dcsimg
» Viruses »

Hepatitis delta virus

Brief Summary

    Hepatitis-D-Virus: Brief Summary ( German )
    provided by wikipedia Deutsch

    Das Hepatitis-D-Virus (en: Hepatitis delta virus, HDV, als Gattung auch Delta-Virus oder früher δ-Agens genannt) ist ein nur beim Menschen natürlich vorkommendes Virusoid, also ein von den Genprodukten eines anderen Virus (dem Hepatitis-B-Virus, HBV) abhängiges Virus. Es kann in einer Zelle nur dann neue infektiöse Partikel bilden, wenn diese Zelle gleichzeitig mit HBV infiziert ist und die Hüllproteine (HBs-Antigene) des HBV produziert werden. Das Hepatitis-D-Virus ist der Erreger einer chronischen Leberentzündung, der Hepatitis D, die gleichzeitig mit einer frischen Hepatitis B auftreten kann (Simultaninfektion) oder bei einer chronischen Hepatitis B als zusätzliche Infektion hinzukommt (Superinfektion). Sein in der Tierwelt einzigartiges RNA-Genom zeigt eine strukturelle und funktionelle Verwandtschaft mit einigen viralen Erregern bei Pflanzen. Aufgrund seiner besonderen Genomstruktur und Replikationsweise gilt das HDV als molekulares Relikt der chemischen Evolution und stützt die Annahmen der RNA-Welt-Hypothese.

    Wirus zapalenia wątroby typu D: Brief Summary ( Polish )
    provided by wikipedia POL

    Wirus zapalenia wątroby typu D, HDV (z ang. Hepatitis D Virus), nazywany też wirusem delta, jest małym, kolistym wirusem RNA. Wiriony są owalne, średnica ich wynosi 36 nm, zawierają kolistą, pojedynczą nić RNA o ujemnej polarności będącą najmniejszym genomem występującym w wirusach ludzkich i zwierzęcych. Może ulegać namnażaniu jedynie w organizmach zakażonych wirusem zapalenia wątroby typy B. Związek między tymi dwoma wirusami wynika stąd, iż HDV nie koduje białka osłonki, którym jest HBsAg. Genom otoczony jest:

    antygenem powierzchniowym s wirusa HBV, nukleoproteiną HDAg.

    Zakażenie następuje drogą pozajelitową przez zakażone igły, strzykawki, narzędzia chirurgiczne i stomatologiczne, przetaczanie krwi zakażonej wirusami oraz wydzieliny organizmu: spermę, śluz szyjkowy. Nie występuje w kale, ślinie i łzach.

    Zakażenie HDV w wzw typu B znacznie nasila postęp choroby.

    Вирус гепатита дельта: Brief Summary ( Russian )
    provided by wikipedia русскую Википедию
     src= Распространение различных генотипов вируса гепатита дельта

    Естественным хозяином HDV является только человек. Данные филогенетических исследований говорят об африканском происхождении вируса гепатита дельта. HDV характеризуется высокой степенью генетической гетерогенности. Считается, что эволюцию HDV обеспечивают 3 основных механизма: мутации, редактирование и рекомбинация. Скорость мутирования составляет, по разным оценкам, от 3⋅10-2 до 3⋅10-3 замен на геном в год. Она зависит от фазы инфекции (наиболее высока в острой фазе), участка генома (высока в неконсервативных участках и низка в консервативных, например, в области рибозима) и возрастает от терапевтического давления. Скорость мутирования HDV выше, чем у большинства РНК-содержащих вирусов[en]. В связи с такой скоростью мутирования предполагается, что HDV циркулирует в пределах одного заражённого организма-хозяина как ряд квазивидов. Установлено, что до 70 % замен может быть обусловлено редактированием. Впервые рекомбинация у HDV была описана в 1999; тогда был сделан вывод, что она происходит в случае заражения вирусами различных генотипов. Рекомбинация происходит по пути гомологичной рекомбинации. Предполагается, что в рекомбинации у HDV принимает участие РНК-полимераза клетки-хозяина.

    Первоначально было описано 3 генотипа этого вируса (I—III). Генотип I был выделен в Европе, Северной Америке, Африке и некоторых регионах Азии. Генотип II встречается в Японии, на Тайване, а также в Якутии. Генотип III известен исключительно в Южной Америке (Перу, Колумбия и Венесуэла). Сейчас известно, что существует по меньшей мере 8 генотипов вируса гепатита дельта (HDV-1 — HDV-8). Все они, за исключением HDV-1, приурочены к строго определённым географическим регионам. HDV-2 (ранее известный как HDV-IIa) найден в Японии, на Тайване и в Якутии; HDV-4 (HDV-IIb) — в Японии и на Тайване; HDV-3 — в районе Амазонки; HDV-5, HDV-6, HDV-7 и HDV-8 — в Африке.

    В настоящее время распространены две основные теории относительно происхождения вируса гепатита дельта. Согласно им, HDV произошёл от вироидов растений и/или в результате сплайсинга пре-мРНК[en] клетки-хозяина. РНК HDV по особенностям структуры и репликации имеет общие черты с каждым из двух семейств вироидов, известных на данный момент (Pospiviroidae и Avsunviroidae). С Pospiviroidae этот вирус объединяет палочковидная структура РНК и репликация в ядре, а с Avsunviroidae — наличие рибозима и симметричная репликация по типу катящегося кольца. Более того, РНК HDV и вироидов растений взаимодействуют с гомологичными клеточными белками, а экспериментальные данные 2012 года (правда, не до конца подтверждённые) показывают, что HDV может реплицироваться и размножаться после внедрения в листья проростков томата, что служит ещё одним подтверждением близости HDV и вироидов. Однако эта гипотеза не даёт ответа на вопрос о происхождении дельта-антигена и связи HDV с HBV.

    Вторая теория, которая может дополнять первую, заключается в том, что HDV мог возникнуть из транскриптома клетки-хозяина. Эта точка зрения подтверждается исследованиями, показавшими, что в клетках человека имеется рибозим (в интроне гена CPEB3), по вторичной структуре и биохимическим свойствам схожий с рибозимом HDV[en]. Впрочем, рибозимы, имеющие структурный элемент псевдоузел, были позднее найдены во всех царствах живых организмов, за исключением архей, а также в вирусах насекомых. Для дельта-антигена также предполагается возникновение из клетки-хозяина. Первоначально возможным белком-предком дельта-антигена считали белок DIPA (англ. delta interacting protein A). Хотя впоследствии оказалось, что эти белки не гомологичны, DIPA может взаимодействовать с HDAg.

    Интегрированная модель предполагает, что HDV мог возникнуть после рекомбинации между вироид-подобным элементом и клеточной пре-мРНК/мРНК.

    Вірус гепатиту D: Brief Summary ( Ukrainian )
    provided by wikipedia UK
     src= Розповсюдження різних генотипів вірусу гепатиту D

    Природним господарем HDV є людина. Дані філогенетичних досліджень вказують на африканське походження вірусу гепатиту дельта. HDV характеризується високим ступенем генетичної гетерогенності. Вважається, що еволюцію HDV забезпечують 3 основних механізми: мутації, редагування та рекомбінація. Швидкість мутування становить, за різними оцінками, від от 3·10−2 до 3·10−3 замін на геном щороку. Вона залежить від фази інфекції (є найвищою в гострій фазі), ділянки геному (висока в неконсервативних[en] ділянках і низька в консервативних, наприклад, у області рибозиму) та зростає від терапевтичного тиску. Швидкість мутування HDV є вищою, ніж у більшості РНК-вмісних вірусів[en]. У зв'язку з такою швидкістю мутування припускається, що HDV циркулює в межах одного зараженого організму-господаря як низка квазівидів. Встановлено, що до 70 % замін можуть бути обумовлені редагуванням. Уперше рекомбінацію в HDV описали 1999 року; тоді було зроблено висновок, що вона не відбувається у випадку зараження вірусами різних генотипів. Рекомбінація відбувається гомологічним шляхом. Припускається, що в рекомбінації в HDV бере участь РНК-полімераза клітини-господаря.

    Спершу було описано 3 генотипи цього вірусу (I—III). Генотип I було виділено в Європі, Північній Америці, Африці та деяких реґіонах Азії. Генотип II спостерігають у Японії, на Тайвані та в Якутії. Генотип III виявляють лише в Південній Америці (Перу, Колумбія та Венесуела). Зараз відомо, що існує щонайменше 8 генотипів вірусу гепатиту дельта (HDV-1 — HDV-8). Усі вони, за винятком HDV-1, прив'язані до строго визначених географічних реґіонів. HDV-2 (раніше відомий як HDV-IIa) знайдений у Японії, на Тайвані та в Якутії; HDV-4 (HDV-IIb) — в Японії та на Тайвані; HDV-3 — в районі Амазонки; HDV-5, HDV-6, HDV-7 і HDV-8 — в Африці.

    Сьогодні поширені дві основні теорії щодо походження вірусу гепатиту дельта. Відповідно до них, HDV походить від віроїдів рослин і/або в наслідок сплайсинґу пре-мРНК[en] клітини-господаря. РНК HDV за особливостями структури та реплікації має спільні риси з кожною з двох родин віроїдів, відомих станом на сьогодні (Pospiviroidae[en] й Avsunviroidae[en]). З Pospiviroidae цей вірус поєднує паличкоподібна структура РНК та реплікація в ядрі, а з Avsunviroidae — наявність рибозиму та симетрична реплікація за типом рухомого кола[en]. Окрім того, РНК HDV та віроїдів рослин взаємодіють із гомологічними клітинними білками, а експериментальні дані 2012 року показують, що HDV може реплікуватись і розмножуватись після його внесення в листки сходів помідора, що слугує ще одним підтвердженням близькості HDV та віроїдів. Однак ця гіпотеза не відповідає на питання щодо походження дельта-антигену та зв'язку HDV з HBV.

    Друга теорія, яка може доповнювати першу, полягає в тому, що HDV може походити з транскриптому[en] клітини-господаря. Цей точка зору підтверджується дослідженнями, що показали, що в клітинах людини є рибозим (в інтроні гену CPEB3), за вторинною структурою[en] та біохімічними властивостями схожий із рибозимом HDV[en]. Втім рибозими, що мають структурний елемент псевдовузол[en], пізніше були виявлені у всіх царствах живих організмів, за винятком археїв, а також у вірусах комах. Для дельта-антигену також припускається походження з клітини-господаря. Спершу можливим білком-предком дельта-антигену вважали білок DIPA (англ. delta interacting protein A.Хоча зрештою виявилось, що ці білки не гомологічні, DIPA може взаємодіяти з HDAg.

    Інтегрована модель припускає, що HDV міг виникнути після рекомбінації між віроїд-подібним елементом і клітинною пре-мРНК/мРНК.

Comprehensive Description

    Hepatitis-D-Virus ( German )
    provided by wikipedia Deutsch
    Hepatitis-D-Virus Systematik Klassifikation: Viren Ordnung: nicht klassifiziert Familie: nicht klassifiziert Gattung: Deltavirus Art: Hepatitis-D-Virus Taxonomische Merkmale Genom: (-)ssRNA zirkulär Baltimore: Gruppe 5 Symmetrie: vorhanden Hülle: vorhanden Wissenschaftlicher Name Hepatitis Delta virus (engl.) Taxon-Kurzbezeichnung HDV Links NCBI Taxonomy: 12475 NCBI Reference: NC_001653 ICTVdB Virus Code: 82.022.0.01

    Das Hepatitis-D-Virus (en: Hepatitis delta virus, HDV, als Gattung auch Delta-Virus oder früher δ-Agens genannt) ist ein nur beim Menschen natürlich vorkommendes Virusoid, also ein von den Genprodukten eines anderen Virus (dem Hepatitis-B-Virus, HBV) abhängiges Virus. Es kann in einer Zelle nur dann neue infektiöse Partikel bilden, wenn diese Zelle gleichzeitig mit HBV infiziert ist und die Hüllproteine (HBs-Antigene) des HBV produziert werden. Das Hepatitis-D-Virus ist der Erreger einer chronischen Leberentzündung, der Hepatitis D, die gleichzeitig mit einer frischen Hepatitis B auftreten kann (Simultaninfektion) oder bei einer chronischen Hepatitis B als zusätzliche Infektion hinzukommt (Superinfektion). Sein in der Tierwelt einzigartiges RNA-Genom zeigt eine strukturelle und funktionelle Verwandtschaft mit einigen viralen Erregern bei Pflanzen. Aufgrund seiner besonderen Genomstruktur und Replikationsweise gilt das HDV als molekulares Relikt der chemischen Evolution und stützt die Annahmen der RNA-Welt-Hypothese.

    Entdeckung

    Der Turiner Gastroenterologe Mario Rizzetto und seine Arbeitsgruppe berichteten 1977 über den Nachweis eines bis dahin unbekannten Proteins in Leberbioptaten einiger Patienten, die während eines größeren Ausbruchs von HBV im Mittelmeerraum in der Mitte der 1970er-Jahre chronisch mit dem Hepatitis-B-Virus (HBV) infiziert worden waren.[1] Rizzetto hatte sich vorher mit dem Nachweis von Proteinen des HBV durch Immunfluoreszenz in Zellkernen infizierter Leberzellen beschäftigt. Das neue Protein hielt er zunächst für ein bislang nicht erkanntes Antigen des HBV, das er ebenfalls in den Zellkernen infizierter Leberzellen nachweisen konnte. Da es eng mit dem bereits bekannten Core-Antigen des HBV (HBc-Antigen) assoziiert war, nannte er das neue Protein „Delta-Antigen“. Patienten mit dem Delta-Antigen entwickelten auch spezifische Antikörper gegen dieses Protein.

    Das Delta-Antigen konnte zwar in HBV-infizierten Zellen nachgewiesen werden, jedoch nicht in gereinigten Virionen des HBV. Somit war es kein Strukturprotein des HBV und fand sich nur während der Virusvermehrung.[2] In Zusammenarbeit mit Robert H. Purcell und John L. Gerin wurden Schimpansen mit Delta-Antigen-haltigen Patientenproben infiziert. Experimente mit Schimpansen waren bei der Erforschung von HBV-Infektionen seit den frühen 70er-Jahren durchgeführt worden. Im Blutserum eines infizierten Tieres konnten Purcell, Gerin und Rizzetto schließlich Viruspartikel nachweisen, die Delta-Antigen enthielten, jedoch deutlich kleiner waren als HBV-Virionen (35 bis 37 nm im Vergleich zu etwa 50 nm). Die Partikel waren mit einem RNA-Molekül assoziiert, das sich von den viralen mRNA-Molekülen des HBV unterschied und für alle bis dahin bekannten, bei tierischen Viren vorkommenden RNA-Genome sehr klein war (molekulare Masse nur 5 × 105). Damit war der Nachweis erbracht, dass es sich um ein neu entdecktes Virus handelte und das Delta-Antigen ein Bestandteil dieses neuen Virus war.[3][4]

    Auf der Basis von gereinigtem Delta-Antigen wurden 1981 ein Radioimmunassay und ein ELISA-Test entwickelt, die spezifische anti-HDV-Antikörper im Blutserum von Patienten erkannten.[5] Die Antikörper wurden weltweit bei sehr vielen Patienten gefunden, die mit HBV infiziert waren; besonders häufig gelang der Nachweis bei HBV-Patienten aus dem Mittelmeerraum, Hämophilen und Suchtkranken von intravenösen Drogen. Bei Blutproben von anti-HBc-negativen Patienten, also Personen, die niemals mit HBV infiziert waren oder sind, wurden die anti-HDV-Antikörper nicht gefunden. Dies ließ den Schluss zu, dass HDV nur assoziiert mit HBV vorkommt und es ähnlich wie HBV parenteral durch Blut übertragen wird.

    Die RNA des HDV wurde von A. Kos an Primatenzentrum in Rijswijk (Niederlande) 1986 genauer charakterisiert und als einzelsträngiger, zirkulär geschlossener Ring erkannt.[6] Die erste kurze Sequenzierung der RNA zeigte die hohe Ähnlichkeit des HDV zu Viroiden, den bei Pflanzen vorkommenden, infektiösen RNA-Molekülen. Der hydrodynamische Durchmesser der HDV-Virionen wurde 1986 von Ferruccio Bonino und Wolfram H. Gerlich mittels Gelfiltration auf 36 nm bestimmt; sie wiesen auch erstmals die Existenz zweier verschieden großen Formen des Delta-Antigen nach und dass die Virushülle des HDV fast ausschließlich aus dem kleinsten der drei HBV-Hüllproteine des HBV (sHBs-Antigen) besteht.[7]

    Verbreitung und Wirtsspektrum

    Das HDV ist weltweit verbreitet, eine besonders hohe Prävalenz liegt in Süditalien und dem gesamten Mittelmeerraum vor. Regional hohe Prävalenzen findet man ebenso in Rumänien, der Mongolei und einigen Ländern Zentralafrikas und Südamerikas (Venezuela, Kolumbien, östliches Brasilien). Die Prävalenz von HDV verhält sich überwiegend gleichförmig zur Häufigkeit chronischer HBV-Infektionen. Abweichend hiervon ist die HDV-Prävalenz in China bei etwa 9 % chronisch HBV-Infizierter vergleichsweise gering. In entwickelten Ländern ist die Prävalenz von HDV in der Gesamtpopulation gering, jedoch erhöht bei Personengruppen, die einem hohen Risiko einer parenteralen Übertragung ausgesetzt sind, darunter vor allem i.v.-Drogenabhängige. Bei HDV können aufgrund der Genomsequenz drei Genotypen unterschieden werden, wobei der Genotyp 1 weltweit nachgewiesen wurde, Genotyp 2 ist in Asien (v. a. Taiwan und Japan) dominant und Genotyp 3 wurde ursprünglich nur in Südamerika nachgewiesen.

    Ein anderer natürlicher Wirt als der Mensch wurde für das HDV bislang nicht beschrieben; einziger Ort der Virusreplikation sind Leberzellen. Unter experimentellen Bedingungen gelang die Infektion von Schimpansen bei Anwesenheit von HBV und bei Waldmurmeltieren (Woodchucks), wenn diese mit dem HBV-ähnlichen Woodchuck-Hepatitis-Virus (WHV), Gattung Orthohepadnavirus, infiziert waren. In letzterem Fall entstanden HDV-Virionen, in deren Virushülle das WHV-S-Antigen vorlag. Stabil HDV-infizierte Zellkulturen konnten bisher nicht etabliert werden. Nach Einschleusung (Transfektion) experimentell hergestellter, komplementärer HDV-RNA (HDV-cDNA) in Zellkulturen, ist sich replizierende HDV-RNA und Delta-Antigen nachweisbar. Da diese Replikation in sehr verschiedenen Zelllinien durchgeführt werden kann, ist anzunehmen, dass der natürliche strenge Tropismus für Leberzellen auf spezifische Rezeptoren der Zelloberfläche zurückzuführen ist. Solange in den transfizierten Zellen nicht gleichzeitig auch HBs-Antigen synthetisiert wird, kommt es jedoch nicht zu einer Verpackung der HDV-Kapside und damit nicht zur Produktion infektiöser HDV-Virionen.

    Virusstruktur

    Virusgenom

    Das Genom des HDV besteht aus einer 1.670 bis 1.683 Nukleotiden großen, einzelsträngigen RNA mit negativer Polarität (-ssRNA). Der GC-Gehalt ist mit etwa 60 % vergleichsweise hoch. Das HDV ist das einzige humanpathogene Virus, dessen genomische RNA zu einem Ring geschlossen (zirkulär) vorliegt. Dieser wird nur unter denaturierenden Bedingungen im Elektronenmikroskop sichtbar. Unter nicht-denaturierenden, physiologischen Bedingungen kommt es innerhalb des RNA-Stranges in einem Bereich von etwa 70 % zur Ausbildung von intramolekularen Basenpaarungen und die RNA erscheint dann als unverzweigter, stäbchenförmiger Strang. Das HDV-Genom codiert nur für ein einzelnes Protein, das HDV-Antigen, dessen Offener Leserahmen (ORF) auf der komplementären, positivsträngigen RNA liegt. Beide während der RNA-Replikation entstehenden RNA-Stränge (genomische -ssRNA und antigenomische +ssRNA) besitzen eine Ribozym-Aktivität.

    Morphologie

    Die 36 nm im Durchmesser großen, behüllten Virionen besitzen im Inneren ein 18 nm großes, sphärisches Nukleokapsid, das aus der genomischen RNA und dem sie umgebenden HDV-Antigen gebildet wird. Die Dichte der Virionen ist bei der Dichtegradientenzentrifugation mit Cäsiumchlorid 1,25 g/ml und damit der Dichte anderer behüllter Viren vergleichbar. HDV besitzt eine im Vergleich zu anderen behüllten Viren recht hohe Umweltstabilität und kann auch bei Temperaturen bis 60 °C über 30 Stunden nicht inaktiviert werden.

    Klassifikation und Bedeutung in der Virusevolution

    Eine Klassifikation des Hepatitis-D-Virus innerhalb der Virustaxonomie stößt auf die Schwierigkeit, dass es zu anderen Viren keine Ähnlichkeit hinsichtlich der Genomsequenz und dem Replikationsmechanismus besitzt. Ohne einer Virusfamilie zugeordnet zu sein, ist es derzeit die einzige Spezies in der Gattung Deltavirus. Eine Verwandtschaft besteht auf der Ebene der Genomsequenz eines Viroid-ähnlichen Abschnittes des HDV nur mit einigen Satellitenviren von Pflanzenviren, die ebenfalls als einzelsträngige, zirkuläre RNA vorkommen. Im Gegensatz zu HDV besitzen diese jedoch keine Hülle. Zu diesen nahe verwandten Viroid-Satelliten gehören das Velvet-Tobacco-Mottle-Virus (vVTMoV), das Subterranean-Clover-Mottle-Virus (vSCMoV), das Lucerne-Transient-Streak-Virus (vLTSV) und das Solanum-nodiflorum-Mottle-Virus (vSNMV). Ein gemeinsamer, evolutionärer Vorgänger des HDV und der pflanzlichen Viroide kann damit angenommen werden.[8]

    Die genannten Viroid-Satelliten und das HDV werden aufgrund ihres besonderen RNA-Genoms, das sowohl genotypische als auch phänotypische Eigenschaften besitzt, als archaisches Relikt aus den frühesten Stufen einer zellfreien, molekularen Evolution angesehen. Als mögliche „Lebende Fossilien“ kann sich ihre RNA ohne Proteine (RNA-Polymerasen) oder DNA-Zwischenstufen vermehren, da das RNA-Genom die Fähigkeiten zur autonomen Selbstvermehrung, zur enzymatischen Spaltung von sich selbst (Autolyse durch Ribozym-Aktivität) und zum Aneinanderheften eigener RNA-Fragmente (RNA-Ligation) besitzt.[9] Damit stünden diese viralen Systeme am Übergang der chemischen zur biologischen Evolution und repräsentieren Eigenschaften, die sich aus der Hypothese des Hyperzyklus und der Entstehung der evolutionären Quasispezies ableiten lassen. Diese archaischen viralen RNA-Genome spiegeln möglicherweise eine nur aus RNA bestehende Vorstufe in der Entstehung des Lebens wider, die in der sogenannten RNA-Welt-Hypothese angenommen wird.

    Literatur

    • Michael M. C. Lai: Hepatitis Delta Virus. In: Allan Granoff, Robert G. Webster: Encyclopedia of Virology. San Diego 1999, (Band 1) S. 664–669, ISBN 0-12-227030-4.
    • David M. Knipe, Peter M. Howley (Hrsg.): Fields’ Virology. 5. Auflage, 2 Bände. Philadelphia 2007, ISBN 0-7817-6060-7.
    • A. Smedile und M. Rizzetto: HDV: thirty years later. Dig. Liver Dis. (2011) 43 Suppl 1, S. 15–18, PMID 21195366.

    Einzelnachweise

    1. M. Rizzetto, M. G. Canese et al.: Immunofluorescence detection of new antigen-antibody system (delta/anti-delta) associated to hepatitis B virus in liver and in serum of HBsAg carriers. Gut (1977) 18(12), S. 997–1003, PMID 75123, PMC 1411847 (freier Volltext)
    2. M. G. Canese, M. Rizzetto et al.: An ultrastructural and immunohistochemical study on the delta antigen associated with the hepatitis B virus. J. Pathol. (1979) 128(4), S. 169–175, PMID 392063
    3. Rizzetto M, Hoyer B, Canese MG, Shih JW, Purcell RH, Gerin JL: δ Agent: association of δ antigen with hepatitis B surface antigen and RNA in serum of δ-infected chimpanzees. Proc Natl Acad Sci U S A. (1980) 77(10), S. 6124–6128, PMID 6934539, PMC 350226 (freier Volltext).
    4. M. Rizzetto, M. G. J. Canese et al.: Transmission of the hepatitis B virus-associated delta antigen to chimpanzees. Infect. Dis. (1980) 141(5), S. 590–602, PMID 6989929.
    5. O. Crivelli, M. Rizzetto et al.: Enzyme-linked immunosorbent assay for detection of antibody to the hepatitis B surface antigen-associated delta antigen. J. Clin. Microbiol. (1981) 14(2), S. 173–177, PMID 7024305, PMC 271929 (freier Volltext).
    6. A. Kos, R. Dijkema et al.: The hepatitis delta (delta) virus possesses a circular RNA. Nature (1986) 323(6088), S. 558–560, PMID 2429192
    7. F. Bonino, K. H. Heermann, M. Rizzetto und W. H. Gerlich: Hepatitis delta virus: protein composition of delta antigen and its hepatitis B virus-derived envelope. J. Virol. (1986) 58(3), S. 945–950, PMID 3701932, PMC 253003 (freier Volltext).
    8. S. F. Elena, J. Dopazo et al.: Phylogeny of viroids, viroidlike satellite RNAs, and the viroidlike domain of hepatitis delta virus RNA. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. (1991) 88(13), S. 5631–5634 PMID 1712103, PMC 51931 (freier Volltext).
    9. T. O. Diener: Circular RNAs: relics of precellular evolution? Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. (1989) 86(23), S. 9370–9374, PMID 2480600, PMC 298497 (freier Volltext).
    Wirus zapalenia wątroby typu D ( Polish )
    provided by wikipedia POL
    Systematyka Grupa Grupa V ((-)ssRNA) Rząd niesklasyfikowany Rodzina niesklasyfikowany Rodzaj deltavirus Gatunek wirus zapalenia wątroby typu D Nazwa systematyczna Hepatitis D Virus Cechy wiralne Skrót HDV Kwas nukleinowy RNA Liczba nici jedna Liczba segmentów jeden Polaryzacja kwasu nukleinowego ujemna Osłonka obecna Rezerwuar człowiek Wywoływane choroby wirusowe zapalenie wątroby Wikidane Systematyka królestwo (Regnum) wirusy (Virus) rodzaj (genus) Deltavirus gatunek (species) Wirus zapalenia wątroby typu D (Hepatitis delta virus)

    Wirus zapalenia wątroby typu D, HDV (z ang. Hepatitis D Virus), nazywany też wirusem delta, jest małym, kolistym wirusem RNA. Wiriony są owalne, średnica ich wynosi 36 nm, zawierają kolistą, pojedynczą nić RNA o ujemnej polarności będącą najmniejszym genomem występującym w wirusach ludzkich i zwierzęcych. Może ulegać namnażaniu jedynie w organizmach zakażonych wirusem zapalenia wątroby typy B. Związek między tymi dwoma wirusami wynika stąd, iż HDV nie koduje białka osłonki, którym jest HBsAg. Genom otoczony jest:

    Zakażenie następuje drogą pozajelitową przez zakażone igły, strzykawki, narzędzia chirurgiczne i stomatologiczne, przetaczanie krwi zakażonej wirusami oraz wydzieliny organizmu: spermę, śluz szyjkowy. Nie występuje w kale, ślinie i łzach.

    Zakażenie HDV w wzw typu B znacznie nasila postęp choroby.

    Profilaktyka i leczenie

    Szczepionka przeciw wirusowi zapalenia wątroby typu B chroni również przed HDV, ponieważ może się on replikować tylko w obecności wirusa HBV[1].

    Leczenie przewlekłego zapalenia wątroby typu D jest aktualnie niezadowalające. Leki stosowane w terapii wirusowego zapalenia wątroby typu B w większości są nieskuteczne przy zakażeniu HDV. Jedynym czynnikiem, który ma jakiś skutek leczniczy w przebiegu tego zapalenia wątroby jest interferon alfa, który jest skuteczny tylko w około 20% przypadków[2]. Transplantacja narządu z reguły wiąże się z wtórnym zakażeniem przeszczepu.

    Przypisy

    1. Delta agent (Hepatitis D) (ang.). ncbi.nlm.nih.gov. [dostęp 2014-10-23].
    2. Pascarella S., Negro F: Hepatitis D virus: an update (ang.). ncbi.nlm.nih.gov. [dostęp 2014-10-23].

    Bibliografia

    Вирус гепатита дельта ( Russian )
    provided by wikipedia русскую Википедию
     src=
    Распространение различных генотипов вируса гепатита дельта

    Естественным хозяином HDV является только человек. Данные филогенетических исследований говорят об африканском происхождении вируса гепатита дельта[14]. HDV характеризуется высокой степенью генетической гетерогенности. Считается, что эволюцию HDV обеспечивают 3 основных механизма: мутации, редактирование и рекомбинация. Скорость мутирования составляет, по разным оценкам, от 3⋅10-2 до 3⋅10-3 замен на геном в год. Она зависит от фазы инфекции (наиболее высока в острой фазе), участка генома (высока в неконсервативных участках и низка в консервативных, например, в области рибозима) и возрастает от терапевтического давления. Скорость мутирования HDV выше, чем у большинства РНК-содержащих вирусов[en]. В связи с такой скоростью мутирования предполагается, что HDV циркулирует в пределах одного заражённого организма-хозяина как ряд квазивидов[15]. Установлено, что до 70 % замен может быть обусловлено редактированием. Впервые рекомбинация у HDV была описана в 1999; тогда был сделан вывод, что она происходит в случае заражения вирусами различных генотипов. Рекомбинация происходит по пути гомологичной рекомбинации[16]. Предполагается, что в рекомбинации у HDV принимает участие РНК-полимераза клетки-хозяина[9].

    Первоначально было описано 3 генотипа этого вируса (I—III). Генотип I был выделен в Европе, Северной Америке, Африке и некоторых регионах Азии. Генотип II встречается в Японии, на Тайване, а также в Якутии. Генотип III известен исключительно в Южной Америке (Перу, Колумбия и Венесуэла). Сейчас известно, что существует по меньшей мере 8 генотипов вируса гепатита дельта (HDV-1 — HDV-8). Все они, за исключением HDV-1, приурочены к строго определённым географическим регионам. HDV-2 (ранее известный как HDV-IIa) найден в Японии, на Тайване и в Якутии; HDV-4 (HDV-IIb) — в Японии и на Тайване; HDV-3 — в районе Амазонки; HDV-5, HDV-6, HDV-7 и HDV-8 — в Африке[17].

    В настоящее время распространены две основные теории относительно происхождения вируса гепатита дельта. Согласно им, HDV произошёл от вироидов растений и/или в результате сплайсинга пре-мРНК[en] клетки-хозяина. РНК HDV по особенностям структуры и репликации имеет общие черты с каждым из двух семейств вироидов, известных на данный момент (Pospiviroidae и Avsunviroidae). С Pospiviroidae этот вирус объединяет палочковидная структура РНК и репликация в ядре, а с Avsunviroidae — наличие рибозима и симметричная репликация по типу катящегося кольца. Более того, РНК HDV и вироидов растений взаимодействуют с гомологичными клеточными белками, а экспериментальные данные 2012 года (правда, не до конца подтверждённые) показывают, что HDV может реплицироваться и размножаться после внедрения в листья проростков томата, что служит ещё одним подтверждением близости HDV и вироидов. Однако эта гипотеза не даёт ответа на вопрос о происхождении дельта-антигена и связи HDV с HBV[9].

    Вторая теория, которая может дополнять первую, заключается в том, что HDV мог возникнуть из транскриптома клетки-хозяина. Эта точка зрения подтверждается исследованиями, показавшими, что в клетках человека имеется рибозим (в интроне гена CPEB3), по вторичной структуре и биохимическим свойствам схожий с рибозимом HDV[en]. Впрочем, рибозимы, имеющие структурный элемент псевдоузел, были позднее найдены во всех царствах живых организмов, за исключением архей, а также в вирусах насекомых. Для дельта-антигена также предполагается возникновение из клетки-хозяина. Первоначально возможным белком-предком дельта-антигена считали белок DIPA (англ. delta interacting protein A). Хотя впоследствии оказалось, что эти белки не гомологичны, DIPA может взаимодействовать с HDAg[9].

    Интегрированная модель предполагает, что HDV мог возникнуть после рекомбинации между вироид-подобным элементом и клеточной пре-мРНК/мРНК[9].

    Строение и геном

    Вирус гепатита дельта представляет собой частицу диаметром 35—37 нм, покрытую поверхностными антигенами вируса гепатита В (HBsAg), имеющую плотность 1,25 г/см³ в градиенте хлорида цезия и характеризующуюся значением коэффициента седиментации[en], средним между пустыми частицами вируса гепатита B (HBV), состоящими только из HBsAg, и вирионом HBV. Вирион HDV состоит из трёх ключевых компонентов: геномной РНК, связанной с молекулами дельта-антигена (нуклеокапсид), и наружным капсидом, состоящим из поверхностных антигенов гепатита В[en][9]. Оболочка HDV содержит липиды и состоит из гликопротеинов HBV трёх видов: малых, или S-HBsAg, средних, или M-HBsAg, и крупных, или L-HBsAg (около 100 копий). У обоих вирусов эти белки служат для проникновения в гепатоциты и выхода из них[9]. Кроме полноценных вирусных частиц, заражённые HDV клетки образуют в большом избытке пустые субвирусные частицы (SVP), которые представлены сферами диаметром 25 нм и филаментами диаметром 22 нм[18].

    Роль белков оболочки HBV

     src=
    Строение вирионов вирусов гепатита B и дельта

    Все три формы HBsAg имеют общий C-конец. Около 50 % HBsAg каждого вида подвергаются сайт-специфическому N-гликозилированию[en][18]. Кроме S-домена, M-HBsAg содержит N-концевой гидрофильный домен PreS2, а L-HBsAg, кроме PreS2, имеет ещё и домен PreS1. L-HBsAg необходим, хотя и недостаточен, для сборки частиц и инфективности[en] HBV, а S-HBsAg необходим для высвобождения частиц из клетки. M-антиген не является необходимым ни для сборки, ни для инфективности[19]. В отличие от HBV, сборка HDV нуждается только лишь в S-HBsAg, однако без L-HBsAg частицы лишены инфективности. Эти различия в необходимых белках объясняются различными доменами связывания с нуклеокапсидом HBV и рибонуклеопротеином HDV на цитозольных петлях белков оболочки. Согласно последним данным, сборка (и инфективность) HDV генотипа HDV-1 не приурочена только к одному генотипу HBV. Она может происходить также в присутствии белков оболочки гепаднавирусов сурка, летучей мыши и шерстистых обезьян[9].

    Вирусные РНК

     src=
    РНК вируса гепатита дельта. R — рибозим

    Вирион HDV содержит кольцевой геном, представленный РНК отрицательной полярности[en], причём вторичная структура этой РНК содержит двуцепочечные участки[18]. При размножении вируса в инфицированной клетке можно обнаружить две другие главные вирусные РНК: молекулу, комплементарную геномной (антигеномная РНК, или антигено́м), и мРНК HDV. Размер генома HDV составляет всего лишь 1672—1697 нуклеотидов, что делает его мельчайшим из всех известных вирусов млекопитающих и сближает с вироидами растений. Он имеет высокий GC-состав (60 %), а процент внутримолекулярного спаривания оснований достигает 74 %, что позволяет ему сворачиваться в палочковидную структуру. Такие структуры в условиях in vitro устойчивы к разрезанию ферментом Dicer[7]. Заражённая клетка может содержать около 300 000 молекул генома HDV, которые распределены между ядром и цитоплазмой, что свидетельствует о высоких темпах репликации. Антигеномная РНК HDV представляет собой промежуточное соединение в цикле репликации, комплементарна геномной РНК (и, следовательно, имеет положительную полярность) и содержит последовательность, кодирующую HDAg. Её количество в 5—22 раза меньше, чем геномной РНК, она встречается исключительно в ядре и потому не упаковывается в вирионы. Белки HDV транслируются со специфической мРНК длиной 800 нуклеотидов, которая транскрибируется ДНК-зависимой РНК-полимеразой II клетки-хозяина и проходит те же этапы созревания (в том числе кэпирование и полиаденилирование), что и клеточные мРНК[9].

    Рибозим

     src=
    Пространственная структура рибозима HDV

    В геномной и антигеномной РНК HDV были найдены небольшие саморазрезающиеся последовательности длиной около 85 нуклеотидов. Эти рибозимы, последовательности которых демонстрируют высокую консервативность среди генотипов HDV, отвечают за разрезание мультимерных молекул РНК, образующихся при репликации. Рибозим HDV имеет уникальные структурные и функциональные характеристики, отличающие его от рибозимов вироидов. Было получено несколько кристаллических структур этих рибозимов, и благодаря им удалось описать механизм разрезания, основанный на псевдоузлах. В условиях in vitro в присутствии ионов двухвалетных металлов рибозим HDV разрезается по специфическому сайту в результате реакции переэтерификации с образованием 5'-OH и 2'-, 3'-циклического монофосфата[18]. Как отмечалось выше, в геномах клеток-хозяев имеются рибозимы, близко напоминающие рибозим HDV[9].

    Дельта-антиген

     src=
    Домен олигомеризации дельта-антигена

    Часть антигеномных РНК вируса гепатита дельта редактируется в ходе репликации — специфический остаток аденозина (в положении 1014) дезаминируется в инозин. Этот процесс осуществляется клеточным ферментом аденозиндезаминазой[en] (ADAR1), действующей на РНК. В ходе последующей репликации модифицированный остаток формирует уотсон-криковскую пару с цитозином, а не с уридином, из-за чего исходный аденозин в положении 1014 заменяется на гуанозин. Специфичность редактирования, вероятнее всего, определяется первичной и вторичной структурами РНК вируса гепатита дельта[20].

    ADAR1 имеет две изоформы — малую (ADAR1-S) и большую (ADAR1-L), которые имеют одинаковый C-конец. Более широко представлена ADAR1-S, она экспрессируется постоянно и локализована в ядре, в то время как ADAR1-L встречается в основном в цитоплазме и её экспрессия стимулируется интерфероном. Было установлено, что ADAR1-L очень эффективна в редактировании транскриптов в цитоплазме, однако позднее было показано, что редактирование РНК HDV происходит в ядре, а не в цитоплазме, и опосредуется ADAR1-S, которая там локализуется. Впрочем, исследования 2004 и 2006 годов показали, что усиленное редактирование РНК HDV после обработки интерфероном может быть связано с ADAR1-L, а не ADAR1-S[9].

    В результате редактирования стоп-кодон UAG, который в норме завершает открытую рамку считывания, останавливая синтез белка на 195-м аминокислотном остатке, заменяется на кодон UGG, который кодирует триптофан. Редактированные антигеномные РНК в ходе репликации дают начало геномным РНК; эти геномные РНК транскрибируются РНК-полимеразой II в модифицированные мРНК. До 30 % мРНК вируса гепатита дельта несут изменённый стоп-кодон. С этих мРНК синтезируется более длинный пептид длиной 214 аминокислотных остатков. Таким образом, вирус гепатита дельта имеет две формы антигена: малую, длиной 195 аминокислотных остатков и массой 24 кДа, и большую, состоящую из 214 аминокислот и имеющую массу 27 кДа. N-концы двух форм одинаковы, различия заключаются в 19 аминокислотных остатках на С-конце[21][20]. У обеих форм на N-конце имеется мотив биспираль[en], необходимый для димеризации. Димеры дельта-антигены имеют обогащённый аргинином мотив, который позволяет ему связываться с вирусными РНК. Однако на удлинённом C-конце L-HDAg имеется четыре уникальных остатка цистеина, которые являются мишенью для фарнезилирования. После этой посттрансляционной модификации L-HDAg может взаимодействовать с поверхностными белками HBV и тем самым способствовать сборке новых вирусных частиц[22].

    И малая, и большая формы дельта-антигена содержат сигнал ядерной локализации и участки связывания РНК. Некоторые взаимодействия дельта-антигена обеспечиваются мотивом биспираль на N-конце[23]. Несмотря на 90-процентное сходство в последовательностях аминокислот, эти две формы играют разные роли в развитии вирусной инфекции. Малый дельта-антиген необходим для репликации вирусной РНК и функционирует на ранних этапах инфекции, а большой дельта-антиген необходим для упаковки вирусного генома, кроме того, он функционирует как ингибитор репликации вирусной РНК. Поскольку две формы дельта-антигена экспрессируются на разных этапах вирусной инфекции, редактирование РНК нуждается в жёсткой регуляции. Механизмы осуществления этой регуляции в настоящий момент изучены слабо[20].

    Рибонуклеопротеин

    Геномная РНК HDV связывается с HDAg и образует рибонуклеопротеин, который присутствует как в вирусных частицах, так и в заражённых клетках. Этот рибонуклеопротеин необходим не только для сборки вириона, но также для перемещения РНК HDV между ядром и цитоплазмой. Структура и стехиометрия этого рибонуклеопротеина являются предметом споров. Пионерские исследования показали, что в вирионе геномная молекула связана с 70 молекулами HDAg, в то время как в ядре заражённых клеток и геномная, и антигеномная РНК образуют рибонуклеопротеины с 30 молекулами HDAg. Дальнейшие исследования показали, что и в вирионах, и в заражённых клетках на одну молекулу генома приходится 200 молекул HDAg. Однако эти значения были поставлены под вопрос последними исследованиями, в ходе которых было установлено, что молекулы дельта-антигена олигомеризуются при связывании с РНК; это особенно важно учитывать при малом количестве молекул антигена на РНК. Кроме того, специфичность связывания HDAg к геному, по-видимому, определяется его вторичной структурой, а не первичной[9].

    Жизненный цикл

     src=
    Жизненный цикл вируса гепатита дельта (HDV) и хелперного вируса гепатита В (HBV). NC — нуклеокапсид HBV, rcДНК — релаксированная кольцевая ДНК, cccДНК — ковалентно замкнутая кольцевая ДНК, RT — обратная транскриптаза, MVB — мультивезикулярное тельце, SVPs — субвирусные частицы, Г РНК — геномная РНК, АГ РНК — антигеномная РНК, RNP — рибонуклеопротеин, HSPGs — протеогликаны гепарансульфаты.

    Проникновение в клетку

    Гематотропизм HDV и его способность к размножению внутри гепатоцитов связаны с коинфекцией последних HBV. В то время как для сборки вирионов HDV необходима экспрессия поверхностных гликопротеинов HBV в той же клетке, другие аспекты репликации обоих вирусов совершенно не зависят друг от друга. В отличие от HBV, который нуждается в специфичных для печени факторах транскрипции, репликация HDV может происходить в клетках млекопитающих самых разных типов, если геном вируса будет предварительно доставлен в эти клетки. Поскольку структура оболочки HBV и HDV очень похожа, то можно предположить, что и механизмы прикрепления к клетке-мишени и проникновения в неё будут общими у этих вирусов. В самом деле, большая часть имеющейся на данный момент информации о механизмах проникновения HBV в клетку получена из моделей инфекции HDV[9].

    Для инфективности обоих вирусов необходим L-HBsAg. Специфические мутации в 75 N-концевых аминокислотных остатках домена Pre-S1 или ингибирование миристоилирования[en] могут лишить вирус инфективности. В инфективность также вносит вклад антигеновый петлевой домен S-HBsAg и его паттерн гликозилирования, поскольку мутации в этом домене могут подавить развитие инфекции независимо от домена PreS1[9].

    Для проникновения в клетку HBV и HDV должны вначале прикрепиться к её поверхности; это осуществляется за счёт клеточных протеогликанов гепарансульфатов[en]. Прикрепление частиц HDV к клетке увеличивалось более чем в 15 раз после обработки 4—5 % полиэтиленгликолем. Конкретные гепарансульфаты, участвующие в прикреплении HDV и HBV, ещё не идентифицированы, хотя в 2015 году было показано, что наиболее важен для этого процесса глипикан-5[en]. Этап прикрепления к клетке необходим, но не достаточен для развития инфекции; попадание в клетку вирусов, связанных с гепарансульфатами, ещё может быть подавлено. Более того, после прикрепления к клетке дальнейшее проникновение вируса в клетку идёт гораздо менее быстро. Например, после 3-часового взаимодействия первичных человеческих гепатоцитов с HDV более половины вирусных частиц оставалось на поверхности клетки, а потому были чувствительны к действию ингибиторов, блокирующих проникновение в клетку (например, пептида, соответствующего части домена PreS1 на N-конце L-HBsAg)[24]. Было показано, что прикрепление HDV и HBV к клетке блокировалось сурамином, поэтому, возможно, в процесс прикрепления вовлечены пуринергические рецепторы[en][9].

    В 2012 году было установлено, что функциональным рецептором для HBV и HDV является контранспортирующий пептид таурохлората натрия (hNTCP, кодируется геном SLC10A1). NTCP располагается в базолатеральной мембране гепатоцитов и участвует во внутрипечёночном перемещении солей жёлчных кислот. Судя по всему, вирусная инфекция поддерживается аминокислотами, участвующими в связывании жёлчных кислот (а не тех, которые участвуют в связывании натрия). Взаимодействие между NTCP и HBV/HDV, по-видимому, опосредовано 75 N-концевыми аминокислотными остатками в PreS1-домене вирусных поверхностных белков и участком связывания на NTCP, расположенном на спирали 5 на внешнем слое клеточной мембраны. Поскольку HDV может реплицироваться в клетках многих типов (не только в человеческих гепатоцитах), если его геном правильно доставлен в клетку, то hNTCP-трансгенные мыши[en], как было недавно показано, были способны к заражению HDV[9].

    Ядерный транспорт

    HBV проникает в клетку путём клатрин-зависимого эндоцитоза и проходит через ранние и поздние эндосомы, причём закисление и протеазная активность на него не действуют. Для HDV доказательств этому нет, хотя было показано, что L-HDAg может выступать адаптерным белком[en] при взаимодействии с клатрином. Этапы ядерного транспорта рибонуклеопротеина HDV после проникновения в клетку и лишения генома оболочки изучены не до конца. Перемещение рибонуклеопротеина HDV между цитоплазмой и ядром может происходить при участии HDAg и его взаимодействии с импортинами[9]. Нуклекапсид переносится в ядро благодаря сигналу ядерной локализации, имеющемуся у дельта-антигена[25].

    Репликация и синтез белка

     src=
    Репликация и транскрипция вируса гепатита дельта

    В ходе репликации антигеномная РНК находится исключительно в ядре и синтезируется в ядрышке, в то время как молекулы геномной РНК, синтезирующиеся в нуклеоплазме, могут вступить в другой цикл репликации в ядре или экспортироваться в цитоплазму для сборки новых вирусных частиц[9][26].

    HDV удваивается путём РНК-зависимой РНК-репликации по механизму двойного катящегося кольца, в котором задействованы клеточные ДНК-зависимые РНК-полимеразы, которые, по-видимому, сменяют свою специфичность (с ДНК на РНК). Механизм двойной репликации по типу катящегося кольца сходен с симметричной репликацией по типу катящегося кольца у вироидов, однако включает стадию синтеза мРНК. Он основан на двух кольцевых РНК-матрицах различной полярности (геном и антигеном) и включает образование мультимерных линейных транскриптов как промежуточных соединений[9].

    Для репликации РНК HDV необходимы три ферментативные активности:

    • полимеразная активность для синтеза олигомерных цепей на кольцевых матрицах, причём на первом этапе на геномной матрице синтезируется антигеномная, а на втором этапе антигеном выступает матрицей для синтеза генома;
    • рибозим-зависимая РНКазная активность для разрезания этих цепей на мономеры;
    • лигазная активность для замыкания мономеров в кольцо[9].

    В отличие от некоторых РНК-содержащих вирусов с более крупными геномами, у HDV нет собственной РНК-зависимой РНК-полимеразы. Более того, в отличие от других вирусов-сателлитов, HDV не использует полимеразу хелперного вируса (то есть вируса, только в присутствии которого возможно образование вирионов HDV), а потому целиком полагается на ферменты клетки-хозяина. Имеется ряд доказательств того, что в репликации HDV участвует РНК-полимераза II. Во-первых, мРНК HDV имеют кэп на 5'-конце и поли(А)-хвост на 3'-конце, как и клеточные мРНК; во-вторых, транскрипция РНК HDV подавляется небольшими дозами α-аманитинаингибитора РНК-полимеразы II; наконец, РНК-полимераза II может связываться как с геномной, так и с антигеномной РНК HDV. Имеются данные, что синтез антигеномной РНК демонстрирует некоторую устойчивость к α-аманитину, поэтому, возможно, в транскрипции участвует и РНК-полимераза I[en]. Показано, что и РНК-полимераза I, и РНК-полимераза III[en] могут взаимодействовать с РНК HDV, а синтез генома и антигенома может происходить в различных зонах ядра[27][9].

    Одно из различий между транскрипцией и репликацией геномной РНК этого вируса заключается в используемых ферментах. Более того, доказано, что транскрипция и репликация начинаются с разных сайтов, и, следовательно, используют различные РНК-полимеразы. Кроме того, механизм, отвечающий за репликацию генома, не распознаёт сигнал разрезания/полиаденилирования, который необходим для созревания 3'-конца мРНК. Известно, что РНК-полимераза I, которая в клетке транскрибирует гены рРНК, не взаимодействует с клеточными факторами, участвующими в разрезании и полиаденилировании транскриптов РНК-полимеразы II. Это может служить объяснением того факта, что мультимерные антигеномные РНК, получающиеся в результате репликации по типу катящегося кольца с использованием геномной РНК в качестве матрицы, не разрезаются по сигналу полиаденилирования[27].

    Согласно альтернативной интерпретации экспериментальных данных, и для репликации, и для транскрипции используется РНК-полимераза II. Эта модель предполагает, что сигнал полиаденилирования распознаётся клеточными факторами разрезания не во всех случаях, что даёт возможность синтезировать как мультимерные антигеномные матрицы, так и мРНК длиной 800 нуклеотидов, при помощи одной и той же клеточной РНК-полимеразы. Однако эта модель не объясняет нечувствительности синтеза антигеномных матриц к α-аманитину[20].

    Хотя конкретную роль отдельных полимераз в репликации HDV ещё предстоит установить, понятно, что HDV способен заставить работать ДНК-зависимую РНК-полимеразу с РНК. Механизмы такого переключения в значительной мере неясны. Вероятно, в переключении специфичности РНК-полимеразы II участвует S-HDAg. Он может связываться с РНК-полимеразой II и усилять транскрипцию или непосредственно стимулируя элонгацию, или нивелируя ингибиторные воздействия. Более того, он биохимически взаимодействует с 9 из 12 субъединиц РНК-полимеразы II. Возможно, это взаимодействие не ограничено одной лишь РНК-полимеразой II, поскольку S-HDAg взаимодействует и/или колокализуется с белками ядрышка (в том числе нуклеофозмином и нуклеолином), что может служить дополнительным подтверждением участия РНК-полимеразы I в репликации HDV[9]. Возможно также, что ДНК-зависимый фермент работает с геномной РНК благодаря её частично двуцепочечной палочковидной структуре[27].

    мРНК HDV имеет единственную открытую рамку считывания, кодирующую дельта-антиген[5]. Наличие сайтов инициации транскрипции или промоторов на РНК HDV является предметом споров. Показано, что 5'-концевой участок мРНК HDAg совпадает с одним из концов палочковидной геномной РНК, имеет сложную вторичную структуру и может играть важную роль в репликации HDV[9].

    Геномные и антигеномные молекулы образуются путём разрезания линейных поли- или олигомерных предшественников. Это разрезание осуществляет рибозим, имеющийся как в геноме, так и в антигеноме. Для замыкания мономеров в кольцо (геном или антигеном) необходима лигазная активность. В то время как некоторые исследования продемонстрировали участие в этом лигазы клетки хозяина, так как лигирование РНК HDV происходит только в клетках млекопитающих, в другой работе была показана способность последовательностей рибозима HDV к самолигированию[9].

    Сборка вирионов

    Для образования вириона HDV рибонуклеопротеин HDV должен быть покрыт по крайней мере S- и L-HBsAg, поэтому сборка частиц HDV возможна только в клетках, коинфицированных HBV. Относительно сборки частиц HDV и их выхода из клетки существует много вопросов, не имеющих ответа. В отличие от HBV, для высвобождения частиц которого необходим цитоплазматический домен HBsAg, включающий соединительный участок между PreS1 и PreS2, HDV в этом не нуждается. На основании этого было высказано предположение, что HDV использует преимущественно путь высвобождения субвирусных частиц через аппарат Гольджи, а не через мультивезикулярное тельце, как HBV. Возможно, в экспорте вирионов HDV участвует клатрин. Для формирования оболочки вокруг рибонуклеопротеина HDV необходимо фарнезилирование C-концевого участка L-HDAg, поскольку оно управляет взаимодействием с S-участком HBsAg. Фарнезилирование включает прикрепление цепочки из 15 атомов углерода к мотиву C211XXQ-бокс, присутствующему на C-конце L-HDAg и консервативному среди всех генотипов HDV[9].

    Взаимодействие с клеточными белками

    РНК HDV взаимодействует с различными белковыми факторами клетки-хозяина, чтобы максимально усилить свою инфективность. Взаимодействие может быть прямым или опосредованным через взаимодействие с ними HDAg. HDAg может подвергаться различным посттрансляционным модификациям, среди которых фосфорилирование, ацетилирование, метилирование, сумоилирование[en] и фарнезилирование, что позволяет ему взаимодействовать с различными белками клетки и регулировать инфективность вируса. Интересным примером может служить взаимодействие HDAg с транскрипционным фактором YY1[en], которое индуцирует сборку комплекса CBP/p300[en] (двух бромодомен-содержащих белков) и тем самым усиливает репликацию HDV[28].

    На различные этапы жизненного цикла HDV может также влиять непосредственное взаимодействие РНК с белками. Глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа[en] (GADPH) — фермент, который в норме участвует в метаболизме глюкозы. Однако его взаимодействие с геномной или антигеномной РНК HDV заставляет этот белок переместиться в ядро и усиливать рибозимную активность вируса. Похоже, что при инфекции HDV GADPH действует как молекулярный шаперон, расплетая вирусную РНК и приводя её в конформацию, содержащую двойной псевдоузел, а потому усиливая саморазрезание[28].

    Другим примером непосредственного взаимодействия РНК HDV с белками клетки может служить взаимодействие все трёх РНК HDV с PKR[en]киназой, активирующей различные клеточные факторы, в том числе eIF2a[en] — важный фактор преинициаторного комплекса трансляции, играет важную роль во врождённом иммунитете. Взаимодействие с РНК HDV активирует PKR, хотя этот белок обычно взаимодействует с двуцепочечными, но не одноцепочечными РНК. Возможно, двуцепочечных участков, содержащихся в РНК HDV, достаточно для этого взаимодействия. В таблице ниже перечислены другие клеточные белки (кроме вышеупомянутых РНК-полимераз), с которыми взаимодействует HDV[28].

    Белок Функция в здоровой клетке Предполагаемая функция у HDV GADPH Метаболизм глюкозы Усиливает активность рибозима HDV PKR Трансляция Посттрансляционные модификации PSF Процессинг пре-МРНК Привлечение РНК HDV к РНК-полимеразе II p54nrb Процессинг пре-МРНК ? hnRNPL[en] Процессинг пре-МРНК ? ASF Сплайсинг пре-МРНК ? eEF1A1[en] Трансляция ? NUMA1[en] Стабилизация веретена деления ? ANKS6 ? ? FBXL-17 Убиквитиновый комплекс ?

    Связь с заболеваниями

    Основная статья: Гепатит D

    У человека HDV вызывает тяжёлое заболевание печени — гепатит D. Симптомы гепатита D такие же, как при гепатите B, однако степень их выраженности гораздо выше. Кроме того, при гепатите D гораздо более высок риск развития цирроза печени. Течение болезни может зависеть от генотипа вируса гепатита дельта: инфекция, вызванная вирусом генотипа 1, характеризуется более тяжёлым течением, чем вызванные вирусами генотипов 2 и 4. Кроме того, белки вируса гепатита дельта могут вызывать изменения протеома клеток печени, которые способствуют их злокачественному перерождению; таким образом, гепатит D может лежать в основе гепатоцеллюлярной карциномы[9][29]. Кроме того, лечение гепатита D интерфероном часто приводит к расстройствам щитовидной железы[30].

    Показана возможность участия вируса гепатита дельта в развитии аутоиммунных заболеваний печени, таких как синдром Шегрена[31].

    Экспериментальные модели

    После открытия вируса гепатита дельта для его дальнейшего изучения использовались как модели in vitro, так и in vivo[9].

    In vitro

    Как указано выше, HDV в отличие от HBV может реплицироваться в клетках млекопитающих самых разных типов, если в них доставлен вирусный геном, а не только в гепатоцитах. Большинство исследований репликации вируса проводилось на моделях in vitro трансфекции клеток линии гепатоцеллюлярной карциномы (в том числе Huh7, HepG2). Однако для сборки вирусных частиц необходимы белки HBV, поэтому часто проводят ко-трансфекцию плазмидами, кодирующими поверхностные белки HBV[9].

    До недавнего времени заразить HDV удавалось только лишь дифференцированные первичные человеческие гепатоциты (РНН), гепатоциты шимпанзе или тупайи, а также нетрансформированные клетки линии HepaRG. Однако работа с этими клетками была очень сложна, кроме того, были проблемы с воспроизводимостью экспериментов. Идентификация hNTCP как рецептора HDV изменила ситуацию, так как позволила заражать HDV более удобные для работы клетки[9].

    In vivo

    Хотя естественным хозяином вируса гепатита дельта является человек, некоторые млекопитающие тоже чувствительны к этому вирусу. HDV интенсивно изучался на шимпанзе с использованием HBV в качестве хелперного вируса, а также на сурках (в качестве хелперного вируса использовался гепаднавирус сурков). Кроме того, для изучения HDV использовали малайскую тупайю, чувствительную к HBV, шерстистых обезьян и в более недавнее время летучих мышей. К настоящему моменту разработаны разнообразные мышиные модели для изучения HDV[9].

    Использование

    Рибозим вируса гепатита дельта используется для создания искусственных регуляторных элементов, модулирующих экспрессию генов. Например, для регуляции экспрессии гена MAP4K4[en] была создана конструкция из аллостерически[en] регулируемого рибозима HDV со встроенным теофиллиновым аптамером, которая вместе с первичной микроРНК может осуществлять сайленсинг гена MAP4K4 в клетках печени на уровне РНК посредством РНК-интерференции[32].

    Примечания

    1. Таксономия вирусов (англ.) на сайте Международного комитета по таксономии вирусов (ICTV).
    2. Абдурахманов Д. Т. Хронический гепатит дельта: клинико-морфологическая характеристика, течение и исходы // Рос. ж. гастроэнтерол., гепатол., колопроктол.. — 2004. — Т. 14, № 4. — С. 14—17.
    3. Атлас по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии / Под ред. А. А. Воробьева, А. С. Быкова. — М.: Медицинское информационное агентство, 2003. — С. 131. — ISBN 5-89481-136-8.
    4. Human and Medical Virology, 2010, p. 122.
    5. 1 2 3 Acheson, 2011, p. 383.
    6. Fattovich G., Giustina G., Christensen E., Pantalena M., Zagni I., Realdi G., Schalm S. W. Influence of hepatitis delta virus infection on morbidity and mortality in compensated cirrhosis type B. The European Concerted Action on Viral Hepatitis (Eurohep). (англ.) // Gut. — 2000. — Vol. 46, no. 3. — P. 420—426. — PMID 10673308. [исправить]
    7. 1 2 Flores R., Owens R. A., Taylor J. Pathogenesis by subviral agents: viroids and hepatitis delta virus. (англ.) // Current opinion in virology. — 2016. — Vol. 17. — P. 87—94. — DOI:10.1016/j.coviro.2016.01.022. — PMID 26897654. [исправить]
    8. Rizzetto M., Canese M. G., Aricò S., Crivelli O., Trepo C., Bonino F., Verme G. Immunofluorescence detection of new antigen-antibody system (delta/anti-delta) associated to hepatitis B virus in liver and in serum of HBsAg carriers. (англ.) // Gut. — 1977. — Vol. 18, no. 12. — P. 997—1003. — PMID 75123. [исправить]
    9. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Alfaiate D., Dény P., Durantel D. Hepatitis delta virus: From biological and medical aspects to current and investigational therapeutic options. (англ.) // Antiviral research. — 2015. — Vol. 122. — P. 112—129. — DOI:10.1016/j.antiviral.2015.08.009. — PMID 26275800. [исправить]
    10. Human and Medical Virology, 2010, p. 124.
    11. Wang K. S., Choo Q. L., Weiner A. J., Ou J. H., Najarian R. C., Thayer R. M., Mullenbach G. T., Denniston K. J., Gerin J. L., Houghton M. Structure, sequence and expression of the hepatitis delta (delta) viral genome. (англ.) // Nature. — 1986. — Vol. 323, no. 6088. — P. 508—514. — DOI:10.1038/323508a0. — PMID 3762705. [исправить]
    12. Fauquet CM, Mayo MA, Maniloff J, Desselberger U, Ball LA (2005). “Deltavirus”. Eight Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. London: 735—8.
    13. New taxa ratified in 1993 : [англ.] // Arch Virol. — Code: [1993.02V]. — 1993. — Vol. 133. — P. 491—495.
    14. Radjef N., Gordien E., Ivaniushina V., Gault E., Anaïs P., Drugan T., Trinchet J. C., Roulot D., Tamby M., Milinkovitch M. C., Dény P. Molecular phylogenetic analyses indicate a wide and ancient radiation of African hepatitis delta virus, suggesting a deltavirus genus of at least seven major clades. (англ.) // Journal of virology. — 2004. — Vol. 78, no. 5. — P. 2537—2544. — PMID 14963156. [исправить]
    15. Fields, 2013, p. 2227.
    16. Lin C. C., Lee C. C., Lin S. H., Huang P. J., Li H. P., Chang Y. S., Tang P., Chao M. RNA recombination in Hepatitis delta virus: Identification of a novel naturally occurring recombinant. (англ.) // Journal of microbiology, immunology, and infection = Wei mian yu gan ran za zhi. — 2015. — DOI:10.1016/j.jmii.2015.10.013. — PMID 26757847. [исправить]
    17. Le Gal F., Gault E., Ripault M. P., Serpaggi J., Trinchet J. C., Gordien E., Dény P. Eighth major clade for hepatitis delta virus. (англ.) // Emerging infectious diseases. — 2006. — Vol. 12, no. 9. — P. 1447—1450. — DOI:10.3201/eid1209.060112. — PMID 17073101. [исправить]
    18. 1 2 3 4 Fields, 2013, p. 2223.
    19. Fields, 2013, p. 2226.
    20. 1 2 3 4 Acheson, 2011, p. 384.
    21. Weiner A. J., Choo Q. L., Wang K. S., Govindarajan S., Redeker A. G., Gerin J. L., Houghton M. A single antigenomic open reading frame of the hepatitis delta virus encodes the epitope(s) of both hepatitis delta antigen polypeptides p24 delta and p27 delta. (англ.) // Journal of virology. — 1988. — Vol. 62, no. 2. — P. 594—599. — PMID 2447291. [исправить]
    22. Fields, 2013, p. 2225.
    23. Zuccola H. J., Rozzelle J. E., Lemon S. M., Erickson B. W., Hogle J. M. Structural basis of the oligomerization of hepatitis delta antigen. (англ.) // Structure (London, England : 1993). — 1998. — Vol. 6, no. 7. — P. 821—830. — PMID 9687364. [исправить]
    24. Fields, 2013, p. 2224.
    25. Xia Y. P., Yeh C. T., Ou J. H., Lai M. M. Characterization of nuclear targeting signal of hepatitis delta antigen: nuclear transport as a protein complex. (англ.) // Journal of virology. — 1992. — Vol. 66, no. 2. — P. 914—921. — PMID 1731113. [исправить]
    26. Li Y. J., Macnaughton T., Gao L., Lai M. M. RNA-templated replication of hepatitis delta virus: genomic and antigenomic RNAs associate with different nuclear bodies. (англ.) // Journal of virology. — 2006. — Vol. 80, no. 13. — P. 6478—6486. — DOI:10.1128/JVI.02650-05. — PMID 16775335. [исправить]
    27. 1 2 3 Acheson, 2011, p. 383—384.
    28. 1 2 3 Katsarou K., Rao A. L., Tsagris M., Kalantidis K. Infectious long non-coding RNAs. (англ.) // Biochimie. — 2015. — DOI:10.1016/j.biochi.2015.05.005. — PMID 25986218. [исправить]
    29. Shirvani-Dastgerdi E., Schwartz R. E., Ploss A. Hepatocarcinogenesis associated with hepatitis B, delta and C viruses. (англ.) // Current opinion in virology. — 2016. — Vol. 20. — P. 1—10. — DOI:10.1016/j.coviro.2016.07.009. — PMID 27504999. [исправить]
    30. Suvak B., Dulger A. C., Aykaç M. C., Gonullu H., Gonullu E. Delta hepatitis-related thyroid disease: a unique phenomenon. (англ.) // Przeglad gastroenterologiczny. — 2015. — Vol. 10, no. 3. — P. 169—172. — DOI:10.5114/pg.2015.49687. — PMID 26516384. [исправить]
    31. Weller M. L., Gardener M. R., Bogus Z. C., Smith M. A., Astorri E., Michael D. G., Michael D. A., Zheng C., Burbelo P. D., Lai Z., Wilson P. A., Swaim W., Handelman B., Afione S. A., Bombardieri M., Chiorini J. A. Hepatitis Delta Virus Detected in Salivary Glands of Sjögren's Syndrome Patients and Recapitulates a Sjögren's Syndrome-Like Phenotype in Vivo. (англ.) // Pathogens & immunity. — 2016. — Vol. 1, no. 1. — P. 12—40. — PMID 27294212. [исправить]
    32. Cheng H., Zhang Y., Wang H., Sun N., Liu M., Chen H., Pei R. Regulation of MAP4K4 gene expression by RNA interference through an engineered theophylline-dependent hepatitis delta virus ribozyme switch. (англ.) // Molecular bioSystems. — 2016. — Vol. 12, no. 11. — P. 3370—3376. — DOI:10.1039/c6mb00540c. — PMID 27754501. [исправить]
    Вірус гепатиту D ( Ukrainian )
    provided by wikipedia UK
     src=
    Розповсюдження різних генотипів вірусу гепатиту D

    Природним господарем HDV є людина. Дані філогенетичних досліджень вказують на африканське походження вірусу гепатиту дельта. HDV характеризується високим ступенем генетичної гетерогенності. Вважається, що еволюцію HDV забезпечують 3 основних механізми: мутації, редагування та рекомбінація. Швидкість мутування становить, за різними оцінками, від от 3·10−2 до 3·10−3 замін на геном щороку. Вона залежить від фази інфекції (є найвищою в гострій фазі), ділянки геному (висока в неконсервативних[en] ділянках і низька в консервативних, наприклад, у області рибозиму) та зростає від терапевтичного тиску. Швидкість мутування HDV є вищою, ніж у більшості РНК-вмісних вірусів[en]. У зв'язку з такою швидкістю мутування припускається, що HDV циркулює в межах одного зараженого організму-господаря як низка квазівидів. Встановлено, що до 70 % замін можуть бути обумовлені редагуванням. Уперше рекомбінацію в HDV описали 1999 року; тоді було зроблено висновок, що вона не відбувається у випадку зараження вірусами різних генотипів. Рекомбінація відбувається гомологічним шляхом. Припускається, що в рекомбінації в HDV бере участь РНК-полімераза клітини-господаря.

    Спершу було описано 3 генотипи цього вірусу (I—III). Генотип I було виділено в Європі, Північній Америці, Африці та деяких реґіонах Азії. Генотип II спостерігають у Японії, на Тайвані та в Якутії. Генотип III виявляють лише в Південній Америці (Перу, Колумбія та Венесуела). Зараз відомо, що існує щонайменше 8 генотипів вірусу гепатиту дельта (HDV-1 — HDV-8). Усі вони, за винятком HDV-1, прив'язані до строго визначених географічних реґіонів. HDV-2 (раніше відомий як HDV-IIa) знайдений у Японії, на Тайвані та в Якутії; HDV-4 (HDV-IIb) — в Японії та на Тайвані; HDV-3 — в районі Амазонки; HDV-5, HDV-6, HDV-7 і HDV-8 — в Африці.

    Сьогодні поширені дві основні теорії щодо походження вірусу гепатиту дельта. Відповідно до них, HDV походить від віроїдів рослин і/або в наслідок сплайсинґу пре-мРНК[en] клітини-господаря. РНК HDV за особливостями структури та реплікації має спільні риси з кожною з двох родин віроїдів, відомих станом на сьогодні (Pospiviroidae[en] й Avsunviroidae[en]). З Pospiviroidae цей вірус поєднує паличкоподібна структура РНК та реплікація в ядрі, а з Avsunviroidae — наявність рибозиму та симетрична реплікація за типом рухомого кола[en]. Окрім того, РНК HDV та віроїдів рослин взаємодіють із гомологічними клітинними білками, а експериментальні дані 2012 року показують, що HDV може реплікуватись і розмножуватись після його внесення в листки сходів помідора, що слугує ще одним підтвердженням близькості HDV та віроїдів. Однак ця гіпотеза не відповідає на питання щодо походження дельта-антигену та зв'язку HDV з HBV.

    Друга теорія, яка може доповнювати першу, полягає в тому, що HDV може походити з транскриптому[en] клітини-господаря. Цей точка зору підтверджується дослідженнями, що показали, що в клітинах людини є рибозим (в інтроні гену CPEB3), за вторинною структурою[en] та біохімічними властивостями схожий із рибозимом HDV[en]. Втім рибозими, що мають структурний елемент псевдовузол[en], пізніше були виявлені у всіх царствах живих організмів, за винятком археїв, а також у вірусах комах. Для дельта-антигену також припускається походження з клітини-господаря. Спершу можливим білком-предком дельта-антигену вважали білок DIPA (англ. delta interacting protein A.Хоча зрештою виявилось, що ці білки не гомологічні, DIPA може взаємодіяти з HDAg.

    Інтегрована модель припускає, що HDV міг виникнути після рекомбінації між віроїд-подібним елементом і клітинною пре-мРНК/мРНК.

    Література

    • Fields Virology / Editors-in-chief David M. Knipe, Peter M. Howley. — Sixth edition. — Philadelphia, USA : Lippincott Williams & Wilkins, 2013. — 2582 p. — ISBN 978-1-4511-0563-6.
    • Nicholas H. Acheson. Fundamentals of Molecular Virology. — 2nd edition. — WILEY (John Wiley & Sons, Inc.), 2011. — P. 379—383. — ISBN 978-0-470-90059-8.
    • Desk Encyclopedia of Human and Medical Virology / Editors-in-chief Brian W. J. Mahy, Marc H. V. van Regenmortel. — Elsevier Ltd, 2010. — 661 p. — ISBN 978-0-12-375147-8.