Клещ Одинокой звезды, Amblyomma americanum, факторы слюны усугубляют клинический исход заболевания, вызванного вирусом Хартленд, на модели мелких животных

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 13304 (2023) Цитировать эту статью

763 Доступа

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Вирус Хартленд был впервые выделен в 2009 году от двух пациентов в Миссури и передается клещом Одинокой звезды Amblyomma americanum. Чтобы понять передачу и патогенез заболевания, необходимо разработать модель на животных, которая использует естественный путь передачи и проявляется так же, как зарегистрированные случаи у людей. Здесь мы описываем наши исследования по выявлению мышей A129 как наиболее подходящей модели мелких животных для патогенеза HRTV, которая имитирует клинические результаты у человека. Мы дополнительно исследовали влияние слюны клещей на усиление передачи патогена и клинические результаты. Наши исследования выявили увеличение вирусной нагрузки в группах мышей, получавших как вирус, так и экстракт слюнной железы клеща (ЭКС). В селезенке всех инфицированных мышей наблюдался экстрамедуллярный гемопоэз (ЭГ), обедненная белая пульпа и отсутствие зародышевых центров. Это наблюдение имитирует спленомегалию, наблюдаемую у естественных людей. В группе, которая получала как HRTV, так и клещевую SGE, клинический исход инфекции HRTV был усугублен по сравнению с инфекцией только HRTV. Показатели EH и наличие вирусных антигенов в селезенке были выше у мышей, получавших как HRTV, так и клещевой SGE. В заключение мы разработали модель на небольших животных, которая имитирует естественную инфекцию человека, а также продемонстрировала влияние факторов слюны клещей на обострение инфекции HRTV.

Клещи являются известным переносчиком вирусов, вызывающих болезни человека, уже более столетия1, а географическое распространение клещей и переносимых ими патогенов охватывает большую часть земного шара2,3. Хотя причины до конца не изучены, число случаев заражения клещевыми вирусами увеличивается за последние несколько десятилетий3,4,5,6,7. С 2007 года впервые обнаружены клещевые вирусы, в том числе бандавирус Дейби, возбудитель синдрома тяжелой лихорадки и тромбоцитопении (SFTS), вирус Бурбона, возбудитель болезни, вызванной вирусом Бурбона, и вирус Хартленд (HRTV), возбудитель Хартленда. вирусные заболевания были выявлены как при исследовании случаев заболевания людей, так и при ретроспективном исследовании сыворотки крови человека или животных и клещей, собранных в полевых условиях8,9,10,11. Вирус Хартленд (семейство Phenuiviridae, род Bandavirus) – это новое клещевое заболевание, впервые выделенное в 2009 году от двух больных людей в штате Миссури, США9. После первоначального открытия ВСР было зарегистрировано более 50 подтвержденных случаев заболевания людей в 14 штатах (рис. 1)12,13. Симптомы заболевания ВСР аналогичны близкородственному SFTSV, который был выделен в Китае в 20078 году, и включают лихорадку, головную боль, утомляемость, тошноту, мышечные и суставные боли, анорексию, при этом анализ крови показывает тромбоцитопению, лейкопению и повышение уровня печеночных ферментов9. ,12,14. Было известно четыре смертельных случая ВСР, все у лиц со значительными сопутствующими заболеваниями14,15,16,17. Скрининг крови, собранной в 2013 году у доноров на северо-западе штата Миссури, позволил оценить серологическую распространенность среди людей в эндемичных районах на уровне 0,9%, в то время как тестирование лиц с заболеванием неизвестной этиологии и симптомами, соответствующими заболеванию ВСР, выявило острую и предшествующую инфекцию в семи штатах18,19. Клещ Одинокой звезды, Amblyomma americanum, считается переносчиком ВСР. Пулы собранных в полевых условиях клещей A. americanum, пойманных рядом с домами индексных пациентов, а также в близлежащих регионах Миссури и Канзаса, дали положительный результат на HRTV20,21,22,23. Клещи Одинокой звезды агрессивны в поисках хозяина и охотно питаются людьми24,25,26. Текущий ареал A. americanum включает большую часть юго-востока, северо-востока и Среднего запада США, но сообщения о географическом расширении, а также моделирование сценариев изменения климата указывают на увеличение территорий, где условия окружающей среды подходят для распространения A. americanum27,28. ,29,30,31. Хотя случаи HRTV у людей не были обнаружены во всех районах присутствия A. americanum, ограниченное наблюдение за дикими и домашними животными в этих районах продемонстрировало серопозитивность у нескольких видов, включая белохвостого оленя (Odocoileus Virginianus), енотов (Procyonlotor). , койоты (Canis latrans) и лоси (Alces alces) в 18 штатах и ​​клещи, инфицированные вирусом HRTV, в шести штатах (рис. 1)21,23,32,33,34,35,36,37. Усилия по разработке подходящих животных моделей для изучения передачи и патогенеза HRTV были ограничены, а иммунокомпетентные животные не воспроизводят симптомы заболеваний человека38,39,40. Как в ранее опубликованных работах, так и на основе наших экспериментов, только животные, у которых отсутствуют рецепторы интерферона (IFN), оказались восприимчивыми к инфекции HRTV38,41,42. На сегодняшний день усилия по разработке моделей на животных сосредоточены в первую очередь на взаимодействии между патогеном и хозяином без тщательного изучения роли, которую членистоногие-переносчики играют в передаче заболеваний и патогенезе. Процесс питания иксодовых клещей сильно отличается от питания других кровососущих членистоногих как по количеству собираемой крови, так и по продолжительности питания. В то время как укус комара, блохи или мошки может произойти в течение нескольких минут, иксодовые клещи питаются в течение нескольких дней или недель и значительно увеличиваются в размерах, чтобы вместить большой объем крови. Чтобы облегчить кормление и избежать обнаружения, в слюне клеща была разработана сложная комбинация фармакологически активных соединений, которые помогают блокировать, модулировать и подавлять зуд и болевой ответ хозяина, иммунный ответ, заживление ран и реакции коагуляции43,44. Было показано, что эти соединения меняются на протяжении всего процесса кормления и могут варьироваться в зависимости от стадии жизни клеща45,46. Хотя назначение этих соединений приносит пользу переносчику, они также создают среду, благоприятствующую передаче патогена посредством процесса, называемого передачей, активируемой слюной (SAT), и усугубляют течение заболевания43,47,48,49. Чтобы понять передачу и патогенез вирусов, передающихся членистоногими, важно изучить взаимодействие между патогеном, хозяином и переносчиком. Общие цели этих исследований заключались в том, чтобы идентифицировать модель на небольших животных, у которой проявлялись клинические и патологические изменения, соответствующие случаям инфекции ВСР у человека, а затем оценить влияние слюны клещей на патогенез.