POXVIRIDAE

W obrębie rodziny Poxviridae wyróżnia się 8rodzajów wirusa. Niektóre z nich zakażają zarówno ludzi jak i inne gatunki, jednak większość jest patogenna wyłącznie dla zwierząt, poczynając od owadów po słonie.

Dwa wirusy – ospy prawdziwej i mięczaka zakaźnego zakażają wyłącznie człowieka.

Poxwirusy należące do poszczególnych rodzajów różnią się budową, strukturą genomu, charakterystycznymi cechami wzrostu oraz właściwościami immunologicznymi. Istnieje ścisłe podobieństwo serologiczne między wirusami w obrębie danego rodzaju, a także odpowiedź krzyżowa między poszczególnymi rodzajami.

Pokswirusy zakażające ludzi

Rodzaj	wirus	Gospodarz pierwotny	Objawy kliniczne u ludzi
Orthopoxwirus	Ospa prawdziwa krowianka ospa krowia ospa małpia	Człowiek człowiek bydło, koty, gryzonie małpy, wiewiórki	Ospa prawdziwa pęcherzykowa zmiana poszczepienna zmiany na rękach przypomina ospę prawdziwą
Parapoxwirus	Rzekoma ospa krowia ospa owcza	Bydło owce, kozy	Umiejscowione zmiany guzkowate(guzek dojarki) umiejscowione zmiany pęcherzykowo-ziarniniakowe
Yatapoxvirus	Tanapox	małpy	Pęcherzykowe zmiany skórne i gorączka
Molluscipoxvirus	Mięczak zakaźny	człowiek	Liczne małe guzki skórne

Poxvirusy należą do największych wirusów. Orthopoxvirusy mają kształt cegły, podczas gdy wirusy niesztowicy i mięczaka zakaźnego są raczej owalne.

Rozmiary Poxwirusów wynoszą 320x270nm i przy odpowiednim barwieniu mogą być widzialne w zwykłym mikroskopie świetlnym. Symetria Poxvirusów nie jest ani ikosaedralna, ani spiralna. Ich strukturę określa się jako złożoną.

Kapsyd czasami jest osłonięty otoczką. Zewnętrzna osłonka lipoproteinowa pokryta jest licznymi rurkowatymi wypustkami o długości 10-40 nm. Niektóre poxwirusy mogą mieć kształt owalny, o osłonce zewnętrznej zawierającej spiralnie leżące włókna. Wewnątrz wirusa leży cylindryczny rdzeń DNA oraz nukleoproteiny. Po obu stronach rdzenia znajdują się ciałka boczne.

GENOM I POLIPEPTYDY

Kwas nukleinowy pokswirusów stanowi dsDNA o masie cząsteczkowej ok. 10⁸. Ten duży genom koduje ponad 100 polipeptydów, włącznie z polimerazą RNA zależną od DNA i innymi enzymami.

REPLIKACJA

W przeciwieństwie do większości wirusów DNA, pokswirusy replikują się wyłącznie w cytoplazmie komórek, gdzie tworzą ciałka wtrętowe. W procesie odpłaszczania biorą udział zarówno enzymy komórkowe, jak i pochodzenia wirusowego. W następnym etapie wirusowa polimeraza RNA zależna od DNA pośredniczy w transkrypcji mRNA z wyjściowego genomu. Już podczas syntezy białek wczesnych (rozbierających) synteza składników komórkowych jest zahamowana.

Morfogeneza wirusowa zachodzi po replikacji DNA oraz ekspresji wczesnych, średnich i późnych genów. Wirusowe DNA oraz niektóre białka formują nukleoproteinę, obok układają się dwa ciałka boczne. Wszystkie elementy okrywa osłonka (membrane) oraz lipoproteinowa otoczka zewnętrzna z rurkowatymi wypustkami. Replikacja zachodzi stosunkowo szybko i trwa 12h.

WŁAŚCIWOŚCI FIZYKO-CHEMICZNE

Zazwyczaj winiony poxwirusów są wrażliwe na detergenty, formaldehyd oraz temp.powyżej 40stC. Wirusy te są stabilne w niskich temperaturach oraz temperaturze pokojowej. Mogą być liofilizowane bez spadku właściwości zakaźnych.

Kwas nukleinowy stanowi 3% masy wirusa. Genom to pojedyncza cząstka dsDNA o długości 130-375 tysięcy par zasad.

Białka są bardzo liczne stanowią 90% masy wiriona. Genom wirusa koduje 150-300 białek zależnie od gatunku. Cząstka wirusowa zawiera liczne enzymy oraz polipeptydy ebudowane w osłonkę lipidową winiona

.

Tłuszcze – wiriony otoczkowe mają 4% glikoproteidów, które są zmodyfikowanymi lipidami błony komórkowej gospodarza. W otoczce orthopoxwirusów występuje hemaglutynina.

Ospa prawdziwa – Variola vera

RYS HISTORYCZNY

Anglosaskie słowo „pokkes” oznacza „kieszonki” i odnosi się do charakterystycznego wyglądu zmian pęcherzykowych w przebiegu choroby. Określenie ospy prawdziwej „smallpox” (mała ospa) zostało wprowadzone w XVII w. by odróżnić tę chorobę od „great pox” (wielka ospa) czyli kiły. Łacińskie określenie variola oznacza krostę.

Wydaje się, że ospa prawdziwa była wśród nas przez bardzo długi czas: mumia faraona Ramzesa V (1100 r. p.n.e.) nosi znamiona sugerujące to zakażenie; są też liczne późniejsze dowody jej istnienia.

W niektórych starożytnych kulturach, ospa zabijała tak wiele niemowląt, że zwyczaj zakazywał nadawania imienia noworodkowi, zanim nie zaraził się chorobą a następnie przeżył infekcję. Ospa prawdziwa była tak rozpowszechniona, że często uważano ją za stan prawidłowy, a nie za chorobę. Niewielu ludzi – z tych co przeżyli – uniknęło szpecących blizn, jakie pozostawiała choroba. W Indiach ospę uważano za dopust Boży. Miała ona nawet swoją nazwę – Kakurani.

Ospa odegrała ogromną rolę w czasach podbojów imperium meksykańskich Azteków i peruwiańskich Inków przez hiszpańskich konkwistadorów pod wodzą Hernendo Cortesa i Franciska Pizarro.

W owych czasach azteckim władcą miasta Tenochtilian był Cuitlahuac. Został on władcą po swoim bracie (Montezumie II), uwięzionym przez Hernanda Cortesa.

Jeszcze za panowania brata, Cuitlahuac był gorącym zwolennikiem walki zbrojnej z Hiszpanami. W roku 1520 stanął na czele zrywu zbrojnego w Tenochtitlan, który miał uniemożliwić wycofanie się Hiszpanów ze stolicy. Konkwistadorzy ponieśli ciężką klęskę; 869 z nich zginęło. Zginęło też 1,2-2 tys. Indian z oddziałów pozostających na służbie hiszpańskiej.

Mimo zadania konkwistadorom ciężkich strat, Cuitlahuac nie podjął jednak wystarczających działań (pościgu) aby osiągnąć pełne zwycięstwo. Pozwoliło to Hiszpanom na odwrót do Tlaxcali. Cuitlahuac zmarł pod koniec października 1520 r. na ospę przyciągniętą do Tenochtitlan przez żołnierzy hiszpańskich.

Epidemia ospy zabiła wówczas również wielu Azteków.

Wiele kontrowersji wzbudzają stosunki między dowództwem armii amerykańskiej a Indianami w latach 60-tych XVIII w. Szereg tekstów opisuje decyzję o zastosowaniu wirusa ospy jako broni biologicznej przeciwko indianom.

Na pomysł wykorzystania zarazka w ten sposób wpadł lord Jeffrey Armherst, generał brytyjskich sił zbrojnych w Ameryce Północnej. Według historyka Francisa Parkmana, Amherst w liście do pułkownika Henry’ego Bouquet’a (który stał na czele wojska zmierzającego do Fort Pitt) opisuje plan podarowania Indianom zakażonych koców.

Wprawdzie nie zachowała się żadna kopia tego listu, ale dzięki postscriptum odpowiedzi Bouquet’a z 13 lipca 1763 wiadomo, że plan ten był przedmiotem dyskusji:

„Będę próbował użyć zakażonych koców do wprowadzenia choroby wśród Indian, jednakże obawiam się o wpływ na moich ludzi. Proponuję zastosować „hiszpańską metodę” – połączenie psów myśliwskich, strzelców i lekkiej jazdy, aby efektywnie wyplenić lub usunąć robactwo.”

Ospa zabiła królową Anglii Marię II, cesarza Austrii Józefa I, cesarza Japonii Komei, króla Hiszpanii Luisa I, cara Rosji Piotra II, królową Szwecji Ulrikę Eleonorę i króla Francji Ludwika XV. Ostatnim człowiekiem, który zachorował na ospę występującą w stanie naturalnym był Ali Maow Maalin, pracownik szpitala w Somalii (1977).

W 1978 r. wirus wydostał się z laboratorium Instytutu Wirusologii uniwersytetu w Birmingham (GB) i poprzez tunel kablowy przeniknął do znajdującej się piętro wyżej pracowni. 40-letnia fotograf Jane Parker zaraziła się i umarła. Jej matka również zachorowała, ale udało się ją uratować. Zrozpaczony dyrektor instytutu, prof. Henry Bedson, podciął sobie gardło. Były to ostatnie jak do tej pory, ofiary ospy.

U 65-80% osób przeżywających zakażenie, choroba pozostawiła głębokie blizny, tzw. dzioby ospowe, szczególnie widoczne na twarzy.

Dodatkową komplikacją była ślepota.

W XVIII w. w Europie 1/3 wszystkich przypadków ślepoty spowodowana była przez wirus ospy.

W badaniach przeprowadzonych w Wietnamie w 1989 r., 95% dorastających dzieci miało dzioby ospowe, a w 9 na 10 przypadków utraty wzroku przyczyną była ospa.

W XVIII w. ospa zabijała co dziesiąte dziecko w Szwecji i Francji i co 7 w Rosji.

Prawdopodobnie w Chinach po raz pierwszy zaobserwowano, że ospie prawdziwej można zapobiec przez wprowadzanie zdrowym ludziom materiału zakaźnego ze zmian chorobowych, co dało początek szczepieniu przeciw ospie.

Sprawozdanie na temat zabiegu wariolizacji (szczepienie wirusem ospy naturalnej) zostało wysłane z Chin przez Josepha Listera do Towarzystwa Królewskiego, a następnie poparte podobnymi doniesieniami z Turcji.

Wariolizacja wywoływała stosunkowo łagodne zakażenie, zwykle kończące się wyzdrowieniem, które skutecznie chroniło przed chorobą nabytą drogą naturalną.

W tym czasie pojawia się jedna z najciekawszych postaci w dziejach tej choroby – hrabina Mary Wortley Montague. Jako żona brytyjskiego ambasadora, ta niezmiernie uzdolniona młoda kobieta widziała praktykowanie wariolizacji w Turcji i była tak przekonana o skuteczności i bezpieczeństwie tego zabiegu, że w 1717 r. poddała zabiegowi własnego synka.

Hrabina Mary była głęboko zainteresowana tematem, gdyż sama została oszpecona chorobą.

Po powrocie do Anglii poczyniła wszelkie wysiłki i wykorzystała kontakty z wysoko postawionymi osobami, by rozpowszechnić tę praktykę.

Wariolizacja stosowana była przez krótki okres, gdyż została zastąpiona bezpieczniejszą metodą szczepień (wakcynacja).

Dobrze znana jest historia odkrycia dokonanego przez Edwarda Jennera, że szczepienie ospą krowią zapobiega zachorowaniu na ospę prawdziwą.

Mało znane są natomiast bardzo podobne obserwacje poczynione przez innych, zwłaszcza Beniamina Jesty’ego, farmera, który zaszczepił swoją rodzinę.

Jednak to Jennerowi przypisuje się udowodnienie, że w wyniku zaszczepienia młodego Jamesa Phippsa ospą krowią, po celowym wprowadzeniu materiału zakażonego ospą prawdziwą, nie doszło do wystąpienia objawów chorobowych..

1797 – pierwsze szczepienia

1798 – raport

Istniały 2 główne postacie kliniczne ospy prawdziwej, wywołane przez różniące się nieco wirusy.

Objawy w obu były podobne, lecz variola major charakteryzowała się śmiertelnością ok. 30%, variola minor lub alastrim zabijała mniej niż 1%.

Ponadto zdarzyły się dwie rzadkie formy ospy: krwotoczna i złośliwa.

W pierwszym przypadku, zawsze kończącym się śmiercią, wysypce towarzyszyły wylewy krwawe na błonach śluzowych i skórze.

Ospę złośliwą charakteryzowały zmiany, które nie rozwijały się do etapu grudek, lecz pozostawały miękkie i płaskie. Przebieg niemal zawsze był śmiertelny.

KLINIKA

Do zakażenia dochodzi najczęściej drogą kropelkową.

Jedna kropelka zawiesiny wydychanej z płuc chorego zawiera 1000 razy więcej wirusów, niż potrzeba do zakażenia następnej osoby.

Zarazki utrzymują się na ubraniu i pościeli przez wiele miesięcy.

Okres wylęgania choroby wynosi ok. 13 dni (8-17)

W przebiegu choroby obserwuje się 2 etapy.

Okres wstępny:

- objawy grypopodobne

- gorączka 40 stopni i wyżej

- gwałtowne osłabienie

- bóle głowy, krzyża, mięśniowe

- wysypka rumieniowa

- pod koniec okresu wstępnego stan chorego poprawia się, a gorączka opada

Okres wysypkowy:

Po 2-3 dniach gorączka ustępuje i pacjent czuje się lepiej. W tym momencie pojawia się charakterystyczna wysypka, najpierw na twarzy, rękach i przedramionach, a po kilku dniach na tułowiu. Odśrodkowe rozprzestrzenianie się zmian, bardziej widocznych na twarzy i kończynach niż na tułowiu jest charakterystycznym elementem diagnostyki choroby i stanowi powód do podejrzeń o zakażenie wirusem ospy.

W przebiegu choroby pojawiają się kolejno:

• plamka

• grudka (3-4 dni)

• pęcherzyk (6 dni, w ostatnich dniach treść ropna, czasami wylewy krwawe do pęcherzyków – czarna ospa)

• krosta

• strup

• blizna (dzioby ospowe wskutek zaniku warstwy brodawkowatej skóry)

Wysypce ospowej towarzyszy zapalenie błon śluzowych górnych dróg oddechowych i dołączają się zakażenia bakteryjne.

Ponadto obserwuje się zapalenie płuc, zapalenie osierdzia i wsierdzia, miejscowe lub rozlane procesy zapalne w mózgu i rdzeniu kręgowym, procesy zapalne w narządach wewnętrznych.

Choroba trwa ok. 6 tyg., śmiertelność sięga 30-40%, u ozdrowieńców wykształca się odporność.

PATOGENEZA OSPY:

• zakażenie okołomigdałkowych węzłów chłonnych

• wiremia pierwotna

• zakażenie komórek układu siateczkowo-śródbłonkowego

• wiremia wtórna

• zakażenie skóry i narządów wewnętrznych

SZCZEPIENIE przeciw ospie prawdziwej (zgodnie z ostatnimi zaleceniami WHO):

1. Pierwsze szczepienie w wieku 6-18 miesięcy życia (słabe objawy ogólne, miejscowo: grudka, pęcherzyk, strupek, blizna)

2. Pierwsza rewakcynacja; 2-3 rok życia

3. Druga rewakcynacja: 7 rok życia

Uwaga! W przypadku braku odczynu poszczepiennego szczepienie należy powtórzyć.

Na skutek intensywnych szczepień wirus ospy prawdziwej został w naturze wytępiony.

8 maja 1980 r. WHO ogłosiła raport o całkowitej eradykacji wirusa ospy i zleciła zaprzestanie szczepień.

Większość państw zrezygnowała z podawania szczepionek już kilka lat wcześniej.

Ich zapasy często niszczono (np. w Polsce w 1988).

W rezultacie osoby młodsze nie mają przeciwko ospie żadnej obrony, z kolei odporność osób starszych została znacznie osłabiona lub wygasła.

Oficjalnie ok. 600 probówek 2,5 cm z wirusami ospy zamrożonymi w ciekłym azocie jest przechowywanych tylko w 2 miejscach – w Centrum Kontroli Chorób Zakaźnych w Atlancie i w Instytucie Preparatów Wirusowych w rosyjskim Kolcowie.

Kiedy jednak WHO ogłaszałą unicestwienie choroby, wirus znajdował się w 75 laboratoriach w różnych krajach świata. WHO zaleciła jego zniszczenie, ale nikt nie sprawdzał, czy polecenie wykonano.

Zdaniem ekspertów z amerykańskich służb specjalnych wirus ospy może znajdować się w tajnych laboratoriach aż 12 państw, w tym Iraku, Iranu, Korei Północnej a nawet Francji. Istnieje również prawdopodobieństwo, że Irak otrzymał z dawnego ZSSR i przechowuje do dzisiaj najgroźniejszy szczep ospy – Aralsk 1970. Wg jednej z hipotez CIA, przekazała go Irakijczykom sowiecka wirusolog Nelja Malcewa, która ponoć była w Bagdadzie w 1990r. Być może nie ma przeciw niemu szczepionki.

Związek Radziecki aż do swego upadku gromadził ogromne ilości wirusów ospy, które agenci KGB, udający lekarzy zwalczających tą chorobę, przemycali do Moskwy nawet z Indii. Później namnażano wirusa w zarodkach jaj kurzych.

Wirusami ospy zamierzano wypełnić bomby lotnicze i głowice rakietowe.

Jeszcze ospa nie zginęła.

Lekarze i naukowcy na całym świecie boją się powrotu choroby, którą ponad 30 lat temu uznano za wytępioną.