病毒进化:环境因素下不断变化的优先事项

人类宿主病毒进化已经发生了几十万年,自从现代人类。人类病毒感染的证据甚至印在我们的DNA,,例如,残留的逆转录酶病毒从之前的感染可以观察到。今天,宿主病毒进化的继续,受到环境因素影响和塑造,应用变异病毒的选择性压力,有利于变异是最适合生存在变化的景观。有时,突变帮助病毒生存某些情况下,例如,在一个主机在慢性感染,具体影响健身在不同的情况下,例如,主机之间传输。因此,宿主环境变化决定病毒进化。

本文将描述这两种病毒不断变化的场景,人类副流感病毒病毒(HPIV)和人类免疫缺陷病毒(HIV),突出一些选择性压力迅速变异病毒。

人类副流感病毒病毒(HPIV):一个重要呼吸道病毒

HPIVs笼罩,单链RNA病毒属于副黏液病毒科家庭。HPIVs有三种,1、2和3,最后占大多数感染。5岁以下儿童住院的发烧和/或严重的呼吸道感染在美国,4到14%已被归因于HPIV感染。这也是一个明显的呼吸道病毒在免疫功能低下的患者,如移植受者和老年人。

“目前,我们没有有效的疫苗或治疗HPIVs,”解释道安妮Moscona宿主-病原体相互作用和中心主任教授,哥伦比亚大学儿科学系。Moscona调查的影响环境,或主机设置,HPIV病毒进化和健身。“HPIV3往往的单链RNA基因组变异迅速因为它的聚合酶缺乏修复功能。因此,HPIV3适应宿主,人类在活的有机体内或文化在体外”Moscona阐述了病毒的动力学。

HPIV进入宿主细胞:需要两到探戈

HPIV病毒进入宿主细胞通过两个病毒表面糖蛋白的齐心协力、受体结合蛋白hemagglutinin-neuraminidase (HN)和融合(F)的蛋白质。”接下来的四个角色。首先,它稳定pre-fusion F,防止过早激活。第二,HN介导绑定到主机显示α2-3或α2-6-linked终端唾液酸受体;这个交互称为贪欲的力量。第三,一旦参与宿主受体,HN触发F,意义F诱导结构改变,导致皮尔斯和启动与宿主细胞膜融合。最后,HN劈开受体,分离。正如你所看到的,它是一个严格精心策划的过程,“Moscona描述。

给定的密切监管性质之间的交互环和F,在期间推出的关键残基突变病毒复制动态改变主机条目。特定的突变将会有利,不利的或中性的病毒,根据主机的条件。“适合HPIV3变体,即。有利的突变,在活的有机体内在急性感染宿主受体HN活动性较低,这使得病毒达到之前的下呼吸道和更深的肺组织试图感染。合适的变体也确保接下来不会过早地触发F,否则该病毒将“激活”之前接触宿主细胞,F蛋白不会意义皮尔斯主机膜也开始融合和触发器将被浪费了”,阐述了Moscona。

“相比之下,在体外立即,病毒与细胞接触文化,所以过早激活并不是一个问题。持续感染的在这种情况下,更高的HN活动性增强宿主受体和F触发成为优势,促进细胞间传播。因此,主持人决定病毒进化的条件。在急性感染突变通常是不利的在活的有机体内在人类可以成为优势在体外在持续感染文化”。

HPIV在宿主免疫功能不全的一个持久的场景在活的有机体内

不同的场景发生在免疫功能低下的患者和患者明确的急性感染。免疫功能不全的主机不迅速或正确清楚HPIV3由于免疫功能,它允许病毒不再居住在肺癌和建立持续感染的机会。“在长时间的肺、病毒的发展,和健身适用同样的原则。有利的突变,”Moscona解释道。确定有利的突变,Moscona和她团队Alex Greninger合作,华盛顿大学的研究HPIV3进化在两个免疫功能低下的患者通过测序病毒患者鼻拭子或支气管肺泡灌洗。符合更高的HN宿主受体突变贪欲和增强F引发出来。

”突变,支持持续感染在活的有机体内在免疫功能不全的主机镜像突变,帮助了病毒的传播在体外在文化,即H552Q接下来的突变,我们确定了在早先的研究中。给定的时间演变的肺,病毒获得突变帮助它生存在宿主细胞间传播,与文化。这与突变,而不是帮助HPIV3从主机到主机传输,如降低HN宿主受体贪欲和F触发控制,这是需要允许病毒粒子遍历呼吸道没有激活,”阐述了Moscona。

应该注意的是,两个研究参与者之一也得到了DAS181治疗,一种唾液酸酶的药物,条唾液酸的宿主细胞,这是在调查中为人类治疗下呼吸道副流感病毒感染免疫功能不全的患者。对待文化在体外与DAS181已经找到喜欢的出现fusion-promoting吗H552Q突变在接下来的。因此,选择性压力,引发了接下来的H552Q突变在体外在文化有效地复制到主机。尽管小数字和混杂因素在这项研究中,相同的突变的出现在免疫功能不全的主机和文化,也就是说,H552Q接下来的突变,有趣的是,提高重要的治疗注意事项。“这是暗示持续感染的肺也会促进HPIV3 HN H552Q突变。这是一个相关的发现和进一步的研究是必要的,但它确实让人担心,这种形式的host-directed DAS181疗法,和我建议密切监测患者免疫功能不全的这种药物对fusion-promoting突变的出现,“Moscona解释道。

Moscona进一步补充说,重要的是要考虑到病毒迅速,巧妙地适应他们的环境,发展适合主机设置。如果主机设置的变化,因此也将病毒进化改变生存。“Host-directed疗法——DAS181劈开唾液酸从主机,或其他疗法改变宿主受体分子,膜或先天免疫途径——都将提供一个对病毒进化选择压力!”Moscona总结道。“病毒进化选择压力下的特别关注免疫受损患者长期持续性感染,至少在这群地利亚。治疗持续感染病毒需要策略,阻止细胞间病毒一旦感染传播。也可能直接抗病毒药物,针对病毒,而不是那些目标主机,可能是有利的。”

人类免疫缺陷病毒(HIV):持续的健康威胁

艾滋病毒是一个包裹,属于单链RNA病毒Retroviridae家庭。一旦病毒进入宿主细胞,它的RNA基因组是反向转录成双链DNA,整合到宿主基因组。艾滋病毒是分为两种类型,HIV - 1和hiv - 2,前者导致更多进步的疾病。然而,两个艾滋病毒类型大大有助于全球疾病负担和负责获得性免疫缺陷综合症(艾滋病)。尽管管理重大进展感染和传播,全世界有3840万艾滋病毒携带者2021年,连同150万新病例和650000个艾滋病人死亡。在艾滋病毒感染者中,2870万人获得抗逆转录病毒治疗(ART)。

“艺术极大的提高了生活质量生存前景艾滋病毒携带者解释说:“安娜b Abecasis全球卫生和热带医学院教授卫生和热带医学研究所,大学新葡京,葡萄牙。“普遍的艺术使用的社区也降低艾滋病毒传播的风险,导致艾滋病毒感染率下降。bet188真人不幸的是,尽管进展,根除病毒的障碍仍然存在,因为,在许多其他原因,耐药艾滋病病毒毒株之一,发展的变异迅速。”

艾滋病毒阴阳:在宿主进化和主机之间传输

根除艾滋病,必须理解宿主中的病毒进化的动力与主机之间的病毒传播,为了实现适当的策略。“hiv - 1在宿主进化是由选择性压力,例如,宿主免疫反应或艺术。随机突变可能授予一个hiv - 1的优势,例如,帮助它逃避宿主的免疫系统或规避艺术抑制剂,例如,蛋白酶抑制剂,允许建立慢性感染的病毒。同时,突变是有利的在某些选择压力可能产生成本,如受损的复制,这将导致低病毒载量和可能减少遗传性,”Abecasis阐述了。

尽管主机之间传输之前被认为主要是偶然发生,越来越多的研究表明,选择性压力同样操作。“选择性压力病毒传播的贡献是由多个证据的支持,“Abecasis概述。“首先,多项研究表明,某些hiv - 1菌株顺利地传播主机之间。传染性在hiv - 1变种,尤其高更相似祖先的菌株,这表明当代,高度进化的菌株在主机可以不适合传输。其次,特定病毒的结构特点信封蛋白质可能使传输,再次表明选择性压力主机到主机蔓延。“因此,主机之间传播hiv - 1可能由两个决定随机和选择性压力。

总的来说,hiv - 1在宿主进化是对病毒传播的平衡。突变,有利于慢性hiv - 1感染可能不利于传输动力学;然而,变异病毒传播,治疗具有重要意义。

艾滋病病毒耐药性:宿主中的发展和主机之间传播

在hiv - 1突变体可以在主机之间传输,耐药性病毒的特点是存在问题。“在hiv - 1,我们区分获得性耐药(ADR)传播耐药性(TDR)。前者,美国存托凭证耐药性,发生在个体治疗,通过宿主中的hiv - 1的进化,产生突变,帮助其逃避ART-mediated选择性压力。另一方面,热带病研究和培训特别规划被定义为耐药性发生在感染宿主的病毒毒株已经港口耐药性突变,“Abecasis阐述了耐药性的两种模式之间的区别。

Abecasis研究美国存托凭证和热带病研究和培训特别规划的趋势在不同的人群,包括在欧洲。在葡萄牙,Abecasis参与最好的希望在葡萄牙,一群新确诊的艾滋病患者。“重要的是在ADR监测趋势和热带病研究和培训特别规划,因为他们是不受欢迎的问题,“Abecasis说她的研究兴趣。“ADR的主要原因是较低的患者坚持治疗。可以减轻使用抗逆转录病毒药物ADR具有更高的遗传障碍,这意味着他们不轻松诱导耐药性。”

热带病研究和培训特别规划也是有问题的,尤其是对病人合同一个hiv - 1的变体窝藏一线药物的耐药性。在这种情况下,病人不能推荐的一线治疗,因为它将对耐药菌株是无效的。病人必须解决二线治疗方案,这可能是更贵,有副作用,也可能更不方便的日常药物的剂量和数量。”我们的工作和由其他组的工作表明,许多热带病研究和培训特别规划突变已经流传和病人间传播了很长一段时间。使用抗逆转录病毒药物应该减少热带病研究和培训特别规划利率较高的遗传障碍。然而,我们认为,这并非如此在非洲的一些地区病人的依从性很低。”

此外,Abecasis热带病研究和培训特别规划的研究已经阐明高危人群。“我们传播集群方法允许我们识别高危人群热带病研究和培训特别规划。在一个最近的调查显示,820名患者用新诊断hiv - 1在葡萄牙感染在2014年至2019年之间,我们发现89年热带病研究和培训特别规划。出乎意料,热带病研究和培训特别规划更有可能在异性传播相比,传播与男性发生性关系的男性,尽管先前的研究发现热带病研究和培训特别规划更多的可能后者人口。”

总的来说,美国存托凭证和TDR监测可以帮助公共卫生集群和重新评估策略鼓励坚持艺术。它还可以识别风险组针对公共卫生运动。

总的来说,这里讨论的示例演示如何人类宿主病毒进化通过考虑主机条件和发生病毒突变。快速病毒进化产生各种变异病毒,这将有助于繁荣或灭亡的主机,根据主机的条件。帮助病毒突变是青睐,形成病毒进化。更改主机,例如,当治疗管理,可以对病毒造成的选择性压力,改变优先级和支持不同的突变。