A Flaviviradae a vírusos kórokozók nagy családja, amely súlyos betegségeket és halálozást okoz emberekben és állatokban. A család három nemzetségből áll: Flavivírusok, Pestivírusok és Hepacivírusok. A Flavivírusok nemzetségébe, amely a három közül a legnagyobb, több mint 70 vírus tartozik, köztük a Dengue-vírus (DV), a japán agyvelőgyulladás vírus (JEV), a nyugat-nílusi vírus (WNV), a sárgaláz vírus (YFV) és a Zika-vírus (ZIKV). A flavivírusok morfológiai egységességet mutatnak, ikozaéderes kapsziddal és szorosan illeszkedő, tüskés burokkal. A kapszid mérete körülbelül 30 nm, a teljes virion mérete pedig 45 nm. A flavivírusok genomja egy egyszálú, kb. 10 kb méretű sense RNS. Ez 3 szerkezeti fehérjét kódol: kapszid (C fehérje), membrán (M, amely prM-ként fejeződik ki, az M és a burok előfutára (E fehérje) és 7 nem szerkezeti fehérjét: NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B és NS5 (1. ábra a.b).
1. ábra. Flavivírus részecskék (a), fehérjék (b) és életciklus (c).
Browse All Flavivirus Related Products
Flavivírus életciklusa:
A vírusok a gazdasejt felszínéhez kapcsolódnak, majd receptorok által közvetített endocitózis révén jutnak be a sejtbe (1c ábra). Számos elsődleges receptort és alacsony affinitású társreceptort azonosítottak a flavivírusok számára. Az endoszómális vezikulum savasodása a virion konformációs változásait, a vírus- és a sejtmembrán fúzióját és a részecske szétesését váltja ki. Miután a genom a citoplazmába kerül, a pozitív értelmű RNS egyetlen polifehérjévé transzlálódik, amelyet a vírus és a gazdaszervezet proteázai ko- és poszttranszlációsan feldolgoznak. A genom replikációja intracelluláris membránokon történik. A vírus összeszerelése az endoplazmatikus retikulum (ER) felszínén történik, amikor a szerkezeti fehérjék és az újonnan szintetizált RNS az ER lumenébe rügyezik. Az így keletkező nem fertőző, éretlen vírusos és szubvírusos részecskék a transz-Golgi hálózaton (TGN) keresztül szállítódnak. Az éretlen vírusrészecskéket a gazdaszervezet proteáza, a furin hasítja, így érett, fertőző részecskék keletkeznek. A szubvírusos részecskéket szintén a furin hasítja. Az érett virionok és a szubvírusos részecskék ezt követően exocitózis útján szabadulnak fel.
Flavivírus epidemiológia:
A szúnyogok által terjesztett flavivírusok a természetben egy vagy több különböző vagy egymást átfedő ciklusban terjednek, amelyek egy szúnyogvektort – az YFV és a DENV esetében általában Aedes szúnyogokat, a JEV és a WNV esetében Culex szúnyogokat – és egy emlős vagy madár gazdát foglalnak magukban. A szúnyogok és a gerinces gazdaszervezetek közötti átvitelt horizontális átvitelnek nevezzük, és a gerincesek megbetegedését okozza. A horizontális átvitellel ellentétben a szúnyogok által terjesztett flavivírusok vertikális, azaz transzgenerációs átvitel útján is fennmaradhatnak a környezetben, ami lehetővé teszi a flavivírusok terjedését kizárólag a szúnyogokban. A szúnyogok által terjesztett flavivírusok vertikális átvitelét alátámasztó legközvetlenebb bizonyíték a vírusnak a fertőzött lárvákból való izolálásából származik, feltehetően transzováriális átvitel útján. Ez a megfigyelés összhangban van a vírusantigének kimutatásával a fertőzött szúnyogok petefészekszöveteiben. (2. ábra)
2. ábra. Három tipikus betegséget terjesztő szúnyog.
A flavivírusok világszerte elterjedtek, és a nemzetség egyes tagjai jelentős közegészségügyi problémát jelentenek (pl. sárgaláz vírus , dengue vírus , nyugat-nílusi vírus és japán encephalitis vírus ), magas morbiditással és/vagy mortalitással. Az elmúlt évtizedben a flavivírusok megnövekedett gyakoriságot mutattak, és világszerte több mint 3 milliárd emberre jelentenek kockázatot, ami az újonnan megjelenő betegségek paradigmájává teszi őket.
Az elmúlt 50 évben számos flavivírus, például a dengue-, a nyugat-nílusi és a sárgaláz vírus, drámai növekedést mutatott az incidencia, a betegség súlyossága és/vagy a földrajzi elterjedési terület tekintetében. A környezetből származó vírusos kórokozók viszonylag egységes járványtani jellemzőket mutatnak. A szúnyogok, kullancsok és csípőlegyek a legtöbb emberi vírusos betegség vektorai. Az emberi megbetegedések akkor fordulnak elő, amikor a vektorok aktívak, mérsékelt éghajlaton jellemzően tavasszal, nyáron és ősszel, és gyakran a vektor élőhelyének megfelelő, eltérő járványtani jellemzőket mutatnak (3. ábra).
3. ábra. 5 tipikus flavivírus járványterülete.
Megjelenések:
A flavivírusok patogén potenciáljuk és az emberi megbetegedést előidéző mechanizmusaik tekintetében igen eltérőek (1. táblázat). Az emberi fertőzés mind a szúnyogok, mind a kullancsok által terjesztett flavivírusokkal a vírusnak a bőrön keresztül, a fertőzött ízeltlábú nyálán keresztül történő lerakódásával kezdődik. A vírus lokálisan és a regionális nyirokcsomókban szaporodik, és viremiát eredményez. A flavivírusokat okozó főbb szindrómák és példák: agyvelőgyulladás (japán agyvelőgyulladás), lázas betegség kiütésekkel (dengue-vírus), vérzéses láz (Kyasanur erdei betegség vírusa és néha dengue-vírus) és vérzéses láz májgyulladással (sárgaláz vírus).
1. táblázat A legfontosabb flavivírusok áttekintése
Vírusfajok | Átvivő vektor | Földrajzi terjedés | Szindróma. |
---|---|---|---|
Sárgaláz | Moszkitó (Aedes) | Lásd 3a. ábra | Hemorrhagiás láz |
Dengue | Moszkitó (Aedes, Stegomyia) |
Lásd 3b ábra | Dengue szindróma, DHF, DSS |
Nyugat-nílusi láz | Moszkitó (Culex), kullancs (Argasidae) |
See 3c ábra | Dengue szindróma, agyvelőgyulladás |
Japán agyvelőgyulladás | Szúnyog (Culex) | Lásd 3d. ábra | Encephalitis |
Zika | Szúnyog (Aedes) | Lásd 3e. ábra | Mikrokefália |
Diagnosztika:
A különböző flavivírusok klinikai diagnózisa a nem specifikus tünetek miatt nem megbízható, a betegség etiológiájának megerősítéséhez kötelező a laboratóriumi diagnózis. Flavivírusfertőzésekben a vírus a szérumban vagy a plazmában általában 2-7 nappal a betegség kezdetét követően kimutatható, és ennek a viremiás fázisnak az időtartama és a kimutatott vírusterhelés a fertőző vírustól függően változik (2. táblázat). Általában a fertőzés kezdetétől számított 5-7 nap elteltével immunválasz alakul ki a fertőzéssel szemben, az IgM antitestek 15 nap után érik el a csúcspontjukat. Ezek az IgM-antitestek hónapoktól (mint a DENV esetében) akár évekig (mint a WNV-fertőzések esetében) is eltarthatnak. Az IgG megjelenése a betegség kezdetétől számított 8-10 nap után következik be, és egész életen át kimutatható. Az egyes flavivírusok sajátosságai jelentősen befolyásolják a flavivírusfertőzések azonosítására alkalmazandó diagnosztikai algoritmusokat. Általánosságban elmondható, hogy számos laboratórium a flavivírusok által okozott fertőzések diagnosztizálására a szerológiai teszteket választotta, köszönhetően azok pontosságának és a magas minőségi szabványokon alapuló kereskedelmi tesztek elérhetőségének. A különböző vírusok közötti szerológiai keresztreakciók jelenléte, valamint az antitestek kimutatásához szükséges idő azonban egyes fertőzéseknél gátolja a szerológia, mint az akut flavivírusfertőzések diagnosztikai eszközének hasznosságát. A vírusizolálás jelenti az “arany standard” módszert a megerősített flavivírusdiagnózis eléréséhez.
Browse All Flavivirus ELSIA Kit and Flavivirus RDT Products
Táblázat 2. Flavivírus diagnosztikai algoritmusok.
Akut fázis | Rekonvaleszcens fázis | Preferált minta† | Várható vírusterhelés | |
---|---|---|---|---|
YFV | RT-PCR, RT-qPCR, IgM, vírusizolálás | IgM, IgG | Szérum, plazma és szövet | magas |
DENV | RT-PCR, RT-qPCR, NS1 Ag, IgM, vírusizolálás | IgM, IgG | Szérum, plazma, CSF és PBMC-k | Legfeljebb 106 virion/ml |
WNV | RT-PCR, IgM, IgG | IgM, IgG | CSF és szérum | alacsony |
JEV | RT-PCR, IgM, IgG | IgM, IgG | CSF, szérum, vér és PBMC | alacsony |
ZIKV | RT-PCR, IgM, IgG | IgM, IgG | CSF és szérum | Alacsony |
Gould E A, Solomon T. Patogén flavivírusok . The Lancet, 2008, 371(9611): 500-509. | |
Gaunt M W, Sall A A, de Lamballerie X, et al. Phylogenetic relationships of flaviviruses correlate with their epidemiology, disease association and biogeography . Journal of General Virology, 2001, 82(8): 1867-1876. | |
Kuno G, Chang G J J, Tsuchiya K R, et al. Phylogeny of the genus Flavivirus . Journal of virology, 1998, 72(1): 73-83. | |
Mukhopadhyay S, Kuhn R J, Rossmann M G. A structural perspective of the flavivirus life cycle. Nature Reviews Microbiology, 2005, 3(1): 13-22. | |
Huang Y J S, Higgs S, Horne K M E, et al. Flavivirus-mosquito interactions. Viruses, 2014, 6(11): 4703-4730. |