Основное содержание

Course: Биология > Модуль 20

Урок 1: Вирусы

Биология вируса Зика

Узнайте о строении, происхождении, жизненном цикле и основных симптомах вируса Зика.

Введение

Вы, возможно, слышали в новостях о вирусе Зика. Он распространился из Африки на территорию Азии и Америки, и в настоящее время имеет статус пандемии. Поэтому многие хотят узнать об этом вирусе побольше.

В этой статье мы рассмотрим вирус Зика с биологической точки зрения. Во-первых, мы изучим структуру, жизненный цикл и способы заражения этим вирусом, разберёмся, как он поражает клетки. Затем мы рассмотрим влияние вируса Зика на человека, а также расскажем о перспективах борьбы с ним.

Что такое вирус Зика?

Вирус Зика принадлежит к семейству flavivirus (флавивирусов), в которое входят лихорадка Денге, лихорадка Западного Нила и Желтая лихорадка

^{1}

. Флавивирусы представляют собой крошечные структуры, состоящие из белков, РНК и липидной оболочки. Каждая вирусная частица состоит из одноцепочечной РНК, находящейся внутри белковой оболочки, называемой капсидом, и окруженной дополнительной липидной оболочкой, суперкапсидом

^{2}

. Справа внизу на иллюстрации вы видите частицы вируса Зика под микроскопом, они похожи на маленькие тёмные шарики. Одна из частиц отмечена стрелкой.

_Иллюстрация слева, источник:"Вирус Зика: Вирион," от ViralZone, Swiss Institute of Bioinformatics (CC BY-NC 4,0); Иллюстрация справа, "Вирус Зика," от C. Goldsmith, CDC Public Health Image Library (public domain)._

Отличительной особенностью вирусов является то, что они не могут размножаться самостоятельно. Вместо этого им необходимо заразить клетки и «перепрограммировать» их, чтобы они стали фабриками по производству новых вирусов. Вирус Зика не является исключением. Он не может реплицироваться самостоятельно, поэтому он заражает и размножается внутри клеток человека, обезьян и комаров

^{3}

. Хотя ученые точно не знают, какие виды клеток человеческого организма поражает вирус Зика, однако исследования культивированных клеток (то есть выращенных искусственно) показывают, что он способен инфицировать различные клетки иммунной системы кожи человека

^{4}

Откуда взялся вирус Зика?

Вирус Зика — не новый, он был впервые изолирован в 1947 году из макак-резусов в лесу Зика (Уганда), а первый случай заражения человека зафиксирован в 1954 году

^{5}

. В последующие годы было зафиксировано ещё несколько случаев заражения людей в Африке, а к концу 1960-х годов — и в экваториальной Азии. Исследования на антитела показали, что жители заражённых регионов были никак не защищены от вируса Зика. Однако за этот период не было задокументировано ни одного случая серьёзной угрозы здоровью или эпидемической вспышки

^{6}

. По этим причинам он долгое время считался безвредным и редко встречающимся

^{5}

В 2007 году была зафиксирована первая эпидемия вируса Зика на острове Яп в Микронезии. По приблизительным оценкам свыше 70% населения острова в возрасте старше 3 лет оказалось заражено

^{5}

. Хотя обошлось без серьёзных осложнений и госпитализаций, однако вспышка такого масштаба оказалась беспрецедентной, поскольку к тому времени во всём мире было зафиксировано менее 15 случаев. Отсутствие контактов с вирусом Зика, возможно, сделало жителей острова Яп более восприимчивым, чем население в пределах распространения вируса

^{5}

В 2013 и 2014 годах во Французской Полинезии и на соседних островах произошла еще одна вспышка вируса Зика. Во время этой вспышки медики заметили рост случаев неврологических заболеваний, включая синдром Гийена — Барре, вызывающий временный паралич, а также патологии нервной системы и мозга у младенцев

^{5, 7}

Первый случай лихорадки Зика в Южной Америке был зафиксирован в мае 2015 года в Бразилии. С тех пор вирус Зика был обнаружен во многих странах Южной и Центральной Америки. Штаммы вируса Зика, в настоящее время обнаруженные в Северной и Южной Америке, тесно связаны со штаммами из Французской Полинезии, что позволяет предположить, что вирус достиг Бразилии именно из Французской Полинезии

^{8, 9}

Как передается вирус Зика?

Основной способ передачи вируса Зика - комары рода (аедес) Aedes. В этом отношении вирус Зика похож на родственные флавивирусы, такие как лихорадка денге, Желтая лихорадка и вирус Западного Нила. Когда комар сосет кровь у инфицированного вирусом Зика человека, вирус может заразить самого комара. После развития инфекции у комара (обычно через полторы недели) его слюна будет содержать вирусные частицы

^{10}

. После чего, укусив другого человека, вирус может передаться дальше.

Несмотря на то, что этот путь передачи является наиболее распространенным, возможны и другие. Например, беременная женщина, которая заразилась вирусом Зика, может передать вирус плоду или ребенку во время рождения. Также было зарегистрировано несколько случаев передачи вируса Зика половым путем или при переливании крови от зараженного донора

^{11, 12}

Как вирус Зика поражает клетки?

Как только вирусные частицы попадают в организм человека, им необходимо проникнуть в отдельные клетки для размножения и производства новых вирусов. Проникновение в клетку возможно, потому что частица вируса Зика несет специфические белки на своей внешней оболочке, которые взаимодействуют с рецепторными белками на поверхности клеток человека. Когда вирусные белки связываются с клеточными рецепторами, они «обманывают» клетку, чтобы она приняла вирусную частицу

^{13}

Внутри клетки РНК вируса высвобождается в цитоплазму (внутренняя жидкая среда клетки). Там молекула РНК «читается» (транслируется) ферментами клетки, образуя длинный белок, который «нарезается» на несколько более мелких (см. Рисунок слева). Некоторые из этих белков являются структурными компонентами, необходимыми для создания новых вирусных частиц, таких как капсид и белки оболочки. Другие вирусные белки участвуют в синтезе РНК

^{13, 14}

Вирусные белки и новые молекулы РНК собираются на поверхности эндоплазматического ретикулума (ЭР), мембранного компонента, являющегося частью системы экспорта клеток. Новые вирусные частицы отпочковываются во внутреннее пространство ЭР, забирая с собой небольшой участок мембраны ЭР. Этот «украденный участок» мембраны формирует вирусную оболочку. Затем частицы проходят через другую структуру, аппарат Гольджи, где они подвергаются окончательной обработке перед выпуском на поверхность клетки

^{13, 14}

. Высвободившиеся вирусные частицы могут заразить другие клетки, продолжая инфекционный цикл.

Какие симптомы и последствия у заражения вирусом Зика?

В большинстве случаев симптомы инфекции Зика очень слабо выражены. По данным Центра по контролю и профилактике заболеваний США только 1 из 5 человек, инфицированных вирусом Зика, вообще заболеет, а типичные симптомы могут включать сыпь, лихорадку, конъюнктивит (воспаление слизистой оболочки глаз) и боль в суставах

^{16}

. Эти симптомы обычно проходят, и большинство людей не испытывают каких-либо длительных осложнений.

Наибольшему риску от воздействия вируса Зика подвержены беременные женщины

^{17}

. В частности, существует связь между заболеванием лихорадкой Зика во время беременности и возникновения у новорождённых микроцефалии — значительного уменьшения размеров черепа и головного мозга. Микроцефалия может включать неврологические нарушения или задержки развития, однако эти последствия сильно варьируются от человека к человеку

^{18}

. Органы здравоохранения настоятельно рекомендуют беременным женщинам или женщинам, планирующим беременность, предпринимать меры во избежание инфицирования вирусом Зика

^{19}

В очень небольших случаях вирус Зика может быть связан с неврологическими нарушениями, такими как синдром Гийена-Барре. Это аутоиммунное заболевание, вызывающее паралич, который обычно носит временный характер (от нескольких недель до нескольких месяцев). В местах вспышек лихорадки Зика фиксировалось увеличение случаев проявления синдрома Гийена — Барре, но учёные пока точно не могут утверждать о наличии причинно-следственной связи

^{20}

Что можно предпринять для профилактики вируса Зика?

В краткосрочной перспективе в качестве профилактики заражения вирусом Зика медики рекомендуют защищаться от укусов комаров в регионах активности вируса. Людям из групп повышенного риска, например, беременным женщинам, следует отложить поездку в места, где фиксируются случаи лихорадки Зика

^{21}

. Те, кто постоянно проживает в регионах активности вируса Зика, должны по возможности оставаться в помещении, использовать репелленты и противомоскитные сетки, а также не оставлять надолго ёмкости со стоячей водой, которая служит местом размножения комаров

^{22}

В более долгосрочной перспективе надёжную защиту от вируса Зика должна обеспечить вакцина. К счастью, недавно в Бразилии была апробирована вакцина от лихорадки денге — флавивируса, родственного вирусу Зика. Эта вакцина была создана на основе инактивированного вируса жёлтой лихорадки, ещё одного родственного флавивируса, и вполне возможно, что аналогичный лекарственный препарат может быть использован для создания вакцины против вируса Зика

^{23}

. Недавно были получены первые обнадеживающие результаты испытания одного из вариантов вакцины на мышах

^{24}

. Однако потребуется дополнительные исследования, чтобы установить, являются ли эта и другие потенциальные вакцины безопасными и эффективными для людей.

Статья опубликована под лицензией CC BY-NC-SA 4,0

Использованные материалы:

Hayes, E. B. (2009). Zika virus outside Africa. Emerging Infectious Diseases, 15(9). http://dx.doi.org/10,3201/eid1509,090442.
Flavivirus. (n.d.). In ViralZone. Retrieved from http://viralzone.expasy.org/all_by_protein/24.html.
Centers for Disease Control and Prevention. (n.d.). Zika: Natural host range. In Arbovirus catalog. Retrieved from https://wwwn.cdc.gov/arbocat/VirusDetails.aspx?ID=536&SID=7.
Hamel, R., Dejarnac, O., Wichit, S., Ekchariyawat, P., Neyret, A., Luplertlop, N., Perera-Lecoin, M., Surasombatpattana, P., Talignani, L., Thomas, F., Cao-Lormeau, V.-M., Choumet, V., Briant, L., Desprès, P., Amara, A., Yssel, H., and Missé, D. (2015). Biology of Zika virus infection in human skin cells. J. Virol., 89(17), 8880-8896. http://dx.doi.org/10,1128/JVI.00354-15.
Kindhauser, M. K., Allen, T., Frank, V., Santhana, R., and Dye, C. (2016, February 09). Zika: The origin and spread of a mosquito-borne virus. In Bulletin of the World Health Organization. http://dx.doi.org/10,2471/BLT.16,171082.
Fagbami, A. H. (1979). Zika virus infections in Nigeria: Virological and seroepidemiological investigations in Oyo State. Journal of Hygiene, 83(2), 213-219. http://dx.doi.org/10,1017/S0022172400025997.
European Center for Disease Prevention and Control. (2015, November 24). Rapid risk assessment: Microcephaly in Brazil potentially linked to the Zika virus epidemic. In Publications. Retrieved from http://ecdc.europa.eu/en/publications/Publications/zika-microcephaly-Brazil-rapid-risk-assessment-Nov-2015.pdf.
Enfissi, A., Codrington, J., Roosblad, J., Kazanji, M., and Rousset, D. (2016). Zika virus genome from the Americas. The Lancet, 387(10015), 227-228. http://dx.doi.org/10,1016/S0140-6736(16)00003-9.
Musso, D. (2015). Zika virus transmission from French Polynesia to Brazil. Emerg. Infect. Dis., 12(10), 1887. http://dx.doi.org/10,3201/eid2110,151125.
Hayes, E. B. (2009). Zika virus outside Africa. Emerg. Infect. Dis., 15(9). https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2819875/
Centers for Disease Control and Prevention. (2016, February 24). Transmission & risks. In Zika virus. Retrieved from http://www.cdc.gov/zika/transmission/.
Reuters. (2016, February 4). Brazil reports Zika infection from blood transfusions. In Life. Retrieved from http://www.reuters.com/article/us-health-zika-brazil-blood-idUSKCN0VD22N.
Zika virus (strain Mr 766). (n.d.) In ViralZone. Retrieved from http://viralzone.expasy.org/all_by_protein/6756.html.
Bollati, M., Alvarez, K., Assenberg, R., Baronti, C., Canard, B., Cook, S., Coutard, B., Decroly, E., de Laballerie, X., Gould, E. A., Grard, G., Grimes, J. M., Hilgenfeld, R., Jansson, A. M., Malet, H., Mancini, E. J., Mastrangelo, E., Mattevi, A., Milani, M., Moureau, G., Neyts, J., Owens, R. J., Ren, J., Selisko, B., Speroni, S., Steuber, H., Stuart, D. I., Unge, T., and Bolognesi, M. (2010). Structure and functionality in flavivirus NS-proteins: Perspectives for drug design. Antiviral Res., 87(2), 125-148. http://dx.doi.org/10,1016/j.antiviral.2009,11.009.
Centers for Disease Control and Prevention. (2016, February 23). Symptoms, diagnosis, & treatment. In Zika virus. Retrieved from http://www.cdc.gov/zika/symptoms/index.html.
Pierson, T. C. (2012, November 2). The flavivirus lifecycle. In Labs at NIAID. Retrieved from https://www.niaid.nih.gov/research/ted-c-pierson-phd
Centers for Disease Control and Prevention. (2016, April 13). CDC concludes Zika causes microcephaly and other birth defects. In CDC newsroom. Retrieved from http://www.cdc.gov/media/releases/2016/s0413-zika-microcephaly.html.
Centers for Disease Control and Prevention. (2016, April 13). CDC concludes Zika causes microcephaly and other birth defects. In CDC newsroom. Retrieved from http://www.cdc.gov/media/releases/2016/s0413-zika-microcephaly.html.
Centers for Disease Control and Prevention. (2016, April 13). CDC concludes Zika causes microcephaly and other birth defects. In CDC newsroom. Retrieved from http://www.cdc.gov/media/releases/2016/s0413-zika-microcephaly.html.
Preidt, R. (2016, January 27). CDC broadens Zika virus travel alert for pregnant women. In MedlinePlus. Retrieved from https://www.nlm.nih.gov/medlineplus/news/fullstory_156896.html.
Centers for DIsease Control and Prevention. (2016, February 8). Guillain-Barré syndrome Q & A. In Zika virus. Retrieved from http://www.cdc.gov/zika/qa/gbs-qa.html.
World Health Organization. (2016). Zika virus. In Media centre. Retrieved from http://www.who.int/mediacentre/factsheets/zika/en/.
Kruger, R. P. (2016). Zika virus on the move. Cell, 164(4), 585, 587. http://dx.doi.org/10,1016/j.cell.2016,01.040.
Geggel, L. (2016, February 18). Zika virus vaccine shows promising start in mice. In Livescience. Retrieved from http://www.livescience.com/53764-zika-vaccine-works-in-mice.html.

Дополнительные материалы:

Вспышки вируса Зика в Океании в 2013-2014 годах (25 Февраля 2016). Источник: Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/2013%E2%80%932014_Zika_virus_outbreaks_in_Oceania.

Bleijs, D. A. (2016). Transmission. In Zika virus net. Retrieved from http://www.zikavirusnet.com/transmission.html.

Coombs, C. (2015, February 10). The Zika virus's family tree. In The Atlantic. Retrieved from http://www.theatlantic.com/health/archive/2016/02/zika-yellow-fever-flaviviruses/462171/.

Flavivirus. (19 Февраля 2016). Источник: https://en.wikipedia.org/wiki/Flavivirus.

Heiz, F. X. and Stiasny, K. (2012). Flaviviruses and flavivirus vaccines. Vaccine, 30, 4301-4306. http://dx.doi.org/10,1016/j.vaccine.2011,09.114.

Lindenbach, B. (2012). Lifecycle of the Flaviviridae. In Lindenbach lab. Retrieved from http://www.lindenbachlab.org.

Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S. L., Matsudaira, P., Baltimore, D., and Darnell, J. (2000). VIruses: Structure, function, and uses. In _Molecular cell biology (4th ed., section 6,3). New York, NY: W. H. Freeman. Retrieved from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21523/.

Lyons, S. (2016, January 29). Zika virus: What do we know about it, and how can it be contained? In Hub. Retrieved from http://hub.jhu.edu/2016/01/29/zika-virus-public-health-expert.

McNeil, D. G., Saint Louis, C., and St. Fleur, N. (2016, February 24). Short answers to hard questions about Zika virus. In The New York Times: Health. Retrieved from http://www.nytimes.com/interactive/2016/health/what-is-zika-virus.html?_r=1.

Samarasekera, U. and Triunfol, M. (2016). Concern over Zika virus grips the world. The Lancet, 387(10018), 521-524. http://dx.doi.org/10,1016/S0140-6736(16)00257-9.

Vogel, G., Cohen, J., and Enserink, M. (2016, January 29). Zika virus: Your questions answered. In Science: Latest news. Retrieved from http://www.sciencemag.org/news/2016/01/zika-virus-your-questions-answered.

World Health Organization. (2016). The history of Zika virus. In Emergencies. Retrieved from http://www.who.int/emergencies/zika-virus/timeline/en/.

Вирус Зика. (15 Февраля 2016). Источник: MicrobeWiki: https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Zika_virus.

Примечание. Эта статья не содержит медицинских советов и предписаний, она имеет исключительно информационные цели. Со всеми вопросами относительно состояния вашего здоровья всегда обращайтесь к квалифицированным врачам. Никогда не пренебрегайте помощью медиков и не откладывайте с её получением по причине прочитанной или увиденной в Академии Хана информации.

Последнее обновление: 10 мая 2016

Хотите присоединиться к обсуждению?

Войти

Сортировать по:

Пока нет ни одной записи.

Знаете английский? Нажмите здесь, чтобы увидеть обсуждение, которое происходит на английской версии сайта.