Читать книгу Choroby wirusowe w praktyce klinicznej - Группа авторов - Страница 6

Pozorna różnorodność wirusów przez lata powodowała trudności w ich dokładnej klasyfikacji. Stosowane uprzednio systemy miały swoje wady i zalety, jednak obecnie za obowiązującą uznaje się systematykę wirusów zatwierdzaną przez ICTV. Podlega ona nieustannym zmianom i modyfikacjom w miarę poznawania i porównywania sekwencji genomów poszczególnych wirusów, co pozwala na ich dokładną analizę filogenetyczną.

Chronologicznie najstarsza jest klasyfikacja kliniczna wirusów na podstawie objawów chorobowych, jakie wywołują. Przy zaletach, jakie niósł ten system z punktu widzenia lekarzy klinicystów, nie brał on pod uwagę w najmniejszym stopniu przynależności taksonomicznej patogenu. Najlepszym przykładem mogą być wirusy zapalenia wątroby, gdzie na podstawie samych objawów klinicznych nie można określić rodzaju wirusa zakażającego pacjenta; w tym celu niezbędne są dodatkowe badania wirusologiczne. Podobnie można wyróżnić wirusy jako: pneumotropowe, neurotropowe czy zakażające układ pokarmowy. Taką klasyfikację reprezentuje też grupa wirusów wywołujących gorączki krwotoczne.

Podobnie, z epidemiologicznego punktu widzenia, wirusy mogą być klasyfikowane na podstawie dróg ich szerzenia się w populacji. Wyróżnić więc można wirusy szerzące się drogą oddechową (aerogenną), pokarmową (fekalno-oralną) lub przenoszone drogą krwi i produktów krwiopochodnych. Stosunkowo często wirusy przenoszone przez stawonogi (komary, kleszcze i pchły) określa się zbiorczym mianem arbowirusów (arthropod-borne). Na podobnej zasadzie stworzono mniej popularny akronim robowirusów (rodent-borne), oznaczający wirusy przenoszone przez gryzonie.

1.3.1. KLASYFIKACJA WIRUSÓW BALTIMORE’A

Chociaż zarówno chorobotwórczość, jak i przebieg zakażenia, zakres gospodarzy czy tropizm tkankowy mogą służyć do podziału wirusów na grupy, ich klasyfikacja na podstawie pojedynczej czy nawet 2 powyższych cech nie umożliwia wyciągania wniosków na temat biologii pozostałych członków tej samej grupy. Ponadto podział taki nie daje żadnych informacji na temat sposobu replikacji patogenu. W tym celu noblista David Baltimore zaproponował schemat klasyfikacji, który charakteryzuje wszystkie wirusy na podstawie typu ich genomu i przebiegu ekspresji genów. Schemat taki daje możliwość wnioskowania na temat „zachowania się” wirusów w obrębie każdej zdefiniowanej grupy.

W oryginalnym systemie klasyfikacji Baltimore’a wirusy są pogrupowane zgodnie z mechanizmem syntezy mRNA, który wykorzystują w swym procesie replikacji. Zgodnie z przyjętym modelem każdy mRNA jest oznaczony jako dodatni (+) dla sensownego RNA. Nić RNA, która jest komplementarna do mRNA, określa się jako ujemną (–). Bazując na strukturze genomu (DNA lub RNA), liczbie i polarności jego nici, w połączeniu z dodatkowymi informacjami o procesie replikacji, zmodyfikowany system klasyfikacji oparty na oryginale zaproponowanym przez Baltimore’a definiuje 7 grup wirusów (tab. 1.1):

■ Klasa I zawiera wszystkie wirusy, mające w genomie dwuniciowe DNA. W tej klasie wskazanie polarności nici nie ma uzasadnienia, jako że mRNA może pochodzić z obydwu nici, transkrypcja zaś zachodzi w sposób analogiczny do prowadzonej w komórkach gospodarza.

■ Do klasy II należą wirusy mające pojedynczą nić DNA – najczęściej o polarności dodatniej, która przed syntezą mRNA ulega przepisaniu na dwuniciową formę pośrednią.

■ Klasa III grupuje wirusy, których genom stanowi dsRNA. Wszystkie znane wirusy zaliczane do tej klasy charakteryzują się segmentowanym genomem, a mRNA syntetyzowany jest tylko z jednej nici każdego segmentu. Proces transkrypcji z genomowego dsRNA jest podobny do transkrypcji z dwuniciowego DNA, jednakże enzymy niezbędne do jego przeprowadzenia nie występują w normalnych niezakażonych komórkach i są kodowane przez genom wirusa.

■ W skład klasy IV wchodzą wirusy o genomie zbudowanym z ssRNA o polarności dodatniej (+), który może bezpośrednio stanowić mRNA.

■ Klasa V zawiera wirusy, które mają genom złożony z ssRNA o polarności ujemnej (–). Transkrypcja wirusowego mRNA wymaga więc syntezy nici pośredniej, która stosowana jest też jako matryca do powstawania nowych genomów. Do klasy tej zaliczane są też rodziny wirusów ambisensownych, u których część genomu ma polarność dodatnią, a część ujemną.

■ Do klasy VI zaliczane są wirusy mające w genomie ssRNA, lecz syntetyzujące dsDNA na jego matrycy za pomocą odwrotnej transkryptazy, kodowanej przez wirus. Do zajścia cyklu replikacyjnego wirusa niezbędna jest integracja jego genomu z genomem komórki gospodarza.

■ Klasę VII cechują wirusy, które replikują swoje dsDNA z udziałem RNA jako formy pośredniej. Używają one mechanizmu odwrotnej transkrypcji, co zbliża je pod tym względem do wirusów zaliczanych do klasy VI.

Klasyfikacja Baltimore’a jako narzędzie do charakterystyki wirusów ma swoje mocne i słabe strony. Niewątpliwą zaletą jest przypisanie do klasy oparte na niezmiennych cechach genomu i replikacji wirusa. Wadą jest to, że pomimo łączenia wirusów z podobnym mechanizmem replikacji schemat ten nie uwzględnia ich różnic w budowie czy zakresie gospodarzy.

TABELA 1.1

Kryteria klasyfikacji wirusów Baltimore’a

* Nowe rodziny utworzone w klasyfikacji ICTV w 2016 r. (opublikowanej w 2017 r.).

1.3.2. SYSTEMATYKA WIRUSÓW ICTV

Przypisując wirus do konkretnej grupy taksonomicznej, ICTV uwzględnia wiele różnych cech, obejmujących zakres żywicieli, cechy morfologiczne wirionu czy charakter i budowę genomu (tab. 1.2). Nadal jednak w przypadku wirusów utrudniona jest definicja gatunku, która często pozostaje punktem spornym. Decyzja o tym, co stanowi gatunek wirusa, jest nieraz arbitralna, ponieważ zazwyczaj zawierają one wiele różnych szczepów, znacznie różniących się sekwencją nukleotydów. Blisko spokrewnione gatunki wirusów są następnie grupowane w rodzaje. Te zaś tworzą podrodziny i rodziny, które mogą być uważane za podstawową jednostkę taksonomii wirusów. Najwyższym taksonem w systematyce wirusów jest rząd, do którego obecnie sklasyfikowana została tylko niewielka część wirusów. Należy więc podkreślić, że klasyfikacja wirusów nie jest tak jednoznaczna, jak w przypadku innych grup drobnoustrojów, takich jak bakterie czy grzyby.

Podział ICTV na rodziny zależy od typu i klasy kwasu nukleinowego, rozmiaru genomu, struktury wirionu i strategii replikacyjnej wykorzystywanej przez wirus. Ta ostatnia określana jest częściowo przez organizację genomu.

Według zaleceń ICTV nazwa gatunku musi zapewnić jego jednoznaczną identyfikację. Jednakże często w przypadku niektórych wirusów (np. herpeswirusów) obok ich nazw gatunkowych stosowane są też nazwy tradycyjne, typowo funkcjonujące w praktyce klinicznej (np. ludzki herpeswirus typu 4, znany powszechnie jako wirus Epsteina-Barr).

TABELA 1.2

Zasady systematyki wirusów [według: ICTV]