[ تعرٌف على ] التركيب الجيني H5N1 # اخر تحديث اليوم 2024-04-27

تم النشر اليوم 2024-04-27 | التركيب الجيني H5N1

طفره

تتميز فيروسات الإنفلونزا بمعدل تحور مرتفع نسبيًا يميز فيروسات الرنا. إن تجزيء جينوم الإنفلونزا يسهل إعادة التركيب الجيني عن طريق إعادة ترتيب المقطع في العوائل المصابة بفيروسين مختلفين للأنفلونزا في نفس الوقت. يمكن لفيروسات H5N1 إعادة تصنيف الجينات مع سلالات أخرى تشارك في إصابة كائن مضيف، مثل الخنازير أو الطيور أو الإنسان، وتتحول إلى شكل يمكن أن ينتقل بسهولة بين البشر. هذا هو واحد من العديد من المسارات الممكنة للوباء. تعود قدرة سلالات الإنفلونزا المختلفة على إظهار انتقائية الأنواع إلى حد كبير إلى الاختلاف في جينات هيماجلوتينين. يمكن أن تؤدي الطفرات الجينية في جين hemagglutinin الذي يسبب استبدال الأحماض الأمينية المفردة إلى تغيير قدرة بروتينات hemagglutinin الفيروسية بشكل كبير على الارتباط بالمستقبلات على سطح الخلايا المضيفة. يمكن لهذه الطفرات في فيروسات إنفلونزا الطيور H5N1 أن تغير سلالات الفيروس من كونها غير فعالة في إصابة الخلايا البشرية إلى أن تكون فعالة في التسبب في العدوى البشرية مثل أنواع فيروسات الإنفلونزا البشرية الأكثر شيوعًا. هذا لا يعني أن إحلال الأحماض الأمينية يمكن أن يسبب جائحة، ولكنه يعني أن إحلال الأحماض الأمينية يمكن أن يتسبب في أن يصبح فيروس إنفلونزا الطيور غير الممرض لدى البشر ممرضًا لدى البشر. H3N2 («إنفلونزا الخنازير») متوطن في الخنازير في الصين، وقد تم اكتشافه في الخنازير في فيتنام، مما يزيد من المخاوف من ظهور سلالات جديدة. كانت السلالة السائدة لفيروس الإنفلونزا السنوي في يناير 2006 هي H3N2، وهي الآن مقاومة للأدوية القياسية المضادة للفيروسات أمانتادين وريمانتادين. إن إمكانية تبادل الجينات H5N1 و H3N2 من خلال إعادة التصنيف هي مصدر قلق كبير. في حالة حدوث إعادة فرز في H5N1 ، فقد تظل نوعًا فرعيًا H5N1، أو يمكن أن تغير الأنواع الفرعية، كما حدث H2N2 عندما تطورت إلى سلالة H3N2 من إنفلونزا هونج كونج. احتوت سلالات جائحة H2N2 وH3N2 على أجزاء من الحمض النووي الريبي لفيروس إنفلونزا الطيور. «في حين أن فيروسات الإنفلونزا البشرية الوبائية لعام 1957 (H2N2) و 1968 (H3N2) نشأت بوضوح من خلال إعادة التصنيف بين فيروسات الإنسان وفيروس الطيور، يبدو أن فيروس الإنفلونزا الذي تسبب في» الإنفلونزا الإسبانية «في عام 1918 مشتق بالكامل من مصدر الطيور». في يوليو 2004، باحثون بقيادة H.Deng من معهد Harbin للأبحاث البيطرية، Harbin، الصين والأستاذ روبرت G. Webster من مستشفى سانت جود لأبحاث الأطفال، ممفيس، تينيسي، أبلغوا عن نتائج التجارب التي تعرضت فيها الفئران تم الحصول على 21 عزلة من سلالات H5N1 المؤكدة من البط في الصين بين عامي 1999 و 2002. ووجدوا «نمطًا زمنيًا واضحًا لزيادة الإمراض تدريجيًا». النتائج التي أبلغ عنها دكتور ويبستر في يوليو 2005 تكشف عن مزيد من التقدم نحو المسببة للأمراض في الفئران وسفك الفيروس الأطول من البط. سلالة آسيوية ينقسم إنفلونزا الطيور (H5N1) في اثنين من المستضدات. "يتضمن Clade 1 عزلة بشرية وطيور من فيتنام وتايلاند وكمبوديا وعزلات طيور من لاوس وماليزيا. تم تحديد فيروسات Clade 2 لأول مرة في عزلات الطيور من الصين وإندونيسيا واليابان وكوريا الجنوبية قبل انتشارها غربًا إلى الشرق الأوسط وأوروبا وأفريقيا. ووفقاً لمنظمة الصحة العالمية، كانت فيروسات Clade 2 مسؤولة بشكل أساسي عن عدوى H5N1 البشرية التي حدثت خلال أواخر 2005 و 2006. حدد التحليل الوراثي ستة تفرعات فرعية من Clade 2، ثلاثة منها لها توزيع جغرافي متميز وتورطت في إصابات بشرية: الخريطة الطبقة الفرعية 1، إندونيسيا.
الطبقة الفرعية 2، أوروبا والشرق الأوسط وأفريقيا (تسمى EMA).
الطبقة الفرعية 3، الصين".
وقد ألقت دراسة عام 2007 التي ركزت على الكود الفرعي EMA مزيدًا من الضوء على طفرات EMA. «العزلات الجديدة الـ 36 المبلغ عنها هنا تزيد بشكل كبير من كمية بيانات تسلسل الجينوم الكامل المتاحة من عزلات إنفلونزا الطيور الأخيرة (H5N1). قبل مشروعنا، احتوى GenBank على 5 جينومات كاملة أخرى من أوروبا للفترة 2004-2006، ولم يكن يحتوي على جينومات كاملة من الشرق الأوسط أو شمال إفريقيا. أظهر تحليلنا عدة نتائج جديدة. أولاً، تقع جميع العينات الأوروبية والشرق أوسطية والأفريقية في كليد متميز عن الكتل الآسيوية المعاصرة الأخرى، وجميعها تشترك في أصل مشترك مع سلالة هونغ كونغ الأصلية لعام 1997. تُظهر أشجار السلالة المبنية على كل من الأجزاء الثمانية صورة متسقة لثلاث سلالات، كما هو موضح في شجرة HA الموضحة في الشكل 1. يحتوي اثنان من الكتل على فيروسات فيتنامية معزولة؛ الأصغر منها، مع 5 فيروسات معزولة، نسمي V1؛ أما الجزء الأكبر، مع 9 فيروسات معزولة، فهو V2. تقع الفيروسات المعزولة الـ 22 المتبقية في طبقة ثالثة مميزة بشكل واضح، تسمى EMA، والتي تضم عينات من أوروبا والشرق الأوسط وأفريقيا. تعرض الأشجار للقطاعات السبعة الأخرى طوبولوجيا متشابهة، مع فصل Clades V1 و V2 و EMA بوضوح في كل حالة. وضعت التحليلات لجميع جينومات الأنفلونزا الكاملة (H5N1) و 589 تسلسل HA Clade EMA متميزًا عن الكتل الرئيسية المتداولة في جمهورية الصين الشعبية وإندونيسيا وجنوب شرق آسيا.»

الترميز الجيني الداخلي

الأجزاء الجينية لترميز البروتين الفيروسي الداخلي (جزيء RNA): (M ، NP ، NS ، PA ، PB1 ، PB2).
مصفوفة الترميز الجينية
رموز M لبروتينات المصفوفة (M1 و M2) التي تشكل إلى جانب البروتينين السطحيين (hemagglutinin وneuraminidase)، كبسولة (طبقة واقية) للفيروس. يتم ترميزه باستخدام إطارات قراءة مختلفة من نفس شريحة RNA.
M1 هو بروتين يرتبط بالرنا الفيروسي.
M2 هو بروتين يزيل الفيروس، وبالتالي يعرض محتوياته (شرائح RNA الثمانية) إلى سيتوبلازم الخلية المضيفة. بروتين الغشاء M2 هو قناة أيونية مطلوبة للعدوى الفعالة. يرتبط استبدال الأحماض الأمينية (Ser31Asn) في M2 ببعض الأنماط الجينية H5N1 بمقاومة الأمانتادين.
الترميز الجيني للبروتين النووي
رموز NP للبروتين النووي.
NS: رموز NS لاثنين من البروتينات غير الهيكلية (NS1 و NS2 - كانت تسمى سابقًا NEP). «كانت الإمراض المسببة لفيروس الإنفلونزا مرتبطة بالجين غير البنيوي لفيروس H5N1 / 97».
NS1: غير بنيوي: نواة؛ الآثار على النقل الخلوي للـ RNA، الربط، الترجمة. بروتين مضاد للانترفيرون. قد تكون "NS1 لفيروسات H5N1 المسببة للأمراض الشديدة الانتشار المنتشرة في الدواجن والطيور المائية في جنوب شرق آسيا مسؤولة عن استجابة محسنة للالتهاب الخلوي (خاصة TNFa) التي تسببها هذه الفيروسات في البلاعم البشرية". يتميز H5N1 NS1 بتغيير حمض أميني واحد في الموضع 92. من خلال تغيير الحمض الأميني من حمض الجلوتاميك إلى حمض الأسبارتيك، تمكن الباحثون من إلغاء تأثير H5N1 NS1. أدى تغير الأحماض الأمينية الفردية في جين NS1 إلى زيادة الإمراضية لفيروس إنفلونزا H5N1 بشكل كبير."
NEP: «بروتين التصدير النووي (NEP، الذي كان يشار إليه سابقًا باسم بروتين NS2) يتوسط تصدير vRNPs».
الترميز الجيني للبوليميراز
رموز PA لبروتين PA الذي هو مكون حاسم من البلمرة الفيروسية.
رموز PB1 لبروتين PB1 وبروتين PB1-F2.
بروتين PB1 هو مكون حاسم من البلمرة الفيروسية.
يتم تشفير بروتين PB1-F2 بواسطة إطار قراءة مفتوح بديل للجزء PB1 RNA و «يتفاعل مع مكونين من مركب مسام انتقال نفاذية الميتوكوندريا، ANT3 و VDCA1 ، [تحس] الخلايا إلى موت الخلايا. يساهم PB1-F2 على الأرجح في الإمراضية الفيروسية وقد يكون له دور مهم في تحديد شدة جائحة الأنفلونزا.» تم اكتشاف هذا من قبل "Chen et al". وذكرت في مجلة الطبيعة. «بعد مقارنة الفيروسات من فاشية H5N1 بهونج كونج 1997، تم العثور على تغير واحد في الأحماض الأمينية (N66S) في تسلسل PB1-F2 في الموضع 66 والذي ارتبط بالإمراض. تم العثور على نفس هذا التغيير في الأحماض الأمينية (N66S) أيضًا في بروتين PB1-F2 لفيروس A / Brevig Mission / 18 الوبائي لعام 1918».
رموز PB2 لبروتين PB2 وهو مكون حاسم من البلمرة الفيروسية. اعتبارًا من عام 2005، كان 75 ٪ من فيروس H5N1 البشري المعزول من فيتنام بها طفرة تتكون من Lysine في المادة المتبقية 627 في بروتين PB2؛ والذي يعتقد أنه يسبب مستويات عالية من الضراوة. حتى H5N1، كان لجميع فيروسات إنفلونزا الطيور المعروفة Glu في الموضع 627، في حين أن جميع فيروسات الإنفلونزا البشرية كانت تحتوي على ليسين. اعتبارًا من عام 2007، «يمثل ظهور 3 (أو أكثر) من العوائق من EMA [EMA = E urope ، M iddle East ، A frica] فرصًا جديدة متعددة لأنفلونزا الطيور (H5N1) لتتطور إلى سلالة وبائية بشرية. على عكس السلالات المنتشرة في جنوب شرق آسيا، تُشتق فيروسات EMA من سلف لديه طفرة PB2 627K. من المتوقع أن يكون لهذه الفيروسات خصائص تكاثر محسنة في الثدييات، وفي الواقع تزامن انتشار EMA مع الظهور السريع للحالات في الثدييات - بما في ذلك البشر في تركيا ومصر والعراق وجيبوتي والقطط في ألمانيا والنمسا والعراق. لسوء الحظ، تبدو الفيروسات من نوع EMA خبيثة مثل السلالات الآسيوية الخالصة: من بين 34 إصابة بشرية خارج آسيا حتى منتصف عام 2006، كانت 15 حالة مميتة.» يُعتقد أن Lys عند PB2-627 يمنح فيروسات H5N1 المسببة للطيور ميزة النمو الفعال في الجهاز التنفسي العلوي والسفلي للثدييات.

قراءة متعمقة

Influenza Report 2006 Online book.
Ghedin E، Sengamalay NA، Shumway M، Zaborsky J، Feldblyum T، Subbu V، Spiro DJ (نوفمبر 2005). "Large-scale sequencing of human influenza reveals the dynamic nature of viral genome evolution". Nature. ج.437 ع.7062: 1162–1166. Bibcode:2005Natur.437.1162G. DOI:10.1038/nature04239. PMID:16208317. presents a summary of what has been discovered in the Influenza Genome Sequencing Project.
Links and descriptions to abstracts and full texts This bibliography of avian influenza publications was compiled through the cooperative effort of the USGS National Wildlife Health Center and the Wildlife Disease Information Node.
Search for research publications about H5N1: Entez PubMed
Beigel JH, Farrar J, Han AM, et al.; Writing Committee of the World Health Organization (WHO) Consultation on Human Influenza A/H5. (سبتمبر 2005). "Avian influenza A (H5N1) infection in humans". N. Engl. J. Med. ج.353 ع.13: 1374–85. DOI:10.1056/NEJMra052211. hdl:10722/45195. PMID:16192482.{{استشهاد بدورية محكمة}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين (link)
Evolutionary "Tree of Life" for H5N1:
Here is the phylogenetic tree of the influenza virus hemagglutinin gene segment. Amino acid changes in three lineages (bird, pig, human) of the influenza virus hemagglutinin protein segment HA1.
Here is the tree showing the evolution by reassortment of H5N1 from 1999 to 2004 that created the Z genotype in 2002.
Here is the tree showing evolution by antigenic drift since 2002 that created dozens of highly pathogenic varieties of the Z genotype of avian flu virus H5N1, some of which are increasingly adapted to mammals.
WHO (PDF) contains latest Evolutionary "Tree of Life" for H5N1 article Antigenic and genetic characteristics of H5N1 viruses and candidate H5N1 vaccine viruses developed for potential use as pre-pandemic vaccines published August 18, 2006
Hiromoto Y، Yamazaki Y، Fukushima T، وآخرون (مايو 2000). "Evolutionary characterization of the six internal genes of H5N1 human influenza A virus". J. Gen. Virol. ج.81 ع.Pt 5: 1293–303. DOI:10.1099/0022-1317-81-5-1293. PMID:10769072. مؤرشف من الأصل في 2007-12-19. اطلع عليه بتاريخ 2006-04-10.
Genome database Page links to the complete sequence of the Influenza A virus (A/Goose/Guangdong/1/96(H5N1)) genome.

المصطلح

تتكون عائلة فيروس الإنفلونزا "Orthomyxoviridae" من 5 أجناس: فيروس إنفلونزا أ، فيروس إنفلونزا ب، فيروس إنفلونزا ج، فقر الدم السلمون المعدية وفيروس الغدة الدرقية. تتضمن «فيروسات RNA» «فيروسات sRRNA السلبية» التي تتضمن عائلة "Orthomyxoviridae" التي تحتوي على خمسة أجناس، مصنفة حسب التباينات في مستضدات البروتين النووي (NP و M). أحد هذه الأنواع هو فيروس "Influenzavirus A" الذي يتكون من نوع واحد يسمى «فيروس إنفلونزا أ»؛ أحد أنواعه الفرعية هو H5N1. H5N1 (مثل فيروسات إنفلونزا الطيور الأخرى) لديها سلالات تسمى «شديدة الإمراض» (HP) و «منخفضة الإمراض» (LP). إن فيروسات إنفلونزا الطيور التي تسبب أنفلونزا الطيور عالية الإمراض شديدة الضراوة، ومعدلات الوفيات في قطعان الطيور المصابة تقترب من 100٪. عادة ما تكون فيروسات LPAI أقل ضراوة، ولكن يمكن أن تكون هذه الفيروسات بمثابة أسلاف لفيروسات HPAI. السلالة الحالية من فيروس H5N1 المسؤول عن نفوق الطيور الداجنة في آسيا هي سلالة HPAI؛ سلالات أخرى من H5N1 تحدث في أماكن أخرى من العالم أقل ضراوة، وبالتالي، تصنف على أنها سلالات LPAI. جميع سلالات HPAI التي تم تحديدها حتى الآن اشتملت على أنواع فرعية H5 و H7. التمييز يتعلق بالإمراض في الدواجن، وليس البشر. عادة ما يكون فيروس الطيور شديد الإمراض ليس شديد الإمراض للبشر أو الطيور غير الداجنة. هذه السلالة الحالية من H5N1 غير عادية في كونها مميتة للعديد من الأنواع. يمكن استخدام كل من «الإنفلونزا» (التي تعني الإنفلونزا) و «أ» (أي النوع «أ») كصفات لـ «فيروس» الذي ينتج عنه الاسم «فيروس الإنفلونزا أ»؛ الذي عندما يتم تكبيره هو الاسم المناسب لفيروس إنفلونزا أ وهو اسم النوع الذي تشير إليه عبارة الاسم أيضًا.

الترميز الجيني للسطح

شرائح الجين المشفر للمستضد السطحي (جزيء RNA): (HA، NA).
يرمز HA إلى hemagglutinin وهو بروتين سكري مستضدي موجود على سطح فيروسات الإنفلونزا وهو مسؤول عن ربط الفيروس بالخلية المصابة. يشكل Hemagglutinin طفرات على سطح فيروسات الإنفلونزا التي تعمل على إرفاق الفيروسات بالخلايا. هذا المرفق مطلوب من أجل النقل الفعال لجينات فيروس الإنفلونزا إلى الخلايا، وهي عملية يمكن أن تسدها الأجسام المضادة التي ترتبط ببروتينات الهيماجلوتينين. أحد العوامل الوراثية في التمييز بين فيروسات إنفلونزا الطيور وفيروسات إنفلونزا الطيور هو أن «HA1 تربط مستقبلات حمض سياليك ألفا في حين أن HA يربط مستقبلات حمض ألفا 2-6 ألفا. إن فيروسات إنفلونزا الخنازير لديها القدرة على ربط نوعي مستقبلات حمض السياليك». الطفرة الموجودة في تركيا في عام 2006 «تنطوي على استبدال في عينة واحدة من حمض أميني في الموضع 223 من بروتين مستقبلات الهيموغلوتينين. يسمح هذا البروتين لفيروس الإنفلونزا بالارتباط بالمستقبلات على سطح خلايا مضيفه. وقد لوحظ هذا التحور مرتين من قبل - في الأب والابن في هونغ كونغ في عام 2003، وفي حالة مميتة في فيتنام العام الماضي. إنه يزيد من قدرة الفيروس على الارتباط بمستقبلات الإنسان، ويقلل من ارتباطه بمستقبلات الدواجن، مما يجعل السلالات مع هذه الطفرة تتكيف بشكل أفضل مع إصابة البشر». طفرة أخرى في نفس العينة في الموضع 153 لها آثار غير معروفة حتى الآن. «يبدو أن بقايا الأحماض الأمينية في الموضع 226 و 228 من جيب ربط المستقبلات لـ HA تحدد تقارب الارتباط لمستقبلات سطح الخلية والتأثير على الارتباط الانتقائي للفيروس إلى الطيور (حمض السياليك -2,3-NeuAcGal) أو الإنسان (سياليك) حمض -2,6-NeuAcGal) مستقبلات سطح الخلية. تحتفظ عزلات الإنسان A / HK / 212/03 و A / HK / 213/03 بالتوقيع المرتبط بربط مستقبلات الطيور، ولكن لديهم استبدال فريد للأحماض الأمينية (Ser227Ile) داخل جيب ربط المستقبلات لم يكن موجودًا حتى في فيروس A / Gs / HK / 739.2 / 02 وثيق الصلة (النمط الجيني Z +)». تكشف الأبحاث الحديثة أن البشر لديهم مستقبلات من نوع الطيور بكثافات منخفضة جدًا وأن الدجاج لديه مستقبلات من النوع البشري بكثافات منخفضة جدًا. وجد الباحثون أن الطفرات في مكانين في الجين، التي تم تحديدها باسم 182 و 192، تسمح للفيروس بالارتباط بمستقبلات الطيور والبشر.
يرمز NA إلى إنزيم النيورامينيداز وهو إنزيم بروتين سكري مستضد موجود على سطح فيروسات الإنفلونزا. يساعد على إطلاق فيروسات النسل من الخلايا المصابة. تعمل عقاقير الإنفلونزا تاميفلو وريلينزا عن طريق تثبيط بعض سلالات النورامينيداز. تم تطويرها على أساس N2 و N9. «في شكل N1 من البروتين، يتم عكس جزء صغير يسمى 150 حلقة، مما يخلق جيبًا مجوفًا غير موجود في بروتينات N2 و N9. عندما نظر الباحثون في كيفية تفاعل الأدوية الموجودة مع بروتين N1، وجدوا أنه في وجود مثبطات النيورامينيداز، غيرت الحلقة تشكيلها إلى واحدة مماثلة لتلك الموجودة في بروتينات N2 و N9».

السياق

الفيروس الفيروس هو أحد أنواع الطفيليات المجهرية التي تصيب الخلايا في الكائنات الحية. Orthomyxoviridae Orthomyxoviridae هي عائلة من فيروسات RNA التي تصيب الفقاريات. ويشمل تلك الفيروسات التي تسبب الأنفلونزا. تحتوي فيروسات هذه العائلة على 7 إلى 8 أجزاء من الحمض النووي الريبي الخطي ذي الحزم السلبية الأحادية. فيروس الإنفلونزا يشير «فيروس الإنفلونزا» إلى مجموعة فرعية من Orthomyxoviridae التي تخلق الأنفلونزا. لا تعتمد هذه الفئة التصنيفية على علم الوراثة. فيروس الإنفلونزا أ تحتوي فيروسات الإنفلونزا A على 10 جينات في ثمانية جزيئات RNA منفصلة، والتي، للأسباب المذكورة أعلاه، تسمى PB2 و PB1 و PA و HA و NP و NA و M و NS. تحدد HA و NA و M بنية البروتينات الأكثر صلة من الناحية الطبية كأهداف للعقاقير المضادة للفيروسات والأجسام المضادة. (الجين الحادي عشر المكتشف مؤخرًا يسمى PB1-F2 ينتج أحيانًا بروتينًا ولكنه غائب عن بعض عزلات فيروس الإنفلونزا. ) هذا التقسيم لجينوم الإنفلونزا يسهل إعادة التركيب الجيني عن طريق إعادة ترتيب المقطع في العوائل المصابة بفيروسين مختلفين للأنفلونزا في نفس الوقت. فيروس الإنفلونزا هو النوع الوحيد في الأنفلونزا A جنس من عائلة فيروسات مخاطية قويمة وهي بالمعنى السلبي، واحد الذين تقطعت بهم السبل، مجزأة فيروسات RNA. «إن فيروس الأنفلونزا RNA polymerase هو مركب متعدد الوظائف يتكون من البروتينات الفيروسية الثلاثة PB1 و PB2 و PA، والتي تشكل، مع البروتين النووي الفيروسي NP، الحد الأدنى من المكمل المطلوب لتوليف mRNA الفيروسي وتكراره.»

شرح مبسط

فيروس الإنفلونزا أ H5N1 (A / H5N1)