Вакцинальные вирусы, особенно вирус коровьей оспы (VACV), за последние несколько столетий быстро стали важными инструментами общественного здравоохранения благодаря разработке и широкому использованию вакцин против оспы. Геном вируса осповакцины, представляющего собой вирус со сложной оболочкой, имеет длину около 190 т.п.н. и кодирует около 250 генов. Этот большой и уникальный геном позволяет вирусу осповакцины удивительным образом размножаться в человеческом организме, но какие неизвестные тайны скрываются за всем этим?
Вакцинный вирус реплицируется только в цитоплазме клетки-хозяина, что делает его уникальным отличием от других ДНК-вирусов.
Размер вириона вируса осповакцины составляет примерно 360 × 270 × 250 нанометров, а масса — от 5 до 10 фемтограмм (фг). Его особая структура позволяет вирусу осуществлять эффективные процессы репликации генов и синтеза белка внутри клеток. В ходе инфекционного цикла вирус коровьей оспы продуцирует различные инфекционные формы, такие как внутриклеточный зрелый вирус (IMV), вирус с внутриклеточной оболочкой (IEV), вирус с клеточно-ассоциированной оболочкой (CEV) и вирусы с внеклеточной оболочкой (EEV). Эти различные вирусные формы играют важную роль в распространении вирусов, особенно IMV, который имеет решающее значение при передаче вируса от хозяина к хозяину.
Вирус коровьей оспы способен к репликативному перезапуску (множественная реактивация, MR). Во время этого процесса, даже если вирусный геном поврежден, несколько вирусов могут взаимодействовать друг с другом, образуя жизнеспособный вирусный геном. Это свойство не только усиливает размножение вируса, но и способствует его дальнейшему выживанию внутри хозяина. В своих исследованиях ученые обнаружили, что вирусы, подверженные воздействию таких факторов, как ультрафиолетовый свет, азот водопроводной воды или гамма-лучи, также могут производить эффективное вирусное потомство посредством MR, что дает им преимущество в выживании за счет рекомбинации и восстановления вирусных генов.
Геном вируса коровьей оспы также содержит несколько белков, которые помогают ему противостоять интерферонам хозяина. Основная функция этих белков — подавление иммунного ответа хозяина на вирус, что позволяет вирусу осповакцины эффективно размножаться в хозяине и снижает способность иммунной системы хозяина распознавать его. Например, такие белки, как K3L и E3L, могут эффективно ингибировать активность PKR, еще больше усиливая устойчивость к вирусу коровьей оспы.
В 1796 году британский врач Эдвард Дженнер впервые обнаружил, что коровья оспа может обеспечить защиту от натуральной оспы, заложив основу для разработки вакцин. Со временем вирус коровьей оспы постепенно стал основным компонентом вакцины против оспы, хотя сведения о его происхождении относительно расплывчаты. Ученые предполагают, что вирусы коровьей оспы, коровьей оспы и натуральной оспы могли произойти от одного и того же предкового вируса, что объясняет их схожие свойства.
Использование вакцины против коровьей оспы всегда вращается вокруг одного вопроса: как эффективно защитить людей, не вызывая заражения оспой?
С развитием науки и техники применение вируса коровьей оспы в генной терапии и генной инженерии также получило широкое внимание. Исследования научного сообщества вируса коровьей оспы не только полезны для профилактики оспы, но и дают новые идеи для разработки современных вакцин. При использовании современной формы вакцины против оспы ACAM2000 и различных других вариантов вируса коровьей оспы мы смогли засвидетельствовать удивительную жизнеспособность и адаптируемость вируса коровьей оспы.
Однако при использовании вакцин мы также должны учитывать потенциальные побочные эффекты и риски для групп с более низким иммунитетом. Репродуктивная способность вируса коровьей оспы, конечно, удивляет, но сможет ли он как вакцина действительно выполнить свою миссию по защите людей?