Polyomaviridae

A Polyomaviridae a vírusok egy családja, amelybe kettős szálú DNS-genommal rendelkező, lipidburok nélküli fajok, az ún. poliómavírusok tartoznak. Elsősorban emlősöket és madarakat fertőznek. 2015-ben a családba 76 ismert faj tartozott, amelyből 73-at négy nembe osztottak be, három pedig egyelőre osztályozatlan.^[1] Közülük 13 képes az embert is megfertőzni;^[2][3] többségük azonban, bár meglehetősen elterjedtek (mint a BK-vírus vagy a JC-vírus), csak immunhiányos betegekben okoznak klinikai tüneteket.^[4][5] A BK-vírus veseátültetett páciensek vesekárosodásában,^[6][7] a JC-vírus progresszív multifokális leukoencefalopátiában,^[8] a Merkel-sejtes vírus pedig a Merkel-sejtes karcinómában játszhat szerepet.^[9]

Polyomaviridae
Egér-poliómavírus modellje
Vírusbesorolás
Csoport: I. csoport dsDNS vírusok Család: Polyomaviridae
Nemek
Alphapolyomavirus Betapolyomavirus Gammapolyomavirus Deltapolyomavirus
Hivatkozások
Wikifajok A Wikifajok tartalmaz Polyomaviridae témájú rendszertani információt. Commons A Wikimédia Commons tartalmaz Polyomaviridae témájú kategóriát.

A család egyes tagjai (egér-poliómavírus, SV40) onkovírusok, vagyis daganatot képesek indukálni; gazdaszervezetükben többnyire nem okoznak szimptómákat, de agresszívak lehetnek ha annak immunrendszere károsodik vagy más fajba kerülnek át. A család elnevezése, a polióma arra utal, hogy tagjai többféle tumort képesek okozni.

Szerkezetük

A poliómavírusok 40-50 nm átmérőjű, T7 ikozaéder-szimmetriájú kapsziddal rendelkeznek. Genomjuk kör alakú (cirkuláris) és kettős szálú DNS-ből áll; hossza kb. 5000 bázispár.^[10] A kapszidot 72 alegység építi fel; az alegységek a VP1 kapszidfehérje pentamerjei (öt fehérje alkot egy alegységet). Az alegységek spontán képesek ikozaéder formájú vírusburokká összeállni.^[11] Minden egyes VP1 a burok belső oldalán egy-egy másik burokfehérjéhez, a VP2-höz és VP3-hoz kapcsolódik.^[12]

A WU-vírus genomjának szerkezete

A poliómavírusoknak többnyire 5-9 génjük van amelyek vagy a fertőzés korai vagy a késői szakaszában aktiválódó régióban találhatóak. A teljes régiót a gazdasejt RNS-polimeráz II enzimje írja át egyetlen hosszú mRNS-sé. A korai régió többnyire két gént tartalmaz, a kis és nagy tumorantigént, amelyek végleges mRNS-e alternatív splicing által jön létre. A késői régióban a három kapszidprotein génje található. Egyes vírusok további fehérjéket is kódolhatnak. A rágcsálók poliómavírusai esetében a korai régióban egy harmadik fehérje, a közepes tumorantigén is előfordulhat, amely különösen hatékonyak alakítja át a gazdasejtet tumorsejtté. Az SV40-nek vagy egy negyedik burokfehérjéje (VP4) is. A genom egy nem-kódoló szakaszt is tartalmaz, amely a korai és késői régiókat kifejeződését szabályozza, valamint a másolást megindító replikációs origó is itt helyezkedik el.^[10][12]

Életciklusuk

Az egér-poliómavírus burokfehérjéjének kapcsolódása a sejtfelszíni szénhidrátmolekulához

A fertőzés első lépéseként a vírusnak kapcsolódnia kell a sejt felszínéhez. A poliómavírusok receptora a glikoproteinek vagy glikolipidek (főlkeg gangliozidok) sziálsav része. A sziálsavat a VP1 köti meg,^[13] majd a vírusrészecske endocitózissal a sejt belsejébe kerül. A kapszid szétesése után a vírus-DNS a citoplazmából ismeretlen mechanizmussal a sejtmagba vándorol.

A poliómavírusok a sejtmagban szaporodnak. Replikációjuk négy szakaszból áll:

1. korai gének aktivációja
2. DNS-másolás,
3. kései gének aktivációja
4. összeszerelés.

A vírus-DNS másolását és a gének transzkripcióját teljes egészében a sejt enzimjei végzik, ezért a korai vírusfehérjék más vírusoktól (amelyek saját enzimmel végzik a genom másolását) eltérően szabályozó proteinek.

Első lépésként a vírusgenom aktivátor régióinak hatására a sejt saját RNS-polimeráza létrehozza az ún. T-antigén mRNS-ét, majd erről fehérje íródik át. A T-antigén serkenti a saját termelődését, így igen hamar nagy mennyiség készül belőle. Ezenkívül stimulálja a vírusgenom átírását és a sejt osztódását; valamint gátolja a tumorellenes p53 sejtfehérje működését. Amikor koncentrációja elér egy bizonyos mértéket, átírása gátlás alá kerül és megkezdődik a fertőzés kései szakasza.

Eközben a sejtmagban található DNS-másoló mechanizmus elkezdi lemásolni a sejt saját kromoszómáihoz hasonlító, kettős szálú vírus-DNS-t. A kromoszómákhoz hasonlóan a vírusgenom is a nukleoszóma-szerűen becsomagolódik, egyfajta minikromoszómaként.

A kései szakaszban a struktúrproteinek, gyakorlatilag a burokfehérjék készülnek nagy mennyiségben. Ez a folyamat részben párhuzamosan zajlik a genom replikációjával. A kései proteinek egy része alternatív splicinggel jön létre.

Valamennyi vírusfehérjén nukleáris lokalizációs jel található, vagyis a gazdasejt a sejtmagba szállítja őket, ahol hamarosan nagy mennyiségben gyűlnek össze és megkezdődik a kapszidok, majd a kész vírusrészecskék (virionok) összeszerelődése.^[14]

Mindezen folyamatok közben a sejt olyan mértékben károsodik, hogy elpusztul, szétesik, a vírusrészecskék pedig kiszabadulnak a külvilágba. Kisebb mértékben úgy is kikerülhetnek a még élő sejtből, hogy citoplazmatikus vakuólumok szállítják őket a sejthártyához és bimbózással szabadulnak ki.

A poliómavírusok jellemzően a gazdaszervezet (emlős, madár) légzőszerveinek, veséjének vagy agyának szöveteit fertőzik meg és az ürülék közvetítésével kerülnek át másik állatba (vagy az emberbe).

Osztályozásuk

A poliómavírusok a Baltimore-rendszerben az I. csoportba, a kettős szálú DNS-vírusokhoz tartoznak. Korábban, amíg DNS-szekvenciájuk nem volt ismert, a hasonló szerkezetű papillómavírusokkal együtt a Papovaviridae csoportba sorolták őket.^[15]

A jelenleg érvényes ICTV szerinti osztályozásuk szerint a családba 76 faj tartozik, amelyből 73 négy nembe sorolható, 3 pedig egyelőre besorolatlan:^[1][2]

• Alphapolyomavirus (típusfaj az egér-poliómavírus)
• Betapolyomavirus (típusfaj a rhesusmajom-poliómavírus 1, azaz SV40))
• Gammapolyomavirus (típusfaj a madár-poliómavírus 1)
• Deltapolyomavirus (típusfaj a humán poliómavírus 6)

Humán poliómavírusok

Az ismert poliómavírusok közül 13 képes megfertőzni az embert.^[2] Legtöbbjük általánosan elterjedt a népesség körében és nem okoz tüneteket.^[4][5] Egyes fajok azonban különböző betegségekkel asszociálhatóak, különösen immungyenge betegek esetében. A Merkel-sejtes poliómavírus nagyon eltér a többi emberben is megtalálható fajtól és leginkább az egerek vírusaival rokon.

Formális név	Nem	Triviális név	Rövidítés	Genomszekvencia	Felfedezés éve	Kórkép	Forrás
5 Humán poliómavírus 5	Alpha	Merkel-sejtes poliómavírus	MCPyV	NC_010277	2008	Merkel-sejtes karcinóma[12]	[16][17][18]
8 Humán poliómavírus 8	Alpha	Trichodysplasia spinulosa-poliómavírus	TSPyV	NC_014361	2010	Trichodysplasia spinulosa[12]	[19][20]
9 Humán poliómavírus 9	Alpha	Humán poliómavírus 9	HPyV9	NC_015150	2011	nem ismert	[21]
12 Humán poliómavírus 12	Alpha	Humán poliómavírus 12	HPyV12	NC_020890	2013	nem ismert	[22]
13 Humán poliómavírus 13	Alpha	New Jersey-poliómavírus	NJPyV	NC_024118	2014	nem ismert	[23]
1 Humán poliómavírus 1	Beta	BK-poliómavírus	BKPyV	NC_001538	1971	poliómavírus-asszociált nefropátia; hemorrágiás cisztitisz[12]	[24]
2 Humán poliómavírus 2	Beta	JC-poliómavírus	JCPyV	NC_001699	1971	progresszív multifokális leukoencefalopátia[12]	[25]
3 Humán poliómavírus 3	Beta	KI-poliómavírus	KIPyV	NC_009238	2007	nem ismert	[26]
4 Humán poliómavírus 4	Beta	WU-poliómavírus	WUPyV	NC_009539	2007	nem ismert	[27]
6 Humán poliómavírus 6	Delta	Humán poliómavírus 6	HPyV6	NC_014406	2010	nem ismert	[28]
7 Humán poliómavírus 7	Delta	Humán poliómavírus 7	HPyV7	NC_014407	2010	HPyV7-asszociált keratózis[29]	[28]
10 Humán poliómavírus 10	Delta	MW-poliómavírus	MWPyV	NC_018102	2012	nem ismert	[30][31][32]
11 Humán poliómavírus 11	Delta	STL-poliómavírus	SLTPyV	NC_020106	2013	nem ismert	[33]

A Deltapolyomavirus nembe csak a fenti négy embert megfertőző faj tartozik. Az Alpha és Beta nemek fajai más emlősökben is megtalálhatóak. A Gamma csoportba csak madárvírusok tartoznak.^[2]

Felfedezésük

A család első tagját, az egér-poliómavírust 1953-ban izolálta leukémiasejtek extraktumából a lengyel-amerikai Ludwik Gross és azt is felismerte, hogy a vírus a nyálmirigyekben tumort képes indukálni.^[34] A kórokozó vírusmivoltát Sarah Stewart és Bernice Eddy fedezte fel; az ő nevük rövidítéséből egy ideig SE-poliómának nevezték.^[35][36][37] A polióma arra utalt, hogy a fertőző ágens többfajta tumort is képes volt okozni.

2016-ig több tucatnyi poliómavírust azonosítottak és genomjukat meg is szekvenálták. Többnyire emlősöket és madarakat fertőznek, de két faj is ismert, amelynek hal a gazdaállata: a fekete-tengeri sügér (Centropristis striata) és az aranydurbincs (Sparus aurata).^[38][39]