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 og Victoria Wahl

Korresponderende forfatter: Jens H. Kuhn ([email protected])
Redigeret af: Jens H. Kuhn ([email protected])
Redigeret af: Stuart G. Siddell og Peter J. Walker
Publiceret: marts 2019, opdateret oktober 2020
PDF: ICTV_Filoviridae.pdf

Resumé

Medlemmer af familien Filoviridae producerer forskelligt formede, ofte filamentøse, omsluttede virioner, der indeholder lineære negative-sense ikke-segmenterede RNA-genomer på 15-19 kb (Tabel 1.Filoviridae). Familien omfatter seks slægter. Flere filovirus (f.eks. ebola-virus, Marburg-virus) er patogene for mennesker og meget virulente. Flagermus er naturlige værter for nogle filovirus (f.eks. Marburg-virus, Ravn-virus), mens andre inficerer fisk (f.eks. Huángjiāo-virus, Xīlǎng-virus).

Tabel 1.Filoviridae. Karakteristika for medlemmer af familien Filoviridae

Virusser, der er tildelt de seks slægter, danner en monofyletisk klade baseret på fylogenetisk analyse af RNA-directed RNA polymerase (RdRP) sekvenser (Wolf et al., 2018). Genomerne af virus fra alle seks slægter har en lignende genomisk arkitektur.

Spattedyrs vært

Genus Cuevavirus. Denne slægt omfatter en art for en virus (Lloviu-virus ), der er opdaget i døde miniopteride flagermus (sandsynligvis tilfældige værter). Cuevavirusser er kun blevet rapporteret fra Europa. Cuevavirus er bemærkelsesværdige for genomer, der udtrykker det ribonucleoprotein (RNP) kompleks-associerede protein (VP24) og det store protein (L) fra et bicistronisk mRNA snarere end fra individuelle transkripter (dianlovirus, ebolavirus, marburgvirus) (Negredo et al., 2011).

Genus Dianlovirus. Denne slægt omfatter en art for en virus (Měnglà-virus ), opdaget hos pteropodide flagermus. Dianlovirus er kun blevet rapporteret fra Kina. Organiseringen af dianlovirusgenomer minder i høj grad om marburgvirusgenomer, men de indeholder fire i stedet for kun ét genoverlap (Yang et al., 2019).

Genus Ebolavirus. Denne slægt omfatter seks arter til seks vira. Et af disse vira, Bombali-virus (BOMV), er blevet påvist hos molossid-flagermus (Goldstein et al., 2018). To yderligere vira, Ebola-virus (EBOV) og Reston-virus (RESTV), mistænkes for at blive båret af flagermus som naturlige værter. Fem ebolavirus (Bundibugyo-virus , EBOV, RESTV, Sudanvirus og Taï Forest-virus ) er patogene for ikke-menneskelige primater. BDBV, EBOV og SUDV er meget dødelige patogener for mennesker. Ifølge rapporter har TAFV kun forårsaget et enkelt tilfælde af alvorlig, men ikke-dødelig sygdom hos mennesker, og RESTV har, så vidt vides, kun forårsaget en enkelt uklar infektion hos mennesker. RESTV er også blevet fundet hos tamsvin. RESTV synes at være endemisk i Sydøstasien; alle andre ebolavirusser cirkulerer i Afrika (Kuhn et al., 2020). Ebolavirusser er bemærkelsesværdige for at udtrykke tre forskellige proteiner fra deres glykoprotein (GP)-gener, en strategi, som de deler med cuevavirus (Negredo et al., 2011, Sanchez et al., 1996, Volchkov et al., 1995).

Genus Marburgvirus. Denne slægt omfatter en art for to vira, der findes hos pteropodide flagermus. Begge virus (Marburgvirus og Ravnvirus ) er meget dødelige humane patogener, der er endemiske i Afrika (Kuhn et al., 2020).

Piscine Host

Genus Striavirus. Denne slægt omfatter en art for en virus (Xīlǎng-virus ), der er opdaget i fangede frøfisk (familien Antennariidae) fra det østkinesiske hav. Striavirus er bemærkelsesværdige for genomer, der indeholder ni genoverlapninger, koder for mindst tre proteiner uden tydelige homologer i andre filovirus-slægter og koder ikke for VP24 (Shi et al., 2018, Hume og Mühlberger 2019).

Genus Thamnovirus. Denne slægt omfatter en art for en virus (Huángjiāo-virus ), opdaget i fangede filefisk (familie Monacanthidae) fra det østkinesiske hav. Thamnovirus er bemærkelsesværdige for genomer, der koder for mindst ét protein uden tydelige homologer i andre filovirus-slægter, og som ikke koder for matrixprotein (VP40) eller VP24 (Shi et al., 2018, Hume og Mühlberger 2019).

Virion

Morfologi

Virionens morfologi (Figur 1.Filoviridae) er kun blevet undersøgt for ebolavirus og marburgvirus og er beskrevet på de respektive genussider.

Figur 1.Filoviridae. A) Scanningelektronmikroskopisk billede af Marburgviruspartikler (rødt), der spirer fra en inficeret gribbe (Chlorocebus aethiops (Linnaeus, 1758)). Vero E6-celle. B) Transmissionselektronmikroskopisk billede af Marburgviruspartikler (rødt), der findes både som ekstracellulære partikler og som spirende partikler fra Vero E6-celler. Billederne er farvelagt for at gøre dem tydelige. Med venlig hilsen af John G. Bernbaum og Jiro Wada, NIH/NIAID/DCR/IRF-Frederick, Fort Detrick, MD, USA.

Fysisk-kemiske og fysiske egenskaber

Fysisk-kemiske og fysiske egenskaber er kun beskrevet for de enkelte ebolavirus og marburgvirus og er beskrevet på de respektive genussider.

Nukleinsyre

Filovirusgenomer er lineære ikke-segmenterede RNA-molekyler af negativ polaritet. Genomerne varierer fra ca. 15 kb (thamnovirusser) til ca. 19 kb (cuevavirus, ebolavirus og marburgvirus) (Negredo et al., 2011, Shi et al., 2018, Feldmann et al., 1992, Sanchez et al., 1993).

Proteiner

Filovirus udtrykker 6 til 10 proteiner. RNP-komplekser er sammensat af et genomisk RNA-molekyle og flere typer strukturproteiner, hvoraf det store protein (L) er et af dem (Ortín og Martín-Benito 2015).

Lipider

Filoviriehindehinden er afledt af værtscellens membraner og anses for at have en lipidsammensætning, der ligner værtscellens plasmamembran (Bavari et al., 2002). Nogle filovirusproteiner kan være acylerede (Funke et al., 1995, Ito et al., 2001).

Kulhydrater

Kulhydratsammensætningen er kun beskrevet for de enkelte ebolavirus og marburgvirus og er beskrevet på de respektive slægtssider.

Genomorganisering og replikation

Filovirusgenomer er organiseret som de fleste mononegavirusgenomer, med den generelle genorden 3′-N-P-M-(G)-L-5′ (alternativ terminologi for filovirusser: 3′-NP-VP35-VP35-VP40-(GP)-L-5′), men adskiller sig ved at indeholde yderligere gener (figur 2.Filoviridae) (Negredo et al., 2011, Shi et al., 2018, Feldmann et al., 1992, Sanchez et al., 1993). De ekstragene sekvenser i den yderste 3′-ende (leader) og 5′-ende (trailer) af filovirusgenomer er konserverede, og korte dele af disse endesekvenser er komplementære. Gener af ikke-fiskefilovirus er flankeret af konserverede transkriptionelle initierings- og termineringssteder (polyadenyleringssteder), der typisk indeholder den meget bevarede pentamer 3′-UAAUUU-5′. Generne kan være adskilt af ikke-konserverede intergeniske sekvenser eller overlapninger. De fleste gener besidder relativt lange 3′- og 5′-nonkodningsregioner (Kuhn et al., 2020, Hume og Mühlberger 2019, Brauburger et al., 2015).

Figur 2.Filoviridae. Skematisk repræsentation af filovirus-genomorganiseringen. Genomerne er tegnet i skala. Med venlig hilsen af Jiro Wada, NIH/NIAID/DCR/IRF-Frederick, Fort Detrick, MD, USA.

Filovirus’ replikationsstrategier (figur 3.Filoviridae) er kun blevet undersøgt i dybden ved hjælp af EBOV og MARV og er behandlet i de respektive underkapitler.

Figur 3.Filoviridae. Replikationscyklus for filovirusser (muligvis bortset fra striavirusser og thamnovirusser). Virusene lægger sig til vedhæftningsfaktorer på celleoverfladen (orange Y’er) og tages ind i cellen via endocytose (Davey et al., 2017). Filovirion-glykoproteinerne (gule køller) binder sig til endosomal NPC intracellulær kolesteroltransportør 1 (NPC1, hvid zigzag) og katalyserer fusionen af virale og cellulære membraner for at frigøre filovirus RNP-komplekset (grøn helix) (Carette et al., 2011, Côté et al., 2011, Ng et al., 2014). Polymerasekomplekset (bestående af VP35 og L ) transskriberer filovirus mRNA’er, som oversættes til filovirusproteiner, og replikerer filovirus genomisk RNA via antigenomiske intermediater (Brauburger et al., 2015). Genomisk RNA og antigenomisk RNA forekommer kun som ribonukleoproteinkomplekser, der tjener som skabeloner til replikation og/eller transkription. Samling af filovirale proteiner og progeny genomer sker i cytoplasmaet og resulterer i knopning og frigivelse af virioner ved plasmamembranen (Kolesnikova et al., 2017). Med venlig hilsen af Jiro Wada, NIH/NIAID/DCR/IRF-Frederick, Fort Detrick, MD, USA.

Biologi

Filovirus ser ud til at være endemiske i Vestafrika (BOMV, EBOV, MARV, TAFV), Mellemafrika (BDBV, EBOV, MARV), Østafrika (BDBV, SUDV, MARV, RAVV), det sydlige Afrika (MARV), Østasien (HUJV, MLAV, RESTV, XILV), Sydøstasien (RESTV), og Øst- og Sydeuropa (LLOV). Naturligt inficerede værter for filovirus er flagermus (BOMV, LLOV, MARV, RAVV, sandsynligvis også ebolavirus), sandsynligvis actinopterygiske fisk (HUJV, XILV) og tamsvin (RESTV) (Negredo et al., 2011, Yang et al., 2019, Goldstein et al., 2019, Goldstein et al, 2018, Shi et al., 2018, Shi et al., 2018, Amman et al., 2017, Kemenesi et al., 2018).

Antigenicitet

På grund af fraværet af replikerende cuevavirus-, striavirus- og thamnovirus-isolater er der ikke foretaget pan-filovirus-antigenicitetsundersøgelser.

Kriterier for afgrænsning af slægter

PAirwise Sequence Comparison (PASC) ved hjælp af kodningskomplette filovirusgenomer er det primære redskab til afgrænsning af filovirus-slægter. Genomiske sekvenser af filovirus af forskellige slægter adskiller sig fra hinanden med ≥55 % (Bào et al., 2017). Genomiske egenskaber, såsom antal og placering af genoverlapninger, antal åbne læserammer (ORF’er) og/eller gener, filovirusvært og geografisk udbredelse og filoviruspatogenicitet for forskellige organismer tages også i betragtning ved tildeling af slægten.

Derivation af navne

Filoviridae: fra latin filum, “tråd”, der henviser til filoviruspartiklernes morfologi.

Sammenhænge inden for familien

Fylogenetiske relationer på tværs af familien er blevet etableret ud fra maximum-likelihood træer genereret ved hjælp af kodningskomplette eller komplette genomsekvenser (Figur 4.Filoviridae) eller ved fylogenetisk analyse af RdRP-sekvenser (Wolf et al, 2018).

Figure 4.Filoviridae. Filovirus’ fylogenetiske relationer. Maximum-likelihood-træet (med midterste rod) udledt ved hjælp af kodningskomplette eller komplette filovirusgenomer viser de seks forskellige klader (slægter) i familien. Sekvenserne er blevet tilpasset ved hjælp af Clustal-Omega version 1.2.1 (http://www.clustal.org/omega/) og er blevet kurateret manuelt i Geneious version R9 (http://www.geneious.com). Træer blev udledt i FastTree version 2.1 (Price et al., 2010) ved hjælp af en General Time Reversible (GTR)-model med 20 Gamma-rate-kategorier, 5.000 bootstrap-replikater og udtømmende søgeparametre (-slow) og pseudooptællinger (-pseudo). Tal i nærheden af knuder på træerne angiver bootstrap-værdier i decimalform. Træernes grene er skaleret til nukleotid-substitutioner pr. sted. Spidserne på grenene angiver GenBank-adgangsnumre.Analyse venligst udlånt af Nicholas Di Paola, USAMRIID, Fort Detrick, MD, USA. Dette fylogenetiske træ og den tilsvarende sekvensudligning kan downloades fra Resources-siden.

Sammenhænge med andre taxa

Filovirus er nært beslægtet med paramyxovirus (Mononegavirales: Paramyxoviridae), pneumovirus (Mononegavirales: Pneumoviridae) og sunvirusser (Mononegavirales: Sunviridae) (Wolf et al., 2018).

Relaterede, uklassificerede vira

Uklassificerede filovirusser (yderligere uklassificerede filovirusser, der sandsynligvis er medlemmer af eksisterende slægter, er opført under de enkelte slægtsbeskrivelser).

Virusnavne og virusforkortelser, er ikke officielle ICTV-betegnelser.

Medlems-taxaer

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