Hoofdstuk 1: Algemene aspecten van virusinfecties en hun behandeling
1. Morfologie en classificatie van virussen
virussen
- kleinst gekende infectieuze deeltjes
- obligate intracellulaire parasieten
- kunnen niet autonoom vermenigvuldigen
- vaak uitgesproken species-specificiteit
1.1 Microscopie van virussen en hun cytopathogeen effect
virussen hebben diameter van < 1 µm
→ niet door lichtmicroscoop, wel door elektronenmicroscoop
→ effect van virussen wel aantoonbaar met lichtmicroscoop
kleinste virussen: picornavirussen hebben diameter van 30 nm
grootste humane virussen: poxvirussen zijn 400 nm groot
cytopathogeen effect CPE
- vernietiging vd gastheercellen als gevolg van virusreplicatie
- beroep doen op celculturen van epitheelcellen of fibroblast cellen
- HIV aantonen mbv humane T4-lymfocyten
1.2 Opbouw van viruspartikels
virions
→ bevatten genetisch materiaal omgeven door eiwitmantel (capside)
→ geheel = nucleocapside
→ soms lipide buitenlaag rond capside = enveloppe
→ naakte virussen hebben geen enveloppe
virale genoom = RNA of DNA (es of ds)
- grootte varieert tssn 2x10^3 tot 2x10^6 basen
- aantal gecodeerde eiwitten: 2-2500
- sommige virussen met compact genoom hebben overlappende genen of gebruiken
splicing mechanismen voor max verscheidenheid aan eiwitten
capside = viraal-gecodeerde proteïnestructuur uit repetitieve eenheden (capsomeren)
- structuur van nucleocapside kan eicosaherale of helicale structuur volgen
enveloppe
- lipide-dubbellaag afkomstig vd celmembraan
- verworven door virussen wanneer ze op het einde van hun replicatie de cel verlaten
door budding (knopvorming)
peplomeren/spikes
- glycoproteïne-uitsteeksels die in de enveloppe steken
- viraal gecodeerd
- structureel en immunologisch belang → fungeren als antigenen waartegen
gastheer immuniteit ontwikkelt
1
,2. Virustransmissie en pathogenese
2.1 Transmissieroutes
- feco-oraal: bv drinkwater besmet met fecaal afval, slechte handhygiëne
- respiratoir: via druppels (droplets) of aërosols
- rechtstreeks contact met besmette huid, speeksel of urine, besmet voorwerp
- seksueel
- parenteraal: via besmet bloed (naald)
- verticaal: van moeder of kind
→ prenataal (placentair); perinataal (thv geboortekanaal); postnataal
(moedermelk)
- via besmette dieren (= zoönotische infecties)
transmissieroute w bepaald door stabiliteit vh virus buiten de gastheer
- niet-geënveloppeerde virussen overleven makkelijker in buitenwereld
- geënveloppeerde virussen zijn gevoelig voor uitdroging, extreme T, extreme pH
2.2 Virussen overgedragen door dieren
- zoönose: infectie die naar mens wordt overgedragen door gewervelde diersoort (kan
met tussenkomst van insect bv mug)
- arbovirus: (arthropod-borne) virus dat wordt overgedragen door arthropoden
(geleedpotigen bv insecten, teken)
2.3 Efficiëntie van verspreiding
besmettelijkheid is afhankelijk van
- wijze van transmissie
- stabiliteit van pathogeen
- ziektebeeld en duur vd ziekte
- persoons- of leeftijdsafhankelijke variaties in de gevoeligheid
- immuunreacties …
⇒ basisreproductiegetal (R0-waarde)
- geeft weer hoeveel personen gemiddeld secundair besmet worden door 1 primair
besmette persoon (zonder immuniteit tgv vorige blootstelling of vaccinatie)
2.4 Incubatietijd
= tijd tussen blootstelling aan het virus en ziektesymptomen
- zeer kort: 1-2 dagen (rhinovirussen en rotavirussen)
- intermediair: 1-2 weken (mazelenvirus)
- zeer lang: 1-2 maanden (Epstein-Barr virus)
2.5 Ziektebeloop in de tijd
- acute infectie: lysis vd geïnfecteerde cellen (rhinovirus en rotavirus)
- latente infectie: na eerste contact is virus verborgen aanwezig in lichaam
(geen replicatie) → reactivatie tijdens periode van lage immuniteit
(herpes-simplex)
- chronische persistente infectie: langdurige lage-graad virusreplicatie →
drager continu besmettelijk (hepatitis B, HIV)
- asymptomatische of subklinische infecties
2
, - oncogene virussen: transformatie gastheercellen tot continu delende
cellen → kwaadaardige tumoren (Epstein-Barr virus, papillomavirussen)
2.6 Immuniteit van de gastheer
immuniteit tegen sommige virussen → infectie is éénmalig (mazelen, polio)
→ efficiënt vaccin: levenslange bescherming
sommige virussen komen voor onder verschillende serotypes of voortdurend
genetische wijzigingen → elk individu kan meerdere keren geïnfecteerd worden
(influenzavirus, HIV)
succesvolle virussen zijn degene die hun gastheer niet onmiddellijk doden maar chronisch-
persistent aanwezig blijven
→ overleving binnen gastheer garanderen: immune-evasion mechanismen
→ omzeilen zo natuurlijke of adaptieve immuunrespons vd gastheer
vb van immune-evasion strategieën
- natieve immuniteit omzeilen bv overleven in maagzuur (rotavirus)
- adaptieve immuniteit omzeilen bv HIV onderdrukt rechtstreeks CD4-lymfocyten
- voorkomen onder verschillende virus subtypes bv rhinovirussen of uitgesproken
antigenische variabiliteit vertonen (influenza en HIV)
3. Laboratoriumdiagnostiek bij virusinfecties
virusinfectie aantonen
→ opsporing van het virus
→ opsporing virus-specifieke antistoffen (= serologische analyse)
vroeger: virus eerst kweken in het klinisch labo vanuit het specimen
→ duurt dagen
→ serologische techniek meestal sneller
→ antistoffen knn aangetoond worden nadat virus al verdwenen is
actuele infectie bewijzen: stijging van IgG antistoftiter aantonen
→ door serumpaar te analyseren
→ analyse van 1 serumstaal enkel wanneer virus-specifieke IgM antistoffen
bepaald worden
seroconversie = reactie waar geïnfecteerd persoon evolueert van seronegatief
→seropositief
convalescentie periode = herstelperiode na acute fase vd infectie
→ antistoftiter erg hoog en daalt dan geleidelijk
→ antistoffen knn ook gevolg zijn van vaccinatie
criteria om de waarden van diagnostische test te beoordelen:
- gevoeligheid
- specificiteit
- snelheid (responstijd)
- kostprijs
3
, 3.1 Virusisolatie en -kweek
voor microscopie moet virus eerst gekweekt worden in gastheerorganisme
- in vitro (celcultuur): elk virus groeit op welbepaalde celtypes
bv HIV repliceert in humane CD4-lymfocyten
- in ovo (bebroede kippeneieren) bv influenzavirussen
- in vivo (pasgeboren muizen) niet buiten onderzoekslaboratoria
3.2 Microscopische technieken
- lichtmicroscopie: obv virus-karakteristieke cytopathogeen effect (CPE)
bv HIV veroorzaakt grote syncytia, influenzavirus veroorzaakt cellysis
- fluorescentiemicroscopie: kleuring vd geïnfecteerde cellen met fluorescent gemerkt
commercieel antilichaam
- elektronenmicroscopie: opsporen van moeilijk te kweken virussen of nooit eerder
geïdentificeerd virus voor het eerst aantonen obv morfologie vh virus
bv rotavirus in feces aantonen, ontdekking HIV
3.3 Aantonen van virale nucleïnezuren
gebruik van specifieke primers of probes (oligonucleotide sequenties complementair aan
virale DNA of RNA sequentie)
3.3.1 In situ hybridisatie-techniek voor detectie van DNA of RNA in weefsels
voordeel: virus opgespoord én gelokaliseerd in weefselstaal
1. weefselcoupe fixeren
2. behandeling met proteïnase
3. hybridisatie met een probe die gekoppeld is aan bv digoxigenin
4. detectie met een enzym gekoppeld antilichaam bv anti-digoxigenin
5. enzymreactie met substraat → kleurreactie thv virus-positieve cellen
6. microscopische evaluatie
3.3.2 PCR en RT-PCR
- genetisch materiaal vh virus wordt geamplificeerd iav 2 specifieke primers
- PCR bruikbaar voor DNA-virussen
- RT-PCR voor detectie RNA-virussen
voordelen PCR-techniek
- superieure gevoeligheid
- specificiteit
- korte responstijd
nadelen
- mogelijkheid tot contaminatie tssn stalen onderling
- mogelijkheid tot inhibitie vd PCR-reactie door componenten in serum of urinestalen
nested-PCR
- gevoeligheid verhogen
- DNA eerst geamplificeerd met een eerste primerset en vervolgens met tweede
primerset die amplicon afbakent dat gelegen is in het eerst amplicon
4
1. Morfologie en classificatie van virussen
virussen
- kleinst gekende infectieuze deeltjes
- obligate intracellulaire parasieten
- kunnen niet autonoom vermenigvuldigen
- vaak uitgesproken species-specificiteit
1.1 Microscopie van virussen en hun cytopathogeen effect
virussen hebben diameter van < 1 µm
→ niet door lichtmicroscoop, wel door elektronenmicroscoop
→ effect van virussen wel aantoonbaar met lichtmicroscoop
kleinste virussen: picornavirussen hebben diameter van 30 nm
grootste humane virussen: poxvirussen zijn 400 nm groot
cytopathogeen effect CPE
- vernietiging vd gastheercellen als gevolg van virusreplicatie
- beroep doen op celculturen van epitheelcellen of fibroblast cellen
- HIV aantonen mbv humane T4-lymfocyten
1.2 Opbouw van viruspartikels
virions
→ bevatten genetisch materiaal omgeven door eiwitmantel (capside)
→ geheel = nucleocapside
→ soms lipide buitenlaag rond capside = enveloppe
→ naakte virussen hebben geen enveloppe
virale genoom = RNA of DNA (es of ds)
- grootte varieert tssn 2x10^3 tot 2x10^6 basen
- aantal gecodeerde eiwitten: 2-2500
- sommige virussen met compact genoom hebben overlappende genen of gebruiken
splicing mechanismen voor max verscheidenheid aan eiwitten
capside = viraal-gecodeerde proteïnestructuur uit repetitieve eenheden (capsomeren)
- structuur van nucleocapside kan eicosaherale of helicale structuur volgen
enveloppe
- lipide-dubbellaag afkomstig vd celmembraan
- verworven door virussen wanneer ze op het einde van hun replicatie de cel verlaten
door budding (knopvorming)
peplomeren/spikes
- glycoproteïne-uitsteeksels die in de enveloppe steken
- viraal gecodeerd
- structureel en immunologisch belang → fungeren als antigenen waartegen
gastheer immuniteit ontwikkelt
1
,2. Virustransmissie en pathogenese
2.1 Transmissieroutes
- feco-oraal: bv drinkwater besmet met fecaal afval, slechte handhygiëne
- respiratoir: via druppels (droplets) of aërosols
- rechtstreeks contact met besmette huid, speeksel of urine, besmet voorwerp
- seksueel
- parenteraal: via besmet bloed (naald)
- verticaal: van moeder of kind
→ prenataal (placentair); perinataal (thv geboortekanaal); postnataal
(moedermelk)
- via besmette dieren (= zoönotische infecties)
transmissieroute w bepaald door stabiliteit vh virus buiten de gastheer
- niet-geënveloppeerde virussen overleven makkelijker in buitenwereld
- geënveloppeerde virussen zijn gevoelig voor uitdroging, extreme T, extreme pH
2.2 Virussen overgedragen door dieren
- zoönose: infectie die naar mens wordt overgedragen door gewervelde diersoort (kan
met tussenkomst van insect bv mug)
- arbovirus: (arthropod-borne) virus dat wordt overgedragen door arthropoden
(geleedpotigen bv insecten, teken)
2.3 Efficiëntie van verspreiding
besmettelijkheid is afhankelijk van
- wijze van transmissie
- stabiliteit van pathogeen
- ziektebeeld en duur vd ziekte
- persoons- of leeftijdsafhankelijke variaties in de gevoeligheid
- immuunreacties …
⇒ basisreproductiegetal (R0-waarde)
- geeft weer hoeveel personen gemiddeld secundair besmet worden door 1 primair
besmette persoon (zonder immuniteit tgv vorige blootstelling of vaccinatie)
2.4 Incubatietijd
= tijd tussen blootstelling aan het virus en ziektesymptomen
- zeer kort: 1-2 dagen (rhinovirussen en rotavirussen)
- intermediair: 1-2 weken (mazelenvirus)
- zeer lang: 1-2 maanden (Epstein-Barr virus)
2.5 Ziektebeloop in de tijd
- acute infectie: lysis vd geïnfecteerde cellen (rhinovirus en rotavirus)
- latente infectie: na eerste contact is virus verborgen aanwezig in lichaam
(geen replicatie) → reactivatie tijdens periode van lage immuniteit
(herpes-simplex)
- chronische persistente infectie: langdurige lage-graad virusreplicatie →
drager continu besmettelijk (hepatitis B, HIV)
- asymptomatische of subklinische infecties
2
, - oncogene virussen: transformatie gastheercellen tot continu delende
cellen → kwaadaardige tumoren (Epstein-Barr virus, papillomavirussen)
2.6 Immuniteit van de gastheer
immuniteit tegen sommige virussen → infectie is éénmalig (mazelen, polio)
→ efficiënt vaccin: levenslange bescherming
sommige virussen komen voor onder verschillende serotypes of voortdurend
genetische wijzigingen → elk individu kan meerdere keren geïnfecteerd worden
(influenzavirus, HIV)
succesvolle virussen zijn degene die hun gastheer niet onmiddellijk doden maar chronisch-
persistent aanwezig blijven
→ overleving binnen gastheer garanderen: immune-evasion mechanismen
→ omzeilen zo natuurlijke of adaptieve immuunrespons vd gastheer
vb van immune-evasion strategieën
- natieve immuniteit omzeilen bv overleven in maagzuur (rotavirus)
- adaptieve immuniteit omzeilen bv HIV onderdrukt rechtstreeks CD4-lymfocyten
- voorkomen onder verschillende virus subtypes bv rhinovirussen of uitgesproken
antigenische variabiliteit vertonen (influenza en HIV)
3. Laboratoriumdiagnostiek bij virusinfecties
virusinfectie aantonen
→ opsporing van het virus
→ opsporing virus-specifieke antistoffen (= serologische analyse)
vroeger: virus eerst kweken in het klinisch labo vanuit het specimen
→ duurt dagen
→ serologische techniek meestal sneller
→ antistoffen knn aangetoond worden nadat virus al verdwenen is
actuele infectie bewijzen: stijging van IgG antistoftiter aantonen
→ door serumpaar te analyseren
→ analyse van 1 serumstaal enkel wanneer virus-specifieke IgM antistoffen
bepaald worden
seroconversie = reactie waar geïnfecteerd persoon evolueert van seronegatief
→seropositief
convalescentie periode = herstelperiode na acute fase vd infectie
→ antistoftiter erg hoog en daalt dan geleidelijk
→ antistoffen knn ook gevolg zijn van vaccinatie
criteria om de waarden van diagnostische test te beoordelen:
- gevoeligheid
- specificiteit
- snelheid (responstijd)
- kostprijs
3
, 3.1 Virusisolatie en -kweek
voor microscopie moet virus eerst gekweekt worden in gastheerorganisme
- in vitro (celcultuur): elk virus groeit op welbepaalde celtypes
bv HIV repliceert in humane CD4-lymfocyten
- in ovo (bebroede kippeneieren) bv influenzavirussen
- in vivo (pasgeboren muizen) niet buiten onderzoekslaboratoria
3.2 Microscopische technieken
- lichtmicroscopie: obv virus-karakteristieke cytopathogeen effect (CPE)
bv HIV veroorzaakt grote syncytia, influenzavirus veroorzaakt cellysis
- fluorescentiemicroscopie: kleuring vd geïnfecteerde cellen met fluorescent gemerkt
commercieel antilichaam
- elektronenmicroscopie: opsporen van moeilijk te kweken virussen of nooit eerder
geïdentificeerd virus voor het eerst aantonen obv morfologie vh virus
bv rotavirus in feces aantonen, ontdekking HIV
3.3 Aantonen van virale nucleïnezuren
gebruik van specifieke primers of probes (oligonucleotide sequenties complementair aan
virale DNA of RNA sequentie)
3.3.1 In situ hybridisatie-techniek voor detectie van DNA of RNA in weefsels
voordeel: virus opgespoord én gelokaliseerd in weefselstaal
1. weefselcoupe fixeren
2. behandeling met proteïnase
3. hybridisatie met een probe die gekoppeld is aan bv digoxigenin
4. detectie met een enzym gekoppeld antilichaam bv anti-digoxigenin
5. enzymreactie met substraat → kleurreactie thv virus-positieve cellen
6. microscopische evaluatie
3.3.2 PCR en RT-PCR
- genetisch materiaal vh virus wordt geamplificeerd iav 2 specifieke primers
- PCR bruikbaar voor DNA-virussen
- RT-PCR voor detectie RNA-virussen
voordelen PCR-techniek
- superieure gevoeligheid
- specificiteit
- korte responstijd
nadelen
- mogelijkheid tot contaminatie tssn stalen onderling
- mogelijkheid tot inhibitie vd PCR-reactie door componenten in serum of urinestalen
nested-PCR
- gevoeligheid verhogen
- DNA eerst geamplificeerd met een eerste primerset en vervolgens met tweede
primerset die amplicon afbakent dat gelegen is in het eerst amplicon
4
