Flavi-Togaviren AB 12 01 09 ed - helmholtz-muenchen.de · Jährlich werden etwa 50 Millionen...

PicornavirenLMU

- nicht segmentiert- Ikosaedrisches NC- umhüllt- ES RNA (+)

RNA-Viren - Einteilung

(+) Strang RNA-VirenLMU Picornaviridae: Enterovirus polio, coxsackie, echo

Rhinovirus human rhinoHepatovirus hepatitis AAphthovirus foot-and-mouth diseaseCardiovirus encephalomyocarditisParechovirus human parecho

Caliciviridae: Norovirus norwalk-like, sapporo-like

Hepatitis-E-like- Hepatitis-E- hepatitis Eviridae: virus

Togaviridae: Alphavirus sindbis, semliki-forestRubivirus rubella

Flaviviridae: Flavivirus yellow fever, dengue, FSMEHepacivirus hepatitis CPestivirus classical swine fever

Coronaviridae: Coronavirus human corona 229-E, SARS

LMUFlaviviren

1902: Gelbfiebervirus

Erstes humanpathogenes Virus, das als von Insekten (Aedes sp.)- übertragenes Agens für

die Erkrankung (Gelbfieber) von Menschen verantwortlich gemacht werden konnte.

flavus, lateinisch für “gelb”

www.kcom.edu/.../Website/Lects/flav.gifmosquito.colostate.edu

Flaviviren (Flaviviridae)LMU

Flavivirus

Hepacivirus

Pestivirus

GelbfieberDenguevirus Typ 1-4FSME-VirusWest-Nile-VirusJapanese-Encephalitis-VirusSt.-Louis-Encephalitis-Virus

Hepatitis-C-Virus

Classical-Swine-Fever-Virus(Klassische Schweinepest)

Arthropoden

LMU

Flaviviridae

ein Molekül infektiöse RNA, etwa 10.000 ntVirionen mit 40 – 50 nm Durchmesserlipidhaltige Hüllesphärisches NukleokapsidpH-abhängige hämagglutinierende Eigenschaft

West-Nile-Virus; EM

EnvelopeMatrixCapsid

LMU

• Viele Flaviviren replizieren in Arthropoden undVertebraten (Gattung: Flavivirus)Übertragung nur via Vektor (nicht Mensch - Mensch)

Flaviviren

LMU

• Viele Flaviviren replizieren in Arthropoden undVertebraten (Gattung: Flavivirus)Übertragung nur via Vektor (nicht Mensch - Mensch)

Flaviviren

•Übertragung von Mensch zu Mensch•beschrieben bei:- Organtransplantationen- BluttransfusionenDaher:Keine Impfung mit Lebendimpfstoffen ab4 Wochen vor einer Blut- bzw. Organspende

LMU

Flaviviren

5’ cap

IRES

IRES

5'-methyliertes cap oder IRESKein polyadenyliertes 3’-EndeStrukturproteine am 5'-Ende kodiertNicht-Strukturproteine (NS) am 3'-Ende

Exkurs: Cap (allgemein)

LMU

Guanylytransferase 2‘-O MethyltransferaseRNA 5‘-5‘Triphosphatase

Manche Viren besitzen eigene Guanylyltransferase

Hydrolyse einer 10-20 Nukleotidlangen, zellulären mRNA (samt cap) durch eine Endonuklease-Aktivitätder viralen RNA Polymerase

Initiation der (+) Strang Synthesedurch Einbau eines komplementärenGTP an vorletztem C im (-) StrangSegment:Cap-primer abhängige Initiation !

Elongation durch sukzessiven Einbaukomplementärer Nukleotide

Exkurs: Cap snatching (hier: Influenza A)LMU

(-) Strang (-) Strang

(-) Strang

(+) Strang

Die 40 S Ribosomen Untereinheit und bestimmte eukaryotische (Translations-) Initiationsfaktoren (eIF‘s) binden an das 5‘ terminale m7GpppN (5‘cap).

Scanning der 5‘ untranslated region (UTR) nach dem ersten AUG (Start-) codon.

Anlagerung der 60 S Untereinheit führt zur Formation des 80 S Initiationskomplexes, der die initiator tRNA beinhaltet.

Exkurs: Cap versus IRES

LMU

Einige virale mRNAs besitzen internalribosomal entry sites (IRES), üblicher Weise in der 5‘- UTR.

Die Hepatitis C Virues IRES bindet direkt an die 40S Untereinheit. eIFs sind nicht notwendig.

Picornavirus IRES binden die 40S Untereinheit nicht direkt, sondern via hoch affine eIF4G-Bindestellen.

LMU

Flaviviren (hier: HCV)

Herstellung eines großen Polyproteins:Prozessierung durch virale Proteasen ( NS2 / NS3) und zelluläre Proteasen ( Signalase am ER)

•

LMU

Flaviviren

IRES oder5’-Cap

Anlagerung von RNA Genomenund Budding ins ER Lumen

Endozytose

Umhüllt !

Freisetzung via Golgi VesikelVerschmelzung

der Virus- mit derEndosomenmembran

Prozessierung des Polyproteinsam ER (Signalasen / viral. Proteasen)

LMU

Gelbfieber (Flavivirus)

Die offiziellen Zahlen belaufen sich auf ca. 200.000 Erkrankungenund ca. 30.000 Todesfälle pro Jahr weltweit (90 % in Afrika). Die Letaliät liegt bei 20-50%.

LMU Reservoir: Mensch / Affe / Vögel

Pathogenese:


- Infektion von Endothelzellen / Lymphozyten und Monozyten / Makrophagenan der Einstichstelle

- Transport in Lymphknoten (Virämie)- Ausbreitung in andere Organe (v.a. Leber / aber auch Niere, Herz, Muskel etc.)- Zerstörung der Leberzellen: verminderte Produktion von Gerinnungsfaktoren

Klinik: biphasischer Krankheitsverlauf1. Phase:- Inkubationszeit ca. 3-6 Tage:- Fieber bis 40°C (Schüttelfrost / Kopfschmerzen, Myalgien, Übelkeit…)- Nach 3-4 Tagen: Rückgang der Symptomatik

Toxische Phase (Bei ca. 15 % der Erkrankten)- Heftiger Rückfall (Fieber > 40°C)- Hämorrhagien- Gelbsucht- Blutdruckabfall / Nierenversagen / Leberversagen / Schock- Letalität: 20-50 %

•

•

•

LMU


Walter Reed (1851-1905) Max Theiler (1899-1972)

Gelbfieber bei amerik. 1937: Virusvermehrung inSoldaten im Spanisch- Hühnerembryos Amerik. Krieg auf Kuba Produktion attenuierter Viren(1900). 17 D Vakzine-StammExperiment. Transmission (64 aa verändert, einmaligerdurch Moskitos auf Mäuse „Züchtungserfolg“)(1902). [Lebendimpfstoff]

LMU

M

Dengue Fieber (Flavivirus)

Jährlich werden etwa 50 Millionen Menschen weltweit vom Dengue-Fieber befallen. Der Großteil der Infizierten (>90%) sind Kinder. Die Letalität liegt insgesamt zwischen 2 und 5 Prozent, bei Neugeborenen deutlich höher.Häufigste durch Insekten übertragene Virusinfektion des Menschen !

LMU Reservoir: Mensch und Affe

4 Typen (Typspezifische Immunität)

Pathogenese:


•

•

- Infektion von Monozyten / Makrophagen- Evtl. Infektionsverstärkende Antikörper (Zweitinfektion mitversch. Typ) !!!

- Aktivierung von DV-spezifischen T-Zellen- Massive Zytokinausschüttung (IL-1, IL-2, TNFalpha)- Permeabilitätsanstieg der Kapillaren (Ergüsse / Hämorrhagien / Schock)

- Thrombopenie (Autoantikörper gegen Thrombozyten ?)

•

LMU

Dengue Virus(infektionsverstärkende Antikörper)

M


Infektionsverstärkende Antikörper•

AK aus zurückliegenden Infektionenkönnen Virus nicht neutralisieren…

1) Zweitinfektion mit unterschiedlichem Typ

3) Makrophagen / Monozytenverbreiten das Virus schnell im Organismus

4) Cytokinproduktion (Cytokinsturm):- Komplementaktivierung- T-Zellaktivierung- Erhöhung der Gefäßpermeabilität

2) Infektionsverstärkende AK

LMU Klinik:


•

Klassisches Dengue FieberInkubationszeit ca. 1 Woche (3-14 Tage)Fieber / Ausschlag / Gliederschmerzen (Dengue Trias)Selbstlimitierend / Entfieberung und Genese am 7. TagLetalität: fast 0 %

Atypisches Dengue FieberKurze DauerMilder Verlauf

Hämorrhagisches Dengue FieberBeginn wie klassisches DF; nach 2.- 5. Tag rasante VerschlechterungBlutungen und SchockV.a. bei Kindern (< 10 Jahre) und alten MenschenLetalität behandelt: 5 % / unbehandelt: 40 %

LMU Diagnostik:


•

Immunfluoreszenz Test (IFT)auf IgG und IgM:- Virusinfizierte Zellen auf OT(kommerziell erhältlich)

- Zugabe von Patientenserum- Immunfärbung mit fluoreszenz-markiertem anti-IgG bzw. IgM

LMU

FSME-Virus (Flavivirus)

Ixodes Ricinus

Risikogebiet:FSME Inzidienz > 1:100.000(letzte 5 Jahre)

Risikogebiet:1-5 % der Zecken sinddurchseucht

LMUReservoir: kleine Nagetiere

Pathogenese:

Klinik:

Vakzin vorhanden: Inaktivierte Viren [Totimpfstoff]

FSME (Flavivirus)•

•

•

•

- Infektion von Endothelzellen und Monozyten / Makrophagen an derBissstelle

- Transport in Lymphknoten (Virämie)- Ausbreitung in andere (extraneurale) Organe (Bindegewebe, Muskelgewebe...)- Hämatogene (Makrophagen ???) Ausbreitung ins Gehirn; dort:- Ödeme / Blutungen / neurale Degeneration und Nekrosen (v.a. Motorneurone)

- 70 % inapparent- in 30 %: biphasische Erkrankung:- Nach 1-2 Wochen: grippeähnliche Symptome; Danach Genesung.- Bei einem Drittel: ZNS-Beteiligung:- milde Form: Hirnhautentzündung (Meningitis)- Schwere Form: Gehirnentzündung (Enzephalitis) – Lähmungserscheinungen !

Letalität: 1 – 5 % 20 % der Überlebenden haben neurolog. Folgeerscheinungen

LMU Diagnostik: •

ELISA (IgG / IgM):- Mikrotiterplatte mit FSME Antigen(kommerziell erhältlich)

- Zugabe von Patientenserum- Zugabe von POX konjugiertenanti-IgG bzw. IgM Sekundär-AK

- Substratzugabe und Farbreaktion

FSME (Flavivirus)

Serum / Liquor Quotient (IgG / IgM / IgA):- Reiberschema (beschreibt Blut-Hirn Schranke)

- AK-Index (beschreibt intrathekale Ig Synthese)

AK-Index >/= 1,5 Verdacht auf Beteiligung des Erregers an Pathogenese

1) Normal2) Schrankenstörung3) Intrathekale IgG Synthese mit Schrankenstörung4) Intrathekale IgG Synthese ohne Schrankenstörung

AK-Index = Q FSME

Q IgG (Gesamt)=

Konzentration FSME IgG (Liquor)Konzentration FSME IgG (Serum)

Konzentration Gesamt IgG (Serum)Konzentration Gesamt IgG (Liquor)

GF

Hepatitis C Virus (Hepacivirus)Verbreitung

LMU

HCV-Genotypen weisen etwa 65 % Nukleinsäure-Homologie auf.

1a,1b,3a4

5a3a

1b,1a,3a

2a,2b,1b

6a

Genotypen

Hepatitis C Virus (Hepacivirus)LMU

- Parenterale Übertragung (Blut) – Transfusion / Nadelstichverletzung

- Via infizierte Makrophagen Transport zur Leber

- Leberentzündung mit Nekrosen

- Zellschädigung durch Immunsystem

Hepatitis C Virus (Hepacivirus)

LMU Pathogenese:

Klinik:

- Inkubationszeit: 7 – 140 Tage (Mittel: 50 Tage)

- Sehr selten akute Verlaufsform (nur in ca. 25 %)

- 60-80% der Infektionen werden chronisch

- Etwa die Hälfte der chronisch infizierten entwickelt eine chronisch Lebererkrankung und etwa ein Viertel bekommt eine Zirrhose.

- Bei ca. 4 % der Patienten mit Zirrhose entwickelt sich ein primäres Leberzellkarzinom (HCC)

LMUSerologie:


60-80 %20-40 %

in ca. 25 % akute Verlaufsform !häufig unbemerkte Infektion !

HCC

LMU

Hepatitis C Virus (Hepacivirus)Stadien der Leberschädigung (allgemein):

Hepatitis C Virus (Hepacivirus)LMU Therapie:

- PEG Interferon alpha in Kombination mit Ribavirin

- Proteaseinhibitoren in Erprobung

- Ziel: kein HCV RNA Nachweis - 6 Monate nach Therapieende

- Heilung in mehr als 60 – 80 %

Faktoren assoziiert mit Interferon- / Ribavirintherapie:

- Genotyp des HCV (am besten Typ 2 und 3 / am schlechtesten Typ 1)

- Zahl der HCV Genome im Blut (je niedriger desto besser)

- Leberhistologie (schlecht bei Zirrhose)

- Dauer der HCV Infektion (je kürzer desto besser)

- Lebensalter (je jünger desto besser)

- Geschlecht (Frauen sprechen besser an)

Monitoring und möglichst früher Therapiebeginn !!!

LMU Diagnostik: •

ELISA (IgG ): Suchtest- Mikrotiterplatte mit HCV Antigen(kommerziell erhältlich)

- Zugabe von Patientenserum- Zugabe von POX konjugiertenanti-IgG Sekundär-AK



Bestätigungstest Line Immunoassay (IgG ):Westernblot- Membran mit aufgesprühtem HCV Antigen(kommerziell erhältlich)

- Zugabe von Patientenserum- Zugabe von anti-IgG Sekundär-AK- Substratzugabe und Farbreaktion

Wenn positiv, dann….

LMU Diagnostik: •

PCR:- RT-PCR- quantitativ (Bestimmung der Viruslast und des Therapieerfolgs)- mit Sequenzierung (Bestimmug des Genotyps / Abklärung von Resistenzen)


LMU

Alphavirus

Rubivirus

Sinsdbisvirus (Maus / Mensch)Western-Equine-Encephalitis-Virus (Pferd)Semliki-Forest-Virus (Nagetiere)Ross-River-Virus (Beuteltiere / Mensch)

Rötelnvirus

Togaviren (Togaviridae)Arthropoden

In Europa selten - häufig in Amerika, Afrika, Asien

Replikation oft wenig wirtsspezifisch in Stechmücken, Vögeln, Pferden

TogaviridaeLMU

ein Molekül infektiöse RNA, etwa 12.000 ntVirionen mit 60 – 70 nm Durchmesserlipidhaltige Hülle (EM: Toga) ikosaedrischer Aufbau

LMU

Togaviridae

Subgenomische mRNA (→ Strukturproteine) Polyprotein-Prozessierung durch Proteasen

5'-methyliertes capPolyadenyliertes 3’-EndeStrukturproteine am 3'-Ende kodiertNicht-Strukturproteine (NS) am 5'-Ende

(+)

(-)

(+)

LMU

Togaviridae

Budding Komplexe an allen Membranen:ER, Golgi und (wie auf der Abbildung) CM !!!Induktion von Apoptose im Infektionsverlauf

LMU

Rötelnvirus (Rubivirus)(German measles)

- Tröpfcheninfektion

- Primäre Replikation in den Epithelien des Oropharynx

- Infektion von Makrophagen und Lymphozyten

- Transport in Lymphknoten (Schwellung)

- Virämie und Ausbreitung über ganzen Organismus

- Persistenz in Synovial- (Gelenksspalt-) zellen ???

- Schwangerschaftsinfektion möglich (via Blut Plazenta Endothel)

Pathogenese:

LMU


Klinik (Röteln - postnatal):

- Relativ harmlose, wenig fieberhafte Erkrankung

- Häufig inapparent

- Auftreten des (uncharakteristischen) Exanthems ca. 1-2 Wochen nach Infektion

- Ausschlag kleinfleckig und konfluiert nicht

- Lymphknotenschwellungen im Halsbereich

- Bei jungen Frauen häufig: Arthralgien (Gelenkentzündungen)

- Selten: Autoimmunenzephalitis (1 : 6000); 20 % verlaufen letal

LMU


Serologie:

IgM

IgG

- 20 - 5 0

Symptome

Infektion

5 14 - 21 Tage

Virus im RSW

Virus im Serum

Infektiosität

LMU


Klinik (Röteln - pränatal):

- Gregg (1941): Zusammenhang zwischen Rötelinfektion in SS und Mißbildungen

- Pränatale Infektion bis 17 SSW (Zeit der Organdifferenzierung):

Aborte, Totgeburten, Mißbildungen

- Gregg Syndrom (Trias):

Herzmißbildungen, Augenschäden, Innenohrdefekte

- Mutterschaftsrichtlinie:

Test auf Rötelnimmunität (RHAH – Immunität ab 1:32)

- Impfung (Lebendimpfstoff – MMR – 11.-14. Lebensmonat)

- Infektion bis 17 SSW: Indikation für SS-Abruch !?!

LMU


Klinik (Röteln - pränatal):

- Gregg (1941): Zusammenhang zwischen Rötelinfektion in SS und Mißbildungen

- Pränatale Infektion bis 17 SSW (Zeit der Organdifferenzierung):

Aborte, Totgeburten, Mißbildungen

- Gregg Syndrom (Trias):

Herzmißbildungen, Augenschäden, Innenohrdefekte

- Mutterschaftsrichtlinie:

Test auf Rötelnimmunität (RHAH – Immunität ab 1:32)

- Impfung (Lebendimpfstoff – MMR – 11.-14. Lebensmonat)

- Infektion bis 17 SSW: Indikation für SS-Abruch !?!

•Kein Immunschutz (bis 17.SSW):- RHAH < 1:32 bzw. Röteln-ELISA < 15 IU/ml-- bei Exposition (bis 5 Tage nach Exposition): - sofort: IgG Gabe als Postexpositionspropylaxe (PEP)- normalerweise keine Gefahr – Virusausbreitung verhindert !

Falls Frist zur PEP verstrichen:- Test des Kindes (Fruchtwasser) bzw. der Mutter auf Rötelninfektion (via PCR !)

- Wenn positiv, dann Angebot der SS Unterbrechung

LMU Diagnostik: •

ELISA (IgG ): - Mikrotiterplatte mit HCV Antigen(kommerziell erhältlich)

- Zugabe von Patientenserum- Zugabe von POX konjugiertenanti-IgG Sekundär-AK



µ-capture ELISA (IgM ): - Mikrotiterplatte mit anti IgM AK(kommerziell erhältlich)

- Zugabe von Patientenserum(Bindung von allen IgM)

- Zugabe von Röteln Antigen- Zugabe von POX konjugiertemanti-Röteln AK


LMU Diagnostik: •

RHAH (IgG und IgM): Hämaglutinationshemmtest(kommerziell erhältlich)

- Vorlegen von Patientenserum- Zugabe von Rötelnvirus(Bindung von AK falls vorhanden)

- Zugabe von Erythrozyten


PCR: - v.a. bei Schwangerschaftsproblematik bei Mutter und Kind (Fruchtwasser)

Positiv: Knopf Negativ: Teppich

Contributors

Armin Baiker, Max-von-Pettenkofer Institut, LMU MünchenEmail: [email protected]

Flavi-Togaviren AB 12 01 09 ed - helmholtz-muenchen.de · Jährlich werden etwa 50 Millionen...

Documents

Transcript of Flavi-Togaviren AB 12 01 09 ed - helmholtz-muenchen.de · Jährlich werden etwa 50 Millionen...