Генетическое разнообразие и эволюция норовирусов
В настоящее время на основе сравнительного анализа нуклеотидных последовательностей генома норовирусы разделяют на семь геногрупп (GI-GVII), из которых представители геногрупп I, VI и VII выделены исключительно от человека, III и V – только от животных, II и IY – от человека и животных [175].
Геногруппы норовирусов вариабельны и разделены на генотипы на основе анализа последовательностей генома. Геногруппа I включает норовирусы, поражающие только человека (до 16 генотипов). Геногруппа II объединяет норовирусы человека (до 23-х генотипов) и норовирусы свиней (три генотипа); геногруппа III – норовирусы крупного рогатого скота (два генотипа); геногруппа IV – норовирусы человека (один генотип), норовирусы львов (два генотипа), норовирусы собак (два генотипа); геногруппа V – норовирусы мышей (один генотип) [140, 141, 210, 219]. Геногруппы VI, VII включают пока только единичные изоляты, выделенные от человека [175].
Генотипы норовирусов в свою очередь разделяются на субгенотипы или геноварианты [175].
Норовирусы первой геногруппы (NvGI) обнаруживаются у детей с ОГЭ в 0,6% – 17% случаев [137]. Среди NvGI разные авторы выделяют 8-16 генотипов [175, 219]. NvGI как правило, выявляются при спорадической заболеваемости и редко идентифицируются при вспышках норовирусной инфекции [164].
Данных о распространенности и частоте встречаемости норовирусов геногруппы IV в настоящее время немного. Целенаправленный поиск с использованием «гнездового» варианта ПЦР позволил обнаружить NvGIV в образцах стула детей с ОГЭ и в сточных водах в Италии. Однако связь этих вирусов с клиническими проявлениями инфекции и их роль в патогенезе заболевания требует дальнейшего изучения [124].
|
|
|
Наиболее распространенной геногруппой норовирусов является геногруппа II, внутри которой разные авторы идентифицируют 19-23 генотипа [175, 219]. По данным исследований, проведенных в разных географических регионах в разное время, норовирусы различных генотипов могут циркулировать одновременно [42, 51, 69].
В структуре норовирусного гастроэнтерита детей первых лет жизни на долю норовирусов второй геногруппы (NvGII) приходится до 80%-90% [35, 37]. NvGII являются основным этиологическим агентом вспышек НВГЭ во всем мире. При этом вспышки заболевания могут быть вызваны разными генотипами NvGII [97]. С начала 90-х гг. в мировой популяции преобладают норовирусы геногруппы II генотипа GII.4. [184]. В исследованиях австралийских ученых показано, что с 1997 по 2004 гг. NvGII.4 были причиной 43,7% спорадических случаев острого гастроэнтерита и 85,8% вспышек острого гастроэнтерита [38].
Штаммы доминирующего геноварианта норовируса периодически заменяются новыми, на предыдущем этапе находившимися на стадии становления. За период с 1995 по 2006 гг. наблюдалась последовательная смена эпидемических вариантов норовирусов генотипа GII.4., которые появлялись каждые 2 года и вызывали глобальные эпидемии острого гастроэнтерита [65, 96, 104, 162, 199].
|
|
|
Филогенетический анализ норовирусов, выделенных в разных странах, показал доминирование в один и тот же период, практически по всему миру, одного геноварианта норовируса [131, 184, 185]. Обозначения каждого геноварианта, принятые в разных странах, приведены в таблице.
Таблица.
Варианты норовируса генотипа GII.4 и их номенклатура [185
].
| Эпидсезон | Страна/группа стран | ||||
| Европа | США | Япония | Великобри-тания | Австралия | |
| <1990 г. | Camberwell | ||||
| <1995 г. | Bristol | ||||
| 1995-96 гг. | 1996 | GII/4 g | Grimsby, v1 | ||
| 2002-03 гг. | 2002 | Farmington Hills | GII/4 e | v2 | |
| 2003/Asia | v5 | ||||
| 2004-05 гг. | 2004 | GII/4 f | v3 | Hunter | |
| 2006-07 гг. | 2006a | Laurens | v4 | 2006a | |
| 2006-07 гг. | 2006b | Minerva | Kobe034 | v6 | 2006b |
Динамика смены вариантов норовирусов, обусловливавших возникновение вспышек ОГЭ в разных странах была сходной. В качестве примере на рис. 2 приведена диаграмма, иллюстрирующая смену вариантов норовирусов генотипа GII.4 в Нидерландах с 1995 по 2007 год [184].
|
|
|
На территории Нижнего Новгорода в 2006-07 гг. доминировал, как и во многихстранах мира в этот период, геновариант GII.4-2006b. В апреле 2008 г., как показали результаты генотипирования, на фоне его циркуляции появился новый вариант, который мы назвали НН2008. Он занял доминирующее положение (61,5%), коциркулируя с NvGII.4-2006a и NvGII.4-2006b [10]. Со сменой доминирующего геноварианта норовируса мы связываем увеличение числа госпитализаций детей с норовирусным гастроэнтеритом весной 2008 г.
Сезон 2008-09 гг. при сохранении тенденций, сложившихся в предыдущие годы, должен стать периодом нового подъема заболеваемости НВГЭ.
|
Рис.2. Смена вариантов норовирусов генотипа GII.4, обусловливавших возникновение вспышек ОГЭ в Нидерландах [184].
Эволюционные механизмы, управляющие персистенцией и возникновением новых штаммов норовирусов в популяции людей, в настоящее время не известны. Изучение изменчивости норовирусов затрудняется отсутствием клеточной системы для культивирования норовирусов и проводится в основном путем секвенировния генома и анализа нуклеотидных замен в различных участках генома и аминокислотных замен в белках вируса. Секвенирование почти полного генома различных эпидемических вариантов норовируса и анализ выведенных аминокислотных последовательностей показал наличие аминокислотных замен практически во всех белках вируса и более всего – в N-терминальном участке (N/S домен) и в субдомене P2 белка VP1 и в С-терминальном участке белка VP2 [154]. Это отражает необходимость «тонкой настройки» структуры и функции всех вирусных белков для успешного распространения вируса в человеческой популяции. Наиболее значимыми представляются замены в области выступающего субдомена Р2 капсидного белка, обусловливающие конформационные изменения в нейтрализационных эпитопах капсидного белка норовируса, по всей вероятности, позволяющие ему уходить из-под прессинга популяционного иммунитета [47, 184]. Мутационные процессы затрагивают и участки P2, отвечающие за связывание вируса с клеточными рецепторами слизистой оболочки кишечника, обеспечивая вирусу новые возможности проникновения в клетку хозяина [47, 131, 194].
|
|
|
Исследования последних лет показывают, что эволюция норовирусов происходит и с помощью рекомбинаций. Описаны три вида рекомбинаций – межгеногрупповые, межгенотиповые и межсубгенотиповые. Рекомбинации обычно происходят в области соединения и частичного перекрывания ОРС1 и ОРС2 [39]. Идентификация у одного изолята участков генома, кодирующих РНК-полимеразу и капсидный белок, идентичных разным типовым штаммам, указывает на наличие рекомбинации.
В 2000 – 2001 гг. в ряде стран Европы циркулировали норовирусы геногруппы II геноварианта GII.b. Нуклеотидные последовательности гена RdRp штаммов этого генотипа не соответствовали ни одному из известных генотипов норовирусов геногруппы II, но наибольшая идентичность последовательностей (83 – 86%) наблюдалась со штаммом Hawaii (GII.1). Нуклеотидные последовательности гена VP1 этих штаммов родственны последовательностям гена капсида норовирусов разных генотипов – Mexico (GII.3), Hawaii (GII.1), Toronto (GII.3), Snow Mountain (GII.2) [20, 38, 129]. Эти данные позволили заключить, что штаммы NvGII.b представляют собой межгенотиповые рекомбинанты между норовирусами различных генотипов II-й геногруппы [205].
Межгеногрупповые и межсубгенотиповые рекомбинации у норовирусов впервые описаны Phan T.G. et al., (2007) при исследовании штаммов, циркулировавших в Японии в 2005-2006 г. [175]. Позднее, в Индии от больного, страдающего острым гастроэнтеритом с сильным обезвоживанием, был изолирован межгрупповой рекомбинантный штамм норовируса, участок RdRp которого был родственен NvGI.3, а участок VP1 - NvGII.4 [160].
Высокая вероятность возникновения рекомбинантных штаммов позволяет предположить возможную роль норовирусов животных в эволюции норовирусов человека [210].
Эволюционные процессы, происходящие в популяциях норовирусов, сопоставляют с эволюцией вируса гриппа, которая также происходит путем антигенного дрейфа и реассортации сегментов генома [135, 179].
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 453; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!