Opryszczka narządów płciowych
Patofizjologia i mechanizm
Zakażenie wirusem opryszczki narządów płciowych (HSV-2, rzadziej HSV-1) dotyka około 520 milionów osób w wieku 15-49 lat globalnie (13%, dane z 2020 r.) i znacząco zwiększa ryzyko zakażenia HIV. HSV przenosi się przez kontakt bezpośredni z błonami śluzowymi lub uszkodzoną skórą, głównie drogą płciową, a wirus replikuje się w nabłonku narządów płciowych, następnie zasiedlając zwoje nerwowe (S2-S5). Po pierwotnej infekcji wirus wnika do neuronów czuciowych, gdzie utrzymuje się w stanie latencji, regulowanym epigenetycznie przez transkrypty LAT. Reaktywacja wirusa, wywołana czynnikami takimi jak stres czy uraz, prowadzi do nawrotów klinicznych lub bezobjawowego siewstwa, które jest głównym źródłem transmisji. Bezobjawowe siewstwo HSV-2 utrzymuje się nawet do 10 lat po zakażeniu, z wykrywalnym wirusem w około 17% dni. Terapia przeciwwirusowa (acyklowir, walacyklowir, famcyklowir) zmniejsza objawy i siewstwo o 70-80%, ale nie eliminuje wirusa.
- Patogeneza zakażenia wirusem opryszczki narządów płciowych
- Mechanizmy molekularne zakażenia HSV
- Struktura i genom wirusa
- Cykl replikacyjny i mechanizmy molekularne
- Transport neuronalny i ustanowienie latencji
- Odpowiedź immunologiczna a patogeneza HSV
- Kliniczne aspekty zakażenia HSV narządów płciowych
- Aktualne badania nad wirusem HSV
Patogeneza zakażenia wirusem opryszczki narządów płciowych
Zakażenie wirusem opryszczki narządów płciowych, powodowane głównie przez wirus opryszczki pospolitej typu 2 (HSV-2), chociaż coraz częściej również przez wirus typu 1 (HSV-1), stanowi istotny problem zdrowotny na całym świecie. Szacuje się, że HSV-2 dotyka około 520 milionów (13%) osób w wieku 15-49 lat na całym świecie (dane z 2020 roku). Zakażenie HSV-2 zwiększa ryzyko zakażenia wirusem HIV około trzykrotnie, a osoby z podwójnym zakażeniem HIV i HSV-2 częściej przenoszą HIV na inne osoby.1
Transmisja wirusa
Transmisja zakażenia HSV zależy od bliskiego, osobistego kontaktu osoby seronegatywnej z kimś wydzielającym wirusa. Wirus musi mieć kontakt z powierzchniami błon śluzowych lub uszkodzoną skórą, aby doszło do zakażenia.2 Zakażenie HSV-2 jest zwykle konsekwencją transmisji przez kontakt płciowy. Wirus replikuje się w skórze narządów płciowych, okołogenitalnej lub okolicy odbytu, następnie dochodzi do zasiedlenia zwojów krzyżowych.3 Transmisja odbywa się poprzez bliski kontakt osobisty, a zakażenie następuje poprzez inokulację wirusa do podatnych powierzchni błon śluzowych (np. jamy ustnej, szyjki macicy, spojówki) lub przez małe pęknięcia w skórze. Wirus jest łatwo inaktywowany w temperaturze pokojowej i przez wysuszenie; stąd też rozprzestrzenianie się drogą aerozolową i przez przedmioty jest rzadkie.4
HSV-1 i HSV-2 mogą być przenoszone, choć rzadko, z zarażonych matek na noworodki podczas porodu i poprzez kontakt ustny z opiekunami po urodzeniu, prowadząc do opryszczki noworodków – choroby o wysokiej śmiertelności. Ryzyko przeniesienia na noworodka jest wyższe, gdy zakażenie seronegatywnej matki następuje w trzecim trymestrze ciąży.56
Infekcja pierwotna i replikacja wirusa
Po wniknięciu do organizmu, zarówno HSV-1, jak i HSV-2 typowo uzyskują dostęp do organizmu poprzez błony śluzowe narządów płciowych lub jamy ustnej. Wirus następnie replikuje się w nabłonku wielowarstwowym płaskim, skąd jest pobierany przez rozgałęziające się niezmielinizowane włókna nerwowe czuciowe.7 Infekcje pierwotne zazwyczaj atakują nabłonek błon śluzowych, gdzie produkowane są liczne potomne wiriony i uwalniane przez lizę komórek.8
Wirus wnika do komórek nabłonkowych poprzez interakcję ze specyficznymi receptorami na powierzchni komórki za pomocą glikoprotein, które wystają z osłonki wirusowej. Po wniknięciu, w jądrze komórki gospodarza natychmiast rozpoczyna się replikacja wirusa. Najpierw transkrybowany jest gen wirusowy, co prowadzi do syntezy białek wirusowych, replikacji genomu wirusa i składania potomnych wirusów.9
Wirusowy liniowy DNA wnika do jądra przez por jądrowy. Komórkowa polimeraza RNA II i białka wirusowe transkrybują geny HSV. Ekspresja genów następuje w uporządkowanej kaskadzie podczas replikacji litycznej. Białko tegumentu VP16 tworzy kompleks z komórkowym czynnikiem 1 (HCF-1) i białkiem wiążącym oktamer-1 (Oct-1), który wiąże się z promotorem genów IE, kierując ich ekspresją.10
Latencja i reaktywacja
HSV posiada dwa unikalne biologiczne właściwości wpływające na patogenezę i następującą po niej chorobę u ludzi. Obydwa wirusy mają zdolność do inwazji i replikacji w ośrodkowym układzie nerwowym oraz zdolność do ustanowienia zakażenia latentnego w zwojach korzeni grzbietowych.11 Po wniknięciu HSV-1 i HSV-2 zakażają zakończenia nerwowe i przemieszczają się transportem wstecznym do jąder neuronów czuciowych. Wirus namnaża się w niewielkiej liczbie neuronów czuciowych, które ostatecznie ulegają zniszczeniu. W zdecydowanej większości zakażonych neuronów genom wirusowy pozostaje przez całe życie człowieka w stanie episomalnym.12
Latencja jest interesującą funkcją przetrwania HSV-2, ponieważ genom wirusowy jest obecny w stanie niezakaźnym, z potencjałem do wywołania nawracającego zakażenia. Znaczącą rolę odgrywa regulacja epigenetyczna, latencja/” title=”transkrypt związany z latencją” class=”to-tag” data-termid=”69889″>transkrypty związane z latencją (LATs), czynniki odpowiedzialne za ustanowienie i odwrócenie latencji.13
Neurony czuciowe zawierające wirusa zawierają jądrowe transkrypty pochodzące z około 8,5 kbp sekwencji flankujących sekwencję UL. Transkrypty te znane są jako transkrypty związane z latencją lub LAT. Obfite RNA o wielkości 2,5 i 1,5 kbp nie odgrywają roli w ustanowieniu lub utrzymaniu stanu latentnego, chociaż mogą odgrywać rolę w reaktywacji.14
Reaktywacja występuje, gdy normalna ekspresja genów wirusowych wznawia się, z ponownym pojawieniem się wirusa na powierzchniach błon śluzowych.15 Białka wirusowe zaangażowane w kierowanie ekspresją genów wirusowych podczas replikacji litycznej, takie jak VP16, nie są ekspresjonowane podczas latencji.16
Mechanizmy molekularne zakażenia HSV
Struktura i genom wirusa
HSV to alfawirus z rodziny herpeswirusów. Jest to wirus osłonkowy o średnicy około 160 nm z liniowym, dwuniciowym genomem DNA. Ogólna homologia sekwencji między HSV-1 i HSV-2 wynosi około 50%. HSV-1 ma tropizm do nabłonka jamy ustnej, natomiast HSV-2 do nabłonka narządów płciowych. Zakażenie HSV jest zapośredniczone przez przyłączenie za pomocą wszechobecnych receptorów do komórek, w tym neuronów czuciowych, prowadząc do ustanowienia latencji.17
Wirusy HSV-1 i HSV-2 mają wielkość 150-200 nm i strukturalnie składają się z czterech głównych komponentów: DNA, nukleokapsydu, tegumentu i lipidowej osłonki. Genom HSV to pojedyncza, liniowa cząsteczka dwuniciowego DNA (około 152 000 par zasad kodujących co najmniej 74 geny); genom DNA jest zamknięty w kapsydzie ikozaedrycznym, nazywanym również nukleokapsydem lub rdzeniem wirusowym. Tegument, określany jako macierz, to amorficzna, bogata w białko warstwa otaczająca kapsyd. Osłonka stanowi najbardziej zewnętrzną część HSV i składa się z dwuwarstwy lipidowej błony najeżonej zestawem 12 różnych typów glikoprotein. Glikoproteiny są niezbędne do wniknięcia wirusa i wywołują przeciwciała neutralizujące. Różnice w glikoproteinie G (gG) między HSV-1 i HSV-2 zostały wykorzystane w rozwoju swoistych typowo testów serologicznych HSV.18
Cykl replikacyjny i mechanizmy molekularne
Cykl życiowy zarówno HSV-1, jak i HSV-2 obejmuje kilka kluczowych etapów. Kapsyd jest transportowany do jądra z pomocą dyneiny, dynaktyny i białka szoku cieplnego 90. W jądrze regulowana sekwencyjna ekspresja genów wirusowych, obejmująca geny natychmiastowo wczesne, wczesne i późne, prowadzi do syntezy różnych białek, w tym białek komórek zakażonych i białek tegumentu, które odgrywają kluczową rolę w replikacji wirusowej i tworzeniu komponentów wirusowych.19
Po wniknięciu do docelowej cytoplazmy, białka tegumentu wewnętrznego współpracują z aktynami i miozynami gospodarza, aby ułatwić wsteczny transport kapsydu wirusowego wzdłuż mikrotubul w kierunku poru jądrowego, gdzie genom wirusowy jest uwalniany do jądra poprzez przegrupowanie białek kapsydu.20
| Etap cyklu replikacyjnego | Kluczowe procesy molekularne | Zaangażowane białka/czynniki |
|---|---|---|
| Adsorpcja i wniknięcie | Przyłączenie do receptorów komórkowych, fuzja osłonki z błoną komórkową | Glikoproteiny wirusowe, receptory komórkowe |
| Transport do jądra | Wsteczny transport kapsydu wzdłuż mikrotubul | Dyneina, dynaktyna, białko szoku cieplnego 90 |
| Ekspresja genów wirusowych | Kaskadowa ekspresja genów (natychmiastowo wczesne, wczesne, późne) | VP16, HCF-1, Oct-1, polimeraza RNA II |
| Replikacja DNA | Synteza wirusowego DNA | Wirusowe polimerazy i białka replikacyjne |
| Składanie i uwalnianie | Formowanie kapsydu, pakowanie DNA, pączkowanie | Białka strukturalne wirusa, enzymy komórkowe |
| Ustanowienie latencji | Inaktywacja ekspresji większości genów wirusowych | LAT, regulacja epigenetyczna |
| Reaktywacja | Wznowienie ekspresji genów wirusowych, replikacja i uwolnienie | Czynniki stresu, reorganizacja chromatyny |
Transport neuronalny i ustanowienie latencji
Po pierwotnym zakażeniu i replikacji w miejscu ekspozycji, HSV przemieszcza się wzdłuż włókien nerwowych do zwojów czuciowych. Z wirusową replikacją w miejscu pierwotnego zakażenia, albo nienaruszony wirion, albo bardziej prawdopodobnie kapsyd jest transportowany wstecznie przez neurony do zwojów korzeni grzbietowych, gdzie po kolejnej rundzie replikacji wirusa, ustanawiana jest latencja.21
W przypadku zakażeń narządów płciowych HSV, zwoje korzenia krzyżowego (S2-S5) są zaangażowane w ustanawianie latencji. Reaktywacja i replikacja latentnego HSV, zawsze w obszarze zaopatrywanym przez zwoje, w których została ustanowiona latencja, może być indukowana przez różne bodźce (np. gorączka, uraz, stres emocjonalny, światło słoneczne, menstruacja), co prowadzi do jawnego lub ukrytego nawracającego zakażenia i wydzielania HSV.22
Odpowiedź immunologiczna a patogeneza HSV
Mechanizmy obronne gospodarza
Cykl zakażenia HSV jest kontrolowany przez układ odpornościowy na kilku poziomach. Po wniknięciu do organizmu, wrodzone i adaptacyjne procesy odpornościowe regulują stopień replikacji, który ma miejsce w błonie śluzowej. To określa, ile wirusa uzyskuje dostęp do zwojów korzeni grzbietowych, staje się latentnym i następnie ulega reaktywacji.23 Na poziomie zwojów korzeni grzbietowych, latencja i reaktywacja podlegają kontroli immunologicznej. Po przeniesieniu wirusa do zakończeń aksonalnych, poziom replikacji jest determinowany przez mechanizm adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej na styku z komórkami nabłonkowymi w błonie śluzowej.24
Odporność komórkowa jest ważną obroną przeciwko opryszczce pospolitej. Rozsiew zakażenia opryszczką pospolitą może wystąpić u osób z upośledzonym funkcjonowaniem komórek T, takich jak biorcy przeszczepów narządów i osoby z AIDS.25 Naturalne komórki zabójcze (NK) odgrywają znaczącą rolę we wczesnej obronie, rozpoznając i niszcząc komórki zakażone HSV.26
Istnieją również mechanizmy śmierci komórkowej, które stanowią wewnątrzkomórkową obronę przeciwko zakażeniom wirusowym, ale wirusy utrudniają śmierć zakażonych komórek, co w przeciwnym razie ograniczyłoby zakażenie.27
Strategie unikania odpowiedzi immunologicznej
HSV-2 jest dobrze wyposażony w czynniki zjadliwości, które modulują i unikają odpowiedzi immunologicznej.28 Zdolność wirusa do unikania obrony wewnątrzkomórkowej i ustanawiania długotrwałej latencji w neuronach gospodarza jest kluczowym elementem jego patogenezy. Mechanizmy, które pozwalają wirusowi na przetrwanie i unikanie odpowiedzi immunologicznej, obejmują:
- Zablokowanie prezentacji antygenów wirusowych na powierzchni komórek zakażonych29
- Hamowanie apoptozy w zakażonych neuronach, co umożliwia przetrwanie wirusa30
- Modulacja odpowiedzi interferonowej gospodarza31
- Wpływ na system ubikwityna-proteasom gospodarza32
Mechanizmy te pozwalają wirusowi HSV na ustanowienie długotrwałej latencji w neuronach gospodarza i okresowe reaktywacje, które prowadzą do objawowych lub bezobjawowych epizodów wysiewu wirusa.33
Kliniczne aspekty zakażenia HSV narządów płciowych
Przebieg kliniczny i nawroty
Opryszczka narządów płciowych może wystąpić podczas zakażenia pierwotnego i reaktywacji, chociaż zakażenia pierwotne zwykle mają cięższy przebieg.34 Im cięższe zakażenie pierwotne, tym większe prawdopodobieństwo wystąpienia nawrotów, co odzwierciedla się w rozmiarze, liczbie i zasięgu zmian.35
Pierwotna opryszczka narządów płciowych charakteryzuje się tworzeniem się licznych, obustronnych, bolesnych i rozległych owrzodzeń narządów płciowych, które goją się bez pozostawiania blizn w ciągu 12 dni. U pacjentów występują również tkliwe powiększone węzły chłonne, gorączka, złe samopoczucie i bóle mięśniowe. Rzadko choroba może również powodować aseptyczne zapalenie opon mózgowych z sztywnością karku i silnym bólem głowy. Nawracająca opryszczka narządów płciowych trwa krócej, jest łagodniejsza i nie daje objawów ogólnoustrojowych. Głównym objawem choroby są prodromalne parestezje w kroczu, narządach płciowych lub pośladkach, a następnie tworzenie się zgrupowanych zmian w zewnętrznym obszarze narządów płciowych. Zmiany goją się bez blizn w ciągu 2-5 dni.36
Bezobjawowe siewstwo wirusa
Badania wykazały, że większość osób z seropozytywnym wynikiem HSV-2 ma bezobjawowe siewstwo wirusa. Bezobjawowe siewstwo HSV u kobiet najczęściej występuje z sromu i okolicy okołoodbytniczej, podczas gdy u mężczyzn występuje ze skóry prącia i okolicy okołoodbytniczej. Bezobjawowe siewstwo wirusa jest krótsze niż siewstwo podczas nawrotów klinicznych, ale ilość wydzielanego wirusa jest podobna w epizodach objawowych i subklinicznych.37
Odsetek dni z bezobjawowym siewstwem HSV-2 w narządach płciowych jest najwyższy w pierwszym roku po zakażeniu i stopniowo zmniejsza się wraz z upływem czasu, choć nawet po 10 latach od zakażenia siewstwo pozostaje stosunkowo częste, z wykrywalnym siewstwem w około 17% dni. Uważa się, że większość transmisji HSV-2 występuje z siewstwem wirusa podczas epizodów bezobjawowego siewstwa. Terapia przeciwwirusowa znacznie zmniejsza siewstwo HSV-2 o 70-80%, ale go nie eliminuje.38
Terapia przeciwwirusowa
Nie istnieje lek, który może wyleczyć wirus opryszczki. Jednak lekarz może przepisać lek przeciwwirusowy, taki jak acyklowir, aby zapobiec namnażaniu się wirusa.39 Dostępne metody leczenia HSV-2, w tym analogi nukleozydów takie jak acyklowir, walacyklowir i famcyklowir, zmniejszają objawy, ale nie eliminują wirusa.40
Opryszczka narządów płciowych jest leczona lekami przeciwwirusowymi, takimi jak acyklowir, walacyklowir, famcyklowir i pencyklowir. Walacyklowir i famcyklowir są zatwierdzone do przewlekłej supresji opryszczki narządów płciowych. Profilaktyka doustnymi acyklowirem jest zalecana w celu zahamowania nawrotów opryszczki narządów płciowych pod koniec ciąży. Terapia supresyjna z walacyklowirem może być stosowana w celu zapobiegania częstym nawrotom opryszczki narządów płciowych.41
Aktualne badania nad wirusem HSV
Nowe strategie terapeutyczne
Obecne badania koncentrują się na opracowaniu nowych strategii zapobiegania i leczenia chorób wywołanych przez HSV.42 Obiecujące kierunki badań obejmują:
- Rozwój szczepionek profilaktycznych i terapeutycznych przeciwko HSV43
- Badania nad mechanizmami prowadzącymi do latencji i reaktywacji44
- Nowe związki przeciwwirusowe ukierunkowane na specyficzne białka wirusa lub gospodarza45
- Strategie zakłócające mechanizm wyciszania w neuronach gospodarza46
Jedna z potencjalnych strategii leczenia opryszczki polega na zakłóceniu mechanizmu wyciszania obecnego w neuronach gospodarza. Umożliwiłoby to namnażanie się wirusa, który mógłby być następnie zabity przez nowo zaprojektowane leki przeciwwirusowe.47
Regulacja ekspresji genów i chromatyny
Nowe badania zidentyfikowały mechanizm, który odgrywa rolę w kontrolowaniu tego, jak wirus opryszczki przełącza się między uśpionym a aktywnym stadium zakażenia. Odkryto, że wirus przełącza się między stadium „latentnym” a stadium „litycznym”, w którym aktywnie się replikuje, w zależności od tego, jak ściśle jego DNA jest spakowane w wiązki zwane chromatyną.48
Gdy wirus opryszczki wnika do komórki, komórka próbuje się chronić, owijając wirusowe DNA ściśle wokół białek podobnych do szpuli zwanych histonami i kondensując je w chromatynę, co powoduje, że wirus staje się uśpiony. Ale jeśli komórki nie mają powodzenia, chromatyna jest luźno związana, pozostawiając wirusowe DNA dostępne. Cząsteczki wirusa mogą wtedy włączyć swoje geny i replikować się za pomocą maszynerii komórkowej, aby rozpocząć zakażenie lityczne, powodując chorobę.49
Przyszłe kierunki badań
Przyszłe badania prawdopodobnie skupią się na pełniejszym zrozumieniu mechanizmów ustanawiania latencji i reaktywacji HSV, co jest kluczowe dla opracowania skutecznych terapii.50 Ponadto, badania nad interakcjami wirus-gospodarz i komórkowymi mechanizmami obronnymi mogą prowadzić do odkrycia nowych celów terapeutycznych.51
Obiecujące strategie zawierają szczepionki podjednostkowe i mRNA, które stanowią bramę do prezentacji układowi odpornościowemu złożonych składów antygenowych, potencjalnie w tym epitopów komórek T i B. Następne wyzwanie dotyczy samej technologii rozwoju szczepionek, w szczególności szczepionek mRNA i systemów dostarczania LNP.52
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.