** 1. TAXONOMIE ** universales Schema zur Virus-Taxonomie. Ordnung Familie + Subfamilie Genus (Gattung) Spezies

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1 ** 1. TAXONOMIE ** Virus-Taxonomie Virus-Taxonomie universales Schema zur Virus-Taxonomie Ordnung Familie + Subfamilie Genus (Gattung) Spezies Benennung internationale Bezeichnung einer Spezies (Taxa: kursiv + mit korrekten Endung schreiben) Ordnungen: -virales Familien: -viridae Unterfamilie (Subfamilie): -virinae Gattungen/Genus: Endung virus Spezies (-virus + Stammbezeichnung) Beispiel Herpesvirus! Familie: Herpesviridae! Subfamilie: Alpaherpesvirinae! Genus: Varicellovirus! Spezies: Equines Herpesvirus Typ1 Einteilungskriterien (Familien) Kriterien für Klassifizierung von Viren! Epidemiologie! Pathogenese! Morphologisch/physikalisch-chemisch! biologisch! Größe! Form! Symmetrie! Struktur des Nukleinsäure-Capsid-Komplexes! Vorhandensein od. Fehlen einer Hülle! Typ der Nukleinsäure! Vorhandensein bestimmter Enzyme (z.b. Neuraminidase, reverse Transkriptase)! Replikationsstrategien 1

2 verschied. Formen / Größen Virale Genomtypen 2

3 1.1 3 Ordnungen der Viren 3 Ordnungen der Viren (+ entsprechende Familien) Caudo-Virales Mononega-Virales Nido-Virales Caudovirales Mononegavirales! (-)ssrna! behüllt! nicht segmentiert Nidovirales! 3 Familien von beschwanzten " Bakteriophagen! Bornaviridae! Paramyxoviridae! Rhabdoviridae! Filoviridae! Coronaviridae! Arteriviridae 1.2 RNA-Viren + DNA-Viren RNA-Viren behüllt! Mononega-Virales (Rhabdo-Viridae / Borna-Viridae / Paramyxo-Viridae / Filo-Viridae)! Nido-Virales (Corona / Arteri)! Orthomyxo! Retro! Arena! Flavi / Toga unbehüllt! Picorna! Calici! Reo DNA-Viren behüllte DNA-Viren Herpes / Asfar / Pox! dsdna! behüllt unbehüllte DNA-Viren Papilloma / Adeno Parvo / Circo! dsdna! unbehüllt! ssdna! unbehüllt 3

4 Behüllte DNA-Viren (dsdna) Familie Gattung Krankheit Herpes! ovine Herpesvirus-2 od. alcelaphine Herpesvirus 1 BKF (Bösartiges Katarrhalfieber) " Equines Herpes-Virus 1 / 4 / 3 Bovines Herpesvirus 1 (BHV1) Aujeskzy Virus / Pseudorabies Virus (PRV) [= Herpesvirus suis1; suid Herpesvirus 1 (SHV1)] EHV (Equines Herpes-Virus) IBR (Infektiöse bovine Rhinotracheitis) / IPV (Infektiöse pustolöse Vulvovaginitis) AUJ (Aujeszky'sche Krankheit) Asfar Pox Asfivirus (Afrikanische-Schweinepest-Virus (ASPV)) Orthopox-Virus bovis Capripox-Virus Leporipox-Virus Afrikanische Schweinepest (ASP) Kuhpocken Katzenpocken (Schaf- + Ziegenpocken) Myxomatose (Kaninchen) Unbehüllte DNA-Viren Familie Gattung Krankheit Papilloma (dsdna) Adeno (dsdna) Papilloma-Virus canine Adenovirus 1 (CAV-1) canine Adenovirus 2 (CAV-2) bovines Adenovirus 1/2/3 Papillome (Warzen) / Tumore Hepatitis Contagiosa Canis (Hund) Infektiöse Laryngotracheitis (Zwingerhusten- Komplex) Adenovirus-Infektion Rind allg. auch Tumore wie Papilloma Parvo (ssdna) Circo-Virus (ssdna) - Canines Parvo-Virus (CPV) - Felines Parvo-Virus (FePV) Porcines Circo-Virus (PCV / Typ 2) Parvovirosen der Fleischfresser + Schwein postweaning multisystemic wasting syndrom (PMWS) 4

5 1.2.1 RNA-Viren RNA-Viren behüllt! Mononega-Virales (Rhabdo-Viridae / Borna-Viridae / Paramyxo-Viridae / Filo-Viridae)! Nido-Virales (Corona / Arteri)! Orthomyxo! Retro! Arena! Flavi / Toga unbehüllt! Picorna! Calici! Reo behüllte RNA-Viren behüllte RNA-Viren Mononega-Virales Nido-Virales Orthomyxo Retro Arena Flavi / Toga (wie Nido-Virales)! (-)ssrna! behüllt! nicht segmentiert! (+)ssrna! behüllt! nicht segmentiert! (-)ssrna! behüllt! segmentiert! (+)ssrna (DNA-Schritt während Replikation)! behüllt! nicht segmentiert! ssrna (ambisense)! behüllt! segmentiert! (+)ssrna! behüllt! nicht segmentiert 5

6 unbehüllte RNA-Viren unbehüllte RNA-Viren Picorna / Calici Reo! (-)ssrna! unbehüllt! nicht segmentiert! (-)dsrna! unbehüllt! segmentiert 6

7 SS RNA Genome SS RNA Genome! 2 Formen: + (sense) + (anti-sense) RNA Genome Positiv (sense) Negativ (antisense) " direkt translatierbar " erst Umschreibung in Positiv (sense)-strang / erst dann translatierbar Viren mit + RNA Genom Viren mit - RNA Genom 7

8 Viren mit Reverser Transcriptase Viren mit ds RNA Genom 8

9 MONONEGA-VIRALES (ORDNUNG) behüllte RNA-Viren Ordnung Mononega-Virales [(-)ssrna / behüllt / nicht segmentiert] Rhabdo-Viridae Borna-Viridae Paramyxo-Viridae Filo-Viridae Rhabdo-Viridae Rhabdoviridae (Rhabdo = Stab) Rhabdo-Viridae! (-)ssrna / behüllt / nicht segmentiert! O: Mononegavirales / F: Rhabdoviridae / G: Lyssavirus / Vesikulovirus " Klinik: Tollwut / Zoonose Morphologie! 50x180 nm / linear! im sauren ph Bereich labil! in Kadavern lange haltbar! Genera! Lyssavirus (Tollwut / Rabies)! Vesiculovirus (Vesikuläre Stomatitis (VSV) der Pfd. / Rind / Sw.) 9

10 Borna-Viridae Borna-Viridae Borna-Viridae! (-)ssrna / behüllt / nicht segmentiert Genus! Borna-Virus (Borna sche Krankheit // ZNS-Affektionen beim Pfd. / Schf. usw.) Paramyxo-Viridae Paramyxo-Virus Paramyxo-Viridae! ss-rna / behüllt / nicht segmentiert Struktur Eigenschaften " Ø nm " pleomorph / Hülle + 3 Glykoproteine, die Spikes bilden " Hämagglutinin + Neuraminidase, in Spike als HN-Protein " Fusionsprotein F (Fusion von Zellen zu Synzytien) " oft enges Wirtsspektrum " Übertragung: horizontal (meist aerogen) " Vermehrung: v.a. im Respirationstrakt " Infektion verläuft meist zytolytisch / auch oft persistente Infektionen " Bildung von: Einschlusskörperchen + Synzytien Genera Genera der Familie Paramyxo-Viridae Respiro-Virus (Bovines Parainfluenzavirus 3 = PI-3) Rubula-Virus (Parainfluenza / Newcastle Disease Virus) Morbilli-Virus (Staupevirus / Rinderpestvirus) Pneumo-Virus (Bovines respiratorische Syncytial Virus (BRSV)) Filo-Viridae Filoviren (Filo = Fadenförmig) " behüllt / ss RNA " Klinik: tödliche hämorrhagische Septikämien " Zoonoseerreger " relativ widerstandsfähig 10

11 NIDOVIRALES (ORDNUNG) 2 Familien der Ordnung Nidovirales Corona-Viridae Arteri-Viridae Corona-Viridae Coronaviridae Coronaviridae! Ordnung: Nidovirales (zusammmen mit Arteri-Viridae)! (+)ssrna / behüllt / nicht segmentiert! Klinik: enterale + repirator. Erkrankungen Morphologie " riesiges Genom! Haupt-: keulenförmige Spikes! Krone " Größe: nm ø " kugelförmig bis pleomorphe Partikel " helikales Nucleocapsid " Replikation im Zytoplasma / Rekombination " geringe Tenazität " z.t. hämagglutinierend " Prädilektion für einzelne Organe Erkr. (Schwein) Erkr. (Katze) Erkr. (Hund / Rind / Pferd)! Transmissible Gastroenteritis beim Schwein (TGE // Durchfall + Kümmern)! hämagglutinierendes Enzephalomyelitis Coronavirus (HEV // Kümmern / Erbrechen / Encephalomyelitis)! Feline infektiöse Peritonitis der Katze (FIP // feuchte + trockene Form / ZNS)! Felines Corona Virus (FeCV / enterale Infektionen) " Durchfallerkrankungen! Bovines Coronavirus (BCV // Durchfall bei neugeborenen Kälbern)! Canines Coronavirus (CCV) 11

12 Arteri-Viridae Arteri-Viridae Arteri-Viridae! (+)ssrna / behüllt / nicht segmentiert! F: Arteriviridae / Ordnung: Nidovirales (mit Coronaviridae) " nm klein " Infektiöse Arteritis Virus (EAV // Arteriviren infizieren Pferde) " Vermehrung: v.a. in Makrophagen " Übertragung: horizontal + vertikal (EAV durch Samen) " Vorkommen: weltweit (v.a. USA) 12

13 Orthomyoxo-Viridae Orthomyoxo-Viridae Orthomyoxo-Viridae (Myxo = Schleim! Affinität zu Schleimhäuten)! (-)ssrna / behüllt / segmentiert! 10 Proteine (5 Nichtstruktur-Proteine + 5 Struktur-Proteine) 3 Genera der Familie Orthomyoxo-Viridae Influenza Virus A / B Influenza Virus C Thogoto-artige Viren Struktur " Hülle deformierbar / deshalb pleomorph " Peplos mit 2 Arten von Spikes (Hämagglutinin + Neuraminidase) " Helikales Nukleokapsid! 10 Proteine (5 Nichtstruktur-Proteine + 5 Struktur-Proteine) 5 Nichtstruktur- Proteine " RNA-Polymerase-Proteine mit RNA assoziiert " 2 Nichtstrukturproteine (NS1, 2) 5 Struktur-Proteine " Matrixprotein (M1) an inneren Seite der Lipidhülle / stabilisiert Lipidhülle " Typspezifisches Ribonukleinprotein (NP) / KBR " Hämagglutinin / Neuraminidase Typenvariabilität! Typenvariabilität (Antigendrift! Punktmutation + Antigenshift! Rekombination (Reassortierung) der genomischen Segmente) " Typen A / B / C (Unterschiede betreffen v.a. NP (Nukleoprotein) + M (Matrix-Protein)) " bei Influenza C im HEF-Protein: Eigenschaften für Hämagglutination + Fusion + Rezeptorzerstörung 13

14 Erkrankungen! Grippe (Mensch / Pfd. / Sw. / Vögel (Wasservögel scheiden Virus mit Kot aus))! Schwein = mixing vessel für Reassortierung von Influenzaviren des Geflügels mit denjenigen des Menschen " Übertragung: aerosol (Mensch + Haustiere) + über Wasser (Wassergeflügel) Unterschied Retro-Viridae Retroviren Retroviren Retro = rückwärts! (+)ssrna (DNA-Schritt während Replikation) / behüllt / nicht segmentiert! Reverse Transkriptase! viele Retroviren sind onkogen (verursachen Leukämien / Lymphome / Carcinome / Sarcome)! grösste Bedeutung: Lentiviren + Gamma- u. Deltaretroviren " Klinik: Tumor / Latenz / Immunschwäche " labil gegenüber Detergenzien / resistent gegen UV-Licht Struktur " Hülle mit Peplomeren " Ikosahedrales Kapsid Reverse Transkriptase reverse Transkription = Retrotranskription / RNA abhängige DNA Polymerase! Funktion: umschreibt (transkribiert) rückwärts von RNA in DNA genomische RNA = Vorlage (template) für virale DNA # enzym. Abbau der RNA-Komponente des DNA/RNA Hybridmoleküls Synthese der komplementären DNAStrangs # Einbau der dsdna ins Zellgenom # im vegetativen Stadium (Provirus / Latenz): Übertragung des viralen Genoms (bei Zellteilungen) auf Tochterzellen 14

15 Orthoretro-Virinae Gamma- Retroviren Delta-Retroviren Lentiviren (Name wg. langen Inkubationszeit (Monate bis Jahre) + über Jahre anhaltenden Erkrankung) Alpha-Retroviren! Felines Leukämievirus (FeLV / Übertragung: horizontal von Tier zu Tier + vertikal)! Bovines Leukämievirus (BLV / Tumoren nur bei 10% der sero-pos. Tiere)! Maedi-Visna Virus (MVV / Schafe / pneumonische, respektive zentralnervöse Erkrankung)! Caprine Arthritis-Encephalitis (CAE / Hauptquelle für Infektion mit CAE: Muttermilch)! Equine infektiöse Anämie Virus (EIAV)! Felines Immunschwächevirus (FIV)! Humanes Immunschwächevirus (HIV-1, HIV-2)! Aviäre Leukosevirus (ALV) Arena-Viridae Arenaviren (arenosus = sandig / Ribosomen eingeschlossen) " behüllt / 2 Moleküle ssrna " Klinik: Persistierende Virämien bei Nagern " Zoonoseerreger " relativ instabil Flavi-Viridae Flaviridae Flaviridae! (+)ssrna / behüllt / nicht segmentiert Genus! Pesti-Virus! Flavi-Virus Pesti-Virus " Übertragung: direkt + indirekt! Krankheit: Klassische Schweinepest (ESP) / Bovine Virusdiarrhoe (BVDV-MD Komplex) / Border disease der Schafe Flavi-Virus " Vektoren: Arthropoden (Mücken / Zecken)! Krankheit: Gelbfieber / Zeckenenzephalitis 15

16 unbehüllte RNA-Viren Picorna-Viren Picornaviren (Pico = klein) Picornaviren! (-)ssrna / unbehüllt / nicht segmentiert! kleinste RNA-Viren Genus! Aphto-Virus (Maul- + Klauenseuche-Virus)! Porcines Enterovirus Typ 9 (Swine vesicular disease)! Tescho-Virus (Teschen/Talfan = schlaffe Lähmungen beim Schwein) " Klinik: Respiratorische + intestinale Infektionen " hohe Tenazität Calici-Viridae Caliciviridae! (-)ssrna / unbehüllt / nicht segmentiert (wie Picorna-Viren) Krankheiten! Katzenschnupfen! Vesikuläres Exanthem der Schweine (ähnlich MKS + SVD) REO-Viridae REO-Viridae REO-Viridae = Respiratory Enteric Orphan -Virus! (-)dsrna / unbehüllt / segmentiert! Shift! 3 von 6 Genera: Orthoreo- / Orbi- / Rotavirus Genera! Rota-Virus (human + animal / Durchfallerkrankungen)! Orbi-Virus (Afrik. Pferdepest / Blauzungenkrankheit)! Orthoreovirs (Säugerreoviren I / II / III) " doppelkapsid / kubisch-ikosaedral " einige Reoviren hämagglutinieren 16

17 1.2.2 DNA Viren DNA-Viren behüllte DNA-Viren Herpes / Asfar / Pox! dsdna! behüllt unbehüllte DNA-Viren Papilloma/ Adeno Parvo / Circo! dsdna! unbehüllt! ssdna! unbehüllt behüllte DNA-Viren Herpes-Viridae Herpes-Viridae (Herpein = kriechen) Herpes-Viridae! dsdna / behüllt! besondere Eigenschaft: Latenz! Subfamilien: Alpha- + Beta- + Gamma-Herpesvirinae Struktur " Struktur: Hülle / Tegument / ikosahedrales Kapsid " Ø nm " Infektion mit Latenz / reaktivierbar z.b. mit Kortikosteroiden " viele medizinisch relevante Viren, auch bei Wirbellosen " relativ labil gegen Umwelteinflüsse/Detergenzien BKF (Bösartiges Katarrhalfieber) IBR (Infektiöse bovine Rhinotracheitis) / IPV (Infektiöse pustolöse Vulvovaginitis) AUJ (Aujeszky'sche Krankheit) EHV (Equines Herpes- Virus) " Erreger: ovine Herpesvirus-2 od. alcelaphine Herpesvirus 1 " Subf.: Gamma-Herpesvirinae " Erreger: Bovines Herpesvirus 1 (BHV1) " Subf.: Alpha-Herpesvirinae " Erreger: Aujeskzy Virus / Pseudorabies Virus (PRV) [= Herpesvirus suis1; suid Herpesvirus 1 (SHV1)] " Subf.: Alpha-Herpesvirinae " Erreger: Equinen Herpes-Virus 1 / 4 / 3 " Subf.: Alpha-Herpesvirinae 17

18 Asfar-Viridae (Afrikanische Schweinepest) Asfar-Viridae Asfar-Viridae! dsdna / behüllt " G: Asfivirus / S: Virus der Afrikanischen Schweinepest (ASPV) " Ø nm (größte Ikosahederviren) " Replikation im Zytoplasma (mittels virusassozierter Transkriptase) " Tenazität # (sehr stabil gegenüber Umwelteinflüssen) Klinik " klin.-patholog.: wie europäische (klassische) Schweinepest (ESP) " Übertragung: durch Kontakt od. Zecken " nach Infektion keine Bildung neutralisierender Antikörper " keine Vakzinen (im Ggs. zur ESP) 18

19 Pox-Viridae Pockenviren (Pocke = Pustel) Pox-Viridae (Pockenviren)! dsdna / behüllt! größte DNA Viren ( nm + größte tier. Viren)! Besonderheit: Vermehrung im Zyroplasma Struktur " backsteinförmig / komplexer Aufbau " komplexer Aufbau (mit Lipidhülle / darin Core mit Lateralkörpern / Membran mit Oberflächenfilamenten + Hämagglutinin) beachte " Variola Major (Menschenpocken) " Impfung mit Vacciniavirus " hohe Tenazität im getrockneten Zustand " hohe serologische Kreuzreaktivität zw. Spezies eines Genus! jede Tierart hat ihre Pocken! Infektionen mit Pox- + Parapoxviren! häufige Zoonosen! Beispiele " Rind: Kuhpocken / v.a. Infektionen der Zitzenhaut // Übertragung auf Mensch / Katze " Kaninchen: Myxomatose " Schwein: generalisierte Hautinfektion Taxonomie " F: Poxviridae / G: Orthopoxvirus / S: Vaccinia + Variola Genus: Orthopoxvirus Genus! Orthopoxvirus (Mensch)! Parapoxvirus! Suipoxvirus! Leporipoxvirus! Capripoxvirus! Avipoxvirus 19

20 Papilloma-Viridae (Warzen-Viren) bei Säugern unbehüllte DNA-Viren 2 Virusfamilien allg. 2 eigene Virusfamilien Papilloma-Viridae Polyoma-Viridae (auch onkogene Viren) " frühere Einteilung der Papilloma-Viren mit Polyomaviren: in Familie Papovaviridae (Papillom-Polyoma-Vacuolating Virus SV40) Papilloma-Viren Papilloma-Viren Papilloma-Viren = erzeugen Warzen + gutartige Epitheltumore! dsdna / unbehüllt " Vorkommen: weltweit / bei Mensch + Tier (auch Vögeln / Reptilien) " Wirkung: i.d.r. gutartige Proliferationen des kutanen Epithels! streng wirtsspezifisch " Eindringen: durch kleine Hautläsionen " icosahedral " hohe Tenazität + hohe Variabilität Tumore! Papillomaviren haben onkogene Potenz (! können zu malignen Tumoren entarten in Zusammenwirkung mit Kofaktoren) " je nach Virustyp: bevorzugte Lokalisation der Papillome " Virusgenom: persistiert in Zellkernen als Episom Virus! Erreger: Papilloma-Viren " F: Papillomaviridae (nur wichtig) + Polyomaviridae Virusvermehrung " Warzen: klonaler Ursprung der Warzen (" d.h. Papillomavirus infiziert 1 einzelne Basalzelle! Anregung zu weiteren Teilungen! darin Vermehrung des Virusgenoms als Episom) Pathogenese! Infektion von 1 einzelner Basalzelle! Zellproliferation (Bildung verhornender Zellhaufen) " benignes Wachstum (weil Zellschichtung erhalten bleibt) 20

21 Adeno-Viridae Adeno-Viridae Adeno-Viridae! dsdna / unbehüllt (wie Papilloma-Viren)! Klinik: respiratorisch-enterale Symptome (Symptomen-Komplex) " gefunden in menschlichen Tonsillen (Adenoide = Rachenmandelentzündung) " Spikes / ikosahedral " nm " Entlassung aus Zelle durch Zell-Lyse Krankheiten " hohe Tenazität! Hepatitis Contagiosa Canis (Hund) Parvo-Viridae Parvo-Viridae (Parvus = klein) Parvo-Viridae! ss DNA / unbehüllt! kleinste DNA-Viren (18-22nm Ø) Struktur Genus " icosahedrale Struktur " Vermehrung: Nukleus (v.a. in mitotischen Zellen! Darm / fetales Gewebe (S-Phase der Zellreplikation)) " Tenazität # (resistent gegenüber Umwelteinflüssen! wichtig für Desinfektion))! Parvo-Virus (Felines Panleukopenievirus / Canines Parvovirus)! Feline Panleukopenie (Katzenseuche // Cerebelläre Ataxie / Kleinhirnatrophie)! Canines Parvovirus (Enteritis-Myocarditis der Hunde) 21

22 Circo-Viridae Erreger Circo-Viridae! G: Porcines Circo-Virus (PCV / Typ 2)! (-)ssdna / unbehüllt " F: Circo-Viridae / G: Circo-Virus " 2 Typen: PCV-1 (harmlos) + PCV-2 (konditionell pathogen) Krankheiten " ikosahedral " Größe: nm (kleinste bekannte Viren)! postweaning multisystemic wasting syndrom (PMWS)! evtl. porcine dermatitis and nephropathy syndrome (PDNS) 22

23 Viren mit ss DNA Genom Viren mit ds DNA Genom 23