Společné vlastnosti RNA virů

Prezentace na téma: "Společné vlastnosti RNA virů"— Transkript prezentace:

1 Společné vlastnosti RNA virů
Vysoká variabilita Vznik kvazipopulací Replikace v cytoplazmě buněk (kromě Bornavirů)

2 RNA viry s reverzní transkripcí
Retroviridae Hepadnaviridae

3 Čeleď Retroviridae obalené viry
sférický tvar, velikost přibližně 100 nm ss RNA (pozitivní polarita) přibližně nt. diploidní genom přítomnost reverzní transkriptázy pestrá škála interakcí s hostitelem exogenní i endogenní viry perzistentní, celoživotní infekce

4 Schéma retrovirové partikule
LTR Gag Pol Env

5

6 Retroviridae - taxonomie
ROD Prototyp. virus Alpharetrovirus Virus aviární leukózy Betaretrovirus Mason-Pfizer virus opic Gammaretrovirus Virus tumoru mléčné žlázy myší Epsilonretrovirus Virus bovinní leukózy Deltaretrovirus Walleye dermal sarcoma virus Lentivirus Virus imunodeficience člověka (HIV-1) Spumavirus Spuma virus člověka

7 Onkogenní retroviry Endogenní retroviry (kočky, drůbež, prasata)
většinou nepatogenní vertikální šíření silentní stav  Exogenní - replikačně kompetentní schopny samostatné replikace  Exogenní - replikačně defektivní  inkorporují onkogeny (c-onc, v-onc) místo env genu schopny replikace jen v přítomnosti replikačně kompetentního helper viru

8 Rod Lentivirus Virus imunodeficience lidí (HIV-1, 2)
Virus imunodeficience opic (SIV) Virus imunodeficience koček (FIV) Maedi-Visna virus (MVV) Virus arthritis a encephalitis koz (CAEV) Virus infekční anemie koní (EIA) Virus imunodeficience skotu (BIV)

9 Biologické vlastnosti lentivirů
Dlouhá inkubační doba Tropismus k mononukleárním buňkám Replikace v terminálně diferencovaných buňkách Celoživotní perzistence Antigenní variabilita Vysoká druhová specifita Klinické příznaky podle druhu cílových buněk

10 Možnosti úniku před obrannými mechanismy hostitele
Existence proviru Restrikce replikace (mechanismus Trojského koně) Antigenní drift (antigenní variace) Omezení tvorby a účinnosti neutralizačních protilátek Expozice nefunkčních, imunodominantních oblastí imunitnímu systému

11 Virus Maedi - Visna 1935 Island (Maedi – dyspnoe, visna – encephalitis) Lymfoproliferativní onemocnění ovcí CNS Plíce Mléčná žláza Klouby

12 Patogeneze Cílové buňky jsou monocyty
Replikace nastává pouze v makrofázích v cílových orgánech Lymfoproliferace, uvolnění cytokinů Protilátky nemají protektivní účinky

13 Virus imunodeficience koček (FIV)
hostitel – kočka hlavní cesta přenosu – kousnutí cílové buňky monocyty / makrofágy lymfocyty T , B astrocyty perzistentní, celoživotní infekce integrace proviru v hostitelských buňkách restrikce exprese virových proteinů antigenní drift

14 Klinické příznaky FIV akutní fáze (několik týdnů)
generalizovaná lymfadenopatie horečka neutropenie asymptomatická fáze (3 - 5 let) ARC (AIDS related complex) chronické sekundární infekce ústní dutiny a horních cest dýchacích FAIDS (5 - 10% infikovaných zvířat) nádory postižení CNS

15 Prevalence onemocnění
Hodnoty prevalence jsou ovlivněny Výběrovým efektem způsobem chovu koček 1% USA 6% Velká Británie 12% Japonsko 29% Austrálie 1% Holandsko 2% Švýcarsko

16 (-) ssRNA viry Řád: Mononegavirales Bornaviridae Filoviridae
Paramyxoviridae Rhabdoviridae Řád: Mononegavirales Orthomyxoviridae Bunyaviridae

17 Orthomyxoviridae Obalené viry Velikost virové partikule 80 - 120 nm
Pleomorfní tvar, helikální symetrie kapsidy Genom tvoří fragmentů (-)ssRNA Antigenní variabilita Rody: Influenzavirus A, B, C

18

19 Struktura influenzavirů A
M1 protein helikální nukleokapsida HA - hemaglutinin Virová polymeráza Lipidový obal NA - neuraminidáza typ A, B, C : NP, M1 protein sub-typy: HA nebo NA protein

20 Influenza u savců Člověk, kůň, prase Horečnaté respiratorní onemocnění
Replikace viru jen v respiratorním traktu Inkubační doba 1-3 dny

21 Aviární influenza Vodní drůbež Hrabavá drůbež (klasický mor drůbeže)
asymptomatické onemocnění Hrabavá drůbež (klasický mor drůbeže) Enterální a respiratorní onemocnění Vysoce patogenní (HPAI) H5 a H7 Nízce patogenní (LPAI)

22 Antigenní variabilita
Antigenní drift (posun) Bodové mutace hemaglutininu viru Částečně zkřížená imunita Antigenní shift (zvrat) Výměna genových segmentů Kompletní změna antigenní výbavy

23 Antigenní shift H2N2 H1N1 reasortant H1N2

24 Odkud pochází „nové“ kombinace HA a NA?
N-acetylsialic α2,6Gal α2,3Gal Mixážní nádoba α2,3Gal α2,6Gal

25

26 Subtypy influenzových virů u zvířat
Vodní ptáci subtypy H1 – H15 a N1 – N9 všechny kombinace Influenza drůbeže H5 a H7 Kůň: H7N7 (A/equi/1/Prague/1956) H3N8 (A/equi/2/Miami/1963) Prase: H1N1 H3N2 (přenos z lidské populace) Norci: H10N4 Tuleni: H7N7, H4N5 Velryby: H1N1

27 Subtypy influenzových virů u lidí
1918/19 španělská chřipka (H1N1), izolace viru r. 1933, virus cirkuloval do roku 1957 1957 asijská chřipka (H2N2) cirkulace do 1968 1968 Hong Kongská chřipka (H3N2) 1977 staronový virus H1N1 (Čína, Rusko, Evropa, Amerika) Současnost H3N2 a H1N1

28 Aviární influenza u člověka?
(H5N1) (H1N1) (H3N2)

29 Antivirotika RIMANTADINE (M2) AMANTADINE (M2) ZANAMIVIR (NA)
Rod Influenza A, preventivně AMANTADINE (M2) ZANAMIVIR (NA) Rod Influenza A a B, časné podání OSELTAMIVIR (NA)

30 Čeleď: Paramyxoviridae
Obalené viry, velikost 150 nm a více Pleomorfní tvar, časté jsou i filamentózní formy s helikální symetrií nukleokapsidy Genom tvoří jedna molekula jednovláknité nesegmentované RNA s negativní polaritou Některé druhy obsahují hemaglutinin a neuraminidázu

31

32 Podčeleď: Paramyxovirinae
Rod: Respirovirus Virus parainfluenzy (pes, skot, člověk) Rod: Morbillivirus Virus psinky Virus moru skotu, malých přežvýkavců Rod: Rubulavirus Virus pseudomoru drůbeže Paramyxoviry prasat a koní

33 Podčeleď: Pneumovirinae
Rod: Pneumovirus Bovinní respiratorní syncytiální virus Rod: Metapneumovirus Virus rhinotracheitidy krocanů

34 Hendra virus (HeV) V září 1994 identifikován v Austrálii (Hendra – předměstí Brisbane) jako původce respiratorního onemocnění u koní a lidí. Protilátky proti viru byly zjištěny u netopýrů (až 20% séroprevalence). Experimentálně přenosné i na kočky. K nakažení dochází respiratorní cestou, virus se vylučuje močí a slinami.

35 Hendra virus (HeV) Hostitelé jsou kůň a člověk Pneumonie, encephalitis
Vysoká morbidita (cca 70% koní) Vaskulární tropismus viru Rekonvalescentní séra mají neutralizační vlastnosti Antigenní podobnost s jinými morbilliviry Neaglutinují ery. jiných druhů Nebyl s jistotou určen zdroj viru v přírodě

36 Hendra virus (HeV) Klinické příznaky – inkubační doba 3-7 dnů, vysoká horečka, akutní respiratorní příznaky, po 2-6 dnech úhyn PA – intersticiální pneumonie, edém plic, nekróza stěny malých cév, syncytiální buňky v krevních cévách a cytoplazmatickými inkluzemi (typické pro morbilliviry). Diagnostika: průkaz viru na buněčných kulturách, neutralizační test, IFT, ELISA

37 Nipah virus Nový paramyxovirus prasat, poprvé popsán v roce 1998 jako „Hendra like“ virus. Jeho genom je z 90% identický s genomem HeV. K přenosu na člověka došlo pravděpodobně z prasat (na jatkách). 256 případů encephalitidy a 105 mrtvých (Malaysie, Singapur).

38 Nipah virus Hostitelé: prase, člověk, rezervoárem viru mohou být netopýři. Virus vstupuje do organismu respiratorní cestou. Infekce u člověka – fatální encefalitidy, meningitidy provázené multiorgánovou vaskulitidou a infekcí endoteliálních buněk, zejména v CNS. Infekce prasat – postižení respiratorního systému, pneumonie, syncytie v plicních buňkách – cesta šíření viru. V menší míře postižení CNS.

39 Nipah virus Buňky po infekci v IFT reagují pouze s antisérem proti Hendra viru, ale není s ním identický Epidemiologie – encefalitidy člověka jsou vždy spojeny s kontaktem s prasaty + ostatní zvířata (kočka, pes). Detekce antigenu – v syncytiálních buňkách plic a epitel. buňkách horních cest dýchacích prasat, méně v CNS a ledvinách.

40 Čeleď Bornaviridae Obalené viry, velikost virové partikule 90 nm
Pleomorfní tvar, časté jsou i filamentózní formy s helikální symetrií nukleokapsidy Genom tvoří jedna molekula jednovláknité nesegmentované RNA s negativní polaritou Genom kóduje 6 proteinů

41 Borna virus – Bornaská choroba
1895 epidemie u koní a ovcí v Německu (Sasko), dnes rozšířen po celém světě  Hostitelé: koně, ovce, skot, kočky, psi, člověk (deprese a panické stavy)  Inkubační doba 1 – 12 měsíců, únava, somnolence, ataxie, nekoord. pohyby. Končí fatálně.  Replikuje se v jádře buněk!!! (rozdíl od Mononegavirales), šíří se mezibuněčnými kontakty a vázaný na buňku. Cílovými buňkami jsou neurony, astrocyty, oligodendrocyty.

42

43 Imunita Není protektivní imunitní odpověď, ale na buňkách závislá imuno - patologická reakce Imunosuprese omezuje klinické příznaky Diagnostika Průkaz protilátek: IF test na perzist. inf. MDBK buňkách Průkaz viru: IF, RT-PCR v nosních a konjunktiválních stěrech průkaz Joest-Degen eozinofilních inkluzí

44 Filoviridae Pleomorfní viry Rozměry 900 – 14 000 x 80 nm
Ebola-like viry Ebola virus Sudan Ebola virus Zaire Ebola virus Cote d’Ivoire Ebola virus Reston Marburg-like viry

45 Ebola virus Původce hemorrhagické horečky (Sudán, Zaire-Kikwit)
Pravděpodobný přenos z primátů (zoonóza) Ekologická nika je stále neznámá Postižen je retikuloendoteliální systém (Kupferovy buňky a makrofágy), endotel cév a parenchym některých orgánů

46 Ebola virus Rozvrácen imunitní systém, krvácení, šok
Potenciální možnost využití jako B-agens Nejbližší laboratoř - Hamburk

47

48

49 (+) ssRNA viry Řád: Nidovirales Arteriviridae Coronaviridae
Picornaviridae Caliciviridae Flaviviridae Togaviridae Astroviridae

50 Řád: Nidovirales Čeleď Coronaviridae Arteriviridae

51 Čeleď Coronaviridae Obalené viry Velikost virové partikule 60 - 220 nm
Genom ssRNA s pozitivní polaritou Sférický tvar, výjimečně pleomorfní Helikální symetrie nukleokapsidy Název čeledi je odvozen od charakteristického vzhledu virových partikulí (corona = věnec) Fotosenzitivita

52 Čeleď Coronaviridae Vyhraněná afinita k: Dýchacímu aparátu
Coronavirus člověka Virus inf. bronchitidy drůbeže Virus pneumonie krys Respiratorní coronavirus prasat Trávicímu traktu ostatní

53

54 Čeleď Coronaviridae Rod: Coronavirus Rod: Torovirus
Virus infekční bronchitis drůbeže Virus infekční peritonitis koček Coronaviry prasat, skotu, psů a koček Rod: Torovirus Virus Berne Virus Breda

55 Virus infekční peritonitis koček (FIP)
Výskyt v chovech s vysokou koncentrací zvířat. Onemocnění má dvě formy: Efuzivní (vlhká) Neefuzivní (suchá) – při částečně zachovalé imunitě Virus FIP se vyvíjí mutací z enterálního koronaviru (FeCoV). Oba viry se liší ve schopností množit v makrofázích.

56 Patogeneze Místem primárního pomnožení je epitel tonzil a později následuje pomnožení v enterocytech tenkého střeva. Infekce makrofágů v mezenteriálních mízních uzlinách umožňuje distribuci viru v organismu. Buněčná imunita má protektivní význam, protilátky spíše „usnadňují“ infekci (syndrom časné smrti) a navodí vznik imunokomplexů. Vakcinace – „temperature sensitive“ mutanta aplikovaná na nosní sliznici (stimulace jen buň. imunity)

57 Virus gastroenteritidy prasat (VGP  TGE)
Izolován v roce 1946 Vyskytuje se na celém světě, v jednom sérotypu, antigenně je odlišný od ostatních koronavirů prasat Epizootický nebo enzootický průběh  Antigenně příbuzný s koronavirem psa a kočky – společný předek??

58 Patogeneze Perorální infekce, pasáž žaludkem a replikace ve zralých enterocytech tenkého střeva, deskvamace a atrofie klků. V důsledku poruch metabolismu vody laktózy a solí vzniká malabsorpční syndrom. Selata do věku 14 dní – až 100% mortalita. U dospělých prasat může být inaparentní průběh. Imunita Prasnice navodí po prodělané infekci laktogenní imunitu – IgA. Sérové protilátky nechrání.

59 Respiratorní koronavirus prasat
Izolován 1986 – jedná se o mutanta viru TGE. Nereplikuje se v trávícím traktu, vyvolává lehkou, často asymptomatickou respiratorní infekci. Antigenně je identický s virem TGE a komplikuje sérol. vyšetření. Jím navozené protilátky nechrání před TGE.

60 Virus epizootického průjmu prasat
Popsán 1971 – průjmy u starších selat (4 – 5 týdnů) Existuje jediný sérotyp, antigenně odlišný od ostatních coronavirů. Nedá se kultivovat na buněčných kulturách.  Patogeneze je podobná jako u viru TGE, ale průběh je mírnější

61 Imunita Protilátky se objevují za 2 – 3 týdny po infekci a perzistují více než 2 roky. Nejsou ukazatelem chráněnosti, jsou jen důkazem proběhlé infekce. Protektivní význam mají kolostrální protilátky, chrání 4 – 5 měsíců.

62 Hemaglutinující virus encefalitidy prasat
Izolován 1962 z mozku selat s encefalitidou, anorexií a zvracením. Virus je antigenně jednotný, schopen aglutinovat erytrocyty krys, myší, kuřat. Vnímavá jsou prasata do 3 týdnů.

63 Čeleď Arteriviridae velikost partikule v průměru 60 nm, viriony jsou sférické obalené viry genom tvoří jednovláknitá RNA s pozitivní polaritou vyhraněná hostitelská specifita

64 Rod: Arterivirus Virus infekční arteritis koní
Virus respiračního a reprodukčního syndromu prasat (PRRS) Virus elevující laktát dehydrogenázu Virus hemorrhagické horečky opic

65 Virus arteritidy koní (EVA)
1953 – Bucyrus – Ohio – vlna abortů a respiratorní onemocnění Virus je rozšířen po celém světě. Onemocnění je často zaměňováno s RPK nebo chřipkou koní. Inkubace 3 – 14 dní Subklinický průběh – nejčastější Klinické příznaky: horečka, leukopenie, otoky skrota a břicha, konjunktivitis, výtok z očí a nosu, zmetání

66 Patogeneze Iniciální infekce bronchiální makrofágy  Za 48 hod. regionální MU, 3. den virémie Sekundární replikace ve stěně středních a malých arterií    Imunita Po přirozené infekci solidní imunita přetrvává až tři roky. Kolostrální protilátky chrání 2 – 6 měsíců, ale interferují s vakcinací.

67 Způsoby šíření Respiratorní cestou – primární a častější způsob, virus je vylučován 7 – 14 dní Pohlavní cestou je virus přenášen z perzistentně infikovaného hřebce na klisnu. U hřebců může virus perzistovat celoživotně v přídatných pohlavních žlázách. Perzistence je testosteron dependentní !

68 Virus respiratorního a reprodukčního syndromu prasat (PRRS)
1987 –1990 USA Kanada Německo, Holandsko Virus se vyskytuje ve dvou genotypech: 1)               Evropské kmeny (Lelystad virus) 2)               Americké kmeny (VR2332) Kmeny lze odlišit mAb, liší se též virulencí

69 Klinické příznaky Inkubační doba – 2 až 37 dní
anorexie, horečka, cyanóza uší (blue ear), rypáku, vulvy, agalakcie, Reprodukční problémy: aborty v pozdní fázi březosti, předčasné porody, mumifikace plodu… U selat především respiratorní forma onemocnění.

70 Patogeneze Virus je šířen aerogenní cestou, infikuje alveolární makrofágy a je přenášen do regionálních mízních uzlin. Imunita Po uzdravení Ab perzistují až 1 rok. Některá zvířata (až 8%) zůstávají negativní. Délka chráněnosti je asi 6 měsíců. Protilátky mohou usnadnit infekci a rozvoj klinických příznaků. Kolostrální protilátky chrání 4 – 5 týdnů.

71 Čeleď Caliciviridae Neobalené viry
Velikost virové partikule nm Charakteristický tvar s pohárovitým uspořádaním povrchu (calix = pohár), ikozahedr. 32 kapsomer s charakt. prohlubní Genom tvoří (+) ss RNA Různá kultivační teplota, různý tkáňový tropismus a hostitelé Vysoká variabilita Rezervoár – mořští živočichové

72

73 Rod: Calicivirus Vesivirus (Virus vesikulárního exantému prasat)
Lagovirus (RHDV – Virus moru králíků) Norwalk-like viruses (Norwalk virus) Sapporo-like viruses (Sapporo virus) Hepatitis E virus nezařazen

74 Virus vesikularního exantému prasat
Akutní, horečnaté onemocnění prasat, puchýřky v okolí ústní dutiny, na končetinách, vemeni. Vyskytuje se v několika sérotypech (popsáno 33 sérotypů).

75 Virus moru králíků (RHDV)
Virus se poprvé objevil v roce 1984 v Číně, 1988 v Evropě Akutní až perakutní onemocnění králíků, které probíhá pod obrazem hemoragické diatézy. Virus má afinitu k endoteliálním buňkám. Virus je vysoce odolný vůči pH, teplotě, chemickým desinf. látkám (225 dní při 4 oC). Hostitelé: králík polní i domácí, Mláďata do dvou měsíců nejsou vnímavá

76 Virus moru králíků (RHDV)
Klinické příznaky Perakutní forma: úhyn během hodin Akutní forma: horečka, krvácení z nosu, skleslost, skřípání zubů Mírná forma: lehké příznaky, uzdravení, protilátky Morbidita 100 %, mortalita až 90%. PA: hemoragie, splenomegalie, nekrózy v ledvinách

77 Virus moru králíků (RHDV)
Imunita: Virus je vysoce imunogenní, zanechává dlouhodobou imunitu Kolostrální Ab. chrání až 50 dní Inaktivovaná vakcína (tkáňový homogenát s adjuvans), příprava rekombinantní vakcíny v baculoviru Virus byl v 90 letech použit ke kontrole populace králíků v Austrálii a novém Zélandu

78 Kalicivirus koček Původce respiratorního onemocnění
Jednotlivé izoláty viru se liší svou virulencí, což se projevuje i rozdílným klinickým průběhem Virus je sérologicky jednotný Inkubační doba je 2 – 5 dní Klinické příznaky: teplota, výtok z očí a nosu, ulcerativní změny na sliznicích ústní dutiny. Kašel, kýchání a ulcerativní keratitis nejsou pozorovány na rozdíl od onemocnění způsobeném herpesvirem koček.