HERPESVIRIDAE

T O R C H TOXOPLASMA OTHERS ROSOLIA CMV HSV EBV, HBV, HCV, HIV, LISTERIA, VIRUS INFLUENZA, TREPONEMA PALLIDUM T O R C H TOXOPLASMA OTHERS ROSOLIA CMV HSV

Herpesvirus Tutti gli herpesviruses hanno una identica morfologia.

Virus erpetico Nucleocapside Envelope

Struttura dei virus erpetici DNA Virale Glicoproteine Tegumento Capside Envelope Spikes glicoproteiche sulla superficie dell’HSV

Struttura del capside Pentone Esoni Proteina Gene MW Copie per Capside VP5 UL19 149,075 960 VP19c UL38 50,260 375 VP21 UL26 45,000 87 VP23 UL18 34,268 572 VP24 UL26.5 26,618 147 VP26 UL35 12,095 952 Il capside è costituito da 162 capsomeri (12 pentoni e 150 esoni) collegati in gruppi di tre da strutture trivalenti (in verde) e che sono costituite da VP19C and VP23 . VP5 costituisce la subunità strutturale dei capsomeri (esoni e pentoni). VP26 è localizzata sulla punta distale degli esoni.

Organizzazione genomica dei virus erpetici VZV HSV-1 e HSV-2 EBV CMV HHV-6

Mappa genetica dell’HSV-1 . Es.: il gene US6 codifica per gD, una glicoproteina di membrana coinvolta nella penetrazione del virus. UL22 è un’altra glicoproteina (gH). UL30 codifica per una DNA polimerasi DNA dipendente. L’HSV-1 codifica per proteine coinvolte in diverse funzioni: (1) Struttura del virus; (2) Replicazione del DNA; (3) Attivazione dell’espressione genica; (4) Soppressione della risposta immune; (5) Inibizione dell’espressione dei geni cellulari; (6) Impaccamento del genoma nel capside; (7) Latenza e riattivazione del virus; (8) Soppressione delle risposte cellulari all’infezione (es.: apoptosi) Il genoma codifica per circa 80 proteine. La maggior parte dei geni sono localizzati nelle regioni uniche L ed S, e sono denominati in base alla loro posizione genomica. Mappa genetica dell’HSV-1

Replicazione dei virus erpetici Proteine b Proteine g Proteine a

nello stesso sito dell’infezione primaria Replicazione del virus nelle cellule epiteliali a livello della sede di ingresso Trasporto retrogrado Neurone sensoriale Infezione dei neuroni sensoriali dei gangli Sito di latenza LATENZA RIATTIVAZIONE Stimoli appropriati riattivano il virus dallo stato di latenza Infezione ricorrente nello stesso sito dell’infezione primaria I virus percorrono al contrario la stessa via

Infezione latente e attiva nell’ herpes labiale Sito dell’infezione attiva latente Infezione primaria Infezione ricorrente Latenza Riattivazione

Durante la fase di latenza, il genoma è conservato intatto nei neuroni sensoriali sede della latenza (a-herpesvirus), ma la caratteristica cascate dell’espressione genica e produzione di proteine è completamente assente. L’infezione latente può essere distinta in tre fasi: instaurazione, mantenimento riattivazione

Sottofamiglie fibroblasti umani VI m., m.da inclusioni ALCUNE PROPRIETA’ DI VIRUS DELL’UOMO APPARTENENTI ALLA FAMIGLIA HERPESVIRIDAE Sottofamiglie a - herpesvirinae b - herpesvirinae -herpesvirinae membri HSV-1, HSV-2, VZV HCMV, HHV-6, HHV-7 EBV, HHV-8 spettro d’ospite in vitro ampio fibroblasti umani linfociti latenza in vivo gangli sensitivi epiteli, endoteli, organi linfoidi ciclo riproduttivo in vitro (ore) breve (8-14) prolungato (48-96) prolungato (36-60) Genoma (Kb) 130-160 160-240 190 G + C% 45-75% 50-60% 60% infezione primaria gengivo-stomatite, herpes neonatale, h. genitale, varicella asintomatica, malattia neonatale, VI m., m.da inclusioni asintomatica, mononucleosi

HSV-1 e HSV-2 alphaherpesvirus Virus con envelope, DNA a doppia elica (genoma di circa 150 kb) Il genoma di HSV-1 e HSV-2 condividono il 50 - 70% omologia Essi condividono anche diversi epitopi cross-reattivi. Esiste anche una cross-reattività con VZV. L’uomo è l’unico ospite naturale dell’HSV

HSV1 e HSV2 50% di omologia Trasmissione: contatto diretto (soprattutto saliva per HSV1 e secrezioni genitali per HSV2) Lesioni mucocutanee localizzate al volto (HSV1) o alle zone genitali (HSV2) Infezione primaria latenza recidive

Lesioni da HSV-1

Lesioni erpetiche da contatto Eczema erpetico

Decorso clinico dell’infezione primaria -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Disseminazione del virus Sintomi sistemici Sintomi locali Giorno Contatto Apparizione lesioni Fine del dolore Vesicole o Pustole Ulcere Croste Genital herpes is a chronic disease characterized by alternating periods of quiescence and recurrence. After initial infection, often manifested by painful, tingling blisters and sores of the anogenital area, HSV lies latent in the dorsal root ganglia of the spinal cord and is periodically reactivated, for reasons not completely understood, to cause symptomatic or asymptomatic recurrences. Symptoms of first-episode genital herpes include fever, malaise, and painful anogenital lesions. Note: Graphic depicts stereotypical case. Clinical course can vary substantially from patient to patient. References Corey L, Adams HG, Brown ZA, Holmes KK. Genital herpes simplex virus infections: clinical manifestations, course, and complications. Ann Intern Med 1983; 98: 958-72 Drake S et al. BMJ 2000;321:619-623. Conant MA et al. J Am Acad Dermatol 1996;35:601-605.

Immunità Le recidive dell’infezione da HSV-1/HSV2 si realizzano in soggetti che hanno sviluppato una risposta immunitaria contro il virus,anche se tale risposta risulta incapace di prevenire totalmente la recidiva, ha comunque un ruolo importante nel contenere la gravità dell’infezione erpetica.

Diagnosi Esame microscopico diretto delle cellule prelevate dalla lesione(stirscio di Tzanck evidenzia corpi inclusi di Cowdry di tipo A). Coltura cellulare (HSV produce CPE entro 1-3 giorni in cellule HeLa ,Hep2). I test sierologici sono utili solo per la diagnosi di una infezione primaria da HSV, non sono utili per la diagnosi di malattie ricorrenti perché in genere queste non sono accompagnate da un significativo aumento del titolo anticorpale.

Tutti I virus erpetici si replicano nel nucleo della cellula infetta Tutti I virus erpetici si replicano nel nucleo della cellula infetta. L’accumulo di proteine virali conduce alla formazioni delle caratteristiche inclusioni eosinofile intranucleari. U’altro effetto citopatico è rappresentato dalla formazione di sincizi

Test di immunofluorescenza per gli antigeni di HSV in cellule epiteliali Effetto citopatico in cellule in coltura. Notare l’effetto di arrotondamento delle cellule

Terapia Acyclovir – rappresenta attualmente il medicinale di scelta. E’ disponibile in una serie di formulazioni: i.v. (infezioni gravi nei pazienti normali ed immunocompromessi) orale (trattamento e soppressione a lungo termine delll’herpes mucocutaneo e profilassi nei pazienti immunocompromessi) pomate (infezione della cute e delle mucose) Formulazioni per uso oftalmico Famciclovir e valacyclovir – solo orale, più costoso dell’acyclovir.

Varicella-Zoster virus Appartiene alla sottofamiglia degli alphaherpesvirus Dna a doppio filamento Genoma di 125 kbp Epidemiologia La varicella è una delle malattie classiche dell’infanzia, con la maggior prevalenza tra 4–10 anni La maggior parte della popolazione viene infettata prima dell’età adulta, ma un 10% di giovani adulti rimane suscettibile. L’herpes zoster, al contrario, è sporadico.

Virus varicella-zoster Manifestazioni cliniche manifestazione sistemica esantematica (varicella) (molto contagiosa) manifestazione ricorrente (zoster) limitata al dermatomero corrispondente sede latenza Nei soggetti immunocompromessi la ricorrenza può assumere andamento generalizzato Incubazione circa 14 gg Comparsa ad ondate successive di lesioni maculopapulari che si trasformano in vascicole e successivamente in pustole

Virus varicella-zoster VZV latentizza nei gangli spinali VZV si riattiva dopo molti anni Varicella Zoster

Varicella

Varicella

Lesioni zosteriformi Multipla Trigemino L1

Thoracic 4th nerve(T4)

Thoracic 10th nerve(T10)

Diagnosi di laboratorio Le manifestazioni cliniche della varicella o dello zoster, sono così caratteristiche che raramente si richiede la conferma in laboratorio. La diagnosi di laboratorio può essere richiesta solo in caso di manifestazioni atipiche, particolarmente nel caso di pazienti immunocompromessi. Isolamento virale – raramente effettuato (richiede 2-3 settimane) Identificazione diretta – osservazione al microscopio elettronico del fluido delle vescicole (non può distinguere tra HSV e VZV). Immunofluorescenza Sierologia – la presenza di VZV IgG è indicativa di passata infezione ed immunità. La presenza di IgM indica un’infezione primaria recente.

Terapia Acyclovir Vaccino vivo attenuato Immunizzazione passiva

Citomegalovirus Il citomegalovirus è un β-herpesvirus E’ il più grande di tutti i virus erpetici dell’uomo, con un genoma di 235 Kb La caratteristica istologica dell’infezione da CMV è la cellula citomegalica ovvero cellula ingrandita che contiene una grossa e voluminosa inclusione intranucleare, densa basofila a “occhio di gufo”. Dopo l’infezione primaria (contratta nell’infanzia o nell’adolescenza) il virus permane in forma latente per tutta la vita.

Citomegalovirus L’infezione è spesso asintomatica nell’individuo immunocompetente, sia nell’infezione primaria che in quelle ricorrente. Sindromi simil-mononucleosica: febbre, linfoadenopatia, faringite. Grave negli immunocompromessi. Coinvolgimento di molti organi: polmonite, epatite, nefrite, retinite, encefalite. La sede dell’infezione primaria è multipla: cellule epiteliali delle mucose e ghiandolari, cellule linfoidi. La sede della latenza: monociti Farmaci efficaci: Ganciclovir: inibitore della sintesi del DNA virale, come terminatore di catena Foscarnet: inibitore della sintesi del DNA virale, come inibitore non competitivo

Trasmissione Il CMV è trasmissibile al feto per via placentare Neonato= contatto con secrezioni materne infette (allattamento al seno , canale del parto) Bambini=Urine o saliva di altri bambini infetti Adolesenti e adulti = Saliva, rapporti sessuali, trasfusioni di sangue. Trapiantati= Trasfusioni di sangue,organi donati (riattivazione dovuta alla immunosoppressione).

Trasmissione: secrezioni 1 sangue 2 organi 3 EPITELIO ENDOTELIO ORGANO Diffusione ematogena Diffusione mediante secrezioni fibroblasti, cell muscolari lisce 2 sangue lumen 1

Trasfusione e trapianto d’organo La riattivazione dell’infezione da CMV assume un’importanza clinica nei soggetti immunocompromessi e nei trapiantati d’organo. La riattivazione dell’infezione latente nel paziente trasfuso e nei trapiantati d’organo può decorrere asintomatica ma può anche manifestarsi con forme sistemiche o a prevalente localizzazione polmonare (polmonite interstiziale), epatica, cerebrale ed oculare (corioretinite). Nei soggetti portatori di trapianto d’organo, la riattivazione di un infezione citomegalica latente o la trasmissione dell’infezione con l’organo del donatore, possono essere legate a fenomeni di rigetto.

Epstein-Barr virus (EBV). 1958 Burkitt descrisse un tumore nei bambini africani nelle zone endemiche da Malaria 1964 Epstein scoprì un herpesvirus nelle colture delle cellule tumorali. 1966 alcuni ricercatori americani scoprirono l’associazione di questo virus con la mononucleosi, e il carcinoma naso-faringeo.

Patogenesi I linfociti B normali in coltura muoiono rapidamente, mentre EBV aggiunto in coltura trasforma una parte in linfoblasti che contengono il genoma virale e continuano a dividersi all’infinito. Questo processo è noto come immortalizzazione e ha delle implicazioni per il potere oncogenico del virus. In vivo, una volta infettata una persona presenta nei linfociti B il genoma del virus EBV per tutta la vita.

EBV autolimitante PRIMARIA 60% asintomatica nell’infanzia ( o modesta faringite) TRASMISSIONE ORALE REPLICAZIONE OROFARINGE (EPITELIO) REPLICAZIONE DOTTI GHIANDOLE SALIVARI INFEZIONE LINFOCITI B ( INF. LATENTE) Proliferazione autolimitante CIRCOLO SANG UIGNO STIMOLI VIRUS RIATTIVAZIONE NELLA SALIVA ASINTOMATICA 40% MI

L’infezione è accompagnata da un aumento degli enzimi epatici e da linfocitosi. I segni clinici della MI sono causati dalla massiva risposta immunitaria che coinvolge i linfociti T citotossici diretti contro le cellule B infette da EBV. Le cellule T limitano la crescita delle cellule B e promuovono la latenza nelle cellule B stesse. Sono necessarie per il controllo dell’infezione.(Guerra civile tra cellule B infettate da EBV e cellule T ad azione protettiva).

L’ infezione litica porta alla produzione di proteine di EBV, compresi gli antigeni precoci, gli antigeni capside virale e le glicoproteine degli antigeni di membrana.

Dosaggio degli anticorpi Eterofili Paul e Bunnell furono i primi ad identificare gli anticorpi eterofili IgM associati con la mononucleosi infettiva. Questi anticorpi sono conseguenza di una stimolazione policlonale e non si ritrovano esclusivamente nella mononucleosi.(80-90% dei casi negli adulti; 50% nei bambini). Il test di Paul-Bunnell si esegue su eritrociti di pecora, cavallo, e bovino, ma non su cellule renali di cavia

Diagnosi La diagnosi si basa sui sintomi e sui dati di laboratorio che permettono di escludere malattie da altri agenti come Toxoplasma gondii, Adenovirus e Citomegalovirus. I test sierologici dosano le IgG e le IgM dirette contro le componenti virali. antigeni EBV (derivati da diversi componenti del virus) antigeni VCA (derivati dal capside virale) sono utilizzati per rilevare anticorpi prodotti nella fase acuta dell’infezione antigene EBNA-1 è usato per rilevare IgG prodotte nella fase di convalescenza. antigene precoce D (early antigen D o EA-D) gli anticorpi compaiono nella fase acuta e, in genere, si riducono a livelli non dosabili dopo 3 - 6 mesi Stadiazione dell’infezione nel 5-10% dei casi, IgM contro le proteine del capside virale possono persistere per diversi mesi dopo l‘infezione.

Evoluzione degli anticorpi durante la MI da EBV

Mononucleosi infettiva diagnosi sierologica Ig G VCA Ig M VCA Ig G EBNA Ig G EA NO <5 <10 <5 <5 Si in atto 80-1280 <10 5-10 5- 160 Si pregressa 40 - 640 <10 20 - 320 5 – 20 Linfoma B 320 - 2560 <10 80 - 1280 10 - 1280 Carcinoma SNF 640 - 5120 <10 160 - 2560 80 - 1280

HERPESVIRUS UMANI TIPO 6 e7 HHV-6 Isolato per la prima volta nel 1986 Sembra implicato in due diverse sindromi: Roseola infantum( forma febbrile simil-influenzale con rash cutaneo). Linfoadenopatia negli adulti. Diagnosi: Ricerca degli anticorpi IgG e IgM (presenti a basso titolo). HHV-7 Isolato da cellule mononucleari nel sangue di individui sani.

Roseala Infantum

HHV - 7 - ISOLATO NEL 1989 dai PBL ATTIVATI DI INDIVIDUO SANO. - NON E’ STATA PROVATA L’ASSOCIAZIONE CON MALATTIE DELL’UOMO. (ISOLATO DA BAMBINI CON SINDROMI FEBBRILI ACUTE) - OMOLOGIA CON HHV – 6 CIRCA 30% - CROSS - REATTIVITA’ ANTIGENICA CON HHV – 6: sieroconversione per HHV - 6 si alza anche ac anti HHV - 7 Ac 82 - 93% della popolazione - SIEROCONVERSIONE TRA IL 1° E IL 2° ANNO DI VITA - il virus si isola dal 75% delle salive di adulti sani LATENZA cellule T CD4 + quindi riattivazioni molto frequenti - recettore CD4 come HIV

Herpesvirus umano 8 HHV-8 1872- Kaposi descrisse 5 casi di sarcoma idiopatico della pelle. Successivamente vennero descritti casi di patologia analoga che si manifestavano in persone prevalentemente di età avanzata. Negli anni ‘70 si evidenziò una notevole frequenza di casi di sarcoma di Kaposi in Africa centrale. Negli anni ’80 si evidenziò un notevole incremento di casi di sarcoma di Kaposi negli immunodepressi, sia se sottoposti a terapie immunosoppressive per trapianto d’organo sia soggetti affetti da HIV. Nel 1994 Chang e Moore dimostrarono che frammenti di genoma di un herpesvirus denominato HHV-8 era presente nella quasi totalità dei casi di Kaposi.

gammaherpesvirus alphaherpesvirus betaherpesvirus - gennaio 97: virus isolato in vitro in colture di linfociti B 16/17 geni studiati omologia con gammaherpesvirus omologia con HVS disordine linfoproliferativo pol iclonale T fulminante gammaherpesvirus nelle scimmie HVS HHV8 alphaherpesvirus EHV2 EBV HSV1 HSV2 EHV1 HHV7 PRV HHV6 HCMV VZV betaherpesvirus

HHV-8 HHV-8 è un γ-herpesvirus e ha un genoma di 165 Kb oggi completamente sequenziato. Il DNA virale è rilevabile nella quasi totalità dei casi di sarcoma di Kaposi nella lesione neoplastica, mentre è rilevabile nel sangue periferico con PCR solo nel 50% dei soggetti infettati.

Kaposi’s Sarcoma