Respiratorni adenovirusi

Prve predstavnike družine adenovirusov je leta 1953 izoliral W. Rowe (et al.) iz tonzil in adenoidov otrok, zato so tudi dobili to ime. Družina Adenoviridae je razdeljena na dva roda: Mastadenovirus - sesalski adenovirusi, ki vključujejo adenoviruse ljudi (41 serovariant), opic (24 serovariant), pa tudi goveda, konj, ovac, prašičev, psov, miši, dvoživk; in Aviadenovirus - ptičji adenovirusi (9 serovariant).

Adenovirusi nimajo superkapside. Virion ima obliko ikosaedra - kubični tip simetrije, njegov premer je 70-90 nm. Kapsida je sestavljena iz 252 kapsomerov s premerom 7-9 nm. Skupine po 9 kapsomerov tvorijo 20 enakostraničnih ploskev (180 kapsomerov), na njihovih vogalih pa je 12 oglišč, ki jih sestavlja 6 kapsomerov (72 kapsomerov). Ker je vsak od 180 kapsomerov sosednji šestim drugim, se imenuje hekson. Hekson pa je sestavljen iz treh podenot z množino mm 120 kD. Vsak od 12 oglišč kapsomerov sosednji petim, zato se imenuje penton. Dvanajst oglišč kapsomerov ikosaedra nosi nitaste izrastke (vlakna), dolge 8-30 nm, ki se končajo z glavo s premerom 4 nm. Jedro viriona vsebuje deoksiribonukleoprotein, ki ga sestavlja dvoverižna molekula genomske DNA (20–25 MD), s terminalnim proteinom (55 kD), kovalentno vezanim na 5' konce obeh verig, in dva glavna proteina: VII (18 kD) in V (48 kD). Deoksiribonukleoprotein je struktura 12 zank, katerih vrhovi so usmerjeni proti bazam apikalnih kapsid, zato ima jedro viriona prečni prerez v obliki cveta. Protein V se nahaja na zunanji površini. Poleg tega se v jedru nahajata proteina VI in X. Genom adenovirusa predstavlja dvoverižna linearna DNA z mm 19–24 MD. Verige DNA so obdane s terminalnimi invertiranimi ponovitvami, ki omogočajo nastanek obročnih molekul. Hidrofobni terminalni protein, ki je potreben za začetek replikacije DNA, je kovalentno vezan na 5' konce obeh verig. Število genov v molekuli DNA ni natančno določeno. V človeških adenovirusih beljakovine predstavljajo 86–88 % mase virionov. Njihovo skupno število je verjetno več kot 30, masa v mm pa se giblje od 5 do 120 kD. Beljakovine so označene z rimskimi številkami, od katerih so bile okarakterizirane II–XIII. Trenutno so v genomu adenovirusa identificirane štiri regije zgodnje transkripcije E1, E2, E3, E4 in vsaj 5 regij pozne transkripcije – LI, L2, L3, L4, L5.

Produkti E1 zavirajo transport celične mRNA v citoplazmo in njihovo translacijo. Regija E2 kodira sintezo proteina, ki veže DNK in igra pomembno vlogo pri replikaciji virusne DNK, zgodnji ekspresiji genov, nadzoru spajanja in sestavljanju virionov. Eden od poznih proteinov ščiti adenoviruse pred interferonom. Glavni produkti, ki jih kodirajo pozni geni, vključujejo proteine, ki tvorijo heksone, pentone, jedro viriona in nestrukturni protein, ki opravlja tri funkcije: a) sodeluje pri nastanku trimerjev heksonov; b) prenaša te trimere v jedro; c) sodeluje pri nastanku zrelih virionov adenovirusa. V virionu je bilo identificiranih vsaj 7 antigenov. Antigen A (hekson) je specifičen za skupino in je skupen vsem človeškim adenovirusom. Glede na antigen B (pentonska baza) so vsi človeški adenovirusi razdeljeni v tri podskupine. Antigen C (niti, vlakna) je specifičen za tip. Glede na ta antigen so vsi človeški adenovirusi razdeljeni na 41 serovariant. Vsi človeški adenovirusi, razen serovariant 12, 18 in 31, imajo hemaglutinacijsko aktivnost, ki jo posreduje penton (apikalni kapsomer). Leta 1960 je L. Rosen predlagal RTGA za identifikacijo serovariant adenovirusov.

Življenjski cikel adenovirusov med produktivno okužbo je sestavljen iz naslednjih faz:

• adsorpcija na specifične receptorje celične membrane z uporabo glave vlaken;
• prodiranje v celico s pomočjo mehanizma receptorsko posredovane endocitoze, ki ga spremlja delno "slačenje" v citoplazmi;
• končna deproteinizacija genoma na jedrni membrani in njegov prodor v jedro;
• sinteza zgodnjih mRNA z uporabo celične RNA polimeraze;
• sinteza zgodnjih virusno specifičnih proteinov;
• replikacija genomske virusne DNK;
• sinteza poznih mRNA;
• sinteza poznih virusnih beljakovin;
• morfogeneza virionov in njihov izstop iz celice.

Procesi transkripcije in replikacije potekajo v jedru, proces prevajanja pa v citoplazmi, od koder se beljakovine prenašajo v jedro. Morfogeneza virionov se prav tako dogaja v jedru in je večstopenjska: najprej se polipeptidi sestavijo v multimerne strukture - vlakna in heksone, nato nastanejo kapside, nezreli virioni in končno zreli virioni. V jedrih okuženih celic virioni pogosto tvorijo kristalne skupke. V poznih fazah okužbe se v jedrih ne kopičijo le zreli virioni, temveč tudi nezrele kapside (brez DNK). Sproščanje na novo sintetiziranih virionov spremlja uničenje celic. Vsi ne zapustijo celice, v kateri se sintetizira do milijon novih virionov. Preostali virioni motijo delovanje jedra in povzročajo degeneracijo celic.

Poleg produktivne oblike okužbe lahko adenovirusi povzročijo abortivno okužbo, pri kateri je razmnoževanje virusa v zgodnji ali poznejši fazi močno oslabljeno. Poleg tega so nekatere serovariante človeških adenovirusov sposobne povzročiti maligne tumorje, če jih inokuliramo v različne glodavce. Glede na njihove onkogene lastnosti se adenovirusi delijo na visoko onkogene, šibko onkogene in neonkogene. Onkogene sposobnosti so obratno sorazmerne z vsebnostjo GC parov v DNA adenovirusa. Glavni dogodek, ki vodi do transformacije celic (tudi v njihovih kulturah), je integracija virusne DNA v kromosom gostiteljske celice. Molekularni mehanizmi onkogenega delovanja adenovirusov ostajajo nejasni.

Adenovirusi nimajo onkogenih lastnosti v odnosu do ljudi.

Adenovirusi se ne razmnožujejo v piščančjih zarodkih, dobro pa se razmnožujejo v primarno tripsiniziranih in presajenih celičnih kulturah različnega izvora, kar povzroča značilen citopatogeni učinek (zaokroževanje celic in nastanek grozdnih grozdov, degeneracija s tankimi konicami).

V primerjavi z drugimi človeškimi virusi so adenovirusi v zunanjem okolju nekoliko bolj stabilni, ne uničujejo jih maščobna topila (ni lipidov), ne umrejo pri temperaturi 50 °C in pri pH 5,0–9,0; dobro se ohranjajo v zamrznjenem stanju.

Značilnosti epidemiologije. Vir okužbe je samo bolna oseba, vključno z njeno latentno obliko. Okužba se pojavi po kapljicah v zraku, kontaktno-gospodinjsko, z vodo v bazenih in fekalno-oralno. Virus lahko prodre tudi v črevesje skozi kri. Bolezni zgornjih dihal in oči povzročajo serovariante 1-8, 11, 19, 21. Serovariante 1, 2, 3, 12, 18, 31, 40 in 41 povzročajo gastroenteritis pri otrocih od 6 mesecev do 2 let, mezenterični adenitis. Serovariante 1, 2, 5, 6 se pogosto odkrijejo pri latentnih oblikah okužbe.

Ni podatkov o sposobnosti živalskih adenovirusov, da povzročajo bolezni pri ljudeh, in obratno, človeški adenovirusi pri živalih. Adenovirusi povzročajo sporadične bolezni in lokalne epidemične izbruhe. Največji izbruh v naši državi je prizadel 6000 ljudi.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Simptomi okužbe z adenovirusom

Inkubacijska doba je 6-9 dni. Virus se razmnožuje v epitelijskih celicah zgornjih dihal, sluznici oči. Lahko prodre v pljuča, prizadene bronhije in alveole ter povzroči hudo pljučnico; značilna biološka lastnost adenovirusov je tropizem do limfoidnega tkiva.

Adenovirusne bolezni lahko označimo kot vročinsko s kataralnim vnetjem sluznice dihalnih poti in oči, ki ga spremlja povečanje submukoznega limfoidnega tkiva in regionalnih bezgavk. Najpogosteje se pojavljajo v obliki tonzilitisa, faringitisa, bronhitisa, atipične pljučnice, gripi podobne bolezni, v obliki faringokonjunktivalne vročine. Konjunktivitis v nekaterih primerih spremlja adenovirusno bolezen, v drugih pa je njen glavni simptom.

Za adenovirusne bolezni je torej značilna prevlada respiratornega, konjunktivnega ali črevesnega sindroma. Hkrati je virus sposoben povzročiti latentno (asimptomatsko) ali kronično okužbo z dolgotrajnim obstojem v tkivih tonzil in adenoidov.

Imunost po okužbi je dolgotrajna, stabilna, vendar tipsko specifična, navzkrižne imunosti ni. Imunost je posledica protiteles, ki nevtralizirajo virus, in celic imunskega spomina.

Laboratorijska diagnostika okužbe z adenovirusom

1. Detekcija virusnih antigenov v prizadetih celicah z uporabo imunofluorescenčnih ali IFM metod.
2. Izolacija virusa. Material za študijo so nazofaringealni in konjunktivalni izločki, kri in blato (virus se lahko izolira ne le na začetku bolezni, temveč tudi 7. do 14. dan). Za izolacijo virusa se uporabljajo primarne tripsinizirane celične kulture (vključno z diploidnimi) človeškega zarodka, ki so občutljive na vse serotipe adenovirusov. Viruse detektiramo po njihovem citopatskem učinku in s pomočjo antigena, ki veže komplement (CBA), saj imajo vsi skupni antigen, ki veže komplement. Identifikacija se izvaja s tipsko specifičnimi antigeni z uporabo RTGA in RN v celični kulturi.
3. Zaznavanje povečanja titra protiteles v parnih serumih bolnikov z uporabo RSC. Določanje povečanja titra tipsko specifičnih protiteles se izvede s standardnimi serosevi adenovirusa v RTGA ali RN v celični kulturi.

Specifično preprečevanje okužbe z adenovirusom

Proti nekaterim serovariantam adenovirusa so bila razvita živa imunogena peroralna cepiva, vendar niso bila široko uporabljena.