Название тогавирусы (от лат. toga — плащ) впервые было предложено для обозначения оболочечных РНК-содержащих вирусов, имеющих нуклеокапсид с кубической симметрией.
Семейство тогавирусов (ТГВ) включает два основных рода вирусов альфави- русы и рубивирусы, которые различаются между собой по строению и серологическим свойствам. Кроме того, существуют 2 «плавающих» рода: дельтавирусы (вирус гепатита дельта) и вирус гепатита Е и ему подобные вирусы. Ареал распространения ТГВ ограничен определенными географическими зонами, которые определяются зонами обитания членистоногих-переносчиков и естественных хозяев-позвоночных.
Род альфавирусов объединяет более 20 антигено связанных между собой видов, передающихся членистоногими. Рубивирусы представлены одним видом — вирусом краснухи, патогенным только для человека.
Прототипным видом рода альфавирусов является вирус Синдбис. В состав рода входят вирусы венесуэльского, восточного и западного американских энце
фаломиелитов лошадей. К естественному и экспериментальному заражению чувствительны многие виды позвоночных и беспозвоночных животных. Для альфавирусов характерна пантропность. Основной путь передачи вируса — биологический. При венесуэльском энцефамиелите лошадей (ВЭЛ) в случае массовой вспышки заболевания отмечена транспланцентарная передача вируса и воздушно-капельное заражение.
Тогавирусы — наиболее мелкие оболочечные вирусы животных, представляющие собой мономорфные сферические вирионы, покрытые оболочкой и имеющие диаметр 70 нм. Нуклеокапсид имеет форму икосаэдра диаметром 40 нм и, кроме РНК, содержит один белок С (30—33 кД). Нуклеокапсид окружен двухслойной липидной оболочкой, проходящей из плазматической мембраны клетки хозяина, содержащей вирусспецифические полипептиды. Вирионы покрыты гликопротеиновыми отростками, выступающими над поверхностью на 10 нм. Они представляют собой 80 тримеров, каждый из которых содержит 3 гетеродимера гликопротеинов Е1 и Е2. Нуклеокапсид тогавирусов состоит из 240 копий каждого белка [1383].
Оболочка некоторых вирусов содержит не два, а три белка: Е1 (45—53 кД), Е2 (53—59 кД) и ЕЗ (10 кД). На долю капсидного белка приходится около 20% массы структурных белков.
В зависимости от места нахождения белков вирионе их обозначают так: у альфавирусов С — белок нуклеокапсида, El, Е2, ЕЗ — белки оболочки. В супер- капсидной оболочке рубивируса содержится 2 гликозированных белка Е1 (50 кД) и Е2 (65 кД) [172].
Геном представлен одной молекулой линейной, одноцепочечной (+)РНК размером от 9,7 (рубивирусы) до 11,8 тн (альфавирусы). На 5'-конце РНК имеется метилированная кэп-структура. З'-конец полиаденилирован. 2/3 5'-конца кодируют неструктурные белки. З'-конец транслируется с геномной РНК как таковой.
В вирусе Семлики, кроме того, содержится еще один гликопротеин ЕЗ с молекулярной массой 10 кД [172]. Два основных гликопротеина (Е1 и Е2), кодируемых альфавирусами (Синдбис и леса Семлики), первоначально синтезируются как полипротеин. В ходе первичного протеолиза образуются Е1 и Е2 (Р62). Белок Е1 состоит из 439 аминокислот с двумя протяженными гидрофобными участками, Р62 - из 487 аминокислот, 64 из которых удаляются при протеолитиче- ском превращении в Е2; Е1 и Е2 и формируют относительно плотный некова- лентносвязаный гетеродимер. Три таких гетеродимера собраны в треугольный кластер на поверхности вириона [184].
Трансмембранные домены альфавирусов состоят из 20—30 гидрофобных аминокислот, лежащих вблизи С-конца полипептида, и имеют основные аминокислоты с цитоплазматической стороны липидного бислоя. Только один альфа- вирусный гликопротеин (Р62/Е2) имеет выраженный цитоплазматический домен, включающий 31 аминокислоту и, вероятно, связывающийся с нуклеокапсидом во время формирования вириона [70].

Репликация тогавирусов происходит в цитоплазме. Вирусы размножаются с высоким титром в различных клеточных культурах и вызывают отчетливо выраженный ЦПЭ во многих культурах клеток. Они также размножаются в культурах клеток москитов (линия С6/36 клетки Aedes albopictus и др.), но без ЦПЭ. В клетках млекопитающих и птиц инфекция вызывает остановку синтеза белкового и нуклеинового синтеза клетки. В клетках комаров, инфицированных альфа- вирусами, этого не происходит.
При взаимодействии вируса с клеткой хозяина первоначально происходит связывание Е1 с фосфолипидным рецептором поверхности клетки; при вхождении вириона в клетку происходит связывание Е2 с белками клетки. Вхождение вирусного нуклеокапсида в цитоплазму клетки происходит в результате слияния вирусной оболочки с эндосомальной мембраной.
После вхождения в цитоплазму вирионная РНК подвергается двум раундам трансляции. В начале 5'-конец геномной РНК, служащий в качестве мРНК, транслируется с образованием полипротеина, который затем расщепляется на 4 неструктурных белка, два из которых формируют вирусную РНК-зависимую РНК полимеразу. Этот фермент транскрибирует полноразмерную негативную копию геномной РНК, которая является матрицей для последующего синтеза геномной (+)РНК. Синтезируется 2 вида (+)РНК:
  1. полноразмерная геномная РНК для продолжения инфекции в клетке и для включения в потомство вирионов;
  2. 26S субгеномная мРНК с идентичной последовательностью З'-конца геномной РНК.

В результате трансляции субгеномной РНК образуется большое количество полипротеина, который расщепляется с образованием индивидуальных структурных белков, включая нуклеокапсидный белок С [1 135, 1383].
Таким образом, геномная РНК вначале служит как месенджер РНК для трансляции неструктурных вирусных белков, а затем как матрица для синтеза комплементарной цепи (—)РНК. Последняя, наоборот, служит матрицей для синтеза двух видов РНК: новой геномной (+)РНК и субгеномных РНК [1383].
Нуклеокапсиды формируются в цитоплазме на эндоплазматических мембранах и продвигаются к плазматической мембране, где они выстраиваются под участки скопившихся вирусных гликопротеиновых пепломеров. Наконец, вирионы
Таблица 47. Структурные белки тогавирусов [1135]

Белок
Расположение в вирионе
Гликозилирование
Молекулярная масса, кД

С
Нуклеокапсид
-
30-33

Е1
Оболочка
+
45-58

Е2
»
+
53-59

ЕЗ*
»
+
10


формируются почкованием нуклеокапсидов через плазматическую мембрану, нафаршированную включениями пепломерных гликопротеинов. Вирионы не обладают выраженной устойчивостью и легко инактивируются дезинфектантами.
В структуре альфавирусов выявлено три антигенных домена, ответственных за видовую специфичность, внутригрупповые и внутриродовые связи. Два из них локализованы в структурных белках оболочки, один — связан с белком нуклеокапсида. Белки оболочки и нуклеокапсида антигенно не связаны между собой. За нейтрализующую активность альфавирусов ответственны гликопротеины Е1 и Е2 [1693].
На гликопротеинах Е1 и Е2 идентифицированы соответственно четыре и три эпитопа нейтрализации. Моноклональные антитела к нейтрализующим эпитопам Е2 обладали более выраженным профилактическим действием, чем антитела к нейтрализующим эпитопам Е1 [1059].
Нейтрализующие антитела к белку Е2 вируса леса Семлики не реагировали в РТГА и РСК. Установлено участие Е1 вируса Синдбис в клеточном иммунном ответе. Так, антитела к белку Е1 не нейтрализовывали вирус, но оказывали про- тективное действие в результате зависимого от антител цитолиза инфицированных клеток [1131]. Пепломеры вируса леса Семлики, ответственные за сплавление оболочки вириона с клеточной мембраной, состоят из двух трансмембранных белков Е1 и Е2, а также белка ЕЗ, расположенного на поверхности вириона [885].
В гликопротеинах Е1 и Е2 вируса ВЭЛ идентифицировано по пять сайтов связывания МАТ.
Сайт Е1-1 обеспечивает индукцию протективных антител и участвует в формировании иммунитета. Антигенные и иммуногенные свойства субъединиц альфавирусов изучены на примере вируса леса Семлики. Гликопротеин шипиков оболочки получали в трех формах: в виде мономеров (4,5S), октамеров (29S) и «виросом». 10 мкг фракции 29S обеспечивали выраженный иммунитет у мышей. Аналогичной активностью обладал препарат из «виросом», тогда как 4,5S структуры оказались слабоиммуногенными. Выработка ВН-антител на указанные компоненты соответствовала их иммуногенной активности. Вакцина из белковых субъединиц оболочки вируса ВЭЛ обладала иммуногенными свойствами.
Изучение гомологии нуклеиновых кислот различных альфавирусов показало, что у антигенно тесносвязанных вирусов она составляет 13%, у других вирусов этого рода — не менее 1%. Наличие серологического родства при ограниченной гомологии генома можно объяснить исходя из допущения, что антигенные детерминанты ограничены небольшим количеством аминокислот [172]. Действительно, как показали исследования с моноклональными антителами, большинство альфавирусов сходны по участкам консервативного эпитопа на нуклеокапсидном белке. К немногим исключениям из этого правила относится вирус ВЭЛ.
Между вирусами энцефаломиелита лошадей (ЭМЛ) существует перекрестный иммунитет. Лошади, иммунные к вирусу восточного ЭМЛ, оказались полностью устойчивыми к вирусу ВЭЛ, а иммунные к вирусу западного ЭМЛ —
частично защищенными против ВЭЛ [1613]. За антигенный перекрест вирусов ВЭЛ и восточного ЭМЛ ответственны сайты El-1, El-З и Е1-5. Эпитопы гликопротеина Е1 ВЭЛ антигенно сходны с эпитопами белка Е вируса клещевого энцефалита.
Вирус краснухи (рубивирус) антигенно не связан ни с одним из вирусов семейства и классифицируется как тогавирус исключительно на основе структуры.
Сферические частицы диаметром 60—70 нм. Нуклеокапсид 30—35 нм в диаметре окружен оболочкой клетки хозяина. Все штаммы слабо температурочувствительны, урожай вируса при 35°С больше, чем при 37°С. Вирус краснухи размножается более медленно, чем альфавирусы: эклипс фаза длится 10—12 часов, максимальное накопление через 30—48 часов и составляет 10 ИД50 на 1 клетку, тогда как у вируса Синдбис эти показатели соответственно равны 4 и 8 часам и 104 ИД50 на 1 клетку [473].
Структурные белки оболочки вируса краснухи транслируются в виде полипротеина (р 110), в результате расщепления которого образуются капсидный белок (33 кД) и два гликопротеина Е1 (58 кД) и Е2 (42-47 кД).
В гликопротеине Е1 вируса краснухи обнаружено три эпитопа, связанных с ГА-активностью и нейтрализацией вируса антителами. Они расположены в области аминокислот 245—285 белка Е1 [1512].
Для краснухи характерен длительный иммунитет после первичной вакцинации.
На Тайване при заболевании людей гепатитом Е изучали возможную причастность свиней к данному заболеванию. Штаммы вируса гепатита Е, выделенные от человека и свиней, относились к одной филогенетической группе и позволили заключить, что свиньи могут служить резервуаром данного вируса [848].