מכניזמים ודרכי הישרדות של נגיפים

1. מכניזמים ודרכי הישרדות של נגיפים דפוסים של הדבקה

2. Know Your Enemy MSV • maize streak virus • נגיף שמועבר על ידי חרק שנחשב כמגפתי באפריקה הסאב סאהרית. • מועבר על ידי גמל שלמה אפריקאי. • יכול להשמיד בשנה בין 5% ל100% מיבול התירס של האיכר • באפריקה עוסקים בפיתוח זני תירס שיהיו עמידים לנגיף

3. עמידות הנגיף MSV • Maize streak monogeminivirus. • נגיפי דנ"א קטנים מאד. • חד-גדילי, קווי. • Total genome size 2.69 kb. • העברה: • Transmitted by a vector. • מועבר על ידי חרק.

4. Vector • וקטור הינו אורגניזם שלא גורם למחלה בזכות עצמו, אבל מפיץ את המחלה על ידי נשיאת פתוגנים מפונדקאי אחד לשני. • יש שני סוגים של וקטורים: • וקטור מכני: הנגיף לא מתרבה בתוך הוקטור. וקטורים מכנים רק מעבירים באופן פיסי את הנגיף בין פונדקאים. • וקטור ביולוגי: הנגיף חייב להתרבות בתוך הוקטור הביולוגי לפני שהוא בתורו מפיץ את הנגיפים.

5. דרכי ההפצה • ישנם 4 דרכי הפצה עיקריות: • Non-Persistent Transmission - נגיפים אלה נאספים מצמחים פונדקאים באמצעות פעולת הגישוש של החרק בזמנים קצרים מאוד. החרק אז מעביר את הנגיף כשהוא מטייל לצמח בריא אחר. בגלל שהנגיף לא נשאר על החרק, הוא צריך לבקר בצמח מודבק אחר על מנת לשאת שוב את הנגיף. • Semi-PersistentTransmission - נגיפים אלה נאספים ומופצים על ידי אכילה והפרשה. ככל שהחרק אוכל יותר זמן, כך גדלים סיכויי ההפצה. הנגיף נשאר במערכות החרק מספר ימים. אין שלב לטנטי, הנגיף מוכן להדבקה באופן מיידי.

6. דרכי ההפצה • Circulative Non-propagative Transmission • הנגיף נאסף ומופץ גם על ידי מערכת התזונה של החרק. יש תקופה של 8-12 שעות שהינה לטנטית ובה הנגיף עובר מהמעי של החרק לבלוטות הרוק שלו. ככל שזמן האכילה גדל כך גדלים הסיכויים של החרק להפיץ את הנגיף. הנגיף נשאר במערכות החרק לכל החיים ולכן החרק יכול להפיץ את הנגיף למספר רב של צמחים. • Circulative Propagative Transmission • גם נגיפים אלה נאספים ומופצים על ידי התזונה, אבל יכולים לעבור גם לצאצאים של החרק. נגיפים אלה מתרבים גם בתוך הנשא וגם בצמח היעד ויש להם השפעות הרסניות על שני הגורמים.

7. העברת הנגיף MSV - Transmitted by a vector • Transmitted in a persistent manner. • העברה מתמדת. • Virus does not multiply in the vector. • הנגיף אינו מתרבה בתוך החרק. • Not transmitted congenitally to the progeny of the vector. • אין העברה מולדת לצאצאי החרק.

8. עמידות הנגיף MSV - Transmitted by a vector • Not transmitted by mechanical inoculation. • אין העברה תוך כדי הרכבה. • Not transmitted by contact between plants. • Not transmitted by seed; not transmitted by pollen. • לא מועבר על ידי זרעים; לא על ידי אבקה.

9. דע את האויב MSV • בדרום ובמרכז אפריקה הנגיף MSV מועבר בעיקר על ידי החרק: Cicadulina mbila

10. MSV Latent Period • MSV עובר תקופה לטנטית בתוך הוקטור. • אורכה של התקופה תלוי בטמפרטורה. • ב 30 מעלות צלזיוס, התקופה הקצרה ביותר היא בין 6-12 שעות, והנורמאלית בין 16-20 שעות. • ב 16 מעלות צלזיוס התקופה המינימאלית היא 85 שעות. • התקופה הלטנטית מייצגת את הזמן שלוקח לנגיף לעבור מהמעיים לבלוטות הרוק של החרק, שם הנגיף נהיה מוכן להפצה.

11. Epidemiology MSV • דרך מניעה אפשרית מהתפרצות המחלה היא לכוון את זמני שתילת היבול כדי להימנע מגמלי שלמה נודדים שיגיעו אל צמחים חדשים. • הוקטור יכול להיות תחת שליטה על ידי פיזור קוטל חרקים בזמן שתילת היבול.

12. מניעה MSV • אולם, הפיתוח של זני תירס עמידים למחלה הוא כנראה הדרך הטובה והאפקטיבית ביותר למניעת התפרצות המחלה והפיכתה למגפה. • עמידות וחוסן טבעי לנגיף ה MSV נמצא בתירס שגדל ב Reunion Island שם המחלה בגדר מגפה כבר שנים רבות. העמידות עוברת מדור לדור והיא הועברה בקלות למחזור החיים החדש, וגם פותחה בזנים נוספים של גידולי תירס בקלות.

13. מניעה MSV • העמידות שפותחה הביאה לתוצאות טובות שהראו על הפחתה במספר ההדבקות וגם במידת החומרה של המחלה. • לאחרונה, הוכח שהעמידות לנגיף ה MSV מועברת מדור לדור באחוזים גדולים, כאשר מספר לא גדול של גנים מעורב בתהליך. • לפיכך, הברירה המלאכותית והנבטה בהתערבות אדם יכולות להיות בשימוש על מנת לטפל במגפת ה MSV באפריקה.

15. הנגיף - • קדחת הנילוס המערבי נגרמת על ידי – West Nile VirusWNV, שהינו חלק ממשפחת ה-Flaviviruses. • הנגיפים תוקפים חולייתנים מסוגים שונים, כולל ציפורים ויונקים. • רוב הנגיפים מזן זה מועברים על ידי וקטורים - בעיקר יתושים וקרציונים. • Flaviviruses: share a common size (40-60nm), symmetry (enveloped, icosahedral nucleocapsid), nucleic acid (positive-sense, single stranded RNA approximately 10,000-11,000 bases), and appearance in the electron microscope

16. מחלת קדחת הנילוס המערבי • המחלה נקראת קדחת הנילוס המערבי, כיוון שהנגיף הגורם לה בודד לראשונה בשנת 1937 בתרבית מאישה ממחוז הנילוס המערבי שבאוגנדה. • קדחת הנילוס המערבי נגרמת ע"י נגיף המצוי בעופות ומועבר לאדם בעיקר על ידי יתושי הקולקס (culex). אין אפשרות של הדבקות אדם מאדם נגוע בנגיף, ולכן אין סכנה במגע עם אדם חולה. • המחלה מוכרת בארץ ובעולם כמחלה קלה (עליית חום קלה, כאבי ראש וכאבים בגוף,פריחה קלה בעור והתנפחות בלוטות הלימפה) עם אפשרות לסיבוכים. הנגיף עשוי לגרום לדלקת מוח (encephalitis) או דלקת קרום המוח (meningitis) • בשנת 2000 הייתה התפרצות של המחלה בבני אדם שהתבטאה בעלייה במספר החולים הקשים שחלקם הסתיימו במוות.

17. מהם קבוצות הסיכון להידבקות במחלת קדחת הנילוס המערבי ? קבוצות הסיכון הם אנשים בעלי מערכת חיסון לא תקינה - קשישים וחולים במחלות כרוניות. טיפול - אין למחלה זו טיפול ספציפי. במקרים קשים יש צורך בטיפול סיעודי (מתן נוזלים, הזנה, תמיכה נשימתית במקרה הצורך) כדי לשמור על יציבות מצבו הרפואי של החולה ולמנוע הדרדרות. עדיין אין חיסון או תרופה לנגיף, אם כי צוותים עובדים על פיתוח חיסון.

18. יתושים והעברת המחלה • נקבת היתוש מטילה את הביצים במים. הזחלים והגלמים חיים במים עומדים או זורמים לאט. • היתושים הבוגרים חיים מחוץ למים בעיקר סביב צמחיה ושיחים. • הם פעילים בעיקר בשעות החשיכה, וניזונים מסוכרים שבצמחים. רק הנקבה מוצצת דם (עוקצת) לצורך התפתחות הביצים.

19. יתושים והעברת המחלה • תוך כדי מציצת הדם היתושה עלולה להעביר את נגיף קדחת הנילוס המערבי מבעלי חיים (בעיקר בעלי כנף) לאדם. • מניעה של מפגעי יתושים היא הדרך היעילה ביותר למנוע את העברת מחלת קדחת הנילוס המערבי לבני אדם.

23. מניעת התפתחות יתושים על מנת למנוע התפתחות יתושים יש לאתר ולטפל בכל מקור מים עומדים בבית ובסביבתו

24. מניעת התפתחות יתושים • · מערכת הביוב - לתקן לאטום ולמנוע דליפות. • · גגות ומקלטים - ליבש ולנקז. • · דליים, צמיגים, חביות ומכלים אחרים - לרוקן. • · בריכות נוי - להכניס דגי גמבוזיה.

25. התגוננות מפני עקיצות יתושים (בשעות הערב והלילה) • 1 . מניעת כניסת יתושים לתוך הבתים באמצעות התקנת רשתות על פתחי הבית. • 2 . קטילת יתושים באמצעות ריסוס חלל החדר או משטחים עליהם נחים היתושים בתכשירים להדברת יתושים או חרקים מעופפים שאושרו על ידי המשרד לאיכות הסביבה.

26. התגוננות מפני עקיצות יתושים (בשעות הערב והלילה) • 3 . דחיית יתושים: בתוך הבית באמצעות תכשירי אידוי (טבליות או נוזל), מחוץ לבית באמצעות סלילים או נרות. יש להשתמש בתכשירים שאושרו על ידי המשרד לאיכות הסביבה .

27. התגוננות מפני עקיצות יתושים (בשעות הערב והלילה) • 4 . מניעת עקיצות באמצעות תכשירים המיועדים למריחה על הגוף. תכשירים אלה מאושרים על ידי משרד הבריאות.

28. דרכי הדבקה מאזן כוחות עדין • הדבקות טבעיות יכולות להיות מהירות ומוגבלות עצמית (Acute infections) או • ארוכות טווח (Persistent Infections) • שילוב של שתי האופציות ביחד. • אנחנו כבר יכולים לספק תיאורים מפורטים • אולם, אנחנו בימים ראשוניים של הבנה של התהליך המולקולארי שנדרש על מנת להפעיל או לתחזק כל דרך ספציפית.

29. Mechanisms of Survival of Viruses in Nature • Transmissibility: מתייחס לשחרור הויריונים מהנשא, ומספרם • Seasonality: משפיע על הישרדות הנגיפים • Community size: קובע האם הדבקה אקוטית או מתמידה תתקיים. • immunity types השפעות של • Antigenic drift, shift and reassortment • סחף גנטי, מעבר, וסידור מחדש.

30. Mechanisms of Survival of Viruses in NaturePersistent Infections •  Herpesviridae, • Adenoviridae, • Papovaviridae, • Hepadnaviridae, • Arenaviridae, Togaviridae, • Flaviviridae, • Retroviridae.

31. Mechanisms of Survival of Viruses in NaturePersistent Infections • Arenaviruses, • Herpesviruses, • Retroviruses • and some Togaviruses

32. Tropism • נגיפים לא מותאמים לביוכימיה של כל סוגי התאים. • סוג התא שנגיף מסוים יכול להדביק, נקרא הטרופיזם של הנגיף. • הטרופיזם הוא נטייה מיוחדת של הנגיף להדביק רקמות מסוימות ולא אחרות. • נגיף Enterotropic מתרבה במעיים • נגיף Neurotropic מתרבה בעצבים • ישנם נגיפים שהם Pantropic • HSV נחשב בדרך כלל ל neurotropic אבל הוא בעצם Pantropic. • מינים שונים של נגיפים נוטים להיות מגוונים גם בטרופיזם שלהם וגם באופן הניצול של הטרופיזם (כלומר, הם שונים בסוגים של התאים שהם יכולים להדביק, וגם בכמות השונה של התאים שאותם הם יכולים להדביק).

33. Tropism • חוסר היכולת של הנגיף לחדור לתא בגלל אי התאמה בין חלבוני הקופסית (או המעטפה) ובין הקולטנים של התא. • חוסר התאמה בין הביוכימיה של הנגיף והביוכימיה של התא. • נגיפים שונים מדביקים רק מין אחד או מספר מועט של מינים בעוד שאחרים (למשל הכלבת) מסוגלים להדביק מגוון רחב של מינים. • שינויים בטרופיזם יכולים לקרות על ידי מוטאציה של הנגיף.

34. Tropism • Example: distemper on the Serengeti: • "Between 1993 and 1994, a CDV epidemic swept through villages to the west of the Serengeti, killing thousands of domestic dogs. Monoclonal antibody tests show similarities between this strain and the one that infected the lions. The researchers propose that the virus then entered the park, perhaps via jackals and spotted hyenas, which frequently scavenge near humans. Because CDV is shed in mucus, these animals, in turn, probably infected lions at kill sites, where there is often a lot of biting and snarling between species. . . at least 1000 of the park's 3000 lions are thought to have died of the disease." Other variants of CDV-like viruses have also been identified which infect dolphins, horses, and seals.” (p. 596, Morell, 1996)

35. Evasion of immune defense נגיפים רבים פיתחו מכניזם אקטיבי על מנת לעקוף או לנטרל את ההגנות של הפונדקאי, למשל...

36. נגיפים רבים פיתחו מכניזם אקטיבי על מנת לעקוף או לנטרל את ההגנות של הפונדקאי, למשל... Apoptosis (programmed cell death) תהליך זה הוא "התאבדות" מכוונת של התא באורגניזם רב תאי. זוהי אחת הדרכים העיקריות למוות מתוכנן של תאים, ומערבת סדרה של תהליכים ביולוגיים כימיים שמובילים למותו של התא. תהליך זה דרוש על מנת להפטר משאריות או גופות של תאים, לפיתוח נאות ולהשמדה של תאים שמהווים איום לכלל המערכת. ישנם נגיפים שפיתחו חלבונים שעוצרים את התהליך האפוטופי שאמור להיות מבוצע בתאים מודבקים בנגיף.

37. נגיפים רבים פיתחו מכניזם אקטיבי על מנת לעקוף או לנטרל את ההגנות של הפונדקאי, למשל... Antigenic variation • סחף אנטיגני (Drift) הוא הופעה של נגיף בעל מבנה חלבוני שונה. • מעבר אנטיגני (Shift) הוא שינוי משמעותי בחלבוני פני השטח. שינוי זה קורה כאשר נגיפים עם גנומים מחולקים מחליפים גנומים בהדבקה כפולה.

38. נגיף השפעת מספק ראיות קלאסיות לסחף ומעבר אנטיגני.מעבר אנטיגני, ולא סחף, הוא הגורם המרכזי בחמש המגיפות הגדולות של השפעת בבני האדם במאות 15-20.

39. General patterns of infection עומס הנגיפי כנגד ציר הזמן • Acute הנגיף הושמד תוך 7-10 ימים • Persistent התסמינים יכולים להופיע (או לא!) ממש לקראת המוות • Latent • Slow

40. General patterns of infection • הזמן בו מופיעים הסימפטומים מופיע בהצללה האדומה, והזמן שבו הנגיפים משוחררים מסומן על ידי הסוגריים המרובעות.

41. Acute infection • הדבקה אקוטית היא הדבקה שמתפתחת מהר ומחזיקה רק זמן קצר, שכוללת שכפול מהיר של נגיפים ושחרורם, ותוצאה מהירה (סארס, שפעת...)

42. הדבקות אקוטיות מציגות בעיות בריאות נפוצות • הטבע של הדבקות אקוטיות מציג בעיות רבות לרופאים, חוקרי-מגיפות ומטפלים אחרים. • הבעיה העיקרית היא שעד שהאנשים מרגישים חולים, רוב ההדבקות האקוטיות כבר הסתיימו והנגיף כבר מתפשט לפונדקאי הבא.

43. הדבקות אקוטיות רבות בפונדקאי אחד • מודל הדבקה והתפשטות של נגיף Varicell-Zoster

44. השפעות פתוגניות של הדבקות אקוטיות • סימפטומים רבים של הדבקות אקוטיות נובעות מתגובות מערכת החיסון של הפונדקאי. • הדבקה אקוטית ויראלית גורמת לנזק רב מכיוון שהתאים המודבקים מתים או על ידי הנגיף או על ידי המערכת החיסונית. • אם מספר גדול של תאים יודבקו, תגרם בעיה חמורה למערכת כולה.

45. הדבקות עקביות • נגיפים מדבקים יכולים להיות מיוצרים באופן רציף ועקבי במשך חודשים ושנים. • הנגיף לא מנוקה מהגוף ונשאר בתאים ספציפיים של הנדבק. • הדבקות עקביות יכולות לכלול שלבים חבויים או שלבים יצרניים מבלי להרוג או אפילו לגרום נזק לתאים הפונדקאיים. • הפעלה מחדש של הדבקה לטנטית (חבויה) יכולה להיגרם על ידי סטימולטורים (חומרים מאיצים), לרבות שינויים בפיסיולוגיה של התא, הדבקות-על של נגיפים אחרים, ולחץ פיסי או טראומה.

46. הדבקות עקביות • שום דרך לחסל לחלוטין נגיפים עקביים עדיין לא פותחה. חיסונים ותרופות אנטי ויראליות יכולות להפחית את התדירות של מצבים חוזרים קליניים וסימפטומים, אך הנגיף נשאר בגוף הפונדקאי. • ישנה הבחנה בין הדבקות כרוניות (שחוזרות באופן כרוני) לבין הדבקות איטיות או לטנטיות (חבויות). • נגיפים רבים יכולים לפתח צורת הדבקה עקבית.

47. הדבקות עקביות

48. Direct Infection of the Immune System Itself

49. דוגמה לנגיף שיכול לגרום להדבקה עקבית • נגיף החצבת מספק דוגמה פרובוקטיבית של האיזון העדין. • ישנם עדיין שאלות רבות שלא נפתרו בנוגע להכיצד משנה הפתוגן האנושי הזה מהדבקה אקוטית להדבקה עקבית. • הוא עושה זאת למרות פעולה אקטיבית של מערכת החיסון.

50. חצבת חצבת הוא אחד הנגיפים המדבקים ביותר בקרב בני האדם, כאשר הוא מדביק בכל שנה כ40 מיליון אנשים, וגורם ל1-2 מיליון מקרי מוות.