Chřipka Influenza virus Influenza A virion Virion diameter c.100 μm Čel: Orthomyxoviridae Influenza virus ̶ hostitelé: ptáci, prase, člověk, kůň, pes a další obratlovci ̶ tropizmus: epitel respiračního traktu (savci), epitel intestinálního a respiračního traktu (ptáci) ̶ buněčné receptory: kyselina N-acetylneuraminová (kys. sialová) ̶ velikost 80-120 nm, obalený, segmentovaný (-)ssRNA lineární genom (13,5 kb) ̶ jediný (-)ssRNA virus replikující se v jádře ̶ 8 segmentů (velikost segmentu 890 až 2340 nt) kódujících 11 proteinů - u viru chřipky C pouze 7 segmentů ̶ každý RNA segment tvoří ribonukleoprotein (RNP komplex) ̶ Taxonomie: Influenzavirus A (člověk, prase, ptáci, kůň, netopýr, pes), B (člověk, mořští savci), C (člověk, prase), D (prase, dobytek) ̶ součástí virionu jsou i buněčné proteiny tubulin a cyklophilin A Influenza virus (transkripce a replikace) Antigenomic RNA (+) genomic RNA (-) Strategie replikace u influenza viru Replikace probíhá v jádře 1. virus se spojí hemaglutininem (HA1) k receptoru kys. sialové host. buňky a spustí endocytózu 2. acidifikace uvnitř endozómu (změna konformace M2-pumpování H+, strmé snížení pH) způsobí fúzi obalu viru s membránou endozómu – RNP komplex putuje k jádru 3. transkripce genomických segmentů virovou RNA polymerázou produkuje mRNA 4. současně replikace antigenomic (+)ssRNA jako templát pro syntézu nových (-)ssRNA 5. Obalové proteiny (HA, NA, M2) jsou translatovány na ER a transportovány do GK, kde probíhají postranslační modifikace (M2 plní opačnou roli než při vstupu do buňky-pumpuje H+ ven, aby nedošlo ke konformačním změnám HA komplexu 6. zbylé proteiny jsou syntetizovány na volných ribozomech v cytoplazmě 7. sestavení viru a pučení na plazmatické membráně (RNP komplex se akumuluje pod CM, stejně jako transmembránové proteiny HA, NA, M2, M1 protein se váže na CM, packaging signal umožní integraci osmi RNA segmentů do nového virionu 8. po vypučení viru přes CM je virus spojen s receptory přes HA, dokud neuraminidáza neodštěpí receptor a virus opustí buňku Organizace genomu viru chřipky Carter and Saunders, 2013 Strategie replikace viru chřipky (shrnutí) Carter and Saunders, 2013 Infekce vyvolané orthomyxoviry Chřipka A (lidé a zvířata), B (lidé, sporadická onemocnění s lehčím průběhem), C-nezařazen, DPandemie člověka: AH1N1(1918) – španělská, zemřelo až 40 mil. lidí AH2N2 1957/58 ('asijská' chřipka,) >1 mil. lidí AH3N2 1968/70 ('hongkongská' chřipka,) >1 mil. lidí AH1N1 1977 ('ruská' chřipka) všechny pandemické kmeny měly vloženy do svého genomu charakteristické úseky genomu ptačích chřipkových virů; vznikly tedy reasortací ptačích a savčích kmenů při koinfekci vnímavého hostitele (obvykle prasete jako tzv. 'mixing vessel'). Epidemiologie: sezónní charakter, epidemie (více jak 2000 nemocných na 100 000 obyvatel), v ČR podlehne chřipce 2000-3000 osob ročně 5-15% akutních infekcí hor. cest dýchacích, avšak až 80% komplikací Patogenita: určována povrchovými antigeny: Hemaglutininy H (18 subtypů) – vazba na povrch vnímavých buněk hor. cest dýchacích (H1, H2 a H3 u lidí) Neuraminidáza N (11 subtypů) - umožňuje vniknutí viru do cytoplazmy a po syntéze nových virionů také opuštění hostitelské buňky Antigenní drift – drobná změna ve struktuře některých povrchových antigenů, kombinace H a N zůstává shodná (sezónní charakter) Antigenní shift – úplná změna antigenu H nebo N nebo obou – nepromořená populace-pandemie, interval asi 20 let Infekce vyvolané orthomyxoviry Přenos: kapénkově (vysoce nakažlivé onemocnění) Inkubační doba: od vniknutí do organizmu k prvním příznaků trvá 24 až 48 hodin (nakažený člověk je zdrojem infekce ještě před vznikem prvních příznaků) Klinický obraz: náhlý začátek - vysoká horečka (i přes 40°C, zimnice, bolest hlavy, svalů a kloubů), bolestivý suchý kašel, nechutenství, u malých dětí zvracení, průjem, někdy febrilní křeče Komplikace: primární virová pneumonie (při srdečním onemocnění), bakteriální superinfekce pneumokoky nebo hemofily (záněty středouší u dětí nebo obličejových dutin u dospělých, bakteriální pneumonie), myokarditida Rizika: osoby starší 65 let (s chronickým onemocněním), gravidní ženy, imunokompromitovaní lidé Prevence: (1) Vakcinace – inaktivovaná trivakcína (2 subtypy chřipky A a 1 subtyp chřipky B), každoročně, složení se mění na základě cirkulujících kmenů, obvykle 1 dávka (2) Hygiena – mytí rukou, výměna kapesníků, izolace pacienta Infekce vyvolané orthomyxoviry Diagnostika: izolace viru na TK nebo kuřecích embryích (výtěr z nasofaryngu), určení kmenů (HIT), sérologie (KFR, HIT), RT-PCR Léčba: symptomatická (paracetamol, antitusika) Antivirotika (léčba/profylaxe): léčba nejpozději do dvou dnů od počátku onemocnění (1) Blokátory proteinového kanálku M chřipkového viru A- zástava replikace virů (2) Inhibitory neuraminidázy – znemožňují virům opustit hostitelskou buňku (zanamivir-Relenza/inhalátor/dospělí; Oseltamivir- Tamiflu/tobolky/děti) Národní protipandemický plán – organizační opatření, jak postupovat v případě vzniku chřipkové pandemie (pandemická vakcína, zásoba antivirotik a jejich distribuce) Hostitelé chřipky ve vztahu k hemaglutininu A/swine/South Dakota/152B/2009 (H1N2) Cirkulace chřipky u obratlovců Foto:profimedia.cz Mixing vessel Cirkulace chřipky u obratlovců Role of migratory birds in spread of H5N1 Live animal (wet) markets Dlouhodobé epidemické a pandemické riziko představuje úzký kontakt lidí s drůbeží, prasaty a dalšími obratlovci v jihovýchodní Asii (společné příbytky, kontakt mezi ptáky a prasaty). High pathogenic and low pathogenic bird influenza Response of immune system to H5N1 infection Rozdíl v klinické manifestaci u H1N1 a H5N1 Evolution of H1N1 (2009) Evolution of H7N9 (2013) Precautions (safety measures): H7N9, hospital, China Influenza pandemics (history) Výskyt H9N2, H7N7, H5N6 Source of infection Preventive measures: 'culling' Chřipka H1N1: porovnání pandemických kmenů 1918: španělská chřipka 2009: mexická (prasečí) chřipka 1918: 50 mil. obětí 2009: 18 tis. obětí (přes 70 zemí) Zdroj H1N1 (1918): formalínem fixovaná plicní tkáň, oběť chřipky (Aljašský permafrost) - reverzní genetika Společné: mladí zdraví lidé ('cytokine storm') Rozdíl: H1N1 (2009) – gastrointestinální diskomfort a zvracení u 40% případů Genetický rozdíl/změny v AMK: hemaglutinin, neuraminidáza a polymeráza (PB1, PB2 proteiny) - výrazně přispěli k významné virulenci španělské chřipky - HA (1918) se efektivněji váže na alfa2-6-glykan receptor kys. sialové než jiné pandemické kmenyvazebná kapacita HA k receptoru kys. sialové je klíčové z hlediska patogenity - efektivní kooperace mezi povrchovými HA a NA - PB1 (1918) - vyšší transkripční aktivita Molecular determinants of H5N1 pathogenesis in vivo HPAI klinické projevy HPAI, January 2006 HPAI v Dunajské deltě, říjen 2005 ––– ––––––––– H5N1, leden až červen 2007 První případ HPAI H5N1 v Česku: labuť v Hluboké n.Vlt., 27. březen 2006 Summary of the H5N1 spread chronology (as of 31 January 2006) ̶ Since 1996: HPAI H5N1 virus circulates in SE. Asia ̶ Since late 2003: circulation greatly activated in that area ̶ April-May 2005: Qinghai + Xinjiang provinces, N.China ̶ July 2005: Novosibirsk region, Asian Russia ̶ July to August 2005: Kazakhstan, Tibet, Mongolia ̶ August 2005: Altai, Kurgan, Omsk, Tyumen regions, Asian Russia, and Chelyabinsk region in southern Ural (at the limits of Europe) ̶ October 2005: Turkey, Romania, Croatia, European Russia, Crimea ̶ ̶ November 2005: Kuwait ̶ January 2006: Cyprus, Iraq, Saudi Arabia HPAI risk for humans: live poultry markets T. Uyeki (CDC) Origin of pandemic influenza (Nicholson et al. 2003) Pig as a "mixing vessel" _______ Worldwide circulation of H5N1 Cirkulace H5N1 Animal model for experimental infection of influenza viruses H5N1 in experimental model Molecular determinants of H5N1 pathogenesis in vivo Live bird (poultry) markets High pathogenic and low pathogenic bird influenza Response of immune system to H5N1 infection Evolution of H1N1 (2009) Evolution of H7N9 (2013) Geographic localization of H7N9, H5N1, H10N8, H5N6 Influenza pandemics Výskyt H9N2, H7N7, H5N6 Main symptoms and complications of flue Source of infection Laboratory diagnostics Distribuce chřipkových virů v Evropě