Lukáš Lörinc akademický rok 2006/2007 studijní skupina: 3018 Seminární práce z mikrobiologie Původci virových hepatitid Přehled: 1. Úvod a základní rozdělení 2. Virus hepatitidy A 3. Virus hepatitidy B 4. Virus hepatitidy C 5. Virus hepatitidy D 6. Virus hepatitidy E 7. Virus hepatitidy G 1. Úvod a základní rozdělení Mezi virové hepatitidy řadíme několik infekcí, primárně vyvolanýchprimárně hepatotropními viry, a sice virem hepatitidy A, B, C, D, E, (G). Písmeno F, ve značení virů, není obsazeno. O viru HGV se pochybuje, zda vůbec vyvolává hepatitidu. Kandidáty na další viry hepatitid jsou cirkovirům příbuzné viry SEN-D a SEN-H. Onemocnění mají podobný klinický obraz v důsledku zánětlivě degenerativních změn v jaterní tkáni, ale jsou odlišná z hlediska epidemiologického, imunologického a patogenetického. Neexistuje zkřížená imunita mezi infekcemi jednotlivými typy hepatitických virů. Existují kombinované nákazy, vyvolané průvodci jednotlivých typů virových hepatitid. Přehled hlavních virů hepatitid virus taxonomické zařazení genom obal přenos HAV čeleď Picornaviridae, rod Hepatovirus ssRNA - fekálně-orální HBV čeleď Hepadnaviridae, rod Orthohepadnavirus ds/ssDNA + parenterální HCV čeleď Flaviviridae, rod Hepacivirus ssRNA + parenterální HDV čeleď zatím bez názvu, rod Deltovirus ssRNA z HBV parenterální HEV čeleď i rod zatím bez názvu; blízký kalcivirům ssRNA - fekálně-orální 2. Virus hepatitidy A (HAV) Vlastnosti Hepatitida A se dříve také nazývala infekční žloutenka. HAV je 27nm velká, neobalená částice s kubicky symetrickou kapsidou. Obsahuje jednovláknovou RNA (ssRNA). HAV se vyskytuje v jediném antigenním typu, nicméně byla zjištěna existence čtyř lidských genotypů. Většina kmenů patří do genotypu I. a III. Tento virus byl původně klasifikován jako enterovirus 72. Na rozdíl od enterovirů je však mnohem termostabilnější a acidostabilnější. Rovněž vykazuje rezistenci k chlóru (nevadí mu chlorace pitné vody). Ničí ho však formalin, jódové desinfekce a vysoké koncentrace alkoholů. Patogeneze a Patogenita Inkubační doba je asi čtyři týdny. Poté se objevuje horečka, u dětí je častý průjem a zvracení, a typický ikterusVirus se primárně množí v oblasti střevních krypt, epiteliích žaludku a tlustého střeva. Poté je transportován portálním oběhem do hepatocytů. Ty infikuje a následně se množí v nich. Postižení hepatocytů má pravděpodobně imunopatologický podklad. Signalizují ho zvýšené hladiny jaterních testů (ALT, AST) Z jater se HAV uvolňuje do žluče i do krve. Následně se vylučuje především stolicía to často i měsíce po uzdravení. Časté bývají anikterické formy. Na rozdíl od infekce HBV infekce nepřechází do chronické či nosičské infekce a končí uzdravením. Terapie Specifická terapie není k dispozici. Nutná je přísná, netučná dieta. Dnes už se nevyžaduje přísný klid na lůžku. Profylakticky se podává normální gamaglobulin, možná je vakcinace (především u osob vystavených zvýšenému riziku nákazy). Epidemologie Výskyt onemocnění bývá sporadický. Vzácné jsou epidemie z kontaminované vody či potravin. Zdrojem infekce je pouze člověk. Nakažlivost je vysoká, k přenosu dochází přímým stykem (dětské kolektivy, rodina) i nepřímo (kontaminace vody a potravin) Nutností prevence je dodžování hygieny. V úvahu je nutno brát značnou rezistenci viru k dezinfekčním prostředkům. Laboratorní diagnostika Osvědčil se průkaz IgM protilátek proti HAV metodou ELISA. Jejich titr je značný již v období prvních příznaků. 3. Virus hepatitidy B (HBV) Vlastnosti HBV vytváří v infikované buňce tři typy částic: tzv. Daneony (velikost 42-47 nm), kulovité partikule a kratší vlákna. Všechny tři mají na svém povrchu přítomný antigen viru hepatitidy B tj. HBsAg (australský antigen). Infekční je pouze Daneova částice, kryta lipoproteinovým obalem. Pod obalem je virová dřeň (core) s virovou DNA. Kulovité částice a vlákna tvoří pouze HBsAg a lipidová složka. HBV patří z hlediska rezistence k vysoce odolným virům. Snese několikaminutový var, při pokojové teplotě přežívá až půl roku, více než týden v krvi v použité stříkačce. Odolný je rovněž i vůči detergentům. Likviduje ho: autokláv, sterilizace (1 hod), oxidašní činidla, aldehydy, alkoholy (70-80%). Genom HBV patří mezi nejmenší DNA viry (obsahuje zhruba 3200 párů bazí) s cirkulární dsDNA. Díky omezené genetické výbavě kóduje jen několik proteinů: Nukleokapsidový protein (HBsAg), který je nezbytný pro sestavování virionu a tvoří složku nukleokapsidy. Dále je kódován rozpustný antigen HbeAg, který je uvolňován z buňky a koluje ve vysokém titru v séru. Tento antigen potlačuje imunitní reakci vůči viru. Genom viru umožňuje vytvářet rovněž tři obalové proteiny, všechny glykosylované. Jsou podstatou povrchového antigenu HBsAg a označují se S, M a L protein. Z proteinů S a M jsou tvořeny malé kulovité a vláknité částice, kterých je v infikované buňce stokrát více než kompletních virionů a které ve významném množství kolují v krvi. M a L proteiny jsou významné pro přilnutí virionu k hepatocytu. Nestrukturální proteiny HBV jsou dva: Pol protein (virová polymerasa) a HBx protein vyvolávající transkripci v buňěčném jádře a replikaci HBV. Antigenní struktura Povrchový protein S nese tři antigenní determinanty: antigen „a", další se vyskytuje ve specifitě „d" nebo „y" a poslední „w" nebo „r". Kombinací těchto determinant můžeme dostat devět subtypů HBV. Určitý subtyp je typický pro narkomany, jiný pro homosexuály. Množení viru Replikace HBV začíná vazbou virionu na receptor hepatocytu. Uvolní se DNA viru a ta se dostává k jádru buňky, působí jako virový minichromosom. Ten je přepisován do čtyř sad různě velkých molekul RNA, z nich pak translací vznikají virové proteiny. Největší z těchto molekul je pregenomová RNA (pg RNA), slouží jako matrice pro reversní transkripci virového genomu. Virus tedy sice patří mezi DNA viry, ale ale replikuje svůj genom reversní transkripcií pgRNA. Na rozdíl od retrovirů se ale pro vznik produktivní infekce nemusí integrovat do buněčného genomu. Protože se tedy při replikaci HBV přepisuje virová DNA do RNA a ta zpět do DNA, vznikají tak logicky mutace s větší pravděpodobností. Známý je tzv. precore mutant, který má potlačenou tvorbu HbeAg a je podstatně virulentnější, protože je rezistentní k interferinu. Často odpovídá za fulminantní průběh infekce. Mutací může být rovněž postižena „a" determinanta. Rezistentní mutanty vznikají při terapii lamivudinem. Onkogenita HBV Chronická infekce HBV vede k jaterní cirhóze a následně k hepatocelulárnímu karcinomu. Většina nádorů obsahuje virovou DNA, přičemž integrace HBV DNA předchází nádorovému množení buněk. Pravděpodobně proteiny HBV nemají onkogenní účinek. Riziko spíše představuje situace, kdy regenerují hepatocyty po infekci a to zvyšuje riziko vzniku nádorové buňky. Patogeneze Infekce se vyznačuje velmi dlouhou inkubační dobou (skoro tři měsíce). Infikovat se lze při intravenózní aplikaci např. drog, pohlavním styku a při porodu. Virus se následně množí jen v hepatocytech, které však svojí přítomností nepoškozuje. Postupně nakazí všechny jaterní buňky aniž se aktivuje imunitní systém (protivirovou imunitní reakci pravděpodobně potlačuje „e" antigen). Není jasné, co nakonec imunitní systém aktivuje. Cytotoxické T lymfocyty pak zančnou produkovat interferon a TNF-alfa což potlačuje množení viru, ale zároveň poškozují vlastní infikované hepatocyty. To se projeví příznaky celkovými i příznaky poškození jater. Z oběhu je virus odstraňován pomocí protilátek a komplexy antigen-protilátka se následně usazují v cévách a glomerulech a mohou vyvolávat reakci pozdní přecitlivělosti III.typu. Tam, kde imunitní odpověď není dostatečná (novorozenci), se infekce stává chronickou. Patogenita Z klinického hlediska rozlišujeme: akutní hepatitidu B, chronickou hepatitidu B, asymptomatické nosičství a hepatocelulární karcinom. Akutní hepatitida B Představuje až 80% případů. Většinou proběhne asymptomaticky. Pokud ne, manifestuje aniktericky jako lehké onemocnění chřipkového charakteru, jen s lehce zvýšenými hladinami jaterních enzymů. Ty jsou ovšem zvýšeny vždy a vždy více u ALT než u AST. Vzácná je fulminantní forma, která může vést ke smrti. Chronická hepatitida B Nastává, pokud zánět jater trvá déle než 6 měsíců. To může vést k jaterní cirhóze až k hepatocelulárnímu karcinomu (až 80% primárních hepatomů má vztah k chronické infekci HBV). Do chronické formy HBV přechází téměř všechny infekce novorozenců. Asymptomatické nosičství Nastává, pokud nejsou přítomny známky jaterního poškození. Terapie Pro akutní formu není specifický lék. U chronické formy dlouhodobě podáváme nterferon-alfa a lamivudin, příp. entecavir. Léčba má trvalý úspěch asi u 1/3 případů a vznikají během ní rezistentní mutanty. Epidemologie Vysoký výskyt je v Asii, na Středním Východu, v Africe, kolem Amazonky, na ostrovech v Pacifiku. Zdrojem nákazy je jen člověk. Za infekční se považují tělesné tekutiny, zejnéna však krev. Přenos se děje pohlavním stykem, parenterálně a při porodu. Z hlediska prevence je možná vakcinace (vakciny obsahují HBsAg), dále se může podávat specifický imunoglobulin s vysokou hladinou protilátek anti-HBs (např. jako profylaxe při poranění zdravotníků kontaminovanou jehlou). Laboratorní diagnostika Průkaz markerů hepatitid (HBsAg, HbeAg, anti-HBs, anti HBc a anti-HBe). Akutní infekce se projevuje přítomností HBsAg, HbeAg a anti-HBc. Během rekonvalescence vymizí HBsAg a HbeAg a objeví se protilátky ati-HBs, anti-HBc a anti-HBe. Přítomnost protilátky anti-HBs vyjadřuje uzdravení a vzniklou imunitu vůči opakované infekci. V daleko menší míře se používají hybridizační techniky, případně PCR. Interpretace výsledků vyšetření na běžné markery HBV HBsAg IgM anti-HNc celková anti-HBc anti-HBs Interpretace + - - - Zcela čersvá infekce před nástupem anti-HBc + + + - Čerstvá infekce (v posledních 6ti měsících) - + + +/- Nedávná aktivní infekce s uzdravením + - + - Zřejmě chronická infekce - - + + Stav po dříve prodělané infekci s uzdravením - - - + Stav po očkování, bez známek infekce 4. Virus hepatitidy C (HCV) Způsobuje tzv. non-A, non-B hepatitidy. Byl objeven po HAV a HBV v souvislosti se záněty jater po transfúzích krve. Vlastnosti Virion obsahuje jediný gen, kódující polyprotein, který se následně štěpí na jednotlivé proteiny. Dnes rozlišujeme šest genotypů HCV s nejméně 11 odlišnými subtypy. Celosvětově jsou rozšířeny typy 1a, 2 a 3, typ 4 převládá na Středním Východě, 5 v Jižní Africe a 6 v Honkongu. Navíc HCV rychle podléhá mutacím a výsledkem je, že každý infikovaný jedinec obsahuje směs lehce odlišných virů. HCV vytváří dřeňový protein nukleokapsidy a dva obalové proteiny E1 a E2 s významnými antigenními epitopy. Oblast genomu, kódující E2 protein obsahuje hypervariabilní oblasti, které pod tlakem protilátek intenzivně mutují. Takto virus snáz perzistuje a uniká ataku imunitního systému. Nestrukturální proteiny, nutné pro replikaci viru jsou RNA dependentní RNA polymerasa, helikasa a virová proteasa. Výzkum viru znesnadňuje fakt, že kultivace in vitro se nedaří, užívají se pokusně infikovaní šimpanzi. Patogeneze Virus se v organismu extrémně rychle množí a to nejen v hepatocytech, ale i v B-lymfocytech. Denně takto vznikají miliardy nových virionů. Ruku v ruce s kvantitou jdou i chyby v replikaci genetické informace. V infikovaném organismu vzniká velké množství mutantů, čímž dochází k úniku před reakcemi imunitního systému. Infekce má proto sklon perzistovat a přecházet do chronické formy. Za postižení jater značnou měrou odpovídají autoimunitní pochody. Patogenita Akutní infekce HCV obvykle probíhá asymptomaticky. Pouze 1/5 infikovaných jedinců je schopna infekci zlikvidovat (tato schopnost je dána geneticky a souvisí s přítomností určitých alel pro systém HLA II. třídy). U většiny nemocných přejde onemocnění do chronické formy s přetrvávající virémií. Někdy je zvýšená hladina jaterních aminotransferas. Vždy se však objevují histologické znaky chronické hepatitidy. U dvaceti procent nakažených se během dvaceti let vyvinejaterní cirhosa a z nich až u pěti procent hepatocelulární karcinom. Onemocnění je rovněž často provázeno kryoglobulinemií, glomerulonefritidou, lymfomy a porfyrií cutanea tarda. Asi třetina infikovaných HIV je rovněž postičena infekcí HCV. U těchto pacientů dochází k cirhose a hepatocelulárnímu karcinomu mnohem častěji. Epidemiologie Zvýšené riziko je u transplantací, transfúzí a dialyzovaných pacientů. Nejvyšší riziko je však u narkomanů. Přenos je realizován krví.(Iatrogenní faktory jsou anamnesticky doloženy u více než poloviny pacientů v ČR!) Jiný způsob přenosu je obtížný i přesto, že byl virus prokázán i ve slinách. Možný je přenos pohlavním stykem, jisě dojde k přenosu z matky na plod. Terapie Původně se užíval jen interferon-alfa. Efektivnější je použitíinterferonu konjugovaného s polyethylenglykolem (tzv. pegylovaného interferonu) ve spojení s ribavirinem, což přináší až 50ti procentní úspěch v podobě trvalé eradikace HCV. Cirhosa a karcinom bývají indikací k transplantaci jater, je však nutno počítat s reinfekcí štěpu. Laboratorní diagnostika Užívá se průkaz protilátek IgG metodou ELISA. Nález lze ověřit pomocí imunoblotu metodou RIBA (Recombinant ImmunoBlot Assay). V časných fázích infekce lze prokázat virovou RNA v séru pomocí PCR. 5. Virus hepatitidy D (HDV) Vlastnosti HDV, někdy označovaný jako agens delta, je řazen do samostatného rodu Deltovirus. Je to neúplný virus, který se dovede pomnožit jen v přítomnosti jiného viru, který hraje roli tzv, pomocníka. Tím ne nejčastěji HBV, který mu poskytuje produkty chybějících genů. Nelze ale HDV považovat za defektní virus hepatitidy B, neboť jejich genomy jsou zcela odlišné. HDV jevelice podobný viroidům (subvirovým agens u rostlin, které se však dovedou množit samostatně). Virion HDV měří okolo 40 nm. Jeho obal je totožný s HBV. HDV obsahuje tudíž povrchový antigen HBsAg. Pod obalem je nukleokapsida,kubicky symetrická, která obasahuje virovou RNA a delta antigen. (HDAg). Delta antigen je tvořen dvěma peptidy; kratší je nutný pro replikaci virové RNA, delší pro sestavování celého virionu. To je jediný protein, který je kódován vlastním genomem HDV. Genom je významný už tím, že je extrémně malý. Je tvořen cirkulární RNA, která vytváří dvouvláknovou tyčinkovitou strukturu (Protože se většina bazí páruje). Virová RNAmá schopnost fungovat jako ribozym - dovede se sama štěpit a opět spojovat. Patogeneze a patogenita Inkubační doba je 14 - 120 dní. Období nakažlivosti je nejvyšší před vlastní manifestací onemocnění. Pokud je hostitel infikován virem-pomocníkem (HBV), lze infekci HDV považovat za superinfekci. Poku dojde k infekci oběma viry současně, hovoříme o koinfekci a může nastat situace, že některé hepatocyty budou napadeny pouze HDV. HDV napadá pouze játra. Může následovat fulminantní i chronický průběh zánětu jater. Onemocnění vyvolané HDV bývá závažnější naž jiné heptitidy. Epidemiologie Častý výskyt zahrnuje zejména Středozemí, Rumunsko, Jižní Ameriku. Laboratorní diagnostika Provádí se průkaz delta antigenu (HDAg), virové RNA nebo protilátek proti HDAg v séru metodou ELISA nebo RIA. Kultivace viru in vitro je neúspěšná. 6. Virus hepatitidy E (HEV) Vlastnosti HEV je morfologicky podobný kalcivirům, ale díky značným rozdílům enzymů, nutných pro jeho replikaci, byl z čeledi Calciviridae vyřazen. Vyrus nacházíme ve třech genotypech; I. je typický pro Afriku a Asii, II. A III. Nacházíme v Severní Americe. Patogeneze a patogenita Příznaky se podobají hepatitidě A, bývají ale výraznější příznaky gastrointestnální, chřipkové i kloubní. Stejně jako u infekce vyvolané HAV nebyl popsán přechod do chronicity. Také výše smrtnosti je u obou onemocnění obdobná, výjimku tvoří pouze těhotné ženy. Inkubační doba je 14 dní až 2 měsíce. Přes 50 % infekcí HEV může probíhat aniktericky, počet ikterických případů stoupá s věkem pacientů. Až 50 % onemocnění může probíhat asymptomaticky. Onemocnění propůká náhle, mívá však mírný průběh. Fulminantní průběh, který může končit i smrtí je typický pro těhotné, vede k potratu, poškození jater, ledvin a mozku. Epidemiologie Rezervoárem je nemocný člověk, uvažuje se i o zvířecích rezervoárech. Virem hepatitidy E lze infikovat např. šimpanze, některé další druhy opic nebo vepře. Sporadické případy, ale zvláště rozsáhlé epidemie byly popsány v Indii, Barmě, Iránu, Bangladéši, Nepálu, Pákistánu, asijských státech bývalého SSSR, Alžíru, Lýbii, Somálsku, Mexiku, Indonésii, Číně. Většinou se jednalo o vodní epidemie v souvislosti s povodněmi a následnou fekální kontaminací vodovodů. Infekce, spíše než děti, postihuje mladé dospělé jedince, což není doposud objasněno. U nás se virová hepatitida E běžně nevyskytuje, což nevylučuje možnost importovaných onemocnění u osob přijíždějících z oblastí s endemickým výskytem. Terapie Upřednosňuje se symptomatická terapie Laboratorni diagnostika Osvědčil se průkaz protilátek anti HEV řady IgM, méně často se využívá detekce vlastní virové RNA v séru pomocí reversní PCR. 7. Virus hepatitidy G (HGV) Bývá označován jako HGV nebo GBV-C (podle iniciál chirurga G.B., u něhož byl nalezen). Jedná se o flavivirus, který si však označení „virus hepatitidy G" pravděpodobně nezaslouží. HGV je lidský virus, který vyvolává perzistentní infekci s virémií. Častější je výskyt u narkomanů a osob infikovaných viry HBV, HCV a HIV. Přenos je možný transfúzí, transplantací a pohlavním stykem. Dosud se však s určitostí nedokázalo potvrdit, že vyvolává hepatitidu, je pravděpodobně pouze „nevinným divákem". Zjistilo se, že současná infekce HGV zlepšuje prognózu pacientů a AIDS.