Susanne Modrow, Dietrich Falke, Uwe Truyen. Molekulare Virologie. 2. Auflage

Transkript

1 Susanne Modrow, Dietrich Falke, Uwe Truyen Molekulare Virologie 2. Auflage Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg Berlin

2 Vorwort zur zweiten Auflage Vorwort zur ersten Auflage XV XVII A. Allgemeiner Teil 1. Geschichtlicher Überblick Wann und wie wurde die Existenz von Viren bewiesen? Welche technischen Fortschritte haben die Entwicklung der modernen Virologie bestimmt? Tierexperimente lieferten wichtige Erkenntnisse zur Pathogenese von Viruserkrankungen Die Zellkultur stellt eine unverzichtbare Grundlage für die Virusforschung dar Die moderne Molekularbiologie ist auch ein Kind der Virusforschung Worin besteht die Bedeutung der Henle-Kochschen Postulate? In welcher Wechselbeziehung steht die Virusforschung mit Krebsforschung, Neurobiologie und Immunologie? Viren können Zellen transformieren und Krebs verursachen Als Spätfolge von Slow-Virus-Infektionen treten Erkrankungen des zentralen Nervensystems auf Interferone stimulieren die Immunabwehr von Virusinfektionen Welche Strategien liegen der Entwicklung antiviraler Chemotherapeutika zugrunde? Weiterführende Literatur Viren: Definition, Aufbau, Einteilung Wie lassen sich Viren definieren? Wie sind Viren aufgebaut und wie unterscheiden sie sich von Virusoiden, Viroiden und Prionen? Viren Virusoide (Satellitenviren) und Viroide Prionen Welche Kriterien bestimmen die Einteilung der Virusfamilien? Weiterführende Literatur Virusvermehrung und Replikation Womit beginnt die Infektion einer Zelle? Wie gelangt ein Virus in das Innere der Zelle? Wie wird das Genom des aufgenommenen Virus in der Zelle freigesetzt? Welche verschiedenen Strategien verfolgen Viren bei Genexpression und Genom Vermehrung? Was versteht man unter Morphogenese? Wie erfolgt die Freisetzung der Nachkommenviren? Weiterführende Literatur 27

3 VI 4. Pathogenese Wie breiten sich Viren im Organismus aus? Eintrittspforten und initiale Replikation Formen der Virusausbreitung im Körper Weiterführende Literatur Zellschädigung Welche Konsequenzen haben produktive Virusinfektionen für die betroffenen Zellen? Veränderungen der Zellmorphologie Riesenzellbildung Inwiefern können auch Viren im Latenzzustand Zellen schädigen? Auf welche Weise verändern Viren das Wirtsgenom? Weiterführende Literatur Transformation und Tumorbildung Wodurch sind transformierte Zellen gekennzeichnet? Morphologische Veränderungen Veränderungen des Zellwachstums Autokrine Stimulation des Zeil Wachstums durch Viren Welche Wirkung hat die Inaktivierung von Tumorsuppressorproteinen? Die p53-proteine Die Retinoblastomproteine Andere Wege der Proliferationsinduktion Wie können Tumorzellen der Immunantwort entgehen? Sind Viren auch fähig, die Apoptose zu unterdrücken? Weiterführende Literatur Immunologie Welche zellulären und molekularen Komponenten des Immunsystems bilden die erste Front" gegen eindringende Erreger? 52.1 Granulocyten 52.2 Monocyten, Makrophagen und dendritische Zellen 53.3 Natürliche Killerzellen 54.4 Akutphaseproteine 54.5 Das Komplementsystem Welche Waffen" stehen der spezifischen Immunabwehr zur Verfügung? T-Lymphocyten B-Lymphocyten und Antikörper Wie kann die Abwehr von Viren Autoimmunkrankheiten hervorrufen? Auf welche Weise können Viren dem Immunsystem entgehen? Weiterführende Literatur 70

4 8. Cytokine und Interferone 8.1 Welche Gruppen von Cytokinen unterscheidet man, und welche Funktionen erfüllen sie im Verband der immunologischen Effektorsysteme? Interferone Interleukine Tumornekrosefaktoren Weitere Cytokine 8.2 Wie wirken sich Virusinfektionen auf die Cytokinsynthese aus? 8.3 Lassen sich Cytokine zur Therapie von Viruserkrankungen einsetzen? 8.4 Weiterführende Literatur VII Chemotherapie Welche molekularen Angriffspunkte haben antivirale Wirkstoffe? Hemmstoffe der Virusreplikation Hemmstoffe anderer Prozesse Wodurch können Viren gegen antivirale Hemmstoffe resistent werden? Welche therapeutischen Hoffnungen setzt man in Ribozyme und Antisense-RNA? Weiterführende Literatur Impfstoffe 10.1 Wie wirken Lebendimpfstoffe? Attenuierte Viren Rekombinante Viren 10.2 Wie aktivieren Totimpfstoffe das Immunsystem und welche Typen sind in Gebrauch oder Erprobung? Abgetötete Erreger Einsatz ausgewählter Proteine eines Erregers Peptidimpfstoffe DNA-Impfstoffe 10.3 Markerimpfstoffe 10.4 Weiterführende Literatur Epidemiologie Welche Übertragungswege existieren für virale Infektionen? Wo überdauern humanpathogene Viren? Inwiefern sind die meisten Viren optimal an ihre Wirte angepasst? Welcher Methoden bedient sich die Epidemiologie bei der Untersuchung von Viruskrankheiten? Weiterführende Literatur Evolution von Viren 12.1 Wie führen Mutationen zur Entstehung neuer Viren? 12.2 Wie erhalten Viren neue Gene und Funktionen? 12.3 Welche Infektionserreger sind erst jüngst neu entstanden? 12.4 Weiterführende Literatur

5 VIII 13. Labormethoden zum Nachweis von Virusinfektionen Wie lassen sich virale Erreger direkt nachweisen? Viruszüchtung, Virusisolierung und davon ausgehende Nachweissysteme Direkter Nachweis der Viren in Biopsiematerial Aufweiche Weise nutzt man spezifische Immunreaktionen zum indirekten Nachweis von Virusinfektionen? Welche wichtigen neuen Methoden zum Virusnachweis sind in den letzten Jahren entwickelt worden? Weiterführende Literatur 129 B. Spezieller Teil 14. Viren mit einzelsträngigem RNA-Genom in Plusstrangorientierung Picornaviren Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau Virusproteine Replikation Humanpathogene Picornaviren 150 Das Poliovirus 150 Die Cocksackieviren 153 Die Echo-, Parecho- und Enteroviren 156 Das Hepatitis-A-Virus 158 Die Rhinoviren Tierpathogene Picornaviren 162 Das Maul-und-Klauenseuche-Virus Weiterführende Literatur Flaviviren Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau Virusproteine Replikation Humanpathogene Flaviviren 178 Das Gelbfiebervirus 180 Das Denguevirus 183 Das Frühsommer- Meningoencephalitis-Virus 185 Das Hepatitis-C-Virus Tierpathogene Flaviviren 190 Das Virus der klassischen Schweinepest 191 Das Virus der bovinen Virusdiarrhö 193 Das West-Nile-Virus Weiterführende Literatur Togaviren Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau Virusproteine Replikation Humanpathogene Togaviren 206 Das Rötelnvirus Tierpathogene Togaviren 211 Die verschiedenen Encephalitisviren Weiterführende Literatur Coronaviren Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau 215

6 Virusproteine Replikation Humanpathogene Coronaviren Die humanen Coronaviren 221 Tierpathogene Coronaviren Das Virus der transmissiblen Gastroenteritis des Schweines 223 Das feline Coronavirus 225 Weiterführende Literatur Arteriviren Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau Virusproteine Replikation Tierpathogene Arteriviren Das equine Arteritisvirus 231 Das Virus des seuchenhaften Spätaborts der Schweine 233 Literatur Caliciviren Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau Virusproteine Replikation Humanpathogene Caliciviren Die Norwalk- und Sapporoviren 238 Tierpathogene Caliciviren Das feline Calicivirus 239 Das Virus der hämorrhagischen Kaninchenseuche 240 Weiterführende Literatur Hepatitis-E-ähnliche Viren Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau Virusproteine Replikation Humanpathogene Vertreter der Hepatitis-E-ähnlichen Viren Das Hepatitis-E-Virus 245 Tierpathogene Vertreter der Hepatitis-E-ähnlichen Viren Das Hepatitis-E-Virus der Schweine 246 Weiterführende Literatur 15. Viren mit einzelsträngigem, kontinuierlichem RNA-Genom in Negativstrangorientierung 15.1 Rhabdoviren Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau Virusproteine Replikation Human- und tierpathogene Rhabdoviren Das Tollwutvirus (Rabiesvirus) Tierpathogene Rhabdoviren Das Vesicular-Stomatis-Virus Weiterführende Literatur IX

7 X 15.2 Paramyxoviren Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau Virusproteine Replikation Humanpathogene Paramyxoviren 280 Die humanen Parainfluenzaviren 280 Das Mumpsvirus 282 Das Masernvirus 284 Das Respiratorische Syncytialvirus Tierpathogene Paramyxoviren 290 Das Newcastle-Disease-Virus 291 Das Rinderpestvirus 292 Das Hundestaupevirus 293 Das bovine Respiratorische Syncytialvirus Human- und tierpathogene Paramyxoviren 297 Die Hendra-, Menangle- und Nipahviren Weiterführende Literatur Filoviren Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau Virusproteine Replikation Human- und tierpathogene Filoviren 306 Die Marburg- und Ebolaviren Weiterführende Literatur Bornaviren Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau Virusproteine Replikation Tier-und humanpathogene Bornaviren 313 Das Bornavirus Weiterführende Literatur Viren mit einzelsträngigem, segmentiertem RNA-Genom in Negativstrangorientierung Orthomyxoviren Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau Virusproteine Replikation Human-und tierpathogene Orthomyxoviren 332 Die Influenzaviren Weiterführende Literatur Bunyaviren Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau Virusproteine Replikation Humanpathogene Bunyaviren 350 Die Hantaviren Tierpathogene Bunyaviren 353 Das Rift-Valley-Fieber-Virus 354 Das Nairobi-Sheep-Disease-Virus 356

8 XI Weiterführende Literatur 16.3 Arenaviren Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau Virusproteine Replikation Human- und tierpathogene Arenaviren Das Virus der lympocytären Choriomeningitis 364 Die Viren der hämorrhagischen Fieber Weiterführende Literatur Viren mit doppelsträngigem, segmentiertem RNA-Genom Reoviren.1 Einteilung und charakteristische Vertreter.2 Aufbau.3 Virusproteine.4 Replikation.5 Humanpathogene Reoviren Die Rotaviren Tierpathogene Reoviren Die Rotaviren 378 Das Bluetonguevirus 379 Das Virus der afrikanischen Pferdepest Weiterführende Literatur 2 Birnaviren 2.1 Einteilung und charakteristische Vertreter 2.2 Aufbau 2.3 Virusproteine 2.4 Replikation 2.5 Tierpathogene Birnaviren Das Gumborovirus Weiterführende Literatur Viren mit einzelsträngigem RNA-Genom und doppelsträngiger DNA als Zwischenprodukt Retroviren Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau Virusproteine Replikation Humanpathogene Retroviren 425 Das humane Immundefizienzvirus 425 Die humanen T-Zell-Leukämie- Viren Tierpathogene Retroviren 436 Die aviären Leukoseviren 436 Das feline Leukämievirus 438 Das bovine Leukosevirus 440 Das Maedi-Visna-Virus und das caprine Arthritis-Encephalitis-Virus 441 Das Virus der infektiösen Anämie der Einhufer 443 Das feline Immundefiziensvirus Weiterführende Literatur 445

9 XII 19. Viren mit doppelsträngigem DNA-Genom Hepadnaviren Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau Virusproteine Replikation Humanpathogene Hepadnaviren 462 Das humane Hepatitis-B-Virus 462 Die Hepatitis-D-Viren Weiterführende Literatur Polyomaviren Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau Virusproteine Replikation Humanpathogene Polyomaviren 485 Die BK- und JC-Viren Tierpathogene Polyomaviren 488 Das SV40-Virus Weiterführende Literatur Papillomviren Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau Virusproteine Replikation Humanpathogene Papillomviren 503 Die Papillom- oder Warzenviren Tierpathogene Papillomviren 510 Die Papillom- oder Warzenviren Weiterführende Literatur Adenoviren Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau Virusproteine Adenovirusassoziierte RNA (VA-RNA I und II) Replikation Humanpathogene Adenoviren 531 Das humane Adenovirus Tierpathogene Adenoviren 536 Die caninen Adenoviren 536 Die Adenoviren des Geflügels Weiterführende Literatur Herpesviren Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau Virusproteine des lytischen Zyklus RNA-Produkte Proteine der Latenz Replikation Humanpathogene Herpesviren 583 Die Herpes-simplex-Viren 583 Das Varicella-Zoster-Virus 587 Das humane Cytomegalovirus 589 Die humanen Herpesviren 6 und Das Epstein-Barr-Virus 594 Das humane Herpesvirus 8 600

10 XIII Tierpathogene Herpesviren 602 Das bovine Herpesvirus Typ Das porcine Herpesvirus Die equinen Herpesviren Typ 1 und Das canine Herpesvirus Typ Das galline Herpesvirus Typ Weiterführende Literatur Pockenviren Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau Virusproteine Replikation Humanpathogene Pockenviren 625 Die Variolaviren 625 Das Molluscum-contagiosum-Virus Tierpathogene Pockenviren 630 Die Kuhpockenviren 630 Die Ziegenpockenviren, die Schafpockenviren und das Lumpyskin-Disease-Virus 631 Das Myxomatosevirus 632 Das Orfvirus Weiterführende Literatur Asfarviren Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau Virusproteine Replikation Tierpathogene Asfarviren 638 Das Virus der afrikanischen Schweinepest Weiterführende Literatur Viren mit einzelsträngigem DNA-Genom Parvoviren Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau Virusproteine Replikation Humanpathogene Parvoviren Das Parvovirus B Die adenoassoziierten Viren Tierpathogene Parvoviren Die felinen und caninen Parvoviren 658 Das porcine Parvovirus 661 Das Virus der Aleutenkrankheit der Nerze Weiterführende Literatur 20.2 Circoviren Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau Virusproteine Replikation Humanpathogene Circoviren Das TT-Virus Tierpathogene Circoviren Das Chicken-Anaemia-Virus 671 Das porcine Circovirus Weiterführende Literatur

11 XIV 21. Übertragbare spongiforme Encephalopathien Einteilung und charakteristische Vertreter Aufbau des PrP-Gens Aufbau des PrP-Proteins Vermehrung des PrP Sc Humanpathogene übertragbare spongiforme Encephalopathien 680 Creuzfeldt-Jakob-Erkrankung und ähnliche Tierpathogene übertragbare spongiforme Encephalopathien 682 Scrapie 683 Chronic Wasting Disease 684 Transmissible Nerzencephalopathie 685 Bovine spongiforme Encephalopathie Weiterführende Literatur 690 Glossar 691 Namensindex 699 Sachindex 703