Полиовирус
Полиови́рус, вирус полиомиелита (Enterovirus C), вид энтеровирусов семейства пикорнавирусов. Инфекционный агент, вызывающий полиомиелит у человека. Название происходит от греческого πολιός – серый и µυελός – (костный) мозг.
Структура вируса и строение генома
Полиовирус относится к мелким безоболочечным вирусам, вирион которых состоит из белкового прокапсида диаметром около 30 нм и генома, представленного молекулой одноцепочечной РНК положительной полярности длиной около 7,4 кб. В геноме полиовируса закодировано 11 белков: 4 структурных белка, формирующих протомеры капсида, – VP1, VP2, VP3, VP4, вирусные протеазы 2Аpro и 3Сpro, вирусная репликаза 3D, а также неструктурные белки 2B, 2C, 3A и белок VPg (3B). Капсид полиовируса имеет икосаэдрический тип симметрии и состоит из 12 пентамеров, каждый из которых, в свою очередь, сформирован 5 протомерами таким образом, что белки VP1, VP2, VP3 находятся на поверхности капсида, а белки VP4 выстилают капсид вириона изнутри. На 5’-конце геномной РНК находится внутренний сайт посадки рибосомы (IRES). Модифицированный белок VPg ковалентно связан с 5’-концом геномной РНК и выступает в качестве праймера во время синтеза вирусной РНК. Вирусная репликаза обеспечивает пластичность вирусного генома и высокий коэффициент синонимичного замещения. Вирус всегда существует в виде набора квазивидов, немного отличающихся в том числе своими инфекционными свойствами.
Жизненный цикл вируса
После взаимодействия с молекулой CD155/PVR на клеточной поверхности полиовирус путём эндоцитоза проникает в клетку, после чего происходит высвобождение геномной РНК в цитоплазму клетки. Благодаря наличию внутреннего сайта посадки рибосом (IRES) происходит эффективная трансляция полипротеина из вирусных белков, который впоследствии расщепляется на индивидуальные белки, включая РНК-зависимую РНК-полимеразу (вирусную репликазу 3D), благодаря которой на матрице геномной РНК синтезируется несколько копий молекул РНК отрицательной полярности. Созданные молекулы РНК отрицательной полярности являются матрицами для синтеза новых геномных РНК полиовируса. С синтезированными молекулами геномной РНК ковалентно связывается белок VPg, происходит сборка прокапсида из структурных белков VP1, VP2, VP3, VP4 и тем самым завершается формирование дочерних вирионов. Высвобождение дочерних вирионов происходит путём лизиса клетки-хозяина. Цикл вирусной репликации составляет 4–7 ч, более 10 тыс. полиомиелитных вирионов производится в ходе каждого цикла.
Схема проникновения энтеровирусов (Enterovirus) в клетку.Геномная РНК полиовируса сама по себе инфекционна и может поступить в клетку с помощью эндоцитоза.
Устойчивость вируса к внешним воздействиям
Полиовирус очень устойчив к действию хлороформа, желчи, эфиров, протеолитических ферментов, различных детергентов, кислот. Однако вирус чувствителен к высоким температурам, полностью инактивируется в течение 30 мин при температуре 55 ºC, в течение 30 с при 80 ºC и мгновенно при кипячении.
История исследований вируса
Исследование полиовируса оказало значительное влияние на область молекулярной вирусологии. Полиовирус был первым полностью клонированным и секвенированным вирусом животных, первым РНК-вирусом животных, для которого был сконструирован инфекционный клон ДНК, и первым человеческим вирусом, трёхмерная структура которого была реконструирована с помощью рентгеновской кристаллографии и у которого определён икосаэдрический тип симметрии. В 1989 г. Мендельсон и соавторы идентифицировали рецептор полиовируса – CD155/PVR, вслед за этим последовало создание трансгенных мышей, несущих полиовирусный рецептор.
Распространение вируса в природе. Вакцины
Распространение полиовирусной инфекции происходит преимущественно фекально-оральным путём, однако на стадии острой инфекции (вирус находится в горле), возможен воздушно-капельный путь передачи инфекции. Единственным хозяином полиовируса является человек. У большинства людей инфекция протекает бессимптомно, у 4–8 % инфицированных развивается абортивный полиомиелит – лёгкое лихорадочное заболевание с желудочно-кишечными симптомами или без них, редко развивается асептический менингит или паралитическая форма заболевания.
Существует три типа природного полиовируса и три циркулирующих типа полиовируса вакцинного происхождения. Полиовирус 1-го типа является наиболее распространённой формой, встречающейся в регионах Пакистана и Афганистана. Дикий полиовирус 2-го типа был объявлен ликвидированным в сентябре 2015 г. после последнего обнаружения в 1999 г. В результате этого вирус был исключён из программы вакцинации. Дикий полиовирус 3-го типа был объявлен ликвидированным в 2019 г. после последнего обнаружения в 2012 г.
Иммунизация против полиовирусной инфекции может проводиться инактивированной полиомиелитной вакциной Солка или живой ослабленной полиомиелитной вакциной Сейбина. В состав каждой вакцины входят штаммы всех трёх типов полиовируса. Для производства вакцин вирус культивируют на клетках приматов – на первичных культурах почек обезьян. При инфекции клетки ошариваются, сокращаются, становятся пикнотичными.
Микрофотография цитопатического действия полиовируса 1 типа (вакцинный штамм Сейбин) на клетках линии Vero E6.До изобретения вакцин вспышки полиомиелита носили массовый характер, однако на сегодняшний день благодаря широко масштабной вакцинации в большинстве стран удалось добиться полной ликвидации полиомиелита. До сих пор эндемичными по заболеваемости полиомиелитом странами являются Афганистан и Пакистан.