ГЛАВА 12. ТОГАВИРУСЫ

Семейство тогавирусов (Togaviridae)представляет группу оболочечных вирусов с позитивно-полярным геномом и под­разделяется на три рода: Alphavirus(возбудители лихорадок с трансмиссивным путем передачи и энцефалитов), Rubivirus (вирус краснухи) и Pestivirus(возбудители заболеваний сли­зистых оболочек животных).

Вирионы имеют диаметр 40—70 нм и состоят из сердцеви­ны, построенной по кубическому типу, и внешней липидной оболочки с пепломерами. В каждом роде имеются серологи­ческие связи между вирусами, входящими в его состав.

Геном тогавирусов (вирус Синдбис) представляет собой однонитевую PHK с позитивной полярностью, имеющую кон­станту седиментации 49S, молекулярную массу около 4?10⁶. Молекула PHK состоит из 11200 нуклеотидов. На 5'-конце находится кэп-структура с 7-метилгуанозином, на З'-конце — поли (А)-последовательность. На б'-конце кодирующей части генома предшествует регуляторная последовательность, затем следует область генов для неструктурных белков (около 7500 нуклеотидов), заканчивающаяся терминирующими кодонами и консервативной нуклеотидной последовательностью, за ни­ми вплоть до З'-конца имеется область кодирования структур­ных генов (рис. 14).

Вирионы содержат 3—4 структурных белка — белок серд­цевины Cи гликопротеиды Elи Е2 наружной оболочки (иногда также ЕЗ). Молекулы белков состоят соответственно из 264; 439; 422 и 65 аминокислотных остатков и имеют молекулярную массу 26000, 42 000 и 6500. У вирусов молеку-

Рис. 14. Организация и экспрессия генома альфа-вируса (Синдбис).

о — кэп; А,, — поли(А): NT — нуклеотиды; лк —число аминокислот; р — белки; gp — гликопротеиды; NS — неструктурные белки; С —капсидный белок; рб — гидрофобная сигнальная последовательность для El; I— инициация белкового синтеза; f — тер­минация белкового синтеза; 1 — консервативные нуклеотидные последовательности; 2 — процессинг белков.

лярная масса разных родов значительно варьирует, в мень­шей степени — у разных представителей одного и того же рода. В ходе репликации образуются 4 неструктурных белка: NS70 (540 аминокислотных остатков), NS86 (807 остатков), NS60 (549 остатков) и NS72 (610 остатков).

После адсорбции на клеточных рецепторах плазматиче­ской мембраны (спектр чувствительных к вирусам клеток широк) происходят виропексис и одновременно слияние ви­русных и клеточных мембран. В результате освобождаются сначала нуклеоид, а затем и нуклеиновая кислота, вступаю­щая во взаимодействие с клеточными рибосомными система­ми (рис. 15). При этом осуществляется трансляция области неструктурных генов, занимающих около ²∕₃генома, образу­ются 4 белка, гены для которых последовательно расположе­ны на вирионной PHK (NS70 — NS86 — NS60 — NS72)(рис. 16). Эти белки входят в состав репликативного комплекса, а некоторые из них обеспечивают транскрипцию структурной части генома с З'-конца. В результате этого образуется субге­номная PHK (сначала минус-нить, затем кодирующая плюс- нить), несущая на себе гены структурных белков, которые расположены от З'-конца в следующем порядке: El—Е2 — (ЕЗ) — С.

Репликация происходит с образованием минус-нити пол­ного генома (49S), с которого считывается плюс-нить, а так­же, возможно, субгёномная 26SРНК, несущая структурные

8*

115

Рис. 15. Проникновение тогавирусов в клетку по механизму рецепторного эндоцитоза (схема).

1— связывание вирусных частиц с рецепторами в покрытых ямках; 2 — образование покрытых вакуолей; 3 — локализация вирусных частиц в непокрытых вакуолях и слия­ние вирусной оболочки с мембраной вакуоли при кислом значении pH; 4 — выход нуклеокапсида в цитоплазму; 5 — депротеинизация вирусного генома.

гены. Эта нить (около 3700 нуклеотидов) также считывается в виде полипротеида (Г30 000), который затем нарезается в два приема (С, El + E2; El, Е2) на структурные белки, из них Elи Е2 гликозилируются.

Большинство тогавирусов поражают теплокровных живот­ных, передаваясь членистоногими, в организме которых они также размножаются [Гайдамович С. Я., Логинова H. В., 1982]. Немногие виды передаются без кровососущих члени­стоногих. Один из растительных вирусов — carrot mottlevi­rus— весьма сходен с тогавирусами и отнесен к этой группе вирусов, которые выделены в семейство Togaviridae.

Отметим некоторые дополнительные детали, которые мо­гут оказаться полезными для понимания путей эволюции

Рис. 16. Трансляция и процессинг неструктурных белков вируса Синдбис (схема). Транслируемая область вирусной геномной PHK показана как от­крытая рамка, нетранслируемая область — в виде линии, nt — число нуклео­тидов. Конечные белковые продукты показаны жирными линиями. Белки ns Pl—РЗ, образуемые при процессинге р(1—4), показаны пунктиром, по­скольку они не идентифицированы.

этого семейства вирусов. В последнем издании классификации вирусов [Mathews R., 1982] семейство Togaviridaeделят на 4 рода: альфа-вирусы, флавивирусы,- рубивирусы и пестиви- русы.

Нуклеиновая кислота альфавирусов имеет молекулярную массу 4,0 X10®—4,6 ? 10®. В состав вирусов входят три струк­турных белка — один внутренний негликозилированный и два оболочечных гликозилированных с'молекулярной массой соот­ветственно 30 000—34000 и около 50 000. Диаметр вирионов около 70 нм. У флавивирусов молекулярная масса PHK та же, а белков иная: белка нуклеокапсида (C) — 13 000—16 000, гликопротеида внешней оболочки (E)—51000—52000 и 3-го небольшого белка (M)—7000—9000.

Рубивирус (возбудитель краснухи) выделен в отдельный род на основании сходства с другими тогавирусами и в то же время экологической разобщенности (передача без посред­ства кровососущих членистоногих). Порядок расположения генов у вируса краснухи [Oker-Blom C., 1984] следующий: NH₂ = C—Е2—EY = COOH. Пестивирусы также выделены из

общего семейства тогавирусов преимущественно на основа­нии данных об их экологии. Кроме того, имеется несколько вирусов, отнесенных к семейству Togaviridae,но не класси­фицированных. К ним, в частности, относятся вирус молочно­кислой дегидрогеназы, вирус, вызывающий слияние клеток у комаров, и уже упоминавшийся растительный вирус, поража­ющий морковь.

В более новой классификации флавивирусы выделены в отдельное семейство в связи с различиями стратегии их ге­нома и морфогенеза, а также их белков [Westaway Е. et al., 1985]. Более старая классификация [Porterfield J. et al., 1978], лежавшая в основе 4-го общего издания [Matthews R., 1982], была заменена новой [Westaway Е. et al., 1985]. В этой классификации семейство Togaviridae,как уже отмечалось, состоит из 4 родов: Alphavirus (26 видов), Rubivirus (1 вид), Pestivirus (3 вида) и Arterivirus (1 вид). Характеристика первого вида несколько изменена. Разные виды имеют не­одинаковое число структурных белков, например, у вируса Синдбис их 3, а у вируса леса Семлики — 4. Молекулярная масса этих белков, следующая: Elи Е2 — соответственно в пределах 50 000 и 30 000—34 000, ЕЗ— около 10 000. Белок C образует капсид, белки El—ЕЗ находятся во внешней обо­лочке, причем гемагглютинирующие свойства связаны с бел­ком El.Диаметр сердцевины 35 нм, вириона 50 нм. Неструк­турные белки — их число 3—4 — образуются из предшествен­ников и у вируса Синдбис имеют молекулярную массу 60 000, 72000, 76 000 и 89000. Они имеют полимеразную активность, а автокаталитическая протеазная активность связана, по-ви- димому, с одним из трех неструктурных предшественников (молекулярная масса 150 000, 230 000 и 270 000).

У вируса Синдбис PHK с коэффициентом седиментации 49S и молекулярной массой 4 ? IO⁶состоит из 11 703 нуклеоти­дов, имеет на 5'-конце кэп-структуру, а на З'-конце поли (A)- последовательность. Первые 59 нуклеотидов с 5'-конца являют­ся регулирующими. Открытая рамка считывания для генов неструктурных белков насчитывает 7539 нуклеотидов, затем 48 нетранслируемых оснований отделяют область генов структурных белков, состоящих из 3735 нуклеотидов. Эта об­ласть завершается нетранслируемой З'-областью из 322 нук­леотидов. Неструктурные белки синтезируются из двух предшественников. Молекула первого состоит из 1896 амино­кислотных остатков и расщепляется на белки nsPl, nsP2и nsP3∖второй белок, «начинающийся» из той же точки считы­

вания, состоит из 2513 аминокислотных остатков и содержит на конце молекулы белок nsP4.Структурные белки, образу­ются из одного предшественника [Strauss Е. et al., 1984].

Молекулярная масса PHK вируса краснухи (JRubivirus) около 3,2? IO⁶-3,8? 10⁶, PHK осаждается при 40S, три структурных белка имеют молекулярную массу 58 000—59 000 (El),42 000—48 000 (Е2) и 33 000—34 000 (С), первые два гликозилированы и встроены в липидную оболочку, третий — белок капсида. Гемагглютинирующие свойства связаны с бел­ком ЕЕ Вирионы имеют размер 60 нм, сердцевина — 30—35 нм. Гетерогенность белка Е2 обусловлена разной степенью его гликозилирования. Молекулярная масса 4 неструктурных бел­ков и их предшественников составляет 200 000, 150 000, 87 000 и 75000 [Bowden D., Westaway E., 1984].

Вирусы рода Pestivirusимеют PHK с коэффициентом седиментации 38—40S и молекулярной массой около 4?10⁶. Молекулярная масса 3 структурных белков составляет 55 000—57 000 (El), 44 000—46000 (Е2) и 34 000—36000 (С). Диаметр вирионов равен 50—60 нм, сердцевины — 27—35 нм.

Вирус лошадиного артрита выделен в самостоятельный род Arterivirus.Его PHK седиментирует при 48S, имеет мо­лекулярную массу 4,1 ? 10⁶—4,3? IO⁶и поли (А)-последова­тельность на З'-конце молекулы. Три пептида (первый из них определенно гликопротеид) имеют молекулярную массу 21000 (El), 14 000 (Е2) и 12000 (С). Диаметр вирионов равен 60 нм, сердцевины — 35 нм.

Таким образом, после более тщательного анализа семейст­во Togaviridaeоказалось еще более компактной группой, не­жели. тогда, когда в его состав входил род флавивирусов.

Отдельного рассмотрения заслуживает вирус, повышаю­щий уровень лактатдегидрогеназы у мышей [Rowsan K∙, Ma- hy В., 1985]. Этот вирус по морфологии и стратегии генома отнесен к тогавирусам, входит в неклассифицированную груп­пу вместе с вирусом артериоза лошадей и геморрагической болезни обезьян. Вирус персистирует в течение всей жизни мышей, накопляясь в крови в высоких титрах (IO⁹ИДбо/мл), передается кровососущими насекомыми. Виремия не сопро­вождается клиническими проявлениями, хотя описаны штам­мы, вызывающие полиэнцефалит. Спектр восприимчивых жи­вотных ограничивается двумя видами мышей (Mus muscu- Ius_jМ; caroli).Остальные грызуны невосприимчивы, а спектр восприимчивых клеток ограничивается макрофагами, которые разрушаются вирусом. Возникновение и эволюция этого виру­са остаются загадкой. Является ли он боковой ветвью тога- вирусов или, наоборот, их предшественником? На эти вопросы ответят дальнейшие сравнительные исследования данного вируса и других тогавирусов.

Напомним, что среди вирусов животных с полярно-поло­жительным геномом и суперкапсидом, кроме рассматривае­мой, имеется еще две группы — флави- и коронавирусы. Помимо отмеченных признаков, их объединяет структура генома, определяющая его стратегию: кэп-структура на 5'- конце и поли (А)-последовательность на З'-конце молекулы РНК. Из оболочечных вирусов растений сходную структуру имеет вирус пятнистого вилта томатов, геном которого состо- их из 4 фрагментов с общей молекулярной массой 7,5?10⁶, его вирионы имеют сферическую форму. К сожалению, этот вирус изучен недостаточно, что не позволяет провести срав­нительный анализ его с рассматриваемой группой вирусов. Среди безоболочечных вирусов животных с позитивным гено­мом пикорна- и калицивирусы отличаются отсутствием кэп- структур на 5'-концах молекул PHK- Они имеют другие аналоги среди вирусов, поражающих грибы, растения и жи­вотных.

Неожиданные находки мы встретим, если обратимся к некоторым другим группам вирионов, поражающих растения. Во-первых, при изучении дефектных интерферирующих частиц вируса Синдбис в них были обнаружены РНК, имеющие делении (и потому неинфекционные), но содержащие на 5'-концах аспарагиновую тРНК, ковалентно связанную с ви­рионной РНК. Как известно, такого рода структуры весьма характерны для PHK многих вирусов, поражающих растения (вирусов групп желтой лихорадки, турнепса, мозаики южных бобов, табачной мозаики и др.). Во-вторых, при сравнитель­ном изучении вирусов Синдбис, табачной мозаики костра (brome mosaic)и мозаики люцерны (alfalfa)была показана гомология некоторых неструктурных белков, выполняющих функции полимераз.

Отметим, что вирус табачной мозаики и сходные с ним вирусы (15 видов) этой группы имеют геном в виде однони- тевой PHK с молекулярной массой около 2?10⁶, кэп-струк­туру m7G5'ppp⁵5ⁱGpна 5'-конце и сходную с тРНК структуру на З'-конце, вирионы палочковидной формы со спиральным типом симметрии [Fraenkel-Conrat H., 1981]. Вирус мозаики костра является трипартитным вирусом с молекулярной мас­сой сегментов PHK l,l?10⁶, l,0?10⁶и 0,7?10⁶(в сумме 2,8?10^δ); у каждого сегмента на 5'-конце находятся кэп- структура и сходная с тРНК структура на З'-конце. Частицы имеют форму полиэдров диаметром 26 нм. Вирус мозаики лю­церны также трехпартитный, молекулярная масса сегментов его PHK 1,1 XIO⁶, 0,8?10⁶и 0,7?10⁶(в сумме 2,6?10⁶), на 5'-конце сегментов находится кэп-структура, палочковидные частицы имеют размер 58?18 нм (В),48?18 нм (M), 36X X18 нм (Те)-, кроме того, в эллипсоидных частицах 28?18 нм

Рис. 17. Сравнение структуры геномных PHK вирусов Синдбис (4) и трех растительных вирусов (1—3). Субгеномные PHK показаны ниже геномной РНК; рамкой обведены кодирующие белок области; I — инициирующий ко­дон; II—терминальный кодон; гомологичные последовательности обозначе­ны одинаковой штриховкой.

(Та) содержится информационная PHK для белка капсида.

Все эти 3 вируса растений, несмотря на гетеропартит- ность и разный тип симметрии вирионов или частиц, имеют сходные структуру и стратегию генома. Более того, в области неструктурных белков они обладают выраженной гомологией в 3 доменах. Один из них, белок 2а, общий у вирусов мозаи­ки костра и мозаики люцерны, имеет большую гомологию с областью белка ρl83вируса табачной мозаики, а также с nsp4белка вируса Синдбис [Haseloff J. et al., 1984]. Два других домена собой представляют белок Iaвирусов мозаики и белки nsplи nsp2вируса Синдбис [ Ahlquist P. et ’ al., 1985]. Эти данные позволяют заключить также, что домены кодируют синтез белков полимеразного комплекса вне 4 изу­ченных вирусов, которые эволюционно оказались консерватив­ными, в то время как домены, кодирующие структурные белки, настолько дивергировали, что это привело к измене­ниям типа симметрии их укладки и даже гетеропартитности. На рис. 17 приведена схема из цитированных работ, иллюст­рирующая приведенные данные.

Еще некоторые данные свидетельствуют о необычных пе­рекрестах в эволюции тогавирусов. Вирус лесов Барма (Bar- mah forest virus)является типичным представителем альфа- вирусов: морфология его типична для этой группы, ^-терми­нальные участки гликопротеидов Elи Е2 обнаруживают

значительную гомологию (50%) с таковыми других альфави- русов, и серологическое родство с ними, но он обнаруживает серологическое родство и с вирусом Умбре (Umbre),относя­щимся к буньявирусам [Dalgrano L. et al., 1984].

Приведенные данные позволяют заключить о вполне ве­роятной общности происхождения всех 4 вирусов. За период длительной дивергентной эволюции произошло много собы­тий: полностью сменились структурные белки вирусов, дивер- гировал тип их укладки в капсиде (кубическая симметрия у вируса Синдбис и вируса мозаики костра, спиральная — у ви­русов табачной мозаики и мозаики люцерны), развились гётеропартитность и соответственно фрагментарность геномов (монопартитные вирусы Синдбис и табачной мозаики, три- партитные вирусы мозаики костра и люцерны, а у последнего еще четвертая частица для «упаковки» мРНК). В то время как вирусы растений сохранились как рибонуклеопротеиновые структуры, альфавирусы животных приобрели внешние обо­лочки. При всех этих изменениях полимеразный комплекс сохранился на редкость консервативным у столь различных вирусов.

Естественно, что общий предок этих вирусов не сохранил­ся, и трудно указать, где его искать — у растений или живот­ных. Быть может, для понимания времени их возникновения нелишне отметить, что все сравниваемые вирусы поражают только высшие растения (покрытосеменные), а часть из них (кроме вирусов группы табачной мозаики) передается насе­комыми, правда, передача эта в основном механическая, если не считать малоизученной группы вирусов пятнистого вилта томатов (вирус персистирует в личинках насекомых-перенос­чиков). При сравнении 13 вирусов группы табачной мозаики была показана значительная дивергенция вирионных белков, позволившая заключить, что время появления их общего предка сопоставимо со временем появления цветковых расте­ний [Gibbs А., 1980; Gibbs A. et al., 1982].

Если исходить из предположения, что растения ЯВЛЯЮТСЯ первичными «хозяевами» всех 4—5 рассматриваемых групп вирусов, то наиболее вероятным является переход их к пара­зитированию на животных через посредство кровососущих членистоногих. Вероятно, это произошло уже после того, как рассматриваемые вирусы заняли обширную нишу, поражая многие виды цветковых растений. Кстати, эволюция ветви вирусов, давшей начало семейству тогавирусов, могла начать­ся на стадии паразитизма в растениях, о чем свидетельствует существование типичного тогавируса, поражающего растения (carrot mottle virus).

Формирование тогавирусов, передающихся кровососущими членистоногими, происходило, по-видимому, достаточно слож- 122

но: размножаясь в членистоногих, вирусы завоевывали новые экологические ниши в виде новых теплокровных «хозяев» — прокормителей членистоногих, а теплокровные «хозяева» мог­ли передавать вирус новым членистоногим-переносчикам. Таким путем вирусы могли попадать от клещей к насекомым, а от насекомых к клещам. Именно этим можно объяснить обилие альфавирусов и распространение их по всей планете. Пестивирусы возникли значительно позже, и появление их можно связать со временем одомашнивания животных. В ус­ловиях стадного их содержания появилась возможность кон­тактной передачи вируса без участия кровососущих членисто­ногих. Поэтому могла появиться и возможность возникнове­ния чисто человеческой инфекции с воздушно-капельным механизмом передачи, каковой является краснуха.

Таковы в общих чертах возможные пути эволюции виру­сов рассматриваемых групп инфекций. Остановимся теперь на более поздних этапах их эволюции, сосредоточив внимание на тогавирусах или еще уже — на альфа-вирусах [Жда­нов В. M., Львов Д. К., 1985].

Несмотря на существенные различия в репликации, мор­фологии, морфогенезе и экологии, можно сделать предполо­жение об общем эволюционном источнике всех тогавирусов. В настоящее время большинство альфа- и флавивирусов отно­сятся к экологической группе арбовирусов. Преобладающее число этих вирусов в настоящее время передается членисто­ногими путем биологической трансмиссии позвоночным жи­вотным и обладает уникальной способностью к репликации как при температуре тела теплокровных, так и при относи­тельно низких температурах внешней среды в период репли­кации в организме кровососущих членистоногих. После заражения переносчика должен пройти определенный период времени, в течение которого вирус, попав с кровью в пищева­рительный тракт и преодолев перитрофическую мембрану, размножается в эпителии средней кишки переносчика. Только после этого, проникнув через стенку кишечника, вирус раз­множается в тканях тела и накапливается в слюнном аппара­те в количестве, достаточном для эффективного заражения позвоночного при укусе. Внешний инкубационный период тем короче, чем выше температура окружающей среды. Напротив, при снижении температуры ниже порогового уровня (около 18 + 5^oC для разных вирусов) репродукция вируса прекра­щается.

Следовательно, наиболее благоприятные условия для су­ществования тогавирусов при прочих равных условиях воз­никают при постоянно высокой (около 28—30⁰C) температу­ре внешней среды. Подобными температурными условиями характеризуются экваториальный и субэкваториальный по­

яса. Естественно предположить, что именно в этих оптималь­ных условиях и возникли тогавирусы. В связи с этим обра­тимся к данным об их современном географическом распрост­ранении. Число известных тогавирусов резко уменьшается по мере продвижения от экватора и субэкватора последователь­но к тропикам, субтропикам и умеренному поясу, причем это происходит за счет вирусов, передаваемых комарами.

Таким образом, анализ основных экологических особенно­стей и современного географического распространения тогави­русов приводит к предположению об их первоначальном возникновении в экваториальном и субэкваториальном клима­тическом поясе Земли.

Тогавирусы, учитывая механизм заражения ими, можно рассматривать как паразитов крови. Общепринято, что эта форма паразитизма вторичная и возникла на основе парази­тизма в кишечнике. По-видимому, большая часть паразитов крови позвоночных была первоначально паразитами кишечни­ка беспозвоночных. В дальнейшем, с переходом некоторых членистоногих к кровососапию, некоторые из указанных пара­зитов приобрели способность проникать через стенку кишеч­ника, репродуцироваться в их орга'нах и тканях, передаваться при укусе позвоночных. Вирусы реплицировались в клетках тех или иных тканей при температуре тела теплокровных животных. Другими словами, произошла адаптация тогавиру­сов к новой среде обитания — тканям теплокровных живот­ных.

В пользу происхождения тогавирусов от вирусов-симбион­тов (или паразитов), обитающих в стенках кишечника чле­нистоногих, свидетельствуют следующие факты: 1) наличие у членистоногих, в частности у комаров, вирусов-симбионтов; 2) отсутствие существенного вреда для членистоногих, зара­женных тогавирусами; 3) персистирующая вирусная инфек-' ция в тканях на протяжении жизни имаго; 4) передача вируса трансстадиальным и трансовариальным путем в ходе -мета­морфоза; 5) цикличность развития вирусов членистоногих с обязательной и длительной фазой размножения в стенке кишечника; 6) уникальная для вирусов теплокровных, но- обычная для вирусов членистоногих способность к репликации при относительно низкой температуре. Все это говорит о древности отношений и высокой степени адаптации тогавиру­сов к членистоногим. Остановимся подробнее на некоторых из этих аргументов.

В перевиваемой клеточной линии, источником которой яви­лись личинки комаров Aedes albopictus,при электронно-мик­роскопическом исследовании обнаружены 5 разных типов вирусных частиц, в том числе и подобные тогавирусам. C по­мощью этого же метода из указанной линии клеток выделены

цитоплазматические кристаллоподобные образования вирус­ных частиц, по размеру и форме сходные с альфавирусами.

После обработки ультразвуком и фракционирования в гра­диенте плотности сахарозы фракция индуцировала развитие бляшек в клетках Vero.При дальнейших пассажах на клетках ВНК-21 выявлено постепенно развивающееся цитопатогенное действие (ЦПД). Агент серологически сходен с вирусом Чи- кунгунья [Brinton M.., 1980]. В Австралии был обнаружен клон клеточной линии из A. albopictus,резистентный к зара­жению вирусом леса Семлики. Оказалось, что уже до зара­жения клон был инфицирован этим вирусом. Наконец, из культуральной среды линии клеток из комаров A. aegypti выделен сливающий клетки агент (CAA), выявляемый только при заражении клеточной линии из A. albopictus [Stollar V., 1980]. В клетках этой линии агент вызывал образование синцития через 48—72 ч после заражения. Созревание вируса происходило путем почкования через внутриклеточные мем­браны. Результаты изучения физико-химических свойств, мор­фологии этого вируса, его генома и структурных белков позволяют расценивать этот агент как тогавирус [Stollar V., 1980]. По размеру и морфологии он сходен с флавивирусами, но характер почкования их различен. У агента не выявлено гемагглютинина, а также антигенных связей с какими-либо флавивирусами. Поэтому систематическое положение вируса среди других тогавирусов пока не определено.

Приведенные данные свидетельствуют о наличии у кома­ров тогавирусов-симбионтов. Выявление их в ряде случаев необычайно сложно. В качестве вирусов-симбионтов члени­стоногих можно расценивать и все альфавирусы, и многие флавивирусы. Этот вывод может быть сделан при анализе ха­рактера взаимоотношений этих вирусов с членистоногими.

При экспериментальном изучении репродукции вирусов у переносчиков было установлено, что вирусы персистируют в различных тканях (в частности в кишечнике) на протяжении всей жизни членистоногих, не нанося при этом в большинстве случаев вреда. Таким образом, тогавирусы, как правило, вы­зывают у членистоногих бессимптомную персистирующую инфекцию. Это было показано на модели вируса японского энцефалита, которым заражали комаров Culex pipiens pallens, а также при изучении инфицирования вирусом Синдбис кома­ров Aedes albopictus [Condrea L., Brown D., 1986]. Необхо­димо, однако, отметить, что вирус леса Семлики может вызвать деструктивные изменения в клетках слюнных желез комаров Aedes aegypti.

Ряд авторов с помощью флюоресцирующих антител изу­чали судьбу вируса японского энцефалита в организме кома­ров С. tritaeniorhynchus summorosus.Установлено, что перво-

начально вирус размножается в среднем кишечнике, затем в жировом теле и, наконец, в слюнных железах и других орга­нах комара. Латентная инфекция наблюдалась на протяже­нии всей жизни комара. Близкие данные о динамике размно­жения этого вируса в С. pipiens pollensполучены при приме­нении электронной микроскопии.

Экспериментальную латентную инфекцию вирусом Сент- Луис и вирусом западного энцефаломиелита лошадей (ЗЭЛ) у комаров С. quinquefasciatusи A. tarsalisв условиях анабио­за наблюдали на протяжении периода зимовки (5—8 мес) и выделили вирус ЗЭЛ от зимующих комаров С. tarsalis.Это одна из возможностей сохранения тогавирусов в зимний пе­риод, а также в течение сухого сезона в аридных областях, т. е. в периоды, критические для сохранения популяции виру­сов.

У клещей, зараженных тогавирусами, также закономерно наблюдается развитие персистирующей латентной инфекции,.

Тогавирусы способны к репродукции при парентеральном заражении и некровососущих членистоногих. Репродукция ви­руса японского энцефалита установлена, например, при зара­жении жуков и мотыльков, а вируса Синдбис — при зараже­нии дрозофил. Два альфавируса способны к репродукции в организме клопов Oecaeacus υicarius,паразитирующих на ласточках, которые являются специфическими переносчиками этих вирусов '[Chambeflain R., 1980; Rush W. et al., 1980].

При парентеральном заражении комаров некровососущие самцы так же чувствительны к вирусам, как и кровососущие самки. Личинки комаров легко заражаются тогавирусами алиментарным путем с дальнейшей передачей вируса имаго в ходе метаморфоза [Rosen L., 1980]. Все это свидетельствует о хорошей адаптации тогавирусов к членистоногим; показана различная чувствительность к заражению разных штаммов даже одного вида.

Накоплено много данных о закономерностях репродукции тогавирусов в культурах тканей членистоногих. Для этого наиболее широко используется линия клеток из личинок A'edes albopictus,из эмбрионов A. aegypti, а также из различ­ных видов личинок Aedesи Anopheles -[Pudney М. et al., 1970], С. tritaeniorhynchus.Получены некоторые линии и «клещевого» происхождения, в частности линия RML-14из Dermacenter parumapertus,на которой хорошо растут многие клещевые и комариные альфа- и флавивирусы.

Как правило, в этих культурах заражено подавляющее большинство клеток. Латентный период в этом случае боль­ше (5—6 ч вместо 3—4 ч) по сравнению с таковым в клетках теплокровных животных. При выращивании тогавирусов в

культурах клеток членистоногих наблюдаются некоторые осо­бенности в спектре углеводов (отсутствие сиаловой кислоты, снижение содержания галактозы) и липидов (различное соотношение фосфолипидов), но не PHK и структурных бел­ков [Stollar V., 1980]. Выявлена продукция полипептида: с низкой молекулярной массой, ингибирующего продукцию вируса. Вещество обладает клеточной и вирусной специфич­ностью. Это свидетельствует о значительной специфичности репликации тогавирусов в системах клеток членистоногих.

Альфа-вирусы, в высокой степени патогенные для клеток теплокровных животных, в системах клеток членистоногих не вызывают цитопатогенного действия. Флавивирусы, как и упоминавшийся выше плавящий клетки вирус, напротив, обычно вызывают обширное плавление клеток. Однако это происходит далеко не всегда и даже в тех случаях, когда развивается цитопатогенный эффект, остаются островки пе­реживающих клеток, что в дальнейшем, через несколько дней или недель, приводит к восстановлению клеточной культуры. В этих случаях, как и всегда при заражении альфавирусами, персистирующая инфекция развивается на протяжении мно­гих месяцев, практически до конца культивирования [Stol- Iar V., 1980]. Важно отметить, что цитопатогенноё действие более выражено при 34—37 ⁰C и менее при 28 ^oC (температу­ра внешней среды в экваториальном климатическом поясе). Продукция же вируса выше при 28 ^oC по сравнению с таковой при 34 ⁰C. В результате такой персистирующей инфекции в ряде случаев патогенность вируса для мышей снижается. Иногда это коррелирует с мелкобляшечным фенотипом. Культура клеток с персистирующей инфекцией резистентна к суперинфекции только гомологичным вирусом.

Приведенные данные дают основание для вывода о том, что членистоногие являются не только переносчиками, но и постоянными «хозяевами» тогавирусов. Длительное сохране­ние популяции вирусов возможно в двухчленной паразитарной системе членистоногие — вирус с передачей вируса вертикаль­ным путем в ходе метаморфоза, половым путем и при алимен­тарном заражении личинок комаров с дальнейшей передачей вируса имаго. Следовательно, все тогавирусы, выделенные от членистоногих (а их абсолютное большинство), можно рас­сматривать как их симбионтов или в ряде случаев паразитов. Периодическое (весьма кратковременное для популяции ви­русов) включение в паразитическую систему 3-го члена —• позвоночного (в большинстве случаев теплокровного) «хозяи­на», вероятно, полезно для популяции вирусов, обогащает ее генофонд. Иногда, как это будет показано ниже, включение теплокровных животных в циркуляцию тогавирусов изменяет ход их эволюции и приводит к освоению популяцией вирусов

новых экологических ниш [Львов Д. К., 1970; Львов Д. K-, Лебедев А. Д., 1974].

Выше указывалось, что климатические, прежде всего тем­пературные, условия экваториального и субэкваториального пояса наиболее благоприятны для существования популяций тогавирусов. В этих условиях абсолютное большинство из них экологически связано- с комарами [Cornet М. et al., 1980]. Логично предположить, что именно эти насекомые и явились первичными «хозяевами» тогавирусов. C течением времени некоторые из них приобрели способность к накоплению в слюнных железах, заражению птиц и других теплокровных во время кровососания. Данный эволюционный этап связан с приобретением вирусами генов rct⁺ 42° (способность к реп­ликации при температуре тела птиц), V⁺и Pp(способность вызывать вирусемию у теплокровных животных при перифе­рическом заражении). Но должна была сохраниться способ­ность к репликации при относительно низкой температуре внешней среды (rcl⁺ 20^o). C этого этапа эволюции тогави- русы в экологическом плане становятся арбовирусами. В ус­ловиях экваториального и субэкваториального климата иксоидные клещи в качестве основных «хозяев» вряд ли мог­ли конкурировать с комарами. Полученные в последние годы результаты подтверждают значительно более ранние данные о способности (по крайней мере флавивирусов) передаваться трансовариально в ходе метаморфоза комаров.

Широкое территориальное распространение вируса Синд- ■бис увеличило гетерогенность его популяции. При генетиче­ском исследовании изолятов этого вируса, выделенных в раз­ных регионах и от разных переносчиков, было показано [Olson K., Orent D., 1985] существование двух групп этого вируса: палеоарктическо-эфиопской и ориситально-австралий- -ской. Вирусы были выделены как от комаров, так и клещей. В свете этих данных можно понять возникновение карель­ской лихорадки, возбудитель которой отчленился от общей группы гетерогенной популяции вирусов.Синдбис.

В августе — сентябре 1981 г. на территории Карельской ACCP возникли множественные лихорадочные заболевания с сыпью, артралгиями. В ряде случаев их течение стало хро­ническим с развитием артрозов и потерей трудоспособности. Этиология заболевания, получившего название карельской лихорадки, была расшифрована [Львов Д. К. и др., 1982; Niklasson В. et al., 1984]. Возбудитель (арбовирус) относится к роду альфавирусов, антигенному комплексу вирусов Синд- ■бис. Широко распространенный в Африке вирус Синдбис может вызывать единичные легко протекающие заболевания. В Карелии же возникла эпидемическая вспышка. Трансмис­сивный путь передачи заболевания не вызывает сомнений,

хотя круг переносчиков (так же как и позвоночных «хозяев») еще предстоит установить. Заболевание, помимо Карельской ACCP (граница северно-и среднетаежных ландшафтных зон), в тот же период появилось в близких по экологическим усло­виям районах Финляндии (болезнь Погоста) и Швеции (болезнь Окельбо). Неожиданное возникновение эпидемиче­ской ситуации, связанной с вирусом явно африканского происхождения, в приполярных областях Скандинавии мож­но объяснить заносом птицами какой-то части вирусной популяции и дальнейшей ее эволюцией при адаптации к не­обычным и суровым условиям. Пока лишь следует отметить, что через эндемичные по карельской лихорадке области Скан­динавии проходят восточноевропейское и западноевропейское миграционные пути птиц, гнездящихся на севере Европы и зимующих в Африке. Этот пример свидетельствует о продол­жающейся эволюции (в данном случае одного из альфавиру- сов), что может приводить к резкому и неожиданному обост­рению эпидемической ситуации.

На территорию нашей страны птицами регулярно заносит­ся вирус Западного Нила из Африки, в результате образу­ются сезонные очаги птицы — комары — вирус. Часть вирус­ной популяции адаптировалась к биотопам на островах побережья Каспийского моря с циркуляцией по типу серебри­стая чайка (Lαrws argentatus) —аргасовый клещ (Ornithodo- rus capensis)—вирус. На островах расположены колонии чаек, на кЬторых паразитируют клещи, и полностью отсут­ствуют комары.

Аргасовые клещи обеспечивают существование стойких природных очагов лихорадки Западного Нила. Эпидемиологи­чески они себя не проявляют. При отлете чаек осенью с мест гнездовья вирус распространяется вдоль побережья, комары «включаются» в его циркуляцию. Это обеспечивает дальней­шее распространение вируса, включение в циркуляцию других видов диких, а затем и домашних животных. В целом это обусловливает возникновение эпидемической ситуации.

Далеко зашла эволюция вируса в аридных районах Сред­неазиатского региона. От аргасовых и иксодовых клещей выделено несколько штаммов нового вируса Карши, имею­щего с вирусом Западного Нила лишь одностороннюю анти­генную связь. Очаги достаточно обособлены. Связь этой части популяции с основной популяцией вируса Западного Нила прервалась, вероятно, достаточно давно, и эволюция в этих специфических условиях привела к формированию нового вида. Судя по данным серологического анализа, вирус Карши в естественных условиях способен вызывать у людей лихора­дочное заболевание. При экспериментальном заражении кле­щей вирус накапливается в различных тканях и органах,

включая слюнные железы. Но в условиях эксперимента вирус сохранил способность к репродукции в организме комаров, накоплению в слюнных железах и биологической передаче при кровососании. Эти данные свидетельствуют об условности, деления тогавирусов на «комариные» и клещевые». Все зави­сит от экологических условий, которые в основном и опреде­ляют эпизоотическую и эпидемическую ситуацию.