Influenza Virus und seine Eigenschaften

Das Influenza-Virus gehört zur Familie der Orthomyxoviridae. Es ist verantwortlich für saisonale Grippe-Epidemien und gelegentliche Pandemien.

Influenza A-Viren sind in Wasservögeln zu finden und können andere Spezies, einschließlich Menschen, infizieren. Influenza B-Viren infizieren nur Menschen.

Influenzaviren haben eine Hülle, die mit Virus-spezifischen Proteinen und Wirtslipiden bedeckt ist. Ihre Form ist nicht definiert, was sie pleomorph macht.

Influenza-Viren werden nach ihren Oberflächenproteinen H (Hämagglutinin) und N (Neuraminidase) klassifiziert. Es gibt 18 H-Untertypen und 11 N-Untertypen, die die Virusvariabilität und -entwicklung beeinflussen.

Die Inkubationszeit für die Grippe beträgt Stunden bis Tage. Die Symptome dauern in der Regel 7 bis 14 Tage an. Danach können Schwäche und Appetitlosigkeit über Wochen anhalten.

Der Mensch ist das einzige Reservoir für das Poliovirus. Die Krankheit war früher eine der häufigsten Infektionskrankheiten der Welt, aber dank umfangreichen Impfprogrammen ist sie heute fast ausgerottet.

Übertragung des Poliovirus erfolgt hauptsächlich durch orale Aufnahme, z.B. durch Kontakt mit infektiösem Stuhl. Kontaminiertes Wasser ist ein weiteres wichtiges Übertragungsmedium.

CD155 ist ein Rezeptor, der auf bestimmten Immunzellen und Nervenzellen vorkommt. Das Poliovirus bindet an diesen Rezeptor, um in Zellen einzudringen.

Obwohl das Poliovirus in 95% der Fälle keine Symptome verursacht, wird es im Körper vermehrt und ist im Blut nachweisbar. Nur 5% der Infizierten weisen Krankheitssymptome auf.

In 5% der Fälle kann das Poliovirus in andere Gewebe wie z.B. Muskel und braunes Fettgewebe vordringen. Dies führt zu Fieber, Kopfschmerzen und Halsschmerzen.

In 1% der Fälle kann das Poliovirus das zentrale Nervensystem befallen und in Motorneuronen replizieren. Dies kann zu Lähmungen führen, die entweder vorübergehend oder dauerhaft bestehen können.

Poliovirus gehört zur Familie der Picornaviren (pico = klein). Das Virus ist etwa 25 nm im Durchmesser.

Das Poliovirus verfügt über eine ikosahedrale Struktur mit 60 Capsomeren, die jeweils aus vier Proteinen (VP1, VP2, VP3, VP4) bestehen.

Das Poliovirus hat eine einzelsträngige RNA, die positiv gestrandet ist und zur Baltimore-Gruppe IV gehört.

Das Poliovirus verfügt über kein 5'-Cap, sondern ein virales Protein namens VPg, das die Bindung an das Ribosom vermittelt.

Die interne ribosomale Einstiegsstelle (IRES) ist eine Sequenz im Poliovirus-Genom, die die ribosomale Bindung ohne 5'-Cap ermöglicht.

Das Poliovirus-Genom codiert für ein einziges Polyprotein, das enzymatisch in verschiedene Proteine gespalten wird, darunter Kapsid- und Nicht-strukturelle Proteine.

Die Poliovirus-Proteasen 2Apro und 3Cpro sowie 3CDpro sind für die Spaltung des Polyproteins in die verschiedenen viralen Proteine verantwortlich.

Die Poliovirus-Replicase (3Dpol) ist ein wichtiges Enzym für die Replikation des Virusgenoms. Diese RNA-abhängige RNA-Polymerase katalysiert die Synthese neuer Virus-RNA-Moleküle.

Die Spanische Grippe (1918-1920) war eine globale Pandemie, die durch das Influenza-Virus vom Typ A/H1N1 ausgelöst wurde. Sie infizierte schätzungsweise 500 Millionen Menschen weltweit und führte zu 50 bis 100 Millionen Todesfällen, was 3-6% der Weltbevölkerung ausmacht.

Die Spanische Grippe war in drei Wellen aufgeteilt, wobei die zweite Welle die tödlichste war. Während der zweiten Welle war die Haupt-Risikogruppe nicht die ältere Bevölkerung, sondern junge und gesunde Menschen.

Während der ersten Welle der Spanischen Grippe traf es vor allem ältere, schwache und kranke Menschen. Der Tod erfolgte häufig aufgrund von Superinfektionen, also zusätzlichen bakteriellen Infektionen, da es zu dieser Zeit noch keine Antibiotika gab.

Eine Superinfektion bezeichnet eine zusätzliche Infektion mit einem anderen Erreger während einer bereits bestehenden Krankheit.

Der Cytokine-Sturm ist eine überschießende Immunantwort des Körpers, die zu einer Entzündung und Gewebeschädigung führt.

Die Spanische Grippe war eine Pandemiegrippe, die eine Zeit lang in nur 24 Wochen mehr Menschen tötete als HIV in 24 Jahren.

Die Enge in den Quartieren während des Ersten Weltkriegs und die schlechte Ernährung der Soldaten führten zu einer schnelleren Verbreitung der Spanischen Grippe.

Enge Räume und mangelnde Hygiene begünstigen die Übertragung von Krankheiten.

Die Selektion von Krankheitserregern während einer Pandemie ist nicht immer zu Gunsten von schwächere Stämmen. In Kriegszeiten, insbesondere in Schützengräben, kann eine "Reverse Selektion" auftreten, bei der sich aggressive Stämme schneller verbreiten.

Im Gegensatz zu anderen Pandemien verursachte die Schweinegrippe im Jahr 2009 eine ungewöhnliche Altersverteilung der Todesfälle und der Schwere der Infektion. Menschen im jüngeren Alter erkrankten schwerer, während ältere Menschen unerwartet gut geschützt waren.

Die hohe Zahl an Kreuzreaktionen von Antikörpern bei älteren Menschen gegen das Schweinegrippe-Virus von 2009 erklärt, warum die gefährdete Bevölkerung nicht so schwer erkrankte wie erwartet. Diese Antikörper wurden durch frühere Virusbegegnungen, wie zum Beispiel den Impfstoff von 1976, erworben.

Die Schweinegrippe von 2009 (H1N1) war eine ungewöhnliche Pandemie, da sie besonders junge Menschen betraf. Normalerweise haben ältere Menschen ein höheres Sterberisiko bei Pandemien.

Die RNA des Poliovirus kann im Cytoplasma der Zelle synthetisiert werden, während die RNA des Wirts im Zellkern synthetisiert werden muss. Dies ist möglich, weil das Poliovirus seine eigene RNA-Polymerase in sein Virion trägt, die die Replikation des viralen Genoms im Cytoplasma ermöglicht.

Negativstrang-Viren müssen ein Enzym in ihrem Virion tragen, das RNA-Polymerase genannt wird. Dieses Enzym ermöglicht die Synthese von mRNA aus dem viralen Genom.

Ein segmentiertes Genom ist ein Genom, das in mehrere separate Stücke, genannt Segmente, unterteilt ist. Jedes Segment trägt einen Teil des viralen Genoms. Das Influenzavirus hat beispielsweise einen segmentierten Genom.

Antigenshift ist ein plötzlicher, großer Wandel in der Zusammensetzung der Oberflächenproteine eines Virus. Antigendrift ist eine allmähliche Veränderung, die durch Mutationen in den Genen des Virus entsteht, was zu geringfügigen Veränderungen der Oberflächenproteine führt. Antigenshift führt in der Regel zu neuen Pandemien, während Antigendrift zu saisonalen Grippewellen beitragen kann.

Influenzaviren gehören zur Baltimore Gruppe V und besitzen ein segmentiertes Genom aus (-)-Strang ssRNA. Influenza A (IAV) und B (IBV) haben 8 Segmente, die 10 Proteine codieren. Influenza C (ICV) und D (IDV) haben 7 Segmente und codieren 9 Proteine. Bei jedem Segment befindet sich ein Molekül RNA-abhängige RNA-Polymerase (RdRp), die aus 3 Untereinheiten (PB1, PB2 und PA) besteht. Die RdRp produziert sense mRNA aus dem (-)-RNA-Genom.

Virale Endonucleasen im Zellkern schneiden den 5' Cap von Wirts-mRNA. Diese Caps werden dann an die viralen mRNAs angehängt - ein Prozess, der als "Cap-Snatching" bezeichnet wird. Die RdRp nutzt diese Caps als Primer für die Transkription der viralen RNA.

Der Cap und 10-13 Nukleotide der Wirts-mRNA werden „gestohlen". Die RdRp schneidet bevorzugt am 3' Ende nach einem Guanin (G) innerhalb eines 5'-GC-3'-Motivs. Die RdRp positioniert dann das G am 3' Ende der viralen RNA-Matrize, um die Transkription zu starten.

Influenzaviren binden an Sialinsäure, die auf Wirtsproteinen auf der Oberfläche z.B. von Atemwegsepithelzellen vorkommt. Sialinsäure ist der Rezeptor für das Virus.

Das virale Hämagglutinin (HA) bindet an Sialinsäure und ermöglicht so das Eindringen des Virus in die Wirtszelle. Antikörper gegen HA blockieren das Virus und verhindern so eine Infektion. HA ist ein wichtiges Ziel für Impfstoffe.

Die Neuraminidase (NA) baut den Sialinsäurebestandteil der Wirtszellmembran ab. Dies ist wichtig für den Zusammenbau neuer Viruspartikel. Antikörper gegen NA können den Zusammenbau des Virus verhindern.

Durch ständige Mutationen können HA und NA ihre Struktur verändern, wodurch die Effizienz von Antikörpern gegen diese Proteine sinkt. Dies führt zu einer geringfügigen Veränderung der Antigenstruktur. Der Körper muss dann neue Antikörper für die mutierten Viren bilden, was zu einer erneuten Infektion führen kann.

Antigenshift beschreibt das Auftreten neuer Virusvarianten durch Rekombination der Genomsegmente aus verschiedenen Virusstämmen, die gleichzeitig eine Zelle infizieren. Die neuen Virusvarianten besitzen Oberflächenproteine, die sich von denen der Ausgangsstämme unterscheiden. Aufgrund der neuen Oberfläche können bereits vorhandene Immunitäten keinen Schutz bieten. Dies wird als einer der Hauptfaktoren für Pandemien angesehen.

Pandemien, wie die Russische Grippe von 1889/90, werden oft durch das Auftreten neuer Virusvarianten mit veränderten Oberflächenproteinen verursacht, gegen die die Bevölkerung keine Immunität hat.

Masern werden durch ein RNA(-)-Virus verursacht, welches leicht übertragbar ist. Der Virus gelangt durch die Nase oder den Hals in den Körper und verursacht schnell eine systemische Virämie.

Nach einer Erkrankung mit Masern können Symptome wie Nasenschleim, Augenrötung, Fieber, Husten und Hautausschlag auftreten. Die Symptome dauern in der Regel 7-10 Tage an.

Nach etwa 5 Tagen nach Auftreten der Masern-Symptome bildet der Körper Antikörper und zytotoxische T-Lymphozyten, die das Virus bekämpfen.

Komplikationen nach einer Maserninfektion können Mittelohrentzündungen, Lungenentzündungen und Masernencephalitis sein. Letztere ist mit einer Mortalitätsrate von 20% die tödlichste Komplikation.

Masern sind eine hoch infektiöse Krankheit, die durch fehlende Impfung weltweit zu zehntausenden Todesfällen, vor allem bei Kindern, führt. Die Tendenz ist steigend.

Masern schwächen das Immunsystem über Jahre hinweg und erhöhen die Anfälligkeit für andere Infektionen. Der Grund dafür ist die Verminderung von Gedächtnis-B-Zellen, wodurch der Körper weniger Antikörper gegen verschiedene Krankheiten behält.

Durch die Verminderung der Gedächtnis-B-Zellen durch Masern kann der Körper nicht mehr gegen verschiedene Krankheiten resistent bleiben, obwohl er sie bereits durchgemacht hatte.

Geimpfte Personen sind nicht von der Verminderung des Immunsystems durch Masern betroffen, da sie keine Infektion durchmachen und das Immunsystem nicht angegriffen wird.