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RNS Viren III.
Picornavirus, Calicivirus, Rotavirus
Dr. Dóra Szabó
Institut für Medizinische Mikrobiologie
Semmelweis Universität
Picornaviridae
• Nukleinsäure lineare ss(+)RNA
• Kapsidtyp ikosaeder
• Virusgröße 22-30 nm
• Hülle nackt
Diagram von Picornavirus
• VP1, VP2, VP3, VP4
• 2 Protease
• RNS abhänginge RNS Polymarase
Der Replikationszyklus von Picornavirus
interne Ribosomen-Einstiegssegment
internal ribosome entry segment (IRES)
VP1
Receptoren:
ICAM-1 (Polioviren,
Coxsackie-viren,
Rhinoviren)
Immunglobulin
Superfamilie
CD-55 (Echoviren,
Entereoviren)
Gattung Art Serotypen
Enterovirus Poliovirus
Coxsackie A
Coxsackie B
ECHO-Virus
Neue Enteroviren
3
23
6
31
4
Rhinovirus Rhinovirus 1- 110
Cardiovirus 1
Aphthovirus Maul- und
Klauenseuche-Virus
7
Hepatovirus Hepatitis-A-virus 1
Enteroviren
Enteroviren-Übertragung
Humaner Stuhl
Abwasser
Wasserversorgung
MülldeponienHand
Schaltier
Die Pathogenese von Enteroviren
Antikörper
Hemmung
Primär Viremie:
Blutkreislauf
Secudär Viremie: Zielgewebe:
Haut Muskel Gehirn Hirnhäute Leber
Hand Maul-und
Klauenseuche
Herz
Polioviren
Polioviren
• Polioviren sind Verursacher der Poliomyelitis, Kinderlähmung
• Poliomyelitis ist eine akute Viruserkrankung der grauen Rückenmarkssubstanz, seltener des Gehirns mit Gefahr des
Atem/Kreislaufstillstandes.
• Lyzen der Motoneurons
Polioviren - Epidemiologie
• 1838 erstmals genannt vom deutschen Orthopäden Jacob Heine (1800-1879) (Heine-Medin Krankheit).
• 3 Serotypen: I., II., III.
– Typ I. (85%), Typ II. (3%) - Polioepidemie
– Typ III. – sporadische Fälle
• Specifische Antikörper gegen jeden
Serotyp, aber es gibt keine
Kreuzimmunisation.
Polioviren - Pathogenese
• Hochkontagiös, meist inapparent (98-99%)
• Fäkal-oral bzw. Tröpfchen
• Blut-Liquor-Schranke wird passiert – paralytische Lähmungen (mot. Vorderhornzellen)
• Inkubazionszeit: 1-2 Wochen (4 Wochen)
• Infektiosität: 6-8 Wochen, nach oraler Impfung: 6 Wochen
Polioviren - Klinik
• Inkubationszeit: 1-3 Woche (- 4 Wo)
• Initialstadium (minor illness):– Fieber, Kopf-, Halsschmerzen, Pharyngitis,
Tonsillitis, Durchfall und Erbrechen (1-3 Tage), dann meist Ende
• Präparalytisches Stadium (5-10%):– zweiter Fiebergipfel, abakterielle Menigitis,
Meningismus, Adynamie mit Areflexia, Tremor, Muskelschwäche (wenige Stunde- 3 Tage)Hyperästhesie
• Paralytisches Stadium (0,5-1%): 2-3 Tagespäter:– Morgenlähmungen, Eigenreflexe, schlaffe Paresen
Kleine dunkle gewinkelte FasernZeichen akuter Faseratrophie
bei Poliomyelitis
Fasertypgruppierung
Zeichen der Reinnervation bei
Poliomyelitis
Neurogene Schädigung; Poliomyelitis
extreme atrophische Muskelfasern; keine Reinnervation
nach abgelaufener Poliomyelitis
Neurogene Schädigung; Poliomyelitis
Polioviren - KlinikParalytisches Stadium (80%):
• Spinale Form– unt. Extremität-, Rumpf-, Interkostal-, Zwerchfellparesen mit ev.
peripherer Atemlähmung
• Bulbopontine Form (schwerste Form)– Bei Erwachsenen oder älteren Kindern
– Schlaffe Paresen der Extremitäten (vorwiegend proximal), auch Zwerchfell und Interkostal-muskulatur häufig Paresen des X., XI. und XII. Hirnnervs
• Enzephalitische Form– Bewusstseinstörungen, Kramanfällen, psychopatologischen
Wesensveränderungen
Postpoliomyelitis Syndrom:
• 20-30 Jahre nach der Infektion: Muskelschwund, Ermüdung, Schmerzen
Polioviren - Krankheitsfolgen• Mehr als 90% inapparent
• Mehr als 99% kleine Krankheit
– Weniger als 1%:Paralitische Form
Polioviren - Diagnostik
• Virusisolierung
– Zellkultur- Affennieren Zellkultur
Rachenspülwasser, Stuhl, Blut oder Liquor
• Serologische Untersuchung
– Antikörper KBR- oder neutralisierende
Antikörper
• 1954: Nobelpreis für Medizin und Physiologie an
John Franklin Enders,
Frederick Chapman Robbins und
Thomas Huckle Weller
für die Kultivierung des Poliovirus in verschiedenen
Geweben
Daraufhin war man weitgehend unabhängig von
Tierversuchen bei der Forschung nach einem
wirkungsvollen Medikament gegen die Polio
Unterstützung dieser Forschung mit
Forschungsgeldern der
National Foundation for Infantile
Paralysis.
(1938 gegründet vom US-
amerikanischen Präsidenten
Franklin Delano Roosevelt)
Polioviren – Therapie und Prophylaxe
• Therapie
– ausschließlich symptomatisch
– Langfristige Physiotherapie und orthopädische
Betreuung
• Prophylaxe:
– Schutzimpfung!!
– Impfung nach Sabin (Lebendimpfstoff, oral)
– Impfung nach Salk (Totimpfstoff, parenteral)
Jonas Edward Salk (1914-1995)
1954: Abtötung von Polioviren und Herstellung
eines so genannten Totimpfstoffs, der gegen
Poliotypen I., II. und III. wirkte.
Experimente mit dem Vakzin
an sich selbst und an seiner
Familie waren erfolgreich!
Poliomyelitis (Polio), Spinale Kinderlähmung
1955: Tests mit Salks Impfstoff von Thomas Francis – zu 90%
erfolgreich.
Polioviren
ECHO-Viren
ECHO-VirenECHO-Viren
– „enteric cytopathogenic human orphan”
– Innerhalb der Echovirusserotypen gibt es eine
beträchtliche Variabilität.
– Die aktuell zirkulierenden Serotypen unterscheiden
sich auf genomischer Ebene von den
Prototypstämmen, die in den 1950–60er Jahren
isoliert wurden.
Coxsackieviren, ECHO-Viren,
Enteroviren - Epidemiologie
• Epidemiologie
– Fäkal-oral durch Schmutz- und Schmierinfektionen
über Trinkwasser und kontaminierte Lebensmittel
• Pathogenese
– Lyse der Zielzellen
– Eintritt: Verdaaungstrakt, Vermehrung
– Vermehren oropharyngheal
– Viraemia nach verschiedene Organe
ECHO-Viren Krankheitsbild– Asymtomatisch (ca 95%)
– Aseptische Meningitis: alle Serotypen
– Enzephalitis, Ataxie, Guillain-Barré-Syndrom:
– Exantheme (maculopapulöse nichtjuckende Exantheme, die einem anfänglich unklaren fieberhaften Infekt folgen und von einer Pharyngitis begleitet werden können)
– Respirationstraktinfekte (u.a. Sommergrippe):
– Konjunktivitis
– Myalgie
– Myokarditis
– Transverse Myelitis
– Hand-Fuß-Mund-Erkrankung (selten)
– Hepatitis (selten)
– Uveitis (selten)
– Diarrhoe: alle Serotypen
– Neonatale Infektionen (Gefährdung durch nosokomiale Infektionen, die zu einer generalisierten Erkrankung mit Sepsis, akuter Myokarditis oder Perikarditis sowie Enzephalitis führen können)
ECHO-Viren Diagnostik
• Virusanzucht an Zellkultur
• VirusgenomnachweisPathogenese
– RT-PCR
• Serologie
– Nur IgM Anitkörper liefert Informationen
Coxsackie Viren
Geschichte
• 1947 wurde Coxsackievirus, aus dem Stuhl
Polioverdächter in der Stadt Coxsackie isoliert
zum ersten Mal identifiziert
• 1957 "Hand-, Fuß-und Klauenseuche" Krankheit
und zum ersten Mal dokumentiert.
• 1988 Epidemien sind aufgetreten
• 1994 war die größte Epidemie in Großbritannien
Die meisten der 952 Fälle waren Kinder
im Alter von 1-4
Coxsackieviren-Klinik
• Herpangina
• Kombiniertes „Hand und Fußexanthem mit Mundenanthem”
• Epidemische Pleurodynia-Bornholm-Krankheit
• Myocarditis, pericarditis
• Aseptische meningitis
• Akut heamorragische Konjuktuvitis
• Pancreatitis
• Poliomyelitis-ähnliche Erkrankungen
• Kardiale Erkrankungen
• Sommergrippe
Hand-Mund-Fuß-Krankheit
• Coxsackie-Virus A Typ 16 (auch A4-6 u. A9)
• vor allem bei Kindern unter 10 Jahren
• Klinik:
Stomatitis (oberflächliche Ulzerationen an
Pharynx, weichem Gaumen, Zunge und Gingiva)
makulopapulösem Exanthem an Händen u. Füßen,
das vesikulös wird.
• Therapie: Symptomatisch
Hand-Mund-Fuß-Krankheit
(Coxsackie virus A)
Hand-Mund-Fuß-Krankheit
(Coxsackie A Virus)
Hand-Mund-Fuß-Krankheit
• Hautausschlag
• Konjunctivitis• Herpangina
Herpangina
CoxsackeieVirus A Typ 4
• Kinder und junge Erwachsene
• Klinik: Vor allem an den vorderen Gaumenbögen
grauweiße, 1-2 mm große, papulovesikulöse
Eruptionen mit schmalen hyperämischen Randsäumen.
Auch weicher Gaumen, Uvula und Tonsillen könnenbefallen sein. Fieber, Kopf- und Halsschmerzen.
• Therapie: Symptomatisch
Meningitis Virale Myocarditis
Die Diagnose von Coxsackie Virus
• Die Diagnose wird auf der Grundlage der Geschichte
und eine körperliche Untersuchung gemacht
• Labortests sind verfügbar
Test Stuhl oder Fluiden aus der Rückseite der Kehle
• Serologie für bestimmte Antikörper
• PCR für die virale Nukleinsäure
• Tier
– Coxsackie Gruppe A – In den Mäusen flaccide Paralysis
– Coxsackie Gruppe B – In den Mäusen spastiche Paralysis.
• Die häufigsten bei jungen Menschen.
• Erwachsene können infiziert werden, aber
dies ist weit weniger verbreitet
• Die meisten Infektionen treten im Sommer
oder frühen Herbst, mit einem Spitzenwert
von August bis Oktober in der nördlichen
Hemisphäre auf.
Epidemiologie von Coxsackie Virus
Enteroviren
Enteroviren
Enteroviren Typen Krankheit
68 Pneumonie, Bronchitis
70 Akute hämorragische
Konjuctivitis
70,71 Lämmungen,
Meningo-encephalitis
71 Hand-Mund-Fuß-
Krankheit
Hepatitis A
Rhinovirus
Rhinoviruses
Rhinovirus Krankheiten
• häufigste Ursache der Erkältung
• Im Gegensatz zu den anderen
Picornaviren produzieren die Rhinoviren
lokalisierte Infektionen.
• Jeder Serotyp (> 115) unterscheidet sich
– nicht kreuzreaktiv
– wenig Cross-Schutz
• Zielzellen: Ziliare Nasale Epithelzellen
– Wegen der Infektion stellt sich die Bewegung
der Zilialen ab
– Zelldegeneration
Pathogenese von Rhinoviren
• Symptome treten 2 bis 4 Tage nach der Exposition auf und dauern etwa eine Woche. – Nasentröpfchen: wegen Bradykinin und
Histamin Produktion von infizierten Zellen
• lokalisierte Infektionen der Nasefür die meisten Fälle von Erkältung– IgA erscheint
• Es gibt kein Fieber.
• Im Gegensatz zu den anderen Enteroviren vermehren sie sich nicht im Magen-Darm System.
Pathogenese von Rhinoviren
• mehr Temperatur und Säure labiler als die Enteroviren. Optimale Temperatur ist 33°C.
• sind stabil zwischen 20-37°C
• die Übertragung erfolgt durch Kontakt mit Sekreten (z.B Luft, Hände, Türgriffe, unbelebte Objekte)
Aphtovirus
AphthovirenMaul-und Klauenseuche (MKS)
Aphthous Fieber
100 Tagen von
Maul-und Klauenseuche (MKS) BBC
Caliciviren
Caliciviridae
• Klassifikation der Caliciviridiae
– Kapsidoberfläche: calix, lat Kelch
– Nukleinsäure: lineare ss(+) RNS
– Kapsidtyp: Ikosaeder
– Virusgröße: 35-40 nm
– Hülle: nackt
• Gattung
– Norovirus
– Sapovirus
Norovirus
• Wurden erstmals in Stuhlproben
eines viralen Gastroenteritis -
Epidemie in Norwalk, Ohio, von
1968, durch Immunelektronen- Mikroskopie 1972 erstmals
morphologisch charakterisiert.
• Um den Zusammenhang zwischen dem gefundenen Virus
und einer Gastroenteritis-Erkrankung beweisen zu können,
wurde gereinigtes Stuhl-Ultrafiltrat (gewonnen aus
menschlichem Kot erkrankter Patienten) an Freiwillige oral
verabreicht, die anschließend ebenfalls erkrankten.
• Noroviren wurden bisher bei Menschen sowie bei Rindern,
Schweinen, Mäusen und Austern entdeckt.
• Erreger von epidemisch auftretenden akuter Gastroenteritis
stellen die bedeutendste Gruppe dar.
• Inkubationszeit von ca. 12-60h!!
• plötzlich auftretende Übelkeit
• Erbrechen, Durchfall (kein Blut!)
• Bauchkrämpfe und seltenes Fieber
• Bei Kindern und Jugendlichen tritt viel häufiger Erbrechen als
Durchfall auf, bei Erwachsenen überwiegt der Durchfall.
• Die Symptome halten meist nur von 24 bis 48 Stunden an.
Norovirus
• Laboratorische Diagnose
Keine Züchtung auf Zelllinien
Nur molekularischer Nachweis
-RT-PCR
Sequence Analysis
Stuhl – Virus Antigen Nachweis (Schnelltest)
• Therapie:
Symptomatisch - orale oder parenterale
Rehydratation
Caliciviren –Norovirus und Sapovirus
Noroviren
– Pandemie
– Epidemie
– Sehr anstreckend!!
• 20 Virionen sind genug
• 1 Millione Viren / 1 ml Stuhl
– 20% von Kindern Gastroenteritis
– 70-90% von nicht bakterischem Durchfall
– In geschlossenen Gebieten
– Winter Erbrechens Krankheit
– „demokratische” – in allen Altern
Sapoviren
– selten
– 5-10% von Kindern Gastroenteritis
(Krankenhaus)
– Hauptsächlich in Kindern
Rotaviren
Rheoviridea
• Klassifikation der Rheoviridea
Nukleinsäure lineare ds(±) RNS
Kapsidtyp ikosaeder
Virusgröße 60-80 nm
Hülle nackt
• Gattung
– Reovirus „respiratory enteric orphan” – Rhinitis,
Pharingitis, gastrointestinale Probleme
– Rotavirus
– Coltivirus und Orbivirus
• Colorado-Zeckenfiebervirus
Rotavirus
• 11 ds RNS
Serogruppe
Serotype
Rotavirus
• Häufgsiten Verursachern von Gastroenteritis
bei Kindern
• Weltweit bereitet
• Übertragung fäcal-orale
• Prävalenz 90% bis zum 3. Lebensjahr
• Nosocomiale Infektionen auf
Säuglingsstationen
•Direkt Zytotoxische Effekt
•NSP4 toxische Effekt
•Aktivizierung von Enterische
nervsystem
-Virus infiziert die Dünndarmzotten
Enterozyten, Krypten
-Zytolitisch
-Verkrürzung der Villi des Duodenums
Resorptionstörungen
Rotavirus -Klinik
• Klinik
– Inkubationszeit 1-3 Tage
– Wässrigen, farblosen-gelbbraunen Durchfällen
– Kein Blut
– Erbrechnen
– Fieber
• Extraintestinale Manifestation
– Atemsweg Infektionen
– ZNS
– Leber
Rotavirus
• Diagnostik:
– Direkt Virusnachweis im Stuhl (EM, PCR)
– Antigen-Antikörper Rapidtest
• Therapie
– Substitutions die Dehydrierung
• Prophylaxe
– Hygiene
– Rota Schutzimpfung – attenuiert Virus
– Mindestalter 6 Woche
– Schützt 85% vor einer schwereren
– Schützt 100% vor sehr schwerere
Rotaschutzimpfung
• Pentavalent
– G1,G2,G3,G4 und P1A[8]
• Von Rinder VP4, VP7
• Monovalent
– abgeschwächt G1P1A[8]
Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit!
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