Jens H. Kuhn, Gaya K. Amarasinghe, Christopher F. Basler, Sina Bavari, Alexander Bukreyev, Kartik Chandran, Ian Crozier, Olga Dolnik, John M. Dye, Pierre B. H. Formenty, Anthony Griffiths, Roger Hewson, Gary P. Kobinger, Eric M. Leroy, Elke Mühlberger, Sergey V. Netesov (Нетёсов Сергей Викторович), Gustavo Palacios, Bernadett Pályi, Janusz T. Pawęska, Sophie J. Smither, Ayato Takada (高田礼人), Jonathan S. Towner a Victoria Wahl

Zodpovídající autor: M. K., PhD: Kuhn ([email protected])
Zpracoval: Jens H: Stuart G. Siddell a Peter J. Walker
Vydáno: St: březen 2019, aktualizováno v říjnu 2020
PDF: Filoviridae: ICTV_Filoviridae.pdf

Souhrn

Členové čeledi Filoviridae vytvářejí různě tvarované, často vláknité, obalené viriony obsahující lineární negativně smysluplné nesegmentované RNA genomy o velikosti 15-19 kb (tabulka 1. Filoviridae). Čeleď zahrnuje šest rodů. Některé filoviry (např. virus Ebola, virus Marburg) jsou pro člověka patogenní a vysoce virulentní. Přirozenými hostiteli některých filovirů jsou netopýři (např. virus Marburg, virus Ravn), zatímco jiné infikují ryby (např. virus Huángjiāo, virus Xīlǎng).

Tabulka 1. Filoviridae. Charakteristika členů čeledi Filoviridae

Charakteristika	Popis
Typický člen	Marburg virus , druh Marburg marburgvirus, rod Marburgvirus
Virion	Obalený, různě tvarovaný, s jedním nukleokapsidem nebo polyploidní
Genom	Přibližně 15-19 kb lineární nesegmentované RNA s negativním smyslem
Replikace	Antigenomická RNA je meziproduktem replikace. Genom i antigenom tvoří ribonukleoproteinové komplexy, které slouží jako templáty
Translace	Z vícenásobných mRNA s 5′-kapkou a 3′-polyadenylovaných mRNA
Host rozsah	Primáty (ebolaviry, marburgviry), netopýři (cuevaviry, dianloviry, marburgviry, pravděpodobně ebolaviry), domácí prasata (restonský virus) a ryby (striaviry, thamnoviry) se přirozeně nakazí
Taxonomie	Řád Riboviria, fylum Negarnaviricota, subfylum Haploviricotina, třída Monjiviricetes, řád Mononegavirales: Čeleď zahrnuje šest rodů (Cuevavirus, Dianlovirus, Ebolavirus, Marburgvirus, Striavirus a Thamnovirus) a celkem jedenáct druhů

Viry přiřazené k těmto šesti rodům tvoří monofyletický klad na základě fylogenetické analýzy sekvencí RdRP (RNA-directed RNA polymerase) (Wolf et al., 2018). Genomy virů všech šesti rodů mají podobnou genomickou architekturu.

Savčí hostitel

Rod Cuevavirus. Tento rod zahrnuje jeden druh pro jeden virus (Lloviu virus ), objevený u uhynulých miniopteridních netopýrů (pravděpodobně náhodných hostitelů). Cuevaviry byly hlášeny pouze z Evropy. Cuevaviry se vyznačují genomy exprimujícími protein asociovaný s ribonukleoproteinovým komplexem (RNP) (VP24) a velký protein (L) z bicistronické mRNA spíše než z jednotlivých transkriptů (dianloviry, ebolaviry, marburgviry) (Negredo et al., 2011).

Rod Dianlovirus. Tento rod zahrnuje jeden druh pro jeden virus (Měnglà virus ), objevený u pteropodidních netopýrů. Dianloviry byly hlášeny pouze z Číny. Uspořádání genomů dianlovirů velmi připomíná genomy marburgvirů, ale obsahují čtyři, nikoli pouze jeden genový překryv (Yang et al., 2019).

Genus Ebolavirus. Tento rod zahrnuje šest druhů pro šest virů. Jeden z těchto virů, virus Bombali (BOMV), byl zjištěn u molosidních netopýrů (Goldstein et al., 2018). U dalších dvou virů, viru Ebola (EBOV) a viru Reston (RESTV), existuje podezření, že je netopýři přechovávají jako přirozené hostitele. Pět ebolavirů (Bundibugyo virus , EBOV, RESTV, Sudan virus a Taï Forest virus ) je patogenních pro primáty jiné než lidské. BDBV, EBOV a SUDV jsou vysoce smrtelné lidské patogeny. Na základě hlášení způsobil virus TAFV pouze jeden případ závažného, ale nesmrtelného onemocnění u člověka a virus RESTV způsobil, pokud je známo, pouze jednu nezjevnou infekci u člověka. RESTV byl nalezen také u domácích prasat. Zdá se, že RESTV je endemický v jihovýchodní Asii; všechny ostatní ebolaviry cirkulují v Africe (Kuhn et al., 2020). Ebolaviry se vyznačují expresí tří odlišných proteinů ze svých glykoproteinových (GP) genů, což je strategie, kterou sdílejí s cuevaviry (Negredo et al., 2011, Sanchez et al., 1996, Volchkov et al., 1995).

Genus Marburgvirus. Tento rod zahrnuje jeden druh pro dva viry vyskytující se u pteropodidních netopýrů. Oba viry (Marburg virus a Ravn virus ) jsou vysoce letální lidské patogeny, které se endemicky vyskytují v Africe (Kuhn et al., 2020).

Rybí hostitel

Genus Striavirus. Tento rod zahrnuje jeden druh pro jeden virus (Xīlǎng virus ), objevený u odchycených žabek (čeleď Antennariidae) z Východočínského moře. Striaviry se vyznačují genomy, které obsahují devět genových překryvů, kódují nejméně tři proteiny bez zjevných homologů v jiných rodech filovirů a nekódují VP24 (Shi et al., 2018, Hume a Mühlberger 2019).

Rod Thamnovirus. Tento rod zahrnuje jeden druh pro jeden virus (virus Huángjiāo ), který byl objeven u odchycených pilatek (čeleď Monacanthidae) z Východočínského moře. Thamnoviry se vyznačují genomy, které kódují alespoň jeden protein bez zjevných homologů v jiných rodech filovirů a nekódují matrixový protein (VP40) ani VP24 (Shi et al., 2018, Hume a Mühlberger 2019).

Morfologie viru

Morfologie viru

Morfologie viru (obr. 1. Filoviridae) byla studována pouze u ebolavirů a marburgvirů a je popsána na stránkách příslušných rodů.

Obr. 1. Filoviridae. A) Skenovací elektronový mikrofotografický snímek částic marburského viru (červeně) pučících z infikovaného grivety (Chlorocebus aethiops (Linnaeus, 1758)). Vero E6 buňky. B) Transmisní elektronová mikrofotografie částic viru Marburg (červená) nalezených jako extracelulární částice i jako částice pučící z buněk Vero E6. Obrázky jsou pro přehlednost kolorovány. S laskavým svolením John G. Bernbaum a Jiro Wada, NIH/NIAID/DCR/IRF-Frederick, Fort Detrick, MD, USA.

Fyzikálně-chemické a fyzikální vlastnosti

Fyzikálně-chemické a fyzikální vlastnosti byly popsány pouze u jednotlivých ebolavirů a marburgvirů a jsou popsány na příslušných rodových stránkách.

Nukleová kyselina

Genomy filovirů jsou lineární nesegmentované molekuly RNA s negativní polaritou. Genomy se pohybují od přibližně 15 kb (thamnoviry) do přibližně 19 kb (cuevaviry, ebolaviry a marburgviry) (Negredo et al., 2011, Shi et al., 2018, Feldmann et al., 1992, Sanchez et al., 1993).

Proteiny

Filoviry exprimují 6 až 10 proteinů. Komplexy RNP se skládají z molekuly genomové RNA a několika typů strukturních proteinů, přičemž jedním z nich je velký protein (L) (Ortín a Martín-Benito 2015).

Lipidy

Obal filovirionu je odvozen od membrán hostitelské buňky a má se za to, že má lipidové složení podobné složení plazmatické membrány hostitelské buňky (Bavari et al., 2002). Některé proteiny filovirů mohou být acylovány (Funke et al., 1995, Ito et al., 2001).

Složení sacharidů

Složení sacharidů bylo popsáno pouze u jednotlivých ebolavirů a marburgvirů a je popsáno na příslušných rodových stránkách.

Organizace genomu a replikace

Genomy filovirů jsou uspořádány jako genomy většiny mononegavirů, s obecným pořadím genů 3′-N-P-M-(G)-L-5′ (alternativní terminologie pro filoviry: Negredo et al., 2011, Shi et al., 2018, Feldmann et al., 1992, Sanchez et al., 1993), ale liší se tím, že obsahují další geny (obr. 2. Filoviridae). Extragenové sekvence na krajním 3′ konci (leader) a 5′ konci (trailer) genomů filovirů jsou konzervované a krátké úseky těchto koncových sekvencí jsou komplementární. Geny filovirů, které nejsou rybími viry, jsou lemovány konzervovanými místy iniciace a terminace transkripce (polyadenylace), která obvykle obsahují vysoce konzervovaný pentamer 3′-UAAUU-5′. Geny mohou být odděleny nekonzervovanými intergenními sekvencemi nebo překryvy. Většina genů má relativně dlouhé 3′ a 5′ nekódující oblasti (Kuhn et al., 2020, Hume a Mühlberger 2019, Brauburger et al., 2015).

Obrázek 2. Filoviridae. Schematické znázornění organizace genomu filoviru. Genomy jsou nakresleny v měřítku. S laskavým svolením Jiro Wada, NIH/NIAID/DCR/IRF-Frederick, Fort Detrick, MD, USA.

Replikační strategie filovirů (obr. 3. Filoviridae) byly podrobně studovány pouze u EBOV a MARV a jsou diskutovány v příslušných podkapitolách.

Obr. 3. Filoviridae. Replikační cyklus filovirů (případně s výjimkou striavirů a thamnovirů). Viriony se připojují k faktorům připojení na povrchu buňky (oranžové Ys) a endocytózou se dostávají do buňky (Davey et al., 2017). Filovirionové glykoproteiny (žluté palice) se vážou na endozomální NPC intracelulární cholesterolový transportér 1 (NPC1, bílá klikatice) a katalyzují fúzi virové a buněčné membrány za uvolnění filovirionového RNP komplexu (zelená šroubovice) (Carette et al., 2011, Côté et al., 2011, Ng et al., 2014). Komplex polymerázy (skládající se z VP35 a L ) transkribuje filovirové mRNA, které jsou překládány do filovirových proteinů, a replikuje filovirovou genomickou RNA prostřednictvím antigenomických intermediátů (Brauburger et al., 2015). Genomová RNA a antigenomová RNA se vyskytují pouze jako ribonukleoproteinové komplexy, které slouží jako šablony pro replikaci a/nebo transkripci. Ke shromažďování filovirových proteinů a genomů potomků dochází v cytoplazmě a výsledkem je pučení a uvolnění virionů na plazmatické membráně (Kolesnikova et al., 2017). Se svolením Jiro Wada, NIH/NIAID/DCR/IRF-Frederick, Fort Detrick, MD, USA.

Biologie

Filoviry se zřejmě endemicky vyskytují v západní Africe (BOMV, EBOV, MARV, TAFV), střední Africe (BDBV, EBOV, MARV), východní Africe (BDBV, SUDV, MARV, RAVV), jižní Africe (MARV), východní Asii (HUJV, MLAV, RESTV, XILV), jihovýchodní Asii (RESTV) a východní a jižní Evropě (LLOV). Přirozeně infikovanými hostiteli filovirů jsou netopýři (BOMV, LLOV, MARV, RAVV, pravděpodobně také ebolaviry), pravděpodobně aktinopterygiální ryby (HUJV, XILV) a domácí prasata (RESTV) (Negredo et al., 2011, Yang et al., 2019, Goldstein et al., 2018, Shi et al., 2018, Amman et al., 2017, Kemenesi et al., 2018).

Antigenicita

Vzhledem k absenci replikujících izolátů cuevaviru, striaviru a thamnoviru nebyly provedeny studie antigenicity panfilovirů.

Kritéria pro vymezení rodů

Základním nástrojem pro vymezení rodů filovirů je PAirwise Sequence Comparison (PASC) s využitím kódově kompletních genomů filovirů. Genomové sekvence filovirů různých rodů se od sebe liší o ≥55 % (Bào et al., 2017). Při zařazování do rodů se zohledňují také genomické vlastnosti, jako je počet a umístění překryvů genů, počet otevřených čtecích rámců (ORF) a/nebo genů, hostitelské a geografické rozšíření filovirů a patogenita filovirů pro různé organismy.

Derivace názvů

Filoviridae: z latinského filum, „vlákno“, odkazující na morfologii částic filovirů.

Vztahy v rámci čeledi

Fylogenetické vztahy v rámci čeledi byly stanoveny na základě maximálně věrohodných stromů vytvořených pomocí kódovacích kompletních nebo úplných sekvencí genomu (obr. 4. Filoviridae) nebo na základě fylogenetické analýzy sekvencí RdRP (Wolf et al..), 2018).

Figure 4.Filoviridae. Fylogenetické vztahy filovirů. Maximálně věrohodný strom (se středním kořenem) odvozený pomocí kódujících úplných nebo kompletních genomů filovirů ukazuje šest odlišných kladů (rodů) čeledi. Sekvence byly zarovnány pomocí programu Clustal-Omega verze 1.2.1 (http://www.clustal.org/omega/) a byly ručně kurátorovány v programu Geneious verze R9 (http://www.geneious.com). Stromy byly odvozeny v programu FastTree verze 2.1 (Price et al., 2010) pomocí modelu General Time Reversible (GTR) s 20 kategoriemi Gamma-rate, 5 000 bootstrapovými replikáty a parametry vyčerpávajícího vyhledávání (-slow) a pseudočísel (-pseudo). Čísla u uzlů na stromech označují hodnoty bootstrapu v desetinném tvaru. Větve stromů jsou škálovány podle nukleotidových substitucí na jedno místo. Konce větví označují přístupová čísla GenBank. analýza s laskavým svolením Nicholase Di Paoly, USAMRIID, Fort Detrick, MD, USA. Tento fylogenetický strom a odpovídající zarovnání sekvencí jsou k dispozici ke stažení na stránce Zdroje.

Souvislosti s jinými taxony

Filoviry jsou úzce příbuzné paramyxovirům (Mononegavirales: Paramyxoviridae), pneumovirům (Mononegavirales: Pneumoviridae) a sunvirům (Mononegavirales: Sunviridae) (Wolf et al., 2018).

Příbuzné, nezařazené viry

Nezařazené filoviry (další nezařazené filoviry, které jsou pravděpodobnými příslušníky existujících rodů, jsou uvedeny u popisů jednotlivých rodů).

.

Název viru	Přírůstkové číslo	Reference
BtFiloYN2162	KX371873	(Yang et al., 2017)
BtFiloYN2176	KX371874	(Yang et al., 2017)
BtFiloYN2180	KX371875	(Yang et al., 2017)
BtFiloYN2181	KX371876	(Yang et al., 2017)
BtFiloYN2190	KX371879	(Yang et al., 2017)
BtFiloYN9434	KX371883	(Yang et al., 2017)
BtFiloYN9435	KX371885	(Yang et al., 2017)
BtFiloYN9442	KX371884	(Yang et al., 2017)
BtFiloYN9445	KX371886	(Yang et al., 2017)
BtFiloYN9447-2	KX371888	(Yang et al., 2017)
BtFiloYN9447-3	KX371889	(Yang et al., 2017)
BtFiloYN9447-4	KX371890	(Yang et al., 2017)
BtFV/WD04	KP233864	(He et al., 2015)

Názvy virů a zkratky virů, nejsou oficiální označení ICTV.

Členské taxony

• Cuevavirus
• Dianlovirus
• Ebolavirus
• Marburgvirus
• Striavirus
• Thamnovirus

.