Impfung - Vaccinia

Dieser Artikel behandelt das Virus im Zusammenhang mit Pockenimpfstoffen. Für die Pflanzengattung siehe Vaccinium .
Nicht zu verwechseln mit Impfstoff .
Vaccinia-Virus
Ein TEM-Mikrogramm von "Vaccinia-Virus"-Virionen
Eine TEM- Aufnahme von Vaccinia-Virus- Virionen
Virusklassifizierung e
(ohne Rang): Virus
Bereich : Varidnaviria
Königreich: Bamfordvirae
Stamm: Nucleocytoviricota
Klasse: Pokkesviricetes
Befehl: Chitovirale
Familie: Pockenviridae
Gattung: Orthopoxvirus
Spezies:
Vaccinia-Virus
Mitgliedsviren
Impfung
Spezialität Virologie
Typen Progressive Impfung

Das Vacciniavirus ( VACV oder VV ) ist ein großes, komplexes, umhülltes Virus, das zur Familie der Pockenviren gehört. Es hat ein lineares, doppelsträngiges DNA- Genom von ungefähr 190 kbp Länge, das ungefähr 250 Gene kodiert . Die Abmessungen des Virions betragen etwa 360 × 270 × 250  nm , mit einer Masse von etwa 5–10 fg . Das Vaccinia-Virus ist die Quelle des modernen Pockenimpfstoffs , den die Weltgesundheitsorganisation 1958-1977 in einer weltweiten Impfkampagne zur Ausrottung der Pocken einsetzte. Obwohl die Pocken in freier Wildbahn nicht mehr existieren, wird das Vaccinia- Virus von Wissenschaftlern immer noch in großem Umfang als Werkzeug für Gentherapie und Gentechnik untersucht .

Pocken waren eine endemische Krankheit des Menschen mit einer Todesrate von 30 %. 1796 bewies der britische Arzt Edward Jenner , dass eine Infektion mit dem relativ milden Kuhpockenvirus auch Immunität gegen die tödlichen Pocken verleihen würde. Jenner bezeichnete Kuhpocken als Variolae Vaccinae (Pocken der Kuh). Die Ursprünge des Pockenimpfstoffs wurden jedoch im Laufe der Zeit unklar, insbesondere nachdem Louis Pasteur im 19. Jahrhundert Labortechniken zur Herstellung von Impfstoffen entwickelt hatte. Allan Watt Downie demonstrierte 1939, dass sich der moderne Pockenimpfstoff serologisch von Kuhpocken unterschied, und Vaccinia wurde später als separate Virusart anerkannt. Die Sequenzierung des gesamten Genoms hat gezeigt, dass Vaccinia am engsten mit Pferdepocken verwandt ist , und die in Großbritannien gefundenen Kuhpockenstämme sind am wenigsten mit Vaccinia verwandt .

Klassifizierung von Vaccinia-Infektionen

Neben der Morbidität einer unkomplizierten Grundimpfung, einer Übertragung der Infektion auf andere Stellen durch Kratzen und einer postvakzinalen Enzephalitis können andere Komplikationen von Vakzinieninfektionen in die folgenden Typen eingeteilt werden:

Herkunft

Das Vaccinia-Virus ist eng mit dem Virus verwandt, das Kuhpocken verursacht ; historisch wurden die beiden oft als ein und dasselbe angesehen. Die genaue Herkunft des Vacciniavirus ist aufgrund fehlender Aufzeichnungen nicht bekannt, da das Virus über viele Jahrzehnte immer wieder in Forschungslabors kultiviert und passagiert wurde . Die häufigste Vorstellung ist, dass das Vacciniavirus, das Kuhpockenvirus und das Variolavirus (der Erreger der Pocken) alle von einem gemeinsamen Vorfahrenvirus abgeleitet wurden. Es gibt auch Spekulationen, dass das Vacciniavirus ursprünglich aus Pferden isoliert wurde , und die Analyse der DNA einer frühen (1902) Probe eines Pockenimpfstoffs zeigte, dass es dem Pferdepockenvirus zu 99,7% ähnlich war.

Virologie

Pockenviren sind einzigartig unter den DNA-Viren, da sie sich nur im Zytoplasma der Wirtszelle außerhalb des Zellkerns replizieren . Daher wird der große Genom zum Codieren verschiedene erforderlichen Enzyme und Proteine , in der viralen DNA - Replikation und Gen beteiligt Transkription . Während seines Replikationszyklus produziert VV vier infektiöse Formen, die sich in ihren äußeren Membranen unterscheiden : das intrazelluläre reife Virion (IMV), das intrazelluläre umhüllte Virion (IEV), das zellassoziierte umhüllte Virion (CEV) und das extrazelluläre umhüllte Virion (EEV). Obwohl das Thema umstritten bleibt, ist die vorherrschende Meinung, dass das IMV aus einer einzigen Lipoproteinmembran besteht, während das CEV und das EEV beide von zwei Membranschichten umgeben sind und das IEV drei Hüllen hat. Das IMV ist die am häufigsten vorkommende infektiöse Form und es wird angenommen, dass es für die Ausbreitung zwischen Wirten verantwortlich ist. Andererseits wird angenommen, dass das CEV eine Rolle bei der Ausbreitung von Zelle zu Zelle spielt, und es wird angenommen, dass das EEV für die weitreichende Verbreitung innerhalb des Wirtsorganismus wichtig ist.

Multiplizitätsreaktivierung

Das Vacciniavirus ist in der Lage, eine Multiplizitätsreaktivierung (MR) zu durchlaufen. MR ist der Prozess, bei dem zwei oder mehr Virusgenome, die ansonsten tödlichen Schaden enthalten, innerhalb einer infizierten Zelle interagieren, um ein lebensfähiges Virusgenom zu bilden. Abel fand heraus, dass Vacciniaviren, die UV-Lichtdosen ausgesetzt waren, die ausreichen, um die Nachkommenbildung zu verhindern, wenn einzelne Viruspartikel Embryozellen des Wirtskükens infizierten, noch lebensfähige Nachkommenviren produzieren könnten, wenn die Wirtszellen mit zwei oder mehr dieser inaktivierten Viren infiziert wurden; das heißt, MR könnte auftreten. Kim und Sharp demonstrierten die MR des Vacciniavirus nach Behandlung mit UV-Licht, Stickstoffsenf und Röntgen- oder Gammastrahlen. Michodet al. überprüften zahlreiche Beispiele von MR in verschiedenen Viren und schlugen vor, dass MR eine häufige Form der sexuellen Interaktion bei Viren ist, die den Vorteil der rekombinatorischen Reparatur von Genomschäden bietet.

Wirtsresistenz

Vaccinia enthält in seinem Genom Gene für mehrere Proteine , die dem Virus Resistenz gegen Interferone verleihen :

  • K3L ( P18378 ) ist ein Protein mit Homologie zum Protein eukaryotischer Initiationsfaktor 2 (eIF-2alpha). Das K3L-Protein hemmt die Wirkung von PKR , einem Aktivator von Interferonen.
  • E3L ( P21605 ) ist ein weiteres Protein, das von Vaccinia kodiert wird. E3L hemmt auch die PKR-Aktivierung; und ist auch in der Lage, an doppelsträngige RNA zu binden.
  • B18R ist ein Protein, das in einer der Technologien von Moderna als Interferon- Inhibitor dient .

Als Impfstoff verwenden

Stelle einer Vaccinia-Injektion, einige Tage später.

Die Infektion mit dem Vaccinia-Virus verläuft in der Regel sehr mild und verursacht bei gesunden Personen oft keine Symptome, kann jedoch Hautausschlag und Fieber verursachen . Immunantworten, die von einer Vacciniavirus-Infektion erzeugt werden, schützen die Person vor einer tödlichen Pockeninfektion . Aus diesem Grund wurde und wird das Vacciniavirus als Lebendimpfstoff gegen Pocken verwendet. Im Gegensatz zu Impfstoffen, die abgeschwächte Formen des zu impfenden Virus verwenden, kann der Vacciniavirus-Impfstoff keine Pockeninfektion verursachen, da er das Pockenvirus nicht enthält. Gelegentlich treten jedoch bestimmte Komplikationen und/oder Nebenwirkungen des Impfstoffs auf. Die Wahrscheinlichkeit dafür ist bei immungeschwächten Menschen deutlich erhöht . Ungefähr einer von einer Million Menschen wird eine tödliche Reaktion auf die Impfung entwickeln .

Derzeit wird der Impfstoff nur an medizinisches Personal oder Forschungspersonal verabreicht, das ein hohes Risiko hat, sich mit dem Variola- Virus zu infizieren, sowie an das Militärpersonal der Vereinigten Staaten . Aufgrund der Bedrohung durch den Pockenbioterrorismus besteht die Möglichkeit, dass der Impfstoff in Zukunft erneut in großem Umfang verabreicht werden muss. Daher entwickeln Wissenschaftler derzeit neuartige Impfstoffstrategien gegen Pocken, die sicherer und während eines Bioterrorismus-Ereignisses viel schneller eingesetzt werden können.

Am 1. September 2007 hat die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) einen neuen Impfstoff ACAM2000 gegen Pocken zugelassen, der bei Bedarf schnell hergestellt werden kann. Hergestellt von Sanofi Pasteur , lagerten die US-amerikanischen Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten 192,5 Millionen Dosen des neuen Impfstoffs (siehe Liste der häufigsten Stämme unten).

Ein neuer Pockenimpfstoff, Imvanex , der auf einem modifizierten Vaccinia-Stamm basiert; Die modifizierte Vakzine Ankara wurde 2013 von der Europäischen Arzneimittel-Agentur zugelassen.

Vaccinia wird auch in rekombinanten Impfstoffen als Vektor zur Expression fremder Gene innerhalb eines Wirts verwendet, um eine Immunantwort zu erzeugen. Andere Pockenviren werden auch als rekombinante Lebendimpfstoffe verwendet.

Geschichte

Der ursprüngliche Impfstoff gegen Pocken und der Ursprung der Idee der Impfung waren Kuhpocken , beschrieben von Edward Jenner im Jahr 1798. Der lateinische Begriff für Kuhpocken war Variolae vaccinae , Jenners eigene Übersetzung von "Pocken der Kuh". Dieser Begriff gab der ganzen Idee der Impfung ihren Namen. Als festgestellt wurde, dass das bei der Pockenimpfung verwendete Virus nicht oder nicht mehr mit dem Kuhpockenvirus identisch war, wurde der Name „Vaccinia“ für das Virus im Pockenimpfstoff verwendet. (Siehe OED.) Die Wirksamkeit und Wirksamkeit des Impfstoffs vor der Erfindung von gekühlten Transportmethoden war unzuverlässig. Der Impfstoff würde durch Hitze und Sonnenlicht impotent, und die Methode, Proben auf Federkielen zu trocknen und sie in bedürftige Länder zu versenden, führte oft zu einem inaktiven Impfstoff. Ein anderes angewandtes Verfahren war das "Arm-to-Arm"-Verfahren. Dies beinhaltete die Impfung einer Person und die Übertragung auf eine andere, sobald sich die infektiöse Pustel bildete, dann auf eine andere usw. Diese Methode wurde als eine Form des lebenden Transports des Impfstoffs verwendet und verwendete normalerweise Waisen als Überträger. Diese Methode war jedoch problematisch, da sich andere Blutkrankheiten wie Hepatitis und Syphilis verbreiten konnten, wie es 1861 der Fall war, als 41 italienische Kinder nach der Impfung mit der "Arm-to-Arm"-Methode an Syphilis erkrankten.

Im Jahr 1913 E. Steinhardt, C. Israeli und RA Lambert wuchs Vaccinia - Virus in Fragmente von Schweinehornhautgewebekultur .

Als Beginn der modernen Phagenforschung gilt eine 1915 von Fredrick W. Twort, einem Schüler von Willian Bulloch, veröffentlichte Arbeit. Er versuchte, das Vacciniavirus in Abwesenheit von lebenden Zellen auf Agarmedien zu züchten, als er feststellte, dass viele Kolonien kontaminierender Mikrokokken wuchsen und schleimig, wässrig oder glasig erschienen und diese Transformation in anderen Kolonien durch Inokulation der frischen Kolonie induziert werden konnte mit Material aus der wässrigen Kolonie. Mit einem Mikroskop beobachtete er, dass Bakterien zu kleinen Körnchen degeneriert waren, die sich mit der Giemsa-Färbung rot färbten . Er kam zu dem Schluss, dass "...es [das Mittel der Transformation] fast als akute Infektionskrankheit von Mikrokokken angesehen werden könnte."

Im Jahr 1939 zeigte Allan Watt Downie , dass die im 20. Jahrhundert verwendeten Pockenimpfstoffe und das Kuhpockenvirus nicht dasselbe waren, sondern immunologisch verwandt waren.

Aktuelle Fälle

Im März 2007 erkrankten ein zweijähriger Junge aus Indiana und seine Mutter beim Vater des Jungen an einer lebensbedrohlichen Impfung. Der Junge entwickelte den verräterischen Ausschlag über 80 Prozent seines Körpers, nachdem er engen Kontakt mit seinem Vater hatte, der gegen Pocken geimpft wurde, bevor er von der US-Armee nach Übersee eingesetzt wurde . Das US-Militär nahm die Pockenimpfungen im Jahr 2002 wieder auf. Das Kind hat sich die Infektion aufgrund eines Ekzems zugezogen , das ein bekannter Risikofaktor für eine Vakzinieninfektion ist. Der Junge wurde mit intravenösem Immunglobulin , Cidofovir und Tecovirimat (ST-246) behandelt, einem (damals) experimentellen Medikament, das von SIGA Technologies entwickelt wurde . Am 19. April 2007 wurde er ohne Nachwirkungen nach Hause geschickt, außer einer möglichen Narbenbildung auf der Haut.

Im Jahr 2010 berichteten die Centers for Disease Control and Prevention (CDC), dass sich eine Frau in Washington nach digitalem vaginalem Kontakt mit ihrem Freund, einem Militärangehörigen, der kürzlich gegen Pocken geimpft worden war, mit dem Vacciniavirus infiziert hatte. Die Frau hatte in der Vorgeschichte ein Ekzem im Kindesalter, war aber als Erwachsener nicht symptomatisch. Die CDC gab an, dass ihr in den vorangegangenen 12 Monaten vier ähnliche Fälle von Vakzinieninfektionen nach sexuellem Kontakt mit einem kürzlich geimpften Militärgeimpften bekannt waren. Weitere Fälle – auch bei Patienten mit Ekzemen in der Anamnese – traten 2012 auf.

Häufige Stämme

Dies ist eine Liste einiger der gut charakterisierten Vaccinia-Stämme, die für Forschung und Impfung verwendet werden.

  • Lister (auch bekannt als Elstree): der englische Impfstoffstamm, der von Leslie Collier verwendet wird , um einen hitzestabilen Impfstoff in Pulverform zu entwickeln. Wird als Grundlage für die Impfstoffproduktion während der Pockenausrottungskampagne (SEC) der Weltgesundheitsorganisation verwendet
  • Dryvax (auch bekannt als "Wyeth"): der früher in den Vereinigten Staaten verwendete Impfstoffstamm , hergestellt von Wyeth . In der SEC verwendet, wurde es 2008 durch ACAM2000 (siehe unten), hergestellt von Acambis, ersetzt. Es wurde als Zubereitungen produzierter calf Lymphe , die war gefriergetrocknet mit Antibiotika und behandelt.
  • EM63; Russischer Stamm, der in der SEC . verwendet wird
  • ACAM2000 : Die derzeit in den USA verwendete Sorte, hergestellt von Acambis. ACAM2000 wurde durch Plaque-Reinigung aus einem Klon eines Dryvax-Virus gewonnen . Es wird in Kulturen von Vero-Zellen hergestellt .
  • Modified Vaccinia Ankara (MVA auch als bekannt): eine stark gedämpft (nicht virulent) Stamm erstellt von Passagierung Vaccinia - Virus mehr hundert Male in Hühnerembryo - Fibroblasten . Im Gegensatz zu einigen anderen Vaccinia-Stämmen macht es immundefiziente Mäuse nicht krank und kann daher sicherer bei Menschen sein, die ein schwächeres Immunsystem haben, da sie sehr jung oder sehr alt sind, HIV / AIDS haben usw.
  • LC16m8: ein abgeschwächter Stamm, der in Japan entwickelt und derzeit verwendet wird
  • CV-1: ein abgeschwächter Stamm, der in den Vereinigten Staaten entwickelt und dort in den späten 1960er bis 1970er Jahren verwendet wurde
  • Westliches Reservat
  • Kopenhagen
  • Connaught Laboratories (Kanada)

Verweise

Weiterlesen

Externe Links

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