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 și Victoria Wahl

Corresponding author: Jens H. Kuhn ([email protected])
Carte tipărită de: Jens H. Kuhn ([email protected])
Edit: Stuart G. Siddell și Peter J. Walker
Publicat: Stuart G. Siddell și Peter J. Walker
Publicat: Martie 2019, actualizat în octombrie 2020
PDF: ICTV_Filoviridae.pdf

Rezumat

Membrii familiei Filoviridae produc virioni înveliți, de formă variată, adesea filamentoși, care conțin genomuri de ARN liniare nesemnificative și nesegmentate de 15-19 kb (Tabelul 1.Filoviridae). Familia include șase genuri. Mai multe filovirusuri (de exemplu, virusul Ebola, virusul Marburg) sunt patogene pentru om și foarte virulente. Liliecii sunt gazde naturale pentru unele filovirusuri (de exemplu, virusul Marburg, virusul Ravn), în timp ce altele infectează peștii (de exemplu, virusul Huángjiāo, virusul Xīlǎng).

Tabel 1.Filoviridae. Caracteristici ale membrilor familiei Filoviridae

Caracteristică	Descriere
Membru tipic	Virusul Marburg , specia Marburg marburgvirus, genul Marburgvirus
Virion	Învelit, cu forme variate, cu o singură nucleocapsidă sau poliploid
Genomul	Aproximativ 15-19 kb de ARN liniar cu sens negativ nesemnificativ și nesegmentat
Replicare	ARN antigenomic este un intermediar de replicare. Atât genomul, cât și antigenomul formează complexe ribonucleoproteice, care servesc drept șabloane
Translație	Din mai multe ARNm capsulate în 5′ și poliadenilate în 3′
Gama gazdă	Primaturile (ebolavirus, marburgvirusuri), lilieci (cuevavirusuri, dianlovirusuri, marburgvirusuri, probabil ebolavirusuri), porci domestici (virusul Reston) și pești (striavirusuri, thamnovirusuri) se infectează în mod natural
Taxonomie	Realul Riboviria, phylum Negarnaviricota, subphylum Haploviricotina, clasa Monjiviricetes, ordinul Mononegavirales: Familia include șase genuri (Cuevavirus, Dianlovirus, Ebolavirus, Marburgvirus, Striavirus și Thamnovirus) și un total de unsprezece specii

Virusurile atribuite celor șase genuri formează o cladă monofilitică pe baza analizei filogenetice a secvențelor ARN-polimerazei ARN dirijate (RdRP) (Wolf et al., 2018). Genomurile virusurilor din toate cele șase genuri au o arhitectură genomică similară.

Mammalian Host

Genul Cuevavirus. Acest gen include o specie pentru un singur virus (virusul Lloviu ), descoperit în lilieci miniopteridieni morți (gazde accidentale probabile). Cuevavirusurile au fost raportate numai din Europa. Cuevavirusurile se remarcă prin genomurile care exprimă proteina asociată complexului ribonucleoproteic (RNP) (VP24) și proteina mare (L) dintr-un ARNm bicistronic, mai degrabă decât din transcripte individuale (dianlovirusuri, ebolavirusuri, marburgvirusuri) (Negredo et al., 2011).

Genul Dianlovirus. Acest gen include o specie pentru un singur virus (virusul Měnglà ), descoperit la liliecii pteropodidei. Dianlovirusurile au fost raportate numai din China. Organizarea genomurilor dianlovirusurilor amintește foarte mult de genomurile marburgvirusurilor, dar acestea conțin patru gene, în loc de o singură suprapunere de gene (Yang et al., 2019).

Genul Ebolavirus. Acest gen include șase specii pentru șase virusuri. Unul dintre aceste virusuri, virusul Bombali (BOMV), a fost detectat la liliecii molizi (Goldstein et al., 2018). Alte două virusuri, virusul Ebola (EBOV) și virusul Reston (RESTV), sunt suspectate a fi găzduite de lilieci ca gazde naturale. Cinci virusuri ebolavirus (virusul Bundibugyo , EBOV, RESTV, virusul Sudan , și virusul Taï Forest ) sunt patogene pentru primatele neumane. BDBV, EBOV și SUDV sunt agenți patogeni extrem de letali pentru om. Pe baza rapoartelor, TAFV a provocat un singur caz de boală umană severă, dar neletală, iar RESTV a provocat, din câte se știe, o singură infecție umană inaparentă. RESTV a fost găsit, de asemenea, la porcii domestici. RESTV pare să fie endemică în Asia de sud-est; toate celelalte ebolavirusuri circulă în Africa (Kuhn et al., 2020). Ebolavirusurile se remarcă prin exprimarea a trei proteine distincte din genele lor de glicoproteină (GP), o strategie pe care o împărtășesc cu cuevavirusurile (Negredo et al., 2011, Sanchez et al., 1996, Volchkov et al., 1995).

Genul Marburgvirus. Acest gen include o specie pentru două virusuri care se găsesc la liliecii pteropodizi. Ambele virusuri (virusul Marburg și virusul Ravn ) sunt agenți patogeni umani extrem de letali care sunt endemici în Africa (Kuhn et al., 2020).

Piscine Host

Genus Striavirus. Acest gen include o specie pentru un singur virus (virusul Xīlǎng ), descoperit la peștii broască capturați (familia Antennariidae) din Marea Chinei de Est. Striavirusurile se remarcă prin genomurile care conțin nouă suprapuneri de gene, codifică cel puțin trei proteine fără omologi evidenți în alte genuri de filovirusuri și nu codifică VP24 (Shi et al., 2018, Hume și Mühlberger 2019).

Genul Thamnovirus. Acest gen include o specie pentru un singur virus (virusul Huángjiāo ), descoperit la peștii file capturați (familia Monacanthidae) din Marea Chinei de Est. Thamnovirusurile se remarcă prin genomurile care codifică cel puțin o proteină fără omologi evidenți în alte genuri de filovirusuri și nu codifică proteina matricei (VP40) sau VP24 (Shi et al., 2018, Hume and Mühlberger 2019).

Virion

Morfologie

Morfologia virionului (Figura 1.Filoviridae) a fost studiată numai pentru ebolavirus și marburgvirusuri și este descrisă în paginile genurilor respective.

Figura 1.Filoviridae. A) Micrografie electronică de scanare a particulelor virusului Marburg (roșu) înmugurite dintr-o grivă infectată (Chlorocebus aethiops (Linnaeus, 1758)). Celula Vero E6. B) Micrografie electronică de transmisie a particulelor de virus Marburg (roșu) găsite atât ca particule extracelulare, cât și ca particule înmugurite din celulele Vero E6. Imaginile sunt colorate pentru claritate. Prin amabilitatea lui John G. Bernbaum și Jiro Wada, NIH/NIAID/DCR/IRF-Frederick, Fort Detrick, MD, SUA.

Proprietăți fizico-chimice și fizice

Proprietățile fizico-chimice și fizice au fost descrise doar pentru ebolavirus și marburgvirusuri individuale și sunt descrise în paginile genurilor respective.

Acidul nucleic

Genomii filovirusurilor sunt molecule de ARN liniare nesegmentate de polaritate negativă. Genomurile variază de la aproximativ 15 kb (thamnovirusuri) la aproximativ 19 kb (cuevavirusuri, ebolavirusuri și marburgvirusuri) (Negredo et al., 2011, Shi et al., 2018, Feldmann et al., 1992, Sanchez et al., 1993).

Proteine

Filovirusurile exprimă între 6 și 10 proteine. Complexele RNP sunt compuse dintr-o moleculă de ARN genomic și mai multe tipuri de proteine structurale, una dintre ele fiind proteina mare (L) (Ortín și Martín-Benito 2015).

Lipide

Învelișul filovirionului este derivat din membranele celulelor gazdă și se consideră că are o compoziție lipidică similară cu cea a membranei plasmatice a celulei gazdă (Bavari et al., 2002). Unele proteine ale filovirusului pot fi acilate (Funke et al., 1995, Ito et al., 2001).

Carbohidrați

Compoziția carbohidraților a fost descrisă numai pentru ebolavirusuri și marburgvirusuri individuale și este descrisă în paginile genurilor respective.

Organizarea și replicarea genomului

Genomurile filovirusurilor sunt organizate ca majoritatea genomurilor mononegavirusurilor, cu ordinea generală a genelor 3′-N-P-M-(G)-L-5′ (terminologie alternativă pentru filovirusuri: 3′-NP-VP35-VP40-(GP)-L-5′), dar diferă prin faptul că acestea conțin gene suplimentare (Figura 2.Filoviridae) (Negredo et al., 2011, Shi et al., 2018, Feldmann et al., 1992, Sanchez et al., 1993). Secvențele extragenice de la extremitatea 3′ (lider) și de la extremitatea 5′ (remorcă) a genomurilor de filovirus sunt conservate, iar secțiunile scurte ale acestor secvențe terminale sunt complementare. Genele filovirusurilor care nu aparțin peștilor sunt flancate de situsuri conservate de inițiere și terminare a transcripției (poliadenilare) care conțin, de obicei, pentamerul foarte conservat 3′-UAAUU-5′. Genele pot fi separate de secvențe intergenice neconservate sau de suprapuneri. Majoritatea genelor posedă regiuni necodificatoare 3′ și 5′ relativ lungi (Kuhn et al., 2020, Hume și Mühlberger 2019, Brauburger et al., 2015).

Figura 2.Filoviridae. Reprezentare schematică a organizării genomului filovirusului. Genomurile sunt desenate la scară. Prin amabilitatea lui Jiro Wada, NIH/NIAID/DCR/IRF-Frederick, Fort Detrick, MD, SUA.

Strategiile de replicare ale filovirusurilor (Figura 3.Filoviridae) au fost studiate în profunzime doar cu ajutorul EBOV și MARV și sunt discutate în subcapitolele respective.

Figura 3.Filoviridae. Ciclul de replicare al filovirusurilor (excluzând eventual striavirusurile și thamnovirusurile). Virionii se atașează la factorii de atașare de pe suprafața celulară (Y-uri portocalii) și sunt introduși în celulă prin endocitoză (Davey et al., 2017). Glicoproteinele filovirionului (cluburi galbene) se leagă de transportatorul intracelular de colesterol endosomal NPC 1 (NPC1, zigzag alb) și catalizează fuziunea membranelor virale și celulare pentru a elibera complexul RNP al filovirusului (helix verde) (Carette et al., 2011, Côté et al., 2011, Ng et al., 2014). Complexul polimerazei (format din VP35 și L ) transcrie ARNm al filovirusului, care sunt traduse în proteine filovirale, și replică ARN genomic al filovirusului prin intermediari antigenomici (Brauburger et al., 2015). ARN genomic și ARN antigenomic apar doar sub formă de complexe ribonucleoproteice, care servesc drept șabloane pentru replicare și/sau transcriere. Asamblarea proteinelor filovirale și a genomurilor progeniturilor are loc în citoplasmă și are ca rezultat înmugurirea și eliberarea virionilor la nivelul membranei plasmatice (Kolesnikova et al., 2017). Prin amabilitatea lui Jiro Wada, NIH/NIAID/DCR/IRF-Frederick, Fort Detrick, MD, SUA.

Biologie

Filovirusurile par să fie endemice în Africa de Vest (BOMV, EBOV, MARV, TAFV), Africa Mijlocie (BDBV, EBOV, MARV), Africa de Est (BDBV, SUDV, MARV, RAVV), Africa de Sud (MARV), Asia de Est (HUJV, MLAV, RESTV, XILV), Asia de Sud-Est (RESTV) și Europa de Est și de Sud (LLOV). Gazdele infectate în mod natural de filovirusuri sunt liliecii (BOMV, LLOV, MARV, RAVVV, probabil și ebolavirusuri), probabil peștii actinopterygi (HUJV, XILV) și porcii domestici (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).

Antigenitate

Din cauza absenței izolatelor replicante de cuevavirus, striavirus și thamnovirus, nu s-au făcut studii de antigenitate pan-filovirus.

Criterii de demarcare a genurilor

Cerințele de demarcare a genurilor de filovirus

PAirwise Sequence Comparison (PASC) folosind genomuri de filovirus complete din punct de vedere al codificării este principalul instrument de demarcare a genurilor de filovirus. Secvențele genomice ale filovirusurilor din diferite genuri diferă între ele cu ≥55% (Bào et al., 2017). Caracteristicile genomice, cum ar fi numărul și localizarea suprapunerilor de gene, numărul de cadre de lectură deschise (ORF) și/sau gene, gazda filovirusului și distribuția geografică și patogenitatea filovirusului pentru diferite organisme sunt, de asemenea, luate în considerare pentru atribuirea genurilor.

Derivarea numelor

Filoviridae: din latinescul filum, „fir”, referindu-se la morfologia particulelor de filovirus.

Relații în cadrul familiei

Relațiile filogenetice în cadrul familiei au fost stabilite pe baza unor arbori de maximă verosimilitate generați folosind secvențe genomice complete de codificare sau complete (Figura 4.Filoviridae) sau prin analiza filogenetică a secvențelor RdRP (Wolf et al, 2018).

Figure 4.Filoviridae. Relații filogenetice ale filovirusurilor. Arborele de maximă verosimilitate (cu rădăcină mediană) dedus prin utilizarea genomurilor de filovirusuri complete de codificare sau complete demonstrează cele șase clade (genuri) distincte ale familiei. Secvențele au fost aliniate cu ajutorul Clustal-Omega versiunea 1.2.1 (http://www.clustal.org/omega/) și au fost curatoriate manual în Geneious versiunea R9 (http://www.geneious.com). Arborii au fost deduse în FastTree versiunea 2.1 (Price et al., 2010) utilizând un model General Time Reversible (GTR) cu 20 de categorii Gamma-rate, 5.000 de replici bootstrap și parametri de căutare exhaustivă (-slow) și pseudoconturi (-pseudo). Numerele din apropierea nodurilor de pe arbori indică valorile bootstrap în formă zecimală. Ramurile arborelui sunt scalate în funcție de substituțiile de nucleotide pe situs. Vârfurile ramurilor indică numerele de acces la GenBank.Analiza este oferită cu amabilitatea lui Nicholas Di Paola, USAMRIID, Fort Detrick, MD, SUA. Acest arbore filogenetic și alinierea secvenței corespunzătoare pot fi descărcate de pe pagina de resurse.

Relații cu alți taxoni

Filovirusurile sunt strâns legate de paramixovirusuri (Mononegavirales: Paramyxoviridae), pneumovirusuri (Mononegavirales: Pneumoviridae) și sunviruși (Mononegavirales: Sunviridae) (Wolf et al., 2018).

Virus înrudiți, neclasificați

Filovirusuri neclasificate (filovirusuri neclasificate suplimentare neclasificate care sunt membri probabili ai genurilor existente sunt enumerate în descrierile genurilor individuale).

.

Numele virusului	Numărul de adeziune	Referință
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)

Numele virusurilor și abrevierile virusurilor, nu sunt denumiri oficiale ale ICTV.

Taxoni membri

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

.