Virologia 21 Influenza

Neuraminidaseor N Protein

Hemagglutinin orH Protein

Fatty or LipidEnvelopeMatrix ProteinembraneProtein Coat orNucleoproteinRNA

LINFLUENZACOME

MALATTIARESPIRATORIA

Giorgio Pal, MDDipartimento di Istologia,

Microbiologia e Biotecnologie MedicheU i it d li St di di P d

1 Congresso NazionaleUnione Italiana per la Pneumologia

UIP

8-11 novembre 2000 - Acireale (CT)Centro CongressiLa Perla Ionica

PREVALENZA DEI SINTOMITosse

MalessereSensazione di febbre

Esordio improvvisoBrividi

CefaleaAnoressia

Congestione nasaleMialgia

Mal di golaCatarro

VertiginiAbbassamento di voce

Dolore retrosternaleVomitoDiarrea

Dolore addominaleFebbre >37.8C

Percentuale dei casi0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Nicholson, 1998

MANIFESTAZIONI CLINICHE

Il periodo di incubazione pu durare dalle 24 ore ai 5/6 giorni. Linizio della malattia improvviso, con comparsa di febbre, brividi,

mal di testa, gola secca, mialgia, malessere inappetenza e mal digola.

Il sintomo pi rilevante la febbre , che in assenza di trattamentoantipiretico si innalza bruscamente nel corso di 24-48 hrs fino ai41C.

Lo spettro delle manifestazioni cliniche varia notevolmente per gravit,da manifestazioni asintomatiche a complicazioni minori quali rinite e/ofaringite fino alla polmonite virale con esito potenzialmente fatale

COME SI TRASMETTE?

Flusso dariaClearance mucociliareLinfonodi

Il virus viene trasmessotramite goccioline di salivastarnutendo, tossendo osemplicemente parlando

La trasmissione facilitatadal contatto stretto

altamente contagioso etrasmissibile

I soggetti infetti sonocontagiosi da pochi giorniprima e per i 5-7 giornisuccessivi alla comparsa deisintomi

Turbinati nasali

Esofago

Bronchi

Bronchioli

Trachea

I L V I R U S I N F L U E N Z A L E N E L T R A T T OR E S P I R A T O R I O

I l v i r u s i n f l u e n z a l e s ia t t a c c a ( t r a m i t e l H A )

a l l e c e l l u l e e p i t e l i a l id e l t r a t t o r e s p i r a t o r i o

I l v i r u s r e p l i c a a l l i n t e r n od e l l e c e l l u l e

L a n e u r a m i n i d a s i v i r a l ec o n s e n t e i l r i l a s c i o

d e i v i r i o n i n e o f o r m a t in e l l a v i e a e r e e

LINFLUENZA COME MALATTIARESPIRATORIA

Patogenesi viraleVirus OspiteP immunit umoraleHA immunit cellulareNA risposta citochinicaM risposta cellulare aspecificaNP barriera genetica aspecifica:NS lectine del surfactant

acido sialicoendoproteasi

VI

R

U

S

T

I

T

E

R

N

A

S

O

P

H

A

R

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N

G

E

A

L

W

A

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H

(

T

C

I

D

5

0

/

M

L

)

101

102

103

104

105

100

101

102

103

A

N

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I

B

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E

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c

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l

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m

.

M

e

a

n

)

10

20

30

40

0 2 4 6 8 10 14 21 28DAYS AFTER VIRUS ADMINISTRATION

INTERFERO

NTITER

INNASO

PHARYNGEAL

WASH

(U/ml)

Febrile Influenzal Illness+ + + + + +

Nasal Wash Neutralizing AntibodySerum Antineuraminidase AntibodySerum Neutralizing Antibody

Virus

Interferon

PRODUZIONE DI CITOCHINE DURANTE LINFEZIONEDA INFLUENZA A ACQUISITA NATURALMENTE

Concentrazionemedia di citochine

nel lavaggionasale (pg/ml)

Hayden et al, 1998

CORRELATION BETWEEN FEBRILE RESPONSEAND RECOVERED VIRUS TITRE

0

2

4

6

8

0 1 2 3 4 5 6FEVER SCORE

L

O

G

1

0

M

A

X

I

M

U

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/

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DIAGNOSI DI INFLUENZA

Riconoscimento dellantigene

Isolamento virale

Serologia

(RT-PCR)

lavaggio/tampone nasale aspirato nasofaringeo tampone faringeo, saliva

test di inibizionedellemagglutinazione

fissazione delcomplemento

}

La disponibilit di dati epidemiologici provenienti da unsistema locale di sorveglianza migliora le possibilit di una

diagnosi clinica attendibile

COMPLICAZIONI DELLINFLUENZA

Respiratorie Polmonite virale Polmonite batterica

da stafilococco da streptococco

Non-respiratorie Miosite Miocardite, pericardite Mioglobinuria depressione midollare CNS

sindrome di Guillain-Barr mielite trasversa sindrome di Reye syndrome Encefalite

URTI - otite media- sinusite

LRTI - esacerbazione di asma/BPCO- croup, bronchiolite- polmonite virale primaria (rara*)- polmonite batterica secondaria

* 5-10% delle polmoniti come complicanzedellinfluenza

INFLUENZA: LE COMPLICAZIONIRESPIRATORIE

INFLUENZA AL DI FUORI DEL TRATTORESPIRATORIO

? dati disponibili su modelli animali Influenza come causa riconosciuta di miocardite nei

cavalli Dati molto limitati sulluomo La PCR potr aiutare a riconoscere la presenza di

virus influenzale al di fuori del tratto respiratorio

LE CELLULE DELLEPITELIO RESPIRATORIO SONO ILPRINCIPALE SITO REPLICATIVO NELLUOMO

Dati limitati a sostegno di viremia/infezionesistemica

La sintomatologia sistemica dellinfluenza riconducibile al rilascio sistemico di mediatoridellinfiammazione (IL-6 e IFN-a)

Inibitori della neuraminidasi - zanamivir -somministrati per via topica direttamente nelleprime vie aeree sono efficaci nel trattamentodellinfluenza

REPLICATION OF INFLUENZA VIRUS

mRNA

vRNA (-)

cRNA (+)

Translation

PosttranslationalProcessing Packaging

NUCLEUS

Fusion andUncoating

Endocytosis

Adsorption

GEMMAZIONE DEL VIRUS DALLACELLULA OSPITE

HA MONOMERINFLUENZA VIRUS

ATTACHMENTATTACHMENT

Specificit per

NANA 2,6 galattosio

NANA 2,3 galattosio

Receptor binding site (estremit distale molecole HA) legamolecole NANA su glicoproteine o glicolipidi

THREE-DIMENSIONAL STRUCTURE OF INFLUENZA VIRUSHA AT THE pH OF MEMBRANE FUSION

INGRESSO INTRACELLULAREINGRESSO INTRACELLULARE

Endocitosi mediata da recettori

Vescicole ricoperte di clatrina Fusione con endosomi

Acidificazione endosoma

Modificazione conformazionale HA

Esposizione peptide fusione HA2 Fusione e rilascio

M2 PROTEIN

PROTEINA MPROTEINA M22 Omotetramero Membrana delle cellule infettate Poche molecole incorporate nel virione Inserita cotraduzionalmente nella membrana RE

CANALE IONICO: Durante la spoliazione permette a protoni di entrare nel

virione e causa la dissociazione del capside Regola pH del compartimento intracellulare in trans-Golgi

network e vescicole di trasporto associate

Assembly ofpolymerase

complex

PB2PA

PB1

INACTIVECOMPLEX vRNA

5 3

mRNA

PB2PA

PB13

PB2PA

PB13

CAP-BINDING ACTIVATED

PB2PA

PB1ENDONUCLEASE

ACTIVATED

PB2PA

PB1

MATURETRANSCRIPTIONCOMPLEX

NA TETRAMERNA TETRAMER

NA

Rimuove NANA da HA, NA, superficie cellulare Trasporto virus a cellule bersaglio, attraverso strato mucoso

tratto respiratorio Rilascio efficiente virus da superficie cellulare priva di NANA Impedita laggregazione di particelle virali

Acil Neuraminil Idrolasi: taglia legame -chetosidico tra acidosialico terminale e D-galattosio o D-galattosammina

EVOLUTION OF THE INFLUENZA A VIRUSESCURRENTLY CIRCULATING IN HUMANS


ProfilassiVaccino inattivatoVaccino inattivato adiuvatoVaccino mucosaleVaccino a subunitVaccino attenuato cold virusDNA vaccination

PRODUCTION OF LIVE ATTENUATED VIRUSES BYGENETIC REASSORTMENT

Attenuated DonorVirus

Virulent Wild TypeVirus

Attenuated ReassortantVaccine Virus

PB2PB1PAHANANPM

NS

PB2PB1PAHANANPM

NSPB2PB1PA

HANA

NPM

NS


Diagnosi virologicaDiretta Indiretta

(RFC)Coltura HAIIF SRIEIA MicroneutralizzazionePCR NAI

- SSCP- HDA- sequencing


FarmaciAmantidina/Rimantidina

ZanamivirOseltamivir

Nuovi analoghi

STRUCTURES OF NA INHIBITORS

CO2H

O

NH

NHCOCH3OH

HO

OH

NH2

NH

CO2C2H5

NHCOCH3

NH2O

CO2H

NH

NH

NH2CH3COHN

HO

Oseltamivir RWJ-270201Zanamivir

Zanamivir Bound to the Active Sites ofInfluenza A and B Neuraminidases

Zanamivir

DISTRIBUZIONE DI ZANAMIVIR DOPO INALAZIONECON DISKHALERTM

Cass et al, 1999

INHIBITION OF MUTANT NAs

IC50 (nM)NA residue Mutation Zanamivir Oseltamivir RWJ-270201

Gly >100 0.6 1.9Ala >100 3 0.9

119Glu

Asp >100 1.3 8

Framework

274 His Tyr 1.1 >100 40

292 Arg Lys 18 >100 16Catalytic

152 Arg Lys >100 >100 >100

ANTI-INFLUENZA DRUG RESISTANCE:Clinical Features

Frequencyduring therapy

Infectivityin animals Virulence Transmiss-

ibilityAmantadine/Rimantadine

High (~30%)(10% to >50%)

Wild-type Wild-type Yes

Zanamivir Low (?) Reduced Reduced ?

Oseltamivir Low (1-2%) Reduced(>400 fold)

Reduced ?

NA INHIBITORS: Resistance Mechanisms

Hemagglutinin Mutations near receptor binding site affinity of HA for sialic acid dependence on NA for release

Neuraminidase Framework mutations:

Glu 119 ( Gly, Ala, Asp, Val) His 274 ( Tyr)

Catalytic site mutations Arg 292 or Arg 152 ( Lys)

MUTAZIONI NELLA HA POSSONO CONFERIRERESISTENZA IN VITRO AGLI INIBITORI DELLA NA

il legame al recettore emediato dalla HA

la distruzione del recettore emediato dalla NA

Ridotta affinit della HA per il recettore (acido sialico)

Ridotta dipendenza dalla NA per il distacco virale

Ridotta sensibilit agli inibitori della NA


Come impostare lapproccio terapeutico

Effettuare una diagnosi correttaConsiderare lefficacia del vaccino o di unachemioprofilassi preventivaSomministrare il farmaco pi efficace(Zanamivir) entro le prime ore dallesordiodei sintomiConsiderare linsorgenza di mutantiresistenti

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