سبب شناسی

ویروس هاری گونه ای از جنس لیساویروس در خانواده رابدوویریده، راسته مونونگاوایرال می باشد.

خانواده رابدوویریده

رابدوویروس ها تنوع بزرگی از موجودات شامل گیاهان، حشرات، ماهی ها و پستانداران را آلوده می کنند. آنها ویروس های گلوله ای شکل با عرض حدود nm ۷۵ و طول حدود nm ۲۰۰ هستند. پوشش گلیکوپروتئینی خارداری، یک نوکلئوکپسید را دربرگرفته است. RNA تک رشته ای با سنس منفی، اطراف یک نوکلئوپروتئین پیچیده شده که این مجموعه الگویی برای پلی مراز ویروس می باشد. هنگامی که این مجموعه با مجموعه ی پلی مراز-فسفوپروتئین ترکیب می شود، کل این ساختار نوکلئوکپسید نامیده می شود.اکثر رابدوویروس ها توسط بندپایان منتقل می شوند و تصور می شود که لیساویروس ها رابدوویروس های اصلی بوده که بعدها به سایر میزبان های گیاهی و حیوانی گسترش یافته اند.در حال حاضر، خانواده رابدوویریده شامل شش جنس لیساویروس، وزیکولوویروس، ایفمروویروس، نوویرابدوویریروس، سیتورابدوویروس و نوکلرابدوویروس می باشد.

جنس لیساویروس

لیساویروس ها از میزبان ها و حامل های گوناگونی مانند بی مهرگان، ماهی ها و پستانداران جدا شده اند. لیساویروس ها بر اساس خواص ایمنی و بیماریزایی این ویروسها به دو فیلوگروه مجزا تقسیم می شوند. جنس لیساویروس شامل یازده گونه است که در میان آنها ویروس هاری کلاسیک در سراسر جهان توزیع شده و یکی از علل اصلی مرگ و میر ناشی از عفونت های انسانی ست. ده گونه ی دیگر، که به طور کلی لسیاویروس های مرتبط با هاری نامیده می شوند، در حال حاضر توسط کمیته بین المللی طبقه بندی ویروس ها به رسمیت شناخته شده اند.

گونه ویروس هاری

ویروس هاری، گونه ای از جنس لیساویروس است و با انواع گونه های پستانداران در سراسر جهان مرتبط می باشد. این ویروس دارای ۲ زیرجنس و ۱۴ ژنوتیپ است. ژنوتیپ یک آن شامل ویروس های کلاسیک هاری می باشد که عمده ترین و فراوانترین عامل مرگ و میر بر اثر بیماری هاری در انسان و حیوانات می باشد. مخزن اصلی ویروس هاری در آفریقا، آسیا و آمریکای لاتین، سگ خانگی است، در حالی که راکون و راسوی بدبوی آمریکایی و روباه قرمز به ترتیب مخازن مهم در آمریکا و اروپا هستند. علاوه بر پستانداران زمینی، خفاش های حشره خوار در آمریکای شمالی و خفاش های خونگرم در آمریکای جنوبی به عنوان ذخایر هاری عمل می کنند. شواهد قوی ای وجود دارد که نشان می دهد، لسیاویروس های خفاشی قبل از گوشتخوار های زمینی بوجود آمده اند و اخیرا پیشنهاد شده است که هاری زمینی از سگ های خانگی جنوب شبه قاره هند در ۱۵۰۰ سال پیش منشا گرفته اند. تصور می شود که اولین حمله در آمریکای شمالی از خفاش ها به راکون ها اتفاق افتاده است و دومین رخداد در منطقه ای ناشناخته بوده که منجر به ایجاد دودمان ویروس هاری زمینی در سراسر جهان شده است.

مخازن ویروس هاری

به نظر می رسد همه پستانداران به هاری حساس باشند، اما مخازن مهم برای نگهداری و انتقال ویروس هاری، محدود به راسته ی گوشتخواران (Carnivora) و راسته ی Chiroptera می باشد. در بسیاری از کشورهای در حال توسعه، سگ ها مخزن بزرگ هاری هستند. سگ ها مهم ترین مخازن در آسیا، آفریقا و آمریکای لاتین باقی مانده اند که بسیاری از موارد هاری انسانی توسط آنها رخ می دهد. هاری در حیات وحش یک مشکل بزرگ است. در آمریکای شمالی، مخازن هاری در بسیاری از گونه های مختلف حیوانی وجود دارد. اغلب گونه های هاری حیات وحش در ایالات متحده آمریکا راکون ها (۵۰.۵٪)، و سپس راسوی بدبو است (۲۴٪). هاری می تواند از طریق حیات وحش به حیوانات اهلی مثل گاو، گوسفند، بز و اسب منتقل شود و موجب ایجاد خسارات زیادی به صنعت دامپروری شود. هرچند تلاش های اخیر در واکسیناسیون خوراکی از طریق طعمه خوراکی در کاهش یا حتی حذف هاری در بسیاری از نقاط اروپا موفق بوده اما هاری روباه در بسیاری از سال ها در اروپا و آمریکای شمالی شایع است. هاری راکون از دهه ۱۹۷۰ از یک منطقه در فلوریدا به تمام ایالاتهای شرقی ایالات متحده آمریکا تا سال ۱۹۹۰ گسترش یافت. مخازن مهم دیگری همچون گرگ ها در آسیا، آفریقا و آمریکای شمالی، راسوی بدبو در آمریکای شمالی و مانگوس در آسیا، آفریقا و جزایر کارائیب وجود دارند. هاری همچنین در خفاش های خون آشام از مکزیک تا آرژانتین و خفاش های حشره خوار در شمال امریکا و اروپا بومی است. خفاش های خون آشام هاری را به احشام منتقل کرده و منجر به مشکلات زیادی برای صنعت کشاورزی در آمریکای جنوبی می شوند. بسیاری از موارد هاری در ایالات متحده به علت وجود انواع مختلف ویروس هاری ست که در جمعیت خفاش های حشره خوار در گردش می باشد. گزارش شده است که خفاش های حشره خوار در اروپا به ویروس های مرتبط به هاری مبتلا شده اند [15]. انسان تنها به عنوان میزبان تصادفی عمل می کند.

ویروس هاری به دنبال دو نوع ارتباط با گونه های میزبان خود ایجاد می شود:

1. این ویروس یک چرخه عفونت پایدار را در یک گونه خاص از پستانداران ایجاد می کند که بیشتر در پستانداران گوشتخوار (سگ ها، روباه ها، راکون ها و راکون بدبو) و همچنین در انواع گونه های خفاش مشاهده می شود. علت اینکه ویروس همیشه عامل بیماری در این حیوانات است، چندان روشن نیست.
2. شکل دوم از تعامل ویروس و میزبان زمانی رخ می دهد که ویروس مرزهای گونه ای را برای آلوده سازی میزبان جدید رد می کند. بطوریکه. حداقل، ۶۰ هزار مرگ و میر انسان در سراسر جهان در اثر هاری رخ می دهد، خصوصا در مناطقی که هاری در میان سگ ها اندمیک است.

ساختمان ویروس هاری

ذره ویروسی

تمامی لسیاویروس ها دارای ویژگی های بیولوژیکی، فیزیکی و نیز توالی آمینواسیدی مشترک می باشند. این ویژگی ها شامل ریخت شناسی گلوله ای شکل، نوکلئوکپسید مارپیچی، ساختار ژنوم RNA و سازمان پروتئین های ساختاری است که به علت ساختار گلوله ای آن به عنوان یک عضو خانواده رابدوویریده طبقه بندی شده است. ویرون توسط یک غشاء لیپوپروتئینی دولایه احاطه شده است که تمامی سطح آن با بیرون زدگی های خارمانند به جز در انتهای مسطح آن پوشیده شده است. سه واحد مونومر گلیکوپروتئین هر بیرون زدگی را تشکیل می دهند. ساختار عمومی ویروس هاری در شکل ‏1 نشان داده شده است.

ژنوم ویروس

اولین توالی نوکلئوتیدی کامل بدست آمده از ژنوم ویروس هاری، سویه بیماری زای PV بود که توسط توردو و همکارانش در سال ۱۹۸۸ منتشر شد. ژنوم ویروس هاری شامل یک RNA تک رشته ی یکپارچه، با سنس منفی و حدود ۱۲ کیلوبایت است که از آن پنج mRNA مونوسیسترون رونویسی می شوند. هر یک از mRNA های اختصاصی ویروس یک پروتئین ساختاری از ذره ویروسی را کد می کند. تمام این ژن ها توسط یک پوشینه دو بعدی گلوله ای شکل احاطه شده اند. RNA ژنومی، همانند تمامی ویروس های با ژنوم سنس منفی، عفونی نیست و نمی تواند مستقیما به پروتئین تبدیل شود. اولین رویداد در عفونت، رونویسی ژنوم RNA برای تولید RNA های پیامبر مونوسیسترونی (mRNA) از هر یک از ژن های ویروسی یا سیسترون ها در ژنوم می باشد و پروتئین های ویروسی از mRNA های مونوسیسترونی تولید می شوند. در انتهای ʹ۳ ژنوم، یک توالی غیرکد کننده ی رهبر وجود دارد. در پایین دست توالی رهبر، به ترتیب پنج ژن ساختاری N، P، M، G و L و دنباله ای غیر کدکننده ای به نام Tr قرار گرفته اند. این ژنها به طور جداگانه توسط توالی هایی که با عنوان مناطق بین ژنی نشان داده شده اند، از یکدیگر جدا می شوند.

مناطق کوتاه بین ژنی، در بین ژنهای N و P، ژنهای P و M و همچنین ژنهای M و G قرار دارند. اما منطقه بین ژنی در بین ژنهای G و L و دارای طول بلند ۴۲۳ نوکلئوتید می باشد. این منطقه ژنی به اندازه ای بلند است که می تواند نشان دهنده ی یک ژن بالقوه باشد اما فاقد قاب خوانش برای پروتئین است. درون جنس لیساویروس ها، ژن ها دارای سطوح متفاوتی از حفاظت هستند که می تواند بر انتخاب ژن برای مطالعات مختلف تاثیرگذار باشد. با توجه به حفاظت نسبی این ژن ها، ژن N، حفظ شده ترین ژن بوده و به دنبال آن به ترتیب ژن های L، M، G و P می باشند. (شکل ‏2)

پروتئین های ویروس

پنج پروتئین ساختاری ویروس عبارتند از نوکلئوپروتئین (N)، فسفو پروتئین (P, M1,NS)، پروتئین ماتریکس (M2)، گلیکوپروتئین (G) و RNA پلیمراز وابسته به RNA یا پروتئین بزرگ (L). مجموع L و P به همراه N نوکلئوکپسید ذره ویروسی را تشکیل می دهند. پروتئین M و G لایه داخلی و بیرونی پوشش دو لایه را تشکیل می دهند. خارهای پروتئین G باعث تنظیم گیرنده های سطح سلولی و محل های اتصال آنتی بادی می شوند و هر گونه تغییر در ژن کد گذاری شده برای این پروتئین می تواند ویژگی های بیماریزایی و ایمنی زایی ویروس را تحت تاثیر قرار دهد.

نوکلئوپروتئین

ژن نوکلئوپروتئین حفظ شده ترین ژن در میان تمامی ژن های ویروس هاری می باشد و به همین دلیل به فراوانی در مطالعات فیلوژنتیکی و اپیدمیولوژیکی مولکولی استفاده می شود. نوکلئوپروتئین یک پروتئین فسفریله شامل ۴۵۰ اسید آمینه است. همانطور که قبلا ذکر شد، نوکلئوپروتئین در طی تشکیل ذره ویروسی، به RNA ویروسی متصل می شود تا مجموعه ای را تشکیل دهد که RNA را از تخریب در طی مراحل ریخت زایی محافظت می کند و بخش بزرگی از نوکلئوکپسید در ذره ویروسی بالغ را تشکیل می دهد. نوکلئوپروتئین همچنین برای اتصال کمپلکس پلی مراز در هنگام رونویسی مورد نیاز است. بعلاوه نوکلئوپروتئین در ایجاد واکنش ایمنی نقش دارد. واکسن هایی که از نوکلئوپروتئین ساخته شده اند نشان داده است که از ابتلا به هاری در شرایط آزمایشگاهی محافظت می کنند. اپیتوپ های N توسط سلول های کمکی B و T سیستم ایمنی شناسایی می شوند. همچنين نشان داده شده است که نوکلئوپروتئين هاری يک سوپر آنتی ژن است. در حالی که ویروس از طریق سیستم عصبی مهاجرت می کند، پاسخ ایمنی مختص هاری را مسدود می کند. سوپرآنتی ژن ها به مولکول های کمپلکس سازگاری نسجی کلاس II که در سلول های ارائه کننده ی آنتی ژن بیان می شوند، اتصال می یابند، در حالی که به طور همزمان به ناحیه متغیر زنجیره β گیرنده ی سلول های T متصل می شوند. در نتیجه ی این عمل، تحریک سلولهای T بیان کننده ی عنصر زنجیره β صحیح که منجر به انتشار سایتوکین و شوک سیستمیک می شود، رخ می دهد و این فرآیند به ذرات ویروسی اجازه می دهد تا از پاسخ ایمنی اختصاصی هاری بگریزند. بعلاوه پروتئین N باعث ایجاد آنتی بادی های غیر خنثی کننده می شود که برای حفاظت ویروس مهم است.
پروتئین N به دلیل ظرفیت آن برای تولید سلول های T کمکی و حفظ شدگی آن در میان سروتایپها، به عنوان یکی از اجزای مهم در تولید واکسن علیه هاری، مورد بحث قرار گرفته است، بنابراین پروتئین N ممکن است نقش واکسن با طیف گسترده داشته باشد. با این حال، مجموعه RNP نمی تواند بخشی از یک واکسن واحد باشد و باید از ذرات ویروس یا سلولهای آلوده استخراج شود که فرآیندی گران است و خطر آلودگی با RNA ویروسی را به همراه دارد. همچنین ترکیب پروتئین های N و G برای عملکرد آنها در واکسن آزمایش شده است: لیپوزوم های حاوی هر دو پروتئین G و RNP تنها محافظت کمی بالاتر نسبت به لیپوزوم پروتئین G به تنهایی ایجاد می کنند. یک پپتید پشت سرهم که یک اپی توپ T کمکی از پروتئین N و یک اپی توپ سلول B از پروتئین G را حمل می کند، در برابر آسیب عضلانی حفاظت ایجاد می کند. با این حال که اهمیت پروتئین G در پاسخ ایمنی نسبت به عفونت ویروس هاری، به طور واضح مشخص شده است، نقش پروتئین N و مکانیسم محافظت ناشی از پروتئین N هنوز به طور کامل درک نشده است. از آنجاییکه آنتی بادی های مونوکلونال ضد هاری و همچنین آنتی بادی های پلی کلونال مورد استفاده در تشخیص بیماری هاری عموما برای نوکلئوپروتئین ویروس هستند و با توجه به نقش ایمنی زایی این پروتئین، یکی از پروتئین های مدنظر در این پژوهش نوکلئوپروتئین در نظر گرفته شد.

فسفوپروتئین

فسفو پروتئین جزء غیر کاتالیزوری مجموعه ی پلیمراز که ماده ژنتیکی ویروس هاری را رونویسی و ترجمه می کند، تشکیل می دهد. ژن فسفوپروتئین برای توضیح روابط فیلوژنتیکی بین ویروس های جنس لیساویروس مورد استفاده قرار گرفته است. فسفو پروتئین دارای ۲۹۷ اسید آمینه است که دارای اشکال مختلف فسفوریله می باشد. فسفو پروتئین ارتباط بین مجموعه ی نوکلئوپروتئین-RNA و RNA پلیمراز را میانجیگری می کند. فسفوپروتئین همچنین به نوکلئوپروتئین آزاد می شود متصل می شود، بنابراین از متراکم شدن نوکلئوپروتئین در سیتوپلاسم و عدم دسترسی به آن در تشکیل کپسید، جلوگیری می کند.

پروتئین ماتریکس

پروتئین ماتریکس کوچکترین و فراوانترین پروتئین ذره ویروسی است که شامل ۲۰۲ اسید آمینه می باشد. پروتئین M بسیار ساده و تا حدی هیدروفوب است و توسط ریبوزوم های آزاد سیتوپلاسمی ترجمه می شود. ماتریکس یک پروتئین چند عملکردی ست که در سرهم بندی اجزای ویروس و تکثیر آن از طریق متراکم سازی مجموعه RNP و همچنین کمک رسانی در اتصال ویروس با غشای پلاسمایی نقش مهمی را ایفا می کند. بعلاوه رونویسی RNP را با اتصال نزدیک به آن مهار و تکثیر ویروس را تحریک می کند. این پروتئین در دو ایزوفرم وجود دارد; فرم اصلیMα که ۷۰-۷۵ درصد از کل M در ویریون های هاری را تشکیل می دهد و فرم فرعی Mβ که ۲۵-۳۰ درصد باقی مانده از میزان کلی پروتئین M در ویریون هاری را شامل می شود. پیشنهاد شده است که پروتئین M به عنوان یک پل بین پوشینه ویروس و نوکلئوکپسید عمل می کند [63]. هنگامی که M به نوکلئوکپسید متصل شود، هسته، نوکلئوکپسید را به مجموعه پروتئین RNP-M مارپیچی محکم متصل می کند. تقریبا ۱۲۰۰ تا ۱۵۰۰ نسخه از مولکول های M به هسته RNP ویروس هاری متصل می شوند. در همان زمان که M به ساختار RNP متصل می شود، اتصال ساختار مرکزی ویروسی را به غشای میزبان در ناحیه ای از سیتوپلاسم، که جوانه زنی ویروس هاری از غشای پلاسمایی سلول آغاز می شود، میانجگری می کند. میانکنش مستقیم بین دومین سیتوپلاسمی خارهای گلیکوپروتئینی میان غشایی و هسته RNP-M ویروسی باعث افزایش میزان تولید ویریون ها می شود و نشان می¬دهد یک عملکرد هماهنگ میان خارهای پروتئینی و هسته برای تولید ویریون ها نیاز است. مشاهده شده است که ارتباط پروتئین ماتریکس که به واسطه ی یک رشته آمینو اسیدی در انتهای N این پروتئین است، خودبخودی می باشد که منجر به افزایش تمایل ویروس به غشاها می شود. این تعامل بین پروتئین های ماتریکس وزیکولاویروس ها و لیساویروس ها متفاوت بوده و ممکن است به توضیح اثرات سیتوپاتیک (آسیب سلولی) مختلف این جنس های ویروسی کمک کند. پروتئین ماتریکس همچنین نقش مهمی در آپوپتوز دارد، زیرا به طور مستقیم با زیر واحد سیتوکروم اکسیداز C در زنجیره تنفسی میتوکندری تعامل کرده و در فعالیت این زیر واحد که باعث مرگ برنامه ریزی شده سلول می شود، مداخله می کند.
از آنجاییکه دو پروتئین M و G با یکدیگر در ارتباط اند، می توان با بیان پروتئین M و استفاده از خاصیت سرهم شدن خود به خودی آن در کنار مقدار مناسب از گلیکوپروتئین ویروس هاری، به ساخت ذرات VLP به عنوان واکسن دسترسی پیدا کرد.

گلیکوپروتئین

گلیکوپروتئین ویروس هاری ساختارهایی را بر روی سطح ویروس تشکیل می دهد. پروتئین G که با گیرنده های سلولی میزبان واکنش می دهد، هدف اصلی پاسخ ایمنی بوده و همچنین نقش مهمی در پاتوژنز ویروسی دارد. این پروتئین علی رغم منطقه کدگذاری G که ۵۲۴ اسید آمینه است ۵۰۷ اسید آمینه می باشد. ۱۹ اسید آمینه ی ابتدایی نشان دهنده ی پپتید نشانگری هستند که سیگنال ورودی غشا را فراهم می کند که اجازه ی ورود ویروس به سلول را می دهد. گلیکوپروتئین، خارهای سطحی را تشکیل می دهد که مسئول تولید پاسخ ایمنی و اتصال آنتی بادی های خنثی کننده ویروس هستند. به همین دلیل، برای فرایند ساخت واکسن و توسعه بیولوژیکی، به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است. متراکم شدن گلیکوپروتئین در غشای سیتوپلاسمی سلول های عصبی انسان نیز به عنوان راه انداز آپوپتوز عمل می کند.

RNA پلی مراز

RNA پلیمراز بزرگترین پروتئین در ذره ی ویروسی است که از ۲۱۴۲ اسید آمینه در سویه ویروس پاستور (PV) تشکیل شده است. ژن RNA پلیمراز در مطالعات فیلوژنتیکی برای تعیین ارتباطات ژنتیکی میان رابدویروسها به کار برده شده است. تعداد اسیدهای آمینه که RNA پلیمراز را تشکیل می دهند، در بین سویه های مختلف، متفاوت است. پلیمراز به وسیله فسفوپروتئین به مجموعه RNA متصل می شود تا کمپلکسی را ایجاد کند که منجر به همانندسازی و رونویسی RNA ویروسی می شود. RNA پلیمراز همچنین نقش مهمی در شروع عفونت توسط رونویسی اولیه RNA ژنومی، زمانی که نوکلئوکپسید به سیتوپلاسم سلول آلوده منتقل می شود، ایفا می کند.

ناحیه ی بین ژنی G-L

منطقه بین ژنی G-L، منطقه غیرکدکننده ی بزرگی متشکل از ۴۲۳ نوکلئوتید ست که بین مناطق کدکننده ی G و L واقع شده است. کشف توالی های مورد توافق شروع و خاتمه در انتهای ناحیه بین ژنی منجر به این نتیجه گیری شد که ممکن است یک ژن باقی مانده باشد. این احتمال با کشف یک رابدویروس مرتبط با ماهی (IHNV) که حاوی ژن ششمی مشابه با طول ناحیه بین ژنی G-L بود، تایید شد. با این حال، تمام سویه های ویروس هاری تنها حاوی موتیف پایین دست بودند، اما تنها یک دودمان از سویه های آزمایشگاهی که حاوی هر دو سیگنال های بالادست و پایین دست بود، به ثبت رسیده اند. این منطقه به طور گسترده ای در مطالعات فیلوژنتیکی مورد استفاده قرار گرفته است تا میان ایزوله های مرتبط با ویروس هاری تبعیض قائل شود زیرا به سبب عدم کدکنندگی یک پروتئین، ناحیه ای بسیار حفظ شده نیست.

تکثیر ویروس هاری

عفونت ویروس هاری با اتصال گلیکوپروتئین ویروسی به گیرنده های خاص بر روی سطح سلول های عصبی میزبان آغاز می شود. پس از جذب، ویروس به غشای سلولی میزبان نفوذ و پوشش خود را از دست می دهد و هسته های ویروسی را به سیتوپلاسم آزاد می کند. دانشمندان هنوز درنیافته اند که پوشش برداری ویروسی در ابتدای ورود ویروس هاری به سلول عصبی رخ می دهد یا پس از ورود به سلول از طریق آکسون به جسم سلولی منتقل شده و در آنجا پوشش برداری به وقوع می پیوندد. پس از ورود ویروس و انتشار نوکلئوکپیسد به درون سیتوپلاسم، ژنوم RNA تک رشته منفی توسط RNA پلیمراز (L) به mRNA رونویسی می شود [76]. رونویسی از انتهای ʹ۳ ژنوم آغاز شده و یک RNA رهبر ۵۵-۵۸ نوکلئوتیدی ایجاد می شود و به دنبال آن به ترتیب mRNA های هر یک از پروتئین های N، P، M، G و L رونویسی می شوند . سپس، mRNA های ایجاد شده کلاهک دار و پلی آدنیله می شوند. هنگامی که پروتئین های ویروسی تولید شدند، رونویسی ویروسی به همانندسازی تغییر می یابد. RNA رهبر حاوی سیگنال پوشینه زدایی برای نوکلئوپروتئین است و هنگامی که مقادیر کافی نوکلئوپروتئین ایجاد شده باشد پوشینه زدایی ناشی از RNA رهبر، منجر به سنتز یک آنتی ژنوم کامل ویروس (RNA با سنس مثبت بجای سنتزmRNA ویروسی) شده و در نتیجه موجب تغییر حالت از رونویسی به طرف همانندسازی خواهد شد و پس از آن تولید RNA های منفی به میزان بالا آغاز می شود. بر خلاف رونویسی، همانندسازی مستلزم ترجمه فعال و هم زمان، به ویژه پروتئین های ویروسی N و P است. پس از سنتز پروتئین های N، P و L، مجموعه این پروتئین ها در سیتوپلاسم با RNA ژنومی تکثیر شده به منظور ایجاد هسته ریبونوکلئوپروتئین ترکیب می شود. پروتئین M با هسته تشکیل شده یک ساختار مارپیچی به نام اسکلت را شکل می دهد که هسته RNP در سیتوپلاسم را متراکم کرده و هسته را به غشا برای فرآیند جوانه زدن متصل می کند. پروتئین G یک پروتئین غشایی سه تایی و متمایل به بیرون غشا است. خارهای پروتئین G به گیرنده های سطح سلولی و محل های اتصال آنتی بادی متصل می شوند و هر گونه تغییر در ژن کد گذاری شده برای این پروتئین ممکن است خواص بیماریزا و ایمنی زایی ویروس را تحت تاثیر قرار دهد. این خارها با اجزای داخلی ویروس، به احتمال زیاد پروتئین M یا N، ارتباط دارد و پوشینه دار شدن ذره ویروسی منجر به آخرین مرحله چرخه عفونت می شود که جوانه زدن و رها سازی ویروس برای عفونت های جدید است. ( شکل 3 و 4)

شکل3: چرخه تکثیر ویروس هاری. تکثیر ویروس در سیتوپلاسم سلول میزبان به ترتیب شامل فازهای: اتصال گیرنده، اندوسیتوز توسط ترکیب با غشا، آزادسازی نوکلئوکپسید، رونویسی، همانندسازی، سرهم بندی اجزای ویروس و جوانه زنی (Jackson, 2011)

شکل ‏4: رونویسی و همانندسازی RNA ویروس هاری. رونویسی از ژنوم ویروس توسط مجموعه پروتئینی پلی مراز (L,P) صورت می گیرد و ۶ محصول تولید می شوند که شامل RNA رهبر به همراه mRNA های کد کننده ی پروتئین های ویروس می باشند. با جدایی احتمالی پلی مراز از روی رشته RNA همانندسازی آغاز می گردد(Doerr and Gerlich, 2009).

بیماری زایی هاری

ویروس هاری یک ویروس نوروتروپیک است که متداولترین راه انتقال آن گزش حیوان هار می باشد. در موارد بسیار نادر، هاری با لمس لاشه های آلوده که برای مصرف انسان آماده شده است، مرتبط است. با این حال، در این مورد، مصرف گوشت به عنوان علت این بیماری ثابت نشده است. گلیکوپروتئین به عنوان گیرنده عمل می کند و ورود به سلول های عصبی را از طریق همجوشی غشاء تسهیل می کند. سپس ویروس از طریق جریان آکسونی پس نورد به سیستم عصبی مرکزی مهاجرت می کند. نزدیکی محل ورود ویروس به سیستم عصبی مرکزی و شدت زخم، معمولا دوره کمون را کوتاه می کند. پس از ورود به سیستم عصبی مرکزی، ویروس به سمت اعصاب محیطی و همچنین دیگر بافت های غیر عصبی مانند غدد لنفاوی مهاجرت می کند. ویروس به طور گسترده ای در سراسر بدن پخش می شود تا زمانی که علائم بالینی آشکار می شود. نوروتروپیسم (گرایش عصبی) یکی از ویژگی های مهم در ارتباط با عفونت ویروس هاری است، که تکثیر ویروسی تقریبا به طور انحصاری به بافت های عصبی محدود می شود، اما هیچ اثر سیتوپاتیک در کشت سلولی ایجاد نمی کند. ویروس هاری یک بیماری زای شدید عصبی در in vivo است و در عین حال در محیط in vitro طیف میزبانی گسترده ای دارد و تقریبا تمام انواع سلول های پستانداران و پرندگان را آلوده می کند. در in vivo، گیرنده نیکوتینی استیل کولین به عنوان اولین گیرنده ویروس هاری معرفی شد. مطالعات دیگر وجود حداقل دو گیرنده در سطح سلول های عصبی را نشان داد. در in vitro، گانگلیوزید ها از طریق اسید سیالیک یا فسفولیپید ها نقش گیرنده ها را بازی می کنند.

پس از مواجهه (یعنی گزش) سه رخداد بحرانی وجود دارد:

1. تلقیح ویروس. مگر اینکه ویروس در جایی که خطری وجود ندارد تلقیح شود.
2. ویروس تلقیح شده جذب و به سلول حساس وارد می شود و شروع به تکثیر می کند.
3. ویروس در آن منطقه تکثیر شده و سپس به انتهای عصب به ویژه از طریق گیرنده های استیل کولین وارد می شود.
4. اگرچه ویروس هاری دارای نوروتروپیسم قوی است، تکثیر آن در in vivo تنها در سلول های عصبی انجام می شود. چندین محقق نشان داده اند که ویروس هاری در سلول های عضلانی قبل از حمله به سیستم عصبی محیطی و مرکزی و همچنین غدد بزاقی و دیگر بافت های غیر عصبی، تکثیر می شود. در حالی که مطالعات دیگر نشان داده اند که عفونت اولیه سلول های عضلانی ضروری نیست.

سطح پاسخ ایمنی در قربانیان هاری پایین است. یک توضیح احتمالی برای درجه پایین پاسخهای ایمنی علیه ویروس هاری در بیماران هاری انسانی یا حیوانات این است که عفونت ویروس هاری سیستم اعصاب مرکزی ،سرکوب ایمنی را القا می کند و پیشنهاد شده است که ویروس هاری از راه کاری ویرانگر، که شامل جلوگیری از آپوپتوز و تخریب سلولهایT مهاجم می شود، استفاده می کند. بیماری زایی سويه هاي ويروس هاری بستگي به حضور عوامل آنتي ژنيک در گليکوپروتئين ويروسي دارد. برای مثال آرژنین در جایگاه ۳۳۳ در گلیکوپروتئین برای یکپارچگی یک عامل تعیین کننده آنتی ژنیک و برای توانایی ویروس هاری برای تولید عفونت های کشنده در موش های بالغ ضروری است، بنابراین آرژینین در موقعیت ۳۳۳ گلیکوپروتئین، در پاتوژنز ویروس هاری ضروری است و یا جهش لیزین در موقعيت ۳۳۰ گلیکوپروتئین، نفوذ ویروس به نورون های حرکتی-حسی را پس از تلقیح عضلانی ویروس از بین می برد.