Cytomegalowirus (CMV) (z greckiego cyto-, „komórka” i megalo-, „duży”) – rodzaj wirusów z rzędu Herpesvirales, z rodziny Herpesviridae[2][3] z podrodziny Betaherpesvirinae. Ich naturalnymi żywicielami są małpy oraz ludzie. Dotychczas poznano osiem gatunków wirusów tego rodzaju związanych z gatunkiem gospodarza w tym Betaherpeswirus 5 (HCMV, ludzki cytomegalowirus, HHV-5) zdolnego do zakażenia człowieka. Choroby związane z HHV-5 obejmują mononukleozę i zapalenie płuc.[4] W literaturze medycznej większość wzmianek o CMV odnosi się domyślnie do HCMV, który jest najlepiej zbadanym gatunkiem cytomegalowirusów[5]. Cytomegalowirusy wywołują choroby zwane cytomegaliami.[6] Są one najczęstszą przyczyną wad wrodzonych oraz nabytych w okresie poporodowym oraz u płodów.
Informacje ogólne
Cytomegalowirus (CMV) występuje powszechnie na wszystkich szerokościach geograficznych, wśród wszystkich grup socjoekonomicznych. W USA przykładowo zakażonych jest 50-85% ludzi w wieku 40 lat. CMV jest także wirusem najczęściej przenoszonym na płód. Infekcja CMV występuje częściej w krajach rozwijających się oraz na obszarach o obniżonych warunkach socjoekonomicznych. U większości zdrowych ludzi, którzy ulegają zakażeniu CMV po urodzeniu, występują łagodne objawy i nie rozwijają się powikłania. Niektóre osoby z przebiegiem objawowym zakażenia doświadczają zakaźnejmononukleozy z przedłużoną gorączką oraz łagodnego zapalenia wątroby (hepatitis). Powszechnym objawem jest silny ból gardła. Zazwyczaj po zakażeniu człowieka wirus pozostaje w organizmie w stanie uśpienia aż do końca życia. Nawrót choroby jest rzadki, chyba że układ odpornościowynosiciela ulegnie supresji pod wpływem terapii lekowej lub choroby. Z tego powodu dla ogromnej większości ludzi zakażenie CMV nie jest poważnym problemem.
Zakażenie CMV jest jednakże ważne dla pewnych grup ryzyka: (1) płód w czasie ciąży, (2) osoby pracujące z dziećmi, (3) osoby z upośledzoną lub obniżoną odpornością, tacy jak zakażeni wirusem HIV i biorcy narządów.
W wyniku działania wirusa apoptoza komórki nosiciela zostaje zahamowana i dochodzi do masywnego powiększenia tejże komórki (stąd nazwa wirusa)[7][6][4].
Zidentyfikowano i sklasyfikowano także kilka gatunków cytomegalowirusów typowych dla różnych ssaków[8]. Najczęściej badany jest ludzki cytomegalowirus (HCMV), znany również jako ludzki betaherpeswirus 5 (HHV-5). Inne gatunkiem CMV obejmującym naczelne jest szympansi cytomegalowirus (CCMV), który infekuje szympansy i orangutany, małpi cytomegalowirus (SCCMV) i cytomegalowirus rezusów (RhCMV), zakażający makaki; CCMV jest znany zarówno jako beta herpeswirus 2 (PaHV-2), jak i betaherpeswirus 4 (PoHV-4) (paninebeta herpesvirus 2 and pongine betaherpesvirus 4)[9]. SCCMV nazywany jest cercopithecine betaherpeswirus 5 (CeHV-5)[10], a RhCMV, Cercopithecine betaherpesvirus 8 (CeHV-8)[11]. Kolejne dwa wirusy znalezione u małp nocnych są wstępnie umieszczone w rodzaju Cytomegalowirus i nazywane herpesvirus aotus 1 i herpesvirus aotus 3. U gryzoni występują wirusy, początkowo nazywane cytomegalowirusami, które zostały jednak przeklasyfikowane do rodzaju Muromegalowirusów; ten rodzaj zawiera mysi cytomegalowirus (MCMV), znany również jako murid betaherpesvirus 1 (MuHV-1) i jest blisko spokrewniony z Murid betaherpesvirus 2 (MuHV-2), który występuje u szczurów[12][13].
Kapsyd cytomegalowirusów ma budowę ikozaedralną (kubiczną) i składa się z 162 kapsomerów; ich średnica wynosi 150-200 nm i występują w symetrii T = 16. Typową cechą dla wirusów zwierzęcych jest otoczka lipidowa, powstała z błony biologicznej gospodarza; osadzone są w niej kompleksy lipidowe. Genomy są liniowe i niesegmentowane, o długości około 200 kb.[4]
Rodzaj
Struktura
Symetria
Kapsyd
Układ genomu
Segmetacja genomu
Cytomegalowirus
Sferyczny pleomorficzny
T=16
Otoczony
Liniowy
Monopartie
Genom
Genom klasy E HCMV.Unikalne długie i wyjątkowe krótkie regiony są oznaczone jako UL i US. Regiony powtarzalne są oznaczone jako sekwencje a, b i c, gdzie liczby pierwsze oznaczają odwrócone orientacje. Sekwencje ab i b’a ”odpowiadają końcowemu / wewnętrznemu długim powtórzeniom (TRL / IRL); sekwencje a’c ”i ca odpowiadają wewnętrznemu / końcowemu powtórzeniu krótkiemu (IRS / TRS). U góry: typowy układ genomu szczepów typu dzikiego; u dołu: ułożenie genomu szczepu AD169, szczepu przystosowanego laboratoryjnie. Przegrupowania genomu, które wystąpiły podczas ekstensywnego pasażowania, zaznaczono na czerwono między konfiguracjami typu dzikiego i przystosowanymi do laboratorium.
Herpeswirusy mają jedne z największych genomów wśród ludzkich wirusów, często kodując setki białek. Na przykład genom dwuniciowego DNA (dsDNA) szczepów HCMV typu dzikiego ma rozmiar około 235 kb i koduje co najmniej 208 białek. Jest więc dłuższy niż wszystkie inne ludzkie herpeswirusy i zalicza się do jedenych z najdłuższych genomów wszystkich ludzkich wirusów. Ma charakterystyczną architekturę genomu herpeswirusa klasy E, składającą się z dwóch unikalnych regionów (unikalne długie UL i unikalne krótkie US), oba oflankowane przez parę odwróconych powtórzeń (końcowe / wewnętrzne powtórzenie długie TRL / IRL i wewnętrzne / końcowe powtórzenie krótkie IRS / TRS). Oba zestawy powtórzeń mają wspólny obszar kilkuset bps, tak zwany „ciąg”; inne regiony powtórzeń są czasami nazywane „sekwencją b” i „sekwencją c”[14].
Genom of cytomegalovirus
Replikacja
Replikacja wirusa jest jądrowa i lizogenna. Wejście do komórki gospodarza następuje poprzez przyłączenie glikoprotein wirusowych do receptorów gospodarza, co pośredniczy w endocytozie. Replikacja jest zgodna z modelem replikacji dwukierunkowej dsDNA. Metodą transkrypcji jest transkrypcja DNA na matrycy, z pewnym alternatywnym mechanizmem składania. Tłumaczenie odbywa się poprzez nieszczelne skanowanie. Wirus opuszcza komórkę gospodarza przez wyjście jądrowe i pączkowanie. Naturalnymi żywicielami są ludzie i małpy. Drogi przenoszenia to bezpośredni kontakt, mocz, ślina, sperma, łzy, krew i mleko kobiece. Wszystkie herpeswirusy mają charakterystyczną zdolność do pozostawania utajonym w organizmie przez długi czas. Chociaż można je znaleźć w całym organizmie, zakażenia CMV są często związane z gruczołami ślinowymi[8].
Historia
Cytomegalowirus został po raz pierwszy zaobserwowany przez niemieckiego patologa Hugo Ribberta w 1881 roku, kiedy w ciele niemowlęcia zauważył zwiększone komórki o powiększonym jądrze[15]. Lata później, między 1956 a 1957 rokiem, Thomas Huckle Weller wraz ze Smithem i Rowe niezależnie wyizolowali wirusa, znanego później jako „wirus cytomegalii” lub "cytomegalowirus"[16]. W 1990 roku opublikowano pierwszy szkic genomu ludzkiego cytomegalowirusa[17], największego w tym czasie zsekwencjonowanego genomu[18].
W styczniu 2020 roku naukowcy z Uniwersytetu Rockefellera pod kierownictwem Jean-Laurenta Casanovy odkryli, że może istnieć związek między niedoborem syntazy tlenku azotu (NOS2) a śmiertelnymi przypadkami CMV. To odkrycie może zaowocować nowymi metodami leczenia oraz badań przesiewowych w celu wykrycia osób podatnych na wirusa z powodu niedoboru NOS2[19].
↑Kenneth J. (Kenneth James)K.J.(K.J.)RyanKenneth J. (Kenneth James)K.J.(K.J.), C. GeorgeC.G.RayC. GeorgeC.G., John C.J.C.SherrisJohn C.J.C., Sherris medical microbiology : an introduction to infectious diseases, wyd. 4th ed, New York: McGraw-Hill, 2004, ISBN 0-8385-8529-9, OCLC52358530 [dostęp 2021-01-06]. Brak numerów stron w książce
↑ abcdAnn M.A.M.ArvinAnn M.A.M., Human herpesviruses : biology, therapy and immunoprophylaxis, Cambridge: Cambridge University Press, 2007, ISBN 978-0-511-29013-8, OCLC174563578 [dostęp 2021-01-06]. Brak numerów stron w książce
↑StevenS.SijmonsStevenS., Marc VanM.V.RanstMarc VanM.V., PietP.MaesPietP., Genomic and functional characteristics of human cytomegalovirus revealed by next-generation sequencing, „Viruses”, 6 (3), 2014, s. 1049–1072, DOI: 10.3390/v6031049, ISSN1999-4915, PMID: 24603756, PMCID: PMC3970138 [dostęp 2021-01-06].
↑Matthias J. (Matthias Johannes)M.J.(M.J.)ReddehaseMatthias J. (Matthias Johannes)M.J.(M.J.), Niels.N.LemmermannNiels.N., Cytomegaloviruses : molecular biology and immunology, Wymondham: Caister Academic Press, 2006, ISBN 1-904455-02-6, OCLC61425883 [dostęp 2021-01-06]. Brak numerów stron w książce
↑J.M.J.M.CraigJ.M.J.M. i inni, Isolation of intranuclear inclusion producing agents from infants with illnesses resembling cytomegalic inclusion disease, „Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine. Society for Experimental Biology and Medicine (New York, N.Y.)”, 94 (1), 1957, s. 4–12, DOI: 10.3181/00379727-94-22841, ISSN0037-9727, PMID: 13400856 [dostęp 2021-01-06].
↑J.K. (James K.)J.K.(J.K.)McDougallJ.K. (James K.)J.K.(J.K.), Cytomegaloviruses, Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 1990, ISBN 978-3-642-74980-3, OCLC851822383 [dostęp 2021-01-06]. Brak numerów stron w książce
↑Huan-XiangH.X.ZhouHuan-XiangH.X., The debut of PMC Biophysics, „PMC Biophysics”, 1 (1), 2008, DOI: 10.1186/1757-5036-1-1, ISSN1757-5036 [dostęp 2021-01-06].
