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** 1. 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)

Virus-Taxonomie

Beispiel

Herpesvirus

! Familie: Herpesviridae ! Subfamilie: Alpaherpesvirinae ! Genus: Varicellovirus ! Spezies: Equines Herpesvirus Typ1

Kriterien für Klassifizierung von Viren

! Epidemiologie ! Pathogenese ! Morphologisch/physikalisch-chemisch ! biologisch

Einteilungskriterien

(Familien)

! 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

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verschied. Formen / Größen

Virale Genomtypen

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1.1 3 Ordnungen der Viren

3 Ordnungen der Viren (+ entsprechende Familien)

• Caudo-Virales • Mononega-Virales • Nido-Virales

Caudovirales

! 3 Familien von „beschwanzten“" Bakteriophagen

Mononegavirales

! (-)ssRNA ! behüllt ! nicht segmentiert

! Bornaviridae ! Paramyxoviridae ! Rhabdoviridae ! Filoviridae

Nidovirales

! 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

Papilloma /

Adeno

! dsDNA ! unbehüllt

unbehüllte DNA-Viren

Parvo /

Circo

! ssDNA ! unbehüllt

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Behüllte DNA-Viren (dsDNA)

Familie Gattung Krankheit

! ovine Herpesvirus-2 od. alcelaphine Herpesvirus 1

• BKF (Bösartiges Katarrhalfieber)

Equines Herpes-Virus 1 / 4 / 3 • EHV (Equines Herpes-Virus)

Bovines Herpesvirus 1 (BHV1) • IBR (Infektiöse bovine Rhinotracheitis) / IPV (Infektiöse pustolöse Vulvovaginitis)

Herpes

"

Aujeskzy Virus / Pseudorabies Virus (PRV) [= Herpesvirus suis1; suid Herpesvirus 1 (SHV1)]

• AUJ (Aujeszky'sche Krankheit)

Asfar

Asfivirus (Afrikanische-Schweinepest-Virus (ASPV))

• Afrikanische Schweinepest (ASP)

Orthopox-Virus bovis • Kuhpocken • Katzenpocken

Capripox-Virus • (Schaf- + Ziegenpocken)

Pox

Leporipox-Virus • Myxomatose (Kaninchen)

Unbehüllte DNA-Viren

Familie Gattung Krankheit

Papilloma (dsDNA)

Papilloma-Virus • Papillome (Warzen) / Tumore

canine Adenovirus 1 (CAV-1) • Hepatitis Contagiosa Canis (Hund)

canine Adenovirus 2 (CAV-2) • Infektiöse Laryngotracheitis (Zwingerhusten-Komplex)

• Adenovirus-Infektion Rind

Adeno (dsDNA)

bovines Adenovirus 1/2/3

• allg. auch Tumore wie Papilloma

Parvo (ssDNA)

- Canines Parvo-Virus (CPV) - Felines Parvo-Virus (FePV)

• Parvovirosen der Fleischfresser + Schwein

Circo-Virus (ssDNA)

Porcines Circo-Virus (PCV / Typ 2) • „postweaning multisystemic wasting syndrom“ (PMWS)

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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

Mononega-Virales

! (-)ssRNA ! behüllt ! nicht segmentiert

Nido-Virales ! (+)ssRNA ! behüllt ! nicht segmentiert

Orthomyxo

! (-)ssRNA ! behüllt ! segmentiert

Retro

! (+)ssRNA (DNA-Schritt während Replikation) ! behüllt ! nicht segmentiert

Arena

! ssRNA (ambisense) ! behüllt ! segmentiert

behüllte RNA-Viren

Flavi / Toga (wie Nido-Virales)

! (+)ssRNA ! behüllt ! nicht segmentiert

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unbehüllte RNA-Viren

Picorna

/ Calici

! (-)ssRNA ! unbehüllt ! nicht segmentiert

unbehüllte RNA-Viren

Reo

! (-)dsRNA ! unbehüllt ! segmentiert

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SS RNA Genome

! 2 Formen: + (sense) + – (anti-sense) RNA Genome Positiv (sense)

" direkt translatierbar

SS RNA Genome

Negativ (anti-sense)

" erst Umschreibung in Positiv (sense)-Strang / erst dann translatierbar

Viren mit + RNA

Genom

Viren mit - RNA

Genom

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Viren mit Reverser

Transcriptase

Viren mit ds RNA

Genom

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1.2.1.1 behüllte RNA-Viren

MONONEGA-VIRALES (ORDNUNG)

Ordnung Mononega-Virales [(-)ssRNA / behüllt / nicht segmentiert]

• Rhabdo-Viridae • Borna-Viridae • Paramyxo-Viridae • Filo-Viridae

Rhabdo-Viridae

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!

Rhabdoviridae (Rhabdo = Stab)

Genera ! Lyssavirus (Tollwut / Rabies)

! Vesiculovirus (Vesikuläre Stomatitis (VSV) der Pfd. / Rind / Sw.)

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Borna-Viridae

Borna-Viridae

! (-)ssRNA / behüllt / nicht segmentiert

Borna-Viridae

Genus ! Borna-Virus (Borna’sche Krankheit // ZNS-Affektionen beim Pfd. / Schf. usw.)

Paramyxo-Viridae

Paramyxo-Viridae

! ss-RNA / behüllt / nicht segmentiert

Struktur

" Ø 120-150nm " pleomorph / Hülle + 3 Glykoproteine, die Spikes bilden " Hämagglutinin + Neuraminidase, in Spike als HN-Protein " Fusionsprotein F (Fusion von Zellen zu Synzytien)

Paramyxo-Virus

Eigenschaften " 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

" behüllt / ss – RNA " Klinik: tödliche hämorrhagische Septikämien

Filoviren (Filo = Fadenförmig)

Kennzeichen " Zoonoseerreger " relativ widerstandsfähig

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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

" riesiges Genom ! Haupt-Kennzeichen: keulenförmige Spikes ! Krone " Größe: 60-120 nm ø " kugelförmig bis pleomorphe Partikel " helikales Nucleocapsid

Morphologie

" Replikation im Zytoplasma / Rekombination " geringe Tenazität " z.T. hämagglutinierend

Kennzeichen

Kennzeichen

" Prädilektion für einzelne Organe

Erkr. (Schwein)

! Transmissible Gastroenteritis beim Schwein (TGE // Durchfall + Kümmern) ! hämagglutinierendes Enzephalomyelitis Coronavirus (HEV // Kümmern / Erbrechen / Encephalomyelitis)

Erkr. (Katze)

! Feline infektiöse Peritonitis der Katze (FIP // feuchte + trockene Form / ZNS) ! Felines Corona Virus (FeCV / enterale Infektionen)

Erkr. (Hund / Rind / Pferd)

" Durchfallerkrankungen

! Bovines Coronavirus (BCV // Durchfall bei neugeborenen Kälbern) ! Canines Coronavirus (CCV)

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Arteri-Viridae

Arteri-Viridae

! (+)ssRNA / behüllt / nicht segmentiert ! F: Arteriviridae / Ordnung: Nidovirales (mit Coronaviridae)

" 50-70 nm klein

Arteri-Viridae

" Infektiöse Arteritis Virus (EAV // Arteriviren infizieren Pferde)

" Vermehrung: v.a. in Makrophagen " Übertragung: horizontal + vertikal (EAV durch Samen) " Vorkommen: weltweit (v.a. USA)

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Orthomyoxo-Viridae

Orthomyoxo-Viridae (Myxo = Schleim ! Affinität zu Schleimhäuten)

! (-)ssRNA / behüllt / segmentiert ! 10 Proteine (5 Nichtstruktur-Proteine + 5 Struktur-Proteine)

Orthomyoxo-Viridae

3 Genera der Familie Orthomyoxo-Viridae

• Influenza Virus A / B • Influenza Virus C • „Thogoto-artige Viren“

" 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

Struktur

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

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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

Kennzeichen

" Klinik: Tumor / Latenz / Immunschwäche " labil gegenüber Detergenzien / resistent gegen UV-Licht

Struktur

" Hülle mit Peplomeren " Ikosahedrales Kapsid

reverse Transkription = Retrotranskription / RNA abhängige DNA Polymerase

! Funktion: umschreibt (transkribiert) „rückwärts“ von RNA in DNA

Reverse Transkriptase

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

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Gamma-

Retroviren

! Felines Leukämievirus (FeLV / Übertragung: horizontal von Tier zu Tier +

vertikal)

Delta-Retroviren

! 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)

Lentiviren (Name wg. langen Inkubationszeit (Monate bis Jahre) + über Jahre anhaltenden Erkrankung)

! Humanes Immunschwächevirus (HIV-1, HIV-2)

Orthoretro-Virinae

Alpha-Retroviren

! Aviäre Leukosevirus (ALV)

Arena-Viridae

" behüllt / 2 Moleküle ssRNA " Klinik: Persistierende Virämien bei Nagern

Arenaviren (arenosus = sandig / Ribosomen eingeschlossen)

Kennzeichen " Zoonoseerreger " relativ instabil

Flavi-Viridae

Flaviridae

! (+)ssRNA / behüllt / nicht segmentiert

Flaviridae

Genus ! Pesti-Virus ! Flavi-Virus

" Übertragung: direkt + indirekt

Pesti-Virus

! Krankheit: Klassische Schweinepest (ESP) / Bovine Virusdiarrhoe (BVDV-MD Komplex) / Border disease der Schafe " Vektoren: Arthropoden (Mücken / Zecken)

Flavi-Virus

! Krankheit: Gelbfieber / Zeckenenzephalitis

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1.2.1.2 unbehüllte RNA-Viren

Picorna-Viren

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)

Picornaviren (Pico = klein)

Kennzeichen " Klinik: Respiratorische + intestinale Infektionen " hohe Tenazität

Calici-Viridae

! (-)ssRNA / unbehüllt / nicht segmentiert (wie Picorna-Viren)

Caliciviridae

Krankheiten

! Katzenschnupfen ! Vesikuläres Exanthem der Schweine (ähnlich MKS + SVD)

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)

REO-Viridae

Kennzeichen " doppelkapsid / kubisch-ikosaedral " einige Reoviren hämagglutinieren

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1.2.2 DNA Viren

DNA-Viren

behüllte DNA-Viren

Herpes /

Asfar /

Pox

! dsDNA ! behüllt

Papilloma/

Adeno

! dsDNA ! unbehüllt

unbehüllte DNA-Viren

Parvo /

Circo

! ssDNA ! unbehüllt

1.2.2.1 behüllte DNA-Viren

Herpes-Viridae

Herpes-Viridae

! dsDNA / behüllt ! besondere Eigenschaft: Latenz

! Subfamilien: Alpha- + Beta- + Gamma-Herpesvirinae

Struktur " Struktur: Hülle / Tegument / ikosahedrales Kapsid

" Ø 150-200nm

Herpes-Viridae (Herpein = kriechen)

Kennzeichen " Infektion mit Latenz / reaktivierbar z.B. mit Kortikosteroiden " viele medizinisch relevante Viren, auch bei Wirbellosen " relativ labil gegen Umwelteinflüsse/Detergenzien

BKF (Bösartiges Katarrhalfieber)

" Erreger: ovine Herpesvirus-2 od. alcelaphine Herpesvirus 1 " Subf.: Gamma-Herpesvirinae

IBR (Infektiöse bovine

Rhinotracheitis) / IPV (Infektiöse pustolöse Vulvovaginitis)

" Erreger: Bovines Herpesvirus 1 (BHV1) " Subf.: Alpha-Herpesvirinae

AUJ (Aujeszky'sche Krankheit)

" Erreger: Aujeskzy Virus / Pseudorabies Virus (PRV) [= Herpesvirus suis1; suid Herpesvirus 1 (SHV1)] " Subf.: Alpha-Herpesvirinae

EHV (Equines Herpes-Virus)

" Erreger: Equinen Herpes-Virus 1 / 4 / 3 " Subf.: Alpha-Herpesvirinae

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Asfar-Viridae (Afrikanische Schweinepest)

Asfar-Viridae

! dsDNA / behüllt " G: Asfivirus / S: Virus der Afrikanischen Schweinepest (ASPV)

Kennzeichen

" Ø 175-215nm (größte Ikosahederviren) " Replikation im Zytoplasma (mittels virusassozierter Transkriptase) " Tenazität # (sehr stabil gegenüber Umwelteinflüssen) " klin.-patholog.: wie europäische (klassische) Schweinepest (ESP) " Übertragung: durch Kontakt od. Zecken

Asfar-Viridae

Klinik

" nach Infektion keine Bildung neutralisierender Antikörper " keine Vakzinen (im Ggs. zur ESP)

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Pox-Viridae

Pockenviren (Pocke = Pustel)

Pox-Viridae (Pockenviren)

! dsDNA / behüllt ! größte DNA Viren (150 - 300nm + größte tier. Viren)

! Besonderheit: Vermehrung im Zyroplasma

" backsteinförmig / komplexer Aufbau " komplexer Aufbau (mit Lipidhülle / darin Core mit Lateralkörpern / Membran mit Oberflächenfilamenten + Hämagglutinin)

Struktur

Kennzeichen " 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!

Kennzeichen

beachte

Beispiele

" Rind: Kuhpocken / v.a. Infektionen der Zitzenhaut //

Übertragung auf Mensch / Katze " Kaninchen: Myxomatose " Schwein: generalisierte Hautinfektion

" F: Poxviridae / G: Orthopoxvirus / S: Vaccinia + Variola

Taxonomie

Genus: Orthopoxvirus

Genus

! Orthopoxvirus (Mensch) ! Parapoxvirus ! Suipoxvirus ! Leporipoxvirus ! Capripoxvirus ! Avipoxvirus

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1.2.2.2 unbehüllte DNA-Viren

Papilloma-Viridae (Warzen-Viren) bei Säugern

allg. 2 eigene Virusfamilien

• Papilloma-Viridae • Polyoma-Viridae (auch onkogene Viren)

2 Virusfamilien

" 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

Kennzeichen

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)

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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 " 70-80 nm " Entlassung aus Zelle durch Zell-Lyse

Kennzeichen

" hohe Tenazität

Kennzeichen

Krankheiten ! Hepatitis Contagiosa Canis (Hund)

Parvo-Viridae

Parvo-Viridae

! ss DNA / unbehüllt ! kleinste DNA-Viren (18-22nm Ø)

Struktur

" icosahedrale Struktur

Kennzeichen

" Vermehrung: Nukleus (v.a. in mitotischen Zellen ! Darm / fetales Gewebe (S-Phase der Zellreplikation)) " Tenazität # (resistent gegenüber Umwelteinflüssen ! wichtig für Desinfektion))

Parvo-Viridae (Parvus = klein)

Genus ! Parvo-Virus (Felines Panleukopenievirus / Canines Parvovirus)

! Feline Panleukopenie (Katzenseuche // Cerebelläre Ataxie /

Kleinhirnatrophie) ! Canines Parvovirus (Enteritis-Myocarditis der Hunde)

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Circo-Viridae

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)

Kennzeichen " ikosahedral

" Größe: 17-22 nm (kleinste bekannte Viren)

Erreger

Krankheiten ! „postweaning multisystemic wasting syndrom” (PMWS) ! evtl. „porcine dermatitis and nephropathy syndrome“ (PDNS)

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Viren mit ss DNA Genom

Viren mit ds DNA Genom