Lidské viry parainfluenzy - Human parainfluenza viruses

Lidské viry parainfluenzy
Transmission electron micrograph of a parainfluenza virus. Dvě neporušené částice a volný vláknitý nukleokapsid
Transmisní elektronový mikrofotografie viru parainfluenzy. Dvě neporušené částice a volné vláknité nukleokapsid
Vědecká klasifikaceUpravit tuto klasifikaci
(bez hodnocení):Virus
Oblast:Riboviria
Království:Orthornavirae
Kmen:Negarnaviricota
Třída:Monjiviricetes
Objednat:Mononegavirales
Rodina:Paramyxoviridae
Skupiny v ceně
Kladisticky zahrnuty, ale tradičně vyloučeny taxony

Lidské viry parainfluenzy (HPIV) jsou viry, které způsobují lidská parainfluenza. HPIV jsou a paraphyletic skupina čtyř odlišných jednořetězcových RNA viry patřící k Paramyxoviridae rodina. Tyto viry jsou úzce spojeny s lidskými i veterinárními chorobami.[2] Viriony mají velikost přibližně 150–250 nm a obsahují negativní smysl RNA s genom zahrnující asi 15 000 nukleotidy.[3]

Fúzní glykoproteinový trimer, virus lidské parainfluenzy 3 (hPIV3).

Viry lze detekovat pomocí buněčná kultura, imunofluorescenční mikroskopie, a PCR.[4] HPIV zůstávají druhou hlavní příčinou hospitalizace u dětí do 5 let trpících a respirační onemocnění (pouze Lidský ortopneumovirus (Respirační syncyciální virus (RSV)) způsobuje u této věkové skupiny více respiračních hospitalizací).[5]

Klasifikace

První HPIV byl objeven na konci 50. let. Taxonomické rozdělení je obecně založeno na antigenní a genetický charakteristiky, tvořící čtyři hlavní sérotypy nebo subtypy, které jsou dnes považovány za odlišné viry.[6] Tyto zahrnují:

VirusZkratka GenBankTaxonomie NCBIPoznámky
Virus lidské parainfluenzy typu 1HPIV-112730Nejčastější příčina záď
Virus lidské parainfluenzy typu 2HPIV-211212Příčiny záď a další nemoci horních a dolních dýchacích cest
Virus lidské parainfluenzy typu 3HPIV-311216Spojený s bronchiolitida a zápal plic
Lidský virus parainfluenzy typu 4HPIV-411203Zahrnuje podtypy 4a a 4b

HPIV patří do dvou rodů: Respirovirus (HPIV-1 a HPIV-3) a Rubulavirus (HPIV-2 a HPIV-4).[3]

Virová struktura a organizace

hPIV jsou charakterizovány produkcí obalených virionů a obsahujících jednořetězcový negativní smysl RNA.[3] Uvádí se také, že obsahují neinfekční viriony RNA s kladnou polaritou.[3] Genomy HPIV jsou asi 15 000 nukleotidy na délku a kódovat šest klíčových struktur bílkoviny.[3]

The strukturní gen sekvence HPIV je následující: 3'-NP-P-M-F-HN-L-5 ' (předpony bílkovin a další podrobnosti jsou uvedeny v tabulce níže).[7]

Strukturální proteinUmístěníFunkce
Hemaglutinin -neuraminidáza (HN)ObálkaPříloha a vstup do buňky
Fúzní protein (F)ObálkaFúze a vstup do buňky
Maticový protein (M)V obálceShromáždění
Nukleoprotein (NP)NukleokapsidTvoří komplex s Genom RNA
Fosfoprotein (P)NukleokapsidFormuláře jako součást RNA polymeráza komplex
Velký protein (L)NukleokapsidFormuláře jako součást RNA polymeráza komplex

S příchodem reverzní genetika, bylo zjištěno, že nejúčinnější lidské viry parainfluenzy (z hlediska replikace a transkripce) mají genom nukleotid celkem, které je dělitelné číslem 6. To vedlo k zavedení „pravidla šesti“. Byly nalezeny výjimky z tohoto pravidla a jeho přesné výhody nejsou plně pochopeny.[8]

Elektroforéza ukázal, že molekulární váha (MW) proteinů pro čtyři HPIV jsou podobné (s výjimkou fosfoprotein, který vykazuje významné rozdíly).[3][9]

Vstup viru a replikace

Virová replikace je zahájena až po úspěšném vstupu do buňky připojením a fúzí mezi virem a hostitelskou buňkou lipidová membrána. Virová RNA (vRNA ) je zpočátku spojován s nukleoproteinem (NP), fosfoproteinem (P) a velkým proteinem (L). The hemaglutinin –neuraminidáza (HN) se podílí na virové vazbě a tedy hemadsorpci a hemaglutinace. Dále je fúzní protein (F) důležitý pro napomáhání fúze hostitelské a virové buněčné membrány, případně tvoří syncytia.[10]

Zpočátku je F protein v neaktivní formě (F0), ale lze je odštěpit proteolýza vytvořit aktivní formu, F1 a F2, spojené di-sulfidovými vazbami. Po dokončení následuje vstup HPIV nukleokapsidu do cytoplazma buňky. Následně dojde k genomové transkripci pomocí virů závislých na virové RNA RNA polymeráza '(L protein). Buňka je vlastní ribozomy poté mají za úkol překlad, tvořící virové proteiny z viru mRNA.[10]

Ke konci procesu (po tvorbě virových proteinů) dochází k replikaci virového genomu. Zpočátku k tomu dochází s vytvořením a pozitivní sense RNA (mezikrok, nezbytný pro produkci potomků) a nakonec negativní sense RNA je vytvořen, který je pak spojen s nukleoprotein. To pak může být buď zabaleno a uvolněno z buňky očkováním nebo použito pro následující kola transkripce a replikace.[11]

Pozorovatelné a morfologické změny, které lze pozorovat v infikovaných buňkách, zahrnují zvětšení cytoplazma, snížil mitotický aktivita a „ohniskové zaokrouhlování“ s potenciální tvorbou vícejaderných buněk (syncytia).[12]

The patogenita HPIV je vzájemně závislé na virech, které mají správné doplňkové proteiny, které jsou schopné vyvolatinterferon vlastnosti. Toto je hlavní faktor v klinický význam nemoci.[11]

Rozsah hostitelů

Hlavním hostitelem zůstává člověk. Infekce však byly vyvolány u jiných zvířat (v přirozených i experimentálních situacích), i když vždy bez příznaků.[13]

Klinický význam

Odhaduje se, že je zde 5 milionů dětí infekce dolních cest dýchacích (LRI) každý rok pouze ve Spojených státech.[14] HPIV-1, HPIV-2 a HPIV-3 byly spojeny až s třetinou těchto infekcí.[15] Infekce horních cest dýchacích (URI) jsou také důležité v kontextu HPIV, jsou však v menší míře způsobeny virem.[16] Nejvyšší výskyt závažných onemocnění HPIV se vyskytuje u malých dětí a průzkumy ukázaly, že přibližně 75% dětí ve věku 5 let a starších má protilátky proti HPIV-1.

Odhaduje se, že u kojenců a malých dětí se u přibližně 25% vyvine „klinicky významné onemocnění“.[17]

Opakovaná infekce po celý život hostitele není neobvyklá a zahrnují příznaky pozdějších vyrážek horních cest dýchacích nemoc, jako je Studený a bolest v krku.[3] The inkubační doba pro všechny čtyři sérotypy je 1 až 7 dní.[18] v imunosuprimovaný lidé, infekce virem parainfluenzy mohou být závažné zápal plic, což může být fatální.[19]

Bylo prokázáno, že HPIV-1 a HPIV-2 jsou hlavním původcem záď (laryngotracheobronchitida ), což je virové onemocnění horních cest dýchacích a je problematické hlavně u dětí ve věku 6–48 měsíců.[20][21] Dvouleté epidemie začínající na podzim jsou spojeny s HPIV-1 i 2; HPIV-2 však může mít také každoroční ohniska.[14] Kromě toho má HPIV-1 na podzim tendenci způsobovat dvouleté propuknutí zádě. Ve Spojených státech se v současné době vyskytují velké vrcholy během lichých let.

HPIV-3 byl úzce spojen s bronchiolitida a zápal plic a zaměřuje se hlavně na osoby mladší než 1 rok.[22]

HPIV-4 zůstává zřídka detekován. Nyní se však věří, že je častější, než se dříve myslelo, ale je méně pravděpodobné, že způsobí závažné onemocnění. Ve věku 10 let je většina dětí séropozitivní na infekci HPIV-4, což může svědčit o velkém podílu bez příznaků nebo mírné infekce.[3]

Důležitými epidemiologickými faktory, které jsou spojeny s vyšším rizikem infekce a úmrtnosti, jsou ti, kteří jsou imunokompromitovaný a mohou být onemocněni extrémnějšími formami LRI.[13] Sdružení mezi HPIV a neurologické onemocnění jsou známy; například hospitalizace s určitými HPIV má silné spojení s febrilní záchvaty.[23] HPIV-4B má nejsilnější asociaci (až 62%) následovanou hPIV-3 a -1.[3]

HPIV byly také spojeny se vzácnými případy virově způsobených meningitida[24] a Guillain – Barrého syndrom.[12]

HPIV se šíří z člověka na člověka („horizontální přenos“) kontaktem s infikovanými sekrety respirační kapičky nebo znečištěné povrchy nebo předměty. Infekce může nastat, když se infekční materiál dostane do kontaktu se sliznicemi očí, úst nebo nosu, a to pravděpodobně vdechováním kapiček generovaných kýcháním nebo kašlem. HPIV mohou zůstat ve vzdušných kapičkách infekční déle než hodinu.

Celkově lze říci, že HPIV zůstávají nejlépe známé pro své účinky na dýchací systém a zdá se, že to bylo místo, kde se soustředila většina pozornosti.

Zánět dýchacích cest

Zánět dýchacích cest je běžným atributem infekce HPIV. Předpokládá se, že k němu dochází v důsledku rozsáhlé regulace zánětlivých látek cytokiny. Mezi běžné cytokiny, u nichž se očekává, že budou regulovány up-up, patří IFN – α, různé další interleukiny (IL – 2, IL-6) a TNF – α. Rozličný chemokiny a zánětlivé proteiny jsou také považovány za spojené s běžnými příznaky HPIV infekce.[12]

Zdá se, že nedávné důkazy naznačují, že virově specifické protilátky (IgE) mohou být zodpovědné za zprostředkování rozsáhlých úniků histamin v průdušnice, o nichž se předpokládá, že způsobují záď.[12] Více podrobností o cestách a interakcích najdete tady.

Imunologie

Primární obrana těla proti infekci HPIV zůstává humorální imunita. To je zaměřeno hlavně proti povrchovým proteinům, které se nacházejí na viru. Zejména proteiny HN a F se ukázaly být nejvíce imunogenními, pokud jde o stimulaci imunitního systému.[12]

Nedávno byla zkoumána důležitost „buňkami zprostředkovaného imunitního systému“. Zprávy ukázaly, že vadné adaptivní imunitní odpovědi jsou vystaveni vyššímu riziku závažné infekce.[12]

Diagnóza

Diagnostiku lze provést několika způsoby, zahrnující řadu mnohostranných technik:[4]

Vzhledem k podobnosti, pokud jde o antigenní profil mezi viry, hemaglutinační test (HA) nebo hemadsorpční inhibiční (HAdI) procesy se často používají. Oba fixace komplementu, neutralizace a enzymové imunosorbentní testy - ELISA, lze také použít jako pomůcku v procesu rozlišování mezi virovými sérotypy.[3]

Nemocnost a úmrtnost

Úmrtnost způsobená HPIV v rozvinutých oblastech světa zůstává vzácná. Tam, kde došlo k úmrtnosti, je to hlavně ve třech hlavních rizikových skupinách (velmi mladí, starší a imunokompromitovaný ). Dlouhodobé změny však mohou být spojeny s přestavbou dýchacích cest a jsou považovány za významnou příčinu morbidity.[25] Přesné asociace mezi HPIV a chorobami, jako je chronická obstrukční plicní nemoc (CHOPN) jsou stále vyšetřovány.[26]

V rozvojových oblastech světa zůstávají předškolní děti nejrizikovější skupinou úmrtnosti. Úmrtnost může být důsledkem primární virové infekce nebo sekundárních problémů, jako je bakteriální infekce. Předispozice, jako např podvýživa a další nedostatky mohou dále zvyšovat šance na úmrtnost spojenou s infekcí.[12]

Celkově způsobují LRI přibližně 25–30% celkových úmrtí předškolních dětí v rozvojovém světě. Předpokládá se, že HPIV jsou spojeny s 10% všech případů LRI, takže zůstávají významnou příčinou úmrtnosti.[12]

Rizikové faktory

Bylo navrženo mnoho faktorů spojených s vyšším rizikem získání infekce, včetně podvýživa, nedostatek vitaminu A. absence kojení v raných fázích života, znečištění životního prostředí a přeplněnost.[27]

Prevence

Přes desetiletí výzkumu ne vakcíny v současné době existují.[28]

Rekombinantní technologie byl však použit k cílení tvorby vakcín pro HPIV-1, -2 a -3 a má formu několika živě oslabených intranazálních vakcín. Bylo zjištěno, že jsou to zejména dvě vakcíny imunogenní a dobře snášen proti HPIV-3 v fáze I zkoušky. Kandidáti na vakcíny HPIV-1 a -2 zůstávají méně vyspělí.[17]

Vakcinační techniky, které se používají proti HPIV, se neomezují pouze na intranazální formy, ale také na viry oslabený pasáží za studena, útlumem rozsahu hostitele, vakcínami s chimérickými konstrukty a také zavedením mutací pomocí reverzní genetiky k dosažení útlumu.[29]

Mateřský protilátky může nabídnout určitý stupeň ochrany proti HPIV v raných fázích života prostřednictvím mlezivo v mateřském mléce.[30]

Léky

Ribavirin je jeden lék, který ukázal dobrý potenciál pro léčbu HPIV-3 vzhledem k nedávné době in-vitro testy (in-vivo testy ukazují smíšené výsledky).[12] Ribavirin je širokospektrální antivirový, a je v současné době podáván těm, kteří jsou vážně imunokompromitovaný, i přes nedostatek přesvědčivých důkazů o jeho prospěchu.[12] Byly také navrženy proteinové inhibitory a nové formy léčení pro zmírnění příznaků infekce.[13]

Dále antibiotika lze použít, pokud dojde k rozvoji sekundární bakteriální infekce. Kortikosteroidy léčba a rozprašovače jsou také první volbou proti záď pokud nastanou potíže s dýcháním.[12]

Interakce s prostředím

Viry parainfluenzy trvají v prostředí jen několik hodin a jsou inaktivovány mýdlem a vodou. Virus lze dále snadno zničit pomocí běžných hygienických technik a detergentů, dezinfekčních prostředků a antiseptik.[4]

Faktory prostředí, které jsou důležité pro přežití HPIV, jsou pH, vlhkost vzduchu, teplota a střední ve kterém se virus nachází. Optimální pH se pohybuje kolem fyziologických hodnot pH (7,4 až 8,0), zatímco při vysokých teplotách (nad 37 ° C) a nízké vlhkosti se infekčnost snižuje.[31]

Většina přenosu byla spojena s blízkým kontaktem, zejména v nozokomiální infekce. Zařízení chronické péče a chirurgické operace lékařů jsou také známy jako „hotspoty“ přenosu, přičemž k přenosu dochází prostřednictvím aerosoly, velké kapičky a také kontaminované předměty (znečištěné povrchy).[32]

Přesná infekční dávka zůstává neznámá.[13]

Ekonomická zátěž

V nejchudších oblastech světa lze HPIV infekci měřit z hlediska úmrtnosti. V rozvinutém světě, kde úmrtnost zůstává vzácná, lze odhadnout ekonomické náklady na infekci. Odhady z USA naznačují cenu (na základě extrapolace ) v oblasti 200 milionů USD ročně.[3]

Reference

  1. ^ „Virus Taxonomy: 2018 Release“ (html). Mezinárodní výbor pro taxonomii virů (ICTV). Říjen 2018. Citováno 25. ledna 2019.
  2. ^ Vainionpää R, Hyypiä T (duben 1994). „Biologie virů parainfluenzy“. Clin. Microbiol. Rev. 7 (2): 265–275. doi:10.1128 / CMR.7.2.265. PMC  358320. PMID  8055470.
  3. ^ A b C d E F G h i j k Henrickson, KJ (duben 2003). „Viry parainfluenzy“. Recenze klinické mikrobiologie. 16 (2): 242–264. doi:10.1128 / CMR.16.2.242-264.2003. PMC  153148. PMID  12692097.
  4. ^ A b C „Lidské viry parainfluenzy“. Centra pro kontrolu a prevenci nemocí (2011). Archivovány od originál dne 20. března 2012. Citováno 21. března 2012.
  5. ^ Schmidt, Alexander; Anne Schaap-Nutt; Emmalene J. Bartlett; Henrick Schomacker; Jim Boonyaratanakornkit; Ruth A Karron; Peter L Collins (1. února 2011). „Pokrok ve vývoji vakcín proti viru lidské parainfluenzy“. Odborný přehled respirační medicíny. 5 (4): 515–526. doi:10,1586 / ers.11.32. PMC  3503243. PMID  21859271.
  6. ^ "Paramyxoviry". Viry parainfluenzy. Lékařská pobočka University of Texas v Galvestonu. 1996. ISBN  9780963117212. Citováno 2009-03-15.
  7. ^ Hunt, Dr. Margaret. „PARAINFLUENZA, SYNCHRONICKÉ DÝCHACÍ A VIRUŠE ADENO“. Reference.MD. Citováno 21. března 2012.
  8. ^ Vulliémoz, D; Roux, L (květen 2001). "'Pravidlo šesti: jak se počítá RNA polymeráza viru Sendai? “. Journal of Virology. 75 (10): 4506–4518. doi:10.1128 / JVI.75.10.4506-4518.2001. PMC  114204. PMID  11312321.
  9. ^ Henrickson, K. J (2003). „Viry parainfluenzy“. Recenze klinické mikrobiologie. 16 (2): 242–264. doi:10.1128 / CMR.16.2.242-264.2003. PMC  153148. PMID  12692097.
  10. ^ A b Moscona, A (červenec 2005). „Vstup viru parainfluenzy do buněk jako cíl pro přerušení dětské respirační choroby“. The Journal of Clinical Investigation. 115 (7): 1688–1698. doi:10,1172 / JCI25669. PMC  1159152. PMID  16007245.
  11. ^ A b Chambers R, Takimoto T (2011). Viry parainfluenzy. eLS. Wiley. doi:10.1002 / 9780470015902.a0001078.pub3. ISBN  978-0470016176.
  12. ^ A b C d E F G h i j k „Virus parainfluenzy: epidemiologie“. eMedicína. Citováno 21. března 2012.
  13. ^ A b C d „LIDSKÝ VIRUS PARAINFLUENZA“. Kanadská agentura pro veřejné zdraví. 19. 4. 2011. Citováno 21. března 2012.
  14. ^ A b Henrickson, KJ; Kuhn, SM; Savatski, LL (květen 1994). „Epidemiologie a náklady na infekci virem lidské parainfluenzy typu 1 a 2 u malých dětí“. Klinické infekční nemoci. 18 (5): 770–9. doi:10.1093 / clinids / 18.5.770. PMID  8075269.
  15. ^ Denny, FW; Clyde WA, Jr. (květen 1986). „Akutní infekce dolních cest dýchacích u nehospitalizovaných dětí“. The Journal of Pediatrics. 108 (5 Pt 1): 635–46. doi:10.1016 / S0022-3476 (86) 81034-4. PMID  3009769.
  16. ^ „Akutní respirační infekce“. SZO. Citováno 21. března 2012.
  17. ^ A b Durbin, AP; Karron, RA (15. prosince 2003). „Pokrok ve vývoji vakcín proti respiračnímu syncyciálnímu viru a viru parainfluenzy“. Klinické infekční nemoci. 37 (12): 1668–1677. doi:10.1086/379775. PMID  14689350.
  18. ^ "Obecné informace: lidské parainfluenza viry". Agentura na ochranu zdraví. Citováno 21. března 2012.
  19. ^ Sable CA, Hayden FG (prosinec 1995). „Orthomyxovirové a paramyxovirové infekce u pacientů po transplantaci“. Infikovat. Dis. Clin. North Am. 9 (4): 987–1003. PMID  8747776.
  20. ^ „CDC - Lidské viry parainfluenzy: nachlazení a záď“. Archivovány od originál dne 03.03.2009. Citováno 2009-03-15.
  21. ^ "Pozadí zádě". Medscape Reference. Citováno 21. března 2012.
  22. ^ „Recenze viru Parainfluenza“. Medscape. Citováno 21. března 2012.
  23. ^ Stephen B Greenberg; Robert L. Atmar. „Viry parainfluenzy - nová epidemiologie a vývoj vakcín“. Dotkněte se infekční nemoci. Citováno 21. března 2012.
  24. ^ Arguedas, A; Stutman, HR; Blanding, JG (březen 1990). „Parainfluenza meningitida typu 3. Zpráva o dvou případech a přehled literatury“. Klinická pediatrie. 29 (3): 175–178. doi:10.1177/000992289002900307. PMID  2155085. S2CID  25043753.
  25. ^ Dimopoulos, G; Lerikou, M; Tsiodras, S; Chranioti, A; Perros, E; Anagnostopoulou, U; Armaganidis, A; Karakitsos, P (únor 2012). „Virová epidemiologie akutních exacerbací chronické obstrukční plicní nemoci“. Plicní farmakologie a terapeutika. 25 (1): 12–8. doi:10.1016 / j.pupt.2011.08.004. PMC  7110842. PMID  21983132.
  26. ^ Beckham, JD; Cadena, A; Lin, J; Piedra, PA; Glezen, WP; Greenberg, SB; Atmar, RL (květen 2005). „Respirační virové infekce u pacientů s chronickou obstrukční plicní nemocí“. The Journal of Infection. 50 (4): 322–30. doi:10.1016 / j.jinf.2004.07.011. PMC  7132437. PMID  15845430.
  27. ^ Berman, S (květen - červen 1991). „Epidemiologie akutních respiračních infekcí u dětí v rozvojových zemích“. Recenze infekčních nemocí. 13 Suppl 6: S454–62. doi:10.1093 / clinids / 13.supplement_6.s454. PMID  1862276.
  28. ^ Sato M, Wright PF (říjen 2008). "Aktuální stav vakcín proti infekci virem parainfluenzy". Pediatr. Infikovat. Dis. J. 27 (10 doplňků): S123–5. doi:10.1097 / INF.0b013e318168b76f. PMID  18820572.
  29. ^ „Viry parainfluenzy“. eLS. Citováno 21. března 2012.
  30. ^ „Definice lidského viru parainfluenzy“. MedicineNet. Citováno 21. března 2012.
  31. ^ HAMBLING, MH (prosinec 1964). „Přežití respiračního syncyciálního viru během skladování za různých podmínek“. British Journal of Experimental Pathology. 45 (6): 647–55. PMC  2093680. PMID  14245166.
  32. ^ „Běžné nachlazení, krupice a lidské viry parainfluenzy: příznaky a prevence“. NewsFlu. Citováno 21. března 2012.

Další čtení

externí odkazy

Klasifikace
Externí zdroje