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唯一不伤害人类的埃博拉病毒——雷斯顿埃博拉病毒(雷斯顿病毒/REBOV/RESTV)

2020-05-22 22:30 作者:制御秘书长杜鹃  | 我要投稿

        今天介绍的病毒是丝状病毒(Filovirus)。Filovirus是个拉丁词,意思是“状如细丝的病毒”。丝状病毒外形呈丝状,或具分支多形态,或U形,6形,或环形(特别在纯化后),病毒的直径约80nm,可达1400nm长,纯化出的病毒长度可能达790-970nm。表面有瘤状突起的形状,散布在脂质双层膜中。

        丝状病毒中,最著名的是埃博拉病毒(Ebolavirus),因为埃博拉出血热致死率高达50%~90%。

       在埃博拉病毒中,扎伊尔埃博拉病毒(ZEBOV/EBOV)是致死率最高的,可谓是杀人如麻;苏丹埃博拉病毒(SUDV/SEBOV)丝毫不逊色于扎伊尔埃博拉病毒;塔伊森林埃博拉病毒(TAFV/CIEBOV)对人类有明显的致病性,但一般不致死,对黑猩猩的致死率很高;而雷斯顿埃博拉病毒(RESTV/REBOV)却不伤害人类。因此,在这里介绍一下雷斯顿埃博拉病毒——以下简称雷斯顿病毒。

埃博拉病毒
雷斯顿病毒电镜照片
埃博拉病毒蛋白

简介

       雷斯顿病毒(RESTV/REBOV)是埃博拉病毒中六种已知病毒之一。 雷斯顿病毒在非人类灵长类动物中引起埃博拉出血热(EHF);与其他五种埃博拉病毒不同,它不引起人类疾病,但已引起无症状感染。雷斯顿病毒最初于1990年被描述为埃博拉病毒(EBOV)的新“毒株”。它是雷斯顿埃博拉病毒种的唯一成员,埃博拉病毒属的埃博拉病毒科属于单病毒科。雷斯顿病毒以首次发现该病毒的美国弗吉尼亚州雷斯顿的名字命名。

        RESTV于1989年在Hazleton实验室(现为Covance)的食蟹猕猴中发现。由于雷斯顿(Reston)靠近华盛顿特区,都会区以及紧密相关的埃博拉病毒的致死性,引起了媒体的广泛关注。 尽管雷斯顿病毒已被列为生物安全等级4级(BSL-4)病原体,但它对人类没有致病性,虽然对猴子是有害的; 该病毒与猿猴出血热病毒(SHFV)合并感染使人们对致死性的认识更加复杂。尽管正在进行研究,但缺乏人类致病性的决定因素尚未发现。

命名

        根据国际病毒分类委员会(ICTV)制定的分类单元命名规则,雷斯顿病毒名称始终要大写,但绝不能斜体,并且可以缩写(RESTV为正式缩写)。 

        雷斯顿病毒于1990年首次作为埃博拉病毒的新“毒株”被引入。在2000年,它获得了雷斯顿埃博拉病毒的名称;在2002年,它更名为雷斯顿埃博拉病毒。以前的病毒缩写是EBOV-R(代表埃博拉病毒-雷斯顿型),最近是REBOV(代表雷斯顿埃博拉病毒)。 该病毒在2010年重新命名为雷斯顿病毒(RESTV),并于2010年获得目前的称号。

        如果雷斯顿埃博拉病毒种具有雷斯顿埃博拉病毒的特性,并且其基因组与原型雷斯顿病毒的基因组不同,则该病毒属于雷斯顿病毒(RESTV)。 例如,存在雷斯顿病毒变种宾夕法尼亚州(RESTV/Pen),在核苷酸水平上相差不到10%。

初露峥嵘

       在调查1989年11月发生的猿猴出血热病毒(SHFV)时,一名来自USAMRIID的电子显微镜学家Thomas W. Geisbert在从菲律宾进口到哈兹尔顿实验室的食蟹猕猴中采集的组织样本中发现了与埃博拉病毒相似的丝状病毒。 在弗吉尼亚州雷斯顿。 彼得·贾林(Peter Jahrling)博士进一步分离出了丝状病毒,在三个月的时间内,三分之一的猴子死亡,每天死亡2到3只。

        事件发生时从178名动物饲养员那里采集了血样。其中有6个最终进行了血清转化,使用ELISA检测为阳性。 但是,它们没有症状。  1990年1月,Hazelton的一名动物管理员在对感染的食蟹猕猴的肝脏进行尸检时割伤了自己。 在疾病控制和预防中心(CDC)的指导下,在整个潜伏期内对动物处理者进行监视。 当动物饲养员没有生病时,可以得出结论,该病毒对人类的致病性很低。

研究

埃博拉病毒基因

        在食蟹猕猴中发现丝状病毒后,疾病预防控制中心进行了追踪感染的调查。 这些猴子是从菲律宾进口的,菲律宾以前没有SHFV或埃博拉病毒感染的记录。 怀疑这些猴子在乘坐荷航航空公司的航班到达雷斯顿之前染上了两种疾病。 货物被追踪到纽约市,得克萨斯州和墨西哥城,没有一个产生感染病例。

        到1990年1月,Hazelton实验室从先前的损失中恢复过来,并开始从提供原始动物的马尼拉同一家企业再次进口猴子。 进口的猴子被感染并被安乐死。2月初,疾病预防控制中心在得克萨斯州爱丽丝市收到了该病的报告。  3月,美国疾病预防控制中心(CDC)检疫处暂时禁止从世界任何地方将猴子进口到美国。

        在弗吉尼亚州雷斯顿宣布丝状病毒疾病暴发后,进行了一次血清调查以评估感染的流行程度。 在CDC接受的几百个血清中,约有百分之十显示出对埃博拉病毒抗原的反应-尽管通常水平较低。与直觉相反,发现阳性的大多数猴子来自印度尼西亚。

        1990年5月,由Susan Fisher-Hoch,Steve Ostroff和Jerry Jennings领导的调查被发送到印度尼西亚。 在调查过程中,假设可能会发生交叉感染,因为通常将疑似患病的猴子放在帮派笼子中,这些笼子中最多可容纳二十到三十只疑似患病的猴子。 到达后,他们被告知大多数猴子是从苏门答腊岛进口的。 调查小组在两种情况下均未发现病毒。

        在印度尼西亚进行调查之后,在佐治亚州迪卡尔布县CDC校园的4级实验室中进行了一项实验,实验了32只猴子:16只绿猴(Cecopithecus aethiops)和16只食蟹的猕猴。 在十六只绿猴和食蟹猕猴中,一半感染了雷斯顿病毒,另一半感染了埃博拉病毒。埃博拉病毒感染几乎对所有猴子都是致命的。但是,大多数感染了雷斯顿病毒的猴子在一个月内就康复了。 将幸存的猴子饲养两年,以检测出该病毒的任何痕迹,这次检测以没有发现病毒而告终。 但是,猴子仍然具有高水平的抗体。

雷斯顿病毒风波过后

        在迪卡尔布县(DeKalb County)的疾病预防控制中心(CDC)校园进行测试后,两只幸免于雷斯顿病毒感染的猴子被感染了大剂量的埃博拉病毒,以生产埃博拉疫苗。 两只猴子中的一只拥有持续的免疫力, 第二只猴子死了。

       发生暴发的实体建筑物于1995年5月30日被拆除,并在其所在地建造了日托中心。

病毒爆发案例

        1.1989年~1990年,菲律宾–在美国负责出口动物的灵长类动物设施中,食蟹类猕猴的死亡率很高。设施中的三名工人产生了抗体,但没有生病。

       2.1989年,美国弗吉尼亚州雷斯顿,RESTV被从菲律宾进口的猴子引入弗吉尼亚州和宾夕法尼亚州的检疫设施。

       3.1990年,美国弗吉尼亚州雷斯顿,RESTV被从菲律宾进口的猴子引入弗吉尼亚州和德克萨斯州的检疫设施。 有四个人产生了抗体,但没有生病。

       4.1996年,美国得克萨斯州爱丽丝—得克萨斯州灵长类动物中心发生暴发,从菲律宾进口了猴子。

       5.2008年,菲律宾马尼拉——2008年12月11日,菲律宾马尼拉以北稍稍农场的猪只对该病毒呈阳性反应。 疾病预防控制中心和世界卫生组织正在调查中。

      6.2009年1月23日,菲律宾卫生官员宣布,一名养猪场的工人已感染该病毒。 尽管该人无症状,并且感染的来源尚不确定,但这可能代表了猪到人间传播雷斯顿病毒的第一例病例,这一事实可能会引起关注,因为猪可能会向人类传播更多致命的疾病 。 对该情况进行了调查。最终发现六名工人对雷斯顿埃博拉病毒的抗体进行了血清阳性测试。 没有人出现任何明显的疾病症状。

       7.2015年,菲律宾马尼拉——9月6日,卫生署报告了灵长类动物在一个研究繁殖设施中爆发的雷斯顿埃博拉病毒。 测试了25名工人的病毒。 所有工人均对该病呈阴性反应。

流行文化中的雷斯顿病毒

        理查德·普雷斯顿(Richard Preston)1994年最畅销的书《血疫》(The Hot Zone)使弗吉尼亚州雷斯顿的埃博拉病毒暴发戏剧化。2019年,《国家地理》播出了六集迷你剧,也名为《血疫》。

埃博拉病毒的VP40

VP40

        埃博拉病毒是一种非节段的反义RNA病毒,它在人类中引起严重的、经常是致命的出血热,即埃博拉出血热(EHF)。埃博拉病毒的基质蛋白VP40是一种重要的结构蛋白,在病毒在被感染细胞质膜上的组装和出芽过程中起着关键作用。VP40蛋白通过与细胞膜结合,与糖蛋白的细胞质尾部相互作用,并与核糖核蛋白复合物结合来发挥作用。

        VP40单体由两个蛋白质结构域组成,N端寡聚结构域和C端膜结合结构域,通过柔性连接器连接。N端和C端域折叠成类似拓扑结构的β夹层结构。在N端结构域内有两个重叠的L-结构域,序列PTAP和PEPY在残基7-13处,这是有效出芽所必需的。L-结构域被认为通过与特定的宿主细胞蛋白(如TSG101和VPS-4)的相互作用来介导它们在出芽过程中的功能。

        VP40协调埃博拉病毒生命周期中的许多功能。这包括——病毒转录调控,形态发生,包装和成熟病毒粒子出芽。

        VP40经过中间组装状态(如八聚体)。人们注意到,埃博拉病毒编码的蛋白质(VP30、VP35和VP40)独立地作为RNA沉默的抑制因子,这表明病毒在复制过程中积极抵抗细胞RNAi。

        研究基质蛋白VP40的理由主要是因为埃博拉病毒的高死亡率,这是列为风险组4病原体,美国卫生和公众服务部选择代理,NIH/NIAID类别优先病原体,CDC类生物恐怖剂和生物制剂的出口控制澳大利亚集团。

        基质蛋白VP40的表达足以在哺乳动物宿主中产生病毒样颗粒(没有病毒遗传物质),从形态学角度来看,这些颗粒与活病毒非常难以区分。

        埃博拉病毒治疗方案中,VP40基质蛋白作为可能的研究目标,可能是一种治疗选择。

埃博拉病毒的棘突蛋白

埃博拉病毒棘突蛋白
埃博拉病毒棘突蛋白Furin切割位点
埃博拉病毒的RNA编辑
埃博拉病毒棘突蛋白3D结构

埃博拉病毒棘突蛋白参与膜融合
埃博拉病毒棘突蛋白

       埃博拉病毒棘突蛋白(GP)是埃博拉病毒最重要的蛋白,它不仅仅是埃博拉病毒的主要抗原,而且具有细胞毒性,它积极参与埃博拉出血热的病理过程,与起成形作用的VP40可以形成丝状的病毒样颗粒。

       埃博拉病毒棘突蛋白MPER区域有一个TACE切割位点,这个切割位点的蛋白酶是ADAM17,如果抑制ADAM17活性,或者将MPER的TACE切割位点删除,则切割活性大大减弱。TACE切割位点加剧了埃博拉病毒棘突蛋白的细胞毒性。因此,在制作以埃博拉病毒棘突蛋白为包装的治疗型慢病毒基因载体,必须要考虑埃博拉病毒棘突蛋白TACE切割位点问题。

        雷斯顿病毒:多谢杜鹃大姐!

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