Poliovirus

Poliovirus
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Poliovirus ( immagine TEM con colorazione negativa ; barra: 50 nm)

sistematici
Classificazione : Virus
Area : Riboviria
Impero : Orthornavirae
Phylum : Pisuviricota
Classe : Pisoniviricetes
Ordine : Picornavirales
Famiglia : Picornaviridae
Genere : Enterovirus
Tipo : Enterovirus C
Sottospecie : Poliovirus umano
Caratteristiche tassonomiche
Genoma : (+) ssRNA lineare
Baltimora : Gruppo 4
Simmetria : icosaedrica
Copertina : nessuna
Nome scientifico
Enterovirus C
Sinistra
 Tassonomia NCBI : 138953
 Riferimento NCBI : V01149
Storia dei taxon ICTV : 201851985
Codice del virus ICTVdB : 00.052.0.01.001

Il poliovirus (più precisamente poliovirus umano , di tanto in tanto poliomielite virus , PV ) è una sottospecie di virus delle le specie di Enterovirus C ( EV-C ) dal genere Enterovirus della famiglia Picornaviridae . Il poliovirus risolve la poliomielite negli esseri umani ( poliomielite da polio breve). È un virus molto semplice senza involucro con un genoma di RNA a filamento singolo più . Si trova negli esseri umani e in alcuni altri primati. L'eradicazione del poliovirus attraverso la vaccinazione è un obiettivo dell'Organizzazione mondiale della sanità . In Germania è già considerato estirpato.

Scoperta e storia

Sebbene la poliomielite fosse una malattia nota da tempo, fu solo dopo gli studi del medico svedese Ivar Wickman all'inizio del XX secolo che divenne generalmente accettato che si trattava di una malattia infettiva trasmessa da contatto . Karl Landsteiner ed Erwin Popper sono considerati gli scopritori del virus della poliomielite ; Nel 1908 riuscirono a trasferire il patogeno a due scimmie iniettando un estratto di midollo spinale batteriologicamente sterile di un ragazzo morto di poliomielite; entrambi gli animali si ammalarono.

Charles Armstrong è riuscito a trasmettere il virus ai topi di cotone negli anni '30 . John F. Enders , Frederick Chapman Robbins e Thomas Huckle Weller furono in grado di moltiplicare il virus in colture cellulari nel 1949; per questo furono insigniti congiuntamente del Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina nel 1954 . Nel 1955 fu approvato un vaccino antipolio inattivato sviluppato da Jonas Salk e nel 1960 un vaccino orale da Albert Sabin .

Il 2010 ha rotto una variante del virus mutato ( poliovirus derivato dal vaccino circolante in inglese , cVDPV) protezione vaccinale nella Repubblica del Congo e ha causato una grave epidemia, diverse centinaia di persone sono state infettate nel corso e sono morte quasi la metà.

Accumulo di virus

morfologia

La particella virale approssimativamente rotonda e non avvolta ha un diametro compreso tra 28 e 30 nanometri . Nel 1985 è stato possibile risolvere la struttura tridimensionale di una particella completa di poliovirus mediante analisi della struttura cristallina . Ogni virione contiene una copia del genoma dell'RNA a filamento singolo, racchiuso in un capside icosaedrico . Il capside è costituito da 60 copie di ciascuna delle quattro proteine ​​del capside VP1, VP2, VP3 e VP4.

A causa di questa struttura, il poliovirus è un virus relativamente stabile dal punto di vista ambientale che, in quanto virus senza involucro , viene inattivato solo lentamente da disinfettanti come il 70% di etanolo o isopropanolo . È quindi uno di quei virus su cui i disinfettanti devono dimostrare la loro efficacia nel processo di approvazione. Il virus è anche solo lentamente inattivato da molti detergenti , da composti di ammonio quaternario o da acidi come l'acido gastrico .

Genoma e proteine ​​virali

La struttura genomica del poliovirus di tipo 1

Il genoma virale è stato clonato e sequenziato per la prima volta nel 1981 . L' RNA di 7440 nucleotidi lunghi di tipo 1 , all'estremità 5 'del quale è legata una proteina virale (VPg), è costituito da una regione lunga 5' non tradotta (5 'NTR), seguita da un unico frame di lettura aperto , che codifica per una poliproteina di 220  kDa , nonché una breve regione 3 'non tradotta (3'-NTR) con una coda poli (A) . Nell'area 5 'non tradotta, l'RNA contiene un punto di ingresso ribosomiale interno (IRES) , che è cruciale per la traduzione dell'RNA nella cellula ospite. Le mutazioni nell'IRES sono una causa molecolare dell'attenuazione dei poliovirus utilizzati nei vaccini antipolio orali .

La poliproteina da 220 kDa viene scomposta in tre proteine, P1, P2 e P3 , dalle peptidasi virali ; la proteina P1 viene ulteriormente scomposta nelle proteine ​​strutturali VP1-VP4, dalle quali viene assemblato il capside delle nuove particelle virali. Le proteine ​​P2 e P3 danno origine a proteine ​​non strutturali che hanno un ruolo nella replicazione del virus. Le proteine ​​2A pro e 3C pro e 3CD pro sono peptidasi che scompongono la poliproteina virale, mentre le proteine ​​2BC, 2C e 3AB formano un complesso di membrana necessario per la replicazione del virus. 3B VPg si lega all'estremità 5 'dell'RNA virale ed è importante per l'inizio della replicazione dell'RNA Infine , 3D pol è una RNA polimerasi RNA-dipendente che sintetizza l'RNA virale.

Replica

I moltiplica poliovirus nella della cellula ospite citoplasma . Per poter penetrare nella cellula, il virus ha bisogno di un recettore specifico , la proteina CD155 . Il virus può quindi trasferire il suo RNA nella cellula, dove viene immediatamente tradotto nella poliproteina . La poliproteina può scomporsi proteoliticamente in singole proteine ​​strutturali e funzionali. L'RNA non è solo tradotto ma anche replicato . Quest'ultimo avviene attraverso la RNA polimerasi 3D pol RNA dipendente dall'RNA virale , che converte il plus-RNA originale in un meno-RNA e da questo genera immediatamente un nuovo plus-RNA. L'RNA viene infine confezionato con le proteine ​​strutturali per formare una nuova particella virale (virione); alla fine la cellula ospite muore e i virus vengono rilasciati.

sistematici

Il poliovirus appartiene al genere degli enterovirus ; questo fa parte del Picornaviridae famiglia . Tre sierotipi sono distinti nel poliovirus .

  • Ordina picornavirales
  • Famiglia Picornaviridae
  • Genere Enterovirus
  • Specie Enterovirus C (EV-C)
  • Sottospecie Enterovirus umano C (HEV-C)
  • Sottospecie (Umano) Poliovirus (PV, HPV)
  • Sierotipo 1 (PV1, tipo "Mahoney" o "Brunhilde"): questo tipo è il più comune e può causare anche malattie gravi.
  • Sierotipo 2 (PV2, tipo “Lansing”): questo tipo provoca una progressione piuttosto lieve (è stato considerato eradicato dal 2015).
  • Sierotipo 3 (PV3, tipo "Saukett" o "Leon"): questo tipo si verifica piuttosto raramente, ma di solito causa un decorso grave (è stato debellato dal 2019).

I tre sierotipi differiscono strutturalmente principalmente nelle proteine ​​del capside. I confronti delle sequenze genomiche complete dei poliovirus e dell'enterovirus umano C (HEV-C) hanno mostrato che i poliovirus e i virus HEV-C sono molto simili tra loro in termini di struttura del genoma. Al di fuori della regione del capside, i poliovirus sono tanto simili ai virus HEV-C quanto lo sono tra loro. È stato quindi proposto di abbandonare la specie di poliovirus e classificare i tre sierotipi nella specie di enterovirus C (nome attuale, a partire da novembre 2018).

Disseminazione, trasmissione e specificità

Diffusione ed eradicazione

In origine il virus era diffuso in tutto il mondo; Ai tropici, le epidemie si sono verificate tutto l' anno, alle latitudini temperate soprattutto in estate. Nelle aree endemiche, il virus può essere rilevato anche nelle acque reflue, tra le altre cose; nell'ambiente dovrebbe rimanere in grado di riprodursi per diverse settimane. L'unico ospite naturale e quindi l'unico serbatoio conosciuto sono gli esseri umani. Quindi, la vaccinazione sembra possibile sradicare. In effetti, il poliovirus selvaggio di tipo 2 (WPV2) non è stato rilevato dal 1999. Nel 2007, ci sono stati 1.310 casi di poliomielite da virus selvaggio in tutto il mondo. Nel 2008, il virus era endemico solo in Nigeria, India, Pakistan e Afghanistan . Polio wild virus 3 (WPV3) è stato rilevato l'ultima volta in Nigeria nel 2012. Nel 2015, il tipo 2 è stato dichiarato eradicato dall'OMS. In occasione della Giornata mondiale della polio 2019, l'OMS ha anche dichiarato l'eradicazione del tipo 3.

Trasmissione e specificità

Il virus viene trasmesso tramite infezione da striscio e anche attraverso oggetti. Il tropismo del poliovirus è limitato agli esseri umani e ad alcuni altri primati. Diverse scimmie possono essere infettate sperimentalmente iniettando il virus direttamente nel midollo spinale o nel cervello . Solo gli scimpanzé e le scimmie del vecchio mondo possono essere infettati anche per via orale come gli esseri umani . Poiché il virus richiede un recettore specifico , la proteina CD155, sulle cellule ospiti per l'infezione, l'infezione di un organismo dipende essenzialmente dal fatto che il virus possa legarsi al recettore nell'ospite. Il poliovirus si lega al CD155 degli esseri umani, degli scimpanzé e delle scimmie del Vecchio Mondo , ma solo parzialmente al CD155 delle scimmie del Nuovo Mondo . Dopo il legame al recettore CD155, il virus viene assorbito nella cellula, dove può moltiplicarsi. I meccanismi di moltiplicazione all'interno della cellula sono meno specifici per l'ospite rispetto al meccanismo di assorbimento. Il recettore CD155 si trova sulla superficie cellulare di monociti , macrofagi , linfociti T e cellule nervose. I tessuti linfatici come le placche di Peyer nell'intestino sono il sito della prima replicazione del virus.

Malattia, rilevamento e vaccini

malattia

Dopo che il virus è stato ingerito per via orale e moltiplicato nel rinofaringe e nel tratto digerente , si verifica viremia , in cui il virus si diffonde attraverso il flusso sanguigno. Nella maggior parte dei casi questo sarà privo di sintomi; I sintomi simil-influenzali si verificano solo nel 4-8% delle persone infette.

Solo in rari casi, in circa l'1% delle infezioni, i virus attaccano anche le cellule nervose , preferibilmente le cellule del corno anteriore nel midollo spinale, che sono importanti per i muscoli . Questo porta poi al quadro clinico della poliomielite.

prova

Il virus può essere rilevato da campioni di feci, tamponi faringei e, se necessario, dal liquido cerebrospinale . Con il rilevamento virologico classico, il materiale preparato viene incubato su colture cellulari e l'identità del virus viene determinata utilizzando un test di neutralizzazione con antisieri specifici. Si dice che l'isolamento del virus dai campioni di feci abbia successo all'80% nei primi 14 giorni della malattia. Tuttavia, questo metodo è complesso. Per questo motivo, oggi viene spesso utilizzata la reazione a catena della trascrittasi inversa-polimerasi , con la quale l'RNA virale può essere rilevato direttamente nel materiale clinico. In alcuni casi, parti del genoma del virus vengono persino sequenziate al fine di stabilire connessioni tra diversi pazienti tramite confronti di sequenze e per poter comprendere il percorso dell'infezione. Può anche essere eseguita una rilevazione di anticorpi contro il virus nel siero del paziente.

Requisito di segnalazione

In Germania, l'evidenza diretta o indiretta del poliovirus deve essere segnalata per nome in conformità con la sezione 7 della legge sulla protezione dalle infezioni (IfSG) se le prove indicano un'infezione acuta. Questo obbligo di comunicazione per l'agente patogeno riguarda principalmente i laboratori e le loro linee (cfr. § 8 IfSG).

In Svizzera, il riscontro analitico di laboratorio positivo è un poliovirus di laboratorio di informativa vale a dire dopo l'epidemie Act (EPG) in connessione con il regolamento epidemia e l'allegato 3 del regolamento della EDI sulla segnalazione di osservazioni di malattie trasmissibili dell'uomo .

Vaccini

Esistono due diversi vaccini antipolio:

  • Il poliovaccino inattivato (IPV) secondo Jonas E. Salk (anche: vaccino Salk) è un vaccino morto che viene iniettato per via intramuscolare . Il vaccino contiene particelle virali inattivate con formaldeide di tre tipi ("trivalenti") cresciute su colture cellulari . Questo vaccino offre una buona protezione contro la malattia; il vantaggio principale di questo vaccino è che la vaccinazione contro la poliomielite è esclusa. Il vaccino antipolio inattivato fu approvato negli Stati Uniti nel 1955 e portò a un rapido calo del numero di malattie lì. Come vaccino combinato, l'IPV può essere utilizzato anche con altri vaccini, ad es. B. disponibile contro il tetano e la difterite (vaccino Td-IPV).

In Germania, il vaccino vivo non viene più utilizzato perché la vaccinazione contro la poliomielite, soprattutto nei pazienti con immunodeficienze (soprattutto agammaglobulinemia ), non può essere completamente esclusa. Poiché il poliovirus è stato eradicato in Germania, questo sarebbe un rischio inaccettabile. L'OMS, invece, utilizza il vaccino vivo come parte del programma globale di eradicazione della poliomielite.

Prove individuali

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letteratura

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link internet