Virus dell’Influenza
Cosa si intende quando
si parla di influenza?
L’influenza è un’infezione del tratto respiratorio
che interessa milioni di persone ogni anno.
Sintomi più comuni
– Febbre (39-40°C)
– Raffreddore
– Angina
– Tosse secca
– Mal di testa
– Dolori diffusi
Chi è a rischio di complicazioni?
– persone oltre i 65 anni
– persone con malattie croniche
– bambini nei primi anni di vita
– donne in gravidanza
– residenti in case di cura
Qual è l’agente eziologico
dell’influenza?
Il Virus dell’influenza
Il Virus dell’influenza è altamente contagioso e circola dalla
fine dell’autunno, in inverno e all’inizio della primavera.
E’ trasmesso per via aerea da uomo a uomo, attraverso
l’aerosol causato da tosse e starnuti.
L’incubazione è di 1-5 giorni
Infettività: da 1-2 giorni prima a 4-5 giorni
dopo la comparsa dei sintomi
Infetta tutte le età ed è responsabile di una
malattia generalmente lieve ma
presentare complicazioni severe.
che
può
Virus dell’influenza umana
Tre tipi di virus:
influenza A, B e C
Tipo A
Animali e uomo
Epidemie e pandemie
Tipo B
Solo l’uomo
Piccole epidemie
Principalmente bambini
Tipo C
Solo l’uomo
Non provoca epidemie
Forme cliniche molto lievi
Il virus dell’influenza A può infettare
differenti specie animali (volatili, suini,
equini, mammiferi acquatici)
Il virus dell’influenza A è generalmente
specie-specifico. Tuttavia, alcuni ceppi
di influenza A possono infettare
differenti specie animali.
Quelli che infettano gli uccelli (in
particolare i migratori), il maiale e l’uomo
sono ritenuti la più importante causa di
variabilità del virus.
Virus dell’influenza A
Virus ad RNA segmentato a polarità negativa
RNA Proteina
1
2
3
4
5
6
7
8
PB2
PB1
PA
HA
NP
NA
M1M2
NS1 NS2
Virus dell’influenza A
Funzione
Polimerasi
Polimerasi
Polimerasi
Emoagglutinina
Nucleocapside
Neuroaminidasi
Matrice
Proteine non
strutturali
• L’emoagglutinina (HA), di cui si conoscono 16 sottotipi, è
un trimero, che lega le mucoproteine sulla superficie delle
cellule epiteliali contenenti residui di acido N-acetyl
neuraminico.
• La neuroaminidasi, di cui si conoscono 9 sottotipi,
iterviene nella fase di rilascio della nuova progenie virale
Entrambe fondamentali per l’infettività del virus
Cos’è l’influenza aviaria?
L’influenza aviaria è una malattia contagiosa degli
animali causata da virus che normalmente infettano
solo gli uccelli e meno frequentemente i maiali
I virus dell’influenza aviaria sono
altamente specie-specifici ma in rare
occasioni possono infettare un ospite
diverso quale l’uomo.
Ecologia del Virus dell’Influenza A
“Reservoir” Genetici
H3, H7
H1, H2, H3
H5N1
H5, 7, 9
H1, H3
Riassortimento
H10
H1-12
H14-15
H1-2, 4-7,
H9-13, 15
Altri uccelli
acquatici?
H16
Modificata da D. Swayne
H1, H3, H4, H7,
H13
Il riassortimento genico tra specie animali differenti è
alla base delle pandemie da Virus dell’influenza A
Influenza
Aviaria
H9
Influenza
Russa
Influenza
Spagnola
H1
1918
Influenza
Asiatica
H3
H2
H7
H5
H5
H1
Influenza
Hong Kong
1957 1968 1977
1997
2005
1998/9
Virus dell’Influenza A:
vecchie e potenziali
pandemie
• Il Virus H1N1 responsabile della
pandemia Spagnola possedeva tre
geni
aviari
(Polimerasi
PB1,
Emoaglutinina e Neuroaminidasi).
• I Virus H1N1 e H3N2, che si sono
evoluti dai ceppi che hanno causato
le pandemie Russa e di Hong Kong
rispettivamente,
continuano
a
circolare nell’uomo e producono le
epidemie annuali.
• Dal 1997 ceppi di virus
dell’influenza aviaria (H5N1, H7N7
e H9N2) sono stati trasmessi
all’uomo
Il virus dell’influenza aviaria
è patogeno?
Siti di clivaggio nell’emoaglutinina dei virus dell’influenza A
I Virus dell’influenza aviaria ad
alta patogenicità presentano
aminoacidi basici nei siti di
clivaggio
dell’emoagglutinina
specifici per proteasi cellulari
ubiquitarie, con conseguente
incremento dell’infettività e
della disseminazione sistemica.
Il virus dell’influenza aviaria
è patogeno
per l’uomo?
Il virus dell’influenza aviaria infetta gli
uccelli perché la sua emoagglutinina si
lega a recettori specifici, NeuAc2,3Gal,
presenti sulle cellule delle vie aeree e
dell’apparato intestinale.
Nell’uomo i recettori specifici per i virus
dell’influenza
umana
sono
diversi,
NeuAc2,6Gal.
Il virus aviario può infettare l’uomo
perché trova lo stesso recettore su
pochissime cellule dell’epitelio tracheobronchiale umano (Nature Review, 2005
3:591).
Al momento attuale la trasmissione interumana
non sembra essere possibile in quanto la carica
eliminata dall’uomo infetto potrebbe essere
insufficiente ad iniziare un processo di infezione in
un altro ospite umano a causa della bassa
quantità di recettori specifici per il virus
(NeuAca2,3Ga)
In teoria la trasmissione interumana potrebbe
avvenire solo se il virus, mutando, acquista la
capacità di legarsi ai recettori specifici dei virus
influenzali
umani
(NeuAca2,6Gal),
mantenendo
inalterata la sua elevata patogenicità.
Esiste il rischio di
una pandemia?
Perché il virus dell’influenza aviaria rappresenti un
vero pericolo per l’uomo è necessario che si verifichi
una significativa variazione del virus
Come può avvenire?
Antigenic drift
Antigenic shift
Parziali modificazioni delle
proteine virali coinvolte
nell’infettività (HA, NA).
Completa sostituzione di una
o più proteine virali coinvolte
nell’infettività (HA, NA).
MUTAZIONI
RIASSORTIMENTO
Antigenic drift
Mutazioni puntiformi possono presentarsi nel normale
ciclo di replicazione virale dei virus ad RNA
Quando il virus va incontro a mutazioni multiple nei geni
che codificano per proteine superficiali cambiando la
specificità per il recettore della cellula ospite
Comparsa di VARIANTI a
differente patogenicità
umano
aviario
Antigenic shift
Quando due diversi virus
infettano la stessa cellula può
verificarsi un riassortimento
dei segmenti genici tra i due
genomi con formazione di un
nuovo virus
Ospiti come il maiale possiedono
i recettori per virus di specie
diverse e sono responsabili del
RIASSORTIMENTO GENICO
Trasmissione animale
Serbatoio naturale e sorgente di infezione:
pollame, uccelli acquatici migratori
Diffusione per aerosol, acqua, fomiti
Il virus può essere presente nelle secrezioni
respiratorie e nelle feci degli animali
Il virus può essere presente nelle uova solo se
embrionate, ma è improbabile
sopravvivano e si schiudano
che
queste
Resistenza del virus
Il virus, in quanto provvisto di envelope, è poco resistente e
viene rapidamente inattivato da alcool, calore (> 37°C), solventi
organici e comuni disinfettanti
Il virus può conservare la sua infettività per alcuni giorni, se
mantenuto a 4°C in particolari condizioni (umidità e presenza di
sostanze stabilizzanti) o per lungo tempo a -80°C
Nell’organismo animale infetto il ritmo di replicazione virale
elevato bilancia la velocità di termoinattivazione
Trasmissione umana
Non considerato patogeno per l’uomo fino al
• 1997, a Hong Kong
– 18 persone infettate, 6 morte
– Il virus dell’influenza A H5N1 è stato
riconosciuto responsabile dell’insorgenza di
episodi epidemici nei mercati di uccelli vivi e
negli allevamenti
– 1.5 milioni di polli uccisi in 3 giorni
Trasmissione umana
•
1999 a Hong Kong
- 2 bambini, ospedalizzati (H9N2)
- Comparsa del ceppo aviario A H9N2
- La fonte d’infezione è stata
riconosciuta nel pollame
Altri casi di infezione da A H9N2
descritti in Cina
•
2003 in Olanda
- 83 casi umani confermati, 1 morto
- Identificato il ceppo A H7N7
Trasmissione umana
Nel 2004-2005, nel Sud Est Asiatico
– 121 casi, 62 morti
(Indonesia, Vietnam, Thailandia, Cambogia)
– Ceppo A H5N1
– Circoscritti in aree di episodi epidemici in pollame
– Evidenza di trasmissione interumana
Nel 2005 in Asia ed Europa
- Focolai animali (Russia, Kazakhstan, Mongolia
Turchia, Romania, Croazia )
Ruolo del maiale nel processo di
riassortimento genico
Cumulative Number of Confirmed Human Cases of Avian
Influenza A/(H5N1) Reported to WHO
24 October 2005
Date of
onset
Indonesia
Viet Nam
Thailand
Cambodia
Total
cases
deaths
cases
deaths
cases
deaths
cases
deaths
cases
deaths
26.12.0310.03.04
0
0
23
16
12
8
0
0
35
24
19.07.0408.10.04
0
0
4
4
5
4
0
0
9
8
16.12.04to date
7
4
64
21
2
1
4
4
77
30
Total
7
4
91
41
19
13
4
4
121
62
Notes
Total number of cases includes number of deaths.
WHO reports only laboratory-confirmed cases.
Distribuzione geografica
dell’influenza aviaria
• Diffusa in tutto il mondo
• Focolai recenti di infezione
– Olanda, Australia, Messico,
Stati Uniti, Sud-est Asiatico, Europa
• Alterazioni dell’ecosistema animale hanno
creato nuove nicche per i virus dell’influenza
aviaria
Distribuzione geografica
dell’influenza aviaria
Sintomi clinici dell’infezione da
influenza aviaria nell’uomo
• Tipici sintomi dell’influenza umana
– Febbre
– Tosse
– Mal di gola
– Dolori muscolari
• Congiuntivite
• Polmonite
• Sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS)
• Altre complicanze severe
Isolamento e propagazione in vitro
dei virus influenzali
Coltura in monostrati
di linee cellulari continue
MDCK
(rene di cane)
Vero
(rene di scimmia)
Visualizzazione dell’effetto citopatico
Identificazione dell’isolato
mediante anticorpi specifici
marcati con fluoresceina
Immunofluorescenza indiretta
Ricerca diretta sul campione clinico
Ricerca di antigeni virali
Immunofluorescenza con
anticorpi specifici marcati
Ricerca del genoma virale
M 1 2 3 4 5
320 bp
Amplificazione di sequenze geniche
virus-specifiche mediante reazione
polimerasica
a
catena
previa
retrotrascrizione (RT-PCR)
Ricerca del genoma virale
Utilizzo di sequenze primer specifiche per
l’emoagglutinina (H5 e H9) e la neuroaminidasi
(N1) per la rapida identificazione di ceppi di
virus dell’influenza aviaria.
3’
5’
3’
5’
Terapia
Inibitori dell’ingresso del virus nella cellula ospite
mediante interferenza con la proteina M2 virale
(canale del calcio)
AMANTADINA e RIMANTADINA
Inibitori della neuroaminidasi impediscono il rilascio
della nuova progenie virale
ZANAMIVIR (RELENZA)
OSELTAMIVIR (TAMIFLU)
IMPORTANZA DELLA IDENTIFICAZIONE DI CEPPI
RESISTENTI ALLA TERAPIA FARMACOLOGICA SPECIFICA
VACCINO
VACCINI TRADIZIONALI a base di virus vivo attenuato o virus ucciso
sono efficaci ma proteggono solo da ceppi con emoagglutinina dello
stesso tipo.
Il vaccino contro l’influenza umana non protegge
dall’infezione con virus dell’influenza aviaria.
La vaccinazione con ceppi attenuati potrebbe facilitare fenomeni di
riassortimento in caso di coinfezione con ceppi selvaggi
Reverse genetic tecnology
Strategia vaccinale per la produzione di ceppi di virus
dell’influenza aviaria a bassa patogenicità mediante la
modificazione delle sequenze geniche corrispondenti al sito
di clivaggio dell’emoagglutinina (riduzione degli aminoacidi
basici bersaglio delle proteasi)
Implicazioni per la sanità pubblica
• Rischio di infezione basso
• I vari ceppi hanno capacità diverse di infettare
l’uomo
• L’esposizione occupazionale prolungata, in assenza
di sistemi di sicurezza, può aumentare il rischio di
infezione
