ペスティウイルス

ペスティウイルス
ペスティウイルス属 のウイルス粒子
ウイルスの分類
(ランク外):	ウイルス
領域:	リボウイルス
王国：	オルタナウイルス科
門:	キトリノビリコタ
クラス：	フラスビリセテス
注文：	アマリロウイルス科
家族：	フラビウイルス科
属:	ペスティウイルス
種
ペスティウイルスA ペスティウイルスB ペスティウイルスC ペスティウイルスD ペスティウイルスE ペスティウイルスF ペスティウイルスG ペスティウイルスH ペスティウイルスI ペスティウイルスJ ペスティウイルスK

ペスティウイルスは、フラビウイルス科に属するウイルスの属である。ペスティウイルス属のウイルスは、ウシ科（牛、羊、山羊を含む）やイノシシ科（様々な種のブタを含む）などの哺乳類に感染する。この属には11種がある。この属に関連する疾患には、出血性症候群、流産、致命的な粘膜疾患などがある。 ^{[1] [2]}

ペスティウイルスのウイルスはエンベロープを持ち、球形をしています。直径は約50nmです。ゲノムは線状で分節化されておらず、長さは約12kbです。^[1]

宿主細胞への侵入は、ウイルスエンベロープタンパク質 E2 が宿主受容体に付着することで達成され、これがクラスリンを介したエンドサイトーシスを媒介します。主なウイルス複製プロセスは宿主細胞質で起こります。複製はプラス鎖 RNA ウイルス複製モデルに従います。ウイルスゲノムの 5' 非翻訳領域 (NTR) にある IRES RNA 要素がウイルスおよび細胞の翻訳因子をリクルートし、ウイルスタンパク質の翻訳を開始します。 ^[3]ウイルスタンパク質は最初にポリタンパク質として翻訳され、次にウイルスと宿主の両方のプロテアーゼによって個々の構造タンパク質と非構造タンパク質に処理されます。^[3] ウイルスは出芽によって宿主細胞から出ます。哺乳類が自然宿主となります。感染すると、宿主は唾液、鼻水、乳、糞便を含むほぼすべての体液中にウイルスを排出します。^[3]垂直感染 (ウイルスが胎盤を通過して胎児に感染する) もよく見られます。^[1]

ペスティウイルスは、プラス鎖 RNA （ウイルスタンパク質に直接翻訳できるRNA ）の1本鎖を持ち、長さは約12.5キロベース（kb）（12,500ヌクレオチドの長さに等しい）ですが、組み換えイベントにより、最大16.5キロベースの長さになることが観察されています。^[4]時には、ビリオン（個々のウイルス粒子）に複製された動物ゲノムのセクションが含まれますが、通常はそうではありません。ゲノムの3 '末端にポリAテールはありませんが、ウイルスの翻訳と複製に関与している可能性のあるステムループ領域が含まれています。 ^[5]ゲノムには、構造タンパク質と非構造タンパク質の両方をコードするRNAが含まれています。ペスティウイルスの分子生物学は、ヒトヘパシウイルスと多くの類似点と特異性を共有しています。ゲノムの構成と翻訳戦略は、両方の属のメンバーで非常に似ています。 BVDVの場合、非相同RNA組換えイベントが頻繁に発生し、宿主にとって致命的な遺伝的に異なるウイルスの出現につながります。^[6]

ペスティウイルス A はオーストラリアで広く蔓延しており、主に牛に感染しています。成牛の中にはこの病気に免疫を持つ牛もいますが、生涯にわたって感染し続ける牛もいます。胎児が妊娠3 ～ 4 か月以内に感染すると、ウイルスに対する抗体を生成できなくなります。このような場合、動物は出産前または出産直後に死亡することがよくあります。この病気は肥育牛の間で非常に簡単に広がります。鼻の分泌物や密接な接触によって病気が広がり、感染した粘膜を持つ動物は1 日に数百万個の BVDV 粒子を放出します。^{[引用が必要]}

ペスティウイルス感染の症状には、下痢、呼吸器系の問題、出血障害などがあります。^[要出典]

ペスティウイルス Aワクチンは存在しており、群れの所在地とその地域の風土病菌株に応じて、適切なワクチン株を投与する必要があります。このワクチンは免疫を維持するために定期的に投与する必要があります。^{[引用が必要]}

現在、世界中で、主に北米と南米で使用されている登録済みの BVD ワクチン製品は 120 種類あります。^[7]これらは、従来の弱毒生ウイルス (MLV) ワクチンまたは不活化/死滅ウイルスワクチンです。^[7]妊娠した動物では、生ワクチンはワクチンウイルスの垂直感染の重大なリスクがあり、子牛に合併症を引き起こすことがあります。^[8]  BVDV による危害のほとんどは胎児の子牛に起こり、感染のタイミングによって異なります。^[9]ワクチンが開発されて以来、BVD の存在が減少していないため、ワクチン接種は牛ウイルス性下痢 (BVD) に効果的であることが証明されていません。^[10]胎児の発育初期にウイルスに感染した動物は、持続感染 (PI) になり、BVD に対する免疫反応を欠く場合があります。これらの動物が群れの中に存在し、ウイルスを排出すると、ワクチン接種が可能になる前に群れの他の動物に感染する可能性があります。^[11] PI動物は抗体を生成せず、群れの主な感染源となるため、感染源を根絶するためには淘汰が必要です。^[3]ワクチンは胎児感染を防ぐことができないため、牛の群れにとって大きな感染源となります。^[10]  BVDワクチンの非効率性のもう1つの理由は、個々の群れではなく、地域全体にワクチンを接種できなかったためです。^[11]子羊に影響を与えるボーダー病もペスティウイルスによって引き起こされますが、現時点ではワクチンはありません。^[12] マーカーワクチンは、指定された病気の蔓延率が高い地域での動物の病気の根絶に役立つツールです。変化した細胞向性が豚にどのように影響するかを調べるために使用されるキメラCP7_E2alfは、ペスティウイルスの付着、侵入、および組み立てをよりよく理解するためのツールとして役立つだけでなく、改変された生CSFV「マーカーワクチン」を表すこともできます。^[3]

ペスティウイルスのゲノムRNAは、いくつかのタンパク質に分割された大きなポリタンパク質に翻訳されます。約4000個のアミノ酸とプラスセンスssRNAゲノムをコードできる単一の大きなオープンリーディングフレーム（ORF）があります。このポリタンパク質のN末端にある構造タンパク質の中には、ポリタンパク質に現れる順序に応じてE0、E1、E2と呼ばれる3つの糖タンパク質があります。^[13] ヌクレオカプシドタンパク質Cと3つのエンベロープ糖タンパク質Erns、E1、E2は、ウイルス粒子の構造成分です。^[14]前駆体ErnsE1E2とカプシドタンパク質間の新生切断から始まり、糖タンパク質の処理はE2のC末端での切断によって実行されます。^[14] ErnsE1とE2に分割された後、ErnsE1はErnsとE1に変換されます。小胞体の腔にある宿主シグナルペプチダーゼは、ErnsとE1の間、およびE1とE2（ER）間の切断を触媒します。^[15] RNAウイルスポリタンパク質で新しいタイプのシグナルペプチダーゼ切断部位が特定されました。最も重要な構造タンパク質はE2であり、細胞表面受容体と相互作用し、細胞傷害性Tリンパ球および中和抗体からの応答を誘導することにより、細胞向性を調節します。E2はI型膜貫通タンパク質であり、質量は55 kDaです。3つの糖タンパク質はすべて、ウイルスの付着と標的細胞への侵入を助けます。ウイルスの侵入と伝染性には、ヘテロ二量体のE1-E2分子が必要です。E1はI型膜貫通タンパク質に分類され、質量は33 kDaです。 3 つの糖タンパク質のうち、E1 の機能は最も開発が遅れており、最も理解が進んでいません。^[16]ウイルスが細胞や動物に感染し、増殖し、感染した細胞から出ていくためには、ウイルスの糖タンパク質がそのライフサイクルを通じてさまざまなタスクを実行する必要があります。これらの活動は、動物集団全体で自己を維持するために宿主と相互作用すること、感染して複製するために細胞と相互作用すること、および他のウイルスタンパク質と結合して生存可能なビリオンを形成するという、相互に排他的な 3 つのカテゴリに分類できます。ペスティウイルスの構造糖タンパク質 E(rns) は、疎水性アンカー配列を欠いていますが、COOH 末端を介してビリオンと感染細胞の膜に結合していることがわかっています。エンベロープ糖タンパク質である Erns は、最近 RNase として認識されました。RNase にはさまざまな生物学的効果があります。免疫抑制、神経毒性、および駆虫作用があることが証明されています。エルンスは細胞膜を損傷することなく、様々な種類のリンパ球のタンパク質合成を著しく減少させた。^[17] ペスティウイルス感染の症状には、白血球減少症や免疫抑制などがある。ペスティウイルスの病因において、ERNSは極めて重要である。ERNSと呼ばれるペスティウイルスエンベロープ糖タンパク質は、ウイルスの付着と細胞感染に極めて重要である。Ernsは、他の2つのエンベロープタンパク質E1およびE2とは異なり、膜貫通ドメインを欠いており、感染者の培地に相当量が分泌される。ErnsのC末端は、膜アンカー、保持/分泌シグナル、細胞表面グリコサミノグリカン（GAG）の結合部位、シグナルペプチダーゼ切断部位などとして機能する。Ernsの質量は44～48 kDaである。^[18]このタンパク質は、純粋なペスティウイルスビリオンにも存在するため、それがどのようにペスティウイルスエンベロープに付着するかという重要かつ興味深い疑問が浮かび上がる。ウイルス中和抗体は主にペスティウイルスのE2糖タンパク質を標的とするが、このタンパク質は受容体結合や宿主域の制限にも機能する。ペスティウイルスが細胞に侵入した瞬間、その宿主特異性はおそらくE2の配列と構造によって影響を受ける。エンベロープウイルスはさまざまな巧妙な侵入方法を生み出してきた。^[19] 細胞接着と膜融合が起こるためには、1つ以上のウイルスエンベロープ糖タンパク質が必要である。ペスティウイルスとヘパシウイルスはどちらも2つのエンベロープ糖タンパク質、E1とE2を持っているのに対し、フラビウイルス科のフラビウイルスなどのメンバーは、エンベロープに糖タンパク質Eを1つだけ持っている。E2は細胞接着に関与しているが、どのタンパク質が膜融合を引き起こすのかはまだわかっていない。^[20]

牛ウイルス性下痢ウイルス（BVDV）は、牛ウイルス性下痢（BVD）の原因です。牛ウイルス性下痢ウイルス1型（BVDV-1）、牛ウイルス性下痢ウイルス2型（BVDV-2）、ボーダー病ウイルス（BDV）、および豚コレラ（CSF）ウイルスは、フラビウイルス科ペスティウイルス属の4つの種として知られています。^[21]ここ数十年でBVDV NSPの活性の特定は進歩しましたが、ウイルスに関する研究は依然としてその構造タンパク質に主に焦点を当てています。BVDVの非構造タンパク質を理解することは、研究者がウイルスの複製とウイルスの持続感染の分子基盤をよりよく理解するのに役立つでしょう。牛ウイルス性下痢ウイルス (BVDV) は、8 つの非構造タンパク質 (NSP) をコードします (Npro、p7、NS2、NS3、NS4A、NS4B、NS5A、NS5B)。BVDV (ORF) 内の 12.3～16.5 kb の単一の一本鎖プラス鎖 RNA によって、1 つのオープン リーディング フレームがコードされます。コード シーケンスは NH2 で、ORF はポリタンパク質をコードできるようにさまざまな部分に分割できます。 -Npro (p20) (p20) -C (p14) (p14) -Erns/E0(gp48)、-E1(gp25)、-E2(gp53)、-p7、NS2(p54)、-NS3(p80)、-NS4A(p10)、-NS4B(p30)、-NS5A(p58)、-NS5B(p75)、-COOH。これらのタンパク質は、個別または集合的に、ウイルスの複製、転写、翻訳に関与しています。Npro (p20)は、分子量が約20kDaのペスチウイルスに特有のタンパク質で、ウイルスポリタンパク質のN末端から生成される最初のタンパク質です。BVDV Nproは、主にベータシートとランダムカーリングからなる親水性外膜タンパク質です。^[22]シグナルペプチドを欠いています。 Npro は、発達中のポリタンパク質の分解を触媒して BVDV C タンパク質を生成する自己プロテアーゼでもあります。感染した動物は、BVDV Npro が I 型インターフェロン (IFN-I) の生成または阻害を制御し、ウイルスの複製能力を変える能力を持つため、自然免疫が抑制されます。E2 から生成される 6～7 kDa のポリペプチドはウイルスタンパク質 p7 と呼ばれ、2 つのドメインがあります。もう 1 つのドメインは、感染中は細胞内で遊離 p7 または E2-p7 として存在し、シグナルペプチダーゼの解釈によって放出され、切断されることなく E2 の C 末端に存在します。ただし、p7 は BVDV 粒子には見られなかったため、非構造タンパク質として分類されました。BVDV p7 は伝染性の BVDV 粒子の生成を助け、ウイルスの放出を促進しますが、これらの作用の背後にある正確なメカニズムはまだわかっていません。^[23] NS2（p54）は450個のアミノ酸からなるシステインプロテアーゼである。この構造は、C末端プロテアーゼ構造の共有ドメインと疎水性N末端半アンカータンパク質膜から構成されている。^[24]NS2-NS3の切断はNS2の自己プロテアーゼによって媒介され、感染初期にNS2とNS3に効果的に切断され、NS2-NS3の切断の程度によってRNA複製から形態変化までBVDVが制御される。^[25]さらに、BVDVウイルスが細胞に感染すると、細胞シャペロンDNAJC14がウイルスのNS2-NS3と連携してNS2プロテアーゼの活性化とNS3の放出を促進し、ウイルス粒子の生成を促進する。^[26] ELISA BVDV検出の標的抗原として、NS3はセリンプロテアーゼ活性、ヘリカーゼ活性、ヌクレオシドトリホスファターゼ（NTPase）活性を有する多機能タンパク質である。^[13] NS3はBVDVレプリカーゼで重要な役割を果たし、ウイルスRNAの複製能力を制御しますが、ウイルスの組み立てにはほとんど影響しません。NS3プロテアーゼはNS3/NS4A複合体でのみピーク活性に達し、その後NS3のC末端がすべての下流タンパク質を切断します。ウイルスRNAの複製は、NS3プロテアーゼ、ヘリカーゼ、およびNTPaseの不活性化によって妨げられます。NcpおよびCp BVDV感染細胞におけるNS2-NS3（p125）タンパク質の通常の検出限界は120 kDaです。NS2-NS3の切断は、ウイルス感染の初期段階でのウイルスの複製に関連しています。^[13] NS4Aが切断されていないNS2-NS3（NS2-3）またはNS3/NS4Aと結合すると、NS2-NS3/NS4A（NS2-3/4A）と呼ばれる複合体が生成されます。これは、ウイルス粒子の基本要素として、RNA複製とウイルスの組み立てをサポートするために利用できます。NS3/NS4Aセリンプロテアーゼ複合体では、NS4Aはプロテアーゼ補因子として機能し、NS3と結合して下流のタンパク質NS4B、NS5A、およびNS5Bの切断を触媒します。^[27]粒子の組み立てでは、NS2とNS3は切断されていないNS2-NS3分子を置き換えることができますが、正確なメカニズムはまだ不明です。^[13]  NS4B（p30）と呼ばれるNTPase活性を持つ35 kDaの疎水性タンパク質は、BVDVゲノムの複製に関与しています。^[28]ウイルスのNpro、Erns、NS4Bと宿主の免疫シグナル伝達経路との相互作用により、BVDVは宿主の免疫応答を回避し、牛の自然免疫応答を阻害して持続感染を引き起こすことができる。^[29]疾患の診断、ワクチンの作成、感染症の管理の主なターゲットはNS4Bである。ウイルス感染後、NS4Bは高度に保存されたエピトープにより体液性免疫応答と細胞性免疫応答を誘発することができる。ウイルスRNA依存性RNAポリメラーゼに典型的な機能モチーフを特徴とするNS5B（p75）は、およそ77kDa（RdRp）のサイズである。主にウイルス感染細胞膜の再配置プロセスに関与し、ウイルスRNAの生成を触媒する。^[30]BVDVポリタンパク質のC末端は、NS5A（p58）とNS5B（p75）が分離している場所です。感染細胞には通常、NS5A（p58）が単一のタンパク質として、または切断されていないNS5A-NS5B複合体として含まれています。NS5Aと呼ばれる分子量58kDaの親水性リン酸化タンパク質は、ウイルスレプリカーゼの一部です。^[31] NS5BはRNA複製に大きな影響を与えますが、その特異性の欠如はウイルスレプリカーゼの設計に影響を及ぼす可能性があります。^[32]病原性メカニズム、ウイルス複製の調節、p7、NS4B、NS5A、およびその他のNSP間の相互作用など、多くの問題が未解決のままです。^[33]

• ペスティウイルスAまたは牛ウイルス性下痢ウイルス1（BVDV-1）は、牛ウイルス性下痢症および粘膜疾患を引き起こす。
• ペスティウイルスBまたは牛ウイルス性下痢ウイルス2（BVDV-2）は、牛ウイルス性下痢および粘膜疾患を引き起こす。
• ペスティウイルスCまたは豚コレラウイルス（CSFV）は豚コレラを引き起こす。
• ペスティウイルスDまたはボーダー病ウイルス（BDV）はボーダー病を引き起こす
• ペスチウイルス Eまたはプロングホーン ペスチウイルス
• ペスチウイルス Fまたはバンゴワンナ ウイルス
• ペスチウイルス Gまたはキリンペスチウイルス
• ペスチウイルス Hまたは Hobi 様ペスチウイルス
• ペスチウイルス Iまたはアイディン様ペスチウイルス
• ペスチウイルス Jまたはラットペスチウイルス
• ペスティウイルスKまたは非定型豚ペスティウイルス
• (東陽センザンコウウイルス、DYPV) ^[34]

• ウイルスのリスト
• ウイルス学
• 動物ウイルス学

• Schweizer , Mathias; Peterhans, Ernst (2013 年 11 月 6 日)。「ペスティウイルス」。Annual Review of Animal Biosciences。doi :10.1146/annurev-animal-022513-114209。PMID 25384138  。

• 第 7 回 ESVV ペスティウイルスシンポジウム アーカイブ 2008 年 5 月 14 日Wayback Machineで公開— ウプサラ、スウェーデン 2008
• 動物ウイルス
• ウイルス病原体データベースおよび分析リソース (ViPR): フラビウイルス科
• ウイルスゾーン: ペスティウイルス
• ICTV の