CC BY
30
DOI: 10.21055/0370-1069-2019-3-26-33
УДК 616.98:578.824.11
Т.Е. сизикова, р.В. сахаров, м.н. Писцов, Ю.и. Пащенко, В.н. лебедев, с.В. Борисевич
ВИРУС ЧИКУНГУНЬЯ КАК ВОЗБУДИТЕЛЬ ЭМЕРДЖЕНТНОГО ВИРУСНОГО ЗАБОЛЕВАНИЯ
ФГБУ «48 Центральный научно-исследовательский институт» Министерства обороны Российской Федерации, Сергиев Посад,
Российская Федерация
Вирус Чикунгунья является представителем рода Аlphavirus семейства Togaviridae. Он является членом антигенного комплекса вируса леса Семлики, который включает в себя антигеннородственные вирусы леса Семлики, Чикунгунья, O' Ньонг-Ньонг, Росс-Ривер. Вирус Чикунгунья вызывает у людей острое лихорадочное заболевание, сопровождающееся миалгией и артралгией. С момента открытия возбудителя в 1952 г. описаны отдельные вспышки заболевания. С 2004 г. вспышки заболевания, вызванного вирусом Чикунгунья, приобретают глобальный характер. В настоящее время заболевание, вызванное вирусом Чикунгунья, рассматривается как угроза для здравоохранения во всех странах, в которых распространены комары рода Aedes. В настоящее время выделяют четыре генотипа вируса Чикунгунья: Западно-Африканский, Южно-Африканский, Азиатский и генотип Индийского океана. Появление различных генотипов связано с появлением адаптивных мутаций в пепломерах гликопротеи-нов Е1 и Е2. Показано, что единственная мутация в гликопротеине Е1 (замена аланина в позиции 226 на валин) в 50-100 раз повышает вирулентность возбудителя. Эта мутация является определяющей для повышения эпидемического потенциала возбудителя. У вариантов вируса, в которых содержится данная замена, описаны и вторичные замены, повышающие вирулентность. Комары А. ciegypti являются общим вектором для всех генотипов вируса Чикунгунья, комары A. albopictus - это вектор, главным образом, для Южно-Африканского и Азиатского генотипа, играющий основную роль в повышении эпидемического потенциала вируса за последнее десятилетие. Эффективность трансмиссии вируса Чикунгунья комарами А. oegypti составляет 83,3 %, а A. albopictus -96,7 %. Комары A. albopictus имеют более широкий ареал распространения (около 40 % всей территории суши), чем А. degypti. Показана возможность трансматериковой передачи комаров A. albopictus в ходе авиационных или морских перевозок. В обзоре рассмотрены полученные в последнее время данные об экологии, эпидемиологии и молекулярной биологии вируса Чикунгунья. Эта информация может играть важную роль в разработке стратегии создания средств профилактики и лечения.
Ключевые слова: вирус Чикунгунья, альфавирус, организация генома, векторы, репликация, клеточный тропизм, клинические проявления.
Корреспондирующий автор: Борисевич Сергей Владимирович, e-mail: 48cnii@mil.ru.
Для цитирования: Сизикова Т.Е., Сахаров Р.В., Писцов М.Н., Пащенко Ю.И., Лебедев В.Н., Борисевич С.В. Вирус чикунгунья как возбудитель эмерджент-ного вирусного заболевания. Проблемы особо опасных инфекций. 2019; 3:26-33. DOI: 10.21055/0370-1069-2019-3-26-33
T.E. Sizikova, R.V. Sakharov, M.N. Pistsov, Yu.I. Pashchenko, V.N. Lebedev, S.V. Borisevich Chikungunya Virus as the Agent of Emergent Viral Disease
«48th Central Research Institute» of the Ministry ofDefense of the Russian Federation, Sergiev Possad, Russian Federation
Abstract. Chikungunya virus belongs to Alphavirus genus of the Togaviridae family. It is a member of Semliki Forest virus antigenic complex that includes antigenic related Semliki Forest, Chikungunya, O' Nyong-nyong, Ross River viruses. Chikungunya virus is the causative agent of acute febrile illness with myalgia and arthralgia in humans. Since its discovery in 1952, Chikungunya virus caused sporadic and infrequent outbreaks. Since 2004, global Chikungunya outbreaks have occurred. Now Chikungunya is viewed as a global public health issue in many countries, where Aedes mosquito vectors are widespread. Currently, four genotypes of Chikungunya virus (West African, South African, Asian and Indian Ocean) are distinguished. Appearance of different genotypes is associated with adaptive mutations in pep-lomers of E1 and E2 glycoproteins. It is shown, that a single mutation in E1 glycoprotein (alanin for valin substitution in 226 position) leads to increasing virus virulence (50-100 times). This mutation is instrumental for epidemic potential increase. For virus variants with this mutation, secondary substitutions enhancing viral virulence are described too. Аedes oegypti mosquitoes are common vector for all genotypes of Chikungunya virus, Аedes albopictus mosquitoes are vector, mainly, for South African and Asian genotypes. They play the leading role in epidemic potential increase over the last decade. The effectiveness of Chikungunya virus transmission by Аedes аegypti mosquitoes is 83.3 %, by Аedes albopictus mosquitoes - 96.7 %. The Аedes albopictus are more widely disseminated than Аedes oegypti (about 40 percent of all land territory). Demonstrated is the possibility of transcontinental spread of Аedes albopictus mosquitoes by aviation and naval transport. This review highlights the most recent advances in our knowledge of the ecology, epidemiology and molecular biology of Chikungunya virus. These data play an important role in the development of preventive, treatment and vaccination strategies of Chikungunya fever.
Key words: Chikungunya virus, alphavirus, genome structure, vectors, replication, cell tropism, clinical manifestation.
Conflict of interest: The authors declare no conflict of interest.
Corresponding author: Sergey V. Borisevich, e-mail: 48cnii@mil.ru.
Citation: Sizikova T.E., Sakharov R.V., Pistsov M.N., Pashchenko Yu.I., Lebedev V.N., Borisevich S.V. Chikungunya Virus as the Agent of Emergent Viral Disease. Problemy Osobo Opasnykh Infektsii [Problems of Particularly Dangerous Infections]. 2019; 3:26-33. (In Russian). DOI: 10.21055/0370-1069-2019-3-26-33 Received 02.11.18. Revised 11.01.19. Accepted 08.08.19.
Sizikova T.E., ORCID: http://orcid.org/0000-0002-1817-0126 Sakharov R.V., ORCID: http://orcid.org/0000-0001-6155-1365 Pistsov M.N., ORCID: http://orcid.org/0000-0002-1046-0188 Pashchenko Y.I., ORCID: http://orcid.org/0000-0002-4094-3885 Lebedev V.N., ORCID: http://orcid.org/0000-0002-6552-4599 Borisevich S.V., ORCID: http://orcid.org/0000-0002-5742-3919
Вирус Чикунгунья является возбудителем арбо-вирусной инфекции, передающейся комарами рода Aedes [1]. При заражении у 75-95 % инфицированных людей развивается лихорадка Чикунгунья, характеризующаяся лихорадкой, миалгией, артралги-ей, сыпью, гипертонией и интенсивной астенией [2]. У 12-49 % больных возникают тяжелые осложнения, которые могут сохраняться от нескольких месяцев до нескольких лет после острой фазы заболевания [3]. Кроме того, в отдельных случаях у переболевших отмечают энцефалопатию, постревматоидный артрит, энцефалит, миокардит и гепатит [4].
Вирус Чикунгунья принадлежит к роду Alphаvirus семейства Togaviridae. Он является членом антигенного комплекса вируса леса Семлики, который включает в себя близкие по антигенному составу вирусы леса Семлики, Чикунгунья, О' Ньонг-Ньонг, Росс-Ривер. Прототипным представителем комплекса является вирус леса Семлики, с которым выполнена значительная часть исследования представителей рода Alphavirus [5].
Вирионы альфавирусов представляют собой сферические частицы с диаметром 65-70 нм. Геном альфавирусов представлен одноцепочечной «плюс» РНК размером приблизительно 11,8 тыс. нуклеоти-дов. Геномная РНК имеет такую же структуру, как и у других представителей рода Alphavirus: «кэпиро-ванный» 5'-конец, нетранслируемая последовательность, гены неструктурных белков №р1, №р2, №р3, №р4, 26S РНК, кодирующая гены белка нуклеокап-сида (С), гликопротеинов Е1, Е2 и Е3, нетранслируемая последовательность, поли А, З'-конец [6].
Нуклеокапсид с диаметром 20-30 нм состоит из молекулы РНК, защищенной от воздействия повреждающих факторов внешней среды белком С. Нуклеокапсид окружен двухслойной липидной мембраной, содержащей вставки трансмембранных гли-копротеинов Е1 и Е2 [5, 6]. Состав липидной мембраны зависит от состава плазматической мембраны инфицированной клетки-хозяина, при культивировании в клетках млекопитающих мембрана состоит из холестерина и фосфолипидов в соотношении приблизительно 1:1 [6].
Белок Е1 состоит из 439 аминокислотных остатков (а.о.) и содержит один консервативный сайт гли-козилирования в позиции 141 [7]. Белок Е1 прикреплен к липидной двухслойной мембране с помощью трансмембранной спирали размером 30 а.о., расположенной в С-концевой части белка Е1. Оставшийся участок С-концевой части белка содержит только 5 а.о., не связанных с нуклеокапсидом. ^концевой эктодомен белка Е1 состоит из 404 а.о. и структурно
разделен на три Р-стволовых домена, ф1, DП и DШ), расположенных в порядке удаления от Оконца [5, 7].
Белок Е2 состоит из 423 а.о. и содержит два сайта гликозилирования в положениях 263 и 345 [7]. Белок Е2 прикреплен к липидной двуслойной мембране с помощью трансмембранной спирали размером 26 а.о. Оставшийся участок С-концевой части белка содержит 33 а.о. Эктодомен белка Е2 имеет размер 364 а.о. и состоит из трех доменов А, В и С. В зрелом вирионе 240 копий белков Е1 и Е2 расположены в 80 тримерных шипиках (пепломерах), один пепломер состоит из трех Е2/Е1 гетеродимеров [5].
В настоящее время выделяют четыре генотипа вируса Чикунгунья: Западно-Африканский, ЮжноАфриканский, Азиатский и генотип Индийского океана. Появление различных генотипов связано с появлением адаптивных мутаций в пепломерах гликопро-теинов Е1 и Е2 [8]. Установлено, что единственная мутация в гликопротеине Е1 (замена аланина в позиции 226 на валин) в 50-100 раз повышает вирулентность возбудителя [5]. Эта мутация является определяющей для повышения эпидемического потенциала возбудителя [9]. У вариантов, в которых содержится данная замена, описаны и вторичные замены, повышающие вирулентность вируса [1, 10]. Выявленные аминокислотные замены, обеспечивающие процесс адаптации возбудителя лихорадки Чикунгунья в комарах А. а1ЬорШш, представлены в таблице.
Альфавирусы обычно внедряются в чувствительные клетки с помощью клатрин-эндоцитоза, хотя для вируса Синдбис описано и прямое слияние с плазматической мембраной [11].
Клатрин-эндоцитоз является конститутивным процессом в клетках млекопитающих, происходящим через сложное взаимодействие нескольких белков, включая адаптерный белок-2, динамин, кла-трин, эпсин [12]. После этого клатриновые везикулы транспортируются внутрь клетки, а вирус доставляется в эндосомы.
Триггерные конформационные участки в пределах гликопротеинов Е1/Е2 опосредуют слияние вирусной оболочки с эндосомной мембраной. Основным белком, определяющим проникновение вируса Чикунгунья в чувствительные клетки, является динамин [13], который служит важным посредником клатрин-эндоцитоза и кавеолярного эндоци-тоза, а также фагоцитоза. Кроме динамина, важную роль играет также эпсин 15 [5].
Специфические ингибиторы, такие как малые интерферирующие РНК ^РНК) против тяжелой цепи клатрина, не ингибируют репродукцию вируса Чи-кунгунья в клетках НЕК239Т, но показано вызванное
Аминокислотные замены, обеспечивающие адаптацию вируса Чикунгунья в комарах рода Aedes Amino acid substitutions responsible for Chikungunya virus adaptation in mosquitoes of the genus Aedes
Белок Protein Замена аминокислот в позиции Amino acid substitution in the position Эффект от замены Effect of the substitution Предполагаемый механизм Alleged mechanism Источник Source
E1 226, аланин/валин 226, alanine/valine Повышение инфекционности, уровней диссеминации и трансмиссии вируса Чикунгунья у комаров A. albopictus. Отсутствие эффекта у комаров А. aegypti Increase in infectivity, dissemination and transmission rate of Chikungunya virus in A. albopictus mosquitoes. Absence of the effect in А. aegypti Повышение способности проникновения вируса в клетку через эндосомы вследствие конформационных изменений гетеродимеров Е1-Е2 Enhanced ability to penetrate a cell through endosomes due to conformation alterations of heterodimers Е1-Е2 14
E1 98, треонин/аланин 98, threonine/alanine Отсутствие эффекта у вируса дикого типа. Повышение инфекционности, уровней диссеминации и трансмиссии вируса Чикунгунья с заменой E1226, аланин/валин у комаров A. albopictus Absence of the effect in wild-type virus. Increase in infectivity, dissemination and transmission rate of Chikungunya virus with E1226 substitution, alanine/valine in A. albopictus mosquitoes Эпистатическое взаимодействие Epistatic interaction 15
E1 80, аланин/изолейцин 129, аланин/валин 80, alanine/isoleucine 129, alanine/valine Повышение инфекционности, уровней диссеминации и трансмиссии у комаров A. albopictus Increase in infectivity, dissemination and transmission rate in A. albopictus mosquitoes Повышение стабильности, конформа-ционные изменения, благоприятствующие процессу сплавления вирионов с клеточной мембраной Enhanced stability, conformation changes, conductive to the process of fusing of the virions and cell membrane 16
E2 60, глицин/аспарагино-вая кислота 60, glycine/asparaginic acid Повышение инфекционности, уровней диссеминации и трансмиссии у комаров A. albopictus и вируса Чикунгунья с заменой E1226, аланин/валин у комаров А. aegypti Increase in infectivity, dissemination and transmission rate in A. albopictus mosquitoes and Chikungunya virus with E1226 substitution, alanine/valine in А. aegypti mosquitoes Нет данных No data 17
E2 198, аргинин/глутамин 198, arginine/glutamine Повышение инфекционности и уровня диссеминации вируса Чикунгунья с мутацией в гликопротеине E3 18, серин/ фенилаланин у комаров A. albopictus Increase in infectivity and dissemination rate of Chikungunya virus with a mutation in glycoprotein E3 18, serine/ phenylala-nine in A. albopictus mosquitoes Стабилизация гликопротеина Е2 в процессе сборки вируса Stabilization of glycoprotein Е2 in the process of virus assembly 18
E2 210, лейцин/глутамин 210, leucine/ glutamine Повышение инфекционности и уровня диссеминации у комаров A.albopictus. Повышение эффекта от мутации в гликопротеине E1, 226, аланин/валин Increase in infectivity and dissemination rate in A. albopictus mosquitoes. Enhanced impact of mutation in glycoprotein E1, 226, alanine/valine эффект от взаимодействия с эпителиальным рецептором комара Effect of interaction with epithelial receptor of mosquito
E2 233, лизин/глутаминовая кислота; лизин/глутамин 233, lysine/glutamine acid; lysine/glutamine Повышение инфекционности и уровня диссеминации вируса Чикунгунья у комаров A. albopictus. Повышение эффекта при мутации в гликопротеине E1, 226, аланин/валин Increase in infectivity and dissemination rate of Chikungunya virus in A. albopictus mosquitoes. Enhanced impact of mutation in glycoprotein E1, 226, alanine/valine эффект от взаимодействия с эпителиальным рецептором комара Effect of interaction with epithelial receptor of mosquito
E2 234, лизин/глутаминовая кислота 234, lysine/ glutamine acid Повышение инфекционности и уровня диссеминации вируса Чикунгунья у комаров A. albopictus. Повышение эффекта при мутации в гликопротеине E1, 226, аланин/валин Increase in infectivity and dissemination rate of Chikungunya virus in A. albopictus mosquitoes. Enhanced impact of mutation in glycoprotein E1, 226, alanine/valine эффект от взаимодействия с эпителиальным рецептором комара Effect of interaction with epithelial receptor of mosquito
E2 248, лейцин/глутамин 248, leucine/ glutamine Повышение инфекционности и уровня диссеминации вируса Чикунгунья у комаров A. albopictus. Повышение эффекта при мутации в гликопротеине E1, 226, аланин/валин Increase in infectivity and dissemination rate of Chikungunya virus in A. Albopictus mosquitoes. Enhanced impact of mutation in glycoprotein E1, 226, alanine/valine эффект от взаимодействия с эпителиальным рецептором комара Effect of interaction with epithelial receptor of mosquito
E2 252, лизин/глутамин 252, lysine/glutamine Повышение инфекционности и уровня диссеминации вируса Чикунгунья у комаров A. albopictus. Повышение эффекта при мутации в гликопротеине E1, 226, аланин/валин Increase in infectivity and dissemination rate of Chikungunya virus in A. albopictus mosquitoes. Enhanced impact of mutation in glycoprotein E1, 226, alanine/valine эффект от взаимодействия с эпителиальным рецептором комара Effect of interaction with epithelial receptor of mosquito
E3 18, серин/фенилаланин 18, serine/ phenylalanine Повышение инфекционности и уровня диссеминации вируса Чикунгунья у комаров A. albopictus Increase in infectivity and dissemination rate of Chikungunya virus in A. albopictus mosquitoes. стабилизация гликопротеина Е2 в процессе сборки Stabilization of glycoprotein Е2 in the process of assembly
siPHK снижение инфекционности в эндотелиальных клетках пупочной вены человека (ИиУЕС), клеточной линии и-2 OS и первичных эндотелиальных клетках пупочной вены человека [5].
Вероятно, что возбудитель лихорадки Чикун-гунья обладает способностью инфицировать клетки несколькими способами. Это косвенно подтверждается тем фактом, что ни один из использованных механизмов ингибирования полностью не блокирует инфицирование клеток [11]. Можно предположить, что основным механизмом проникновения вируса чикунгунья в чувствительные клетки является клатрин-эндоцитоз. Оптимальное значение величины рн для слияния вируса чикунгунья с клетками, в зависимости от штамма вируса, находится в интервале между 5,9 и 6,2 [5].
Аминокислотный остаток, важный для определения оптимальной величины рН, для вируса Чикунгунья (как и для вирусов Синдбис и леса Семлики) расположен на гликопротеине Е1 в положении 226 [14]. Этот остаток лежит в пределах центральной области DП. Штаммы возбудителя лихорадки Чикунгунья, содержащие валин вместо аланина, в положении 226 требуют более низкого рн для инфицирования клетки [14]. Эти штаммы характеризуются повышенной вирулентностью.
высококонсервативный остаток гистидина на гликопротеине Е1 в положении 3 имеет важное значение в регулировании индуцированной кислым рн среды тримеризации [19].
молекулярные механизмы, участвующие в процессе слияния мембран, для альфавирусов изучены в основном при исследованиях, выполненных с вирусами Синдбис и леса Семлики. Исследования, выполненные с вирусом Чикунгунья, позволяют предположить, что данные молекулярные механизмы высоко консервативны для альфавирусов [11]. Как и вирусы Синдбис и леса Семлики, возбудитель лихорадки Чикунгунья может сливаться с рецепторами липосом [20].
Заражение человека возникает в результате укуса инфицированного комара - А. аegypti или А. albopictus [3]. Эти виды комаров участвуют в циклах передачи вируса в городских и сельских районах.
Комары А. аegypti являются общим вектором для всех генотипов вируса Чикунгунья, а А. а1ЬорШш - это вектор, главным образом, для Южно-Африканского и Азиатского генотипа, играющий основную роль в повышении эпидемического потенциала возбудителя за последнее десятилетие [1, 21-23].
Эффективность трансмиссии патогена комарами А. аegypti составляет 83,3 %, а А. albopictus -96,7 % [23, 24]. Вероятно, это связано с наличием у А. аegypti иммунных механизмов, ограничивающих репродукцию в них вируса [25]. Вследствие этого репродукция вируса Чикунгунья в клетках комаров проходит с более низкой скоростью, чем в клетках млекопитающих [10].
Комары A. albopictus имеют более широкий ареал распространения (около 40 % всей территории суши), чем А. аegypti. Доказана возможность трансматериковой передачи A. albopictus в ходе авиационных или морских перевозок [9, 22].
Важно отметить, что у А. аegypti показано наличие вертикальной трансмиссии, это указывает на то, что комары данного вида являются не только вектором передачи, но и резервуаром вируса в природе [26].
В результате укуса инфицированного комара ви-рионы возбудителя лихорадки Чикунгунья проникают в капилляры кожи и через кровь в региональный лимфоузел. После репродукции вирус проникает в органы-мишени - суставы, мышцы, кожу, реже печень, почки, глаза и центральную нервную систему (ЦНС). Поражение этих органов часто связано с заметной инфильтрацией мононуклеарных клеток, таких как моноциты и макрофаги. Исследования, выполненные с представителями различных генотипов вируса Чикунгунья, выявили отсутствие значимых различий тропизма для всех четырех генотипов.
Продолжительность вирусемии составляет 7-12 сут, высота вирусемии может достигать 109-1012 вирусных частиц в 1 мл [27]. В отличие от других альфавирусов (вирусы леса Семлики, Росс-Ривер, венесуэльского энцефаломиелита лошадей) возбудитель лихорадки Чикунгунья не реплицируется в одноядерных клетках периферической крови: лимфоцитах, дендритных клетках, Т-киллерах. Ключевыми клетками для репродукции вируса являются дер-мальные фибробласты, мигрирующие моноциты, макрофаги и эндотелиальные клетки. Исследования in vitro установили, что эти клетки являются более чувствительными к инфицированию возбудителем лихорадки Чикунгунья [11].
Мононуклеарная инфильтрация клеток и вирусная репликация в мышечных клетках (особенно клеток скелетных мышц) и фибробластах капсулы суставов приводят к изнурительной артралгии, ми-алгии, а в некоторых случаях и артриту [28]. В то время как острые симптомы обычно проходят в течение двух недель, артралгия и миалгия может продолжаться от нескольких недель до нескольких месяцев или даже лет [4]. Хроническое заболевание связано с продолжающейся репликацией вируса в клетках-мишенях или формированием самоподдерживающегося воспалительного механизма, который приводит к повреждению тканей организма человека [29].
Вирус Чикунгунья классифицируют как артри-тогенный (но не нейротропный или энцефалитоген-ный) альфавирус Старого Света [27].
тем не менее есть сообщения о случаях энцефалита и синдрома Гийена-Барре после перенесенной инфекции [3, 30]. Вирус Чикунгунья обнаружили в крови и спинномозговой жидкости новорожденных и взрослых пациентов с энцефалопатией [31]. Исследования на белых мышах, инфицированных возбудителем лихорадки Чикунгунья, позволяют предположить, что вирусные частицы могут войти в
ЦНС через пространства Вирхова-Робена [3]. После этого происходит репродукция вируса в сосудистом сплетении эпителиальных клеток, мягкой и паутинной оболочках мозга [3]. Полученные данные позволяют разъяснить механизм, приводящий к инфицированию вирусом Чикунгунья ЦНС человека.
Вирус Чикунгунья впервые выделен в Танзании в 1952 г. из сыворотки крови больного мужчины. В дальнейшем описаны небольшие эпидемические вспышки в отдельных районах Африки и Азии. Эта ситуация коренным образом изменилась к концу 2004 г., когда началась первая крупная вспышка заболевания, вызванного вирусом Чикунгунья [22]. С тех пор количество людей, инфицированных этим возбудителем, исчисляется миллионами. На сегодняшний день масштабные эпидемии заболевания, вызванного возбудителем лихорадки Чикунгунья, отмечены в некоторых регионах Африки, Азии, а также в тропических районах Северной, Центральной и Южной Америки [22].
Большинство вспышек лихорадки Чикунгунья в 2004-2012 гг. вызвано Азиатским генотипом вируса. В Таиланде в 1958 г. впервые выявлены, а в 1976-1995 гг. повторно зарегистрированы спорадические вспышки заболевания, вызванные вирусом Азиатского генотипа. Новая крупномасштабная вспышка в Таиланде в 2008-2009 гг., в ходе которой выявлено свыше 50 тыс. случаев заболевания, связана с распространением не Азиатского, а Южно-Африканского генотипа вируса Чикунгунья. основным вектором передачи инфекции в ходе данной вспышки были комары А. albopictus. Штаммы возбудителя, выделенные от заболевших, характеризовались наличием вышеупомянутой мутации белка Е1 (замена аланина в позиции 226 на валин) [32].
Азиатский генотип быстро распространился в Северной и Южной Америке после его выявления на острове Сен-Мартен (Карибское море) в октябре 2013 г. Это была первая вспышка заболевания вирусом Чикунгунья в Новом Свете. До этого все зарегистрированные случаи заболевания имели завозной характер и не сопровождались возникновением эпидемических вспышек, несмотря на наличие потенциального вектора передачи, комаров А. albopictus [23]. Месяц спустя возбудитель уже распространился на другие острова бассейна Карибского моря [33].
Все зарегистрированные в последующие годы вспышки заболевания в Северной и Центральной Америке вызваны Азиатским генотипом [34]. ЮжноАфриканский генотип проник в Южную Америку из Анголы в мае 2014 г. в Фейра-ди-Сантана (штат Байо, Бразилия). Кроме того, в Бразилии (на севере страны) распространился также Азиатский генотип возбудителя лихорадки Чикунгунья [35]. Проведенный эпидемиологический анализ показал, что в результате появления двух генотипов возбудителя в Бразилии 94 % населения страны находятся в группе риска по заболеванию. В 2015 г. Министерство здравоохранения Бразилии сообщило в общей сложности о 20661
случае лихорадки Чикунгунья. Диагностика инфекции осложнена тем, что по клинической картине заболевания лихорадка Чикунгунья весьма схожа с лихорадками денге и Зика [35]. Более того, сезонные эпидемические циклы этих инфекций также практически совпадают, так что возможна одновременная циркуляция всех трех указанных патогенов. Скорость распространения инфекции заметно снижается при температуре ниже 20 и полностью прекращается при температуре 15 °С.
К концу декабря 2015 г. общее число заболевших в Северной, Центральной и Южной Америке превысило 1 млн человек, 73 случая заболевания завершились летальным исходом [4, 23, 34].
Х.И. Yao et а1 [33] сообщили о случаях заболевания, вызванного вирусом Чикунгунья, во Франции. заболели двое детей (девочка 8 лет и мальчик 10 лет) спустя два дня после возвращения во Францию с о. Мартиника. У детей выявлена макропапулезная сыпь и петехии на руках и ногах. Осмотр показал наличие множественных укусов комаров. Вирус Чикунгунья от заболевших выделен специалистами Тулузского университета.
В результате проведенного секвенирования фрагмента гликопротеина Е1 возбудителя размером 205 нуклеотидов установлено, что выделенный штамм относится к Азиатскому генотипу. Секвенирование выявило отсутствие замены в позиции 226 (аланина на валин), которая необходима для адаптации патогена в комарах А. albopictus. Штаммы вируса, выделенные во время двух вспышек лихорадки Чикунгунья, в ходе которых вектором передачи служили комары А. albopictus, содержали указанную замену аминокислоты в позиции 226 гликопро-теина Е1. Последнее обстоятельство имеет весьма существенное значение, поскольку именно комары А. а^орШш представляют основную опасность как вектор распространения заболевания, вызываемого вирусом Чикунгунья в Европе, так как площадь ареала распространения комаров данного вида в южной Франции составляет 91150 км2. Численность населения этого региона около 13 млн человек [33].
А. Requena-Mëndez et а1 [36] описали 10 случаев заболевания, вызванного возбудителем лихорадки Чикунгунья, в испании. заболели туристы, вернувшиеся из Гаити (2 человека) и Доминиканской Республики (7). Еще один из заболевших посетил обе эти страны. Заболевания во всех случаях начались в пятидневном интервале после возвращения в Испанию. Симптомы заболевания включали лихорадку, артралгию и артриты. Выделенный штамм относится к Азиатскому генотипу.
Описанные случаи указывают на возможность возникновения вспышки заболевания, вызванного вирусом Чикунгунья, в южно-европейских странах.
С момента повторного появления лихорадки Чикунгунья в 2004 г. значительно вырос уровень знания биологии вируса. Однако требуются дальнейшие исследования, чтобы полностью прояснить
механизмы возникновения заболевания. Важное значение будет иметь идентификация клеток, в которых происходит репродукция вируса во время периода виремии. Это не только повысит понимание патогенеза заболевания, вызванного вирусом Чикунгунья, но и определит направления противовирусной терапии. Другим важным направлением станет определение специфических вирусных рецепторов.
Лабораторная диагностика основана на выявлении в клиническом материале РНК вируса с помощью ОТ-ПЦР и/или выявления специфических антител в сыворотках крови реконвалесцентов с помощью ИФА [37].
Средства специфической профилактики и лечения лихорадки чикунгунья в настоящее время отсутствуют [27, 38].
Проводится доклиническое изучение следующих кандидатов в вакцины: формолинактивирован-ная вакцина, вирусоподобные частицы, химерные альфавирусы, ДНк-вакцина, аттенуированный с помощью методов обратной генетики штамм вируса Чикунгунья [38].
в качестве лабораторных животных на первых этапах доклинических испытаний вакцин используют белых мышей различных линий.
разработке вакцины против лихорадки Чикунгунья до недавнего времени препятствовало отсутствие лабораторной модели, позволяющей изучить особенности хронической инфекции, вызванной вирусом Чикунгунья. R.L. Seymour et al. [2] предложили использовать для данной цели белых мышей линий RAG1-- и C57BL/6 8-10-недельного возраста. Эти мыши являются иммунодефицитными по образованию Т- и В-лимфоцитов. Данные лабораторные животные были использованы при проведении доклинических испытаний генно-инженерной вакцины (клон 181), по результатам которых сделано заключение о безопасности кандидата в вакцины.
основной лабораторной моделью для экспериментального изучения заболевания, вызываемого вирусом Чикунгунья, являются низшие приматы. их основное преимущество перед другими лабораторными животными состоит в том, что они являются естественными хозяевами вируса в природе. Патогенез заболевания у низших приматов имеет в общих чертах такую же клиническую картину, как патогенез заболевания у человека (лихорадка, сыпь, вирусемия, продукция интерферона типа 1). У инфицированных вирусом Чикунгунья низших приматов формируются специфические Т- и В-лимфоциты, продуцирующие ВНА и специфические CD4+ и CD8+ клетки. инфицирование вирусом Чикунгунья приводит к развитию персистентной инфекции у различных видов низших приматов, в особенности у макак циномолгусов, вследствие того, что инфекционный вирус присутствует в селезенке, печени и мышечной ткани животных спустя 44 дня после инфицирования [39]. Вследствие этого низшие приматы рассматриваются в качестве основной модели при проведении
испытаний средств защиты в отношении лихорадки Чикунгунья.
Среди разрабатываемых препаратов для экстренной профилактики и лечения заболевания необходимо упомянуть антителосодержащие препараты, интерферон, химиопрепараты (рибавирин, хлорок-вин, арбидол, ингибиторы фурина, ингибиторы репродукции вируса), антисмысловые олигонуклеоти-ды и siРНК [38].
Единственный дошедший до стадии клинических испытаний препарат - хлороквин - не показал обнадеживающих результатов [40]. Учитывая высокую потенциальную опасность, вызываемую вирусом Чикунгунья для здравоохранения, поиск новых противовирусных препаратов имеет первостепенное значение.
Данные испытаний на лабораторных животных указывают на перспективы использования для лечения заболевания антителсодержащих препаратов [41]. Комплексы вирус-антитело распознаются Fc-рецепторами иммунных клеток, таких как макрофаги [42]. Наиболее перспективным является использование антител к оболочечным гликопротеи-нам вируса. Следует отметить, что для эффективной терапии необходим набор антител, поскольку вирус Чикунгунья содержит множественные рецептор-связывающие домены. Дальнейшие исследования должны направляться на поиск МКАт, препятствующих слиянию мембран вируса и чувствительной клетки. Следовательно, основное внимание должно уделяться дальнейшей идентификации нейтрализующих антител, которые мешают слиянию вируса с чувствительными клетками [43]
Получены данные о том, что антителотерапия с использованием МКАт может предотвратить хроническую инфекцию у мышей. Проверка эффективности антителотерапии в организме человека, как ожидается, будет выполнена в ближайшее время в ходе клинического исследования, в котором будет проведена оценка влияния антител к вирусу Чикунгунья для профилактики заболевания у новорожденных [43]. Эта группа пациентов представляет особый интерес, так как новорожденные более склонны к развитию тяжелого заболевания, и болезнь можно лечить на ранних стадиях [38].
Переоценка опасности вируса Чикунгунья для здравоохранения в последние годы является наглядным примером действенности эволюционных факторов филогенеза возбудителя. Одной единственной аминокислотной замены в гликопротеине Е1 (ала-нина в позиции 226 на валин) оказалось достаточно для многократного повышения вирулентности возбудителя [5]. Как следствие, пересмотр роли вируса Чикунгунья от возбудителя, вызывающего локальные вспышки в ограниченных регионах, до этиологического агента заболевания, представляющего угрозу для здравоохранения многих стран мира, обуславливающую необходимость разработки современных средств диагностики, профилактики и лечения.
конфликт интересов. Авторы подтверждают отсутствие конфликта финансовых/нефинансовых интересов, связанных с написанием статьи.
References / список литературы
1. Zouache K., Failloux A. Insect-pathogen interactions: contribution of viral adaptation to the emergence of vector-borne diseases, the example of Chikungunya. Curr. Opin. Insect Sci. 2015; 10:14-21. DOI: 10.1016/j.cois.2015.04.010.
2. Seymour R.L., Adams A.P., Leal G., Alcorn M.D., Weaver S.C. A rodent model of Chikungunya virus infection in RAG1-/-mice, with features of persistence, for vaccine safety evaluation. PLoS Negl. Trop. Dis. 2015; 9(6):e000380. DOI: 10.1371/journal. pntd.0003800.
3. Couderc T., Lecuit M. Chikungunya virus pathogenesis: From bedside to bench. Antiviral. Res. 2015; 121:120-31. DOI: 10.4269/ajtmh.2011.10-0725.
4. Foissac M., Javelle E., Ray S., Guerin B., Simon F. Post-Chikungunya rheumatoid arthritis, Saint Martin. Emerg. Infect. Dis. 2015; 21(3):530-2. DOI: 10.3201/eid2103.141397.
5. Van Dujl-Richter M.K., Hoornweg T.E., Rodenhuis-Zybert I.A., Smit J.M. Early Events in Chikungunya Virus Infection-From Virus Cell Binding to Membrane Fusion. Viruses. 2015; 7(7):3647-74. DOI: 10.3390/v7072792.
6. The Togaviridae and Flaviviridae. N.Y.: Plenum Press; 1986. P. 265-72.
7. Sun S., Xiang Y., Akahata W., Holdaway H., Pal P., Zhang X., Diamond M.S., Nabel G.J., Rossman M.G. Structural analyses at pseudo atomic resolution of Chikungunya virus and antibodies show mechanisms of neutralization. eLife. 2013; 2:e00435. DOI: 10.7554/ eLife.00435.
8. Weaver S.C., Forrester N.L. Chikungunya: Evolutionary history and recent epidemic spread. Antiviral Res. 2015; 120:32-9. DOI: 10.1016/j.antiviral.2015.04.016.
9. Miller M.J., Loaiza J.R. Geographic expansion of the invasive mosquito Aedes albopictus across Panama - implications for control of dengue and Chikungunya viruses. PLoS Negl. Trop. Dis. 2015; 9(1):e000338. DOI: 10.1371/journal.pntd.0003383.
10. Acharya D., Paul A.M., Anderson J.F., Huang F., Bai F. Loss of glycosaminoglycan receptor binding after mosquito cell passage reduces Chikungunya virus infectivity. PLoS Negl. Trop. Dis. 2015; 9(10):e0004139. DOI: 10.1371/journal.pntd.0004139.
11. Bordi L., Caglioti C., Lalle E., Castilletti C., Capobianchi M.R. Chikungunya and Its Interaction With the Host Cell. Cur. Trop. Med. Rep. 2015; 2(1):22-9. DOI 10.1007/s40475-015-0038-y.
12. Kirschhausen T., Owen D., Harrison S.C. Molecular structure, function and dynamics of clathrin-mediated membrane traffic. Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 2014; 6:122-5. DOI: 10.1101/csh-perspect.a016725.
13. Sourisseau M., Shilite G., Casartelli N., Troillet C., Guivel-Benhassine F., Rudnicka D., Sol-Foulon N., Le Roux K., Prevost M.C., Fsihi H., Frenkiel M.P., Blanchet F., Afonso P.V., Ceccaldi P.E., Ozden S., Gessain A., Schuffenecker I., Verhasselt B., Zamborlini A., Saib A., Rey F.A., Arenzana-Seisdedos F., Despres P., Michault A., Albert M.L., Schwartz O. Characterization of reemerg-ing Chikungunya virus. PloSPathog. 2007; 3(6):e89. DOI: 10.1371/ journal.ppat.0030089.
14. Tsetsarkin K.A., Vanlandingham D.L., McGee C.E., Higgs S. A single mutation in Chikungunya virus affects vector specificity and epidemic potential. PLoS Pathog. 2007; 3(12):1895-906. DOI: 10.1371/journal.ppat.0030201.
15. Tsetsarkin K.A., Chen R., Leal G., Forrester N., Higgs S., Huang J., Weaver S.C. Chikungunya virus emergence is constrained in Asia by lineage-specific adaptive landscapes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2011; 108:7872-7. DOI: 10.1073/pnas.1018344108.
16. Stapleford K.A., Coffey L.L., Lay S, Borderia A.V., Duong V., Isakov O., Rozen-Gagnon K., Arias-Goeta C., Blanc H., Beaucourt S., Haliloglu T., Schmitt C., Bonne I., Ben-Tal N., Shomron N., Failloux A.B., Buchy P., Vignuzzi M. Emergence and transmission of arbovirus evolutionary intermediates with epidemic potential. Cell Host Microbe. 2014; 15:706-16. DOI: 10.1016/j.chom.2014.05.008.
17. Tsetsarkin K.A., McGee C.E., Volk S.M., Vanlandinham D.L., Weaver S.C., Higgs S. Epistatic roles of E2 glycoprotein mutations in adaptation of Chikungunya virus to Aedes albopictus and Ae. aegypti mosquitoes. PloS One. 2009; 4(8):e683. DOI: 10.1371/ journalpone.0006835.
18. Tsetsarkin K.A., Chen R., Yun R., Rossi S.L., Plante K.S., Guerbois M., Forrester N., Pemg G.C., Sreekumar E., Leal G., Huang J., Mukhopadhyay S., Weaver S\C. Multi-peaked adaptive landscape for Chikungunya virus evolution predicts continued fitness optimization in Aedes albopictus mosquitoes. Nat. commun. 2014; 5:4084-7. DOI: 10.1038/ncomms5084.
19. Zeng X., Mukhopadhyay S., Brooks C.L. Residue - level resolution of alphavirus envelope protein interactions in pH-depen-dent fusion. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2015; 112:2034-9. DOI:
10.1073/pnas.1414190112.
20. Van Duijl-Richter M.K., Blijleven J., van Oijen A., Smit J.M. Chikungunya virus fusion properties elucidated by single -particle and bulk approaches. J. Gen Virol. 2015; 96(8):2122-32. DOI: 10.1099/vir.0.000144.
21. Huang Y.J., Higgs S., Horne K.M., Vanlandingham D.L. Flavivirus-mosquito interactions. Viruses. 2014; 6(11):4703-30. DOI: 10.3390/v6114703.
22. Rougeron V., Sam I.C., Caron M., Nkoghe D., Leroy E., Roques P. Chikungunya, a paradigm of neglected tropical disease that emerged to be a new health global risk. J. Clin. Virol. 2015; 64:144-52. DOI: 10.1016/j.jcv.2014.08.032.
23. Vega-Rúa A., Lourenfo-de-Oliveira R., Mousson L., Vazeille M.,Tuchs S., Yébakima A., Gustave J., Girod R., Dusfour I., Leparc-Goffart I., Vanlandingham D.L., Huang Y.J., Lounibos L.P., Mohamed Ali S., Nougairede A., de Lamballerie X., Failloux A.B. Chikungunya virus transmission potential by local Aedes mosquitoes in the Americas and Europe. PLoS Negl. Trop. Dis. 2015; 9(5):e0003780. DOI: 10.1371/journal.pntd.0003780.
24. Vega-Rúa A., Zouache K., Girod R., Failloux A.B., Lourenfo-de-Oliveira R. High level of vector competence of Aedes aegypti and A. albopictus from ten American countries as a crucial factor in the spread of Chikungunya virus. J Virol. 2014; 88(11):6294-306. DOI: 10.1128/jvi.00370-14.
25. McFarlane M., Arias-Goeta C., Martin E., O'Hara Z., Lulla A., Mousson L., Rainey S.M., Misbah S., Schnettler E., Donald C.L., Merits A., Kohl A., Failloux A.B. Characterization of Aedes aegypti innate-immune pathways that limit Chikungunya virus replication. PLoS Negl. Trop. Dis. 2014; 8(7):e2994. DOI: 10.1371/journal. pntd.0002994.
26. Agarwal A., Dash P.K., Singh A.K., Sharma S., Gopalan N., Rao P.V., Parida M.M., Reiter P. Evidence of experimental vertical transmission of emerging novel ECSA genotype of Chikungunya virus in Aedes aegypti. PLoS. Negl. Trop. Dis. 2014; 8(7):e2990. DOI: 10.1371/journal.pntd.0002990.
27. Petitdemange C., Wauquier N., Vieillard V. Control of im-munopathology during Chikungunya virus infection. J. Allergy Clin. Immunol. 2015; 135(4):846-55= DOI: 10.1016/j.jaci.2015.01.039.
28. Issac T.H., Tan E.L., Chu J.J. Proteomic profiling of Chikungunya virus-infected human muscle cells: reveal the role of cy-toskeleton network in Chikungunya virus replication. J. Proteomics. 2014; 108:445-64. DOI: 10.1016/j.jprot.2014.06.003.
29. Chen W., Foo S.S., Sims N.A., Herrero L.J., Walsh N.C., Mahalingam S. Arthritogenic alphaviruses: new insights into ar-thriris and bone pathology. Trends. Microbiol. 2015; 23:35-43. DOI: 10.1016/j.tim.2014.09.005.
30. Chusri S., Siripaitoon P., Hirunprat S., Silpapojakul K. Case report of neuro-Chikungunya in Southern Thailand. Am. J. Trop. Med. Hyg. 2011; 85:386-9. DOI: 10.4269/ajtmh.2011.10-0725.
31. Grivard P., Le Roux K., Laurent P., Fianu A., Perrau J. Molecular and serological diagnosis of Chikungunya virus infection. Pathol. Biol. 2007; 55:490-4.DOI: 10.1016/j.patbio.2007.07.002.
32. Wanlapakorn N., Thongmee T., Linsuwanon P., Chattakul P., Vongpunsawad S., Payungporn S., Poovorawan Y. Chikungunya outbreak in Bueng Kan Province, Thailand, 2013. Emerg. Infect. Dis. 2014; 20(8):1404-6. DOI: 10.3201/eid2008.140481.
33. Yao X.H Zhang H.L., Wang P.Y., Mansuy J.M., Grouteau E., Mengelle C., Claudet I., Izopet J. Chikungunya in the Caribbean as threat to Europe. Emerg. Infect. Dis. 2014; 20:1423-5. DOI: 10.3201/eid2008.140650.
34. Faraji A., Egizi A., Fonseca D.M., Unlu I., Crepeau T., Healy S.P., Gaugler R. Comparative host feeding patterns of the Asian tiger mosquito, Aedes albopictus, in urban and suburban Northeastern USA and implications for disease transmission. PLoS. Negl. Trop. Dis. 2014; 8(8):e3037. DOI: 10.1371/iournal.pntd.0003037.
35. Faria N.R., Lourenco J, de Cerqueira E.M., de Lima M.M., Pybus O., Alcantara L.C.J. Epidemiology of Chikungunya virus in Bahia, Brazil, 2014-2015. PLoS Curr. 2016; 8. pii: ecurrents.out-breaks.c97507e3e48efb946401755d468c28b2. DOI: 10.1371/cur-rents.outbreaks.c97507e3e48efb946401755d468c28b2.
36. Requena-Méndez A., Garcia C., Aldasoro E., Vicente J.A., Martínez M.J., Pérez-Molina J.A., Calvo-Cano A., Franco L., Parrón I., Molina A., Ruiz M., Alvarez J., Sánchez-Seco M.P., Gascón J. Cases of Chikungunya virus infection in travellers returning to Spain from Haiti or Dominican Republic, April-June 2014. Euro Surveill. 2014; 19(28):20853. DOI: 10.2807/1560-7917.es2014.19.28.20853.
37. Kam Y.W., Pok K.Y., Eng K.E., Tan L.K., Kaur S., Lee W.W., Leo Y.S., Ng L.C., Ng L.F. Sero-prevalence and cross-reactivity of Chikungunya virus specific anti-E2EP3 antibodies in arbovi-rus-infected patients. PLoS. Negl. Trop. Dis. 2015; 9(1):e3445. DOI: 10.1371/journal.pntd.0003445.
38. Thiberville S.D., Moyen N., Dupuis-Maguiraga L., Nougairede A., Gould E.A., Roques P., de Lamballerie X. Chikungunya fever: epidemiology, clinical syndrome, pathogenesis and therapy. Antiviral Res. 2013; 99(3):345-70. DOI: 10.1016/j. antiviral.2013.06.009.
39. Broeckel R., Haese N., Messaoudi I., Streblow D.N. Nonhuman primate models of Chikungunya virus infection and dis-
ease (CHIKV NHP Model). Pathogens. 2015; 4(3):662-81. DOI: 10.3390/pathogens4030662.
40. De Lamballerie X., Boisson V., Reyner J.C., Enault S., Charrel R.N. On Chikungunya acute infection and chloroquine treatment. Vector. Borne. Zoonotic. Dis. 2008; 8:837-9. DOI: 10.1089/ vbz.2008.0049.
41. Hawman D.W., Stoemer K.A., Montgomery S.A., Pal P., Oko L., Diamond M.S., Morrison T.E. Chronic Joint Disease caused by persistent Chikungunya virus unfection is controlled by the adaptive immune response. J. Virol. 2013; 87:13878-88. DOI: 10.1128/ JVI.02666-13.
42. Solignat M., Cay B., Higgs S., Briant L., Devaux C. Replication cycle of Chikungunya: a re-emerging arbovirus. Virology. 2009; 393:183-97. DOI: 10.1016/j.virol.2009.07.024.
43. Pal P., Fox J.M., Hawman D.W., Huang Y.J., Messaoudi I., Kreklywich C., Denton M., Legasse A.W., Smith P.P., Johnson S., Axthelm M.K., Vanlandingham D.L., Streblow D.N., Higgs S., Morrison T.E., Diamond M.S. Chikungunya viruses that escape monoclonal antibody therapy are clinically attenuated, stable, and not purified in mosquitoes. J. Virol. 2014; 88(15):8213-26. DOI: 10.1128/jvi.01032-14.
Authors:
Sizikova T.E., Sakharov R.V., Pistsov M.N., Pashchenko Yu.I., Lebedev V.N., Borisevich S.V. 48th Central Research Institute of the Ministry of Defense of the Russian Federation. Sergiev Possad, 141306, Russian Federation. E-mail: 48cnii@mil.ru.
об авторах:
Сизикова Т.Е., Сахаров Р.В., Писцов М.Н., Пащенко Ю.И., Лебедев В.Н., Борисевич С.В. 48 Центральный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации. Российская Федерация, 141306, Сергиев Посад. E-mail: 48cnii@mil.ru.
Поступила 02.11.18. Отправлена на доработку 18.01.19.
Принята к публ. 08.08.19.
