UNIVERSITA' degli STUDI di PERUGIA. Paramyxovirus

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1 UNIVERSITA' degli STUDI di PERUGIA Paramyxovirus

2 CLASSIFICAZIONE FAMIGLIA: Paramyxoviridae GENERI: Morbillivirus virus del morbillo Paramyxovirus virus della parainfluenza (tipo 1, 2, 3, 4) virus della parotite Pneumovirus virus respiratorio sinciziale (RSV) metapneumovirus umano + Henipavirus: Hendra virus e Nipah virus (encefaliti, zoonosi; dal 1998)

3 Paramyxovirus STRUTTURA genoma: RNA a polarità negativa, non segmentato, monocatenario diametro di nm simmetria elicoidale presenza di mantello Pm 5-8 x10 6 Da

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5 PROTEINE DEI PARAMYXOVIRUS Nucleocapside: RNA associato a: Nucleoproteina (NP) Fosfoproteina P (polimerasi) Proteina grande L (polimerasi) Proteina M (della matrice) Proteina F (di fusione) F I 3 generi sono distinti in base alla proteina M d attacco (VAP): Proteina HN L (v. parainfluenza e parotite) NP Proteina H (morbillo) Proteina G (RSV) P

6 Paramyxovirus: recettori ed antirecettori recettori antirecettori attività HN Paramyxovirus acido sialico HN (++) Rubulavirus acido sialico HN (++) Morbillivirus CD46 H (+) Pneumovirus (RSV)? G (--)

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9 Ciclo di replica A) Il virus si lega al recettore CD46 ( proteina cofattore di membrana, MCP) ed anche al CD150 (molecola di segnale dell attivazione linfocitaria, SLAM) B) L infezione causa fusione cellulare con formazione di cellule giganti (sincizi), Fusione del mantello con la superficie cellulare (ph neutro) C) Denudamento del capside. D) Eclissi : il mrna viene sintetizzato mediante una RNA-polimerasi - RNA-dipendente virale Vengono trascritti mrna per ogni proteina e uno stampo d intera lunghezza Replica citoplasmatica Traduzione E) Assemblaggio F Liberazione per gemmazione

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11 Virus del Morbillo Morbillo = piccolo morbo (in confronto a peste, vaiolo, etc) il morbillo è uno dei 5 esantemi tipici dell infanzia insieme a: rosolia (togavirus: rubivirus) roseola infantum (o sesta malattia, herpes virus - HHV6) varicella (herpes virus - VZV) quinta malattia (parvovirus B-19)

12 Patogenesi ed Immunità Si trasmette attraverso le goccioline di Flügge (aerosol) (vie respiratorie)

13 virus del morbillo: diffusione nell organismo infezione per via inalatoria replicazione nel tratto respiratorio via linfatica viremia congiuntiva tratto respiratorio tratto urinario SNC piccoli vasi disseminazione generalizzata a: azione dei CTL sulle cellule endoteliali infette rash guarigione (immunità duratura)

14 SEQUENZA DEGLI EVENTI NELL INFEZIONE PRIMARIA DA VIRUS DEL MORBILLO GIORNO 0 Tramite le goccioline di Flugge, il virus viene a contatto con l epitelio del nasofaringe: INFEZIONE DELLE CELLULE EPITELIALI con MOLTIPLICAZIONE VIRALE DIFFUSIONE del virus ai linfonodi regionali Viremia primaria MOLTIPLICAZIONE del virus nell epitelio respiratorio e nei linfonodi regionali e non Viremia secondaria L INFEZIONE si stabilisce alla CUTE e in altri organi tra cui il tratto respiratorio Il virus è presente nel SANGUE, nella CUTE, e in ALTRI ORGANI TRA CUI IL TRATTO RESPIRATORIO La viremia decresce, la carica virale negli organi diminuisce ED INIZIA LA RISPOSTA IMMUNE

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16 Cellule del sistema immunitario- recettore CD150/SLAM Cellule epiteliali dell apparato respiratorio-- nectina4

17 Immunità La CMI è responsabile dei sintomi ed è essenziale per il controllo dell infezione Gli Ab non sono sufficienti per risolvere la malattia. Il rash maculopapulare è causato dalla reattività delle cellule T (CTL) verso le cellule endoteliali dei vasi sanguigni infetti In bambini con deficit di CMI l infezione causa una polmonite a cellule giganti senza rash Il virus causa immunodepressione: 1) infettando direttamente cellule T e B e monociti; 2) favorendo lo switch da TH1 a TH2 con produzione di IL- 4, IL-5, IL-10, IL-13 che riducono la possibilità di risposte cellulo-mediate protettive

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19 Epidemiologia Virus altamente contagioso Infezione trasmessa da secrezioni respiratorie PRIMA e DOPO i sintomi Epidemie ogni 3 anni Picco della incidenza: inverno e primavera Presenta un solo sierotipo Immunità permanente Ancora comune nei Paesi dove non è stato attuato un programma di vaccinazione: in alcuni casi è la più comune causa di morte nella fascia di età 1-5 anni aree affollate, asili

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21 Clinica del Morbillo Periodo d incubazione 8-13gg Fase prodromica (2-4 gg) Fase esantematica (5-8 gg)

22 Morbillo: clinica periodo d incubazione 8-13gg FASE PRE-ESANTEMATICA febbre elevata tosse (Cough) mucosite congiuntivite (Conjunctivitis) caratterizzata da: raffreddore (Coriza) CCCP fotofobia (Photophobia) dopo circa 2 giorni compaiono le macchie di Koplik sulla mucosa buccale, congiuntivale, vaginale. Le lesioni durano ore (diametro di 1-2 mm) La presenza delle macchie di Koplik insieme agli altri segni è patognomonica macchie di Koplik

23 PERIODO ESANTEMATICO dopo 3-4 giorni dall inizio della fase pre-esantematica appare il tipico esantema (rash maculopapulare) che interessa prima il viso, vicino all attaccatura dei capelli e dietro alle orecchie, e poi, nell'arco di 2-3 giorni, il resto del corpo: braccia, tronco, gambe L esantema si attenua in 3-4 giorni

24 Esantemi dell infanzia Morbillo Rosolia Scarlattina Varicella

25 Morbillo: complicazioni Otite media (una ogni 20 casi) polmonite (una ogni 50 casi) malattie neurologiche: meningo-encefaliti Morbillo atipico: grave forma dovuta a vaccinazione con vecchi preparati a virus inattivato che sensibilizza l organismo senza proteggere dall infezione (con rash, vescicole, petecchie, porpora, orticaria) Un deficit di CMI nei bambini causa una polmonite a cellule giganti (senza rash)

26 Morbillo: complicazioni neurologiche encefalite acuta progressiva per infezione diretta dei neuroni POST- VACCINALE NEGLI IMMUNODEPRESSI (MIBE: Measles inclusion body encephalitis) encefalite acuta post-infettiva: immunopatogenesi (ADEM: Acute disseminated encephalomyelitis) panencefalite sclerosante subacuta (PESS) malattia degenerativa cerebrale a lenta insorgenza, che provoca un deterioramento comportamentale e intellettivo e convulsioni (1 caso su 1 milione) Causata da mutanti difettivi che agiscono come un virus lento causando effetto citopatico nei neuroni PESS

27 Diagnosi (solitamente è su base clinica!) Campioni biologici: secrezioni respiratorie urine sangue tessuto cerebrale Crescita in colture primarie di cellule umane e di scimmia: effetto citopatico, cellule giganti, corpi inclusi, Le shell vial Ricerca dell Ag con il test di Immunofluorescenza in sedimenti urinari e cellule faringee RT-PCR Sierologia: IgM quando il rash è presente IgG: sieroconversione

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29 Prevenzione, trattamento e controllo Vaccino a virus vivo attenuato: ceppi Schwartz o Moraten, ottenuti attenuando il ceppo Edmonston B Vaccinazione insieme al virus della Rosolia e Parotite con il vaccino MMR (Measles, Mumps, Rubella) La scheda di vaccinazione: 15 mese 24 mese 4 e 6 anno Nei primi mesi di vita gli anticorpi materni sono proteggenti No terapia Uso di Ig sieriche In bambini immunodeficienti: siero o vaccino a virus uccisi

30 Virus della parotite epidemica PAROTITE: malattia acuta benigna virale Il virus si replica nelle cellule epiteliali del tratto respiratorio superiore

31 virus della parotite: diffusione nell organismo infezione per via inalatoria replicazione nel tratto respiratorio viremia infezione sistemica pancreas testicoli ovaie nervi periferici orecchio interno SNC ghiandole parotidi (o per viremia o attraverso il dotto di Stensen) forse associazione con Il diabete giovanile Moltiplicazione del virus e infiammazione locale guarigione (immunità duratura)

32 Epidemiologia 1 solo sierotipo Infetta solamente l uomo In assenza di vaccinazione: il 90% (<15 anni di età) trasmesso con le goccioline di Flügge Periodo d incubazione gg 7 gg prima dei sintomi clinici inizia l eliminazione del virus Primavera Autunno Immunità permanente

33 Parotite

34 Parotite La CMI è essenziale per il controllo dell infezione ed è responsabile di molti sintomi. Gli anticorpi non sono sufficienti poiché il virus è in grado di diffondere da cellula a cellula.

35 Clinica della parotite L infezione è spesso asintomatica. Il periodo d incubazione è 2-4 settimane, segue l ingrossamento delle ghiandole parotidi che dura 5-7 giorni. Il virus è presente nella saliva e nelle urine (dalla fine del periodo d incubazione alla scomparsa dei sintomi). Sintomi prodromici aspecifici sono: malessere, astenia. L ingrossamento delle parotidi bilaterale, avviene nel 50% dei casi ed è accompagnato da febbre, orchite dolorosa (può essere causa di sterilità), ingrossamento delle ovaie. Meningite asettica e meningoencefalite

36 Diagnosi Campioni biologici: saliva, urine, tampone nasofaringeo, CSF Isolamento in colture cellulari: effetto citopatico (CPE), cellule giganti. Shell vial (dopo 2-3gg) Test sierologici (IgM, IgG, sieroconversione) Immunofluorescent antibodies (IFA) enzyme immunoassay (EIA o ELISA) Ricerca di antigeni virali (PCR)

37 Prevenzione trattamento e controllo Vaccino a virus vivi ed attenuati - usato il ceppo Jeryl-Lynn (da J.L. Hilleman) insieme al vaccino anti-morbillo e anti-rosolia (MMR)

38 Virus parainfluenzali 4 sierotipi umani: 1, 2, 3, 4 Infezioni: sintomi simili al raffreddore tratto respiratorio (giovani e ragazzi, tipi 1e 3) laringo-tracheo-bronchiti (tipo 2) tratto respiratorio superiore (bambini, tipo 4)

39 Virus parainfluenzali Patogenesi: Infezioni limitate al tratto respiratorio superiore: i virus parainfluenzali causano raramente viremia. L infezione è citolitica ma causa anche formazione di sincizi Le malattie includono sintomi da raffreddamento, bronchiti (infiammazione dell albero bronchiale) e croup (laringotracheobronchite, 2-3%). La CMI oltre a fornire protezione, produce danno cellulare. L infezione induce immunità protettiva (IgAs) di breve durata, permettendo cosi la reinfezione.

40 Epidemiologia Ubiquitari Trasmissione per contatto diretto da persona a persona (secrezioni respiratorie, inalatoria per aerosol) Il periodo di contagio precede i sintomi, e può avvenire in assenza dei sintomi. I tipi 1e 2 causano laringotracheobronchite (croup). I tipi 1, 2 danno infezioni in autunno, il tipo 3 tutto l anno. Questi virus si diffondono rapidamente all interno degli ospedali, causando epidemie nei reparti pediatrici o a rischio

41 Clinica Para 1, 2, 3: sindromi respiratorie, che vanno da forme lievi (alte vie respiratorie) come coriza, faringiti, bronchiti, febbre a bronchioliti e polmoniti. Non causano viremia. Nei neonati l infezione può sfociare in bronchiolite, polmonite e laringotracheobronchite Croup: rigonfiamento subglottideo, che può ostruire le vie respiratorie. Dopo un periodo d incubazione di 2-6 giorni si manifestano raucedine, tosse (seal bark, latrato di foca), tachipnea, tachicardia, retrazione retrosternale. La maggior parte dei bambini viene ricoverata entro 48 ore.

42 Diagnosi Campioni biologici: lavaggi nasali, secrezioni respiratorie. Semina in colture primarie di rene di scimmia o linee continue (HEp-2) Rilevazione delle cellule infettate con immunofluorescenza diretta (DFA) Ricerca di Ab con test immunoenzimatici (IEA). RT-PCR Terapia nebulizzazioni calde o fredde. controllo delle alte vie respiratorie. No farmaci antivirali. No vaccini.

43 Virus respiratorio sinciziale (RSV) Appartiene al genere Pneumovirus Capside piccolo. Non ha HA/NA, ma proteina G

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45 è la prima causa di infezioni respiratorie acute fatali del tratto respiratorio inferiore nei bambini causa epidemie precoci invernali infetta soprattutto i neonati (6 settimane-4 mesi) l infezione si trasmette facilmente crescente importanza di RSV come causa di malattie parainfluenzali nelle persone più anziane

46 Patogenesi ed immunità distruzione delle cellule epiteliali respiratorie a causa della replicazione virale con conseguente Edema,afflusso di linfociti e macrofagi, e secrezione di muco (= danno di natura immunopatologica)

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48 Patogenesi infezioni localizzate nel tratto respiratorio non causa viremia, né disseminazione Necrosi dei bronchi e dei bronchioli, con formazione di placche di muco, fibrina e materiale necrotico all interno delle vie minori. Cellule dell epitelio bronchiale infettate da RSV provoca la formazione di sincizi la polmonite si deve ad azione citopatologica del virus

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52 Epidemiologia Bambini di 6 settimane-3 anni. Infezione del tratto respiratorio inferiore. Molto contagioso: secrezioni respiratorie. Infezioni ospedaliere, anziani. Ab materni non proteggono dall infezione. L infezione naturale non previene le reinfezioni. La vaccinazione impropria aumenta la gravità della malattia.

53 Clinica: Periodo d incubazione di 4-5gg. Può causare svariati tipi di malattie delle vie respiratorie dal comune raffreddore alla polmonite Sintomi iniziali: Naso chiuso o che cola Tosse secca Febbricola Mal di gola Lieve mal di testa Sintomi più gravi: Polmonite o Bronchiolite: Febbre alta Un acuto rumore durante la espirazione Respiro affannoso o difficoltà respiratorie, dove il bambino preferisce stare seduto piuttosto che sdraiarsi Colore bluastro della pelle a causa della mancanza di ossigeno (cianosi) Può essere fatale nei soggetti immunodepressi, neonati prematuri.

54 Diagnosi Campioni biologici: tamponi o lavaggi nasali raccolta di secrezioni nasofaringee test immunocromatografico per la rilevazione degli antigeni virali (15 minuti). coltivazione in cellule Hep-2 (CPE) coltura rapida in shell-vials (Hep-2) e immunofluorescenza (24-48 h) RT-PCR del genoma virale Ricerca degli anticorpi (IFI, ELISA) Sieroconversione

55 Prevenzione, Trattamento e Controllo Trattamento supportivo con ossigeno Terapia nutrizionale con fluidi per via intravenosa Ribavirina per inalazione Negli ospedali uso di guanti, maschere, camici, occhiali, lavaggio delle mani Non esistono vaccini efficaci per l RSV (vaccino sperimentale con proteina di fusione ricombinante)

56 PALIVIZUMAB: un anticorpo monoclonale umanizzato (chimerico) verso la proteina di fusione di RSV Risulta efficace quando dato prima o immediatamente dopo l infezione L uso è previsto per Prevenzione, Trattamento e Controllo neonati <2 anni di età con problemi cardiaci

57 Metapneumovirus umano (hmpv) Scoperto recentemente (2001) Famiglia pneumovirus Responsabile di: infezioni asintomatiche raffreddore comune (circa il 15%) bronchioliti polmoniti Bambini (5 anni): quasi tutti sieropositivi Diagnosi: isolamento in colture cellulari + immunofluorescenza RT-PCR Terapia: terapia di supporto

58 Virus Hendra e Nipah L ospite naturale è il pipistrello. Entrambi i virus possono infettare uomo, cani, gatti, maiali, cavalli e altri mammiferi. Utilizzano come unico recettore cellulare (ephrin B2), espressa in molte cellule dei vertebrati. Gli henipavirus vanno studiati solo in laboratori di massima sicurezza (BSL4)

59 Patogenesi L infezione del virus Nipah si manifesta dopo un periodo d incubazione di 3-5gg, seguita da febbre, cefalea, e difficoltà respiratorie. La progressione è rapida in 1-2 gg il soggetto perde lucidità e sopraggiunge il coma. All esame autoptico la lesione predominante è una vasculite sistemica. L infezione può evolvere in forma cronica, alternando periodi asintomatici a encefaliti ricorrenti che possono ricomparire in forma grave anche a distanza di 2-4anni dall episodio iniziale. La mortalità delle infezioni acute è del 70%, delle croniche è del 20%. L infezione da virus Hendra si presenta come una sindrome simil-influenzale all esordio con interessamento del sistema nervoso in fase più tardiva. La mortalità è del 40%.

60 Epidemiologia Nell infezione acuta gli henipavirus sono abbondanti nelle secrezioni respiratorie e urine. Nei pochi casi accertati, il passaggio all uomo è avvenuto per contatto diretto con tessuti o secrezioni di cavalli e maiali infetti. La trasmissione uomo-uomo è probabile ma non è stata provata.

61 Diagnosi di laboratorio Gli henipavirus crescono su un ampio spettro di linee cellulari,data l estrema pericolosità dei virus, all isolamento si preferisce la ricerca dell antigene o dell acido nucleico. La ricerca del virus è eseguita su siero, liquido cefalorachidiano e tampone faringei. La ricerca di anticorpi (IgM e IgG) è condotta su siero e liquor con test immunoenzimatici.

62 Terapia La ribavirina si è dimostrata attiva in vitro contro entrambi i virus, mancano studi sull efficacia clinica. Sono in fase di sviluppo Anticorpi neutralizzanti per l immunizzazione passiva. Le misure di contenimento dell infezione sono mirate all isolamento degli animali/persone infette con impiego di adeguate misure di protezione.