczywej infekcji, ale rzadko ostrej choroby. Zakażenie patogenne jest typowe dla makaków Rhesus zakażonych szczepami SIV pochodzącymi z sadzy mangabey. Progresja choroby do AIDS następuje w ciągu miesięcy lub lat, w zależności od użytego szczepu SIV. Infekcję niepatogenną charakteryzują afrykańskie NHP naturalnie zakażone SIV. Zwierzęta te rzadko rozwijają się w AIDS pomimo utrzymywania miana wirusa, który jest równoważny miano wirusa SIV w zakażeniach patogennych. Postuluje się, że choroba podobna do AIDS u afrykańskich NHP reprezentuje horyzontalną transmisję wirusa z jednego lub więcej homologicznych gatunków w niedawnej przeszłości ewolucyjnej, zanim nastąpiła równowaga koadaptacji.

Epidemiologia

napięcie rodowód gospodarz dwumianowy choroba
HIV-1 SIVcpz ludzie H. sapiens AIDS
HIV-2 SIVsmm ludzie H. sapiens AIDS
SIVcpz SIVrcm/SIVgsn Szympans P. Troglodytes SAIDS
SIVgor SIVcpz Goryl G. goryl (-)
SIVsmm Sadzasty mangabey (-)

Beatrice Hahn z University of Pennsylvania i zespół naukowców odkryli w 2009 roku, że szympansy rzeczywiście umierają z powodu małpiego AIDS na wolności i że epidemia AIDS w Afryce przyczyniła się do spadku populacji szympansów. Testując dzikie szympansy, naukowcy wykryli uszkodzenia narządów i tkanek podobne do tych w późnym stadium ludzkiego AIDS. Zakażone szympansy miały od 10 do 16 razy większe ryzyko śmierci niż szympansy niezakażone; Zakażone samice rzadziej rodziły, mogły przenosić wirusa na swoje niemowlęta i miały wyższy wskaźnik śmiertelności niemowląt niż samice niezakażone. Wydaje się, że bonobo unikają małpiego wirusa niedoboru odporności (SIV) i jego skutków, choć nie wiadomo dlaczego.

Afrykańskie małpy zielone (zwane także koczkodanami, rodzaj Chlorocebus) w populacjach afrykańskich są silnie zakażone SIVagm, podczas gdy wirus jest nieobecny w populacjach założyciela izolatu koczkodanów na Karaibach. Częstość występowania infekcji SIV w populacjach afrykańskich wynosi 78-90% u dorosłych kobiet i 36-57% u dorosłych mężczyzn, podczas gdy infekcja SIV jest rzadka u niedojrzałych osobników. Na wolności koczkodany zakażone SIV nie rozwijają przewlekłej aktywacji immunologicznej ani translokacji drobnoustrojów (ocenianej na podstawie sCD14 jako zastępczego biomarkera). Podczas naturalnej infekcji SIV mikrobiom jelitowy wykazał znaczny wzrost różnorodności drobnoustrojów, spadek liczby Proteobacteria/Succinivibrio i wzrost Veillonella oraz spadek genów zaangażowanych w szlaki inwazji drobnoustrojów oraz częściową odwracalność zmian związanych z ostrą infekcją w obfitość mikrobiologiczna. Wzór selekcji naturalnej w genomie małpy w genach zaangażowanych w odpowiedź HIV i tych regulowanych w odpowiedzi na eksperymentalną infekcję SIV u małp, ale nie makaków, sugeruje naturalną adaptację do SIV u małp Chlorocebus w Afryce.

Badania szczepionek

W 2012 roku naukowcy poinformowali, że początkowemu zakażeniu małp rezus przez odporne na neutralizację szczepy SIV można częściowo zapobiec poprzez zastosowanie szczepionki anty-SIV SME543, która obowiązkowo zawiera antygeny białka Env .

W 2013 roku badanie przeprowadzone przez grupę autorów doniosło o pomyślnym przetestowaniu szczepionki zawierającej wektor cytomegalowirusa rezusu z ekspresją białka SIV. Około 50% szczepionych makaków rezus wykazywało trwałą, bezwiremiczną kontrolę infekcji wysoce patogennym szczepem SIVmac239.

Zobacz też

Bibliografia

Dalsza lektura

Zewnętrzne linki