Lezioni, Virologia

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DEOSSIRIBOVIRUS

Herpesviridae

- Adenoviridae

- Parvoviridae

- Papillomaviridae

- Polyomaviridae

- Hepadnaviridae

- Poxviridae

- HERPESVIRIDAE

Sottofamiglia α 

- HHV1 (HSV-1) trasmissione per contatto diretto, infezione primaria epitelio squamoso stratificato,

fase di latenza neuroni

- HHV2 (HSV-2)  idem

- HHV3 (VZV)  contatto diretto o aerosol; epitelio squamoso stratificato; neuroni

Sottofamiglia β

- HHV5 (CMV)  contatto diretto, trasfusioni, trapianto d’organo; epiteli, monociti, endoteli;

monociti, midollo osseo

- HHV6  contatto diretto; linfociti; linfociti

- HHV7  “ “

Sottofamiglia γ

- HHV4 (EBV)  contatto diretto (saliva); linfociti, epiteli; linf B

- HHV8 (KSHV)  contatto diretto; linfociti e altre cellule

STRUTTURA

Virus di grandi dimensioni con virione rotondeggiante di 180-200 nm di diametro, provvisti di involucro

lipoproteico e di un tegumento (proteine che si trovano tra il capside e l’envelope).

Il capside è icosaedrico di 100 nm di diametro, con 162 capsomeri esagonali. Contiene un nucleoide formato

da una sorta di rocchetto proteico attorno al quale è avvolto il DNA a doppio filamento.

Il DNA è bicatenario lineare con 120-200 pb. Il genoma codifica per un centinaio di proteine: 30-40 sono

strutturali, localizzate sia nel nucleocapside sia nel pericapside, generalmente glicosilate. Sono sintetizzi

nella cellula infetta anche numerosi enzimi virus- specifici (DNA polimerasi, timidina chinasi).

REPLICAZIONE 2

Il virus lega recettori specifici presenti sulla membrana della cellula bersaglio mediante una gp

dell’involucro: i principali recettori sono i glicosaminoglicani, in particolari gli eparansolfati, che

determinano il tropismo tissutale degli herpesvirus.

Il virus penetra nel citoplasma tramite un meccanismo di fusione dell’envelope con la membrana e rilascia il

nucleocapside, che viene trasportato a un poro nucleare dove avviene la denudazione e la penetrazione del

DNA nel nucleo. Qui il DNA si circolarizza e dà inizio all’espressione dei geni secondo un processo a

cascata. La trascrizione del genoma virale e la sintesi delle proteine avvengono in 3 fasi successive:

- Per primi sono espressi i geni immediati precoci che codificano per le proteine α, in grado di legarsi

al DNA cellulare regolando la trascrizione genica.

- Le proteine α permettono l’espressione di geni precoci che sintetizzano le proteine β. Queste

comprendono sia fattori trascizionali sia enzimi, tra cui la DNA polimerasi virale.

- A questo punto ha inizio sia la replicazione del DNA sia l’espressione di geni tardivi che codificano

per le proteine γ, di tipo strutturale

La presenza del prodotto del gene Alfa, ossia le proteine alfa, inibisce l’espressione Alfa e si accende il Beta.

Il DNA virale viene trascritto da una RNA polimerasi DNA- dipendente cellulare con la partecipazione sia di

fattori virali che cellulari. L’interazione fra questi fattori determinerà se l’infezione sarà litica- produttiva o

latente.

Nel caso di infezione produttiva, l’assemblaggio dei nucleocapsidi con il DNA avviene nel nucleo e

l’acquisizione dell’involucro lipoproteico avviene durante la gemmazione attraverso la membrana nucleare

della cellula. Viene immesso nel reticolo di Golgi e viene esocitato (1 rivestimento) poi gemma nel

citoplasma e perde il rivestimento (rimane il capside libero nel citoplasma). La fuoriuscita dei virioni maturi

dalla cellula avviene attraverso vescicole che riversano il contenuto all’esterno tramite esocitosi o lisi

cellulare.

Durante l’infezione litica sia la sintesi proteica sia la sintesi degli acidi nucleici cellulari vengono interrotte e

compare l’effetto citopatico tipico di ogni herpes virus (totale lisi delle cellule infette 36 h dopo l’infezione

in caso di HSV; le cellule diventano globose, rotondeggianti e vanno incontro a lisi non totale dopo 8-10 gg

dall’infezione nel caso di CMV). HERPES SIMPLEX VIRUS TIPO 1 E 2

Sottofamiglia: α herpesvirinae.

I 2 tipi hanno in comune molte caratteristiche: elevata omologia del genoma, determinanti antigenici e

tropismo tissutale. Possono essere distinti a livello della struttura e organizzazione del DNA con opportuni

enzimi di restrizione; sebbene reagiscano in maniera crociata dal punto di vista sierologico, alcune proteine

sono specifiche per ciascuno dei 2 tipi; inoltre differiscono per la modalità di trasmissione  HSV1 viene

trasmesso tramite contatto diretto, di solito saliva contaminata; HSV2 viene trasmesso tramite rapporti

sessuali o al neonato al momento del parto. Quindi HSV1 per lo più causa manifestazioni erpetiche a

localizzazione orale e HSV2 causa l’herpes genitale.

Modalità di infezione

Si diffondono per contatto. Dato che il virus è presente nella saliva, lacrime, genitali e altri liquidi biologici.

Il bacio e la via sessuale sono le forme più comuni.

Solitamente l’infezione è asintomatica, avviene in 2 picchi di incidenza: età prescolare (0-5 anni) e inizio

attività sessuale. 3

Meccanismi patogenetici.

Le lesioni cutanee o mucosali si presentano inizialmente come vescicole separate che tendono a riunirsi a

grappolo a formare un’unica vescicola di dimensioni maggiori.

Le alterazioni anatomo- patologiche associate a HSV sono dovute all’azione citolitica del virus e alla

necrosi delle cellule conseguenti alla risp infiammatoria dell’ospite. Le modificazioni consistono in:

- Rigonfiamento delle cellule infette

- Produzione di corpi inclusi intranucleari di Cowdry di tipo A

- Condensazione della cromatina

- Degenerazione dei nuclei delle cellule del livello parabasale e intermedio degli epiteli squamosi

- Formazione di cellule giganti multinucleate

Contemporaneamente alla lisi cellulare si assiste alla comparsa di un fluido chiaro (fluido vescicolare),

contenente elevate quantità di virus, localizzato tra l’epidermide e il derma. Durante la fase di guarigione il

liquido tende a riassorbirsi dando origine a croste che non esitano in cicatrici. Nel caso delle mucose, le

vescicole sono sostituite da ulcere poco profonde.

L’individuo si infetta attraverso soluzioni di continuo della cute o mucose e nella maggior parte dei casi non

c’è manifestazione clinica. Le infezioni da HSV1 di solito sono limitate all’orofaringe tramite diffusione con

goccioline respiratorie o contatto con la saliva infetta. La replicazione avviene nelle cellule epiteliali, poi

invade le terminazioni nervose locali e viene trasportato per via retrograda assonale ai gangli radicolari

dorsali dove entra in fase di latenza (gangli trigeminali per l’infezione a livello dell’orofaringe; gangli sacrali

per le infezioni genitali). Nel caso di grave compromissione del SI si ha replicazione virale diffusa a tutti gli

organi e viremia.

Quando il virus entra in fase di latenza nei gangli, solo pochi geni virali vengono espressi e il virus persiste

per tutta la vita dell’individuo. Il virus può essere riattivato in seguito a diversi stimoli:

- Radiazioni UV

- Stress emotivo

- Febbre

- Immunodepressione

Migra in direzione anterograda lungo la via assonale in periferia dove avviene la replicazione a livello delle

mucose o cute, sedi iniziali dell’infezione primaria e ricompaiono così le tipiche lesioni erpetiche.

Manifestazioni cliniche.

Malattia oro- faringea. Normalmente l’infezione primaria si verifica nei bambini tra il 6° mese e 3° anno di

vita. Nella maggior parte dei casi è asintomatica; nel 15-20% dei casi si instaura una gengivostomatite con

la formazione delle vescicole nella mucosa orale, con linfoadenite regionale e rialzo febbrile. Raramente si

osserva cheratocongiuntivite. Periodo di incubazione breve (4-12 gg) e le manifestazioni cliniche durano 2-3

settimane. Le malattie ricorrenti (herpes labiale) sono caratterizzate dalla comparsa di vescicole sulle labbra,

nella zona di confine tra la mucosa labiale e l’epidermide che la circonda.

Cheratocongiuntivite. Le lesioni oculari limitate a un solo occhio provocando la comparsa di ulcere

corneali o di vescicole palpebrali. Si può assistere a un progressivo interessamento dello stroma corneale

con comparsa di cicatrici permanenti, opacizzazione della cornea e cecità.

Herpes genitale. Causato da HSV2 e nel 10-15% dei casi da HSV1. La maggior parte delle infezioni

primarie è asintomatica. Quando presenti, le lesioni sono di tipo vescicolare e ulcerativo, molto dolorose, su

pene, vulva e cervice. Le lesioni possono essere accompagnate da febbre, malessere generale, mialgia,

adenite inguinale, disuria e sensibilità locale disturbata (es. radiculite). Le recidive, che avvengono nel 60%

dei casi, sono di durata e intensità inferiore rispetto all’infezione primaria. , Le lesioni sono facilmente

oggetto di infezione secondaria da parte di batteri. 4

Encefalite erpetica. E’ a esordio acuto, accompagnata da febbre elevata. Ci sono 2 forme:

Forma neonatale  coinvolgimento totale del cervello che è quasi liquefatto; mortalità 100%

Malattia focale  le manifestazioni sono conseguenza dell’interessamento di un solo lobo temporale che va

incontro a distruzione tissutale, anomalie neurologiche focali, attacchi epilettici. Le infezioni da HSV1 sono

le cause più frequenti di encefaliti sporadiche che presenta un elevato indice di mortalità (70%) senza

trattamento e in caso di risoluzione si hanno spesso sequele neurologiche.

Infezioni cutanee. Infezioni delle dita (patereccio erpetico) e del corpo (erpete dei gladiatori). Le recidive

colpiscono sempre lo stesso punto e sono sempre più dolorose.

Herpes neonatale. Malattia devastante contratta in utero, ma più spesso durante il parto. In assenza di risp

immunitaria cellulo- mediata il neonato non è in grado di contrastare la replicazione e diffusione, per cui il

virus invade gli organi profondi (fegato, polmoni, reni, SNC). Il decorso è in genere fattale ma in caso di

risoluzione si manifestano gravi sequele neurologiche permanenti. Nel 75% dei casi è causato da HSV2.

Diagnosi di laboratorio.

Diretta

- Microscopio elettronico con liquido delle vescicole (rilevazione di cellule multinucleate giganti e

corpi di inclusione di Cowdry tipo A)

- Immunofluorescenza su liquido delle vescicole (dimostrazione di Ag virali)

- Isolamento virale (dalle lesioni erpetiche in atto; replica su svariati sistemi di colture cellulari

causando il tipico effetto citolitico in 48-72 h)

- PCR: usata di routine per la diagnosi di encefalite erpetica.

Indiretta

- Indagine sierologica, meno rapida e non correlata spesso alla manifestazione in atto infatti c’è

bisogno di 1-2 settimane affinché gli Ac compaiano dopo l’infezione. Persistono per tutta la vita.

Trattamento.

I virus erpetici sono sensibili a numerosi farmaci che esplicano la loro attività sui numerosi enzimi coinvolti

nella sintesi del DNA virale. Tali farmaci inibiscono la replicazione virale e migliorano le manifestazioni

cliniche ma non sono in grado di eliminare i virus in latenza nei gangli sensoriali.

Generalmente gli antivirali sono indicati se l’infezione primaria è severa, c’è disseminazione, la vista è

compromessa e potrebbe causare encefalite erpetica

Acyclovir è il farmaco di prima scelta per molte situazioni. È presenta in un vario numero di preparazioni:

- IV (infezione HSV in pz normali e immunocompromessi)

- Orale (trattamento e soppressione a lungo termine di herpes mucocutaneo e profilassi di HSV in pz

immunocompromessi)

- Creme (infezione da HSV della pelle e delle membrane mucose)

- Unguento oftalmico

Famciclovir e valacyclovir, solo per uso orale. Più costosi che Acyclovir

Farmaci più vecchi: es. idoxuridina, trifluorotimidina, vidarabina (ara- A) che sono molto più tossici e

adatti solo per uso topico e in infezioni oculari.

VIRUS DELLA VARICELLA- ZOSTER (HHV-3)

Sottofamiglia: α herpesvirinae 5

L’infezione primaria del VZV è rappresentata dalla varicella, tipica malattia esantematica dell’infanzia

(maggiore prevalenza tra 4 e 10 anni) mentre la ricorrenza in età adulta produce l’herpes zoster o “fuoco di

Sant’Antonio”.

Il virus si replica in uno spettro limitato di cellule (cellule epiteliali, fibroblasti embrionali in vitro).

La varicella si diffonde per mezzo di goccioline di aerosol trasportate dall’aria o mediante contatto diretto

con le vescicole. Un malato di varicella è infettivo dal momento della comparsa delle eruzioni cutanee a

circa 1 settimana dopo. Il virus diffonde per le vie linfatiche. L’organo bersaglio è la cute, viene raggiunto in

14 gg circa. La sede di latenza sono le radici dorsali o i gangli sensoriali dei nervi cranici.

La varicella è una malattia a decorso benigno, in genere sintomatica. Periodo di incubazione 1-3 settimane.

Nella fase iniziale compare malessere generale e febbre seguiti da un eritema maculo papulare  si manifesta

con eruzioni dapprima di tipo papuloso, che si trasformano poi in vescicole che possono rompersi, liberando

un essudato o evolvere in pustole e quindi in croste che guariscono spontaneamente senza cicatrici residue.

Le lesioni, che si estendono anche al cuoio capelluto, causano intenso prurito che costringe i pz a grattarsi

intensamente con possibilità di sovrainfezioni batteriche e formazione di cicatrici permanenti.

Le vescicole a carico della cute e delle mucose si presentano a diffusione centripeta (dapprima al tronco e poi

al viso, agli arti e alle mucose del cavo orale) e a gittate successive, ciascuna delle quali si risolve in pochi

giorni. È altamente contagiosa con un tasso di trasmissione del 90% nei contati stretti.

Complicazioni negli adulti, soprattutto con deficit immunologici:

- Il rash si può estendere internamente causando una varicella emorragica.

- Encefaliti

- Polmoniti interstiziali

L’herpes zoster è un’affezione sporadica degli adulti (per la maggior parte pz con > 50 anni), è il risultato

della riattivazione del virus in uno o più gangli sensoriali. I gangli interessati possono essere cervicali,

toracici o lombo-sacrali; più spesso il trigemino. Si ritiene che la riattivazione dalla fase di latenza si

accompagni a un declino della risp immunitaria, che permette la replicazione e la migrazione del virus fino

alla cute.

L’esordio è rappresentato dalla comparsa di un dolore intenso, parestesia e bruciore nell’area innervata che

precede la comparsa di vescicole simili a quelle della varicella, molto dolorose, la cui diffusione si limita a

un dermatomero, cioè alla regione cutanea innervata dal nervo interessato.

Lo zoster oftalmico che deriva dalla riattivazione del virus nel ganglio trigeminale, coinvolge la congiuntiva,

la sclera, la cornea e l’iride con gravi compromissioni sulla visione.

Nel 30% dei pz di età > 60 anni la complicanza più frequente è rappresentata dalla nevralgia post erpetica

che può persistere per mesi, accompagnata da dolore intenso. Nei pz immunocompromessi si ha la comparsa

della forma disseminata, con coinvolgimento di organi profondi (polmone, fegato, cervello). In questi casi

l’infezione è progressiva e potenzialmente fatale.

Diagnosi.

La diagnosi clinica è la più usata.

- Isolamento del virus direttamente dal liquido delle vescicole dopo incubazione di 3-6 giorni su

opportune colture cellulari. L’effetto citopatico è simile a quello che si osserva in vivo (formazione

di sincizi, cellule giganti multinucleate, inclusioni intranucleari). Eseguito raramente perché richiede

2-3 settimane

- Uso di Ac fluorescenti diretti per l’osservazione del materiale cellulare ottenuto in seguito a

raschiamento delle lesioni cutanee.

- PCR per evidenziare il DNA virale nel liquido delle vescicole, estratti di croste o materiale bioptico 6

- Sierologia: IgG del VZV sono indicative di una passata infezione e immunità. IgM sono indicative di

una recente infezione primaria

Terapia.

La terapia di solito è prevista solo nei pz immunocompromessi, mentre i bambini, per l’andamento benigno

dell’infezione, non è previsto nessun trattamento.

L’herpes zoster in individui in salute non è causa di preoccupazione. Il problema principale è la gestione

della nevralgia posterpetica.

I farmaci di elezione: Acyclovir, valacyclovir o Famciclovir (somministrati per molto, serve una

compliance alta per non dare resistenza).

La profilassi dovrebbe essere attuata nei pz immunocompromessi mediante somministrazione di Ig anti-

varicella-zoster. È disponibile anche un vaccino costituito da virus attenuato ad somministrare dopo i 2 anni

di età, induce produzione di Ac protettivi e immunità cellulo- mediata.

VIRUS DI EPSTEIN-BARR (HHV-4)

Sottofamiglia: γ-herpesvirinae.

Virus ubiquitario responsabile della mononucleosi infettiva e uno dei fattori di rischio per lo sviluppo di

linfoma di Burkitt, carcinoma nasofaringeo e altre sindromi linfoproliferative in soggetti

immunocompromessi. È un potente mitogeno per le cellule B, che immortalizza in vivo e in vitro.

Nei paesi sviluppati l’80-90% degli adulti sono infetti. Si osservano 2 picchi di infezione:

- Bambini in età prescolare (1-6 anni); presenta generalmente un decorso subclinico inapparente

- Adolescenti e giovani adulti (14-20 anni); può presentare un decorso subclinico a diversi livelli di

gravità

Nei paesi in via di sviluppo le infezioni compaiono a un’età molto più precoce cosicché entro i 2 anni di età

il 90% dei bambini sono sieropositivi.

Una volta infettato, si sviluppa uno stato di portatore per tutta la vita in base al quale un’infezione di basso

grado è tenuta sotto controllo dalle difese immunitarie.

Lo spettro d’ospite e il tropismo di tessuto sono determinati dalla limitata distribuzione del recettore

cellulare, costituito dal recettore per il componente C3d del complemento (CR2 o CD21) e da un corecettore

costituito dalle molecole