Аденовирусы


Аденовирусы впервые были выделены в 1953 г. из аденоидов человека и получили соответствующее название. Семейство аденовирусов включает два рода Mastadenovirus и Aviadenovirus. В состав рода мастаденовирусы входят аденовирусы млекопитающих: человека (более 50 серотипов), обезьян (24 серотипа), крупного рогатого скота (10 серотипов), лошадей (2 серотипа), овец (6 серотипов), коз (2 серотипа), свиней (4 серотипа), собак (2 серотипа), мышей (1 серотип), кроликов(1 серотип).
Род авиаденовирусы включает аденовирусы кур (12 серотипов), индеек (4 серотипа), гусей (3 серотипа), уток (2 серотипа) и фазанов (1 серотип) [1084].
Патогенные аденовирусы известны у 13 видов домашних животных. Высказано предположение, что млекопитающие и птицы могут заражаться аденовирусом, относящимся к разным родам [288]. Аденовирусы вызывают заболевания, характеризующиеся легким поражением органовдыхания, пищеварения и конъюнктивы. Некоторые из них вызывают злокачественные опухоли у новорожденных хомячков и трансформацию клеток, культивируемых in vitro, но не вызывают опухолей у естественных хозяев.
Аденовирусы птиц серотипа 11 вызывают геморрагический энтерит индюков и мраморную болезнь селезенки фазанов, а серотипа 8 — острый вирусный гепатит цыплят [1356].
Аденовирусы представляют собой частицы кубической симметрии диаметром 70-100 нм. Вирионы содержат ДНК (13% массы) и белок (87% массы), не имеют оболочки, липидов и содержат следовые количества углеводов в белке отростка, модифицированном включением глюкозамина. Вирионы имеют белковое покрытие, окружающее ДНК-содержащую сердцевину. Белковое покрытие
(капсид) состоит из 252 субъединиц (капсомеров), из которых 240 гексонов и 12 пентонов. В структуре вириона содержится, по-видимому, 11 белков (м.м. 2—120 кД). Наружный слой вириона (капсид) содержит 7 белков. В сердцевине вириона находятся 4 белка (в том числе концевой белок 55 кД), который ковалентно связан с 5'-концами вирусной ДНК [1403].
240 гексонов образуют 20 поверхностей в виде равносторонних треугольников. На вершинах икосаэдра расположены 12 капсомеров (пентонов), каждый из которых граничит с пятью соседними невершинными капсомерами (гексона- ми). От вершин пентонов отходят булавовидные отростки диаметром 2 нм и длиной 20—50 нм. На вершине отростка имеется утолщение диаметром 4 нм. Эти капсомеры вместе с отростками (фибрами) называют пентонами. Сердцевина вириона имеет сферическую форму диаметром 60—65 нм и представляет собой правильно организованную структуру из 12 петель, вершины которых совпадают с вершинами капсида и на срезе вириона образуют фигуру, подобную цветку. Петли образованы ДНК и белками VII и V. В сердцевине находятся также белки
  1. и X.

Геном аденовирусов представлен одной линейной молекулой двуцепочечной ДНК размером 36-44 тпн с инвертированными концевыми повторами. Вирусный геном кодирует около 40 белков и транскрибируется после сложного сплайсинга РНК. Около 1/3 вирусных белков являются структурными белками. Вирусные частицы присоединяются к клетке рецепторами пентоновых отростков и проникают внутрь ее путем эндоцитоза. Затем удаляется наружный белковый слой (капсид) и сердцевина вириона (вирусный геном и связанные с ним гисто- ны) проникает в ядро клетки, где происходит полный цикл репликации вируса от транскрипции мРНК до образования зрелых вирионов. В ядре клетки вирусный геном транскрибируется клеточной полимеразой II, в соответствии с комплексной программой, закодированной в обеих цепях вирусной ДНК. В результате образуется 5 продуктов ранней (Е) транскрипции: El А, Е1 В, Е2, ЕЗ и Е4, два — промежуточной: IX и IVa2 и один — поздней (L) транскрипции. На матрице последнего из них транскрибируется семейство из 5 поздних мРНК (L1-L5). Все ранние кодирующие области вирусного генома транскрибируются от отдельных промоторов, тогда как поздние области от одного - главного позднего промотора. Ранние мРНК транслируются в ранние белки, которые изменяют клеточный цикл, блокируют клеточный защитный механизм, выключают транспорт мРНК и участвуют в репликации вирусной ДНК [1403].
Вирусная ДНК реплицируется, используя 5'-концевой белок 55кД в качестве праймера, и продолжается от обоих концов с помощью замещающего механизма. Вслед за репликацией ДНК транскрибируются поздние мРНК, которые затем транслируются в структурные белки в избыточном количестве. Первичные транскрипты имеют размер около 29 kb; по крайней мере 18 мРНК образуются альтернативным сплайсингом поздних первичных транскриптов. Во второй половине репликативного цикла вируса происходит остановка макромолекулярно- го синтеза клетки. Вирионы формируются в ядре, где они образуют кристалло
подобные скопления. Продукты трансляции поздних мРНК участвуют в сборке вирионов и лизисе клеток. Продукты генов Е1А и Е1В ответственны за клеточную трансформацию.
Область ЕЗ несущественна для репликации аденовируса in vitro и может быть использована для вставки чужеродной ДНК при конструировании аденовирусных векторов и рекомбинантных вакцин [919].
Основные структурные белки аденовирусов представлены в табл. 30. Полипептид II с молекулярной массой 120 кД входит в состав гексонов, причем в каждом из них содержится три молекулы этого белка. Таким образом, 240 гексоно- вых капсомеров вириона содержат 720 молекул белка II. Гексонные белки составляют основную массу (53%) вирионных белков.
Основание пентона содержит пять молекул полипептида III, его отросток — три молекулы полипептида IV, то есть всего соответственно по 60 и 36 копий на вирион. Отросток вместе с основанием пентона формируют комплекс пентона [1183]. Основная роль в антигенной активности аденовирусов принадлежит гек- сонам, пентонам и их отросткам.
В структуре гексона обнаружены две антигенные детерминанты: группоспецифическая (а) и типоспецифическая (е). Антитела против очищенных гексонов нейтрализуют инфекционность вируса данного серотипа.
Таблица 30. Основные структурные белки аденовирусов

Обозначение
белка

Молекулярная масса, кД

Количество молекул в аденовирусе типа 2(1713)

Локализация и функция

I

120

720

Гексон; ответственен за синтез вируснейтрализующих антител и группоспецифическую КС-активность

III

85

60

Основание пентона; ответственен за цитотоксичность и подгрупповую КС-активность

Ша

66

74

Между пентонами и гексонами

IV

62

36

Отросток пентона; ответственен за адсорбцию вирионов, синтез вируснейтрализующих антител и типоспецифическую КС-активность

55

2

Сердцевина ковалентно связана с 5'-концами молекулы ДНК

V

45

157

Сердцевина

VI

24

342

Связан с гексон ом

VII

17

833

Сердцевина

VIII

13

311

Связан с гексоном

IX

11,2

247

Связан с группами из 9 гексонов

Многие аденовирусы обладают гемагглютинирующими свойствами. Верхушки пентоновых отростков присоединяются к рецепторам клеток и соединяют их между собой. Антигенная детерминанта отростка пентона, по-видимому, идентична типоспецифическому гемагглютинину.
Вирусы внутри рода различают на основе антигенных и геномных характеристик. При идентификации вирусных штаммов используют рестрикционное эндонуклеазное картирование и секвенирование геномной ДНК.
Родоспецифические эпитопы расположены на пентонах, т.е. структурных единицах, расположенных на поверхности капсида. Типоспецифические антигены, которые идентифицированы в реакциях нейтрализации и РТГА, находятся на поверхности гексонов. Пентоновые отростки содержат другие типоспецифические эпитопы, которые также играют важную роль в нейтрализации. Хотя утолщения на пентоновых отростках содержат лиганды, ответственные за прикрепление вируса к специфическим клеточным рецепторам, антитела к ним играют лишь слабую роль в нейтрализации вируса. Серологическая структуризация семейства в основном основана на относительной доминантности некоторых эпитопов в серологических тестах, нежели на их расположении в вирионах.
За индукцию типоспецифических ВН антител ответственны аминокислотные последовательности 393—398 и 536—547 белка гексона. Пептид, образуемый аминокислотными остатками 20—35 белка гексона, обладает комплементсвязы- вающей активностью [185]. Антитела к гексону и отростку пентона обладают нейтрализующей способностью. Смесь этих антител нейтрализует вирус при меньшей концентрации. Отмечено участие в нейтрализации инфекционности аденовируса антител к гексонам гетерологичных типов вируса. Комплемент усиливает действие ВН-антител. Антитела к гексоновым и фиберным белкам нейтрализуют инфекционность и ассоциированы с устойчивостью организма к инфекции [1131]. В составе аденовируса человека различают четыре комплемент- связывающих антигена (КСА), которые обозначают буквами А, В, С и Р. А-антиген связан с гексоном, В-антиген — с основанием пентона, С-антиген — с отростками (пептона), Р-антиген является внутренним антигеном. А- и Р-анти- гены — группоспецифические комплементсвязывающие антигены, общие для всех аденовирусов человека. По В-антигену все аденовирусы человека разделены на три подгруппы. С-антиген — типоспецифический комплементсвязывающий антиген [24]. В опытах на животных установлена иммуногенность вакцин, полученных из очищенных гексонов и отростков пентонов. Однако вакцины из кап- сидных белков аденовирусов обладают более низкой иммуногенностью, чем цельновирионные вакцины. Иммуногенность белков гексонов и отростков пен- тонов значительно повышалась после их включения в состав липосом.
Аденовирусы интенсивно использовали в качестве векторов для введения чужеродных ДНК различных вирусов. Экспрессия чужеродных вирусных генов в рекомбинантных аденовирусных векторах была продемонстрирована на многочисленных примерах. Таким образом были экспрессированы гликопротеин Д вируса болезни Ауески, гликопротеин 340/220 вируса Эпштейн-Барр, структур
ный гликопротеин вируса везикулярного стоматита, белок VP4 ротавируса, гликопротеин вируса бешенства, гликопротеин вируса парагриппа-3, гликопротеин оболочки вируса иммунодефицита кошек, гликопротеин вируса респираторного и репродуктивного синдрома свиней, поверхностный антиген вируса гепатита В человека, Т-антиген вируса полиомы и белок слияния вируса кори [1135]. 

Источник: В.А. Сергеев, Е.А. Непоклонов, Т.И. Алипер, «Вирусы и вирусные вакцины» 2007

А так же в разделе «Аденовирусы »