Orthomyxovirus. G. Di Bonaventura Università di Chieti-Pescara. CdS Medicina e Chirurgia AA

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1 G. Di Bonaventura Università di Chieti-Pescara CdS Medicina e Chirurgia AA

2 Caratteri generali Famiglia Orthomyxoviridae, comprendente 5 generi (o tipi): Virus influenzali A, B, C patogeni per l uomo (A anche per suini, uccelli) Thogotovirus, modesta patogenicità per l uomo Isavirus, patogeno nei pesci Virione (d= nm) pleomorfo (sferici o filamentosi) Envelope dotato di proiezioni formate da glicoproteine (emoagglutinina, HA; neuraminidasi, NA; HA/NA=5) Matrice costituito da proteina M, precursore delle proteine M1 ed M2 che intervengono nella fase di maturazione Nucleocapside (d=9-15 nm) a simmetria elicoidale, contenente: genoma (12-16 kb) costituito da ssrna segmentato (8 segmenti in A e B; 7 in C per assenza di NA, sebbene la sua funzione sia vicariata da HA); ogni segmento (senso -) è associato ad una nucleoproteina (NP) trascrittasi (RNA-pol-RNA-dipendente) (subunità PB1, PB2, PA) NS1, NS2: regolano trasporto RNA genomico, evitandone lo splicing; NS1 regola morfogenesi virale

3 Emoagglutinina e neuramminidasi Emoagglutinina (H) = trimero con forma di spicola, è l antirecettore riconosce residui di acido sialico legato a Gal mediante legame α-2,6 (adsorbimento) proteina di fusione (scapsidazione) bersaglio degli anticorpi neutralizzanti agglutina gli eritrociti umani modificazioni nella sua struttura (18 tipi: HA1-H18; solo HA1, HA2 e HA3 stabili nell uomo) sono responsabili della variabilità antigenica minore ( drift o deriva antigenica) e maggiore ( shift ) H Neuraminidasi (N) = tetramero dotato di attività enzimatica cliva il residuo di acido sialico delle glicoproteine (recettore cellulare), prevenendo l agglutinazione dei virioni e facilitandone la liberazione NA del virus influenzale tipo A subisce modificazioni (11 tipi: N1- N11; solo N1 e N2 stabili nell uomo) N

4 Ciclo replicativo 1. Adsorbimento virale, mediato da HA, a residui di acido sialico di glicoproteine di superficie cellulare Internalizzazione per endocitosi mediata da recettore (viropessi) 2. Scapsidazione: acidificazione endosomale (per opera di M2 che agisce da pompa protonica), modificazione HA2 e attivazione proteolitica con fusione envelope-membrana endocitica HA-mediata; liberazione del nucleocapside e degradazione capside Migrazione complessi RNP verso il nucleo (NP-mediata) 3. Trascrizione genoma (RNA-pol-RNA-dip virale) e formazione di cap-mrna-polia frammenti RNA cellulare necessari per «innesco» trascrizione 4. Traduzione citosolica mrna in proteine (NS 1-2, PB 1-2, NP, M 1-2 ) 4. Modificazione (glicosilazione) HA e NA nel RE e nel Golgi e trasferimento verso membrana 5. Replicazione del genoma in sede nucleare protezione di RNA genomico da splicing 6. Trasferimento RNA genomico nel citosol, associazione con NP e assemblaggio di nucleocapsidi 7. Gemmazione apicale mediata da proteina M1 e liberazione virioni facilitata da clivaggio dei residui di acido sialico da parte di NA

5 Patogenesi & immunità Contagio per via inalatoria (aerosols infetti) o per contatto (mani) Breve incubazione (1-2 giorni) Iniziale infezione citocida del tratto respiratorio superiore (cellule ciliate, cellule secernenti muco) Possibile diffusione al tratto respiratorio inferiore (polmoni) dove rimane circoscritta Superinfezioni batteriche (bronchite, polmonite) e mortalità in soggetti anziani, defedati o con affezioni respiratorie croniche Sintomatologia e durata (risoluzione spontanea in 5-7 giorni) della malattia dipendenti da azione Interferon, dalla risposta cellulo-mediata e dall entità del danno tessutale Risposta anticorpale specifica (in particolar modo, IgA anti-h e -N) per ciascun ceppo influenzale e protettiva (le re-infezioni sono rare)

6 Nomenclatura Nomenclatura ceppi tipo A tipo luogo primo isolamento numero sequenziale isolamento anno del primo isolamento antigene (NA e HA) A/Moscow/10/1999(H3N2) Nomenclatura ceppi tipo B tipo luogo primo isolamento B/Hong Kong/330/2001 numero sequenziale isolamento anno del primo isolamento Un solo sierotipo: tasso di mutazione 2-3 vv inferiore tipo A; minore diversità genetica

7 Epidemiologia Tipo A: reservoir animale (uccelli acquatici); anatra (asintomatica, ad eccezione di virus con H5 o H7 che causano epizoozie ad elevata mortalità) infetta suino/pollo che, a sua volta, infetta l uomo; possibili epidemie e pandemie Tipo B: circolazione interumana; può causare epidemie La presenza di un genoma segmentato conferisce ai virus influenzali una rilevante variabilità genetica: mutazione geni per H ed N antigenic drift (modificazioni antigeniche minori) nei virus A e B 16 sottotipi H e 9 sottotipi di N, presenti in differenti combinazioni fenomeni epidemici (a cadenza quasi annuale) riassortimento tra genomi di ceppi diversi antigenic shift (modificazioni antigeniche maggiori) solo in tipo A epitelio respiratorio del suino viene co-infettato da virus aviario e virus umano, in quanto presenta residui di acido sialico legato a galattosio sia mediante legame α-2,3 (virus umano) che α-2,6 (virus aviario) fenomeni pandemici (H1N1: «spagnola», 1918; H2N2: «asiatica», 1957; H3N2: «Hong Kong», 1968) Tipo C: circolazione interumana, raramente causa infezioni che inoltre si rivelano essere di modesta gravità Non presentano sostanziali differenze antigeniche in HA e NA

8 Principali pandemie

9 Epidemiologia Geografia ubiquitari malattia stagionale : maggiormente diffusa in inverno (maggiore frequenzazione di ambienti ad elevata densità di popolazione; ridotte difese immunitarie) Trasmissione mediante inalazione di aerosol (prodotto durante fonazione, tosse e respirazione) tramite fomites (mani) il virus predilige i climi freschi e poco umidi (inverno) largamente diffuso nei bambini in età scolare Soggetti a rischio bambini: infezioni delle vie respiratorie (da asintomatiche a gravi) adulti ad alto rischio: anziani, immunocompromessi, pazienti cardiopatici e respiratori cronici (compresi asmatici e fumatori), donne in gestazione

10 Sindromi cliniche Breve periodo di incubazione (1 3 giorni) Influenza acuta negli adulti repentini attacchi febbrili, malessere, mialgia, gola infiammata, tosse non produttiva Influenza acuta nei bambini malattia acuta simile a quella degli adulti ma con febbre più alta, sintomi gastrointestinali (dolori addominali, vomito), otite media, miosite e più frequentemente croup La malattia dura circa 3 giorni e, in assenza di complicazioni, si ha guarigione in 5-7 giorni Complicazioni (soprattutto negli anziani, defedati o con infezioni respiratorie croniche) polmonite virale primaria polmonite batterica secondaria (S. pneumoniae, S. aureus, H. influenzae) con espettorato produttivo e purulento mastite e coinvolgimento cardiaco sindromi neurologiche (sindrome di Guillain Barrè, encefalopatia, encefalite, sindrome di Reye)

11 Diagnosi di laboratorio Diagnosi clinica in corso di epidemia Laboratorio necessario per distinguere il virus influenzale da altri virus respiratori e stabilirne il tipo ed il ceppo Campioni clinici: secrezioni faringo-bronchiali Isolamento virale: in embrione di pollo (cavità amniotica) in colture primarie di rene di scimmia o cane (linea Madin- Darby); CPE dopo 2 giorni fondamentale per definire gli stipiti che dovranno essere inseriti nel vaccino; le caratteristiche antigeniche dei ceppi virali influenzali che hanno circolato nell ultima stagione influenzale forniscono infatti la base per selezionare i ceppi da includere nel vaccino dell anno successivo Identificazione: ricerca di Ag in colture cellulari, mediante immunofluorescenza, immunoenzimatica od inibizione dell emoagglutinazione Indagine sierologica (aumentato titolo Ab da fase acuta a convalescenza) utile solo a fini epidemiologici

12 Controllo dell infezione TERAPIA Amantadina, rimantadina interagiscono con la proteina M2, inibendo così la scapsidazione virale (influenza tipo A) Zanamivir, oseltamivir analoghi dell acido sialico, inibiscono la N (tipi A e B); H si lega all acido sialico di altri virus con formazione di aggregati che inibiscono il rilascio cellulare delle unità neoformate CONTROLLO E impossibile limitare la diffusione aerea del virus influenzale (igiene respiratoria, lavaggio delle mani) Il controllo ottimale è rappresentato dall immunizzazione: naturale: in seguito ad un esposizione primaria, è protettiva per lunghi periodi acquisita (raccomandabile per i soggetti a rischio): vaccino inattivato, composto da virus distrutti con un detergente (vaccino split, trivalente o tetravalente) oppure dalle proteine H e N purificate (vaccino a sub-unità) vaccino virosomale, costituito da liposomi che nel loro doppio strato fosfolipidico incorporano le proteine virali per ottenere una più elevata immunogenicità vaccino con virus vivi e attenuati (LAIV), preparato per riassortimento genico tra stipiti tipo A e B «di laboratorio» (attenuati ed incapaci di replicare a 37 C) e stipiti «selvaggi» indicati da OMS; somministrato come spray intranasale, in soggetti di età inferiore ai 60 anni