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(-)RNA Viren WS 2008/2009 Ruth Brack-Werner Molekulare Virologie Viren mit einzelsträngigem, segmentiertem RNA-Genom in Negativstrang-Orientierung Familien Bekannter Vertreter Orthomyxoviridae Influenzavirus Bunyaviridae Hantaanvirus Arenaviridae Lassavirus

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(-)RNA Viren

WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Viren mit einzelsträngigem, segmentiertem RNA-Genom in Negativstrang-Orientierung

Familien Bekannter Vertreter

Orthomyxoviridae Influenzavirus

Bunyaviridae Hantaanvirus

Arenaviridae Lassavirus

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(-)RNA Viren

WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Zoonosen

Krankheiten und Infektionen, die natürlicherweise

zwischen Wirbeltiere und Menschen übertragen werden

können. Erreger können von Insekten übertragen

werden.

Definition der” World Health Organization”

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(-)RNA Viren

WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Minus-Strang RNA Viren

Gemeinsamkeiten•Einzelstrang RNA Genom mit negativer Polarität;

•RNA muss erst umgeschrieben werden (transkribiert)

werden, bevor sie zur Synthese von Proteinen verwendet

werden kann.

•Genome kodieren für eine RNA-abhängige RNA

Polymerase, die für die Synthese von mRNAs und für die

Replikation des viralen Genoms verantwortlich ist.

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(-)RNA Viren

WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Expression und Replikation von viralensegmentierten (-) Strang RNA Genome

3’ 5’RNA-Genom (-)

mRNA (+)

Transkription

5’ 3’RNA (+)

3’ 5’

Expression

Replikation

Translation

RNA-Genom (-)

Protein

C 3’5’

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(-)RNA Viren

WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Expression und Replikation von viralenambisense Genomsegementen

3’ 5’RNA-Genom (-)

mRNA (+)

Transkription

5’ 3’RNA (+)

3’ 5’

Translation

RNA-Genom (-)

Protein

ReplikationTranslation

mRNA (+)C3’ 5’

C 3’5’ ORF1

ORF 2

Intergenic sequences

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

„Stehlen“ von 5‘Cap-Strukturen von zellulären mRNAs (Cap-Snatching)

5’Ende der mRNA

Die CAP-Struktur spielt eine essentielle Rolle

1. Splicing der mRNA;

2. Export der mRNA aus dem Zellkern;

3. Translation der mRNA;

4. Schutz der mRNA vor Abbau

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

„Capping“ bei Orthomyxo-, Bunya- und Arenviren

http://pathmicro.med.sc.edu/mhunt/RNA-HO.htm

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Orthomyxoviridae

Ortho:

“ Echt, richtig” (im Gegensatz zu Paramyxoviren)

Myxo:

“Schleim”

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Humanpathogene Beispiele aus der Familie der Orthomyxoviridae

Familie Genus WirtInfluenzavirus A Mensch, Vogel,

S�ugetiere (u.a.Schwein, Pferd)

Influenzavirus B Mensch, RobbenInfluenzavirus C Mensch,

SchweinThogotovirus † bertragung

durch Zecken aufS�ugetiere;

Orthomyxo-viridae

Isavirus Lachs1;1Verursacht infektiöse Anämie der Lachse

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 41, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 46-1

Orthomyxoviridae: Aufbau der Viruspartikel

100*

Ungefähre *Anzahl Moleküle pro Virion (Influenza A)

1000*

500*

20-60*

3000*

130-200*

Je 30-60*

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Orthomyxoviridae(elektronen mikroskopische Aufnahme)

Unterschiedliche Grössen und Formen von Influenzaviren (pleomorph).

Sphären: 50-120 nm DurchmesserFilamente: 20 nm Durchmesser; 200-300 (bis zu

3000!) nm lang

www.influenzacentre.org/ images.htm

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Segment L�nge (kB) ProteineGes. mRNA Name Berechn.

MW (kD)Funktion

1 2,341 2,320 PB2 85,72 2,341 2,320 PB1 86,53 2,233 2,211 PA 84,2

Polymerase

4 1,778 1,757 HA 61,5 Anheftung an undFusion mitWirtszelle; Haupt-AntigeneDeterminante

5 1,565 1,540 NP 56,1 Bindet an RNA:Umschaltung zw.mRNA/GenomSynthese

6 1,413 1,392 NA 50,1 Neuraminidase;AntigeneDeterminante

7 1,027 1,005 M1 27,7 Matrix

0,315 M2 11,0 H+ Kanal

8 0,890 0,868 NS1 Regulationsfaktor;hemmt zellul.mRNA Prozess.u. IFN Antwort

0,395 NS2 14,2 Kernexport vonRNPs

Genomsegmente des Influenza A Virus

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Membranproteine der Orthomyxoviridae:Generelle Merkmale

Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 46, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 46-6

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Hämagglutinin-Trimer

Hämagglutinin-Trimer

16 verschiedene Antigen-Typen

Anheftung des Virusan die Zellmembran

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Sialylsäuren dienen als Rezeptoren für die Anheftung von Orthomyxoviren

http

://w

ww

.bm

e.jh

u.ed

u/~k

jyar

ema/

mon

osac

char

ides

/nat

ural

%20

sial

ic%

20ac

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natu

ral%

20si

alic

_aci

ds.h

tm

Haüfigste Form der Sialylsäure beim Menschen

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Sialylsäuren sind weitverbreitet auf Zelloberflächen

http

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jyar

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osac

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ds.h

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Proteine der Orthomyxoviren:Hämagglutinin (HA)

(1) Kontakvermittlung zwischen Wirtszelle und Virus:

Binden an Sialyl-Säuren auf Zelloberflächenmoleküle;

(2) Freisetzung der Nukleokapside im Zellinneren:Vermittelt nach pH-abhängiger Konformationsänderung die Fusion

der Virus-Membran mit der Endosomen-Membran.

(3) Haupt-Antigen des Virus:Erkennung durch neutralisierende Antikörper verhindert Bindung

des Virus an zelluläre Rezeptoren.

(4) Verschiedene Subtypen: 16 HA Subtypen des Influenza A virus; unterschiedliche

Antigenität, Aminosäuresequenzen, Rezeptorerkennung und

Spaltbarkeit durch Proteasen.

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Proteolytische Aktivierung von HA:Spezifität der Spaltregion für Wirts-Proteasen

bestimmt Pathogenität von Volgel-Influenzaviren.

Horimoto T and Kawaoka Y. 2005. Nature Reviews Microbiology 3, 591-600.

(z.B. Furin)

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Proteine der Orthomyxoviren:Neuraminidase (NA)

(1) Abspaltung von Sialyl-Säure Resten; • Verhindert in infizierten Zellen die Anheftung des Virus an der

Zellmembran und fördert damit die Freisetzung des Virus;

• Verhindert Verkleben der Viruspartikel?

• Fördert Transport des Virus durch die Mucin-Schicht am

Epithel des Atmungstraktes.

(2) Virus-Antigen;

(3) Verschiedene Subtypen.

9 NA Subtypen des Influenza A virus;

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Proteine der Orthomyxoviren:Neuraminidase (NA)

Influenza Virus adhäriertan Flimmerepithelzelle

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Proteine der Orthomyxoviridae:M2

Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 46, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 46-13

(1) Tetramer

(2) Ionenkanal (H+)

(3) Reguliert pH Wert in der

unmittelbaren Virusumgebung:• Ansäuerung des Virusinneren im

Endosom => Freisetzung der

Nukleokapside

• Verhindert pH-bedingte

Konformationsänderungen von

HA

Amantadin

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Proteine der Orthomyxoviren:Matrixprotein (M1)

(1) Stablisiert die Lipidhülle;

(2) Wechselwirkungen: • untereinander;

• mit den nach innen gerichteten Teilen der Lipidproteine (HA,

NA,M2);

• mit den Nukleokapsiden.

(3) Fördern die Verpackung der Nukleokapside in die

entstehenden Viruspartikel.

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Proteine der Orthomyxoviren:Nukleokapsid (NP)

(1) RNA Bindung (reich an Argininen);

(2) Beteiligung am Import der Nukleokapside in den Kern

(NLS).

(3) Reguliert RNA Synthese: Wichtig für die Umstellung von

mRNA Synthese auf die Genomreplikation.

(4) Beteiligt an der Wirts-Spezifität;

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Proteine der Orthomyxoviren:Polymeraseproteine (PB1,PB2,PA)

(1) RNA-abhängige RNA polymerase: Hetero-trimerer

Proteinkomplex;

(2) Assoziiert mit den Enden der Genomsegmente;

(3) Jedes Protein hat Kernlokalisationssignale;

(4) Funktionen der einzelnen Proteine: • PB2: Herstellung des Primers für die mRNA Synthese (“cap

snatching”);

• PB1: Polymeraseaktivität, Elongation;

• PA: Wichtig für die Synthese der Virusgenome; spielt

möglicherweise eine Rolle für die Primer-unabhängige Initiation

der cRNA (+) bzw. vRNA (-) Synthese.

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Proteine der Orthomyxoviren:Polymerase Proteine sind ein Teil des

Ribonukleoproteins (RNP)

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Proteine der Orthomyxoviren:PB1 RNA-abhängige RNA Polymerase

Avian/human

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Proteine der Orthomyxoviren:PA: „Cap“ Snatching; Endonuklease

Avian/human

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Proteine der Orthomyxoviren:PA: Replikation der viralen Genome?

Avian/human

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Proteine der Orthomyxoviren:NP: Nukleoprotein; Umhüllung der RNA

Avian/human

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Proteine der Orthomyxoviren:Nichtstrukturproteine (NS1; NS2/NEP)

(1) NS1:• Bisher nur in infizierten Zellen nachgewiesen;

• Hemmt Kernexport und Splicing von zellulären mRNAs;

• Verhindert die Expression von Interferongenen und die

Aktivierung von NF-kappaB.

(2) NS2 (= NEP: Nuclear export protein): • Export der Nukleokapside aus dem Zellkern in das Zytoplasma;

• In geringer Kopienzahl im Viruspartikel nachweisbar;

(3) Weitere Nichtstrukturproteine:• PB1-F2 (Influenza A); akkumuliert in Mitochondrien; induziert

Apoptose.

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Influenza mRNA Synthese durch den viralen Polymerasekomplex

(PB1,PB2,PA)

Principles of Virology, 2004. Flint SJ, Enquist LW, Racaniello VR,Skalka AM, 2nd edition. ASM Press. Fig. 6.11.

1

2

34

5

6

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Proteine der Orthomyxoviridae:NS2 = Nuclear Export Protein

Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 46, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 46-21

Nukleokapsid

1 = CRM1

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Influenzavirus mRNA Synthese:Splicing

Segment 7 Segment 8

RF +1

Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 46, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 46-9 Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 46,

Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 46-14

RF 0RF 0

RF +1

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Principles of Virology, 2004. Flint SJ, Enquist LW, Racaniello VR,Skalka AM, 2nd edition. ASM Press. Appendix Fig. 9

1. Anheftung; Endozytose;pH ca. 5

2. Membranfusion; Freisetzung der Nukleokapside

3. Import der Nukleokapside in den Zellkern

4.-6. Virale mRNA synthese, splicing, Export der mRNA i.d. Zytoplasma

7. Synthese von HA, NA, M2 am ER

8.-9. Synthese der anderen Protein im Zytolasma

10. Import von PA,PB1,PB2 und NP in d. Kern;

11.-12. Synthese d. +RNA Matritze und -RNA Genome

10b. Import von von M1 und NS in den Kern; Zusammenbau d. Nukleokapside

14. Export in d. Zytoplasma

15.-16. Einbau von HA, NA und M2 in die Zellmembran;

17.-18. Assoziation der Nukleokapside mit Hüllproteine über M1.

19. Abknospung des Virus.

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

The reservoir of influenza A viruses. The working hypothesis is that wild aquatic birds are the primordial reservoir of all influenza viruses for avian and mammalian species. Transmission of influenza has been demonstrated between pigs and humans (solid lines). There isextensive evidence for transmission between wild ducks and other species, and the five different host groups are based on phylogenetic analysis of the nucleoproteins of a large number of different influenza viruses. (From Fields Virology, 4th ed, Knipe & Howley, eds, Lippincott Williams & Wilkins, 2001, Fig. 47-3.)

Hauptreservoir für Influenzavirus A:Wild-lebende Wasservögel

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(-)RNA Viren

WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Endemie, Epidemie, Pandemie: Definitionen

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Influenzavirus A,B oder C

7MenschSporadisch, eher harmlos

C

8MenschEpidemienB

8Mensch Tier

Pandemien Epidemien

A

Genom-segmente

WirtVerbreitungVirustyp

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Voraussetzungen für eine Pandemie

1) Neues humanpathogenes Virus

2) Großteil der Bevölkerung nicht immun

3) Leicht von Mensch zu Mensch übertragbar⇒ Infektionsketten möglich

Indexpatient

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(-)RNA Viren

WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Genetische Variabilität des Influenzavirus

(1) Antigenic Shift:

Neusortierung von Segmenten in Wirten die mit zwei

verschiedenen Influenzavirustypen infiziert sind.

(2) Antigenic Drift:

Langsamere Veränderung des Virus durch Mutationen in

vorhandenen Genen;

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Influenza / Rekombination

Bei gleichzeitigerInfektion einer Zellemit zwei verschiedenenInfluenza-Viren könnenGenom-Segmenteausgetauscht werden.

Es entstehen neuerekombinante Viren mitveränderten antigenenEigenschaften, gegen die in der menschlichenPopulation keinerleiImmunität besteht.

Hämagglutinin Neuraminidase

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Influenzavirus A Ausbrüche:

HA, NA, PB1

HA, PB1

Horimoto T and Kawaoka Y. 2005. Nature Reviews Microbiology 3, 591-600.

Erwerb von Gensegmenten aus Vogelviren(->Antigenic shift)

Direkte Übergang eines Vogelvirus auf den Menschen (-->Antigenic drift)

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Vogelgrippe Erkrankungen und Todesfälle

Stand 14.1.09: 394 gemeldete Fälle (weltweit), davon 248 Tote (63%)

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Influenza / Symptomatik

1. Plötzlicher Beginn nach kurzerInkubationszeit (1-3 Tage)

2. Hohes Fieber (bei Kindern >39°C)mit Kältegefühl

3. Schweres Krankheitsgefühl(Kopf-, Muskel-, Gliederschmerzen)

4. Symptome des gesamten Respirationstrakts(Schnupfen, Husten, Sputumproduktion)

5. Langdauernde Rekonvaleszenz(über Wochen Leistungsschwäche)

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(-)RNA Viren

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Vogelgrippe Erkrankungen und Todesfälle

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Influenza / Diagnosik

Klinische Diagnose:Hohe Treffsicherheit in Epidemiezeiten

Labordiagnose:1. Nachweis viraler Antigene

(Immunfluoreszenz oder Enzymtestim Nasensekret, schnell)

2. Nachweis viraler RNA mittels PCR(im Rachenspülwasser, 1-2 Tage, teuer)

3. Züchtung aus Rachenspülwasser (zur Charakterisierung des Virus)

4. Antikörper-Titeranstieg gegen InfluenzaA oder B Nukleoprotein(2. Serum nach 10-14 Tagen, für Akut-diagnostik zu langsam)

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Prophylaxe und Therapie der Influenza A Infektion mit Amantadin

(1) Wirkungsweise: Blockert M2 Ionenkanal(2) Resistenz durch ein bis wenige Mutationen; (H5N1 Isolate

aus Thailand u. Vietnam resistent gegen Amantadin)

(3) Pharmakologie:• Gute orale Resorption; • Maximaler Serumspiegel: 2-4 Std.• Maximaler Gewebespiegel: 48 Std• Halbwertszeit: 20 Std.

(4) Effektivität:• Prophylaxe: Verhindert in 70-80% d. Fälle Erkrankungen • Therapie: Fiebersenkung: 50%. Verkürzung der Krankheit um 1-

3 Tage.

(5) Nebenwirkungen (7-33%)• ZNS: verminderte Alkoholtoleranz; Halluzinationen, Angst,

Schlaflosigkeit; • Durchfall

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Prophylaxe und Therapie der Influenza A Infektion mit Neuraminidase Inhibitoren

(1) Medikamente:• Zanamivir-Spray (Relenza TM); nur lokal anwendendbar.• Oseltamivir-Tabletten (= Tamiflu TM)

(2) Resistenz durch ein bis wenige Mutationen.

(3) Effektivität:• Nur zur Prophylaxe: Gabe vor Auftreten der Krankheit bzw.

innerhalb von 48 Stunden nach Krankheitsbeginn. • Verhindert in 70-80% d. Fälle Erkrankungen • Erste Fälle von resisten Viren traten in zwei an Vogelgrippe

erkrankten vietnamesischen Mädchen auf.

(4) Nebenwirkungen• Übelkeit: 12%; • Erbrechen: 2.5%.

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Influenza / Impfempfehlung

Alle Personen > 60 Jahre

Personen mit Herz-, Lungenerkrankungen

Immunsupprimierte

Medizinisches Personal

Menschen mit häufigem Kontakt zu grossenund/oder wechselnden Personengruppen

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Problem bei der Impfstoffherstellung gegen Influenza: Resistenz gegen welchen Stamm?

http://www.vaccineinfo.net/immunization/vaccine/influenza/index.shtml

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Herstellung eines Impfstoffes gegen Influenza

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Impfstoffherstellung gegen Influenza

Gambotta A. et al., 2008, Lancet 371.

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Impfstoffe gegen Grippe

(1) Zwei Typen:• Inaktiviertes Virus (Spritze) • Attenuiertes Virus (Nasen-Spray)

(2) Jeder Impfstoff enthält zwei Influzenza A Virus Typen (je nach den zur Zeit vorherrschenden Typen und ein Influenza Virus B Typ.

http://www.cdc.gov/flu/protect/keyfacts.htm

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Zusammenfassung der Merkmale von Orthomyxoviren

1. Viruspartikel mit Lipidhülle; HA vermittelt Anheftung und Fusion mit der Zellmembran der Wirtszelle ;

2. Einzelstrang RNA Genom mit negativer Orientierung; 8 (7) Genomsegmente

3. mRNA Synthese und Replikation des Genoms im Zellkern

4. mRNA Synthese : “cap-snatching”; Splicing.

5. Genetische Variabilität durch Austausch von Gensegmenten (antigenic shift) und Mutation einzelner Gene (antigenic drift).

6. Vögel bilden ein Reservoir für Influenza A. Direkte Übertragung des Vogelvirus auf den Menschen möglich.

7. Therapie und Prophylaxe:

• Antivirale Wirkstoffe: Amantadin, Tamiflu;

• Impfstoff.

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Ga ttung Tier -Vektor Human-Pathog eneVertreter (Beispiele)

Or thob unya-virus

M�cken; Califo rnia-Enc epha litisVi rus;La-Cross e-Virus;Tahynav irus

Phleb ovirus M�cken,Sand fliegen

Ri ft Valley Fever VirusSand fly Fev er Vi rus

Nairovirus CCH F-Vi rusHan tav irus Nag etiere Han taanv irusS in N omb re

Vi rusSeou l Vi rus P uuma laVi rus

Tospov irus1 Thysano pter a Keine: Pf lanzenv iren

Bunyaviren

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2f/Thysanoptera.jpg

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Aus Molekulare Virologie, Modrow S, Falke D, Truyen U, 2. Auflage;

Abb. 16.6, S. 344

Bunyaviridae: Aufbau der Viruspartikel

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Aus Molekulare Virologie, Modrow S, Falke D, Truyen U, 2. Auflage;

Tab. 16.7, S. 347

Bunyaviridae: Proteine

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Bunyaviridae: Replikationszykus

Schnell replizierende Viren (6h)

(1) Zelleintritt• Hantavirus-Rezeptor: Integrine mit ß3-Kette;

• Aufnahme über Rezeptor-vermittelte Endozytose

• Freisetzung der Nukleokapside durch pH-abhängige

Membranfusion

(2) Replikation: • Ausschliesslich im Zytoplasma;

• mRNA Synthese in Nukleokapsiden;

• mRNAs haben “Cap” aber kein polyA-Schwanz

• Umschalten von Transkription auf Replikation durch

Bindung von N-Protein an die RNA (verhindert Capping)

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Aus Molekulare Virologie, Modrow S, Falke D, Truyen U, 2. Auflage;

Abb. 16.7, S. 344

Bunyaviridae: Transkription, Translation und Genomreplikation

Hantaanvirus

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Aus Molekulare Virologie, Modrow S, Falke D, Truyen U, 2. Auflage;

Abb. 16.7, S. 344

Bunyaviridae: Transkription, Translation und Genomreplikation

Phlebovirusvirus

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Zelluläres sekretorisches System

http://www.microscopy.fsu.edu/cells/celldigestion/celldigestion.html

fig.cox.miami.edu/~cmallery/ 150/cells/sf5x8b.jpg

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Bunyaviridae:Replikationszyklus/Zusammenbau

Zusammenbau und Ausknospung an Bestandteilen des

zellulären sekretorischen Systems; • G-Polyprotein wird im rauhen ER synthetisiert

• Co-translationelle Spaltung von G in G1 und G2 und

Glykosylierung;

• Transport von G1 und G2 zum Golgi-Komplex (erfordert G1

+ G2) und Retention;

• Ausknospung der Viren in Vesikel; Lipidhülle des Virus

stammt von intrazellulären Membranen des Golgi-Apparats

ab

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Humanpathogene Bunyaviren

Hantavirus

Hantavirus

Phlebovirus

Orthobunya-virus

Genus

durch Urin und Kot von infizierten Tieren

Deer mouseHantavirus pulmonary syndrome

Sin Nombre Virus

durch Urin und Kot von infizierten Tieren (Einatmen von Aerosolen)

Koreanische Feldmaus

Hemorrhag. Fieber m. nephro-pathischem Syndrom (HFRS)

Hantaanvirus

Mückenstiche oder Aerosole von infizierten Tieren

KüheFieber, Kopf-schmerzen, Myalgien, Photophobie

Rift Valley Fever Virus

MückensticheNagetiere, Kaninchen

EncephalititsCalifornia Encephalitis Virus

ÜbertragungTierreservKrankheitVirus

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http://www.cdc.gov/Ncidod/diseases/hanta/hps/noframes/phys/printtechsection.htm

Humanpathogene Bunyaviren: Hantaaviren

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Kurzatmigkeit Kurzatmigkeit ((im im spspääteren Lauf der teren Lauf der KrankheitKrankheit))

ÜÜbelkeitbelkeit//ErbrechenErbrechenHustenHusten

HalswehHalswehGelenkschmerzenGelenkschmerzenMuskelschmerzenMuskelschmerzenSchnupfenSchnupfenSchwindelSchwindelFieberFieberSeltenSeltenKann vorkommenKann vorkommenHHääufigufig

Hantavirus Pulmonary SyndromeHantavirus Pulmonary Syndrome

Clinical PresentationClinical Presentation

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Hemorrhagisches Fieber mit nephropathischem Syndrom

• Inkubationszeit durchschnittlich 1-2 Wochen;

• Plötzliches hohes Fieber, Frösteln, Muskelschmerzen; Können

mit Kopf- und Rückenschmerzen verbunden sein.

• Hemorrhagische Symptome: punktförmige Blutungen in d.

Augenbindehaut und in Schleimhautbereichen (30% d. Fälle)

• Blutdruckabfall (Schockzustände in 15% d. Fälle; können tödlich

verlaufen);

• Bei Normalisierung des Blutdrucks verminderte Nierenfunktion;

• Überwindung der Krankheit wird durch verstärkte Urinbildung (3-

6 l/Tag) eingeläutet

• Normalisierung der Elektrolytwerte kann bis zu 3 Monate

andauern.

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WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Ge nus Gruppe Human-PathogeneVertreter(Beispi ele)

Tier -Res ervoirs

Ge ograp hischeVerbreit ung

Ly mphozyt �reCho rio-mening itisVi rus (LCMV)

Ratt en,M�use

Europa, Amerika(Nord- und S�d),Asien

Altwelt-Viren

Lassav irus Ratt en,M�use

West- Afrika:Nige ria, L iberia,Gu inea, Sier raLeone

Ju ninvirus Ratt en,M�use

Argent inien

Gu anar itovirus Ratt en,M�use

Venez uela

Machup oviren Ratt en,M�use

Bolivien

Arena-virus

Neuw elt-Viren

Sab iav irus Ratt en,M�use,Fleder maus

Bras ilien

Arenaviridae

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Aus Molekulare Virologie, Modrow S, Falke D, Truyen U, 2. Auflage;

Abb. 16.8, S. 344

Arenaviridae: Aufbau der Viruspartikel

http://pathmicro.med.sc.edu/mhunt/arenavirus%20tacaribe.jpg

“Arena”: Partikel sehen “sandig” aus, aufgrund von inkorportierten Ribosomen

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Arenaviridae Proteine

Bindet Zn 2+ RING-Finger Motiv

???11Z

RNA; WeiterePartner unbek.

Nicht bekanntNukleokapsidRNA-abhäng. RNAPolym.

180-250L

GP1, NP,andereGP2 Moleküle(Bildung von Homo-Tetramere

N-GlykosyliertMembran; Trans-Membran Domäne; N-term. Domäne nach aussen

Fusion mitZellmembran

35GP2

GP2N-GlykosyliertMembranassoziiert; Spitze desStachels

Zellkontakt40-46GP1

Vorläufer vonGP1 und GP2

GPC

Virale genomische RNA

Kann phosphoryliert werden

NukleokapsidHaupt Nukleokapsid-Protein

60-68NP

Interaktions-partner

Modifi-zierung

Lokali-sation im Virion

FunktionGrössekD

Protein

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Genus Gruppe Human-PathogeneVertreter(Beispiele)

Krankheit

Lymphozyt�reChorio-meningitisVirus (LCMV)

LeichteGrippe-�hnlicheErkrankung

Altwelt-Viren

LassavirusJuninvirusGuanaritovirusMachupoviren

Arena-virus

Neuwelt-Viren

Sabiavirus

Hemor-rhagischesFieber

Arenaviridae verursachte Krankheiten bei Menschen:

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(-)RNA Viren

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Lassa Fieberht

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Verbreitung

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Tierreservoir)

Rattenart

Inkubationszeit: bis zu 3 Wochen;Krankheit: hämorrhagisches FieberSymptome: hohes Fieber, Halsschmerzen, Rachen-

entzündung, Schleimhautblutungen, Hepatitis, Encephalitis

Mortalität 15-20%

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Unterschiede:Viren mit einzelsträngigem, segmentiertem RNA-Genom in

negativstrang-Orientierung

ZellmembranGolgi-MembranZellmembranAusknospung

ZellkernZytoplasmaZytoplasmaReplikationsort i.d. Zelle

neinjaneinArboviren*

8nein

3nur Phleboviren

2ja

GenomsegmenteAmbisense Segm.

551Gattungen

InfluenzaviridaeBunyaviridaeArenaviridae

*Arboviren: Arthropod borne viruses

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(-)RNA Viren

WS 2008/2009 Ruth Brack-WernerMolekulare Virologie

Gemeinsamkeiten:Viren mit einzelsträngigem, segmentiertem RNA-Genom in

negativstrang-Orientierung

Behüllt;

Segmentierte Genome;

RNA-abhängige RNA Polymerase;

Cap-Snatching

Tier-Reservoirs