アルファウイルス

アルファウイルスのゲノムは、分子量 4.2 MDa の一本鎖のプラス直鎖 RNA で表されます。ビリオンは球形で、直径 60～80 nm です。ゲノム RNA は、240 分子の C タンパク質からなるカプシドで覆われており、対称型は立方体で、正デルタ 20 面体 (20 面) の形状です。カプシドの上部には脂質二重膜があり、その中に 240～300 個の糖タンパク質複合体が埋め込まれ、脂質膜を貫通しています。これらは 2～3 個のタンパク質 (E1、E2、場合によっては E3) で構成されています。膜タンパク質は C タンパク質と相互作用し、膜をヌクレオカプシドに固定します。膜タンパク質のグリコシル化部分は常に脂質二重層の外側にあり、これらのタンパク質複合体は、ビリオンの表面から外側に突き出た長さ 10 nm のスパイクを形成します。

アルファウイルスには 21 の血清型があり、RTGA、中和反応、放射免疫沈降法に基づいて、3 つの抗原グループに分類されます。

1. 西部馬脳脊髄炎ウイルス複合体（シンドビスウイルスを含む）
2. 東部ウマ脳脊髄炎ウイルス複合体;
3. セムリキ森林ウイルス複合体。一部のウイルスはグループ外にあります。

アルファウイルスには、種特異的なスーパーカプシド糖タンパク質 E2（これに対する抗体がウイルスの感染性を中和します）、グループ特異的なスーパーカプシド糖タンパク質 E1（ヘマグルチニン）、属特異的なヌクレオカプシドタンパク質 C という抗原があります。すべてのトガウイルスと同様に、アルファウイルスのヘマグルチニン化特性は、鳥類、特にガチョウの赤血球に対してより顕著に現れます。

ウイルスは細胞に侵入するために、以下の経路を辿ります。まず、細胞のタンパク質受容体上のスパイク（タンパク質E2）にウイルスが吸着し、次に境界小孔、境界小胞、リソソームへと進みます。リソソームに侵入したウイルスは、外殻タンパク質の特殊な性質により消化される危険を回避します。これらのタンパク質は、リソソーム内の酸性pH値において、隣接する脂質二重層の融合を促進します。そして、ウイルスがリソソーム内に入ると、外殻はリソソーム膜と「融解」し、ヌクレオカプシドが細胞質へ侵入できるようになります。

アルファウイルスは細胞の細胞質内で複製します。ヌクレオカプシドが「脱衣」されると、ゲノムRNAがリボソーム上で翻訳され、ウイルス特異的RNAポリメラーゼが形成されます。アルファウイルスRNAの転写は以下のように進行します。まず、相補的なマイナスRNA鎖が合成され、次にその上に2つのサイズのRNA（ビリオンRNA 42Sとより短いRNA 26S）が多数合成されます。42S RNAの合成は3'末端から開始され、42S RNA鎖全体が転写されます。26S RNAは独立して生成され、その転写は3'末端から長さの2/3の距離にある第2開始部位から開始され、鋳型分子の5'末端まで続きます。 RNA 42SはビリオンRNAであり、新しいヌクレオカプシドの組み立てに利用されるほか、非構造タンパク質の合成もコードしています。RNA 26Sは、4つの構造タンパク質（カプシドCタンパク質とエンベロープタンパク質E1、E2、E3）の合成を指示するマトリックスとして機能します。これらのRNAはそれぞれ大きなポリペプチドに翻訳され、その後、カスケード切断が順次行われます。エンベロープタンパク質の合成は粗面小胞体の膜結合リボソーム上で行われ、カプシドタンパク質は細胞質の遊離リボソーム上で合成されます。

次に、新たに合成されたカプシドタンパク質が複製されたゲノムRNAと結合し、ヌクレオカプシドが形成されます。外殻タンパク質は小胞体膜に取り込まれ、そこで糖鎖修飾を受けます。その後、ゴルジ体へと輸送され、そこでさらに糖鎖修飾を受けた後、細胞膜へと移行します。細胞膜を通過したヌクレオカプシドは、宿主細胞の脂質に埋め込まれた、外殻タンパク質を豊富に含む膜の一部に包まれます。その後、ヌクレオカプシドは芽生え、細胞表面から離れ、閉じたスーパーカプシドに囲まれます。

フラビウイルスは多くの点でアルファウイルスに類似しており、以前の分類ではトガウイルス科に独立した属として含まれていました。ゲノムRNAは一本鎖、直線状、正極性で、分子量は4.0～4.6 MDです。球状のビリオンの直径は40～50 nmですが、ダニ媒介性脳炎ウイルスの場合は25～45 nmになることもあります。ビリオンの構造はアルファウイルスと基本的に同じですが、フラビウイルスのカプシドタンパク質の分子量はアルファウイルスの30～34 kDではなく13.6 kDであり、スパイクは常に2つのタンパク質で構成され、そのうちの1つのみがグリコシル化（E1）されており、赤血球凝集活性を有しています。

RPGAの結果によると、すべてのフラビウイルス（約50の血清型）は、ダニ媒介性脳炎、日本脳炎（ウエストナイル熱を含む）、黄熱病、デング熱の4つのサブグループに分類されます。フラビウイルスの重要な特徴は、RSCに型特異的な活性を持つ可溶性抗原が存在することです。これは、感染細胞で増殖中に形成される非構造タンパク質です。フラビウイルスの細胞内増殖はアルファウイルスよりも遅いですが、いくつかの違いはあるものの同じ段階を経ます。感染細胞では45S mRNAクラスのみが検出されます。ウイルス粒子RNAの複製は核膜上で起こり、ウイルス粒子の成熟は小胞体膜からの出芽によって起こります。

アルファウイルスはプロテアーゼによって不活性化されますが、フラビウイルスはプロテアーゼに対して耐性があります。

トガウイルスは室温では不安定ですが、-70℃でも生存します。エーテルおよびデオキシコール酸ナトリウムによって容易に不活化されます。様々な動物に対して病原性があり、マウスでは脳内感染時に容易に感染が再現されます。特に新生児マウスは感受性が高いです。感受性のある脊椎動物宿主では、一次ウイルス増殖は骨髄組織、リンパ組織、または血管内皮で起こります。中枢神経系における増殖は、ウイルスが血液脳関門を通過して神経細胞に感染する能力に依存します。ニワトリ胚では、卵黄嚢または尿膜腔に感染するとウイルスが増殖します。サルの腎細胞培養およびニワトリ胚線維芽細胞ではよく増殖し、局所的な細粒変性を引き起こします。

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アルファウイルスによって引き起こされる病気の症状

ウイルスは媒介動物の咬傷によって皮膚を貫通し、血流またはリンパ管に入ります。ほとんどのトガウイルスの主な増殖部位は、リンパ節、肝臓、脾臓の血管内皮細胞および細網内皮細胞です。4～7日間の潜伏期の後、ウイルスは血液中に侵入します。多くの感染症では第二期、つまり肝臓、脳、腎臓などの特定の臓器におけるウイルスの局所増殖期が起こります。第一期には白血球減少症が、第二期には白血球増多症が起こります。この疾患は通常、突然発症し、病原体が血液中に放出されたと同時に発症します。

発熱は必ず起こる症状で、頭痛、筋肉痛、関節痛、吐き気、そしてしばしば小さな点状の発疹やリンパ節の腫れを伴います。多くの症例では、臨床症状はウイルスの拡散期間のみに限られ、その後は後遺症なく回復します。発熱は、血管障害による出血症状を伴うことがあります。粘膜出血と出血性発疹が現れます。発熱は2波の経過をたどる場合があり、短期間の寛解の後、発熱と新たな症状（アルブミン尿、黄疸、髄膜症状、脳炎、脊髄炎）が再発し、様々な臓器の損傷を示唆します。