RABDOVIRUS
RABDOVIRUS
Tipo
Virus
Distribuzione
Specie
infettate
Malattia
Vesiculovirus
Vesicular
Caraibi
stomatitis
virus (VSV)
Bovini,
cavalli, suini
Acuta,
autolimitante
Lyssavirus
Virus della
Rabbia
Molti
mammiferi
compreso
l’uomo
Lenta, progressiva
Mondiale
Rhabdovirus delle piante
Altri rhabdovirus animali
Mammiferi,
pesci, uccelli,
artropodi
• Possono infettare diverse specie animali e piante
• Virus della rabbia è ubiquitario. Si stima che circa 55000 persone/anno muoiano di
rabbia
STRUTTURA DEI RABDOVIRUS
Struttura generale di un rabdovirus
Immagine in ME del virus della
rabbia (colorazione negativa)
GENOMA DEI RABDOVIRUS
STRUTTURA DEI RABDOVIRUS
•
Particella virale: simmetria elicoidale 100 nm diametro, 400 nm lunghezza
•
Presenza di Envelope
•
Genoma: RNA singola elica polarità negativa (deve essere copiato in RNA
a polarità positiva per essere tradotto nelle proteine virali)- quindi virus deve
portare con sè RNA-polimerasi RNA-dipendente
•
Proteine virali:
•
Glicoproteina G (Superficiale)
•
Proteina M (Matrice)
•
Proteina NN (Nucleoprotein)
•
Proteina L (Large) protein e NS (Non Strutturale, anche nota come
proteina P (fosfo))
Funzioni delle proteine
•
Glicoproteina G.
– Trimero sulla superficie dell’envelope.
– Lega il recettore cellulare (ingresso mediante endocitosi)
– A pH 6 il trimero subisce cambiamenti conformazionali, si stabilizza ed espone
una regione idrofobica
– Bersaglio degli anticorpi neutralizzanti
•
Proteina M (matrice)
– Presentea livello della superficie interna dell’envelope
– Funziona da ponte tra glicoproteina G e nucleocapsde
•
Proteina N (Nucleoproteina)
– Principale proteina strutturale del capside
– Protegge l’RNA genomico dalla degradazione nucleasica e mantiene l’RNA nella
conformazione necessaria per essere trascritto
•
Proteina L (Large) e NS (nonstrutturale, nota come P (phospho))
formano la RNA-polimerasi RNA-dipendente (polimerasi virale)
VSV
ENDOCITOSI
Trascrzione mRNA
Trascrizione vRNA
Assemblaggio e
gemmazione
REPLICAZIONE
Legame al recettore
• Il recettore per I rabdovirus non è stato identificato in maniera certa
anche se diversi esperimenti indicano la fostatiil-colina come un
possibile recettore
Penetrazione
• Dopo l’ndocitosi si ha fusione dell’envelope con la membrana
dell’endosoma grazie al cambiamento di pH. Il nucleocapside entra
nel citoplasma. Il ciclo replicativo è completamente citoplasmatico
Transcrizione
La polimerasi virale produce i singoli mRNA, dotati di cap e poli-A.
La sequenza di trascritti è: N, NS(P), M, G and L con efficienza via
via decrescente
Replicazione
• La polimerasi produce un filamento + che è lo stampo per la
replicazione. Sembra che lo switch tra trascrizione e replicazione sia
controllato dalla proteina N
Assemblaggio
La proteina G protein viene portata in superficie dalle vescicole di
esocitosi, via RE e GA. Qui si associa con M. L’RNA genomico si
associa con N, L e NS (P) formando il nucleocapside. Questo a sua
volta si associa con M, portando a cambiamenti conformazionali e al
budding.
Trascrizione e replicazione dei Rhabdovirus
VSV
Virus della stomatite vescicolare
(VSV)
VSV infetta il bestiame (Caraibi; occasionalmente USA e
altri Paesi Industrializzati), cavalli e maiali (zoonosi)
Comparsa di vescicole in diverse parti del corpo (lingua,
bocca, mammelle, unghie zoccolo)
Altamente contagiosa
Ingenti danni economici
occasionalmente e più raramente l’uomo (sintomi simil
influenzali, o vescicole simil erpetiche)
SERBATOIO
NATURALE?
Gli animali domestici rappresentano l’ospite finale da cui il virus difficilmente
torna in circolazione
Rodriguez Virs Res 2002
RABBIA
• Forse la malattia infettiva conosciuta da
più lungo tempo (Mesopotamia);
• Primo vaccino nel 1885 (Pasteur);
• Scomparsa da ampie zone d’Europa;
• Recentemente ricomparsa in Italia;
• E’ ancora un problema di sanità pubblica?
RABBIA
RABBIA
• Forse la malattia infettiva
conosciuta da più tempo
(Mesopotamia);
• Primo vaccino nel 1885
(Pasteur);
• Scomparsa da ampie
zone d’Europa;
• Assente in Italia da vari
anni;
• E’ ancora un problema di
sanità pubblica?
• Da 35 a 50 mila i casi umani all’anno
secondo la stima dell’OMS
(soprattutto bambini);
• Circa 10 milioni/anno i trattamenti
vaccinali post-esposizione nell’uomo;
• Inserita nella Lista B dell’OIE
Lista B OIE
" malattie trasmissibili considerate di
importanza socio-economica e/o di sanità
pubblica all'interno degli stati e che sono
significative nel commercio internazionale
di animali e di prodotti di origine animale".
Eziologia
• Virus della rabbia appartiene al genere
Lyssavirus
• Virus poco resistenti nell’ambiente:
inattivati da luce solare, UV, calore,
solventi dei lipidi
Epidemiologia
• Colpisce tutti i mammiferi terrestri
• Ciclo urbano e ciclo silvestre
• Varietà dei”serbatoi” silvestri nel mondo:
volpe rossa (Europa), volpe bianca (Artico),
moffetta+volpe+procione (USA),
mangusta (Sudafrica e Caraibi), vampiro
(America del Sud)
• Casi di rabbia “cronica”
Trasmissione
Saliva (morso di un animale infettato che diventa molto aggressivo)
Trapianto di cornea, o tessuti (casi rari)
Contatto saliva infetta con mucose o ferite aperte (in assenza di morso)
Aerosol (personale di ricerca/laboratorio; pipistrelli nelle grotte)
Patogenesi
• Replicazione locale (virus isolabile per tre
gg., poi eclisse)
• Invasione del SNC (lungo i tronchi nervosi
– 3mm/h)
• Migrazione centrifuga (esterno del SNC)
Reazione dell’organismo
• Si manifesta solo dopo la replicazione virale
a livello encefalico (inutile);
• Gli anticorpi neutralizzanti hanno effetto
protettivo legandosi alle glicoproteine di
superficie del virus;
• Fenomeno della “morte precoce” legata a
bassi titoli anticorpali;
Sintomatologia
• Periodo di incubazione: da pochi gg. a sei
mesi; nell’uomo anche un anno (specie,
stipite, sede morsicatura); eliminazione del
virus con la saliva anche prima dei sintomi
(max 10gg.prima)
• Fase prodromica
• Comparsa segni neurologici: rabbia furiosa
(75%) o rabbia paralitica (25%)
• Paralisi e morte
Lesioni
• Scarse e aspecifiche a fronte di sintomi
imponenti e specifici e di ampia diffusione del
virus
• Istologicamente: infiltrati perivascolari di
linfociti nel tessuto nervoso, lesioni
degenerative , Corpi del Negri soprattutto
nei neuroni del Corno di Ammone (non
sempre presenti)
Diagnosi
• In vita (nell’uomo): ricerca virus nella saliva e
su biopsie cutanee (follicoli piliferi) tramite
RT-PCR, ricerca anticorpi nel siero e nel
liquido spinale (virusneutralizzazione);
• Post-mortem: IFD è il test di routine; esami
istologici, immunoistochimica, microscopia
elettronica, RT-PCR, prova biologica per
inoculazione intracerebrale in topini,
anticorpi monoclonali
Immunofluorescenza Diretta
IL CICLO INFETTIVO DEL VIRUS DELLA RABBIA
3-12 settimane.
Assenza di sintomi
4.Nel cervello, il virus
replica attivamente.
Sviluppo dei sintomi
Il virus è presente nella
saliva dell’animale
3. il virus dai muscoli e dal
tessuto connettivo, entra
nei nervi periferici e migra ,
verso la corda spinale ed il
cervello
5. morte dell’animale
infetto entro 1 settimana
dall’apparenza dei
sintomi (paralisi
respiratoria)
2. il virus penetra nei tessuti
con la saliva infetta
1. l’animale è morso da un animale rabbioso
Diagnosi post-mortem
Test IF
Corpi del Negri
Malattia
Malattia fatale (solo 3 casi riportati di persone che
sono sopravvissute alla fase neurologica)
•Bersagli cellulare: cellule nervose o muscolari
•Recettore: recettori nicotinici acetilcolinergici
•Periodo di incubazione: Il virus può rimane in questa sede per un
periodo lungo (anche molti mesi) e replicarsi senza sintomatologia
evidente
•Fase prodromica: Il virus migra lungo assone dei nervi al SNC
(trasporto retrogrado) e arriva alle radici dorsali dei gangli e nel canale
spinale e raggiune il cervello dove infetta varie cellule tra cui cellule del
Purkinje, ippocampo (effetto citopatico limitato)
•Fase neurologica: infezione del cervello porta a encefalite e
degenerazione neurale, coma e morte. Durante questa fase il virus si
diffonde dal SNC attraverso neuroni alla cute, occhi, altri sedi
(ghiandole surrenali, rene, pancreas) e ghiandole salivari
Fattori che determinano la lunghezza del periodo di
incubazione e la comparsa dei sintomi
– Dose virale al sito di ingresso e quanto il sito
di ingresso sia vicino al cervello
– .Stato immunologico del paziente (risposta
immune alla infezione naturale è lenta, e
comparare quando il virus ha già raggiunto il
cervello)
– Vaccinazione
SINTOMI
• Fase di incubazione/prodromica: possono
comparire dolore e pririto nel sito del morso,
febbre, mal di testa, problemi gastrointestinali
• Fase neurologica: idrofobia (50% dei pazienti)
ovvero paura dell’acqua a causa del dolore
associato al bere; convulsioni, allucinazioni,
paralisi, crisi respiratorie, coma, morte
La situazione italiana
•
•
•
•
•
•
La rabbia urbana scompare a fine anni ’50;
Poi tre epidemie di rabbia silvestre
1977-1986 arco alpino fino alla Svizzera
1988-89 Trieste
1991-1995 da Trieste a Bolzano
Vaccinazione orale delle volpi: ripresa nel 20032004 a causa di un’epidemia in Carinzia nel
2002
La situazione italiana
• Altro caso umano di rabbia nel 1996:
turista morso in Nepal da un cucciolo
• Casi nei cani 1992 (da Ungheria), 1989
(da Costa d’Avorio)
giovedì 30 ottobre 2008
• Allarme: nuovo caso di Rabbia silvestre in
Italia!
• Il 10 ottobre 2008 nella frazione di Oseacco di
Resia (UD), una volpe ha morso un cittadino
locale agli arti inferiori procurandogli ferite
giudicate guaribili in tre giorni dal medico che lo
ha visitato. La volpe dal comportamento
inusuale, probabilmente proveniente dai confini
della vicina Slovenia, è stata abbattuta da un
soccorritore ed inviata all'Istituto Zooprofilattico
per le indagini del caso.
• Il Centro di referenza nazionale per la rabbia
è stato istituito presso l’Istituto Zooprofilattico
Sperimentale delle Venezie con Decreto 8
maggio 2002 del Ministero della Salute (G.U. 22
maggio 2002 n. 118).
• L’Istituto Zooprofilattico Sperimentale delle
Venezie si è occupato della problematica della
rabbia fin dal 1977 quando è stato attivato il
programma di sorveglianza per la rabbia
silvestre dell’OMS, in funzione della sua
posizione geografica e della insistenza
dell’epidemia nel territorio di sua competenza.
Rabbia in Francia 2004 -1
• Cucciolo introdotto illegalmente in
Francia dal Marocco l’11 luglio, non
vaccinato;
• Manifesta sintomi il 18/8 e muore il
21/8, dopo aver girato coi proprietari
per varie città francesi e aver
morsicato varie persone ed animali
• 29 cani sospetti infetti sono stati
soppressi ed è stata lanciata un’allerta
europea per ricercare chi fosse
venuto a contatto con l’animale
Rabbia in Francia 2004 - 2
• Cane di 4 anni reintrodotto dal
NordAfrica nel dicembre 2003 con
vaccinazione scaduta, morto nel
febbraio 2004; soppressi 2 cani;
• Cucciolo di 6 mesi, non vaccinato,
introdotto illegalmente in Francia dal
Marocco (da Ceuta) il 10 maggio,
morto il 15 maggio; soppressi 11 cani
e 9 gatti
Caso umano a Ceuta - 2004
• Turista austriaco recatosi in
Marocco col proprio cane in luglio;
• Il cane muore in Marocco con
sintomatologia nervosa e dopo aver
morsicato il proprietario
• Un mese dopo il morso (1 settembre)
il proprietario accusa sintomi nervosi e
viene ricoverato a Ceuta (enclave
spagnola in Marocco)
Casi umani negli USA - 2004
• Quattro casi umani di rabbia originati nel
periodo maggio-giugno 2004 dal trapianto
di organi appartenenti ad un uomo morto di
rabbia a seguito del morso di un pipistrello
• Trapianti di reni, arteria iliaca e fegato
• Già noti 9 casi di trasmissione tramite il
trapianto di cornea
Rabbia in Svizzera - 2003
• Cucciolo di tre mesi recuperato e
portato ad un canile in maggio;
• Il 25 giugno l’animale viene adottato
• Il 15 luglio manifesta sintomi nervosi e
successivamente muore
• Il virus viene tipizzato come stipite
nord-africano
• Rabbia in Finlandia- 2003: Cavallo
importato in maggio da un paese
confinante, morto in giugno;
• Rabbia in Austria – maggio 2004:
volpe di circa tre mesi d’età abbattuta
nei pressi di un villaggio; lo stipite
virale coinvolto sembra essere quello
vaccinale;
La situazione europea
• Oltre 11000 casi nel 2003, di cui circa
4000 negli animali domestici e 6 casi
umani ( già 5 nel primo semestre 2004)
• 14 milioni di vaccini orali per le volpi
distribuiti ogni anno
RABBIA
• Da 40 a 70 mila i
casi umani all’anno
secondo la stima
dell’OMS;
• Circa 10
milioni/anno i
trattamenti
vaccinali postesposizione
nell’uomo;
Le nuove sfide
• Globalizzazione dei movimenti di
persone ed animali;
• Riduzione dei controlli alle frontiere
e sul territorio;
• Variabilità del virus;
• La rabbia nei pipistrelli
La rabbia nei pipistrelli
• In Europa alcune decine di casi all’anno di
rabbia nei pipistrelli (95% Eptesicus serotinus)
da virus EBLV1 e 2 (circa 700 casi in totale,
gran parte in Germania, Olanda, Danimarca e
Polonia;
• Quattro casi umani, quattro nelle pecore ed
uno in una martora;
• Persistenza del virus in portatori sani ed
eliminazione prolungata nella saliva.
La rabbia nei pipistrelli
• In Italia non è mai stata evidenziata
(esaminati circa 200 pipistrelli) anche se le
specie interessate sono presenti anche in
Italia;
• E’ presente anche nel Regno Unito;
caso umano nel 2002 – naturalista che si
occupava di pipistrelli
La variabilità del virus
SETTE GENOTIPI
• RABV (genotipo 1): carnivori e pipistrelli
americani
• Lagos bat (gen2): pipistrelli africani, carnivori,
mai nell’uomo
• Mokola (gen3): toporagni e gatti in Africa, mai
nei pipistrelli
• Duvenhage (gen4):pipistrelli africani e uomo
La variabilità del virus
SETTE GENOTIPI
• European bat 1 e 2 (gen5 e 6) pipistrelli
europei, altri animali (5 casi) e uomo (4 casi)
• Australian bat (gen 7) pipistrelli australiani
e uomo ( 2 casi)
La variabilità del virus
• L’evoluzione dei Lyssavirus avviene per
mutazioni puntiformi; non è mai stata
evidenziata ricombinazione
• Sono stati utilizzati modelli matematici per
spiegarne l’albero filogenetico
• Forse origine da Rhabdovirus degli
insetti adattatisi ai pipistrelli insettivori (711 mila anni fa)
La variabilità del virus
• Dai pipistrelli insettivori passaggio ai
carnivori 900-1500 anni fa (forse la
rabbia nell’antichità era sostenuta da un
virus diverso dall’attuale RABV)
• Negli insetti isolati Rhabdovirus simili ai
Lyssavirus (Kotonkan, ecc.)
• Il genotipo Mokola è in grado di replicare
nelle zanzare
La variabilità del virus
• Parziale copertura dei vaccini (la
copertura è nulla nei confronti del
genotipo Mokola)
Vaccinazione
• Nei cani vaccinati per la prima volta il
titolo anticorpale può essere basso
(<0,5 UI/ml nel 7,8% a due mesi e
nel 25% a cinque mesi)
• I vaccini possono essere poco
efficaci contro varianti del virus
Vaccino
anti-rabbico
1890- Louis Pasteur
mette a punto un vaccino
contro il virus della Rabbia.
• Passaggi seriali del virus rabbico
selvaggio (virulento) nella corda
spinale di conigli.
1° produzione sperimentale
di vaccino
Animali domestici
vaccino ricombinante
Nell’uomo vaccino inattivato
è l’unico esempio di vaccinazione che si può
somministrare post-esposizione
utilizzato in combinazione con sieroterapia
