ویروس‌شناسی پزشکی

ویروس‌های کوچک DNAدار و انکوژن

پاپیلوماویروس‌ها، سرطان‌زایی HPV، پلیوماویروس‌های BK و JC، پاروویروس B19 و تظاهرات پوستی، خونی و جنینی آن‌ها

۱
بخش اول

مقایسهٔ سه خانوادهٔ اصلی

نقشهٔ ذهنی ویروس‌های کوچک DNAدار
ویروس‌های کوچک DNAدار سه خانواده با ساختمان و پاتوژنز متفاوت

پاپیلوماویریده

DNA دورشته‌ای حلقوی
بدون پوشش؛ بیست‌وجهی
اپی‌تلیوم پوست و مخاط
زگیل و برخی سرطان‌ها

پلیوماویروس‌ها

DNA دورشته‌ای حلقوی
بدون پوشش؛ بیست‌وجهی
BK و JC پاتوژن فرصت‌طلب
نهفتگی در کلیه و سلول‌های لنفوئیدی

پاروویریده

DNA تک‌رشته‌ای خطی
بدون پوشش؛ بسیار کوچک
وابسته به سلول‌های در حال تقسیم
B19؛ پوست، خون و جنین
ویژگیپاپیلوماویریدهپلیوماویروس‌هاپاروویریده
ژنومDNA دورشته‌ای حلقویDNA دورشته‌ای حلقویDNA تک‌رشته‌ای خطی
پوششنداردنداردندارد
تقارنبیست‌وجهیبیست‌وجهیبیست‌وجهی
اندازهحدود ۵۰ تا ۵۵ نانومترحدود ۴۰ تا ۵۰ نانومترحدود ۲۵ نانومتر
محل تکثیرهستههستههسته
پاتوژن مهم انسانیHPVBK و JCParvovirus B19
۲
بخش دوم

ساختمان و ژنوم HPV

ساختمان HPV
ساختمان پاپیلوماویروس انسانی
ویژگیوضعیت در HPVنکتهٔ مهم
پوششفاقد پوشش لیپیدیدر محیط مساعد می‌تواند مدت زیادی عفونت‌زا بماند
تقارنبیست‌وجهیکپسید از L1 و L2 ساخته می‌شود
اندازهحدود ۵۰ تا ۵۵ نانومترویروس کوچک
ژنومDNA دورشته‌ای حلقویاطراف ژنوم هیستون‌های میزبان قرار دارد
تکثیردر هستهاز DNA پلی‌مراز میزبان استفاده می‌کند
بافت هدفاپی‌تلیوم اپیدرم و غشاهای مخاطیتظاهر بالینی به نوع ویروس وابسته است

تفاوت مهم با هرپس سیمپلکس

ژنوم HPV کوچک است، پروتئین‌های کمی تولید می‌کند و برای همانندسازی از DNA پلی‌مراز میزبان استفاده می‌کند.

۳
بخش سوم

پروتئین‌های HPV

نقشهٔ ذهنی پروتئین‌های HPV
ژن‌های HPV پروتئین‌های زودرس E و دیررس L

L1 و L2

  • L1: پروتئین اصلی کپسید
  • L1 می‌تواند ذرهٔ شبه‌ویروس بسازد
  • L2: پروتئین فرعی کپسید و متصل به DNA

E6 و E7

  • E6: مهار p53 و کاهش آپوپتوز
  • E7: مهار Rb و تحریک ورود به میتوز
  • دو انکوپروتئین اصلی

E1 و E2

  • E1: همانندسازی DNA و نگهداری اپیزوم
  • E2: ضروری برای همانندسازی
  • E2 بیان E6 و E7 را مهار می‌کند

E4 و E5

  • E4: تشکیل شبکه‌های رشته‌ای سیتوپلاسمی
  • E5: جلوگیری از اسیدی‌شدن اندوزوم
  • ارتباط E5 با EGF و PDGF

LCR

مبدأ همانندسازی DNA و ناحیهٔ تنظیم بیان ژن‌های HPV.

پروتئین یا ناحیهعملکرد اصلی
L1پروتئین اصلی کپسید و سازندهٔ ذرات شبه‌ویروس
L2پروتئین فرعی کپسید و متصل‌شونده به DNA
E6مهار یا تخریب p53
E7غیرفعال‌کردن پروتئین رتینوبلاستوما
E1همانندسازی DNA، نگهداری اپیزوم و کنترل رونویسی
E2ضروری برای همانندسازی و مهار بیان E6 و E7
E4تشکیل شبکه‌های رشته‌ای سیتوپلاسمی
E5مهار اسیدی‌شدن اندوزوم و ارتباط با فاکتورهای رشد
LCRمبدأ همانندسازی و تنظیم بیان ژن
۴
بخش چهارم

چرخهٔ تکثیر HPV در اپیدرم

۱

ورود از خراش

رسیدن ویروس به سلول‌های Basal.

۲

اتصال L1

اتصال به پروتئوگلیکان‌ها و Integrin α6.

۳

مرحلهٔ Basal

ورود ژنوم به هسته و بیان ژن‌های Early.

۴

تمایز سلولی

حرکت سلول به لایه‌های Spinosum و Granulosum.

۵

همانندسازی

تکثیر ژنوم در سلول‌های تمایزیافته‌تر.

۶

مونتاژ و رهاسازی

ساخت پروتئین‌های Late در کراتینوسیت و آزادشدن ذرات.

وابستگی تکثیر HPV به تمایز سلول
هر مرحلهٔ تمایز = یک مرحلهٔ چرخهٔ ویروس از سلول Basal تا کراتینوسیت نهایی

سلول Basal

سلول بنیادی تمایزنیافته؛ بیان ژن‌های زودرس.

Spinosum و Granulosum

همانندسازی ژنوم و افزایش تعداد نسخه‌ها.

Corneum

تولید پروتئین‌های دیررس و مونتاژ ویریون.

کراتینوسیت

سلول تمایزیافتهٔ نهایی؛ رهاسازی ویروس با تخریب سلول.

نتیجهٔ آزمایشگاهی

کشت HPV به شبیه‌سازی سه‌بعدی لایه‌های پوست نیاز دارد.

۵
بخش پنجم

راه‌های انتقال و تظاهرات پوستی HPV

راه انتقالشرایط یا مثال
تماس مستقیمبه‌ویژه در صورت سالم‌نبودن پوست فرد گیرنده
وسایل مشترک و استخررطوبت بالا و دوام ویروس در شرایط مساعد
تماس جنسیانتقال زگیل‌های ناحیهٔ تناسلی
زگیل پوستی معمولی زگیل پوستی معمولی اغلب روی دست؛ ضایعهٔ گل‌کلمی یا ستاره‌ای و معمولاً بدون درد
زگیل کف پا زگیل کف پا دردناک؛ سروتایپ ۱
زگیل مسطح زگیل مسطح صورت، گردن یا قفسهٔ سینهٔ کودکان؛ سروتایپ‌های ۳، ۱۰ و ۲۸
پاپیلومای حنجره پاپیلومای حنجره بیشتر در کودکان؛ معمولاً سروتایپ‌های ۶ و ۱۱
تظاهرمحل یا ظاهرسروتایپ‌های ذکرشدهویژگی
زگیل پوستی معمولیاغلب دست؛ گل‌کلمی یا ستاره‌ای۲، ۳، ۲۷ و ۵۷بدون درد و معمولاً خودمحدودشونده
زگیل کف پاکف پا۱بسیار دردناک
زگیل مسطحصورت، گردن یا قفسهٔ سینهٔ کودکان۳، ۱۰ و ۲۸فاقد شکل گل‌کلمی
پاپیلومای حنجرهحنجره۶ و ۱۱بیشتر در کودکان
کندیلوماناحیهٔ تناسلی۶، ۱۱، ۱۶ و ۱۸انتقال جنسی
۶
بخش ششم

HPV کم‌خطر و پرخطر

سروتایپ‌های کم‌خطر

بیشتر با زگیل‌های پوستی و تناسلی مرتبط‌اند و معمولاً رفتار بدخیم ندارند.

نمونه‌های مهم: ۶ و ۱۱

سروتایپ‌های پرخطر

با نئوپلازی و سرطان، به‌ویژه سرطان‌های ناحیهٔ تناسلی، ارتباط بیشتری دارند.

مهم: ۱۶، ۱۸، ۳۱ و ۴۵
سروتایپبیماری یا سرطان مرتبط در جزوه
۶ و ۱۱پاپیلومای حنجره و زگیل تناسلی
۱۶ و ۱۸مهم‌ترین انواع مرتبط با سرطان سرویکس و عفونت پایدار
۳۱ و ۴۵از سروتایپ‌های مهم سرطان‌زا
۱۶ارتباط با سرطان ولو در زنان و آلت تناسلی در مردان
برخی سروتایپ‌هاارتباط با سرطان‌های نازوفارنکس
۷
بخش هفتم

مکانیسم سرطان‌زایی HPV

نقشهٔ ذهنی تبدیل عفونت پایدار به سرطان
عفونت پایدار با HPV پرخطر به‌ویژه سروتایپ‌های ۱۶ و ۱۸

ادغام ژنوم

بخشی از ژنوم ویروس وارد ژنوم سلول میزبان می‌شود.

بیان E6

مهار p53، کاهش آپوپتوز و نامیراشدن سلول.

بیان E7

مهار Rb و ورود کنترل‌نشدهٔ سلول به چرخهٔ تقسیم.

Immortalization

بقای طولانی سلول و تکثیر بدون کنترل طبیعی.

تومورزایی

تجمع تغییرات سلولی و حرکت به سمت نئوپلازی و سرطان.

نبود ذرهٔ ویروسی

در مرحلهٔ سرطان فقط بخشی از ژنوم بیان می‌شود؛ فرد در این مرحله عفونی نیست.

نقطهٔ مرکزی سرطان‌زایی

E6 آپوپتوز را مهار می‌کند و E7 کنترل چرخهٔ سلولی را از بین می‌برد؛ حاصل این دو مسیر، نامیراشدن و تکثیر کنترل‌نشدهٔ سلول است.

۸
بخش هشتم

سرطان سرویکس و پیشگیری

۱

آلودگی

ورود HPV به اپی‌تلیوم سرویکس.

۲

پاک‌سازی یا ماندگاری

بخش زیادی از عفونت‌ها خودمحدودشونده‌اند.

۳

عفونت پایدار

باقی‌ماندن طولانی سروتایپ‌های پرخطر.

۴

نئوپلازی

تغییرات داخل‌اپی‌تلیالی.

۵

سرطان مهاجم

پیشرفت تدریجی طی سال‌های طولانی.

۶

پیشگیری

واکسن گارداسیل علیه سویه‌های انکوژن.

موضوعنکتهٔ مطرح‌شده در جزوه
سیر زمانیممکن است ۱۰ تا ۱۵ سال طول بکشد تا سلول‌ها سرطانی شوند
درمان HPVدرمان اختصاصی برای عفونت HPV ذکر نشده است
زگیل‌هادر بسیاری موارد خودبه‌خود بهبود پیدا می‌کنند
واکسنگارداسیل علیه سویه‌های انکوژن و برای پیشگیری از سرطان سرویکس

اهمیت واکسن

در جزوه، سرطان سرویکس به‌عنوان نمونهٔ مهم سرطان قابل‌پیشگیری با واکسن معرفی شده است.

۹
بخش نهم

ساختمان و ویژگی‌های پلیوماویروس‌ها

ساختمان پلیوماویروس
ساختمان پلیوماویروس
ویژگیپلیوماویروس‌ها
پوششفاقد پوشش لیپیدی
تقارنبیست‌وجهی
اندازهحدود ۴۰ تا ۵۰ نانومتر و کوچک‌تر از پاپیلوماویروس
ژنومDNA دورشته‌ای حلقوی
تکثیردر هسته
انکوپروتئینLarge T Antigen؛ مختل‌کنندهٔ p53 و Rb

SV40

میزبان اصلی آن میمون است و در جزوه برای انسان بیماری‌زا معرفی نشده است، اما در مطالعات آزمایشگاهی سرطان اهمیت داشته و شناسایی p53 با مطالعهٔ آن مرتبط دانسته شده است.

۱۰
بخش دهم

BK و JC

نقشهٔ ذهنی پاتوژنز BK و JC
ورود از راه تنفسی یا گوارشی ویرمی، انتشار و عفونت نهفتهٔ مادام‌العمر

مرحلهٔ اولیه

آلودگی لوزه‌ها و لنفوسیت‌ها و سپس ورود به خون.

نهفتگی

BK در کلیه؛ JC در کلیه و سلول‌های لنفوئیدی، به‌ویژه B سل‌ها.

میزبان سالم

معمولاً بیماری بالینی ایجاد نمی‌شود.

نقص ایمنی

فعال‌شدن مجدد ویروس و ایجاد بیماری فرصت‌طلب.

BK

بیماری کلیوی، عفونت شدید ادراری، انسداد مجاری و رد پیوند کلیه.

JC

درگیری سیستم عصبی مرکزی و PML، به‌ویژه در مراحل پایانی ایدز.

ویروسمحل نهفتگیبیماری در نقص ایمنینکتهٔ مهم
BKسلول‌های کلیهنفروپاتی، عفونت ادراری، انسداد و رد پیونداهمیت در بیماران پیوند کلیه
JCکلیه و سلول‌های لنفوئیدی، به‌ویژه B سلPML و درگیری سیستم عصبی مرکزیبیشتر در مراحل آخر ایدز

درمان و پیشگیری

برای ویروس‌های خانوادهٔ پلیوما در جزوه دارو یا واکسن معرفی نشده است.

۱۱
بخش یازدهم

ساختمان پاروویروس‌ها

ساختمان پاروویروس B19
ساختمان پاروویروس B19
ویژگیوضعیت در پاروویریدهپیامد
اندازهحدود ۲۵ نانومتراز کوچک‌ترین ویروس‌های DNAدار
پوششنداردفاقد پوشش لیپیدی
کپسیدبیست‌وجهیساختمان فشرده
ژنومDNA تک‌رشته‌ای خطیاستثنای مهم در ویروس‌های DNAدار
تکثیردر هسته و با DNA پلی‌مراز میزبانوابستگی به سلول میزبان
سلول مناسبسلول در فاز S یا میتوزتکثیر فقط در سلول‌های در حال تقسیم
۱۲
بخش دوازدهم

پاروویروس B19 و بیماری پنجم

نقشهٔ ذهنی مسیر بیماری پنجم
Parvovirus B19 ورود تنفسی، ویرمی و درگیری پوست

ورود تنفسی

شروع با علائم شبیه سرماخوردگی.

ویرمی

ورود ویروس به خون و انتشار به اندام‌ها.

پوست

ایجاد راش، به‌ویژه در صورت کودک.

نمای سیلی‌خورده

راش واضح صورت و علامت تیپیک بیماری پنجم.

سیر بیماری

عفونت خودمحدودشونده و بهبود نهایی کودک.

نمای سیلی خورده در بیماری پنجم
نمای سیلی‌خورده در بیماری پنجم کودکان
۱۳
بخش سیزدهم

تظاهرات خونی و بارداری در B19

نقشهٔ ذهنی تظاهرات Parvovirus B19
تروپیسم B19 رسپتور P یا Globoside و سلول‌های پیش‌ساز اریتروئید

بزرگسالان

پلی‌آرتریت، به‌ویژه در زنان؛ معمولاً خودمحدودشونده.

پیش‌ساز اریتروئید

اتصال به آنتی‌ژن P و تکثیر همراه با لیز مستقیم سلول.

بیماری خونی زمینه‌ای

تخریب شدید سلول‌های پیش‌ساز و بحران آپلاستیک.

بارداری

عبور از جفت در عفونت نخستین مادر.

جنین

درگیری هپاتوسیت‌ها، هیدروپس فتالیس و امکان سقط.

پیشگیری و درمان

در جزوه دارو یا واکسن اختصاصی معرفی نشده است.

گروهتظاهر اصلیمکانیسم یا نکته
کودکاریتم عفونی یا بیماری پنجمراش صورت با نمای سیلی‌خورده
بزرگسالپلی‌آرتریتبیشتر در زنان و خودمحدودشونده
فرد مبتلا به آنمی مزمن یا همولیتیکبحران آپلاستیکتخریب پیش‌سازهای اریتروئید
زن باردار با عفونت نخستینعفونت جنینعبور از جفت، هیدروپس فتالیس و سقط
۱۴
بخش چهاردهم

جدول نهایی و دام‌های امتحانی

ویروس یا خانوادهژنومسلول یا بافت هدفبیماری مهمنکتهٔ کلیدی
HPVDNA دورشته‌ای حلقویاپی‌تلیوم پوست و مخاطزگیل و سرطان سرویکسE6 مهار p53؛ E7 مهار Rb
BKDNA دورشته‌ای حلقویکلیهنفروپاتی و رد پیوندپاتوژن فرصت‌طلب
JCDNA دورشته‌ای حلقویکلیه و B سلPMLاهمیت در ایدز
Parvovirus B19DNA تک‌رشته‌ای خطیپیش‌ساز اریتروئیدبیماری پنجم و بحران آپلاستیکرسپتور P یا Globoside
HPVبدون پوشش، بیست‌وجهی، DNA دورشته‌ای حلقوی و وابسته به تمایز اپی‌تلیوم.
L1پروتئین اصلی کپسید و سازندهٔ ذرهٔ شبه‌ویروس.
E6مهار p53 و جلوگیری از آپوپتوز.
E7مهار Rb و تحریک ورود سلول به چرخهٔ تقسیم.
HPV پرخطر۱۶، ۱۸، ۳۱ و ۴۵.
BK و JCدر فرد سالم معمولاً بی‌علامت و در نقص ایمنی بیماری‌زا.
پاروویروسDNA تک‌رشته‌ای و وابسته به سلول‌های در حال تقسیم.
B19 در بارداریهیدروپس فتالیس و امکان سقط جنین.

مرور یک‌خطی

HPV: زگیل و سرطان؛ BK: کلیه و پیوند؛ JC: مغز و PML؛ B19: راش کودک، مفصل بزرگسال، بحران آپلاستیک و هیدروپس جنین.