Le malattie infettive

Le malattie infettive

Vaiolo

Eziologia

Poxvirus (fam. Poxviridae): Variola virus. Il virus è anche detto virus del vaiolo e appartiene al genere ortopoxvirus con un genoma a DNA a doppio filamento con circa 190.000 paia di basi che codificano per 150-200 geni ed è grande 230-300 nm, ha un capside complesso ed è fornito di envelope. Il virione contiene molti enzimi virali. La sua morfologia è allungata e quindi la sua forma è detta "a mattonella" o "a saponetta". Presenta anche delle estroflessioni digitiformi sull’envelope. È termoresistente. Nel citoplasma della cellula infetta avviene la sintesi del DNA (non nel nucleo!!) e l’assemblaggio del virione, che vengono chiamati "corpi di Guarnieri", dal nome dello scienziato che lo scoprì nel 1890.

Il genoma del virus è molto grande, quindi codifica per moltissime proteine e i nucleotidi presenti nel citoplasma della cellula ospite non sono sufficienti a formare l’mRNA utile alla traduzione, quindi il virus disaggrega il DNA cellulare per prendere i suoi nucleotidi. Questo processo è possibile in quanto il virus presenta già nucleasi che tagliano il DNA. Esse sono principalmente due: la prima funziona a pH=7 quindi viene usata per rompere il DNA, tale trattamento acidifica la cellula quindi la seconda nucleasi funziona a pH=4-5 e continua a tagliare il DNA in quanto la prima nucleasi si disattiva.

Il virus può penetrare nelle cellule sia per fusione (entra solo il core) che per endocitosi (passa per i lisosomi). Il virus manca di ribosomi, ma tutti gli altri enzimi li ha quindi non sa assemblare il DNA e non ha la capacità di autoassemblarsi, mentre i fagi, i virus dei batteri, la hanno. Le prime proteine che il virus è in grado di sintetizzare sono le DNA pol e RNA pol. I crescent sono pezzi di membrana che avvolgono il citoplasma e il DNA virale, poi si chiude formando il core, che si muove sui microtubuli verso l’esterno come se essi fossero dei binari. A27, L1R (virus intracellulare), B5R, A33 (virus extracellulare) sono i geni responsabili delle proteine di superficie che danno virulenza.

Patogenesi e cenni clinici

È un’infezione solo umana caratterizzata da lesioni dermatologiche tipiche (pustole), che caratterizzano l’esantema (eruzione cutanea a seguito di malattie infettive) del vaiolo, che contengono una grande quantità di virioni. Esse lasciano delle cicatrici papulo vescicolose permanenti. L’incubazione dura 7-15 giorni, dopo di che si ha la fase di pre-eruzione che dura 3 giorni durante i quali si ha febbre elevata, sete intensa, lombalgia e rigidità nucale. Dopo di che la febbre inizia a scendere e si manifesta l’esantema, fase esantematica, che dura 5 giorni, dopo di che la febbre ricomincia a salire. Dopo 12 giorni si ha la fase involutiva, durante la quale le pustole si seccano e si formano delle croste. Dopo la guarigione si ha l’immunità permanente. Ci sono due principali tipi di vaiolo: il vaiolo maggiore (con una letalità superiore) e il vaiolo minore, con una letalità inferiore.

Il virus del vaiolo viene assunto per inalazione e infetta la mucosa respiratoria, da lì passa nei linfonodi e quindi nel circolo sanguigno (viremia = presenza di particelle virali nel circolo sanguigno). Dal sangue passa al derma, dove dà origine all’esantema vescicolare, che può contagiare per contatto.

Epidemiologia

Il vaiolo umano è stato considerato eradicato e l’ultimo caso di trasmissione naturale risale al 1977. Esso è stato usato anche come arma biologica dagli inglesi nella lotta con gli afroamericani e i sudamericani, essi infatti catapultavano i cadaveri nei loro villaggi contagiando tutti. La letalità è del 20-40% per il vaiolo maggiore e dell’1% per il vaiolo minore. È molto contagioso, infatti se venisse nebulizzato sopra uno stadio contenente 30-40.000 persone, nel giro di 3 giorni sarebbero contagiate circa 3.000.000 di persone.

Esso è trasmesso per inalazione (aerosol) o per contatto diretto del malato, degli oggetti di uso comune infetti e infine tramite il contatto di fluidi corporei contagiati. Il contagio massimo è durante l’esantema, ma il virus può rimanere vitale nell’ambiente per molti mesi.

Prevenzione

Prima del 1980 (anno in cui la malattia venne dichiarata eradicata) il migliore metodo preventivo era la vaccinazione, in quanto è una malattia di incredibile facilità di trasmissione e contagio ed è difficile non venire a contatto con il virus.

Vaccini

Si sta studiando un vaccino diverso da quello inventato da Jenner e l’organizzazione mondiale della sanità possiede alcuni vaccini con virus vivo nel caso in cui si verifichino casi di vaiolo, nonostante si consideri eradicato.

I poxvirus possono essere usati come vettori genici per la preparazione dei vaccini ricombinanti per l’espressione dei geni eterologhi (di un altro organismo). Si inserisce il gene eterologo nel virus che diventa quindi un vettore genico che quando viene inoculato in una cellula genera una risposta immunitaria contro gli antigeni eterologhi. I vantaggi di questa tecnica sono che la replicazione avviene nel citoplasma, si ha un ampio spettro di cellule ospiti, il genoma è di grandi dimensioni e quindi si possono inserire più geni. Gli svantaggi sono che bisogna manipolare un genoma di grandi dimensioni e quindi risulta difficile e che ci sono sequenze regolative specifiche dei poxvirus.

Profilassi

La denuncia di casi di malattia deve essere obbligatoria e il paziente deve essere isolato nell’ambiente domiciliare.

Ci sono vari poxvirus che possono infettare l’uomo:

• Orthopoxvirus: Variola, Monkeypox, Cowpox, Vaccinia virus
• Molluscipoxvirus
• Parapoxvirus (ectima contagioso)
• Yatapoxvirus (tanapox)

Monkeypox

Eziologia

Monkeypox (fam. Poxviridae, genere Orthopoxvirus). Esso è un virus che uccide le scimmie infette e l’uomo occasionalmente può infettarsi. È quindi una malattia da zoonosi. Il virus oggi è presente ufficialmente in due laboratori di sicurezza. Uno è ad Atlanta, USA mentre l’altro è a Koltsovo, in Russia.

Patogenesi e cenni clinici

I bambini e i giovani non vaccinati sono suscettibili all’infezione, così come i sierocompromessi, mentre adulti e anziani vaccinati non si ha la certezza che siano protetti in quanto non si sa per quanto tempo dura la protezione del vaccino: 10 o 20 anni?

I pazienti affetti da infezione da monkeypox presentano sintomi influenzali quali febbre con brividi, cefalea, mialgie e sudorazione profusa. Dopo alcuni giorni si ha la comparsa di un rash papulare con successiva evoluzione in vescicole, pustole e croste. Solitamente la malattia non è letale e si va verso la guarigione.

Epidemiologia

Questo virus è trasmesso tramite trattamento, ingestione o morso di animali infetti. I primi casi vennero identificati nel 1970 in Congo dove ci furono l’80% dei 55 casi riscontrati in Africa. Dal 1981 al 1986 nella Repubblica Democratica del Congo ci furono altri 338 casi, il 67% dei quali ricevette conferma da studi di laboratorio che il virus era proprio il monkeypox. La letalità è del 10% per le persone non vaccinate con lo smallpox virus, che ha un’efficacia dell’85% nel prevenire le infezioni umane da monkeypox. La maggior parte dei casi di malattia è riscontrata in Africa perché gli abitanti mangiano le scimmie infette infettandosi a loro volta.

Nel 2003 si importarono diversi animali africani in America, specialmente di ratti giganti (Gambian Giant rats), che contagiarono i cani della prateria (piccoli roditori americani usati come animali da compagnia o che comunque vivono vicino alle case) che di conseguenza contagiarono l’uomo. Ci furono quindi 87 casi in 6 stati degli USA. Questi pazienti americani non trasmisero il virus direttamente ad altri umani. Si pensa che il serbatoio di questo virus siano i roditori. L’ultimo caso di vaiolo naturale fu nel 1977 e nel 1978 venne dichiarato eradicato.

Prevenzione

La prevenzione è effettuata tramite la vaccinazione. Il vaccino del vaiolo copre parzialmente da tale infezione, che si manifesta come quella da virus attenuato. È buona norma non entrare in contatto con animali che sembrano malati e lavarsi accuratamente le mani dopo averli toccati.

Vaccini

La vaccinazione più moderna risale agli anni ’60 – ’70 e consiste nell’inoculazione per scarificazione del ceppo vaccinale di virus vaccinico. Nel 1966 ci fu una campagna dell’organizzazione mondiale della sanità (OMS) per eradicare il vaiolo e per la preparazione del vaccino liofilizzato. In Italia la vaccinazione venne sospesa nel 1977 e abrogata nel 1981. Nel caso in cui si sviluppi una nuova epidemia, il ceppo del virus potrebbe essersi modificato e quindi potrebbe servire un nuovo vaccino.

Nonostante questa malattia sia blanda, il vaccino esiste ed è costituito da un virus vivo attenuato che può dar luogo a patologie, che possono anche essere letali, in soggetti con problemi al sistema immunitario. Il vaccino può sviluppare encefaliti se non sono state seguite bene le procedure vaccinali, in particolare se il virus è entrato nel sangue e non è rimasto a livello della cute.

I vaccini più sicuri sono:

• MVA: colture successive che fanno perdere il 15-20% del genoma il virus non è più patogeno perché non si può moltiplicare nelle cellule umane.
• LC16m: è sensibile alla temperatura e a 37°C non può produrre proteine non è patogeno e non dà immunità.
• NYVAC: ceppo mutagenizzato e attenuato togliendogli 12 geni per la patogenicità. Lo si può produrre in cellule di alcune specie di pollo che non contengono retrovirus e lo stesso si può fare per il vaccino MVA.

Sono stati clonati dei geni del virus del vaccino per fornire l’immunità contro gli smallpox:

• A33R: proteine della membrana esterna del virus (ovvero EEV: extracellular enveloped virus). Sono un bersaglio degli anticorpi del vaccino che impediscono la diffusione del virus.
• B5R: proteine della membrana esterna del virus, sono il bersaglio degli anticorpi neutralizzanti del vaccino.
• L1R: sono proteine della membrana intracellulare dei virus maturi. Sono il bersaglio principale degli anticorpi neutralizzanti del vaccino.

Nei topi l’utilizzo singolo di una delle proteine genera un’immunità parziale, ma la loro combinazione causa una protezione totale.

Profilassi

La denuncia è obbligatoria e seguita da isolamento domiciliare.

Variola major

Eziologia

Variola major (fam. Poxviridae, genere Orthopoxvirus). È uno smallpox virus.

Patogenesi e cenni clinici

Non c’è una terapia efficace per questa malattia. La paleopatologia è una scienza che studia perché le persone sono morte per malattie infettive e quali esse siano. I paleopatologi di Pisa hanno aperto dei sarcofagi nella chiesa di San Domenico a Napoli per capire quale era la causa della morte dei nobili contenuti in essi. I cadaveri erano mummificati e ben conservati, anche grazie al clima, quindi hanno usato loro come campione per le indagini. Un corpo di un bambino presentava delle lesioni sulla cute, come delle pustole e sembrava vaiolo. Tale dubbio fu confermato dalle analisi di laboratorio. Il pericolo era che infettasse i paleopatologi, ma quel virus si era inattivato a causa della secchezza dell’ambiente.

Epidemiologia

È un virus solo umano, facilmente trasmissibile, con una mortalità del 20-30%. L’ultimo caso è stato nel 1978 negli USA a danno di un ricercatore che si infettò in laboratorio. Lo smallpox virus si considera eradicato dal 1980.

Prevenzione

Tramite il vaccino.

Vaccini

Esiste il vaccino.

Profilassi

Denuncia obbligatoria.

Varicella

Eziologia

Virus della varicella-zoster (VZV): è un herpesvirus e appartiene alla famiglia Herpesviridae. È un virus a DNA a doppia elica con 120 kbp, esso è molto grosso, con forma sferica e capside icosaedrico e con envelope e di dimensione di 200 nm. Dopo la replicazione, le particelle virali sono tutte uguali e in alcuni casi il core è electron-dense, mentre in altri casi è vuoto, ovvero senza DNA in seguito a degli errori, in questo caso non sono infettivi. Il virus dà policariocitosi, ovvero molte cellule si fondono insieme.

Il virus prima va nel nucleo per replicarsi e poi uscendo viene ricoperto dalla membrana nucleare che formerà il suo envelope e va nel citoplasma da cui esce per lisi cellulare. Viene detto virus della "varicella" quando si ha l’infezione primaria e "zoster" quando si ha la riattivazione. Era anche chiamata chickenpox in quanto venne scambiato per il virus del vaiolo, ma non è un poxvirus. Non è virale per gli animali in laboratorio.

Patogenesi e cenni clinici

La varicella è una malattia dell’infanzia caratterizzata da un esantema asincrono, ovvero compaiono micelle a ondate diverse e dato che esse avanzano nei vari stadi fino al distacco, si possono notare micelle in diversi stadi di maturazione su tutto il corpo. Gli stadi sono nell’ordine: macule, papule, vescicole e croste. Tale esantema è generalizzato, quindi è presente in tutto il corpo, ma le vesciche sono prevalentemente sul tronco e successivamente compaiono sul viso (anche sul cuoio capelluto) e meno presenti sugli arti (nel caso del vaiolo invece le pustole sono molto presenti anche sugli arti). Le vescicole contengono il virus replicante e causano un forte prurito.

L’incubazione dura 7-21 giorni, dopo di che si ha una fase pre-eruttiva caratterizzata da febbre a 28°C per due giorni, dopo di che si ha la fase esantematica che dura tre giorni, durante i quali compaiono le papule e si ha la febbre. Infine si ha la fase involutiva, al settimo giorno della quale si seccano le pustole diventando croste. Dopo la guarigione dalla malattia si è immuni, ma il virus può riattivarsi.

In alcuni casi può causare encefaliti che non sono da sottovalutare perché nel 20% dei casi possono portare a morte, e nei bambini con leucemia è letale al 100%. Altre complicanze sono atassia cerebellare acuta, che di solito guarisce da sola e la polmonite da varicella, che è piuttosto frequente negli adulti e nei soggetti immunodepressi. La varicella è più pericolosa nel caso in cui colpisca gli adulti perché presenta sintomi più gravi e acuti e più complicazioni. Anche la letalità aumenta.

In seguito di riattivazione del virus in casi di pazienti adulti immunodepressi si riscontra nevralgia, iperestesia e esantema localizzato nel dermatomero innervato dai neuroni con i virioni riattivati, accompagnato da intenso bruciore. Questo può avvenire perché il virus viaggia dai gangli alla cute, reinfettando le sue cellule e generando quindi le pustole. La riattivazione può essere a livello cranico o del torace e può prendere parti diverse del corpo contemporaneamente. In tal caso la malattia è detta "Fuoco di Sant'Antonio".

Epidemiologia

La trasmissione è aerogena e per contatto diretto dell’ammalato, che è la sorgente principale dell’infezione. La varicella è molto contagiosa e acuta, infatti il soggetto è contagioso da 1-2 giorni prima della comparsa dell’esantema fino alla comparsa delle croste. Il virus può essere inalato e in tale caso esso infetta la mucosa respiratoria e dell’orofaringe ingrossando i linfonodi e dando problemi anche alla milza e al fegato. Il virus quindi è in grado di entrare nel circolo sanguigno andando incontro a viremia. Da qui infetta le cellule della cute causando l’esantema vescicolare che è la causa della trasmissione da contatto. Una volta infettata la cute, può viaggiare sui nervi infettando i gangli spinali e cranici, dove rimane in uno stato di latenza. L’eliminazione del virus avviene tramite la cute e termina con la guarigione. La letalità negli adulti è di 30 individui su 100.000.

La malattia è endemo-epidemica, generalmente con una letalità molto bassa (0.01%), ma nel caso di encefaliti la letalità aumenta al 20%. Nel caso di leucemia, la letalità è del 100%. Ci sono circa 30-40.000 casi/anno.

Prevenzione

Nel caso in cui sia necessario un ricovero in ospedale, il paziente viene tenuto isolato fino alla comparsa delle croste per evitare che infetti altri pazienti. Il reinserimento dei bambini malati a scuola o negli ambienti pubblici può avvenire dopo che tutte le vescicole si sono trasformate in croste.

Vaccini

Non esistono vaccini efficaci perché non è una malattia molto patogenica, non esiste neanche una cura perché tanto passa da sola, ma in alcuni casi si possono usare dei farmaci utili a far regredire la malattia. I più comuni sono il Aciclovir (ACV) e i suoi analoghi come Famciclovir e Gamciclovir. L’aciclovir ha una struttura molto simile a quella della guanosina, ma lo zucchero pentoso è assente, è presente solo il C1, l’ossigeno e C4 legato a OH. Tali farmaci sono degli antivirali che bloccano la replicazione del virus, poi il sistema immunitario lo elimina. Esso viene somministrato in forma inattiva, poi viene fosforilato la prima volta nelle cellule infette da timidina chinasi erpetica, e poi da un enzima cellulare ottenendo infine 3 gruppi fosfato. La DNA pol si sbaglia e lo incorpora al posto del GTP blocco della sintesi del DNA e della replicazione virale.

È comunque possibile vaccinare i bambini con il vaccino costituito da virus della varicella-zoster vivo e attenuato (OKA giapponese, ma poco efficace) che protegge il bambino per l’80-90% da tutte le forme di varicella e per il 100% dalle forme più gravi, ma il bambino può comunque ammalarsi.