biotechnologia


 
 

Wirus zapalenia wątroby typu A

HAVWirus zapalenia wątroby typu A na tle innych wirusów hepatotropowych jest wirusem stosunkowo łagodnym. Nauczyliśmy się zapobiegać zakażeniom HAV, dzięki skutecznym szczepionkom, profilaktyce postekspozycyjnej i higienie. Ciągle jednak na całym świecie stanowi realne zagrożenie, a z punktu widzenia naukowców wciąż niewiele wiadomo na temat jego trochę przekornej natury.


Hepatovirus

Czynnikiem etiologicznym WZW typu A jest wirus tak wyjątkowy, że jako jedyny tworzy rodzaj Hepatovirus, wchodzący w skład rodziny pikornawirusów. Dzieli z nimi wiele wspólnych cech, jednak pod wieloma względami zupełnie odstaje od reszty. HAV, w przeciwieństwie do innych Picornaviridae>, wykazuje dużą odporność na warunki środowiskowe: jest stabilny w silnie kwaśnym pH i odporny na długotrwałe działanie wysokiej temperatury. Odróżnia go również to, że bardzo wolno namnaża się w kulturach komórkowych, nie wykazując przy tym żadnego widocznego efektu cytopatycznego.
W naturze krążą trzy szczepy infekujące małpy naczelne i cztery genotypy powodujące infekcje u ludzi. Pomiędzy różnymi genotypami występuje około 85% podobieństwo sekwencji nukleotydowych. Najbliższym krewnym dwóch popularnych szczepów laboratoryjnych HM175 i CR326 jest HAV o genotypie I. Pomimo zmienności wirusa, jak do tej pory wyróżniono tylko jeden serotyp.


Epidemiologia

Objawy powodowane przez wirusa, oprócz charakterystycznego zabarwienia skóry – żółtaczki, (zwłaszcza w początkowej fazie) są mało specyficzne. Chorym dokucza zmęczenie, brak apetytu, wstręt do tłustych potraw, w końcu ból wątroby. Najbardziej narażoną na infekcję grupą ludzi są turyści, pracownicy oddziałów dziecięcych, narkomani i homoseksualiści. Amerykańskie CDC (Centrum Zwalczania i Zapobiegania Chorób) określa śmiertelnośc wywoływaną przez HAV jako stosunkowo niską – 4 śmierci na 1000 przypadków.
Do transmisji dochodzi na drodze oralno-fekalnej, więc możliwe jest zakażenie przez zanieczyszczone pożywienie, wodę, ale także bezpośredni kontakt z zainfekowaną osobą. Walkę z wirusem utrudnia jego doskonałe przystosowanie do przetrwania w trudnych warunkach, jednak przy zachowaniu podstawowych zasad higieny można z powodzeniem uniknąć zakażenia. Z tego względu epidemie dotykają raczej biedniejsze kraje o słabym zapleczu sanitarnym.
Rozmieszczenie genotypów HAV różni się w zależności od regionu geograficznego, ale najczęściej występującym na świecie jest genotyp I, z większą przewagą podtypu IA nad IB. Te sub-genotypy są najbardziej rozpowszechnione w obu Amerykach, Europie, Chinach i Japonii.
Cząstki wirusowe namnażają się wyłącznie w hepatocytach i komórkach nabłonka układu pokarmowego, skąd są uwalniane do krwi i żółci bez powodowania lizy komórek. Zniszczenia hepatocytów, prowadzącego do zaburzeń czynności wątroby, dokonuje sam układ odpornościowy, atakujący zainfekowaną przez wirusa komórkę.
Choroba ujawnia się po okresie wylęgania, który trwa średnio około 28 dni od pierwszego kontaktu z HAV. Obecność typowych objawów i ich nasilenie w dużej mierze zależy od wieku pacjenta: u dorosłych częściej rozwija się pełnoobjawowa infekcja z wystąpieniem żółtaczki, podczas gdy u dzieci poniżej szóstego roku życia przebieg infekcji przypomina raczej grypę. Często więc to dzieci, u których wczesna diagnoza jest niemożliwa, stanowią ogniska epidemii.


Morfologia i biologia wirusa

Wirion HAV o wielkości 27 nm nie posiada otoczki lipidowej – z tego względu jest także oporny na lizę. Wewnątrz kapsydu białkowego o ikozaedralnej symetrii znajduje się genom wirusa stanowiący 7,5 kb RNA o dodatniej polarności. Jak u wszystkich pikornawirusów, genom jest zorganizowany w trzy części. Region niekodujący 5 UTR zawiera struktury drugorzędowe niezbędne do translacji niezależnej od obecności czapeczki na mRNA i jest kowalencyjnie połączony z białkiem VPg. Pojedyncza otwarta ramka odczytu koduje wszystkie białka wirusowe: fragment P1 kodujący białka strukturalne (VP1, VP2 i VP3 oraz VP4 o nieznanej funkcji), regiony P2 i P3 kodujące niestrukturalne białka związane z replikacją. Na końcu 3 UTR zaś zlokalizowany jest krótki terminalny ogon poliA. Drugorzędowa struktura zlokalizowana w obrębie niekodującego regionu 5 odgrywa ważną rolę w inicjacji translacji. Genom pikornawirusów, będący gotową matrycą do translacji, nie posiada czapeczki, która w przypadku mRNA eukariotycznego naprowadza kompleks rybosomalny na miejsce startu translacji. U tych wirusów, również u HAV zadanie to spełnia sekwencja IRES (ang. internal ribosome entry site) znajdująca się we fragmencie 5 UTR. Proteolityczna obróbka poliproteiny następuje jednocześnie z procesem translacji i jest głównie przeprowadzana przez proteazę 3C. W przypadku translacji z udziałem IRES nie bierze udziału białko wiążące czapeczkę: eukariotyczny czynnik inicjujący 4e (eIF4E). Paradoksalnie, w przypadku HAV translacja jest zależna od tego czynnika. Nie potrafi on przez to zmniejszyć poziomu ekspresji białek gospodarza, z czego śmiało korzystają inne pikornawirusy.
Całkowity skład białkowy wirusa ciągle nie jest do końca poznany. Zainfekowane komórki zawierają małe ilości cząstek wirusowych, więc stężenie ich białek również jest bardzo niskie, co nie ułatwia pracy naukowcom. Region P1 ORF koduje trzy główne białka kapsydu: VP1, VP2 i VP3. Czwartego białka (VP4) prawdopodobnie kodowanego w tym samym fragmencie nie wykryto w dojrzałych cząstkach wirusowych. Każde z nich powstaje wskutek cięcia prekursora – poliproteiny przez proteazę 3C, dla której sekwencja kodująca znajduje się w regionie P3. Natywna konformacja białek kapsydu VP1 i VP3 tworzy pojedynczy, dominujący epitop kapsydu, który wywołuje odpowiedź układu odpornościowego w postaci produkcji przeciwciał neutralizujących. Białka niestrukturalne kodowane przez regiony P2 i P3 biorą udział w syntezie RNA i formowaniu wirionu. Niestrukturalne białka niezbędne w replikacji to 2B, 2C, 3A i 3B (=VPg), proteaza 3C i 3D, czyli zależna od RNA polimeraza RNA. VPg (ang. virion protein, genome linked) także kodowane przez fragment P3 jest kowalencyjnie związane z końcem 5 genomu i bierze udział w inicjacji syntezy RNA.
Dane na temat losów wirionów zaraz po kontakcie z gospodarzem są bardzo ograniczone. Z doświadczeń prowadzanych z wykorzystaniem przeciwciał znakowanych fluorescencyjnie wynika, że do infekcji dochodzi w jelicie. Wiriony prawdopodobnie przedostają się do wątroby przez żyłę wrotną, a następnie są pobierane przez hepatocyty. Scharakteryzowano receptor odpowiadający za adsorpcję wirusa na powierzchni komórki niepochodzącej z wątroby, niemniej jednak nie ustalono relacji między tą glikoproteiną (mucin-like class I integral membrane glycoprotein) a pobraniem wirusa przez hepatocyty. Po replikacji w wątrobie dojrzałe cząstki wirusowe są uwalniane do żółci. Ten cykl może się powtarzać do momentu, gdy przerwą go przeciwciała neutralizujące.
Badania dowodzą, że replikacja HAV zachodzi wyłącznie w komórkach hepatocytów i epitelialnych komórkach przewodu pokarmowego, ale w kulturach komórkowych możliwe jest namnażanie wirusa także w innych komórkach. Synteza RNA – składanie dużego, makromolekularnego kompleksu replikazy, zawierającego białka niestrukturalne z segmentu 2B-3C ma miejsce na błonie retikulum endoplazmatycznego. Białka kodowane przez wirusa replikują RNA genomowe, tworząc intermediat o ujemnej polarności, podczas gdy same powstają z genomowego (+)RNA. Kompletne cząstki wirusowe są uwalniane do żółci z apikalnej błony hepatocytu i krwioobiegu – z błony podstawno-bocznej. Mechanizm uwolnienia wirusa jest nieznany, ale z pewnością nie wymaga uśmiercania komórki.


Mechanizm zmienności

Wirus HAV wykorzystuje wszystkie znane mechanizmy zmienności wirusów i choć nie należy do tych szaleńczo „kreatywnych”, to i tak ewolucja człowieka w porównaniu z jego tempem zmienności utknęła w epoce lodowcowej. Szybka, czy nie – strategia różnorodności ma zapewnić przetrwanie. Przy tempie zachodzenia mutacji wynoszącym 10-3-10-4 ten wirus wykazuje stosunkowo niską zmienność antygenową: jak dotąd wyróżniono tylko jeden serotyp. Nie zmienia to faktu, że ciągle stanowi nierozwiązany problem.
Wiele wirusów RNA posiada zdolność do wymieniania się materiałem genetycznym. Taka genetyczna wymiana przez homologiczną, bądź niehomologiczną rekombinację ma miejsce również w przypadku HAV. Rekombinacja prowadząca do wymiany białek może mieć duże znaczenie w kształtowaniu genetycznej zmienności wirusa. Niemniej jednak częstość i implikacje wynikające z rekombinacji wirusów różnych genotypów nie są jasne.
Tak jak inne wirusy RNA, HAV egzystuje w naturze jako wiele blisko spokrewnionych quasi-gatunków. Ich dynamikę charakteryzuje ciągłe powstawanie nowych wariantów wirusowych genomów, konkurencja pomiędzy nimi i selekcja najlepiej przystosowanych mutantów. Zrozumienie tych procesów ma duże znaczenie dla klinicystów, dzięki niemu łatwiej będzie bowiem ustalić model postępu choroby, być może leczenia i zapobiegania infekcjom.


Prewencja i leczenie

Nie ma specyficznego leku na infekcję HAV. Leczenie polega na odpoczywaniu, odpowiedniej dbałości o dietę, to jest unikaniu alkoholu, fast-foodów i wszystkiego innego, co mogłoby niepotrzebnie nadwerężać wątrobę. Około 30 % pacjentów, u których występują wszystkie objawy wymaga hospitalizacji z powodu odwodnienia, skrajnego wyczerpania, koagulopatii oraz innych przejawów obciążenia wątroby.
W profilaktyce przedekspozycyjnej wykorzystywane są dwa rodzaje szczepionek zawierające całe unieszkodliwione wirusy. Trwałość ochrony jaką zapewniają to nawet 20 lat. Krótkotrwały (3-5 miesięcy) profilaktyczny efekt ochronny zaraz po kontakcie z wirusem można uzyskać przez domięśniowe podanie przeciwciała neutralizującego. Nie powinno się go jednak podawać 2-3 tygodnie po otrzymaniu żywej atenuowanej szczepionki, ponieważ obniży to jej immunogenność.
Podstawową kwestią pozostaje oczywiście należyta dbałość o higienę!


Podsumowanie

Wiele wskazuje na to, że wirus zapalenia wątroby typu A, mimo iż wydaje się stosunkowo „oswojony” i mało szkodliwy, może kryć przed nami jeszcze mnóstwo tajemnic. Możliwe, że lepsze poznanie jego biologii przyczyni się do opracowania leczenia i ochrony, które całkowicie wyeliminują problem WZW typu A. Niestety, uwagę badaczy skupiają na sobie jego groźniejsi „koledzy” - wirusy zapalenia wątroby typu B i C.


Autor: Martyna Franczuk


Literatura:
1. Costa-Mattioli M., Di Napoli A., Ferre V., Billaudel S., Perez-Bercoff R., Cristina J., 2003. Genetic variability of hepatitis A virus. Journal of General Virology, 12: 3191-3201.
2. Cristina J., Costa-Mattioli M., 2007. Genetic variability and molecular evolution of Hepatitis A virus. Virus Research, 2: 151-157.
3. Cuthbert J.A., 2001. Hepatitis A: Old and New. Clinical Microbiology Reviews, 14: 38-58.
4. Brundage S.C., Fitzpatrick A.N., 2006. Hepatitis A. American Family Physician, 73: 2162-2168.


Komentarze

Widok Uszereguj
Tylko zarejestrowani mogą dodawać komentarze. Zarejestruj się/Zaloguj

Podręcznik biotechnologii

Kto jest online

328 gości oraz 0 użytkowników online.

Jesteś niezarejestrowanym lub niezalogowanym użytkownikiem.


 
 
 
Partnerzy:

laboratoria.net Nauka w Polsce Academio Fundacja NanoNet BioCen - BioCentrum Edukacji Naukowej Notatek.pl cebioforum.com materialyinzynierskie.pl Wspieram.to - POLSKI KICKSTARTER - Polska platforma finansowania społecznoœciowego.Tu zrealizujš się Twoje pomysły. VitaInSilica Portal popularnonaukowy

Portal: Redakcja . Współpraca . Kontakt . Polecamy



Wszystkie prawa zastrzeżone 2006-2016 e-biotechnologia.pl
stat4u