Нидовирусы, ассоциированные с водными животными

Нидовирусы в отношении их многочисленности, филогенеза, систематики, видовой идентификации, генетических связей внутри таксона, прогрессивной изменчивости являются наиболее сложной группировкой среди прочих вирусов. Как и другие вирусы с односпиральной РНК, нидовирусы обладают сравнительно высокой способностью к мутациям и рекомбинациям, что позволяет им быстро адаптироваться к новым хозяевам и новым экологическим нишам. Хотя бóльшая часть известных представителей нидовирусов ассоциирована с наземными хозяевами, в последнее время появляется все больше сведений о нидовирусах, изолированных из водных организмов. В обзоре анализируется современная информация о представителях отряда Nidovirales, ассоциированных с водными животными. Согласно современной классификации вирусов все они входят в состав восьми семейств. Наиболее изученными среди них являются члены семейств Coronaviridae, Tobaniviridae и Roniviridae. Представители остальных семейств нидовирусов водных животных были выявлены методом углубленного секвенирования (метагеномики), но их влияние на организм хозяев пока изучено недостаточно. Приведены данные по распространению нидовирусов среди водных животных в различных водных системах мира, описаны клинические признаки заболевания, дана краткая характеристика нидовирусов и их геномов. Предполагается возможная роль нидовирусов водных животных, как наиболее древних представителей животного мира, в эволюции нидовирусов наземных животных. Поэтому нидовирусы водных животных могут иметь большое значение для установления новых, неизвестных науке природных резервуаров, межвидового их переноса между морскими, пресноводными и наземными хозяевами.

нидовирусы, коронавирусы, тобанивирусы, ронивирусы, распространение, патогенез

1. Макаров В. В., Лозовой Д. А. Коронавирусные зоонозы, ассоциированные с рукокрылыми. Ветеринария сегодня. 2016; 2: 66–70. Режим доступа: https://veterinary.arriah.ru/jour/article/view/251.

2. Lai M. M., Cavanagh D. The molecular biology of coronaviruses. Adv. Virus. Res. 1997; 48: 1–100. DOI: 10.1016/S0065-3527(08)60286-9.

3. Bossart G. D., Schwartz J. C. Acute necrotizing enteritis associated with suspected coronavirus infection in three harbor seal (Phoca vitulina). J. Zoo Wildl. Med. 1990; 21 (1): 84–87. Available at: http://www.jstor.org/stable/20095024.

4. Nollens H. H., Wellehan J. F., Archer L., Lowenstine L. J., Gulland F. M. Detection of a respiratory coronavirus from tissues archived during a pneumonia epizootic in free-ranging Pacific harbor seals Phoca vitulina richardsii. Dis. Aquat. Organ. 2010; 90 (2): 113–120. DOI: 10.3354/dao02190.

5. Mihindukulasuriya K. A., Wu G., St Leger J., Nordhausen R. W., Wang D. Identification of a novel coronavirus from a beluga whale by using a panviral microarray. J. Virol. 2008; 82 (10): 5084–5088. DOI: 10.1128/JVI.02722-07.

6. Woo P. C., Lau S. K., Lam C. S., Tsang A. K., Hui S. W., Fan R. Y., et al. Discovery of a novel bottlenose dolphin coronavirus reveals a distinct species of marine mammal coronavirus in Gammacoronavirus. J. Virol. 2014; 88 (2): 1318–1331. DOI: 10.1128/JVI.02351-13.

7. Bukharia A., Mulley G., Gulyaeva A. A., Zhao L., Shu G., Jiang J., et al. Description and initial characterization of metatranscriptomic nidovirus-like genomes from the proposed new family Abyssoviridae, and from a sister group to the Coronavirinae, the proposed genus Alphaletovirus. Virology. 2018; 524: 160–171. DOI: 10.1016/j.virol.2018.08.010.

8. Ahne W., Jiang Y., Thomsen I. A new virus isolated from cultured grass carp Ctenopharyngodon idella. Dis. Aquat. Organ. 1987; 3: 181–185. Available at: http://www.int-res.com/articles/dao/3/d003p181.pdf.

9. Miyazaki T., Okamoto H., Kageyama T., Kobayashi T. Viremia-associated ana-aki-byo, a new viral disease in color carp Cyprinus carpio in Japan. Dis. Aquat. Organ. 2000; 9: 183–192. DOI: 10.3354/dao039183.

10. Granzow H., Weiland F., Fichtner D., Schütze H., Karger A., Mundt E., et al. Identification and ultrastructural characterization of a novel virus from fish. J. Gen. Virol. 2001; 82 (Pt 12): 2849–2859. DOI: 10.1099/0022-1317-82-12-2849.

11. Schütze H., Ulferts R., Schelle B., Bayer S., Granzow H., Hoffmann B., et al. Characterization of White bream virus reveals a novel genetic cluster of nidoviruses. J. Virol. 2006; 80 (23): 11598–11609. DOI: 10.1128/JVI.01758-06.

12. Iwanowicz L. R., Goodwin A. E. A new bacilliform fathead minnow rhabdovirus that produces syncytia in tissue culture. Arch. Virol. 2002; 147 (5): 899–915. DOI: 10.1007/s00705-001-0793-z.

13. Batts W. N., Goodwin A. E., Winton J. R. Genetic analysis of a novel nidovirus from fathead minnows. J. Gen. Virol. 2012; 93 (Pt 6): 1247–1252. DOI: 10.1099/vir.0.041210-0.

14. Lord S. D., Raymond M. J., Krell P. J., Kropinski A. M., Stevenson R. M. W. Novel chinook salmon bafinivirus isolation from Ontario fish health monitoring. In: Proceedings of the Seventh International Symposium on Aquatic Animal Health (August 31 – September 4). Portland, Oregon, United States. 2014; 242 p.

15. Mordecai G. J., Miller K. M., Di Cicco E., Schulze A. D., Kaukinen K. H., Ming T. J., et al. Endangered wild salmon infected by newly discovered viruses. eLife. 2019; 8:e47615. DOI: 10.7554/eLife.47615.

16. Durzynska I., Sauerwald M., Karl N., Madhugiri R., Ziebuhr J. Characterization of a bafinivirus exoribonuclease activity. J. Gen. Virol. 2018; 99 (9): 1253–1260. DOI: 10.1099/jgv.0.001120.

17. Xiao-yu C., Yong Z., Xin C., Jian Z., Xian-Dong Z., Feng J., et al. Isolation and genetic analysis of a nidovirus from crucian carp (Carassius auratus). Arch. Virol. 2019; 164 (6): 1651–1654. DOI: 10.1007/s00705-019-04221-0.

18. Chantanachookin C., Boonyaratpalins S., Kasornchandra J., Direkbusarakom S., Ekpanithanpong U., Supamataya K., et al. Histology and ultrastructure reveal a new granulosis-like virus in Penaeus monodon affected by yellow-head disease. Dis. Aquat.Organ. 1993; 17: 145–157. Available at: http://www.int-res.com/articles/dao/17/d017p145.pdf.

19. Flegel T. W., Boonyaratpalin S., Withyachumnarnkul B. Progress in research on yellow-head virus and white-spot virus in Thailand. In: Diseases in Asian Aquaculture III. eds. T. Flegel, I. MacRae. Manila: Asian Fisheries Society. 1997; 285–296.

20. Wongteerasupaya C., Sriurairatana S., Vickers J. E., Akrajamorn A., Boonsaeng V., Panyim S., et al. Yellow-head virus of Penaeus monodon is an RNA virus. Dis. Aquat. Organ. 1995; 22 (1): 45–50. DOI: 10.3354/dao022045.

21. Cowley J. A., Dimmock C. M., Spann K. M., Walker P. J. Gill-associated virus of Penaeus monodon prawns: an invertebrate virus with ORF1a and ORF1b genes related to arteri- and coronaviruses. J. Gen. Virol. 2000; 81 (Pt 6): 1473–1484. DOI: 10.1099/0022-1317-81-6-1473.

22. Cowley J. A., Hall M. R., Cadogan L. C., Spann K. M., Walker P. J. Vertical transmission of gill-associated virus (GAV) in the black tiger prawn Penaeus monodon. Dis. Aquat. Organ. 2002; 50 (2): 95–104. DOI: 10.3354/dao050095.

23. Zhang S., Bonami J.-R. A roni-like virus associated with mortalities of the freshwater crab, Eriocheir sinensis Milne Edwards, cultured in China, exhibiting ‘sighs disease’ and black gill syndrome. J. Fish Dis. 2007; 30 (3): 181–186. DOI: 10.1111/j.1365-2761.2007.00796.x.

24. Saberi A., Gulyaeva A. А., Brubacher J. L., Newmark P. A., Gorbalenya A. E. A planarian nidovirus expands the limits of RNA genome size. PLoS Pathog. 2018; 14 (11):e1007314. DOI: 10.1371/journal.ppat.1007314.

25. Nga P. T., Parquet Md. C., Lauber C., Parida M., Nabeshima T., Yu F., et al. Discovery of the first insect nidovirus, a missing evolutionary link in the emergence of the largest RNA virus genomes. PLoS Pathog. 2011; 7 (9):e1002215. DOI: 10.1371/journal.ppat.1002215.

26. Debat H. J. Expanding the size limit of RNA viruses: Evidence of a novel divergent nidovirus in California sea hare, with a ~35.9 kb virus genome. BioRxiv. 2018; preprint DOI: 10.1101/307678.

27. Shi M., Lin X. D., Tian J. H., Chen L. J., Chen X., Li C. X., et al. Redefining the invertebrate RNA virosphere. Nature. 2016; 540 (7634): 539–546. DOI: 10.1038/nature20167.

28. Shi M., Lin X. D., Chen X., Tian J. H., Chen L. J., Li K., et al. The evolutionary history of vertebrate RNA viruses. Nature. 2018; 556 (7700): 197–202. DOI: 10.1038/s41586-018-0012-7.

29. Макаров В. В. Метагеномный анализ – новая методология и направление в инфекционной диагностике. Вестник РАСХН. 2014; 1: 28–30. eLIBRARY ID: 21481767.

30. Taylor L. H., Latham S. M., Woolhouse M. E. Risk factors for human disease emergence. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 2001; 356 (1411): 983– 989. DOI: 10.1098/rstb.2001.0888.

31. Xu X., Chen P., Wang J., Feng J., Zhou H., Li X., et al. Evolution of the novel coronavirus from the ongoing Wuhan outbreak and modeling of its spike protein for risk of human transmission. Sci. China Life Sci. 2020; 63 (3): 457–461. DOI: 10.1007/s11427-020-1637-5.

32. Wijegoonawardane P. K., Cowley J. A., Phan T., Hodgson R. A., Nielsen L., Kiatpathomchai W., et al. Genetic diversity in the yellow head nidovirus complex. Virology. 2008; 380 (2): 213–225. DOI: 10.1016/j.virol.2008.07.005.

33. Guan Y., Zheng B. J., He Y, Q., Liu X. L., Zhuang Z. X., Cheung C. L., et al. Isolation and characterization of viruses related to the SARS coronavirus from animals in Southern China. Science. 2003; 302 (5643): 276–278. DOI: 10.1126/science.1087139.