Caratteristiche biologiche dei virus
influenzali e del virus di Newcastle
Francesco Tolari
Dipartimento di Patologia Animale
Università di Pisa
I virus influenzali
• Famiglia Orthomixoviridae (virus a RNA
monocatenario segmentato, provvisti di
envelope con H e N)
• tipo A (spettro ospite molto ampio)
• tipo B (soltanto nell’uomo)
• tipo C (uomo, cane, suino)
Importanza dei recettori
• Stipiti aviari richiedono recettori alfa 2-3
• Stipiti umani richiedono recettori alfa 2-6
• I suini possiedono entrambi i tipi di recettori
Penetrazione del virus nelle cellule
• Il precursore della molecola
dell’emoagglutinina richiede una digestione
proteolitica per essere attivato e fondersi
con la membrana dell’endosoma
• la presenza o meno di aminoacidi basici
multipli nel sito di clivaggio regola il tipo di
enzimi proteolitici che posso condurre la
digestione
• Virus a bassa patogenicità (LPAI) non
contengono aminoacidi basici ed il sito di
clivaggio è digerito solo da enzimi tripsinosimili
• Virus ad alta patogenicità (HPAI)
contengono aminoacidi basici e il sito di
clivaggio è digerito da proteasi ubiquitarie
Virus influenzali tipo A
• Suddivisi in sottotipi sulla base delle H e N
• si conoscono 16 differenti H e 9 N
• notevole variabilità antigenica per le diverse
combinazioni di H e N che si possono avere
• notevole variabilità biologica: infettano uccelli
selvatici, pollame, uomo, maiale, cavallo,
mammiferi marini
• variabilità e ampio spettro di ospite sono le
strategia di conservazione in natura
Variabilità dei virus influenzali
meccanismi molecolari
• Drift antigenici (tutti i tipi e i sottotipi)
- una o più mutazioni puntiformi delle H e N
• Shift antigenici (propri del tipo A)
- riassortimento tra virus diversi (umani e animali)
può avvenire negli uccelli, nel suino, nell’uomo
ORIGINE DEL VIRUS RESPONSABILE
DELLA INFLUENZA HONG KONG (1968)
VIRUS UMANO
COINFEZIONE
H2N2
1 PB2
2 PB1
3 PA
4 HA
5 NP
6 NA
VIRUS EMERGENTE
7 M
H3N2
8 NS
1 PB2
2 PB1
3 PA
4 HA
5 NP
6 NA
7 M
8 NS
VIRUS AVIARE
H3NX
1 PB2
2 PB1
3 PA
4 HA
5 NP
6 NA
7 M
8 NS
“Modificarsi per riemergere”
8 segmenti di RNA
“Riassortimento”
Antigenic shift
9N
16H: principali
determinanti
antigenici
“mutazioni puntiformi”
Antigenic drift
Epidemia influenzale umana
• Si verifica periodicamente a seguito delle
minime modificazioni antigeniche dei virus
che avvengono sotto la pressione selettiva
della immunità di popolazione (drift
antigenici)
Pandemia influenzale umana
• Focolaio globale di influenza che avviene
quando un nuovo virus influenzale
compare o riemerge nella popolazione
umana, diffonde rapidamente e causa
malattia
- riassortimento durante la trasmissione
interspecie (shift antigenico)
- ricomparsa di virus già circolati in passato
Le pandemie del 1900
•
•
•
•
Spagnola (1918-19) H1N1*
Asiatica (1957-58) H2N2*
Hong kong (1968-69) H3N2*
Russa (1977) H1N1
(*) ricombinazione fra virus aviari e umani
Comparsa sottotipo A/H2N2
Pandemia asiatica 1957
UOMO
H1N1
Nel tratto respiratorio del suino
recettori per virus aviari ed umani
SUINO
(vaso di
ricombinazione)
ANATRA
H2N2
H,N,PB1
UOMO
Gli Ac verso le H sono importanti per la neutralizzazione del
virus, quelli verso le N diminuiscono la diffusione del virus
emoagglutinina
8 segmenti
genomici di RNA
neuroaminidasi
Gli antigeni H sono i più importanti per
la protezione vaccinale
• Vaccinazione DIVA
• Vaccinare con H7 N3 per proteggere contro
H7 N1
• Consente di svelare anticorpi anti N1 negli
animali infetti
Infezione asintomatica,
localizzazione intestinale,
equilibrio stabile ospite virus,
virus a bassa patogenicità
“congelamento evolutivo”
Evoluzione divergente
il virus si modifica per
cercare altri spazi
Virus HP in selvatici
•
•
•
•
Presenza rara
1961 in Sud Africa (sterne)
Paesi asiatici H5N1 dal 2003
Lago Qinghai (Cina) maggio 2005 (oca
indiana, due tipi di gabbiani, cormorani,
casarca)
• Possibile anche la conversione da HP a LP
(evoluzione convergente)
Ruolo centrale dei virus aviari nella trasmissione
interspecie
UOMO
H5N1, H7N7, H9N2
POLLAME
ANATIDI
H1N1 Europa 79-80,
Cina 89-90
H3N8 Cina 89-90
CAVALLO
SUINO
Influenza aviare
• Malattia che colpisce pollame ed uccelli,
sostenuta da virus influenzale A tutte le
combinazioni di H e N sono state ritrovate
negli uccelli
• stipiti ad alta (HPAI) solo stipiti H5 e H7
• Stipiti a bassa virulenza (LPAI), gli stipiti ad
alta virulenza derivano da quelli a bassa
virulenza
Aspetti molecolari della
patogenicità
• Clivaggio del precursore della
emoagglutinina essenziale per l’infettività
• Sequenza aminoacidica a livello del sito di
clivaggio condiziona il clivaggio da parte di
enzimi dell’ospite
• Virus a bassa patogenicità: clivaggio da
enzimi simil-tripsinici
• Virus ad alta patogenicità: clivaggio da
enzimi simil-proteasici (furina) presenti in
tutti i tessuti
Malattia da virus LPAI
• Malattia di modesta gravità con lievi
sintomi respiratori e lesioni apparati
respiratorio e riproduttivo
• Sinusite, congiuntivite
• Splenomegalia
• Pancreatite e duodenite
• Diminuzione ovodeposizione
HPAI in polli e tacchini
• Nessun sintomo patognomonico
• insorgenza improvvisa e alta mortalità con pochi
sintomi e lesioni
• sintomi respiratori
• lacrimazione
• sinusite
• edema della testa e del collo, periorbitale
• cianosi cresta e bargigli
• emorragie sottocutanee (ai tarsi)
• diarrea
• cessazione ovodeposizione
• convulsioni, atassia, paralisi delle ali
• emorragie su epicardio, mucose respiratoria
e digerente, muscoli
• pancreatite
• essudato sieroso nel pericardio
• necrosi puntiforme miocardio milza
• aerosacculite e congestione polmonare
Malattia di Newcastle
• Malattia altamente contagiosa spesso letale
di volatili domestici e selvatici che colpisce
gli apparati respiratorio e digerente ed il
SNC
• La variabilità della virulenza degli stipiti
condiziona i vari aspetti clinici
Il virus
•
•
•
•
Paramixoviridae
Singola molecola di RNA monocatenario
Envelope con emoagglutinine e neuraminidasi
Antigenicamente abbastanza omogeneo (un solo
sierotipo)
• Variabilità della virulenza (velogeni, mesogeni,
lentogeni) indice di patogenicità intracerebrale
Diversa patogenicità
• Velogeni viscerotropi (emorragie apparato
digerente)
• Velogeni neurotropi ( sintomi neurologici e
respiratori)
• Mesogeni (sintomi respiratori, bassa letalità)
• Lentogeni pneumotropi (lievi sintomi respiratori,
infezione subclinica)
• Lentogeni enterotropi (infezione subclinica,
apparato digerente)
Aspetti molecolari della patogenicità
(sito di clivaggio proteina F)
• Proteina F fattore di fusione tra cellule
contigue infette
• siti di clivaggio di vira avirulenti sono
clivati da enzimi tripsino-simili
• siti diclivaggio di virus virulenti sono clivati
da proteasi presenti in notevole varietà di
cellule e tessuti
Trasmissione
•
•
•
•
Virus +resistente dei virus influenzali
Trasmissione aerogena
Fecale-orale con alimenti e acqua
Animali, personale, veicoli vari, prodotti e
sottoprodotti (uova, pollina, piume)
Spettro d’ospite
• Numerose specie di uccelli domestici e
selvatici > 250
• Nel piccione, malattia a rapido decorso,
anoressia congiuntivite e sintomi nervosi
La malattia
•
•
•
•
•
Depressione
difficoltà respiratorie
Diarrea
Sintomi nervosi (tremori, convulsioni, torcicollo)
Emorragie puntiformi sottomucosa del
proventricolo
• Ulcere ed emorragie ciechi e tratto terminale
intestino
• Flogosi catarrale apparato respiratorio
• Suffusioni emorragiche in vari organi
Rischio zoonosico
• Agente classe 2 (rischio individuale e
collettivo limitato)
• Poche segnalazioni: congiuntivite, sintomi
simil-influenzali
• Contatto diretto con cariche elevate
(laboratorio, macellazione, vaccinazione,
estinzione focolai)
• mai segnalata trasmissione interumana
Non ne
posso più
Grazie per l’attenzione
