Virus dell'herpes simplex. Morfologia e struttura dei virioni. Proprietà biologiche. Patogenesi della malattia nell'uomo. Riproduzione dei virus dell'herpes. Ciclo replicativo dei virus dell'herpes. Poxvirus. Riproduzione dei poxvirus Morfologia e struttura del virus dell'herpes
Indice dell'argomento "Virologia. Riproduzione dei virus. Genetica dei virus":1. Virologia. Storia della virologia. Chamberlan. RU. Pasteur. Ivanovsky.
2. Riproduzione di virus. Riproduzione dei virus +RNA. Picornavirus. Riproduzione dei picornavirus.
3. Togavirus. Riproduzione dei togavirus. Retrovirus. Riproduzione dei retrovirus.
4. Riproduzione dei virus -RNA. Riproduzione di virus con RNA a doppio filamento.
5. Riproduzione dei virus del DNA. Ciclo replicativo dei virus a DNA. Riproduzione dei papovavirus. Riproduzione degli adenovirus.
7. Riproduzione del virus dell'epatite B. Ciclo replicativo del virus dell'epatite B.
8. Genetica dei virus. Caratteristiche delle popolazioni virali. Pool genetico delle popolazioni virali.
9. Mutazioni di virus. Mutazioni spontanee dei virus. Mutazioni indotte dai virus. Manifestazione di mutazioni virali nel fenotipo.
10. Interazioni genetiche tra virus. Ricombinazione e ridistribuzione dei geni da parte dei virus. Scambio di frammenti di genoma da parte di virus. Spostamento antigenico.
Principali differenze del ciclo riproduttivo virus dell'herpes da altri virus a DNA associato ad una struttura genomica più complessa. L'assorbimento dei virus sulle cellule avviene attraverso recettori specifici. Dopo l'interazione con i recettori, l'involucro virale si fonde con la membrana cellulare e il nucleocapside viene rilasciato nel citoplasma. Lo stripping (deproteinizzazione) del genoma virale avviene a livello della membrana nucleare e il DNA virale finisce nel nucleo della cellula ospite. La riproduzione comprende fasi precoci e tardive, ma non sono chiaramente distinte.
Fase iniziale della riproduzione dell'herpesvirus. Nella fase iniziale vengono sintetizzate le “prime proteine”, codificate dal terzo prossimale della molecola di DNA. Esibiscono proprietà regolatrici, inclusa l'attivazione della trascrizione di altre parti del genoma virale che codifica per la DNA polimerasi e le proteine leganti il DNA.
Fase avanzata della riproduzione dell'herpesvirus. Nella fase tardiva, la DNA polimerasi virale induce la replicazione del DNA materno. Di conseguenza, si formano molecole di DNA della popolazione figlia. Parte del DNA figlia viene letta dalle polimerasi cellulari, che provocano la trascrizione dei geni terminali che codificano per proteine strutturali (proteine di rivestimento e glicoproteine spike).
Assemblaggio di popolazioni figlie di herpesvirus avviene nel nucleo, dove le proteine del capside circondano le molecole di DNA, formando nucleocapsidi. Lo stadio finale della morfogenesi dell'herpesvirus è la formazione di un supercapside sulla superficie interna della membrana nucleare. Le popolazioni figlie mature germogliano dalla membrana nucleare modificata, vengono trasportate attraverso il citoplasma e vengono escrete.
Poxvirus. Riproduzione dei poxvirus.
Poxvirus hanno il ciclo riproduttivo più complesso, con la sintesi di più di 100 proteine diverse che compongono i virioni (la maggior parte forma il guscio esterno). La riproduzione dei poxvirus è caratterizzata dalle seguenti caratteristiche.
Trascrizione del DNA inizia prima della completa deproteinizzazione del virus, poiché è completamente effettuata dalle polimerasi virali.
Replica si verifica solo nel citoplasma ed è completamente indipendente dalle polimerasi cellulari, poiché, a differenza di altri virus, i poxvirus hanno una propria RNA polimerasi DNA-dipendente, che garantisce la lettura di più della metà del genoma virale durante le fasi iniziali e precoci.
Nel ciclo riproduttivo Ci sono tre fasi: iniziale, precoce e tardiva.
Riso. 5-4. Ciclo replicativo dei virus a DNA(usando l'esempio della riproduzione del virus dell'herpes). Dopo l'assorbimento (1), il virus entra nella cellula fondendosi con la membrana (2). Il nucleocapside viene trasportato nell'involucro nucleare (3) e il DNA virale (vDNA) entra nel nucleo della cellula, dove inizia a essere trascritto dalla RNA polimerasi cellulare DNA-dipendente (4). I “geni precoci” vengono trascritti per primi. Come risultato della traduzione della “porzione iniziale” del genoma virale, vengono sintetizzate le “proteine iniziali” (5), comprese la polimerasi regolatoria, modello e virale. La polimerasi virale penetra nel genoma cellulare (6), dove innesca la sintesi delle molecole di DNA delle popolazioni figlie (7). Una porzione del DNA virale (“geni tardivi”) delle popolazioni figlie viene trascritta dalla RNA polimerasi cellulare (8), determinando la sintesi delle “proteine tardive” (9) necessarie per l’assemblaggio delle popolazioni figlie (10). . Questi ultimi escono dal nucleo, gemmando dalla sua membrana (11), i cui frammenti sono contenuti nella loro membrana.
Stadio iniziale della riproduzione del poxvirus inizia immediatamente dopo che il virus si spoglia e il DNA virale viene rilasciato nel citoplasma.
Stadio iniziale della riproduzione del poxvirus. In questa fase viene trascritta circa la metà del DNA virale. Vengono sintetizzati gli enzimi codificati dai “geni precoci” e coinvolti nella replicazione del DNA virale. Parallelamente, si formano proteine strutturali in piccole quantità.
Stadio avanzato della riproduzione del poxvirus coincide con l'inizio della replicazione del DNA (che commuta i meccanismi di trascrizione per leggere la seconda metà del genoma). Le proteine regolatrici bloccano la traduzione del “mRNA precoce” e innescano la sintesi delle proteine tardive (strutturali). I virioni vengono assemblati solo nel citoplasma attraverso reazioni di sintesi di membrana. Il rilascio delle popolazioni mature è accompagnato dalla lisi cellulare.
Microbiologia: appunti delle lezioni Ksenia Viktorovna Tkachenko
2. Virus dell'herpes
2. Virus dell'herpes
La famiglia Herpesviridae comprende sottofamiglie:
1) a-herpesvirus (tipi I e II, herpes zoster);
2) b-herpesvirus;
3) g-aherpesvirus.
Appartengono ai virus del DNA. Il DNA è a doppio filamento, lineare. Il genoma è costituito da due frammenti: lungo e corto. Un filamento di DNA è avvolto attorno a una coltura proteica centrale. Il guscio del capside è costituito da proteine semplici e ha una simmetria di tipo cubico. C'è un guscio supercapside (membrana lipidica con uno strato di glicoproteine), di struttura eterogenea, forma processi spinosi.
I virus dell'herpes sono relativamente instabili a temperatura ambiente, sono termolabili e vengono rapidamente inattivati da solventi e detergenti.
L'herpes α di tipo I provoca stomatite aftosa nella prima infanzia, herpes labiale e, meno comunemente, cheratite erpetica ed encefalite.
L'a-herpes di tipo II causa l'herpes genitale, l'herpes dei neonati ed è un fattore predisponente allo sviluppo del cancro della cervice.
L'herpes zoster è l'agente eziologico dell'herpes zoster e della varicella. Questa è una tipica infezione virale dell'herpes. Clinicamente si manifesta con la comparsa di vescicole sulla pelle lungo i rami dei nervi corrispondenti. La malattia è grave, ma la guarigione avviene rapidamente.
Dopo un'infezione, l'immunità rimane per tutta la vita. Tuttavia, sono possibili ricadute della malattia a causa della persistenza del virus nei gangli nervosi.
Dopo aver contratto una malattia virale da herpes, il virus persiste per tutta la vita nei gangli nervosi (di solito il nervo trigemino). Quando le difese del corpo diminuiscono, si sviluppa un'infezione virale.
L'herpes b (citomegalovirus) quando si moltiplica nelle cellule di coltura provoca cambiamenti citopatici. Ha un'affinità con le cellule delle ghiandole salivari e dei reni, provocando la formazione di grandi inclusioni multinucleari in esse. Man mano che la malattia si sviluppa, si verificano viremia e danni organi interni, midollo osseo, sistema nervoso centrale, sviluppo di malattie immunopatologiche.
Il virus g-herpes (virus Epstein-Bar) causa la mononucleosi infettiva. Può essere un fattore predisponente allo sviluppo di tumori.
Diagnostica:
1. virus dell'herpes a:
1) identificazione di caratteristiche cellule giganti multinucleate con corpi inclusi nei raschiati dell'area della lesione;
2) coltivazione in embrioni di pollo;
3) campione biologico;
4) studi sierologici (RSC, ELISA);
5) metodo di immunofluorescenza diretta con antigeni monoclonali.
2. virus dell'herpes b:
1) rilevamento di grandi cellule di citomegalovirus nelle urine e nella saliva;
2) coltivazione di fibroblasti di embrioni umani in coltura;
3) test sierologico (RST);
4) immunofluorescenza.
3. virus dell'herpes g:
1) isolamento del virus in coltura di fibroblasti;
2) microscopia di strisci di sedimento urinario e saliva per identificare le tipiche cellule giganti;
3) metodi sierologici (RSK, RPGA e RN).
1) farmaci antivirali (aciclovir);
2) interferone.
Dal libro Biologia straordinaria autore Drozdova I VVirus “dannoso” Nel 1887, una piantagione di tabacco in Crimea fu colpita da una malattia sconosciuta: le foglie delle piante erano ricoperte da un complesso disegno astratto che si diffondeva su tutta la foglia, come una vernice luccicante da una foglia all'altra, da una pianta ad un altro. agricoltura
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n Virus dell'herpes (dal greco herpes - strisciante) - DNA contenente n Ogni anno 20 milioni di persone vengono infettate dall'HSV
n alphaherpesvirinae a) virus dell'herpes simplex umano di tipo I (HSV-1) HSV-1 b) virus dell'herpes simplex umano di tipo II (HSV-2) HSV-2 c) virus della varicella e dell'herpes zoster HSV-3 genere Varicellovirus (VZV – Varicella -virus zoster)
n betaherpesvirinae a) citomegalovirus (CMV) HHV-5 genere Cytomegalovirus b) virus dell'esantema infantile (colpisce i bambini di età inferiore a 3 anni) HHV-6 c) virus della sindrome da stanchezza cronica HHV-7
n gammaherpesvirinae a) virus di Epstein-Barr (mononucleosi infettiva e linfoma di Burkett) genere HHV-4 Lymphocryptovirus b) virus associati al sarcoma di Kaposi genere HHV-8 Radinovirus
Proprietà dei virus: n dimensione 150 - 210 nm, sferico o ovale n DNA lineare, a 2 filamenti n capside proteico a forma di icosaedro, costituito da 162 capsomeri n guscio di glicolipoproteina con punte di glicoproteina n tra il capside e il guscio di glicoproteina è un tegumento: queste sono proteine, enzimi necessari per la replicazione
Riproduzione del virus n L'involucro del virus si attacca ai recettori di membrana della cellula bersaglio n Fusione e penetrazione mediante endocitosi del recettore n Il nucleocapside rilasciato penetra nel nucleo della cellula. Avviene la trascrizione (DNA in i. RNA), quindi l'i-RNA penetra nel citoplasma
La riproduzione del virus n inizia la sintesi di proteine non strutturali (regolatori di sintesi ed enzimi) e strutturali (capside, GP). I GP sono adiacenti alla membrana nucleare n il capside formatosi è pieno di DNA e gemma attraverso la membrana nucleare nel citoplasma n avviene l'uscita (esocitosi o lisi cellulare)
Proprietà generali dei virus della sottofamiglia alphaherpesvirinae Crescita rapida n Si riproducono nell'epitelio della pelle e nelle mucose n Hanno un effetto citolitico n Si trattengono nei neuroni n Causano infezioni latenti persistenti n
Proprietà generali per i virus della sottofamiglia betaherpesvirinae Crescita lenta n Tropicità all'epitelio delle ghiandole salivari, tonsille, reni, linfociti n Hanno effetti citomegalici (cellule giganti) e linfoproliferative n
Proprietà generali dei virus della sottofamiglia gammaherpesvirinae Crescono solo nei linfoblasti n Hanno un effetto linfoproliferativo n Stimolano la proliferazione dei linfociti B e causano infezioni persistenti in essi n Infettano il tessuto linfoide, le ghiandole salivari, l'epitelio della bocca e la faringe n
Coltivazione Dipende dal virus specifico dell'embrione di pollo n linee cellulari (morte, proliferazione, inclusioni nucleari - resti di capsidi identificati mediante colorazione Romanovsky-Giemsa) n
Struttura antigenica Due complessi antigenici – n Capside - specifico per il gruppo n Glicoproteina - specifico per specie, tipo-specifico
Segni generali dei virus dell'herpes n n n n Antroponosi Bassa resistenza nell'ambiente esterno. Politropico - nessuna organotropia rigorosa Persistenza a lungo termine (infezione cronica persistente con riacutizzazioni) Immunosoppressione (soppressione dell'immunità cellulare) Protezione contro il virus utilizzando T-killer e macrofagi che distruggono le cellule colpite Gli anticorpi non hanno proprietà protettive
Sottofamiglia alphaherpesvirinae Scoperta da Grüter nel 1912 1. HSV di tipo I (stomatite acuta, cheratocongiuntivite, faringite, meningoencefalite) fino al 10% della popolazione è portatore di questo virus. Vie di trasmissione: aerea, contatto (madre-bambino fino a 3 anni), transplacentare. 2. HSV di tipo II (herpes neonatale, herpes genitale, cancro cervicale). n Modalità di trasmissione: sessuale, durante il parto, infezione del bambino
Virus Herpes Simplex n Colorazione negativa n Foto a colori Entrambi i virus hanno CPE - formazione di vesciche (eruzioni vescicolari) Immunità Ig M - infezione fresca, Ig G - cronica o persistente.
Sottofamiglia alphaherpesvirinae HSV 1 e HSV 2 Diagnostica di laboratorio n Materiale da analizzare: raschiamento di vescicole, saliva, striscio del canale cervicale per herpes genitale, sangue per generalizzazione, liquido cerebrospinale per meningite o encefalite. n Diagnostica rapida. RIF, PCR, microscopia (inclusioni intracellulari e cellule giganti multinucleate)
Sottofamiglia alphaherpesvirinae HSV 1 e HSV 2 Diagnostica di laboratorio n Metodo virologico - embrione di pollo - CAO (placche), infezione di topi nel cervello (encefalite), conigli nella cornea dell'occhio (cheratite), coltura di cellule renali di coniglio (gigante cellule con inclusioni intranucleari) Identificazione mediante RN, RSK, ELISA n Sierodiagnosi mediante ELISA (IG M, G)
Sottofamiglia alphaherpesvirinae HSV 1 e HSV 2 Prevenzione specifica delle recidive: coltura terapeutica erpetica vaccino inattivato (riduce la frequenza delle recidive, ma non cura). n Trattamento: virolex, aciclovir, famvir. N
Sottofamiglia alphaherpesvirinae 3. n n Il virus varicella-zoster (VZV) o VZV-3 (varicella e herpes zoster) fu scoperto da Arago (medico brasiliano) nel 1911 La varicella ha una diffusione epidemica
Sottofamiglia alphaherpesvirinae Virus varicella-zoster Patogenesi Riproduzione primaria nella mucosa delle vie respiratorie superiori (periodo di incubazione - 10 -15 giorni). Viremia Riproduzione secondaria – nell'epitelio delle mucose e della pelle (effetto citopatico)
Sottofamiglia alphaherpesvirinae Virus varicella-zoster n Formazione di una bolla con fluido sieroso (vescicola) n Possibile suppurazione (pustola) n Formazione di una cicatrice (budella) C'è una semina costante dai luoghi di riproduzione, possono esserci fino a 5 o più attacchi e il paziente può vedere tutti gli elementi dell'eruzione cutanea. Nei pazienti indeboliti si riscontra una forma bollosa (enormi vesciche), una forma emorragica e una forma cancrenosa.
Sottofamiglia alphaherpesvirinae Virus varicella-zoster Epidemiologia n 100% contagioso n Modalità di trasmissione - per via aerea, può essere per contatto (raro, perché non è molto stabile) n Popolazione suscettibile - adulti e bambini in assenza di immunità
Sottofamiglia alphaherpesvirinae Virus varicella-zoster Diagnostica di laboratorio Materiale di prova - lavaggio nasofaringeo e scarico delle vescicole n Diagnostica espressa - ELISA n Virologica - coltura di fibroblasti embrionali umani (HEF). n Sierodiagnosi: RSK, RTGA, ELISA.
Sottofamiglia alphaherpesvirinae Virus varicella-zoster Prevenzione specifica Vaccini vivi attenuati Okavax (Giappone), Varilrix (Inghilterra) Immunoglobulina umana da convalescenti n Trattamento - interferone, leukinferone, virolex n
Sottofamiglia betaherpesvirinae 1. Infezione da citomegalovirus (HVV 5) n Secondo l'OMS, l'1-2% dei bambini nasce con questa infezione, entro 1 anno di vita il 20% dei bambini ha anticorpi, entro 30-50 anni - 100% ha anticorpi n Isolato nel 1956 negli Stati Uniti da Smith e Rod n Morphology: DNA di grandi dimensioni, modifica il tasso di crescita cellulare, con la formazione di cellule multinucleate giganti con inclusioni nel nucleo
Sottofamiglia betaherpesvirinae n Patogenesi Riproduzione in leucociti e macrofagi con persistenza a lungo termine n Epiteliotropismo (ghiandole salivari e reni) n Formazione di infiltrati sostituiti da tessuto fibroso
Sottofamiglia betaherpesvirinae n n Clinica CMV congenito – se infetto all'inizio della gravidanza, il feto muore o presenta difetti alla nascita. Nelle fasi successive - perdita della vista, dell'udito, ecc. CMV acquisito - infezione acuta (nei bambini piccoli, al momento della nascita) o cronica (sindrome epato-lienale, danno renale) Nelle fasi successive - infezione asintomatica con formazione di anticorpi
Sottofamiglia betaherpesvirinae Epidemiologia n Fonte di infezione - pazienti o portatori di virus (i virus sono presenti in tutti i fluidi biologici) n Vie di trasmissione - transplacentare, attraverso il liquido amniotico, contatto, goccioline trasportate dall'aria, sessuale
Sottofamiglia betaherpesvirinae Diagnostica di laboratorio - citomegalocellule nelle urine e nella saliva n Metodo virologico - coltura di fibroblasti embrionali umani (HFC, PH). n Metodo sierologico - ELISA, anticorpi M e G separati, M - infezione fresca.
Sottofamiglia betaherpesvirinae n n Il vaccino preventivo specifico non è ancora disponibile Trattamento - immunoglobulina specifica - citotect, utilizzata per il trattamento delle donne in gravidanza e dei neonati
Sottofamiglia betaherpesvirinae 2. Virus dell'esantema infantile HHV-6 n Scoperto nel 1986. Virus Halo n T-linfotropico - esantema nei neonati con un improvviso aumento della temperatura fino a 40 o. Con lo stesso declino sullo sfondo dell'eruzione cutanea.
Sottofamiglia betaherpesvirinae 3. Virus della sindrome da stanchezza cronica HHF-7 n Scoperto da Frenkel nel 1990 n Virus T-linfotropico - causa la sindrome da stanchezza cronica (febbre lieve, artralgia, debolezza)
Sottofamiglia gammaherpesvirinae 1. Il virus Epstein-Barr (EBV o EHV-4) è stato scoperto nel 1964 e causa la mononucleosi infettiva. n Descritto da Filatov più di 100 anni fa. n Può causare malattie maligne - il linfoma di Burkitt (tumore della mascella superiore nei giovani africani), quando giocano un ruolo le condizioni tropicali e il Plasmodium falciparum, o il carcinoma nasofaringeo con parotite ricorrente. n Potrebbe trattarsi di leucemia a cellule B.
Sottofamiglia gammaherpesvirinae Coltivazione linfociti B (il virus provoca la loro proliferazione, non c'è CPD) n Antigeni Capside Nucleare Membrana precoce Sono importanti per la sierodiagnosi. Le Ig G sono prodotte principalmente nel capside e nella parte iniziale della membrana Ag n
Sottofamiglia gammaherpesvirinae n Patogenesi. Infezione del sistema immunitario. riproduzione primaria (mucosa orale e nasofaringea) riproduzione secondaria avviene nei linfociti B, che porta all'iperplasia del tessuto linfoide del rinofaringe, polilinfoadenopatia, epatosplenomegalia Può verificarsi autoguarigione Nell'immunodeficienza, lo sviluppo del linfoma di Burkitt (un tumore maligno costituito da B possono verificarsi linfociti, principalmente nel cervello)
Sottofamiglia gammaherpesvirinae n Epidemiologia. La malattia è meno contagiosa. Fonte: pazienti e portatori del virus Vie di trasmissione dell'infezione: per via aerea, contatto domestico (bacio), transplacentare (durante il parto) L'EBV è stato trovato nella saliva e nelle secrezioni cervicali.Sono colpiti soprattutto uomini di età compresa tra 14 e 29 anni.
Sottofamiglia gammaherpesvirinae Diagnostica di laboratorio. n Diagnostica rapida. PCR per la rilevazione del DNA in vari fluidi biologici. ELISA. n Sierodiagnosi. ELISA per la rilevazione degli anticorpi (anticorpi Ig. M anti-capside - infezione fresca) Prevenzione specifica. Assente
Virus dell'herpes che causano infezioni nell'uomo n n n n Virus dell'herpes simplex di tipo 1 (HSV-1) Virus dell'herpes simplex di tipo 2 (HSV-2) Virus di Epstein Barr (EBV) Citomegalovirus (CMV) Virus della varicella zoster (VZV) Virus dell'herpes umano 6 (esanto subitum o roseola infantum) Virus dell'herpes umano 8 (virus dell'herpes associato al sarcoma di Kaposi)
n n n TABELLA 2 - Proprietà dei virus dell'herpes Tipo di herpes umano Nome Sottofamiglia Tipo di cellula bersaglio Latenza Trasmissione 1 Herpes simplex-1 (HSV-1) Alphaherpesvirinae Mucoepithelia Neurone Contatto stretto 2 Herpes simplex-2 (HSV-2) Alphaherpesvirinae Mucoepithelia Neurone Contatto stretto solitamente sessuale 3 Virus Varicella Zoster (VSV) Alphaherpesvirinae Mucoepiteli Neurone Contatto o via respiratoria 4 Virus Epstein-Barr (EBV) Gammaherpesvirinae Linfociti B, epiteli Linfociti B Saliva 5 Citomegalovirus (CMV) Betaherpesvirinae Epiteli, monociti, linfociti Monociti, linfociti ed eventualmente altri Contatto, trasfusioni di sangue, trapianti, congeniti 6 Virus linfotropico dell'herpes Linfociti T Betaherpesvirinae e altri Contatto, via respiratoria 7 Virus dell'herpes umano-7 (HHV-7) Linfociti T Betaherpesvirinae e altri Sconosciuto 8 Virus dell'herpes umano-8 (HHV-8) Sarcoma di Kaposi- Virus dell'herpes associato (KSHV) Gammaherpesvirinae Cellule endoteliali Scambio di fluidi corporei Sconosciuto
