Новое и малоизученное заболевание: лихорадка Марбург

Семейство вирусов, содержащих одноцепочечную антисмысловую РНК, Filoviridae  объединяет вирус Марбург и вирус Эбола. Вспышка лихорадки, вызванной вирусом Марбург, впервые произошла в Германии, в 1967 году. Она была завозного происхождения: заболели, в первую очередь, сотрудники лаборатории, во время работы с обезьянами и материалом от них. В природе вирус Марбург ассоциирован с открытыми сухими территориями Восточной Африки и южной части Центральной Африки. Резервуаром инфекции являются летучие мыши, при этом вирус не взывает у них заболевания.

Инкубационный период у человека составляет от 3 до 21 дня. Начало заболевания характеризуется лихорадкой (39–40^oC), головной болью, ознобом, болью в мышцах и другими неспецифическими симптомами, характерными для многих инфекционных заболеваний. Через 4 дня наступает фаза поражения органов – повышается проницаемость сосудов, появляются пятна на коже, кровотечение на слизистых оболочках.  Летальность составляет 23 %—50 %, в некоторых вспышках достигая 70 % При смертельном исходе смерть наступает, как правило, при мультиорганном поражении и шоке, на 8-16 день болезни. Выздоровление длительное, и сопровождается миалгией, сыпью, истощением, амнезией.

На поздних стадиях инфекции вирус можно найти практически во всех органах, но, в первую очередь, вирус поражает лимфатические узлы, печень и селезёнку. Там же наблюдаются наиболее выраженные некротические процессы. Эти органы содержат много моноцитов и макрофагов, которые, заражаясь, распространяют инфекцию по организму. Выделение большого количества цитокинов инфицированными макрофагами и другими клетками ведёт к повышению проницаемости стенок сосудов, и , как следствие, снижению объёма плазмы, повышению давления, множественному поражению внутренних органов. В модели на обезьянах показано повышение  IL6 (участвует в развитии лихорадки и воспаления) и IL8 (привлекает нейтрофилы и макрофаги) за счёт инфицированных макрофагов и дендритных клеток. С другой стороны, для активации выделения цитокинов макрофагами в культуре достаточно убитых вирусных частиц.

Вирус также может поражать эндотелий, но изменение его проницаемости, более вероятно, обусловлено воздействием цитокинов. В крови повышено содержание ферментов печени из-за её поражения, что также может быть причиной нарушения свёртывания. Выделение тканевого фактора стимулирует системы свёртывания крови, что приводит к внутрисосудистому свёртыванию крови.

Летальная инфекция связана со снижением количества циркулирующих лимфоцитов и апоптозом лимфоцитов в селезёнке, лимфатических узлах и крови. Массовый апоптоз лимфоцитов не обязательно происходит из-за заражения клеток. Наиболее вероятная причина гибели лимфоцитов – молекулы, выделяемые заражёнными макрофагами.

Геном содержит семь генов с длинными 3’ и 5’ нетранслируемыми регионами. 3′- нетранслируемые области генов участвуют в транспорте, контролирует локализацию в клетке, трансляцию. Частицы вируса Марбург разнообразны по форме, они могут прямыми, изогнутыми, извитыми и кольцеобразными. Центральная часть сформирована нуклеокапсидом, включающим белки и РНК. Это организованная структура в форме левозакрученной спирали. Нуклеокапсид включает четыре типа белков, NP, VP35, VP30 и L. Он защищает РНК от повреждения ферментами и распознавания рецепторами хорзяина. NP, VP35 и L участвуют в транскрипции и репликации, роль VP30 пока до конца не охарактеризована. Нуклеопротеин  NP регулирует репликацию и транскрипцию генома, с ним связаны остальные белки нуклеокапсида.VP35 – кофактор РНК-зависимой РНК-полимеразы L, участвует в её связывании с нуклеокапсидом. VP35 также действует как антагонист интерферона первого типа, одного из важных участников работы противовирусного иммунитета.

GP – белок на поверхности вируса участвует во взаимодействии с клеткой и проникновении в неё. Он также может выделяться заражёнными клетками и участвовать в защите от воздействия иммунной системы, подавляя как механизмы врождённой защиты, так и приобретённого иммунитета, блокируя выделение цитокинов и запуская апоптоз лимфоцитов. Белок матрикса VP40 участвует в сборке вириона, осуществляя перемещение нуклеокапсида к плазматической мембране. Также он привлекает  GP к месту сборки и способствует выделению частиц. VP40 оказывается с внутренней стороны мембраны вириона и связан с нуклеокапсидом. Белок VP40 также участвует в блокировании интерферонового ответа первого типа. VP24, минорный белок матрикса, участвующий в выделении вирусных частиц. Процесс выхода вируса задействует и белки клетки-хозяина. Часто вирусные частицы покидают клетку в области клеточных контактов и немедленно заражают таким способом соседние клетки.

При заражении мышей вирусом дикого типа (не адаптированным к мышам) изменений в количестве и составе лимфоцитов не происходит и заболевание не развивается. Содержание Т-клеток не меняется. В то же время адаптированный к мышам вирус вызывает выраженное снижение содержание В-клеток, Т-клеток и естественных киллеров. Также них происходит увеличение содержание ряда цитокинов и развивается заболевание, которое может быть смертельным. Вирус способен в природе эволюционировать, приспосабливаясь к новым хозяевам. Это возможно благодаря ненаправленному гипермутагенезу, ведущему к замене аденаозина на инозин, мутациям в составе генов и  нетранслируемых областях. В пассажах на мышах получены мутировавшие вирусы, содержавшие новые варианты VP40:D184N и VP40:Y19H, а так же мутации VP35, VP40 и GP. VP40:Y19H локализована в участке, вероятно, задействованном в выходе вируса из клетки. VP40:D184N затрагивает медоменнный спейсер. Вторичные структуры РНК  в 3′ нетранслируемом регионе VP35  и GP тоже подвергались изменениям при адаптации к мышам. Интересно, что при пассированни на мышах, перестройки кодирующих последовательностей генома вируса часто напоминают «подстройку» под особенности использования кодонов у мыши.

Вирус Марбург сложно исследовать: лаборатория, в которой проводится работа с ним, должна соответствовать всем требованиям защиты персонала. То, что для изучения заболевания на модельных животных возможно только после адаптации вируса, дополнительно затрудняет процесс работы, не только потому, что необходимо осуществлять такую адаптацию, но и потому что не ясно, насколько заболевание и особенности вируса в такой модели соответствуют процессам, которые происходят при инфицировании человека вирусом дикого типа.