72
םםםם םםםםם םםםםםם ךךךךךךך ךך ךךךךךךךךךך ךךךךך ךךךךך, ךךך ךךךךךךך ךךךךךךך ךך ךךךךך ךךךךך ךךךךךך, ךךךךךךךך ךך- ךךךךךך ךךךךך ךךךךךך ךךךךךךךך- ךDNA ךךךךךךך ךך ךךךךך. ךךךך ךךךך ךךךךך ךךך ךךךך ךךך ךךךך ךךךך? ךךךך, ךךךךךךך ךךך ךךךךךך ךך ךךךךךךך ךךךךך ךךךך, ךךךך ךךךךך ךךךךך ךךךךךךך ךךךךךך ךךךךךךך ךךךךךךDNA . ךךךךך, ךךךךךךךך ךךך ךךךךך ךךךךךךךך ךךךךך, ךך ךך ךךךךךך ךךךךךךך ךךך ךךךך ךךך ךך ךךךךך ךךךךך ךךךךךך ךךךך ךך ךךךךךךךךךךך.- ךךךךךךך ךךךךך ךךך ךךך, ךךךךךך ךךך ךךך ךךךךך ךךךךך ךךךך ךךךך ךךךךךך ךךךךךךךך. ךך, ךךךךך ךך ךךךךךךך)ךךךךךך ךךך ךךךךךךך ךךךךך ךךךךךך ךך ךךך( ךך ךךךךך ךךךךך ךךךך ךךך ךךךךךךךךך ךךך ךךךךך ךךךךך.ךךךךךך ךךך( ךךךךךךך ךךךךךך ךךךךך ךךךךךך ךך ךך ךךךךךךך ךךךךך, ךךך ךךךךךךך ךך ךךךך ךךךךךך ךךךך ךך ךךךךךךך. ךךךךך) ךךך ךךךךך, ךךךךךך- ךךךךךךך ךךךךךךך ךך ךךךךךך ךךךךךךך ךךךךך ךךךךךךךך ךךךךךךךךךך ךךךךך ךך ךךךךך ךךךךךךך ךךךךך ךך ךךךךך ךךך ךךך ךךךך ךךךךך. ךךךךךךךךך ךךךךךך ךךך ךךךךך ךךךך ךךךךך ךך( ךךךךךך ךךךךך10 13 -10 17 , ךךךךך ךך ךךךך ךךך ךךךך ךךךךך) ךךךך ךךךךך ךךךךך, ךךךך ךך ךךךךךך ךךךךךךך ךךךךך ךךךךך ךךךךך. ךךךך ךךךך ךךךך ךךךךךךך ךך ךךךךךך ךךךךךךך ךךךךךך ךךךךךך ךךך ךךךךךך ךךךךךך. ךךךךך, ךךךךךךךךךך ךךךך, ךך ךךךךךךך ךךךךך ךך ךךךך ךךךך ךךךךךךך ךךך ךך ךךךךך)ךך ךךך ךךךך( ךךךךךך ךךךך ךךךךךךך ךךךך- ךךךךךךךךך ךךךךךךךך- ךherpes virus ךךך ךךךךךךך ךךךך ךך ךךךךך ךך ךך ךךךךךך ךךךךךךךךךך. ךך ךךךךך ךך ךךךךךך ךךךךךך ךךךךך ךךךך ךך ךךךךךך ךךךך ךךךך ךךךךך ךךךךך ךךךך ךךךךךךךךך ךך ךךךךך ךךךךךך ךך ךךךךךך ךךךךךך. ךךךךךך ךךךך ךךךך ךךךךךךך ךךךךךךך ךךךךךך ךךךךךךךך ךךךך ךךךךךךך( ךךך ךךך ךךךךךך ךךךךךךך ךךךךךך ךך ךךךךךךך ךךך- ךךךךך- , ךךךך ךךך ךךךךךךךךך ךך ךךךךך ךךךךךך ךךך) ךךךךךךךך ךךךךךך ךךךךך ךךךךךך ךך ךךךךךךך ךךךךךךך ךךךך ךךךךךך. ךךךךךךךךך ךך ךךךך ךך- ךךךךךךך ךךך ךךךךךך ךך ךךךך ךךךךךךך ךךךךך ךךךךך ךךךךךך ךךךךךך ךך ךךךךךך ךךךךךך ךךךךךך ךךך ךךךךךך ךךך ךךךך ךךך. ךךךך ךךךךךךךך ךךךךך ךך ךךךך ךךךךךךךך, ךךךךך ךךךך ךךך- ךךךךךךךך ךךךךך ךךך ךךך ךךךךךך ךךךך ךךךך ךךךך ךך ךךךךךךך. ךךךךךך ךךךךךךך ךךךךך ךךך ךךךcoronaviruses ךךךךך ךךךךךךך ךךךךךך ךךך ךךךך, ךךךך ךךךך ךךך ךךךךךךך ךךךךךךךך ךך ךךךך ךךךךךךך ךךך ךךךךךך ךךךך ךךךךך ךךךךךך ךךך ךךךךך( ךךךךךך ךךךך ךךךךךךך ךךךך ךךךךך ךךךךKB .) ( ךךךךךךך ךך ךךךךך ךךךךך, ךךך ךךךךךך ך"ך ךךךך ךךךךךךךcapsid , םםםםםם ךךךךךךך ךךךך ךךךךךך ךך ךךךךךךך. ךךךךך ךךך ךךך) nucleocapsid - . ךךךךךך ךךך ךךךךך ךך ךךךךךך)""ךךךך ךךךךך( ךךךךך ךךךךך ךךךך ךךך20 ךךךך ךך ךךךךך ךךךךךךך, ךךךךך ךךךךךך ךךךך ךךךךך ךךךךך ךךךךךך. ךךךךךךךך ךךךךךךךך ךךךךךך ךךךךךךך ךךךךךך ךךךךך( ךךךךך ךךךךךך ךךךךךך ךךךך ךךךך ךך ךךךךךך ךךךךךךך ךךךךך8 - 22.5.08 1

וירולוגיה מבוא

  • Upload
    oz-haim

  • View
    234

  • Download
    2

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: וירולוגיה מבוא

מיון ומבנה נגיפים

הנגיפים הם אורגניזמים קטנים ביותר, אשר מסוגלים להתרבות אך תלויים בצורה מוחלטתה- רפליקציה של אנרגיה, לצורך אספקת - דיוןDNAבפונדקאי קיים וסינתזה של חלבון.

בשאלה האם נגיף הוא צורת חיים? כיום, התאוריה היא שאנחנו לא מסוגלים ליצור חיים, בעוד . בנוסף, לוירוסים אין יכולת מטבוליזםDNAשניתן ליצור וירוסים במעבדה באמצעות סינתזת

עצמית, הם לא יכולים להתרבות ללא תלות בגורמים אחרים - הוא לא מסוגל לשמור בכוחות עצמו על הומיאוסטזיס. מצד שני, הוירוס הוא בעל יכולת הורשה והוא תלוי בתנאים סביבתיים )היכולת שלו להתרבות תלויה ביכולת של התא(. כך, אנחנו לא מגדירים את הנגיף כצורת

חיים אלא כאורגניזם בעל יכולת הכפלה. הנגיפים יכולים להיות טפילים של כל היצורים החיים )מחיידק ועד אדם(, והם מתאימים את- יכולת ההתרבות והשינוי של הוירוס מסיביים ביותר עצמם למאכסן אותו הם מדביקים. למעשה, קיימים מנגנונים מולקולריים בגנום של הנגיף שתפקידם לשנות את הגנום תוך כדי

ביום(,1013-1017קיום הנגיף. אסטרטגיית הפעולה היא ליצור כמות עצומה של נגיפים בחולה )יכולים להשתנות בצורה מהירה ולכן הם ופורה, מתוכם רק אחוז קטן צריך להיות מדביק

ביותר.

הגוף שלנו מנסה להתמודד עם נגיפים באמצעות התגובה הטבעית שלו ומערכת החיסון. הנגיף, כאסטרטגיית קיום, לא מעוניין להרוג את המאכסן )בו הוא תלוי( ולכן יכול להיווצר מצב

אשר מדביקים כמעטherpes virusשל זיהום א-סימפטומטי בחיידקים - למשל בנגיפים מסוג את כולנו אך לא גורמים לסימפטומים. רק כניסה של הוירוס לנישות חדשות בגוף או התרבות

מעבר לרמה כלשהי יביאו לכשל ההתמודדות של מערכת החיסון עם הוירוס ולמחלה. היכולת שלנו לחסל וירוסים באמצעות תרופות וחיסונים יצרה שני מצבים - מצד אחד קיימים וירוסים שאנחנו לא מודבקים בהם )למשל אבעבועות שחורות(, ומצד שני האבולוציה של הנגיף מושפעת מכך - קיימת סלקציה של וירוסים שעמידים בפני הטיפול. ההתמודדות עם בעית העמידות היא בתקופה של מספר מרכיבים שונים בנגיף במקביל - מה שמוריד את

הסיכוי לפיתוח עמידות נגד שלושתם יחד בזמן קצר.

מבנה הוירוסים הוירוסים קטנים מאד - עשרות עד מאות ננומטרים, הגנום שלהם קטן והם מכילים כמות

וירוסים קטנים מאד כמו וירוסיםcoronavirusesקטנה למדי של חלבונים. קיימים לעומת ובכל מקרה אחת התכונות המרכזיות של מבנה הנגיפים היא היכולת גדולים כמו הרפס,

(.KBשלהם למזער את התפקוד שלהם ליחידות גנום קצרות למדי )לרוב כמה עשרות ( ומכילים כמות, קופסיתcapsidהנגיפים הם חומצת גרעין, אשר מוגנים ע"י מספר חלבונים )

)"נגיף עירום"(. קיימות שתי צורות שלnucleocapsidבסיסית של אנזימים. המבנה הזה הוא פאות או מבנים סליליים, ובחלק הפנימי שלהם נמצאת20קופסית - מבנים דמויי כדור בני

חומצת הגרעין. בוירוסים מסויימים היחידה הבסיסית הזו עטופה במעטפת ממברנה בעלת מבנה של ממברנה פלסמטית )היא נלקחת מתאי המאכסן( בה משובצים חלבונים של הנגיף

. נגיפים בעלי מעטפתושיירים סוכריים - אלה הם המחקרים על מבנה הנגיפים מתבצעים באמצעות מיקרוסקופיה אלקטרונית, קריסטלוגרפיה וחיזוי מבנה שלישוני של חלבון. באמצעות שיטות אלה, אנחנו יכולים לקבוע בצורה מדוייקת היכן נמצא כל אחד מחלבוני הנגיף. מעבר לחשיבות המדעית שבחקר מבנה הנגיפים, המידע

הזה מאפשר לנו ללמוד על מנגנוני ההדבקה של הנגיף.

capsid ה- של הנגיף - אשר נמצא בסביבה עויינת הן מחוץלהגן על חומצת הגרעין הוא capsidתפקיד ה-

בין להתרבות. מהוירוס תמנע הגרעין בחומצת כלשהו גורם של פגיעה ובתוכו. למאכסן התופעות שיכולות לפגוע בגנום של הנגיף קיימות תופעות פיסיקליות )כמו שבירה(, מכאניות )שחיקה(, מודיפיקציות )כתוצאה מקרינה למשל(, תהליכים שונים שמאכסן שתפקידם לפרק

את הנגיף ועוד.

היא סימטריה - החזרה על אותה היחידה שובcapsidאחת התכונות החשובות של מבנה ה- ושוב מאפשרת חיסכון בגנים, והוירוס מצליח ליצור מבנה גמיש וקשיח אשר בנוי משלושה חלבונים בלבד שיוצרים יחידת מבנה בסיסית, אשר מתווה את גודל הנגיף. באופן עקרוני,

22.5.08 - 8שיעור 1

Page 2: וירולוגיה מבוא

יותר )לרוב יוצרים מבנים גדולים ומורכבים DNA יוצרים מבנה סלילי בעוד שנגיפי RNA נגיפי כדוריים(.

( סימטריים בכמהDNA הפאות בהם נמצאים נגיפים מורכבים יחסית )ונגיפי 20המבנים בעלי - יכולים להשתלב זה בזהVP1,VP2,VP3צירים. הם מורכבים משלושה חלבונים - אשר

( יחידה בסיסית ותהליך ההרכבהcapsomerליצירת גבוהה מאד בין היחידות . האפיניות יוצרים מבנה - חסכון בגנים(. בשלב הראשון, שלושת החלבונים שלהן לא דורש אנזימים פירמידה. של מבנה ליצירת נוספים למשולשים נקשר הבא בשלב אשר משולש, בסיסי

פאות. 20הפירמידות נקשרות זו לזו לקבלת המבנה הסופי של גוף בן

היא היכולת להתפרק כאשר הוא נכנס לתא )מאחר שהמטרהcapsidתכונה חשובה של ה- החומצי באנדוזום יכולpH שלו כדי שיוכל לעבור שעתוק( - ה-חומצת הגרעיןהיא לחשוף את

ולאפשר יציאה של חומצת הגרעין. בנוסף לכך, חלבוניםcapsidלהביא לאבדן קשיחות ה- (.DNAשונים על הקופסית בעלי היכולת להשפיע על פעילויות שונות בתא )בעיקר בנגיפי

ל- נוסף קיים תפקיד ערומים כרצפטורים אשרcapsidבנגיפים בו משמשים - החלבונים נקשרים לתא המאכסן במהלך ההדבקה )ותאים בוקטור, אם קיים(.

- בהיבטים של שינויי טמפרטורה, חומציות,נגיפים ערומים עמידים יותר לסביבה החיצונית התמודדות עם פרוטאזות ודטרגנטים והתייבשות. המשמעות הפתוגנית ישירה - וירוסים ללאיותר, בעוד יעילה יותר בסביבה החיצונית וההדבקה שלהם מעטפת שורדים בצורה טובה שנגיפים בעלי ממברנה זקוקים ללחות שתשמור עליהם - הם מתמודדים עם חוסר העמידות באמצעות כניסה לתאים. נגיפים ערומים צריכים להרוג את המאכסן בכדי לשחרר וירוסים בוגרים. תגובה הומורלית מספיקה לחסלם. לעומתם, נגיפים בעלי מעטפת לא יכולים לשרוד במע' העיכול, לא הורגים את המאכסן כדי להתפשט ונדרשות הן תגובה הומורלית והן תגובה

תאית לחסלם.

קישור לתאיםגבוהה צריכים להיקשר באופן ספציפי לתאים, באמצעות מבנה שיכיר באפיניות הנגיפים

HIVחלבונים יחודיים בתא )קיימים נגיפים שנקשרים לחלבונים יחודיים לתא ספציפי ]למשל על תאי CD4ו- T .) הספציפיות של[ וכאלה שנקשרים למספר סוגי תאים ]למשל שפעת[

. trophism הנגיף לתאים מסויימים מכונה לצורך הקישור, המבנה הויראלי הזה צריך להיות שמור )אחרת הוא לא יוכל להמשיך להיקשר לחלבון השמור על התא( - משמעות הדבר היא שהוא יכול לשמש כאנטיגן שיזוהה ע"י מערכת החיסון, והימצאות אזור כזה בנגיף היא נקודת תורפה. על מנת להתמודד עם הבעיה, הנגיף

או במעטפת אם יש( מבנה מרחבי צר )מעין קניון( שבעומקו נמצא האפיטופ -capsidיוצר )ב- מולקולת נוגדן לא תצליח להגיע אליו, אך הוירוס בוחר חלבונים בתא בעלי מבנה צר וארוךאזור קיים העמוק המבנה בשולי הקישור. לצורך האפיטופ את ולזהות להגיע שיוכלו

אזור הזמן. באופן עקרוני, כל לנוגדנים אך משתנה נגיש - אשר הרצפטורהיפר-וריאבילי )רצפים שנוטים לעבור מוטציות(. GC , והשוליים מכילים יותר AT השמור )העמוק( מכיל יותר

החלבון אליו הנגיף נקשר צריך - מעבר לדרישות המבניות - להיות חשוב לתפקוד התא, אחרת התא יפטר ממנו ובכך ישיג חסינות. לרוב, נבחרים חלבונים שמוטציות באתר הקישור לנגיף

יפגעו משמעותית בתפקודם.

הגנום הנגיפי באופן עקרוני, הגנום הנגיפי כולל חלבונים שיחודיים לנגיף ולא נמצאים במאכסן. אלה יכולים להיות אנזימים שאחראים לשעתוק הנגיף )בעיקר כשהוא שונה ממה שמתרחש בתא, למשל

RNA dependent RNA polymerase;התא על שמגנים חלבונים שמעכבים אנזימים ;) יותר ועוד. פעילות נוספת פרוטאזות שחותכות את החלבון הנגיפי ליחידות פעילות קטנות אופיינית לנגיפים היא עיכוב סינתזה של מאקרומולקולות וגיוס התהליכים התאיים בלעדית לצורך הנגיף - הנגיף לא יכול לעכב לחלוטין את הסינתזה )כי הוא זקוק לה גם(, אך הוא הורס

mRNA תאי מבלי להרוס mRNAנגיפי, או הורס את תהליך השעתוק התאי ומקודד לתהליך כזה בעצמו. נגיפים אחרים נוקטים באסטרטגיה של הגברת תהליכי הסינתזה והחלוקה של

להכפלת להביא יכולים - עצמו הבנה שלDNAהתא סרטנית. ולהתמרה מדוייקת לא החלבונים הללו, אשר מקודדים על גבי הגנום הנגיפי - חשובה על מנת להבין את הדרכים

להילחם בנגיף. אחד המנגנונים בהם הוירוסים ממזערים את גודל הגנום שלהם היא היכולת של חלבונים ויראליים לבצע יותר מתפקיד אחד. חלבוני המעטפת למשל, מבצעים מעבר לתפקיד המבני

22.5.08 - 8שיעור 2

Page 3: וירולוגיה מבוא

ככל ולעיתים הם בעלי תפקיד במודיפיקציה של פעילויות בתא. גם תפקיד של רצפטור, שהנגיפים קטנים יותר, כך הפעילות של כל חלבון משמעותית יותר, בעוד שבנגיפים גדולים

יותר קיימת התמחות של חלבונים בתפקידים ספציפיים.

, ובכל אחד מהמקרים חד או דוRNA או DNA: הגנום הנגיפי יכול להיות תכונות של גנום נגיפיב- יכול להיות הוא גדילי, גנום חד ב-)+ sense )strandגדילי. במקרה של או antisense

)strand -( .קיימים וירוסים שמכילים יחידה אחת ארוכה של חומצת גרעין,, ליניארי או מעגלי - הסגמנטים יכולים להתערבב עם אלה ( מכילים מספר סגמנטים RNA ואחרים )לרוב וירוסי

של וירוס אחר וליצור היברידים. הנגיפים מסוגלים ליצור כמה חלבונים מאותו גן במספר שיטות:

-A lternative splicing אך הנגיף יכול להשתמשבגנום הויראלי אין אינטרונים: אמנם , לבצע התא כמה splicingביכולת של לייצר מנת על הגןאיזופורמים שונים של

לדוגמא, החלבונים בו. על חלקים דילוג ו-VP1באמצעות VP2גן נוצרים מאותו . splicingבתהליך של

-Frameshift באמצעות תחילת - הגן הקריאה של להזיז את מסגרת יכול הוירוס : הקריאה באתר אחר או דילוג על נוקלאוטיד בודד במהלך השעתוק. בניגוד ליצורים

. ניתן להשפיע בנגיפים יכול ליצור חלבון מתפקד )ושונה(frameshiftעילאיים יותר - )דילוג על מקטעים שאורכם לאsplicingעל מסגרת הקריאה גם באמצעות תהליך ה-

נגיפי שמקודד לחלבון שהתפקיד שלו טרםORF(. פעמים רבות קיים 3מתחלק ב- ידוע לנו - מעריכים החלבונים הללו הם בעיקר בעלי תפקיד רגולטורי )על התא(.

הנגיף משתמש במאכסן כדי לייצר חלבונים מחומצת הגרעין שלו. לוירוסים שונים יש גנומים בוגר, הוירוסmRNA, אך ברגע שקיים mRNAמסוגים שונים ולכן אסטרטגיות שונות ליצירת

משתמש בריבוזומים ובאנזימים של התא לסינתזה של חלבונים נגיפיים - תהליך שתלוי בתאבלבד ודומה לתהליך בחלבונים הומאניים.

( - אשר5-250KB גנים, 5-300: הגנום הויראלי מקודד למספר נמוך של גנים )מרכיבי הגנוםפרומוטרים, - בקרה יחידות הגנום על קיימות בנוסף, ואנזימים. לחלבונים מקודדים

שמאפשרים אזורים תרגוםsplicingאנהנסורים תהליכי על בקרה ואזורי המאכסן, ע"י ושעתוק. תפקיד יחידות הבקרה הוא להתאים את התפקוד של הנגיף לתפקוד של התא -למשל - שלב באותו שלהם הצורך של כפונקציה גנים ולכבות להפעיל יכולים הנגיפים של חלוקה )שמאפשרים סטרואידיים להורמונים בתא, הפרוליפרציה מצב של כפונקציה

החלוקה( ועוד. פעולות כאלה נפוצות בעיקר בוירוסים שמדביקים בצורה כרונית. - ( שכל אחד מהם מופיע בזמן מסויים clusters בוירוסים גדולים הגנים מסודרים בקלסטרים )

בשלב מסויים בתהליך ההדבקה. לדוגמא, וירוסים מסוג הרפס קיימים שלושה סוגים של גנים (. הגנים המוקדמים יותר אחראים על רגולציה( ומאוחרים )(, מוקדמים )- מוקדמים מאד )

של פעילות התא וסינתזה של הגנום הויראלי, והמאוחרים קשורים לסינתזת חלבונים מבניים של הוירוס. הקלסטרים מאורגנים בצורה מסוגרת בגנום ולכל אחד מהם יש אזורים בפרומוטר

-שמופעלים ע"י גנים מקלסטרים אחרים: גנים מקבוצה מ גנים של סינתזה מעודדים ; מקבוצה גנים בחזרה אותם מעכבים גנים מ- אשר מעודדים סינתזה של -וגנים מ ;

מטרת הרגולציה היא ליצור סדר בזמן ובמרחב שיאפשרמעכבים את שני הקלסטרים האחרים. לוירוס להדביק את המאכסן - הבקרה על זמן הופעת הגן ומיקום החלבונים שיווצרו ממנו

מוטבע ברצף של הגן. הוירוס מדביק את התא אך לא מבטא חלבונים - בשלבים האלה הואקיימים מצבים בהם

. בשלב מסויים - מסיבות שלא ברורות לנו כיום - הוירוס יכול יחודיים mRNA מייצר סדרה של להפוך לפעיל.

רצפים גם קיימים הויראלי לחלבוןבגנום מקודדים שלא משמשיםחוזרים שהם יתכן - וירוסים שונים - תהליך שמגדיל את הוריאביליות של הוירוסים ומאפשרלרקומבינציה בין

מהגנום שלנו הם וירוסים שהתמקמו בו ומסוגלים12%יצירה של וירוסים חדשים. בנוסף, לדלג בין אתרים שונים בגנום - יתכן שיכולת הדילוג קשורה גם היא להימצאותם של רצפים

חוזרים.

מעטפת הנגיף

22.5.08 - 8שיעור 3

Page 4: וירולוגיה מבוא

המעטפת של הנגיף היא ממברנה של תאי המאכסן שלתוכה נכנסו חלבונים ויראליים. תפקיד המעטפת הוא להכיל רצפטורים שנקשרים לתאים, ולבצע פעולות שונות כמו הצמתה של תאים שמקלה על

הוירוסים להיכנס לתוך התא.

מיון נגיפיםבאמצעות פיסיקלית לזהות ניתן נגיפים: לזהות כדי משתמשים אנחנו בהן שונות שיטות קיימות מיקרוסקופ, לסמן פלורסנטית חלבונים ויראליים, לחפש בגוף נוגדנים נגד הנגיף, לחפש את האפיטופ

שלו(, לרצףשל הנגיף )זיהוי באמצעות סרוטיפים שונים שיכולים להתאים לצורות וריאביליות שונות - הרצף מאפשר לנו לנחש איזה(RNA )לנגיפי RT-PCR או PCRאת הנגיף לאחר הגברה ב-

חלבונים הוירוס מייצר, ולבחון קרבה שלו לוירוסים מוכרים אחרים. דו גדילי;DNA. 1: קיימות מספר צורות בהן יכול להופיע הגנום הויראלי: סיווג לפי גנום-

2 .DNA ;3 חד גדילי .RNA ;וירוסי 4 דו גדילי .RNA-חד גדילי ב strand+ זהה לרצף( וירוסי mRNA ;)5ה- .RNA-חד גדילי ב strand- ו- וירוסים שהופכים את הגנום6; .

(. retro-viruses ולאחר מכן עוברים שעתוק )DNA ל-RNAשלהם מ- וכו'. capsid: יש או אין מעטפת, סוג ה- מיון לפי מבנה- : על סמך הדטרמיננטה האנטיגנית )שהיא בעלת רצף מסויים( - בחינה מיון אימונולוגי-

מהו הסרוטיפ שמזהה את הוירוס. בעבר הזיהוי היה אימונולוגי בלבד, כיום אנחנויודעים לחבר את זה לרצף.

במיון ריצוף- )כמו נגדו הגוף של תגובה בקיום תלוי ואינו ביותר, מהיר הריצוף : אימונולוגי(. ניתן לקבוע את אחוז ההומולוגיה בין הוירוס שאנחנו בודקים לבין וירוס מוכר - ובצורה כזו לקבוע לאילו וירוסים מוכרים הוירוס שאנחנו בוחנים דומה - ולשייך אותו לקבוצות. ההבדלים בין וירוסים ששייכים לאותה קבוצה מייצגים את השינויים בדטרמיננטות האנטיגניות. החלוקה של וירוסים למשפחות בצורה כזו תורמת ידע גם

על הפתוגניות של הגוף - קרבה ברצף משמעותה קרבה בפתוגניות של הנגיף.

22.5.08 - 8שיעור 4

Page 5: וירולוגיה מבוא

התרבות של נגיפים

אלה הם התהליכים מהרגע שבו הנגיף מדביק את התא ועד שהוא יוצא להדביק תאים אחרים. השלבים הראשונים של הבנת התהליכים הללו נעשו בתרביות רקמה בהן נבדק קצב גדילת הנגיף ביחס לזמן. כדי לעשות ניסוי כזה יש צורך בוירוס אינפקטיבי ורקמה. על מנת לבדוק את התהליך בצורה מסודרת ההדבקה צריכה להיות סינכרונית )הנגיפים ידביקו את התאים באותוהזמן( ולא צריכה להיות הדבקה חוזרת. כשעושים ניסוי כזה ניתן לראות שני קבועי זמן: ה-

eclipse period)תקופת ליקוי( הוא משך הזמן מהוספת הוירוסים ועד תחילת ההדבקה, היא משך הזמן מהדבקה ועד שניתן לראות מחוץ לתא וירוסים )שיצאוהתקופה הלטנטיתו

הוא מספר הוירוסים החדשים שנוצרו - שמאפשר לנו לדעת כמהBurst sizeמהתאים(. וירוסים יכולים להיווצר בתא אחד. טכנית, גורמים להדבקה יחידה באמצעות נטרול או חיתוך

של הרצפטור לוירוס לאחר ההדבקה הראשונה. במהלך התקופה הלטנטית, הנגיף יוצר את עצמי מחדש בתוך התא. ראשית, הוא יוצר את האנזימים הראשוניים שלו שמאפשרים להגביר סינתזה של נגיף וירידה בסינתזה של חלבונים אנושיים. לאחר מכן הוא מסנתז חומצות גרעין וחלבונים - במשך כל התהליך הזה לא קיים נגיף בוגר שמסוגל להדביק. בשלב האחרון הרכיבים השונים של הנגיף מורכבים לנגיף חדשולהדביק תא אחר. התהליכים הללו מושפעים ביותר מסוג שיכול לצאת החוצה מהתאים

חומצת הגרעין שיש לנגיף. היא התהליכים שמתרחשים עד הסינתזה של הגנוםהתקופה המוקדמת: הגדרות נוספות

היא מרגע תחילת סינתזת הגנום הנגיפי ולאחר מכן. החלוקההתקופה המאוחרתהנגיפי, ו)מבחינת בקרה( של גנים למוקדמים ומאוחרים היא בהתאם לתקופות הללו.

התקופה הלטנטית היא למעשה משך הזמן מרגע ההידבקות במחלה ועד השלב שבו אדם יכול להדביק אנשים אחרים. לעיתים, התקופה הלטנטית יכולה להיות ארוכה מאד )אפילו מספר שנים(, אם כי לא תמיד התקופה הלטנטית מוחלטת )לעיתים לאורכה קיימת יצירה של

כמות קטנה מאד של נגיפים שעל פי רוב לא מספיקה כדי להדביק אנשים(. (, ניתן לראות עליה בכמות הנגיף, לאחר מכן פלטו ובשלב הבא6בהדבקה רב שלבית )שקף

עליה מתונה יותר בכמות הנגיף ועוד פלטו )העליה השניה מתונה יותר כשהנגיף נשאר באותו האתר - כי יש ירידה במספר התאים שהוירוס יכול להדביק - חלקם כבר הודבקו(. וירוסים רבים מבצעים את ההדבקה השניונית שלהם באתר אחר, שלעיתים רבות הוא זה שהדבקה בו

גורמת לסימפטומים המשמעותיים של המחלה.

שלבי ההדבקה הנגיפית.9 שלבים שונים שמתוארים בשקף 10ההדבקה הנגיפים מחולקת ל-

אינטראקציה: מתרחשת בשני שלבים - השלב הראשון הוא אינטראקציה בין הנגיף לבין התא בין הנגיף לתא. ניתן לנטרל אותה ע"י יונים חיוביים, והתהליך הפיךחשמלית באפיניות נמוכה

- הספיחה הזו לא מפעילה באופן מלא את תהליך הכניסה של הנגיף לתא. בשלב הבא, קיימתעל הנגיף - זהו תהליך חשוב משום שהוא קובערצפטור תאי לבין ליגאנדאינטראקציה בין

איזה נגיף יכנס לאיזה סוג תא. קיימים מבנים יחודיים על הנגיף שמזהים מבנים יחודיים על ( - קיימים נגיפים שנקשרים לתאים מסוגיםtrophismהתא ומאפשרים את האינטראקציה )

מסויימים בשלבים פיסיולוגיים מסויימים, ונגיפים אחרים יכולים להיקשר לסוגים שונים ורבים של תאים. סוג הפעילות תלוי בסוג הרצפטור של הנגיף. הרצפטור של הנגיף מכיל קניון עמוק יחסית שמתאים לחלבונים בולטים )ומטרתו למנוע קישור של נוגדנים לרצפטור(. הנגיף מנצלבעיקר - מוגדרים מבנים ובעלות עליהן לוותר יכול לא שהתא קריטיות מולקולות בתא

נגד )למשל ופוספוליפידים. תרופות רבות אנטי-נגיפיות היו מכוונותHIVגליקופרוטאינים ) יותר מורכבת שהאינטראקציה הסתבר - לנגיף הרצפטור בין הקישור בתהליך לפגיעה

והיעילות של התרופות הללו לא גבוהה במיוחד.

: חדירת הוירוס לתוך התא לאחר הקישור לממברנה היא בכמה שיטות: אנדוציטוזה,חדירהאיחוי ממברנות וטרנסלוקציה.

שינוי אנדוציטוזהא. ישנו הנגיפי לחלבון התאי בין החלבון כתוצאה מהאינטראקציה : שמצופה בחלבונים - הנגיף נכנס לוסיקולהcoated pitבמערך חלבונים בתא ליצירת

בתא. לאחר מכן, בדומה לרצפטורים תאיים הוא עובר שלבים שונים של מטורציהלהשתחרר כדי בתהליך ומשתמש האנדוזום-ליזוזום, מערכת עם ואסוציאציה מהקפסולה ומהממברנה )אם יש( ולהכניס את חומצת הגרעין לתא. במקרים רבים,עם הנגיף ממברנה של באיחוי כרוך בתהליך האחרון לפני או האחרון השלב

22.5.08 - 8שיעור 5

Page 6: וירולוגיה מבוא

הממברנה של האנדוזום - ע"י חלבונים שמצויים בתא או חלבונים נגיפיים. המערכת חומצי שמאפשר לעשות אקטיבציה של המערכת - בתנאים לאpHהזו מאוקטבת ב-

הוא באמצעות ירידהפירוק הקופסיתחומציים לא תתאפשר השלמה של התהליך. החומציpH, וקיימים מחקרים שטוענים שה-pHביציבות מבנה הקופסית כתוצאה מה-

יכול יוצאת חומצת הגרעין אל הציטופלסמה. התהליך ליצירת תעלה דרכה מביא .בנגיפים בעלי או חסרי מעטפתלהתקיים

ממברנותב. מנגנון איחוי ללא הנגיף ממברנת עם התא ממברנת של איחוי זהו : נורמליpHהאנדוזום, שמתבצע ב- . בסוף התהליך הממברנה הנגיפית מתאחה עם

ממברנת התא והוירוס משתחרר לתא. בצורה כזו הנגיף יכול להביא ליצירת סינסיציום בנגיף מסוגל להביא לאיחוי בין ממברנת הנגיף לממברנת התא. F חלבון של תאים -

עם שמתאחה עצמו, התא לממברנת עובר החלבון לתא, נכנס שהנגיף ברגע ממברנות של תאים סמוכים ליצירת מבנה מרובה גרעינים - סינסיציום. במבנה כזה,גרעינים( כאשר חשיפת יותר )יש יותר בצורה משמעותית יכול להתרבות הנגיף

מתרחש כזה תהליך יותר. נמוכה האימונית למערכת כזו בעלימערכת בנגיפים . מעטפת בלבד

: זהו תהליך לא מובן לחלוטין - לאחר קישור הנגיף לממברנה קיים היפוך טרנסלוקציהג.של הממברנה והנגיף מופיע בחלקה הפנימי, בתוך הציטופלסמה.

( הקופסית ב ( uncoating השלת לרוב מתבצע התהליך :- pH נמוך חדירה של )במקרה ה- - בשלב lateבאנדוציטוזה endosomeהוא דה-סטביליזציה של (, כאשר מנגנון הפירוק

שקשרו בינו לבין הממברנה )אם יש(. M-proteinsהקפסיד באמצעות שחרור

- אלא קיימים חדירה לגרעין יכול להיכנס לממברנת הגרעין סתם כך nuclear: חומר לא localization signals )NLS( לגרעין כניסה בחלבונים ספציפי רצף ע"י שמאפשרים דרך

nuclear pore להכיל מסוגלים הנגיפיים מהחלבונים חלק .NLSלהימצא או כאלה של ויציאה כניסה לבקר כזו ובצורה כאלה, סיגנלים חלבונים שמכילים עם באסוציאציה ויראליים( והחלבונים הנגיפיים אל תוך חומצת הגרעין )באסוציאציה לחלבונים - תאיים או

ויראליים לגרעין ללא - אך התהליכיםNLSהגרעין. קיימים גם מצבים של כניסת חומרים האלה מוכרים פחות.

: שלב זה )שהוא למעשה כמה שלבים לפי הרשימה שמופיעהסינתזה של מאקרומולקולות במצגת( כולל את ביטוי הגנים הנגיפיים, תהליכי הבקרה עליהם והשפעה על סינתזה שלהנגיף ייצור קובע את קצב מאקרומולקולות תאיות. השילוב של שלושת התהליכים הללו במקביל לפתוגניות שהוא משרה על התא - אם הנגיף פוגע בסינתזה של מאקרומולקולות תאיות הוא יכול לגרום למוות של התא, ואם מגביר את הסינתזה הוא יכול לגרום להתמרה סרטנית. בכל מקרה, על פי רוב ההדבקה בנגיף מביאה לירידה בסינתזת מולקולות תאיות ועליה סינתזת מולקולות של הנגיף ביחסית לתא לא מודבק - בעבר חשבו שהנגיף חוסם לחלוטין את הסינתזה התאית ומתחיל לבצע סינתזה נגיפית בלבד, אך כיום ידוע שמדובר בבקרה אינדיווידואלית שמאפשרת שיתוק של מערכות שהנגיף לא זקוק להן ותחזוקה של

מערכות שהוא צריך כדי להתרבות.

לביטוי מתחלקים הנגיפיים הגנים ביטוי מוקדמיםתהליכי )גנים early proteinsגנים - ) ; וגנים מאוחרים שהם בעיקר גנים מבניים.רגולטוריים שדרושים לתהליכי ההכפלה של הנגיף

או חלבונים שמאקטבים פרוטאזות, אשר מביאים פרוטאזותהגנים המוקדמים הם לעיכוב תאי ולעיתים נדירות תהליכים הפוכים של הגברת חלוקת התא.mRNA, הרס התרגום התאי

במקרים רבים נוצר מבנה דמוי כרומוזום נגיפי כי יש כמות גדולה של חומצת גרעין נגיפי - לאחר ביטוי הגנים המאוחרים מתרחשת סינתזה של גנום נגיפי, הנגיפי. DNAעליה ברמות ה-

. ולאחר מכן ביטוי של גנים מבניים והרכבה של הנגיף

סינתזת הגנום הנגיפי תלויה בסוג הגנום, כאשר באופן עקרוני היא מתבצעת לפי הדוגמה )שמפרה אתreverse transcriptase חלבון(, מלבד הפעילות של DNA RNA המרכזית )הדוגמה(.

ביטוי החלבונים לפי סוגי גנום שונים: -dsDNA מתנהג בצורה דומה לגן תאי: בשלב הראשון נוצר :mRNAוממנו נוצרים ,

הנגיפי )DNAהחלבונים הרגולטוריים שמשפיעים על תהליך הסינתזה של ה- early

22.5.08 - 8שיעור 6

Page 7: וירולוגיה מבוא

proteins-ה של שכפול מתקיים מכן, לאחר .)DNA באמצעות הנגיפי DNA dependent DNA polymeraseואז מבוטא הגנום הנגיפי ליצירת חלבונים מבניים של ,

הנגיף. החלבונים הללו מורכבים מחדש ליצירת נגיף שיכול לבנות ממברנה ולצאת יכולים להשתמש בפולימרז התאי, ולא צריכים dsDNAמהתא להדבקה נוספת. נגיפי

)אם כי לרוב הם מביאים אותו בכל מקרה(. להביא פולימרז משלהם-ssDNA -ה :ssDNA-הופך ל dsDNA באמצעות DNA dependent DNA polymerase,

ו-earlyולאחר מכן התהליך ממשיך באופן דומה. תהליכי lateמעט פחות נבדלים כרוך בהעתקה כלשהי של הגנום. dsDNAבמקרה הזה, מאחר שתהליך היצירה של

-dsRNA -ה :RNA-הדו גדילי מוכר ע"י התא כזר - התא מכיל מוניטורים לכמות ה dsRNA ותהליך העברת סיגנל משמעותי מאד שמתרחש בתא כשהוא מכיל dsRNA-

שהתוצר שלו הוא יצירת אינטרפרון שמקפיא את התא המודבק ואת השכנים שלו,anti-viralומכניס אותם למצב של stateהקטנת הסינתזה של מאקרומולקולות -

לכן, קיים נגיפיות. עובר אסוציאציה עם dsRNA לרוב לא הוא חופשי בתא אלא לבין התא בינו להקטין את המגע מנת על שונים נחלבונים וצר. בשלב הראשון,

mRNA באמצעות RNA dependent RNA polymerase קיים בתא אנזים שלא - הם )באופן שחלקםearly proteins - לקבלת מובא ע"י הנגיףאנושי ולכן צריך להיות

. החלבונים המבניים הללו מורכבים יחד עם ממברנותחלבונים מבנייםלא אופייני( וה- ליצירת dsRNAתאיות ובו הגנום על בוגר שמגן לא תוך-תאי נגיף מבנה של

דו גדיליRNA )גם במהלך השעתוק נוצר מתבצעים שכפול הגנום ותהליכי השעתוק( viralעליו יש להגן(. המבנה המגן replication complexמאפשר אסוציאציה של )

גדולה של ויצירה של כמות ויראליים, אינטראקציה עם חלבונים תאיים חלבונים mRNA .

22.5.08 - 8שיעור 7

Page 8: וירולוגיה מבוא

התרבות של נגיפים

סינתזת הגנום הנגיפי-ssDNA ע"י , השלמה( לאחר הרפליקציה :DNA dependent DNA polymeraseיש )

חד-גדילי, הדבר מתבצע באמצעותDNA הדו גדילי שנוצר ל-DNAצורך לפרק את ה-וירוסי ה-DNAאקסו-נוקלאזות )לרוב חלק מאנזימי תיקון - רוב ssDNAלא מביאים

אנזימים משלהם שמבצעים זאת( על מנת לפרק את אחד הגדילים )חלק מהוירוסיםהגנום את וליצור שניהם( את להשאיר יכולים חלקם ,+ בגדיל רק משתמשים

החד-גדילי של הנגיף. -dsRNA הוירוס צריך להביא איתו , המשך :RNA dependent RNA polymeraseהוא -

לא יכול להשתמש רק באנזימים של התא כדי לשכפל את עצמו. אלה הם חלבונים ההפרדההכרחיים לנגיף - עליו לארוז אותם איתו בתוך מערכת הקפסיד או המעטפת.

- אין פירוק מלא של המערכתאקסונוקלאזות במקרה הזה נעשית ע"י בין שני הגדילים כנראה כי אחד הגדילים מוגן יותר ע"י הקומפלקס המגן ולכן לא מפורק גם הוא )והוא

RNA dependent RNA polymerase(. כמובן, שבנוסף ל-templateזה שמהווה את ה-)שמשמש אנזים עוד עליו לבטא במסגרת השעתוק המוקדם איתו, הוירוס שמביא כולם לזכור, שהתהליכים חשוב הנגיפי(. הגנום לשכפול וגם לשעתוק גם למעשה מתרחשים בתוך קומפלקס מגן שמורכב מחלבונים מבניים של הנגיף שמבוטאים כבר בשלב המוקדם, מחלבונים תאיים ומממברנה. תהליכי השעתוק והשכפול מתבצעים

נוצרRNAבקומפלקס הזה באופן מוחלט, מאחר שגם בתהליך שעתוק על בסיס גדיל RNAבפני שעומדים שמכשולים שלמרות להבין, יש התא. ע"י שמזוהה גדילי דו

של היתרונות אחד שונות. למחלות ולגרום להדביק מצליחים הם האלה הוירוסים הוא הללו ש-הוריאביליותהוירוסים מאחר שלהם, הרבה RNA dependent RNA

polymeraseיוצר יותר טעויות במהלך השכפול - בעיקר באזורים בוירוס שמועדים לכך וכו'(. GC)עשירים ב-

-ssRNA )+( הוירוסים הללו זהים לחלוטין לוירוסי :RNA-למעט נושאי עיבוד ה RNA( splicing-וכו'(. אם וירוסים רבים מדביקים את התא, חלקם משמשים ישירות כ mRNA,

נוצר אלא מתקיים לא כזה שתהליך שטוענים חוקרים קיימים replicatedאולם complex בו נוצר template עליו נוצרות כמויות גדולות של )-( שהוא סטרנד,mRNA

)-( ssRNA ו- dsRNA לבניית החלבונים הרגולטורים ולאחר מכן המבניים. השלבים של , לכן התהליכים הללויציבים פחותפחות נפוצים בצורה חופשית בתא מאחר שהם

( viralמתחשים בתוך מבנה מוגן replication complexשמכיל ממברנה, חלבונים ) dsRNAתאיים וחלבונים ויראליים שיודעים לבודד ולזהות כיום. ההבדל המרכזי מול

יותר - ה- dsRNA שההגנה על ה-הוא צריכה להיות מהירה ssRNA יכול לבנות את רק )אלא כזר ישירות מזוהה לא שהוא מאחר יותר ארוך זמן במשך הקומפלקס

כיצד הסטרנד )-( נהרס? בין השאר, יש הרס שלו במהלך סינתזתבתהליכי השכפול(., בנוסף למנגנונים נוספים. mRNAה-

-ssRNA ( בשלב הראשון צריך :)- ליצור replicative form -ב strand )+( באמצעות RNA dependent RNA polymerase . נוצרות בשלב הראשון , mRNA כמויות קטנות של

,mRNA, לאחר מכן יש יצירה נוספת של כמות גדולה של חלבונים רגולטורייםנוצרים ובסופו של דבר חלבונים מבניים.

-Retroviruses אלה הם וירוסים בצורת :ssRNAאשר במקום ליצור עותקים נוספים ,)+( RNAבאמצעות dependent RNA polymerase יוצרים הם dsDNAעובר אשר ,

גן אנושי אחר. מסיבות לא וממנו ממשיך להתנהג כמו כל אינטגרציה לתוך הגנום שזהה לגנום הראשוני, יוצרmRNAידועות יש התפרצות של הנגיף והוא מייצר מחדש

הוא האנזים מן התא. ויוצא RNA dependentחלבונים DNA polymeraseשהיא , DNA - מעבר לזה, הוא יכול לבצע פעילות של reverse transcriptaseפעילות אחת של

dependent DNA polymerase על מנת להעתיק את הגדיל השני וליצור DNAדו גדילי )האנזים מכניס טעויות רבות וגורם לוריאביליות רבה בין הוירוסים, אפילו בחולה אחד(.

נוצרים שני סוגים של - חלבונים רגולטוריים שלmRNAלאחר האינטגרציה בגנום גנומי שזהה לזה של הנגיף המקורי. RNAהנגיף, ו-

-DNA retrovirus הוא וירוסים שהגנום שלהם בתחילת התהליך הם dsDNA: אלה מעגלי שמכיל אזור חד גדילי באתר מסויים. בשלב הראשון הוא משלים את החסר ל-

dsDNA מעתיק את עצמו ליצירת ,mRNA-שזהה בגודלו ל DNAולאחר מכן משתמש ,

22.5.08 - 8שיעור 8

Page 9: וירולוגיה מבוא

על מנת להפוך חזרה ל-reverse transcriptaseבשתי הפעילויות של ssDNAולאחר . דנ"א ד"ג לא שלם < רנ"א < דנ"א שלםdsDNAמכן ל-

. מהשלב הזה, התהליך זהה לתהליך עיבוד ה-mRNAבכל סוגי הוירוסים, נוצר בסופו של דבר RNA ,כפי שמתקיים בתא - מטורציהcapping-תפקיד הגנתי על ה( mRNAוכנראה שגם

- לצורךpolyA tail של התרגום(, פוליאדנילציה )הוספת initiationהעברה אל מחוץ לגרעין ו- שמוכר ע"י הריבוזום. חלק קטןmature spliced mRNAהרכבת מערכת התרגום( ועד ליצירת

שנוצר מתורגמים בסופו של דבר לחלבון - בין השאר בתלות ברגולציה, באורך חייmRNAמה- )שמשתנה בחלבונים שונים, לפי הצורך ברגולציה על הגן( וכו'. mRNAה-

: בנגיפים ערומים ללא מעטפת רוב הבניה היא בעזרת האפיניות בין החלבונים ללאאריזה צורך בפעילות אנזימטית. נוצרים חלבונים, אשר נקשרים זה לזה באפיניות גבוהה ויוצרים את

. הצורה שבה חומצת הגרעין נכלאת בתוך המבנים הללו לאcapsidהפרוטומר שממנו נוצר ה-לפניcapsidברורה, אך כנראה שהיא מתבצעת ע"י קישור חלבונים מסויימים בין מבנה ה-

שהוא מושלם לבין חומצת הגרעין - תהליך הקישור בין החלבונים השונים שבונים את ה-capsidלא שלם עד כניסת חומצת הגרעין פנימה שמאפשרת שלב נוסף של מטורציה של

המבנה ליצירת הוירוס השלם. במבנה הסלילוני קיימת אינטראקציה מסודרת וברור יותר כיצד לבין חומצת הגרעין. capsidמבוצע הקישור בין ה-

יותר. מעבר להרכבת ה-בעלי מעטפתבוירוסים התהליכים מורכבים capsidהוירוס צריך , בשלב - התא ממברנת על תהליכים כמה הממברנהלבצע את מנקה הוירוס הראשון

)גם כתוצאה מבעיות של מקום, וחוסר רצון של הוירוס בקישור ליגאנדים אומחלבונים תאיים נכנסים לממברנה חלבוני מעטפתהמשך ביצוע פונקציות של התא(. במקום החלבונים הללו

מיון החלבוניםהנגיף ע"י מערכת ומופנים לממברנה אזור טרנס-ממברנלי, רובם בעלי - )בגולג'י( - ככל הנראה יש אפיניות אל ממברנת התא הנקיה מחלבונים אנושיים. אל החלבונים

)מצטרפיםהויראליים נוספים חלבונים matrix proteinsהויראליים לחלבונים שנקשרים ) ומצטברות אל המבנה הזה.חומצות הגרעין מצטרפותבשלב הבא, . מהצד הציטופלסמטי

סגמנטרי - כיצד הנגיף יודע לבחור ולקשור רק סט אחד של כרומוזוםRNA: גנום לדוגמא סגמנטים( אל האזור הממברנלי? התהליך לא ברור לנו עד הסוף כיום, אך7-8)שמורכב מ-

היתה טענה שצריך להיווצר קומפלקס מסויים ורק הוא יוכל להיקשר ולהעטף.

הגנטיקה של הוירוסים אסטרטגיית הפעולה של וירוסים בנויה בצורה משמעותית על בסיס קצב ההשתנות של הנגיף, והיא זו שמונעת מאיתנו לפתח חיסונים מוצלחים למחלות כמו איידס או שפעת. הכוח המניע לשינוי הגנטי הוא תהליך של מוטציות וסלקציה שמאפשרים הישרדות של וירוסים שמתאימים לנישה שהם מצויים בה ויכולים להתרבות בה. תהליכים נוספים הם תהליכי רקומבינציה - העברה פוריה של מקטעי חומצת גרעין בין שני אורגניזמים - התוצר יכיל את המידע הנדרש

הוא מעיןזן הברלפעילות של הוירוסים - תהליכים כאלה מתקיימים בנגיפים בתדירות גבוהה. מיצוע של הוירוסים השונים, אך כיום קשה יותר ויותר להגדיר אותו )מאחר שמוכרות צורות

רבות מאד(, ולא משתמשים בו במיוחד. המוטציות בוירוסים נובעות מגורמים רבים - חלק גדול מהן ספונטניות משום שהפולימרזות הויראליות מכניסות יותר טעויות מאשר פולימרזות באדם, למשל. קיימות גם מוטציות כתוצאה

- פיסיקליים כמו קרינת וגורמים כימיקליים כמו קרצינוגניםUVמגורמים חיצוניים ורנטגן, - משוםDNA סדרי גודל יותר מאשר וירוסי 5 הן ב-RNAשונים. תדירות המוטציות של וירוסי

והפעילויות השונות של RNA dependent RNA polymeraseש- reverse transcriptaseהן )מוטציה כל low fidelityפעילויות לא מדוייקות - מכניסיםDNA בסיסים(. וירוסי ה-103-106

בסיסים )בדומה לפולימרזות באדם(, אך אין תהליכי תיקון. בכל מקרה,108-1011טעות בכל הוריאביליות בין הוירוסים גבוהה פחות ממה שהיינו מצפים מאחר שרק מהוירוסים שנוצרים

שורדים בסופו של דבר. לפני שהריצוף היה נפוץ, בחנו את הפנוטיפים שנוצרים כתוצאה מהמוטציה: היא יכולה לא

(, לגרום לכךpHלהשפיע, להרוג את הנגיף, להיות מותנית בגורמים סביבתיים )טמפרטורה, שהנגיף יהיה אלים יותר אך גם ליצור זן מוחלש - נגיפים מוחלשים משמשים לצורך חיסונים -

רובמבצעים סלקציה מסודרת על מנת ליצור נגיפים שיכולים להתרבות אך הם מוחלשים. )וכמות המקרים בהם הוירוסהחיסונים האפקטיביים כיום מתבצעים ע"י וירוסים מוחלשים

נמוכה למדי, אם כי עדיין קיימת(. WTהמוחלש הופך לוירוס

22.5.08 - 8שיעור 9

Page 10: וירולוגיה מבוא

הרקומבינציה תהליך וריאביליות. של נוספת רמה יוצר נגיפים חלקיקי בין גנטי שחלוף הקלאסית )כמו במיוזה( היא כשלוקחים שני וירוסים בעלי דרגת הומולוגיה גבוהה שעובריםבאזור רבות, פעמים הוירוסים. משני חלקים בעל וירוס ליצירת רקומבינציה תהליך הרקומבינציה מופיעים אזורי חזרות - על מנת לאפשר היצמדות של האזורים בין וירוסים שוניםהללו(. החוזרים האזורים של לקיומם הסיבה כנראה )זוהי החדשים הגדילים את וליצור - התהליך מתבצע וירוסים שונים מדביקים את אותו התא הוירוסים הללו נפגשים כששני

בתאים. - בוירוסים בעלי גנום סגמנטרי, סגמנטיםreassortmentתהליך נוסף של ערבוב גנומים הוא

שונים של שני וירוסים יכולים להתחבר יחד. התנאים הם הדבקה של שני הוירוסים את אותו התא, והומולוגיה של הסגמנטים זה עם זה )על מנת לא לאבד פעילות(. תופעה נוספת היא

Copy choiceבה פולימרז מתחיל לסנתז גן אחד וממשיך לסנתז את הגן הבא במסגרת - תהליכי הרקומבינציה, ליצירת גן היברידי.

22.5.08 - 8שיעור 10

Page 11: וירולוגיה מבוא

Influenza

(, כאשר סוגinfluenza A, B, Cמשפחת נגיפי האינפלואנזה כוללת שלושה סוגים של נגיפים )A- מחולק לתתי סוגים נוספים שנקבעים לפי גליקופרוטאינים אנטיגניים על מעטפת הנגיף

hemagglutinin )HA(-ו neuroaminidase )NA( - למשל ,H1N1 ,היא השפעת הספרדית H3

N2 היא שפעת הונג-קונג. כל תת סוג של סוג A מכיל מספר גדול של strainsזנים( שנבדלים( יכול להדביק הן בעלי חיים והן בני אדם, בוירוסיםAזה מזה במוטציות נקודתיות. מאחר שסוג

ממשפחה זו מתאפשרת החלפה בין גנומים של תתי סוגים שונים ליצירת תתי סוגים חדשים נמצא בבני אדם בלבד ולכןBשאינם מוכרים למערכת החיסון - וכתוצאה מכך פנדמיות. סוג

כמעט ולא גורם לסימפטומים. Cלא קיימות פנדמיות שלו, וסוג

זנים חדשים ב-מבנה :EM באורך( פילמנטית צורה הם בעלי 400nmיותר וזני מעבדה ,) (. הנגיף מכיל מעטפת חיצונית ליפידית דו שכבתית שהוא לוקח80-120mnספריים )קוטר של

ובתוכה מעוגנים ה- - spikesמהתא, NA-ו HA,יותר, במקביל לשכבה הליפידית . פנימית ה-M1נמצא שהוא matrix proteinמעין( והיציבות שלו לו את הצורה של הנגיף שמקנה

בשם נוסף חלבון הממברנה ואת אותו וחודר פרוטוניםM2קפסיד(, תעלת שהוא חומצית. בסביבה ופתוחה הנגיף תוך אל שלהם מעבר שמאפשרת )הומו-טטרמרית(

( בתוך הנגיף ניתן לראות את הגנום שלC או A, B ) קובעים את סוג הנגיף M2 ו-M1החלבונים שכל אחד מהם))-( ssRNA )antisense - strand שמונה סגמנטים של הנגיף, שמופיע בצורת

שבשלב ההתרבות הראשונית משעתקים אתפולימרזותמקודד לחלבון ויראלי שונה, ובנוסף סגמנטים.7 יש Cהסגמנטים הויראליים הללו. בסוג

Hemagglutinin spikeכל טרנסממברנליים. גליקופרוטאינים שלושה של טרימר זהו : מכיל receptorגליקופרוטאין binding siteהשינויים חלים בהם אפיטופים וארבעה ,

חדש(. stainהאנטיגניים )שתי מוטציות מספיקות ליצירת -N: בקצב ה-מבנה רצף החלבון שמכוון את הפפטיד אל הממברנה, לאחר מכן שני אזוריםsignal peptideטרמינלי הוא מכיל

- ו-HA-1חיצוניים HA-2אחריהם אזור הידרופובי )טרנסממברנלי(, ובסופו של דבר אזור , הנגיף. של הפנימי בחלק שימצא פרוטאוליטיהידרופילי חיתוך דורש הנגיף שלשפעול

. HA-2 ל- HA-1 בין החלבונים הללו HA-1 האזור זהו - ואשר אחראיאליו מתחבר הרצפטור התאי סיאלית(, )שמכיל חומצה

[ ]antigenic driftלשינויים האנטיגניים )מוטציות נקודתיות וירוסים אחרים [ או שחלוף עם antigenic shiftתפקיד נוסף הוא איחוי של מעטפת הוירוס עם הממברנה התאית במהלך .)]

על התאים המודבקים - אשר יכול לספוחhemagglutininהחדירה. לאחר הדבקה, מתבטא - התכונה הזו משמשת לזיהוי מעבדתי, ים ותרנגולת כדוריות דם אדומות של אדם, חזיר

ומאחר שהנגיף לא יוצר וירמיה, אין לה השפעה קלינית. לתופעה קוראים המגלוטינציה. HA -2 לאחר ביקוע - HAע"י פרוטאזות )חוץ-תאיות של המאכסן(, נוצר בין שני החלקים שלו

. כתוצאה מכך נוצר שינוי קונפורמציה ב- בנגיף pH ירידת ה-קשר דיסולפידי, אשר ניתק עם HA-2 להתאחות עם ממברנות אנדוזומליות - מתגלה קצה הידרופובי שמאפשר לו .

Neuroaminidase spike חותכת את החומצה הסיאליתאנזימטית: זוהי יחידה בעלת פעילות - ואת המוקופוליסכרידים שמכסים את תאישובר את הקשר בין הרצפטור לנגיףמהרצפטור,

משרה יצירתהאפיתל בצינור הנשימה - ומאפשר לנגיף להיכנס לתאים. הוא מכיל אפיטופים, וביטוי של מערכת החיסון התאית. נוגדנים מנטרלים

של Cap מוציא את ה- שPB2בנוסף לכל אלה, הנגיף מכיל שלושה קומפלקסים של פולימרז - . אלונגציה שעושה PA, ו- לשעתוקinitiation שעושה PB1 הנגיפי, mRNAתאים ומוסיף אותו ל-

הוא כאמור הגנום הויראלי ssRNA )strand -( אשר מורכב כתוצאהמסגמנטים מעגליים נוקלאוטידים בקצוות של כל סגמנט. כל סגמנט מקודד13מקיום אזורים קומפלמנטריים של

נוצרים מהם שני חלבונים.splicingלחלבון כלשהו, וקיימים סגמנטים שבאמצעות

: לאחר קישור הנגיף לרצפטור על התאים, הוא נכנס באמצעות אנדוציטוזה לקבלתהדבקהcoated pit-עם וירוס בתוכו, אשר עובר איחוי עם האדוזום. ה pH( החומצי באנדוזום pH=5)

מביא לאקטיבציה של תעלת הפרוטונים, וכתוצאה מכך כניסת פרוטונים לתוך הנגיף. תהליך שגורם לו להתאחות עם ממברנת האנדוזום - תהליךHA-2זה מעודד שינוי קונפורמציה של

ופתיחה של הנגיף, ומעבר של חומצת הגרעין שלו אל הציטופלסמה שלuncoatingשמביא ל- התא המודבק )הסביבה החומצית מאפשרת ניתוק של חומצת הגרעין של הנגיף מהחלבונים

אליהם הן קשורות(.

22.5.08 - 8שיעור 11

Page 12: וירולוגיה מבוא

בשלב הבא, חומצות הגרעין נכנסות לגרעין התא יחד עם הפולימרזות שהנגיף מכיל, ועוברות)+(strandשעתוק ל- - לחלק מה- RNA החדש מוצמד Capוהוא משמש לתרגום חלבונים

משועתקים שוב RNAויראליים חדשים, ומיתר ה- ssRNA-מ strand)-( - שכפול של הגנום הנגיפי. - הןciliated epithelium: הנגיף נכנס לגוף דרך הפה והאף, ומדביק את תאי ה-פתוגנזה

במערכת הנשימה העליונה, והן בריאות )יכול לגרום גם לדלקת ריאות(. מחזור ההתרבות שלימים. הנגיף גורם להרס של התאים, אך רוב1-2 שעות, וזמן האינקובציה הוא 8הנגיף הוא

התופעות שמלוות בשפעת )צמרמורת, הרגשה לא טובה, התעטשות( הן לא כתוצאה מהרסהתאים אלא השפעות של התגובה החיסונית. הפרשת הנגיף היא בטיפות דרך הפה והאף.

.Type/]animal of origin[/geographic region/strain #/isolation year/subtype: נומנקלטורה. )A/SWINE/IOWA/15/30)H1N1לדוגמא -

אפידמיולוגיה B ו-)A)H1N1(, A)H3N2קיימים זנים רבים של שפעת שקיימים בבני אדם - הקיימים כיום הם

נמצא בציפורי בר )לא גורם בהן למחלה(,influenza A)אין תתי סוגים(. המאכסן הראשוני של ויכול להדביק בע"ח שונים )ברווזים, תרנגולות, חזירים, סוסים, לוויתנים וכלבי ים(. בסה"כ,

מסוגיםHA, כאשר מערכת החיסון שלנו מכירה רק את NA סוגי 9 ו-HA סוגי 15זוהו עד היום ו-2, 1 ואת 3 ;NA מסוגים ו-1 לא2 )רובם אחרים בזנים מחלה להיות יכולה בעופות .

מסוג HAסימפטומטים, גורמים למחלה ומוות(, וקיימים בעלי חיים )כמו חזירים(9, 7, 5 ( וליצור מצב שמאפשר להם שחלוף גנטי geneשיכולים להידבק בשני הוירוסים במקביל,

reassortmentויצירת סוגים חדשים של וירוסים שלא מוכרים ע"י מערכת החיסון שלנו אך ) - מה שגורם ליצירת פנדמיות. אנדמיות יכולות להיווצרantigenic shiftיכולים להדביק תאים -

חדש.strain - מוטציות נקודתיות שמביאות ליצירת genetic driftכתוצאה מ-

אנשים, מהם מתו שישה. הושמדו כלH5N1 17 נדבקו בשפעת מסוג 97': ב-שפעת העופות היתה התפרצות נוספת, ולאחר2002התרנגולות ובצורה כזו עצרו את התפשטות המחלה. ב-

מכן מקרים נוספים בסין. הושמדו שוב כל התרנגולות באזור. בשנים מאוחרות יותר עברו זנים היו חמורים -H5N1(. הזיהומים עם H7, 9, 10נוספים מציפורים לבני אדם שגרמו למחלה )

חום, שיעול, שלשולים, קוצר נשימה, לימפופניה, קצב נשימה מהיר וצילום חזה לא תקין. כיום,עוד אין הוכחה למצבים של העברה מאדם לאדם אלא רק הדבקה בין תרנגולת לאדם.

: רצפטורים לנגיפי שפעת רגילה קיימים על תאי מערכת הנשימה H5N1 מנגנון ההדבקה ב- העליונה, ולכן גם שאיפה של כמות קטנה יחסית של וירוסים תביא להדבקה. לעומת זאת,

ל- בחשיפהH5N1הרצפטורים צורך יהיה ולכן - הנשימה במערכת יותר עמוק נמצאים משמעותית כדי שתתקיים הדבקה, אך היא תתקיים באזורים עמוקים יותר ותגרום לדלקת

ריאות קשה. ההבדל בני שני סוגי הרצפטורים הוא בקשר סוכרי יחיד בחומצה הסיאלית.

22.5.08 - 8שיעור 12

Page 13: וירולוגיה מבוא

Human Herpes Viruses)סיכום של איתי(

: הדבקה שאחריה הנגיףהדבקה לטנטיתוירוסי ההרפס משמשים מודל לוירוסים שיוצרים (immunocompetenceשורד בגוף רדום ברקמות מסויימות, ותחת תנאים מסויימות )למשל

הוא מתעורר ומתחיל להתרבות שוב, עם או ללא סימני מחלה. והמשפחה מכילה שמונהherpes simplexוירוסי ההרפס נקראים על שם הזן )שלבקת(,

נגיפים שמדביקים בני אדם ומעורבים במחלות שונות. נגיפים אחרים מהמשפחה מדביקיםלמשל בעלי חיים - וגם אז קיים מחזור חיים של הדבקה לטנטית.

כל הנגיפים בקבוצת ההרפס הם בעלי מורפולוגיה דומה של הויריון, בסיס דומה לתהליך הרפליקציה והיכולת ליצור מצב של הדבקה לטנטית. ניתן לחלק את הנגיפים לשלוש תתי משפחות על בסיס ההבדלים בתכונות מסויימות של הוירוסים - מבנה הגנום וארגון הגנים; תכונות הגנים )הדבקה, אפקטים ציטופתיים(; הרקמה שאותה הם מדביקים ואתר ההדבקה

הלטנטית, ולפי ההבדלים בפתוגנזה ובמאפייני המחלות. בעל מבנה ייחודי, עטופים בקפסיד ומכיליםdsDNAנגיפי ההרפס מאופיינים בכך שהם נגיפי

נגיפי של הגנומים מהממברנה(. הנגיף של ההנצה במהלך מהתאים )שנלקחת מעטפת ההרפס גדולים למדי והם מקודדים לכמות גדולה של חלבונים, חלקם לצורך רפליקציה )מהוחלבונים פתוגניים; מבניים; חלבונים אנטי-ויראליות(; חלבונים תרופות פיתוח על שמקל שמשפיעים על כושר ההישרדות של הוירוס במאכסן. יציאת הוירוסים מהתאים היא בתהליך של ליזיס או אקסוציטוזה, והם מסוגלים ליצור בגוף הדבקה פוריה )שכוללת התרבות ויצירה

של נגיפים חדשים( או לטנטית )הוירוס נשאר בתא ולא מבטא את הגנום שלו(. ורובני נדבקנו בהם במהלך חיינו. מערכת החיסון נגיפי ההרפס שכיחים מאד באוכלוסיה )בעיקר התאית( שומרת על זיהום רדום, ובעיות בה יכולות להביא לרה-אקטיבציה של הוירוס

ומחלה.

קיימות שלוש קבוצות של וירוסים:נגיפי השלבקת הפשוטה קבוצה - Herpes simplex type 1 and 2: כוללת את

ואת בעור; לנגעים רוחVaricella-Zoster virusשגורמים לאבעבועות שגורם ושלבקת חוגרת.

שיכול להדביק את העובר במקרה)Cytomegalovirus )CMV: כוללת את קבוצה -קשים; לנזקים ולגרום בהריון, תוך-רחמית הדבקה Herpesשל type שגורם6

שלא ידוע לאיזו מחלה הוא גורם. Herpes type 7לאדמדמת ו-שגורם למחלת הנשיקה וסוגים)Epstein Barr Virus )EBV: כוללת את קבוצה -

( סרטן של burkitt'sמסויימים lymphoma ;)Herpes type ל-8 שגורם kaposi’s sarcoma .מקנה לתא יכולת לשרוד ולהתרבות בצורה אינסופית לאחר ההדבקה -

ניתן למצוא טבלה שמפרטת את סוגי הוירוסים השונים, התאים שהם מדביקים,4-5בשקפים התאים שהם מדביקים בצורה לטנטית, התפשטות הוירוס ועוד.

מבנה ההרפסה- herpesנגיף simplexועטוף קפסיד נושא גדול נגיף הוא לנוספים במשפחה, בדומה ,

במעטפת שמקורה בממברנת הגרעין ובה משולבים גליקופרוטאינים שמקודדים ע"י הוירוס. )טגומנט( שמכילהtegument בשם חלבוניתבין המעטפת לבין הקפסיד ניתן למצוא שכבה

את מערכת לנטרלגליקופרוטאינים שעוזרים ולתהליך החיסון , וכמה חלבוניםהאנדוציטוזה , שמפעילים את תהליכי השעתוק הראשונים לאחר הכניסה לתא. פקטורי שעתוקפעילים כמו

שהם רצפים)unique short( US ו-)UL )unique large[ מכיל 9 ]שקף הגנום של וירוסי הרפסכקוביות צבעוניות. מקורם )במצגת מופיעים ע"י רצפים חוזרניים מקודדים, אשר תחומים בתהליכי רקומבינציה( שיכולים להיות באוריינטציה ישרה או הפוכה - וליצור בצורה כזו שתי קונפיגורפציות של הוירוס, לקבלת איזומרים שונים שלו. הגנומים של הוירוסים ממשפחת

. CMVהרפס גדולים, והגדול ביניהם הוא

מחזור החלוקה של הוירוס )שנמצא בסוגי תאים רבים(,heparan sulfateהוירוס נכנס לתאים ע"י היקשרות ראשונית ל-

- הוירוס של התאיים הרצפטורים הכרת של תהליך מכן HE )herpesולאחר entry proteins/sites(מתקיימים מחקרים כיום לזיהוי לאן נקשרים הרצפטורים הללו, ומסתבר .

נקטין, שמדובר כמו באמצעות TNF -R בחלבונים אליהם נקשר והוירוס - ועוד

22.5.08 - 8שיעור 13

Page 14: וירולוגיה מבוא

לבין הממברנה הוירוס בין ממברנת איחוי הגליקופרוטאינים שלו. לאחר הקישור מתקיים ה- ויראליים(, גליקופרוטאינים באמצעות )שוב, התא של יוצאDNAהפלסמטית הויראלי

ונכנס אל הגרעין יחד עם חלק מחלבוני הטגומנט. בגרעין, החלבונים מתחילים מהקפסיד להפעיל את תהליך הרפליקציה של הוירוס )תוך כדי שיתוק סינתזת מולקולות התא(, אשר

מתבצע בשלושה גלים:1.I mmediate early ) -proteins ( שמטרתם חלבונים שעתוק: הוירוס.לאפשר של

ע"י מופעל הללו החלבונים של הטגומנטהשעתוק כפקטוריחלבוני שמשמשים שלהם יוצאים לציטופלסמה, מקודדים לחלבונים וחוזרים לגרעיןmRNAשעתוק. ה-

לקראת הגל השני. 2.E arly proteins ) -proteins ( לצורך תהליכיהתנאים את להכשיר: חלבונים שמיועדים

של ה-הרפליקציה DNAהויראלי. בין החלבונים שמסונתזים בשלב זה ניתן למצוא כמו הרפליקציה בתהליכי שמשתתפים DNAאנזימים polymerase , thymidine

kinase-ועוד. בשלב הזה מתחיל גם תהליך הרפליקציה של ה DNA .בגרעין 3.Late proteins ) -proteins ( הטגומנט ולחלבוני גנים שמקודדים לקפסיד: ביטוי של .

הויראלי חודר לתוכם. בשלבDNAלאחר הסינתזה מורכבים הקפסידים )הריקים( בגרעין, וה- וחלבוני הטגומנט.DNAהזה אלה הם קפסידים ערומים שמכילים את חלבוני הקפסיד, את ה-

הגרעין, של הפנימית בממברנה שיבוץ עוברים ויראליים גליקופרוטאינים הבא, בשלב ויציאה מהתא בתהליך נוסףtrans golgiובאזורים אלה מתבצעת הנצה של הקפסידים אל ה-

של הנצה. לעיתים הקפסיד יוצא ערום מהגרעין ונעטף במעטפת מהגולג'י. שלושת שלבי ביטוי החלבונים בוירוס הם תהליכים מבוקרים מאד, שמבקרים גם זה את זה

(. ומעודדים את ייצור חלבוני מבקרים את ייצור חלבוני )חלבוני מפסיק סינתזה שלבמסגרת התהליכים הללו הוירוס פוגע בתא עצמו )אפקט ציטוליטי( - הוא

- מה שמביא למוות של התאים. חלק מהחלבוניםמאקרומולקולות ומשרה תהליכי אפופטוזיסהחיסוןגורמים במערכת המשליםלהפרעה מערכת לפעילות שמפריעים מרכיבים -

לציטוקינים שאינם רצפטורים ייצור ציטוקינים באמצעות פעילות של והנוגדנים, משבשים עבור תאיMHCפעילים, ומקודדים לחלבונים שפוגעים בתהליך הצגת האנטיגן ע"י מולקולות

TC וירוקינים ) ניתן לראות דוגמאות ל13 )מה שמונע הכרה וסילוק של התא המודבק(. בשקףvirokines) ,לדוגמא החיסון. במערכת שנלחמים בוירוס הגורמים שהם gE-ו gIיכולים

C-1 של נוגדנים ובכך מונעים מהנוגדן לשמש כאופסונין; הגליקופרוטאין FCלהיקשר לחלק ה-קושר רכיבים של מערכת המשלים, ועוד.

Herpes Simplex Types 1 and 2שלבקת פשוטה - זנים סרולוגיים של הוירוס. הם מדביקים בצורה מקומית ומביאיםאפידמיולוגיה : אלה הם

ליצירה של נגע מקומי, ולאחר מכן נעלמים כאשר חלקם שורד בגוף המאכסן ויוצר מצב של הדבקה לטנטית, עם אפשרות של התעוררות הוירוס במקרים מסויימים - אז נוצר שוב מחזור רפליקציה ויכולה להתקיים הדבקה של תאים נוספים. הוירוס עובר מאדם לאדם ע"י נוזלי גוף בהם הוא נמצא )רוק, נוזלי המערכת הגניטלית(, במגע ישיר עם העור מנגעים או שלפוחיות שהוא יוצר )יש צורך בפצע או שריטה כלשהם על העור(, ודרך העיניים. באופן עקרוני, הוירוס

מועבר בצורה אוראלית ומדביק לרוב מעל קו החגורה, והוירוס מ-type 1מ- type 2מועבר במגע מיני ומדביק לרוב מתחת לקו החגורה. ההבדלים בין שני סוגי הוירוסים הם סרולוגייםלהיות ביכולת מסויימים, תאים להדביק בנטיה מסויימים הבדלים וקיימים ואנטיגניים,

מועברים בדם, בציטופתיה שלהם וכו'.

: הוירוסים יוצרים אפקט ציטופתולוגי בנקודה בה הם נכנסו לאפיתלמחזור החיים של הוירוס של הריריות או העור - לאחר חדירה לתאי האפיתל הוירוס גורם להרפיה פוריה, ויוצר נגע - שלפוחית מלאה בנוזלים ונגיפים )שנוצרת כתוצאה מתגובה של מערכת החיסון(. הנוגדנים ומערכת החיסון התאית שמתעוררים עם כניסת הוירוס מגבילים את המשך התרבות הוירוס - הורסים את התאים המודבקים ומנטרלים את חלקיקי הוירוס - אך חלק מהוירוס שורד בכל זאת באמצעות כניסה לאקסונים של נוירונים סנסוריים, מעבר באקסון עד הגעה לגוף הנוירון בגנגליונים הסנסוריים ושם מתבצעת הדבקה חבויה. למשל, אם הוירוס נכנס דרך הפה או

בסיוע מנגנוני. הנדידה של הקפסידים מתבצעת trigeminal ganglionהעין הוא יכול להגיע ל-באקסון מיקרוטובולי. טרנספורט עם בהקשר מנוע חלבוני ע"י נותריםבגנגליון הוירוסים

(,לא מתאחה עם הגנום של המאכסןרדומים והגנום שלהם נמצא בנוירון בצורה אפיזומלית ) כאשר הפקטור החשוב ביותר בשמירה על הוירוס במצב לטנטי הוא מערכת החיסון התאית.

22.5.08 - 8שיעור 14

Page 15: וירולוגיה מבוא

, ירידה חיסונית( הוא יכול לעבור רה-אקטיבציהUVבתנאי סטרס מסויימים )חום, קור, קרינת בנוירון חלבונים של לאקטיבציה וגורמים מקומית אימונו-סופרסיה יוצרים העקה תנאי - קפסידים שאינם ייצור פעיל של כך, מתחיל תהליך לצורך השעתוק. להם זקוק שהוירוס האקסון חלבוני )באמצעות במקור לגרעין הגיעו איתו האקסון דרך חוזרים הם עטופים, וחלבונים ויראליים - הקפסיד או הטגומנט - שיוצרים אינטראקציה עם המיקרוטובולי(, ומגיעים לעור כחלקיקי נגיף שלמים. אז, מתחילים תהליכי רפליקציה ויכול )אם כי לא תמיד( להיווצר

נגע נוסף. הגנגליונים לא מייצרים כמות גדולה שליצירת המצב הלטנטי בגנגליון היא לטובת הוירוס -

מה שמקשה על זיהוי הוירוס ע"י מערכת החיסון, וקיום האקסונים מאפשר MHC מולקולות פוריה. במהלך התקופה הלטנטית רפליקציה לחזור לתאי אפיתל בהם תתקיים לוירוסים

ויראלי אשר לא עוברים אינטגרציהDNAקיימים בגרעין הנוירון כמה עותקים מעגליים של ויוצרים התאי, )mRNAלגנום הלטנטית לתקופה אופייניים Latency associated

transcripts ) כנראה שיש להם תפקיד חשוב - שלא מקודדים לחלבונים ספציפיים אלא בשמירה על הצורה הלטנטית - שעדיין נחקר כיום. תהליך הלטנטיות של וירוס ההרפס הוא תהליך נחקר, וקיימים מחקרים חדשים כיום שמטילים ספק בנכונות התאוריה לפיה הוירוסמראות הללו העבודות - ויראליים חלבונים כלל ולא מבטא הנוירונים בתוך לטנטי נותר - אך שמגיעים ויראליים ויצירת חלבונים וירוס שקיימת בנוירונים התרבות מינימלית של לנוירונים תאים ציטוטוקסיים שמזהים את האנטיגנים הויראליים שמתחילים להיווצר, מייצרים

IFNשמפסיק את רפליקציית הוירוס, ואם הרפליקציה מוגברת התאים הציטוטוקסים משרים תהליכים אפופטוטיים בנוירונים הללו.

:HSV סינדרומים של herpes simplex virusגורם למספר מחלות בהן מעורבים שני סוגי הוירוסים )כל אחד מהוירוסים יכול לגרום לסימפטומים של הוירוס השני, אך קיימים מצבים

מ- לוירוסים אופייניות typeאופייניים לכל אחד מהם(. שלפוחיות בעור , בעוד שמחלות1 . בנוסף לכך קיימת אפשרות לדלקות עיניים, דלקת גרון, דלקתtype 2גניטליות מאפיינות את

במוח והדבקה של יילודים. ההדבקה הראשונית בוירוס יכולה לגרום לסימפטומים קשים יותר מאשר בהדבקה חוזרת )מחלה סיסטמית, לעיתים יש כאבים, החלמה תוך שלושה שבועות(,

אם כי לעיתים היא לא גורמת לסימפטומים כלל. בין הביטויים הקליניים של הוירוס:

-gingivostomatitis .שלפוחית באזור השפתיים - -Herpes labialis –.הרפס בשפתיים -Herpes keratitis כדי מצבים של השתלת )עד ודלקת קרנית - חדירה דרך העין

קרנית(-Herpes Genitalis הדבקה באברי המין, יצירת שלפוחיות והשפעות נוספות )בשקף -

ניתן לראות את המהלך הקליני של ההדבקה הגניטלית - ההדבקה הראשונית27 נמשכת זמן רב יותר ולעיתים מופיעים גם סימנים סיסטמיים(.

-Herpes Simplex Encephalitis פגיעה כתוצאה של לא ספורדי באופן מופיעה - olfactoryבמערכת החיסון, הוירוס מגיע למוח )לא יודעים בדיוק כיצד, יתכן שדרך ה-

nerveויוצר מחלה קשה שמאופיינת בבצקות ונקרוזיס של המוח אשר ללא טיפול ) גורמת לנזקים קשים ומוות.

במצבים של הרפס גניטלי קיים סיכון להדבקה של היילוד במהלך הלידה - התינוק-ועד מחלה סיסטמית. המחלה בילדים עור - ממחלות יכול לפתח מגוון תסמינים מפושטת יחסית למבוגרים. יילודים יכולים להידבק גם תוך-רחמית או לאחר הלידה

)נשיקה של ההורים(. -Herpetic Whitlow .נגעים שלפוחיים בציפורן או ביד -

ניתן לראות טבלה שמציגה את התסמינים השונים של הרפס, שכיחותם, האם31בשקף הפגיעה היא ראשונית או חוזרת, האוכלוסיה הנפגעת, חומרה וסוג הנגיף. באופן עקרוני הרפס מפושט נוצר בחולים מותשים חיסונית, כאשר השליטה על המצב הלטנטי של הוירוס נפגעת ויש אקטיבציה שלו - שמאפשרת לו להגיע לאזורים שלרוב הוא לא מגיע אליהם )מוח, ריאות

וכו'(.

פשוטה,אבחנה האבחנה המין באברי ופגיעה שלפוחיות הופעת כמו פשוטים במקרים : יותר כמו הדבקה בעין או במוח ניתן לאבחן במעבדה במספר דרכים: ובמצבים מורכבים זיהוי ויראליים; הדבקה של תרבית ובחינת השינויים שהיא עוברת לאחר הופכת אנטיגנים

מקריםPCRבאמצעות של לאבחנה בעיקר משמש - לוירוס( ספציפיים פריימרים )ע"י

22.5.08 - 8שיעור 15

Page 16: וירולוגיה מבוא

שדורשים טיפול מהיר; שימוש בנוגדן פלואורסנטי נגד אנטיגנים ויראליים )אז רואים את גרעיניהתאים זורחים(. הסיכוי להדבקה גדול יותר כשרואים נגע - כי קיים יותר וירוס ברקמה.

: הדבקה של הוירוס בחולים מותשים דורשת טיפול אנטי-ויראלי על מנת למנוע החמרה.טיפול שמדכא guanine, שהיא אנלוג של הבסיס Acyclovirהתקופה העיקרית בשימוש כיום היא

ואת הארכת השרשרת במהלך הרפליקציה של הוירוסDNA polymeraseאת הפעילות של הויראלי בלבד(. התרופה יכולה להינתןDNA polymerase)באופן סלקטיבי, הפגיעה היא ב-

בצורה ניתנות כיום שקיימות החדשות הנגזרות כאשר בהזרקה, או במשחה הפה, דרך אוראלית בלבד ובעלות תכונות פרמקוכימיות שונות.

בכך שהיא guanosine: התרופה שונה מ- acyclovir מנגנון הפעילות של לא מכילה את ה- riboseשקיים בנוקלאוטיד הנורמלי, ולכן לא מאפשרת קישור של הנוקלאוטיד הבא. הוספת

ל- ראשון ע"י acyclovirזרחן מתבצעת thymidine kinaseהוספת מכן ולאחר הויראלי, מתבצעת ע"י אנזימים תאיים.DNA שיכול להשתתף בסינתזת GTPפוספטים נוספים ליצירת

התאי,polymerase יותר מאשר הויראלי מכיר את הנוקלאוטיד הזה טוב DNA polymeraseה-ולאחר הוספתוDNAהוא משתמש בו לצורך סינתזת ה- במסגרת הרפליקציה של הוירוס,

שאין )מאחר נפסקת הרפליקציה ל-riboseלשרשרת בנוסף .)acyclovirתרופות קיימות למשל )נגד Foscarnetנוספות, CMVבמולקולת הטרי-פוספט החלק את שמחקה )

39הנוקלאוטיד, וכך מעכבת את האינטראקציה של בסיסים עם השרשרת המתארכת. בשקף לטיפול בוירוס. בעבר היה שימוש בתרופותFDAניתן לראות תרופות נוספות שאושרו ע"י ה-

הויראלי אך בעלות ספציפיות יותר קטנה ולכן אינן בשימוש.DNAשמשבשות את סינתזת ה- , ולא משפיע על הוירוסים הלטנטיים - הםהוא נגד הוירוסים הפעיליםבכל מקרה, הטיפול

נשארים בגוף לכל החיים. כיום לא קיים חיסון נגד הרפס אך קיימים מחקרים לפיתוח תרכיבים. קיימות גישות שונות לפיתוח - יצירת תרכיבים שמבוססים על נגיפים מומתים או על נגיפים מוחלשים שיכולים

להיכנס לתאים לצורך הדבקה ראשונית אך לא יכולים להדביק תאים נוספים.

22.5.08 - 8שיעור 16

Page 17: וירולוגיה מבוא

Herpesviruses

Varicella-Zoster Virus ) VZV ( ול-זהו נגיף ממשפחת הרפס, קבוצה , אשר גורם לאבעבועות רוח בהדבקה הראשונית

herpes zoster .בהדבקה חוזרת לוירוס ה-הגנום הכי קטן ממשפחתו. הוא דומה herpes simplexוביכולת , בין השאר בתאי המטרה הראשונים בהם הוירוס מדביק הדבקה פוריה

,herpes simplesלהיות לטנטי במערכת העצבים. הוא בעל תכונות מבניות דומות לאלה של אלא ומקודד מבנה חלבוני רק לא - רבים לחלבונים ביכולת לו חלבונים שמסייעים גם

לרקמות המערכהלהתפשט לפעילות שמפריעים חלבונים - המאכסן בגוף ולהישאר . נגיף מאוד מדבק.4-10החיסונית. הדבקה בעיקר בגיל

הנשימה, מדביק לימפוציטיםדרך מערכת נכנס לגוף herpes simplex, VZVבניגוד לוירוס ה- ( שם הואכבד, טחולומגיע באמצעותם לזרם הדם ומשם לאיברים רטיקולו-אנדותליאליים )

את הרפליקציהמבצע ל-מחזור )בניגוד שלו הראשון simplexאותו ממקדת , שההדבקה באזורים דרכם הוא נכנס לגוף(. לאחר מכן, הנגיף יוצא לדם, יוצר וירמיה מסיבית )שניונית( ועם הדם מגיע אל העור והריריות שהם תאי המטרה להדבקה הפוריה של הוירוס. הדבקת תאי האפיתל והריריות גורמת להופעה של פריחה שלפוחית, כאשר השלפוחיות עוברות מספר שלבי הבשלה ובסופו של דבר מעלות גלד ויש החלמה מוחלטת מאבעבועות הרוח. בדומה לשאר נגיפי ההרפס, הוירוס לא נעלם מהגוף, אלא נקלט ע"י עצבים סנסוריים, מגיע לגופי

התאים ובהם מקיים הדבקה לטנטית. הוירוס. נגד והומורלית תאית חיסונית מערכת מתעוררת הראשונית ההדבקה במהלך

והם גם יהוו הגנה של המאכסןלהגביל את התפשטות הנגיף הם אלה שמצליחים הנוגדנים בפני הדבקה נוספת בנגיף. המנגנון החיסוני התאי דואג להרס התאים המודבקים ולשמירה

בתאי העצב עצמםנשאר לא הנגיףעל המצב הלטנטי של הנגיף בגוף. לפי הידוע לנו כיום עבודות מהשנים האחרונות מראותבתאים סטליטייםאלא כי )אם בגנגליונים שנמצאים

נוכחות גם בתאי העצב עצמם(, שם הוא נמצא תחת בקרה הדוקה. בפרטים בודדים מעל גיליש אפשרות של50 )או במצבים של אימונוסופרסיה, כתוצאה מתרופות או מחלת רקע(

.herpes zosterהתפרצות מחדש של הוירוס ויצירת האפקט של הוא תופעה שבה לאחר רה-אקטיבציה של הוירוס בעצב הוא נודד חזרה דרך העצבzosterה-

דרכו הוא נכנס וגורם לתופעה של דלקת בעצב ובאזור של העור שאליו הוא מגיע - שלפוחיות הוא וירוס מדביק. במצבים כאלה,zosterעם התרבות של נגיף. הוירוס בשלפוחיות של חולי

הדרמטומה כולה )עור ועצב( סובלת מדלקת וכאבים שמבטאים את ההדבקה של העצב. כתוצאה מהתגובה החיסונית של( הן zoster שנוצרות )באבעבועות וב-השלפוחיותבכל מקרה,

ולא כתוצאה מאפקט ההרס של הוירוס. באנשים מבוגרים שמערכת החיסון התאיתהמאכסן שלהם בשלה, יסבלו מעודף של סימנים - לכן אבעבועות רוח בגילאים מאוחרים יחסית היא

מחלה קשה משמעותית.

Cytomegalovirus ) CMV ( נגיף מקבוצה גדול. ההדבקה הראשונית היא שלזהו של משפחת ההרפס. הגנום הכי

הוירוס מדביק ולאחר מכן, לימפוציטים הן לרוב א-סימפטומטיות,CMV. הדבקות תאי עצב נוספים( הן בהדבקה )ובמצבים מיוחדים יכולות לגרום לסימפטומים בחולים מותשים אך

והן בהתפרצויות. כך למשל, הדבקה ראשונה של אישה כשהיא )ואין להבהריוןראשונית )גורםCytomegalic Inclusion Diseaseנוגדנים לוירוס( יכולה לגרום לנזקים לעובר במסגרת

למומים מולדים שונים(. הסתגל להדבקת המאכסן והוא חי איתו בשיווי משקל. בניגוד ל-CMV: וירוס ה-אפידמיולוגיה

herpes simplex-ל או VZVועובר לטנטי הנגיף הראשונית ההדבקה לאחר בהם - רחוקות, לעיתים עובר CMVרה-אקטיבציה לרוב קרובות, לעיתים רה-אקטיבציה

אך הוא יכול להדביק ע"י נוזלי גוף שונים, בתלות בתאים אותם הוא הדביקא-סימפטומטית ,T, ביניהם תאי להדביק סוגים רבים יחסית של תאים)הלטנטיות פחות מוגבלת(. הוירוס יכול

ונוספים. ההדבקה ב- גם היא במנגנוניםCMVמאקרופאגים, תאי סטרומה של מח העצם - נוזלי גוף )דם, רוק(, השתלה של רקמות ומעבר דרך השליהשונים החיסון. מערכת ע"י

חשובה -התאית ההדבקה של התפשטות ומניעת הוירוס עם משקל שיווי על לשמירה במצבים של אימונוסופרסיה הוירוס יכול לגרום לסימפטומים חמורים.

הוירוס מצליח ליצור שיווי משקל עם מערכת החיסון הודות לכך שהוא מקודד לחלבונים רבים יש רשימה של חלבונים שהוירוס מייצר -52שיוצרים אינטראקציות עם מערכת החיסון. בשקף

יצירתם משבשת את פעילות - אשר ולרצפטורים שלהם וכמוקינים הומולוגים לציטוקינים

22.5.08 - 8שיעור 17

Page 18: וירולוגיה מבוא

המתווכים של מערכת החיסון )למשל ע"י קישור של כמוקין לרצפטור ויראלי, מה שמונע אתפעילותו על תאי המערכת החיסונית(.

הוירוס יכול לגרום לפגיעות על רקעים מסויימים - הדבקה ראשונית של נשים בהריון כאשר איןעיניים, - הגוף לכל הוירוס מתפשט אימונוסופרסיה, בהם ומצבים של העובר; הגנה של

וכו'. בשקף ניתן לראות פירוט של השלבים השונים54מערכת העיכול, מוח, כבד, ריאות בחיים בהם ניתן להידבק בנגיף. ניתן לראות שהוירוס יגרום לתופעות שונות זו מזו - גם בשלב

Cytomegalicההדבקה העוברית ברוב המקרים ההדבקה היא א-סימפטומטית )גם המחלה Inclusion Diseaseבילודים אינה נפוצה(. הדבקה לאחר הלידה אינה סימפטומטית לרוב, אם

כי תינוקות שמקבלים עירויי דם יכולים לסבול מדלקת ריאות או מחלה מפושטת. הדבקה( לסימפטומים לגרום יכולה ההתבגרות בגיל infectiousבוירוס mononucleosisבעיקר ,)

בהעברה של הוירוס במגע מיני. כאמור, בחולים אימונו-קומפטנטיים קיים סיכון להדבקה,והטיפול מודבקת רקמה של מהשתלה כתוצאה להתרחש יכולה סימפטומטית והדבקה

האימונוסופרסיבי שמלווה להשתלה.

Epstein - Barr virus - אשר מאופיין הן בלטנטיות והן ביכולתו לגרום לאימורטליזציה בתאיםזהו וירוס מקבוצת

המודבקים - שינוי של התא כך שהוא רוכש יכולת לשרוד ולהמשיך להתחלק מבלי למות. הוירוס, כמו נגיפים אחרים במשפחת הרפס, יכול לגרום להדבקות א-סימפטומטיות או ליצור

ובנוסף אליה מחלות סרטניותinfectious mononucleosisביטויי מחלה - העיקרית ביניהן היא מקבוצת EBV)שמלבד נוספים נגיפים גם להתפתחותן תורמים ובעיקר ,)burkitt's

lymphoma -ו , nasopharyngeal carcinoma . הוירוס מסוכן בחולים מותשים, ופעמים רבות הסרת הטיפול האימונוסופרסיבי עוזרת להשתלט על ההדבקה.

הוא אחד הוירוסים הגדולים מהמשפחה והוא בעל צורה איזומרית אחתEBVמבחינה מבנית, בלבד. האפידמיולוגיה שלו קשורה בהדבקות בתקופות שונות בחיים - במדינות מתפתחות רוביש כי אם חווים מחלה לא רוב האנשים כאשר בחיים, מוקדמים הן בשלבים ההדבקות אפשרות למונונוקלאוזיס. לעומת זאת, במדינות מפותחות יכולה להיות הדבקה בגיל מוקדם

אך ההדבקה השכיחה היא בגיל ההתבגרות ואז נוצרת מונונוקלאוזיס. מונונוקלאוזיס היא תוצאה של התעוררות מערכת החיסון בגוף נגד התאים המודבקים בוירוס - התנפחות הבלוטות אינה כתוצאה מהתרבות התאים המודבקים אלא כתוצאה מהפעילות

החיסונית המוגברת לצורך ייצור כמה שיותר תאים ציטוטוקסיים שמטרתם לחסל את הנגיף.

, יוצר הדבקה פוריה ולאחר מכןoropharynxעם כניסת הוירוס לגוף הוא מדביק תאי אפיתל ב- סדרת חלבונים ויראלייםמתורגמת. בשלבי ההדבקה הראשונים B מדביק לימפוציטים מסוג

EBNA )EBV nuclearבשם antigens( שמשחקים תפקיד ביצירת מצב האימורטליזציה (. לאחר יצירת החלבונים הללו, הלימפוציט יכול:60)ניתן לראות את הפעילויות שלהם בשקף

ל- התא להפיכת שתורמים נוספים ויראליים ממברנליים חלבונים תאלייצר non producer) לימפובלסטואידי cell)פוריה לא יכולת, הדבקה הקניית ע"י ,

בהדבקה נוצרים מהם ורבים פרוליפרציה עוברים התאים אינסופית. חלוקה ללא אך אנטיגן, ע"י אקטיבציה לתהליך דומה )ההתרבות הנגיף של הראשונית

הפרשת נוגדנים(. זהו התא נגדו מתעוררת התגובה החיסונית התאית. שהם פקטורי שעתוק שמעוררים יצירה של חלבוניimmediate earlyלבטא חלבוני -

של פרודוקטיבי התבטאות מחזור מתקיים הללו בתאים הוירוס. של הרפליקציה הוירוס, התאים מייצרים נגיפים שמדביקים תאים נוספים )הדבקה פוריה(.

קיימים מצבים בהם התאים הציטוטוקסיים מצליחים להרוג את התאים המודבקים-את ומשאיר שלו החלבונים כל ביטוי את מדכא הוירוס לשרוד מנת ועל בנגיף,

EBNA1-ו LMP2לטנטית בצורה בתאים להישאר לנגיף שמאפשר מה -- בלבד מוחלטת.

,T המודבקים נוצרת כמות גדולה ביותר של תאי Bבמהלך התגובה החיסונית כלפי תאי ה-ה- תאי במקביל, את התפתחותם. סיימו צעירים שלא תאים מייצריםBכולל המודבקים

גמא-גלובולינים בצורה לא מבוקרת, וניתן לזהות את הנוגדנים הללו לצורך אבחנה של הוירוס. מעטים בלבד אשר יכולים לעבור רה-אקטיבציה במצביBבסופו של דבר, הוירוס שורד בתאי

אימונוסופרסיה.

22.5.08 - 8שיעור 18

Page 19: וירולוגיה מבוא

בילירובין הוא שנותן לצואה את צבעה הכהה.מטבוליזם בילירובין : כלליים - חום, עייפות, חוסר תאבון, בחילה, הקאותסימפטומים:

)צהיבותjaundiceספציפיים - כאבים ברבע העליון הימני של הבטן, שתן כהה, צואה בהירה, עור ועין(.

בכבד, כאביhypertensionבשלבים מתקדמים: יציאת חלבונים מכלי הדם, דלקת בבטן, שרירים, הצטברות רעלים במוח שגורמים להזיות, נזק מוחי, שבץ וכו', התנפחות רגליים )בגלל

ירידה בייצור אלבומין(.

מנגנונים ויראלים של פגיעה בכבד:1.אפקט ציטופתי

. תגובה אימונית כנגד אנטיגנים ויראליים.2

פגיעה בכבד תגרום לשחמת הכבד )קירוזיה(.

אינפקציה יכולה לגרום לדלקת א-סימפטומטית )שאפשר להבריא ממנה או לקבל צהבת אקוטית(, צהבת אקוטית שתגרום למחלה )סימפטומטית או א-סימפטומטית( ובמקרים נדירים

. הצהבת האקוטית יכולה להפוך לצהבת כרונית )אקטיבית, שתגרוםfulminant hepatitisיש (.persistentלשחמת, או

]מרקרים לאבחנה במצגת[

)B )HBV – Serum Hepatitisצהבת מיליון כרוניים.350 מיליארד אנשים חולים, מתוכם 2יכול ליצור אינפקציה כרונית או אקוטית.

מתים בשנה. הנגיף מועבר במגע של דם או נוזלי גוף והחולים הכרוניים הם הנשאים600,000 שמעברים אותו לאוכלוסייה. העברה מאם ליילוד נפוצה. קשור למחלות נוספות כמו בעיות

בנפרונים, בעיות ברקמות חיבור. נפוץ באפריקה ובסין. ככל שנדבקים בגיל צעיר יותר, הסיכוי לאינפקציה כרונית גדל )מע'

אימונית מפותחת יותר עם העלייה בגיל(. . גנום דנ"א דו גדילי מעגלית עם מעטפת. חלבונים הליבהHepadnaviridaeשייך למשפחת

. חלבוני המעטפת מיוצרים40nm. חלבוני מעטפת. גודל הגרעין הוא HBeAg ו- HBcAgהם והם מאורכים וגדולים.–ביתר ויכולים להיות נטולי גרעין ודנ"א

]חלוקת גנוטיפים במצגת[]הרכב גנום במצגת[

חלבוני המעטפת עוברים אינטראקציה עם מעטפת התא ומכניסים את הקפסיד לציטופלזמה(.cccDNA –)יחד עם הדנ"א המושלם של הוירוס

הקפסיד לא בגרעין.–( templateמתחילה סינתזת רנ"א בגרעין )הארוך מבין כולם הוא ה לאחר ייצורם הם יוצאים מהגרעין ונכנסים לציטופלזמה, שם עוברים תרגום. לאחר התרגום

ונעטף בקפסיד.DNAהדנ"א משועתק ל- ]שקף אוכלוסיות בסיכון[

]שקף פתוגנזה[HBs.מדד לאינפקציה כרונית או אקוטית

נמצאים אחרי הבראה קלינית וקיימים ליתר משך החיים. לא קיימים בכרונית.HBsנוגדני HBVיכול לגרום לסרטן כבד. אחרי הדבקה יכולה להיות צהבת כרונית, אח"כ שחמת ואח"כ

סרטן. ההשערה היא שזה בגלל רגנרציה עקב סטרס. רק דלקת כרונית יכולה לגרום סרטן. אוhepseraהטיפול במחלה הוא טיפול תומך: באמצעות אינטרפרון )מגביר את מע' החיסון(,

lamivudine.שמעכבים את סינתזת הנגיף )ועוד במצגת(.HBVמניעה: יש חיסון כנגד

HDVRNA .חיובי הופך לשלילי, ממנו תהיה סינתזת נגיף חדש. מעטפת חלבונית

.RNA שקוטע ribozymeשימוש ב

22.5.08 - 8שיעור 19

Page 20: וירולוגיה מבוא

אבחנה מעבדתית של הדבקה נגיפית

קיימות שתי גישות לאבחן מחלה על רקע נגיפי. האחת מתבססת על כך שאנחנו קובעים את נוכחות הנגיף בדגימה הקלינית. ניתן לעשות זאת באמצעות גידול הנגיף ברקמות ביולוגיות, בידוד ואבחון, או קביעה של נוכחות הנגיף בדגימה הקלינית לפי המרכיבים שלו - הגנום אוהנחה בתוך אלא בדגימה הנגיף של ישיר זיהוי מחייבת אינה השניה הגישה אנטיגנים.

שחשיפה לנגיף תביא להתפתחות נוגדנים, מחפשים נוגדנים ספציפיים נגד נגיף.

זיהוי ישיר של נגיפים בדגימה קלינית על מנת לזהות את הנגיף ניתן להשתמש בכמה מערכות תאים - תרביות תאים חיים, ביצים

, לכן - לאחר הדבקת התאיםלא ניתן לזהות נגיפים תחת מיקרוסקופמופרות או חיות מעבדה. השפעותלא ניתן לראות את חלקיקי הנגיף. את נוכחות הנגיף והתרבותו בתאים מזהים לפי

יש צורך לדעת עבור כל נגיף . ) cytopathic effect ) CPE מורפולוגיות של הנגיף על התרבית - - גורם. למשל הוא מורפולוגי על תרבית שלHSVבתרבית תאים מסויימת לאיזה שינוי

פיברובלסטים מהעורלה מביא לשינוי מורפולוגי - התאים מתחילים להתכווץ ולהתעגל - שלה - למשל ע"י הדבקה שלסינסיציהלפני התנתקותם מהרקמה ומותם. דוגמא נוספת היא יצירת

- הממברנות של התאים מתמוססות ומתקבל תאparainfluenza virusתאי כליה אנושיים ב- רב גרעיני עם מסה ציטופלסמטית ומספר גרעינים בתוכו. שינוי מורפולוגי אפשרי נוסף הוא

התמרה סרטנית של התאים המודבקים, אך הוא פחות בשימוש לצרכי אבחנה. שעות48על מנת להבחין בהשפעות המורפולוגיות של הנגיף בצורה הזו יש להמתין לפחות

ניסו לפתח שיטות לכן יותר, צורך לעיתים באבחנה מהירה יש יותר. בקליניקה, ולעיתים יש בליטות חיצוניות של parainfluenzaמהירות יותר. למשל - לנגיף hemagglutinin אשר ,

כדוריות דםיכולות ובולטות החוצהלקשור ולגרום לאגרגציה שלהן, ים אדומות של חזיר מהתאים גם לפני שניתן לראות שינויים מורפולוגיים שנובעים מההדבקה בוירוס. ניתן לקחת

שעות את כדוריות24תרבית של תאי כליה שעליהם הונח החומר הקליני, ולהוסיף להם לאחר הדם. במידה והתאים מודבקים, הכדוריות יספחו אל התאים.

: זהו מבחן כמותי שמתבסס על תהליכי ההמאגלוטינציה שוירוסים hemagglutination מבחן 11 לשק האלנטואיס של ביצה מופרית בת influenzaמסויימים מסוגלים לבצע. מזריקים נגיף

ימים, הנגיף נספח את התאים בנוזל וכעבור יומיים משתחרר בחזרה לנוזל בכמות גדולה. לאחר מכן, שואבים את הנוזל, מוהלים את הנגיף במיהולים שונים ומוסיפים למבחנות של כדוריות דם אדומות של תרנגולת. מדגירים לשעה בטמפרטורת החדר, ובוחנים את המבחנה

)רשת חלקיקי נגיף וביניהם כלואותעד ריכוז מסויים ניתן לראות תגובה של המאגלוטינציה- הכייל לכמות הנגיף הוא המיהול האחרון שגורם לתגובה. הכדוריות(, כאשר

שיטות ישירות לזיהוי נגיפים : אחת השייטות היא הסתכלות במיקרוסקופ אלקטרוני - לנגיפיםא. מיקרוסקופיה אלקטרונית

שונים יש צורה שונה תחת מיקרוסקופ אלקטרוני. זוהי אינה בדיקה רוטינית מאחר שהמכשיריקר, והכשרת אנשי הצוות והכנת התכשירים מורכבים.

הנגיף של אנטיגנים זיהוי ויראליים,ב. אנטיגנים לזהות ניתן בהן שונות שיטות קיימות : באמצעות נוגדנים מסחריים נגד נגיפים שונים.

-Immuno-florescence את לוקחים תאים(.הדגימה: עם דגימה )עדיף הקלינית מוסיפים נוגדנים עם סימון פלורסנטימרכזים אותה, מקבעים את התאים על הזכוכית,

(FITCבארות עם נושא זכוכיות קיימות כיום פלורסנטי. סימון יש אם ובודקים ,) הנוגדנים(. מניחים כל )ובארית אחת שמכילה את נוגדנים שונים תאיםשמכילות

בבאריות, מקבעים אותם ובודקים מה זורח. -ELISA שמכווניםבאריות שמצופות בנוגדנים: מתחילים מפלטת פלסטיק שמכילה

את מוסיפיםנגד נגיפים שונים. בצורה אוטומטית לכל הבאריות, שוטפיםהדגימות מכן ולאחר השאריות, נוגדניםאת ופעילותמוסיפים אחר אפיטופ עם לנגיף

אנזימטית. שוטפים שוב ובסופו של דבר מוסיפים סובסטרט. כיום ניתן לעשות זאתבצורה כמעט לחלוטין אוטומטית.

- לדוגמא, אם רוצים לאתר סטריפדרך נוספת היא בדיקה מהירה באמצעות - rota virus הדגימה, מוסיפים בופר ונייר סינון עםבצואה של ילדים קטנים. לוקחים את

. מכניסים את הסטריפ למבחנה, והדגימה עולה קפילרית על הסטריפ.מספר נוגדניםאותו לספוח שתפקידו לוירוס מונוקלונאלי בנוגדן נתקלת היא הראשון בשלב מהדוגמא, לאחר מכן מגיעה לנוגדן פוליקלונאלי נגד הוירוס שקישור אליו גורם ליצירת

22.5.08 - 8שיעור 20

Page 21: וירולוגיה מבוא

במידה ויש הדבקה בוירוס שני הפסים(, ומעליו פס ביקורת. ELISAפס צבע )בשיטת . נצבעים, אחרת רק העליון

southern blot , in situ hybridization: קיימות כמה שיטות מולקולריות - ג. זיהוי הגנום הנגיפימהתאים המודבקים - DNA. מפיקים PCR ו- target DNAומשתמשים בפריימרים יחודיים ,

- קוקטייל של פריימרים שמכוונים נגדmultiplex PCRלנגיפים שונים. ניתן להשתמש גם ב- נגיפים שונים כך שכל נגיף יתן תוצר בגודל שונה )וכך ניתן לזהות את הנגיף מתוך מספר

לכמת את הגנום הנגיפי בדגימה באמצעותאפשרויות בבדיקה יחידה(. קיימת כיום אפשרות real time PCR הפטיטיס בחולי למשל )משתמשים Bהתקף יהיה האם לחזות ניתן -

- על מנת לזהות האם התרופות יעילות, לפי כמות הנגיף בסרום(.HIVהפטיטיס או לא; ב-

אימונודיאגנוזהשקשורים מצבים מספר לזהות נגיפים, נגד ספציפיים נוגדנים של זיהוי באמצעות ניתן, להדבקה נגיפית. ניתן לזהות האם חולה מסויים חולה במחלה פעילה, האם ההדבקה היתה

בעבר, והאם קיים מצב חיסוני נגד הנגיף. נגד הנגיף, אשר ספציפיים IgM נוגדני : ניתן לעשות זאת באמצעות זיהוי איתור מחלה נוכחית

ספציפיים כלפי נגיף חשוב,IgMלרוב נעלמים לאחר שלושה חודשים. כך, אם מאתרים נוגדני .IgG. לאחר התקופה הזו נוצרים נוגדני התרחשה בחודש האחרוןניתן לומר שהמחלה

-ELISA: IgM capture test באריות : על ELISA נמצא נוגדן anti-IgM בשלב הראשון . מסחרי, מוסיפיםאנטיגן ויראלישמים את הסרום של החולה, לאחר מכן מוסיפים

נגד האנטיגן אליו מחובר אנזים, מדגירים שוב ומוסיפים סובסטרט. בצורהנוגדן שני ספציפי כלפי האנטיגן החשוד. IgMכזו ניתן לזהות נוכחות של

Serum conversionבחודש הראשון יש עליה דרמטית בנוגדנים נגד הנגיף, ולאחר מכן יש : , אחת בשלב החריף ושניה בשלבשתי מנות דם נותרים גבוהים. בוחנים IgG אך IgMירידה ב-

בין שתי מנות הדם. אם ישאם יש הבדל משמעותי ברמות הנוגדניםההחלמה, ורוצים לראות לפחות בשיעור של עליה אומרים שחל 4 פי היפוך סרולוגי שאופייני לחודש הראשון עד

- וניתן לדעת שהמחלה החלה בטווח של החודש האחרון.המחלה-Hemeagglutination inhibition test -ל שיטה זוהי :Serum conversionלצורך ,

בהפרששני סרומים. לוקחים hemagglutinin )נניח( שיש לו rubella נוגדנים נגד זיהוי יוצרים שבועות, שלושה כפוליםשל ונותנים מיהולים מהם, אחד מכל לנוגדנים

ומוסיפים כדוריות לאנטיגן. שוטפים את האנטיגן שאינו קשור לנוגדן להיקשרהזדמנות . ניתן להסיק בנוגע לכמות הנוגדנים לפי המיהול האחרון שבו יש תגובה,דם אדומות

ולבדוק את ההבדל בין כמות הנוגדנים בשתי הדגימות על מנת להסיק האם היההיפוך סרולוגי.

(A-F שמכיל תעלות )אמבט: מכיל שתי יחידות - immunocomb בדיקת מצב חיסוני - ערכת ( לוירוסועין מסרק(, 1-12שחצויות במחיצות לבדוק חשיפה רוצים אנחנו להן. שמתאים

סרומי ביקורת שלילי וחיובי,מסויים בעבר וקיום נוגדנים. בעמדות הראשונה והשניה שמים ונותנים לכל אחד מהסרומים הזדמנותעל המסרק יש אנטיגן לוירוס. ולאחר מכן דגימות , ( שמכילה B(. לאחר מכן מוציאים את המסרק, עוברים לתעלה Aלהיקשר לאנטיגן בופר

anti-human עם C, ולאחר מכן תעלה שטיפה -globulin שנקשר לנוגדן בקומפלקס ומכיל אשר נקשר ומשלים את הריאקציה. סובסטרט E וב- שטיפה, בופר קיים שוב D. בתעלה אנזים

: כיום מסקרים בבנק הדם את כל מנות הדם לנוכחות של HIV מבחנים סרולוגיים לאבחון (. הערכותHIV לנוגדנים )זהו גם המבחן לבדיקת חשיפה ל-ELISA באמצעות HIVנוגדנים ל-

-western blot מאשר - מבחן נוסף בבדיקה, מבצעים חיובימדוייקות למדי. אם מישהו יוצא . משתמשים בערכהHIV השונים של כנגד חלבוני הנגיף שמכוונים נוגדנים של נוכחותבודקים

ועל גביהם סטריפיםשעשויה המולקולריחלבוני הנגיף לפי הגודל בצורה מסחרית מופרדים את ומטפטפים את סרוםשלהם. שמים שונים בסרוםהסטריפ התעלה נוגדנים הנבדק.

-anti שוטפים מעודף חומר, מוסיפים מגיעים לחלבון כלפיו הם מכוונים ויוצרים קומפלקסים. human -globulin ,מדגירים ושוטפים שוב ובסופו עם אנזים אשר נקשר לנוגדן שבקומפלקס - לקבלת בנדים לאורך הסטריפ. סובסטרטשל דבר מוסיפים

22.5.08 - 8שיעור 21

Page 22: וירולוגיה מבוא

הופעת נגיפים חדשים

קיימות שלוש תאוריות בנוגע למקורם של וירוסים: הנגיפים הם התנוונות של צורת חיים קודמת, שהיתה צורת חיים עצמאית אך רוב-

החיים צורת לצורך הדרושות הפונקציות מינימום ונותרו התנוונו הפונקציות שלה הפרזיטית שהוירוס מקיים.

מקור הוירוס הוא מתאים - אלה הם צירופי מאקרומולקולות תת-תאיים אשר רכשו את-היכולת לנוע בין תאים.

יכולת שכפול עצמי- הוירוסים התפתחו במקביל ליצורים תאיים מאורגניזמים בעלי הפרה-ביוטי. RNAשמאמינים שהיו קיימים בעולם ה-

הנגיפים הם צורת החייםמהם הכוחות הסלקטיביים שדוחפים את האבולוציה של נגיפים? המוצלחת ביותר - מבחינת זאת שעם סט מינימלי של גנים הם יכולים ליצור פעילויות רבות. כוחות הסלקציה מוכתבים ע"י הסביבה - המאכסן, תגובה חיסונית וכו' - או מגבלות שקשורות בגנום הויראלי ובמחזור החיים של הוירוס. במהלך ההתרבות של נגיפים, הם יוצרים מספר

תהליך ההעתקה ויצירת הגנומים החדשים פחות נאמןRNAאדיר של חלקיקים, כאשר בנגיפי למקור - ונוטה להכניס כמות גדולה של מוטציות במהלך השכפול. לעומתם, הפולימרזות של

- לכן מספר המוטציות שהןproof reading מדוייקות יותר ויש להן תהליכים של DNAנגיפי קיימות רק מעט יותר מוטציות מאשר במאכסן, ובנגיפיםDNAמכניסות קטן יותר. כך, בנגיפי

לטנטיים כמו הרפס המוטציות שנכנסות הן באותו קצב כמו במאכסן. ובנוסף למוטציות גבוהים מאד, השינויים שיכולים להיכנס לגנום הנגיפי באופן פוטנציאלי החסרות, - שונות שיוצרים נוספים גנטיים תהליכים קיימים ההעתקה במהלך שנכנסות

שונות. כל השינויים הללו מוסיפיםRNAהוספות, רקומבינציות ותהליכי שחלוף בין מולקולות נגיף חדשים. שינויי רקומבינציה בין לכך שקיים מספר גבוה מאד של אפשרויות לחלקיקי

במהלך השעתוק או קיום תהליכי שחלוף בין נגיפיםtemplateוירוסים הם כתוצאה משינוי ה- סגמנטי - מה שיכול לגרום להחלפה של מקטעים בין שני נגיפים. מנגנוניםRNAשיש להם

)למשל תאיים( בתוך הגנום הנגיפי. DNAנוספים הם הכללה של מקטעי למרות זאת, נגיפים שומרים על מבנה בסיסי של הגנום שלהם ולא עוברים את כל המוטציות האפשריות - זאת משום שקיימות מגבלות מסויימות שהוירוס צריך לעמוד בהן אשר תלויותיוכל - שינויים מסויימים גורמים לכך שהוירוס לא במבנה הגנום שלו ובמחזור החיים שלו להתקיים. למשל - גודל הגנום של וירוס מסויים מוגבל לנפח של הקפסיד; אם הוירוס צובר מוטציה בחלבונים מסויימים אשר גורמת לפגיעה ברפליקציה, התמודדות עם מערכות החיסון של המאכסן וכו' תביא לפגיעה בהתרבות הוירוס - הוא לא יעבור סלקציה. כתוצאה מתהליכים

כאלה, הוירוסים שומרים על מבנה בסיסי קבוע יחסית.

הם נגיפים שלרוב מספר השינויים בהם קטן יותר ולכן השינויים שלהםDNAכאמור, נגיפי מתרחשים באיטיות. לרוב הם מקיימים שיווי משקל מסויים עם המאכסן, וברגע שהוא יעלם

הם לרובRNAגם הנגיפים הללו יעלמו )לכן, הם שומרים על המאכסן חי(. לעומתם, נגיפי בעלי מאחסנים רבים, הם יכולים לעבור ממאכסן למאכסן ולכן פחות חשוב להם לשמור על

המאכסן בו הם נמצאים.

נגיפים מתפרציםטווח המאחסנים ומרחיבים במהירות את באוכלוסיה נגיפים שהופיעו לאחרונה הם אלה שלהם עם עליה בסימני מחלה. הוירוסים הללו הם "חדשים" לכאורה - כאשר קיימות שלוש

אפשרויות להופעתם:- זהו נגיף חדשמאכסן חדשהתרחשה מוטציה בנגיף קיים שמאפשרת הדבקה של -

עבור אותו המאכסן. אלה הם נגיפים שקיימים באוכלוסיה אך האוכלוסיה התרגלה אליהם והם מקיימים-

שנים. ארוכת יחסים מערכת מכירהאיתה שלא חדשה לאוכלוסיה אותםהגעה מביאה להתפרצות.

בעל חיים מסויים מעביר נגיף למאכסן מסוייםמעבר של נגיף ממין אחר - זואונוזה. -.שהוא לא הכיר לפני כן

הסיבות להופעת הנגיפים הללו הם סיבות גנטיות, אקולוגיות או סוציאליות שמאפשרות מעברשל הנגיפים.

22.5.08 - 8שיעור 22

Page 23: וירולוגיה מבוא

: מתחלקות לארבע אפשרויות דינמיות - יכול להיות מעבר ביןאינטראקציות בין מאכסן לנגיףהמצבים השונים.

הוא שיווי משקל בין נגיף ומאכסן לאחר היכרות ארוכה בין המאכסן והנגיף - מצב יציב- הנגיף ממשיך להתקיים במאכסן ותלוי בו, והמאכסן פיתח מנגנונים למיתון התרבות הנגיף והנזקים להם הוא גורם. למשל - נגיפי הרפס בבני אדם; אבעבועות שחורות אשר עם השנים האוכלוסיה האנושית למדה להתגונן בפניו, ומאחר שהיא המאכסן

היחיד שלו - חיסון שסילק אותו מביא לירידה בסיכון להדבקה.-Evolving relationship זהו מצב חדש של פגיעה בין נגיף למאכסן, הם לא מכירים זה :

את זה והדבר יכול לגרום לביטויים קשים של מחלה או מוות. עם הזמן מתפתחים זנים פחות אלימים או שאוכלוסיית המאכסן מפתחת מנגנוני הגנה בפני אותו נגיף - יחסי הגומלין הופכים יציבים יותר. מצבים כאלה מאופיינים במעבר בין פרטים ואוכלוסיות

שונים באותו המין. -Dead end ,נגיף מדביק מאכסן נוספים: מצב שבו לא מועבר הלאה למאחסנים

- הנגיף מתרבה אך הורג את האדם עוד לפניאבולה. למשל וממית את המאכסן שמצליח לעבור הלאה. במצב כזה, אופייני מעבר של נגיפים בין מינים שונים - וירוס

ששייך למין אחר ידביק אדם. -Resistant host העמידות של המאכסן יכולה להיות כי אין לו רצפטורים מתאימים על :

התאים או אין בתאים פקטורים להם הוירוס זקוק כדי להתרבות בתאים, או שלמאכסן יש מנגנוני הגנה שמונעים את הכניסה של הנגיף. העמידות יכולה להיפגע במצב של

העברת נגיף ע"י עירוי דם או השתלה.

- לוירוס יש מאחסנים רבים. עם חלקם -Eastern & western equine encephalitis: דוגמאות למשל עופות - יש לו יחסי גומלין סטביליים, ומהן יעבור הוירוס ליתושים שיכולים להדביק

. וירוס נוסף בעל מחזור חיים דומה הוא קדחת הנילוסdead endאנשים וסוסים - שניהם המערבית.

אדם בבני מחלה קיימת - מכרסמים הם מחלות שמעבירים נוספים נפוצים מאחסנים שנגרמת ע"י עקיצה של קרציה, כאשר המאכסן הטבעי שלו )יחסית סטביליים( הוא החולדה, והעברה של הנגיף לאדם יכולה לגרום למחלה קשה - באמצעות עקיצה או שתיית חלב של

חיות נגועות. - נוספות בהן קיימת הדבקה בוירוסים ע"י מכרסם שיכול לגרום ל-Lassa feverמחלות

pneumonia, encephalitis-ו rheumatic feverהוירוסים הללו עוברים דרך הפרשות של - גם ומביאים להדבקה שלהם בנגיף. - שתן או צואה שאנשים באים איתם במגע חולדות במקרה הזה החולדה היא מאכסן יציב. דוגמא נוספת לוירוסים שמועברים ממכרסמים היא

hantaviruses-קיימים כמה טיפוסים של נגיפים שיכולים לגרום ל - hemorrhagic feverיחד renalעם syndrome-ל ואחרים pulmonary syndrome נוספים הם וירוסים .Marburg-ו

Ebola-שגורמים ל hemorrhagic feverפגיעה בכלי דם ומחלות קשות ביותר. הוירוסים הללו , קיימים באפריקה והמאכסן הטבעי שלהם לא מוכר לנו - קיימת גם הדבקה של קופים והנגיף

הגיע לאוכלוסיות מערביות כתוצאה מייבוא של קופים.

: קיימים כמה פקטורים שמשפיעים על התהליכים הללו, כאשר לאכניסת וירוסים לאוכלוסיות ניתן לתת תשובות על בסיס ניסויים. מהתרחשויות מסויימות בטבע או הדבקות לא מכוונות שונות כמו הזרקת תרכיב פוליו שלא לחלוטין עבר אינאקטיבציה - שמו לב שלא כל הילדים שקיבלו נגיף לא מוחלש חלו במחלה. קיימים גורמים מסויימים שמאפשרים לנבא את יעילותשל קריטי גודל ישיר; במגע שמועברים בנגיפים בעיקר - האוכלוסיה צפיפות ההדבקה: האוכלוסיה )על מנת שתוכל לשמור עליו בתוכה. למשל חצבת - כדי שתהיה התפרצות יש

)גיל,1,000צורך ב- אנשים לא מחוסנים לפחות(; המצב הבריאותי הכללי של האוכלוסיה תזונה(; ושונות על בסיס עונתי )כתוצאה רגישות לחום, וירוסים שמועברים ע"י יתושים נפוצים

כשהחרק נפוץ, וכו'(. . הנגיף לא גרם להתפרצויות לפני המאההפוליו: למשל נגיף שינויים במצב תברואתי.1

באוכלוסיות 20ה- קיים היה הוא באזוריםכפריות. שגרו אנשים של ואוכלוסיות והילדים שנדבקו לאהאוכלוסיה היתה מחוסנת כלפי הנגיףמרוחקים, והיה אנדמי -

נגיף הפוליו1910-1950פיתחו את הסימנים של המחלה. בין היו התפרצויות של שגרם לשיתוק ילדים - ההסבר להופעת הנגיף הוא לא שינוי גנטי בנגיף אלא בתחילת

אנשים נדדו מהכפרים לערים, האוכלסיות שחיו בעיקר עלו, 20המאה ה- התנאים , ובמצבים שבהםגדלו אוכלוסיות שלא היו להן נוגדנים והוירוס הלך ונעלם - השתפרו

22.5.08 - 8שיעור 23

Page 24: וירולוגיה מבוא

מיםהיה מקורות של נגרמה זיהום בוירוס הכרות שלמגיפה מחוסר כתוצאה - בשנחאי.1983 ב-A הפטיטיס נוספת היא התפרצות של דוגמאהאוכלוסיה עם הנגיף.

וההתפרצות נוגדנים, ורוב האוכלוסיה היתה בעלת הנגיף היה נפוץ מאד בשנחאי בתנאים משיפור בשל כן בשנים שלפני ההדבקה ברמות מירידה כתוצאה היתה

היה זיהום83התברואתיים - פחות אנשים נדבקו והתהוותה אוכלוסיה של חוסנה. ב-- ופירות ים מזוהמים. עוד דוגמא של מי המפרץ במי ביוב, ואנשים נדבקו מדגים

הכובשיםבתקופת גילויי הארצות באו במגע אוכלוסיות שלא נפגשו זו בזו לפני כן - את חיסל אשר השחורות, האבעבועות את איתם הביאו במקסיקו הספרדים

. מאוחר יותר המגיפה התפשטה גם לדרום אמריקה. כמה שניםהאוכלוסיה המקומית שהביאו אותה הםהאירופאים - מחלה שאצל חצבתמאוחר יותר היתה התפרצות של

בשיווי משקל אך עבור האוכלוסיה המקומית מדובר בוירוס חדש - גרם לאפידמיותגדולות. עם הזמן, גם האוכלוסיות החדשות הפכו חסינות יותר לוירוס.

בוירוס.2 גנטיים אשר שינויים שינויים עוברים וירוסים שבהם מצבים הם אלה : הואהאינפלואנזהמאפשרים להם להדביק אוכלוסיות או זנים חדשים. וירוסים נגיף

במצב של שינוי מתמיד כתוצאה ממחזור החיים הייחודי שלו. שינויים גנטיים בוירוס (, אוantigenic driftיכולים לנבוע הן כתוצאה משינוי נקודתי בנוקלאוטידים מסויימים )

- החלפה של מקטעי גנים בין וירוסים שונים )reassortmentכתוצאה מ- antigenic shiftויכולת יותר גבוהה וירוסים חדשים בעלי אלימות - מה שמביא ליצירת של )

של החיים מחזור בעולם. לפנדמיות לגרום יכולים אשר יותר, טובה הדבקה , וקיימים מאחסנים נוספיםעופות שלו הוא שהמאכסן הסטבילי הוא כזה אינפלואנזה

שהוא יכול להדביק - ביניהם גם בעלי חיים שמגדלים במשק בית. בעלי חיים שחיים חזירים יכולים להידבקבמים כמו עופות מפרישים אותו בצורה והנגיף נמצא במים.

של שני זנים לקבלת זן חדש בעלבשני נגיפים במקביל, ובתוכו יכול להיות ערבוב תכונות שעשויות לאפשר הדבקה ואלימות גבוהה. קיים מצב של הדבקה ישירה ביןבנגיפי שמתרחשים השינויים נדיר. אם גם אפשרי המצב - אדם לבני עופות האינפלואנזה והיווצרות זנים חדשים גרמו למגיפות שונות בעולם במלחמת העולם הראשונה והשניה. באשר לשפעת העופות, מנסים למנוע את ההתפשטות של הוירוס

באמצעות הרג של העופות. : אלה הן מחלות ויראליות בבני אדם כתוצאה שינויים באוכלוסיות ושינויים סביבתיים.3

הן דוגמאות קלאסיותזואונוטיותמשינויים באקלים ובאוכלוסיות בעלי החיים. מחלות yellow. לדוגמא, נגיפים כמו השינויים בסביבהלוירוסים מתפרצים אשר משקפים את

feverמדביקים בד"כ קופים קדומים יחסית. הדבקה של קופים מפותחים יותר או של . במצב של מתקפת יתושים שנושאים את הנגיףdead endבני אדם תגרום למצב של

הוא יכול לגרום להתפרצות. שינויים אקולוגיים יכולים להביא לעליה במגע יתושים לבני אדם, ובאופן דומה מצבים בהם יתושים 'יובאו' באוניות מדרום אמריקה. המחלה החלה בקיץ, ועם תחילת הסתיו והחורף שלא מאפשרים תנאים להתקיימות היתוש היא הפסיקה להתקיים. בנייה של תעלות וסכרים בקרבת מקווי מים היתה גם היא

מקור ליתושים שנושאים מחלות דומות. SARSזוהי מחלה מתפרצת ויראלית שהופיעה לפני כמה שנים. היא נגרמה ע"י וירוס :

,במערכות העיכול או מערכת הנשימה שגורמים להדבקות coronavirusesממשפחת ואחרים בני אדם( זנים מדביקים )שני יונקים הוירוס שמדביקים זנים של וקיימים

דומה ברצף לזה של הזנים ההומאניים ויש לוSARSמדביקים עופות. הזן שגרם ל- הומולוגיה לרצף של העופות - שייך לתת קבוצה חדשה שלא הכרנו לפני כן. בסין

98%בודדו נגיפים מחתולים מסויימים או בע"ח אחרים - אשר דומים בהומולוגיה של - חושבים שהנגיף הוא כזה שיכל להדביק אוכלוסיה אנושית, וההנחהSARSלנגיף ה-

ונדבקים בהם אנשים שבאים במגע עם בעלי היא שהזנים הללו קיימים כל הזמן החיים הללו, אך מאחר שהם לא אלימים אין התפרצויות.

חדשים.4 מאחסנים להדבקת שמביאות ה- מוטציות ממשפחת נגיף למשל :paroviruses וגורם בהם ללוקמיה קשה - אשר התפשט ב-חתולים אשר מדביק 78

של הנגיף שאפשרוכתוצאה ממוטציות שהתרחשו בגן הקפסיד לאוכלוסיה של כלביםלו הדבקה גם של הכלבים.

HIV קיימים זנים של נגיפים מסוג :simian immunodeficiency virusשקיימים בסוגים - HIV. קיימים שני זנים של HIV קופים ודומים לרצף של רבים של HIV1-ו HIV2, ניתן למצוא HIV2כאשר ב- מול סוג מסויים של 85% הומולוגיה של SIVשמדביק

, ודומה לזנים אחרים של HIV2 ל- 40% דומה רק ב-HIV1קופים מזן ספציפי. הוירוס

22.5.08 - 8שיעור 24

Page 25: וירולוגיה מבוא

SIV-שנפוצים בזנים אחרים. ה reverse transcriptase של HIVמכניס כמות גדולה )כ- השעתוק במהלך שגיאות בקצב5של בהתחשב - אחד( בשכפול שגיאות 10-15 שוירוס קופי יכול להפוך לוירוס אנושי תוך המוטציות וההתרבות ניתן להראות

. בהתחשב בכך שחלו שינויים בתנועה של אנשים ובאורח החיים אשר אפשרושנים הנגיףאת התפשטות הנגיף החדש, ניתן להבין את הסיבה להתרבות הנגיף. כיום,

, אך עם הזמן יש לשער שיתהוו אוכלוסיות יציבות evolving נמצא עדיין במצב של פחות או שישתלב נגיף פחות יעיל שיכול לחיות בשיווי משקל עם בני האדם, כמו

שקיים בנגיפי הקופים )לא גורמים למחלה בזני הקופים הספציפיים שלהם(.

PCRכיום, קיימים מצבים של גילוי וירוסים חדשים, תודות לפיתוח של טכנולוגיות חדשות כמו , DNA .'רקומביננטי וכו

למעשה, האדם מאפשר ויוצר כל הזמן דרכים חדשות למפגש עם וירוסים חדשים - יצירת מקורות מים, השתלות איברים של בעלי חיים )אשר לא היו עוברים את מחסום הכניסה לדם,

אך השתלתם עם איבר נגוע יכולה להחדיר את הנגיף(, תנועה בעולם וכו'. ניתן להימנע מיצירת פנדמיות חדשות באמצעות מודעות של שירותי הבריאות העולמיים - טיפול בוקטורים, יצירת תנאים תברואתיים נאותים על מנת למנוע זיהום מים ומזון, שיפור התזונה, מעקב כלל עולמי ארח הופעה של זנים חדשים, פיתוח של חיסונים ושל אמצעים

דיאגנוסטיים חדשים.

22.5.08 - 8שיעור 25

Page 26: וירולוגיה מבוא

פריונים

הפריון הוא חלקיק חלבוני אינפקטיבי, שאינו דומה לאורגניזמים אחרים, אך יש לו הומולוגיהלויריונים. הפריון גורם למחלות אנצפאלופתיות מדבקות לטאליות.

מחלות פריונים - מחלה בכבשיםScrapieהדוגמא הראשונה של מחלות שנגרמות ע"י פריונים היא -

, ומאופיינת בכך שהכבשים היו מגרדות את עצמן - לא18שהופיעה באמצע המאה ה-נוירולוגית. ב- הצליחו לגרום1937כתוצאה מפגיעה דרמטולוגית אלא בשל פגיעה

להדבקה של המחלה באופן נסיוני, ומאוחר יותר הפיקו תמצית מהמוח של הכבשים Scrapie associatedהללו, וצילומי מיקרוסקופיה אלקטרונית זיהו פיברילות בשם

fibrils )SAF( .העברת המיצוי לחיה אחרת מביאה להדבקה .בשם 1956ב-- ממחלה שסבלו ניו-גינאה בפפואה שבטים תוארו ( ,(kuruקורו

מבחינת סימפטומים. הסתבר, שהשבטים הללו עורכים טקסיםscrapieשהזכירה את קניבליים שבהם הם אכלו מוחות של מתים, ובצורה כזו המחלה היתה עוברת לאנשים

לא תוארו מקרים חדשים של המחלה. החולים1958נוספים. מאז איסור הטקסים ב-סבלו מפגיעה מוחית, היו מאבדים את ההליכה ומתים תוך זמן קצר.

המחלה 1920ב-- זוהתה Creutzfeldt-Jakob disease )CJD(הועברה אשר , , כתוצאה1974, ותוארה הדבקה 'יאטרוגנית' שלה ב-1968לשימפנזים באופן נסיוני ב-

מהשתלת קרנית. נוספות- New variant: מחלות CJD; Gerstmann-Straussler-Scheimker disease

)GSS(; Fatal familial insomnia )FFI( (.9; וקיימות מחלות נוספות בבעלי חיים )שקף

מכונות הללו transmissibleהמחלות spongiform encephalipathiesומאופיינות בתופעות דומות: המוח מקבל מורפולוגיה של ספוג כתוצאה מיצירת חורים, קיימת ואקוליזציה של תאי העצב: אבדן של הנוירונים )ולכן מורפולוגיית הספוג(, אסטרוציטוזיס, ויצירת פלאקים

ב-SAFאו פיברילות של אמילואיד )למשל scrapie.בין הסימפטומים העיקריים - דמנציה .) תקופת האינקובציה במחלה ארוכה מאד, אך מרגע ההתפרצות ועד המוות קיימת תקופה קצרה יחסית )מספר חודשים(. המחלה לא כוללת תגובה אימונית או תהליך דלקתי - מה שמצביע על מעורבות של תאים עצמיים. ההעברה יכולה להיות זיהומית, גנטית או מכוונת

)בבעלי חיים(.

חיפוש אחר גורם אינפקטיביזיהוי באמצעות היה הללו במחלות האינפקטיבי הגורם את לזהות הראשונים הנסיונות הבדלים בין וירוסים לבין פריונים - שניהם חלקיקים קטנים יחסית ואינפקטיביים. רק לוירוסים יש מורפולוגיה מוגדרת או חומצות גרעין שאותרו ובודדו )טרם זוהתה חומצת גרעין בפריונים(,

ציטופתי לעודד אפקט הוירוסים מסוגלים - שונים גורמים למאפייני מחלה inוהם vitro, ייצור והם מסוגלים לעורר תגובה חיסונית, תקופת האינקובציה שלהם קצרה משמעותית, נוסף הוא - תהליכים שלא קיימים בזיהום ע"י פריונים. הבדל ותגובה דלקתית אינטרפרון ברגישות לקרינה )אשר פוגעת בחומצת הגרעין( - הפריונים רגישים משמעותית פחות מאשר

וירוסים - משום שחומצת הגרעין שלהם קטנה מאד, מוגנת היטב או כלל לא קיימת.

Prion protein חומצות אמינו אשר מקודד ע"י הגן 231: זהו חלבון בן PrPCורגיש לפירוק ע"י )מתפרק לפרגמנטים קטנים למדי(. המבנה של ב-PrPCפרוטאזות והוא עשיר מאורך -

helicesתפקידו לקשור יוני נחושת ולהעביר אותן לאנזימים אנטי-אוקסידנטיים; והוא נמצא ; כמעט בכל הרקמות כשהוא קשור לממברנת התאים ע"י פוספטידיל אינוזיטול.

- אשר זהה ברצף ל-PrPScקיימת צורה לא נורמלית של החלבון - PrPCאך שונה במבנה ב- ועשיר )גלובולרי ו--sheetsהשלישוני יציבות142(, מראות מתוכו אמינו חומצות

ונמצא )וגם בטחול ובקשריות הלימפה(, לפרוטאזות. הוא אינו פעיל, ממוקם בעיקר במוח בתוך התאים, בוסיקולות ציטופלסמטיות - שהתאחותן מביאה ליצירת מבנה של חור.

לחומרים יותר ורגישים הגרעין, חומצות על שמשפיעים חומרים בפני עמידים הפריונים (. הם עמידים יותר גם16שפוגעים בחלבונים - מה שמעיד על המבנה החלבוני שלהם )שקף

בפני תנאי סטריליזציה - על מנת להיפטר מהם לחלוטין )למשל מעל כלי ניתוח( יש להשרותהיפוכלוריד, או 5%ב- 1M של NaOH יותר מאשר2, או אוטוקלוויזציה של שעה אחת )פי

מקרים של חיידקים או וירוסים(.

22.5.08 - 8שיעור 26

Page 27: וירולוגיה מבוא

מקור הפריוניםקיימות מספר תאוריות בנוגע למקור החלקיקים הללו:

: על מנת לבחון את התאוריה ניסו ליצור מודל ויראלי שיענה לתכונות מקור ויראלי- שהתגלו בפריונים: הקפסיד הוא של חלבון שאינו מוכר לנו, בתוכו חומצת גרעין קטנה

, ובתוכו צריכות להימצא פיברילות שמופיעות לאחר מכן ברקמות. גםssDNAמסוג המודל הזה, לא הצליח לענות על כל התכונות של הפריון.

-Virino זהו מודל של חלקיק קטן מאד שמכיל חומצת גרעין מסויימת וסביבה חלבון : של המאכסן )ולכן אין תגובה חיסונית(. לפי המודל, חומצת הגרעין הכרחית מאחר

שונים של המחלה - ומקור חלבוני יחיד )צריך להיות משהו שיוצר אתstrainsשיש השונות(. גם בתאוריה זו קיימים חללים רבים.

-Protein-only theory אשר בלבד, חלבוני חלקיק הוא הפריון הזו, התאוריה לפי : הראו רדיואקטיבי, סימון באמצעות שבוצעו בניסויים למחלה. לגרום כדי מספיק

רדיואקטיבי )בדקוPrPSc, הביאה לקבלת PrPSc רדיואקטיבי עם PrPCשאינקובציה של עם PrPCבאמצעות הפעלת פרוטאזות( - המשמעות היא שמפגש של PrPScמביא

ל- מעין PrPScלהפיכתו נורמלי משמש הלא הפריון - "template"עותקים ליצירת - הוא משרה שינוי קונפורמציה של החלבונים הנורמליים. בצורה כזו, נוספים שלו

תביא לקבלת כמות גדולה שלהם, כתוצאהPrPScהדבקה בפריונים בודדים מסוג נורמליים שנוצרים בתא כל הזמן. דרך נוספת היא מוטציהPrPCמשינוי של חלבוני

ספונטנית שיוצרת בתאים פריון בקונפורמציה לא נורמלית, אשר מתחיל את התהליך. -PrPSc והזרקה של PrPC לגן ל-knockoutהתאוריה הודגמה באמצעות יצירת עכבר

העכברים לא חלו במחלה. הוכחה סופית תהיה כשיצליחו לייצר באופן רקומביננטיפריונים לא נורמליים ולהשרות מחלה על עכברים נורמליים באמצעותם.

, הפריונים הנורמליים במוח נצמדים אליו, ונכנסיםPrPScלאחר הזיהום הראשוני עם פריון בעצמם. לאחר מכן, ה-PrPScאיתו לואקולות בהן הם הופכים ל- PrPScיכול לצאת החדש

לתאים אחרים וליצור עוד פריונים או להישאר בואקולות ולגרום להרס של התאים.

התפקיד הפיסיולוגי של חלבון הפריון הנורמלי הוא קישור נחושת, ככל הנראה לצורך העברהעל מנת לאפשר התמודדות עם מצביםsuperoxide dismutaseלאנזימים נוגדי-חמצון כמו

מביא לאבדן התפקוד, והתאים רגישים יותר למתחPrPSc. קיום של oxidative stressשל חמצוני.

: קיימות שלוש צורות העברה של פריונים:הדבקהנגועים; זיהום- אנשים מוחות של ואכילה עיסוק באמצעות קורו, במחלת :CJD

( - ניתוחי מוח, השתלות קרנית, הורמון גדילה וגונדוטרופינים מגופות1%יאטרוגנית ) כתוצאה מצריכת בשר מזוהם. New variant CJD)בעבר(.

- כתוצאה ממוטציות בגן ל-FFI ו-GSS, ומחלות CJD ממקרי 10%: כ- העברה גנטית-PrPCיכולות להיות באתרים שונים(. בבעלי חיים אין ראיות לצורה תורשתית של(

המחלה. , יצירהPrPC. כתוצאה ממוטציות ספונטניות ב-CJD ממקרי 90%: כ- העברה ספורדית-

ללא מוטציות, או העברה מבשר מזוהם. PrPScספונטנית של

תקופותסימפטומים למוות. מובילים אשר דומים בסימפטומים מאופיינו המחלות כל : האינקובציה ארוכות, ומוות הוא זמן קצר יחסית )עד שנה( מתחילת הסימפטומים. מחלות שונות תוקפות באזורים שונים של המוח הגדול, ולכן הסימפטומים שונים מעט. פירוט ניתן

. 32-33למצוא בשקפים

ניתן לקחת ביופסיה, למצותאבחנה : רוב האבחנות של המחלה מתבצעות לאחר המוות. . בהיסטולוגיה של מוח פגועPrPSc - במידה ויש חלבון יציב, היה proteinase Kאותה ולהפעיל

ואמיליאודוזיס. גליה(, תאי )ריבוי גליוזיס ואקולות, לראות ניתן המוות( )לאחר עם נוגדנים )שמיוצרים בבעלי חיים אחרים(. PrPScבאימונוהיסטוכימיה, ניתן גם לצבוע

בדגימה - באמצעות PrPScקיימת דרך חדשה יחסית לזהות הימצאות Protein Misfolding Cyclic Amplification )PMCA( לוקחים דגימה שעשויה להכיל .PrPScועושים אינקובציה עם

22.5.08 - 8שיעור 27

Page 28: וירולוגיה מבוא

, לאחר מספיקPrPScמיצוי ממוח נורמלי, שקדים או בלוטת לימפה. במידה שיש בדגימה ,PrPScמחזורי אינקובציה כמות גדולה של החלבונים במיצוי המוח הנורמלי יהפכו בעצמם ל-

. proteinase Kבצורה שמאפשרת זיהוי שלו באמצעות בדיקת עמידות בפני

באמצעות קישורו לתרופה,PrPSc ל-PrPC: למחלה אין טיפול. ניתן להפריע להפיכתו של טיפולשעושות תרופות קיימות בנוסף, שלו. הנורמלית בפעילות למנוע עשוי הדבר אך

.PrPScדה-סטביליזציה של

New variant CJD מחלת הפרה המשוגעת - שנים לאחר מכן המחלה זוהתה גם10, ו-1986המקרים הראשונים של המחלה זוהו בבקר ב-

בבני אדם, כאשר בשלב מסויים הארעות המחלה החלה לרדת. מסתבר, שהדבקת הבקרתקופת חולות. כבשים של מעצמות חלבון במיצוי מהאכלתו כתוצאה היתה מלכתחילה

. CJD קצרה יותר מאשר זו של new variant CJDהאינקובציה של המחלה מתפרצת בגילאים מוקדמים יותר כתוצאה מתקופתnew variant, ב-CJDבניגוד ל-

אינקובציה קצרה יותר, משך החיים מרגע תחילת הסימפטומים מעט ארוך יותר, אין שינויים)ב-EEGב- CJDכפי שמזוהות באימונוהיסטוכימיה שונות רבים(, ההצטברויות יש שינויים

)בבשר יש יותר פריונים, ולכן התרבותם באדם המודבק מהירה יותר(, וקיימת הדבקה של. CJDקשריות לימפה יותר מאשר ב- מהמעי, קיים ספיגה והעברה של הפריונים למערכת הלימפהכיצד הפריונים מגיעים למוח?

payer'sבאמצעות patchesלימפטיים באיברים הראשון בשלב מתרבים הפריונים . (, ולאחר מכן מגיעים למוח ע"י עצבים פריפרייםPrP)באמצעות השפעה על הקונפורמציה של

(, ושם מתבצעת עיקר התרבותם. BBB)ויתכן גם דרך הדם - הם חודרים את ה-

22.5.08 - 8שיעור 28

Page 29: וירולוגיה מבוא

פתוגנזה ויראלית

במחלה הויראלית יש פעילות של פקטורים ויראליים ופקטורים של המאכסן שפועלים זה נגד זה. כאשר הפקטורים הויראליים פועלים חזק יותר מאלה של המאכסן קיימת מחלה, ובמצב

ההפוך החלמה. ; כמות )הידבקות בכמות גדולה של נגיף מביאה למחלהviral strain: הפקטורים של הנגיף

מהירה וקשה יותר(; מיקום ההדבקה )מרחקו מאיבר המטרה של הנגיף(; טרופיזם של הנגיף - האיבר אליו הוא שואף להגיע; הצורה שבה הנגיף מגיע לאיבר המטרה שלו; והנזק שהוא גורם

בו לתאים.המאכסן של או הפקטורים חום כמו למחלה ספציפיים לא מנגנונים :IFNהמנגנונים ;

החיסוניים האדפטיביים - הומורלי ותאי; הגיל )הפקטורים של המאכסן חלשים יותר(; הבריאותהכללית של המאכסן; התזונה שהוא צורך; ופקטורים גנטיים.

מחלה עם סימפטומים מסויימים יכולה להיגרם ע"י מספר נגיפים. למשל - מחלת כבד יכולה להיגרם ע"י סוגים שונים של הפטיטיס, ששייכים לקבוצות טקסונומיות שונות; הצטננות ע"י

rhinovirus-ו coronavirus-ודלקת קרום המוח ע"י הרפס ו ;poliovirusבמצבים אחרים, נגיף . אחד יכול לגרום למחלות שונות, למשל נגיפי ההרפס שיכולים לגרום לפצעים, דלקות בלוע,

encephalitis.ועוד. בכל מקרה, רוב הזהומים הויראליים הם תת-קליניים - נטולי סימפטומים רק אחוז קטן מהזיהומים מדגימים סימפטומים קליניים. לדוגמא: שפעת, פוליו, אדמת וכו'.

: תוצאות הזיהום הויראלי-Abortive infection.יש הדבקה אך הנגיף לא מתרבה - -Lytic infection .גורמת למוות של התא - -Persistant infection זיהום קבוע, הנגיף לא ממית את התא. בקבוצה זו נכללים -

oכרוני )למשל זיהום ונוצר אך ממשיך התא להרס גורם לא הנגיף - שבו בתאי הכבד, התאים לא מתים אך תפקודם נפגע, והנגיף ממשיךBהפטיטיס

להתרבות(.oהנגיף מייצר מאקרומולקולות אך אין נגיפים שלמים )למשל זיהום לטנטי -

varicella,חולים בילדות ואחרי שנים רבות הנגיף יכול לעבור אקטיבציה - להיווצר בצורה מלאה ולגרום למחלה(.

o( זיהום חוזר recurrent ) הנגיף גורם לפגיעה, נסוג לרקמה אחרת בה הוא - נותר למשך זמן מה, תנאים סביבתיים גורמים לאקטיבציה של הנגיף והוא

(. herpes simplexחוזר לרקמה שבה הוא גורם לפגיעה )למשל oTransforming סרטנית להתמרה גורמים לתא, שנכנסים נגיפים -

(. HPVואי-מורטליזציה של התאים )למשל

מה קובע את רמת הזיהום?-Non permitting cells יהיה( אליהם להיכנס יכול לא שהנגיף תאים - Abortive

infection.)-permissive cells-גורמים ל - lytic infection-semi-permissive cells( מאפשרים כניסה של הנגיף אך עומדים בפניו מכשולים -

Persistant infection.)

- הנגיףtropism(. לאחר מכן, 1: בשלב הראשון הנגיף צריך להיכנס לתא )שלבי הפתוגנזה ( הרצפטורים( לפי )נקבע עבורם ספציפי שהוא מסויימים לתאים הבא2נספח בשלב .)

מתקיימת התרבות ראשונית ותקופת האינקובציה של הנגיף - הוא מתרבה באתר שאליו הוא (.3נכנס, ותוך כדי ההתרבות מתקיימת תקופת האינקובציה - בין ההדבקה לסימפטומים )

שגורמיםrhinovirusesלאחר מכן, הנגיף יכול להישאר במקום שבו החל להתרבות )למשל להצטננות בדרכי הנשימה העליונות אליהן נכנסו(, אך יש אחרים שצריכים להגיע לרקמות

(; ואז גורם4, שמגיע מהקיבה או המעי למוח או חוט השדרה( )poliovirusמרוחקות )למשל (. בשלב הזה הפקטורים התאיים פועלים על הנגיף על מנת5לנזק כלשהו לתאי המטרה )

(, או שהוירוס ישתמש במנגנונים באמצעותם הוא7(, יכול להיות ריפוי )6לסלק אותו מהתא ) (. בסופו של דבר, הנגיף יוצא מהגוף ומתפשט הלאה לאנשים8מתחמק ממנגנוני ההגנה )

(. 9נוספים )הדבקה( )

22.5.08 - 8שיעור 29

Page 30: וירולוגיה מבוא

. הדבקה 1 : זוהי העברה ישירה בין פרטים. מתקיימת ע"י שני אזורי מטרה - פגיעותהעברה הוריזונטלית

בעור )פצעים( וכניסה של הוירוס לאפיתל במוקוזה. דרכי ההעברה הן: : פצע בפצע, רוק, חפצים. ההדבקה יכולה להיות דרך לחמית העין; הפה; העור מגע-

ע"י פצעים, עקיצות, נשיכות או מחטים; או מערכת הנשימה. . anus או דרך ה-urogenital tract: דרך ה- סקסואלית-: נכנסים למערכת העיכול בבליעה. ( fecal-oral מערכת העיכול )-: באמצעות הזרקה, או מחטים לא סטריליות דם--Zoonoses ( מחלות שמשותפות לבעלי חיים, בני אדם וחרקים :rabies, arboviruses.)

(; במהלך הלידה;rubellaברחם )נגיפים שעוברים לעובר דרך השליה, למשל : מהאם לילודולאחר הלידה.שלאחר ההדבקה עוברים שיבוץ תמידיRNA: ע"י רטרו-וירוסים שהם נגיפי העברה גנטית

בגנום של התא - בצורה כזו ניתן להעביר את הוירוס בתורשה )נדיר למדי(.

: זוהי היכולת של הנגיף להתרבות בסוג מסויים של תאים או רקמות - איזו רקמה. טרופיזם2 להתרבות. בין הפקטורים המשפיעים - רצפטורים,םמספקת לנגיף את התנאים האופטימאליי

פקטורים שמאפשרים התבטאות של הגנים )למשל נגיפים שזקוקים לביטוי של פקטור שעתוק מסויים(, ואנזימים פרוטאוליטיים שנמצאים בתא מסויים, חותכים את הפולי-פרוטאין הויראלי לחלבונים האופיניים של הנגיף. לעיתים הנגיפים נושאים את החלבונים הללו בעצמם ולעיתים

הם זקוקים לאנזימים של התא )ואז לא לכל התאים יש את האנזים(.

: הנגיף נכנס לתאים ומתרבה בהם באתר הכניסה. בשלב הזה יכולים. התרבות ראשונית3ב- למשל סימפטומים, להיות ומתפשטיםrhinovirusesכבר שמתרבים וירוסים קיימים .

לנדודSARSלמקומות אחרים, למשל וצריך העליונות, מתרבה, הנשימה לדרכי , שמגיע ולהגיע לריאות. הסימפטומים נקבעים לפי מידת הנזק לרקמה, אפקטים סיסטמיים שהנגיףנגד ותרומה לסימפטומים ע"י התגובה החיסונית גורם להם ומתפשטים לאיברים אחרים,

הנגיף. )קצרהתקופת האינקובציה, כאשר בוירוסים מסויימים יכולה להיות תקופת אינקובציה 1-3

influenza שלהם הוא אזור ההתרבות הראשונית )למשל targetימים( - אלה הם נגיפים שה- ימים( כאשר הזיהום סיסטמי - הנגיף צריך להתפשט לאיברים7-18 )בינונית(; rhinovirusאו

)מספר שבועות עד שנה במקרים נדירים( ; ובמקרהארוכהאחרים מרוחקים מאתר הכניסה; שנים.10 ארוכה מאד עד כדי HIVשל

: הנגיף יכול להתפשט דרך הדם אל אברי המטרה, או דרך סיבי העצבים.. התפשטות הנגיף4והוא צריך להיות עמיד בפני קיימים מחסומים שונים בדרכו של הנגיף אל אתר המטרה, טמפרטורה יש נגיף לכל - הגוף בטמפרטורת יציב להיות צריך הנגיף רבים: מכשולים

)למשל ל-330אופטימלית להתרבות rhinovirusהטמפרטורה שקיימת בחללי האף(; הוא , צריך להיות יציב לתנאי חומציות )למשל בקיבה( חומצות מרה )במעי( או פרוטאזות )במעי, למשל פוליו - יציב לכל הפרוטאזות במעי(; צריכה להיות לו היכולת לעבור את אפיתל של

, נוכחות נגיףviremiaהמוקוזה כדי להגיע לדם; להיות מסוגל לשרוד בזרם הדם וליצור וירמיה )מעטים מדוע להבין ניתן כך, הרטיקולו-אנדותליאלית. המערכת דרך ולהתפשט בדם(;

מהזיהומים הופכים סימפטומטיים. הנגיף יכול להיכנס דרך העור, מוקוזה, מערכת הנשימה או מערכת העיכול, הוא נכנס לתאילדרכי להיכנס יכול הנגיף נוספים. אנשים להדביק לצאת ויכול אותם, מדביק האפיתל,

)הכניסה הראשונית של הנגיףprimary viremiaהלימפה ומשם לזרם הדם, כך הוא גורם ל- ויכול להגיע לאזורים אחרים בהם הוא מתרבה לדם, לרוב אין מספיק נגיף כדי להדביק(, בצורה טובה יותר )כבד, טחול, שרירים או אנדותל(. מאתרי הרפליקציה הללו, הנגיף מופרש

, בשלב הזה יכולה להיות הדבקה דרך הדם, ובנוסף הנגיףsecondary viremiaבחזרה לדם - יכול לנדוד לאברי המטרה בהם הוא גורם למחלה )ריאות, מוקוזה, ריאות, כליות, מערכת

העיכול ומוח(, וגם משם לעבור לאנשים אחרים. )וירמיה לאריטרוציטים להיכנס או )פוליו(, בפלסמה חופשיים להיות יכולים הנגיפים :

orbivirus( לטסיות ,)HSV ,הרקמה אל אותו לקדם יכולים )אשר ללימפוציטים ,)EBV, measles, rubella .או למונוציטים - תאי הדם משמשים כוקטורים )

22.5.08 - 8שיעור 30

Page 31: וירולוגיה מבוא

: הנגיף יכול להגיע למערכת העצבים המרכזית דרך הדם -העברה למערכת העצבים המרכזית באמצעות העברה פסיבית דרך האנדותל של כלי הדם במוח )הנגיף נכנס לתא ויוצר מהצד

; או עם לויקוציטים מזוהמים. דרכים נוספות הן מעבר שלchoroid plexusהשני(; דרך ה- ; אחרים מגיעים דרך קרומיrabies, למשל - endoneural surfaceהנגיף לאורך האקסון דרך ה-

; או באמצעות תנועה של מאקרופאגים שמובילים את הנגיף למטרה. CSFהמוח או ה-

אין נזק,abortive: קיימים מצבים שבהם יש נזק לתא שאנחנו לא רואים, ב-. ציטופתוגניות5ו-persistentבזיהומים מסוג latent( יכול להתקיים נזק אך לא מובחן. במצבים אחרים lytic)

יצירת ליזיס, התאים, התעגלות - במיקרוסקופ לראות שניתן ציטופתיות פגיעות קיימות inclusionסינסיציום, bodies;לנגיף ומוקדי התרבות ויראליים - הצטברויות של חלבונים

)התמרה אי-מורטליזציה של תאים או ואקולות ברקמה כתוצאה מהרס של תאים; יצירת צורות על למידע בהתאם התאים של לאבחנה משמשות הללו התופעות סרטנית(.

הציטופתולוגיה של הנגיף. :עיכוב של יצור חלבונים בתא )פוליו(; דגרדציההאפקטים בפועל שגורמים למורפולוגיה הם

תאי )הרפס(; עיכוב של סינתזת DNAשל mRNAהרפס(; פגיעה במבנה ממברנת התא( חסרי )וירוסים התאים שלד שבירת מעטפת(; בעלי וירוסים סינסיציום, ביצירת )למשל

(. adenovirusמעטפת(; וטוקסיות של רכיבים ויראליים ) : מערכת החיסון יכולה לגרום להחרפה של סימני המחלה. מערכת החיסוןאימונו-פתוגניות

היא הכלי המרכזי שלנו בהתמודדות נגד וירוסים - באמצעות תרכיבים ויראליים מוקדמים או באמצעות פיתוח נוגדנים במהלך המחלה. עם זאת, לתגובה החיסונית יש השפעות שיכולות להחריף את המחלה הויראלית. למשל, סימפטומים דמויי-שפעת )חום, נזלת, כאבי ראש( נגרמים כתוצאה מהפרשת אינטרפרון ולימפוקינים שמופרשים כתוצאה מההדבקה הויראלית;

Tתגובות יתר רגישות ודלקת ולאחר מכן נזק לרקמה נגרמים כתוצאה מפעילות של תאי ומאקרופאגים; יצירת קומפלקסים אימוניים ע"י נוגדנים ומרכיבי משלים יכולים לגרום לתגובה

הן כתוצאה מפעילות)hemorrhage )dengue virusדלקתית והרס של הרקמה; מחלות של תאי במקרה של Tשל ואימונוסופרסיה ומשלים; נוגדנים ,HIV-ה תאי את שהורס CD4

וכתוצאה מהרס התאים המחלה קשה יותר.

- הגנות לא ספציפיות כמו מחסומים טבעיים -מנגנונים לא ספציפיים: . הגנות של המאכסן6שיכולים להרוס את המוקוזה(, טמפרטורתinfluenza, מוקוזה )ישנם נגיפים כמו ciliaעור,

המנגנוניםpHהגוף, והפעלת ופרוטאזות; המרה מלחי העיכול(, במערכת )למשל נמוך האימונים הלא-ספציפיים: חום, אינטרפרונים וציטוקינים נוספים שמונעים את התרבות הנגיף,

- מנגנון הומורלי שמתאיםספציפיים מנגנונים. NKפאגוציטים )מעכלים את הנגיף(, ותאי שפועל נגד תאים שמודבקים בנגיף.Tלנגיפים מחוץ לתאים )בדם(, וחיסון תאי ע"י תאי

: נוצר כתוצאה מוירוסים, מיטוגנים ואנטיגנים שונים - לאחר שהם נכנסים לתאאינטרפרון מיוצר אינטרפרון אשר מופרש )על מנת להגן גם על תאים סמוכים( וגורם למספר תופעות -

. אינטרפרוןimmuno-modulatoryמעכב את התרבות התא, בעל פעילות אנטי-ויראלית או יצירת יצור החלבונים בתא והתרבות התא, ובכך מביא לעיכוב פועל באמצעות עיכוב של חלבונים ויראליים והתרבות של הנגיף. בנוסף, הוא מגביר את הצגת האנטיגנים הויראליים ע"י

. קיימים שלושהNK, ומביא לאקטיבציה של תאי MHCהגברת הביטוי שלהם על גבי מולקולות מופרשים כתוצאה מהדבקה ויראלית. IFN ו-IFNסוגים של אינטרפרון כאשר

,mRNAקיימות שתי דרכים לעכב את ייצור החלבונים - ע"י ייצור של אנדונוקלאז שמפרק ובאמצעות הפעלה של קינאזות שמעכבות את יצירת החלבונים.

הומוראלי גורמיםחיסון ולכן אנטיגנים הנגיפים הם הנגיף. ע"י חוזרת בפני הדבקה מגן : או מעטפת(, ללא )בוירוסים הקפסיד חלבוני נגד נוצרים הנוגדנים נוגדנים. ליצירת גליקופרוטאינים על המעטפת )בוירוסים בעלי מעטפת(. הנוגדנים גורמים לנטרול של הנגיף - באמצעות קישור לתא ומניעת האינטראקציה בין הנגיף לבין הרצפטור ופועל כאופסונין לתאים

מודבקים )באמצעות קישור לאנטיגנים ויראליים שמבוטאים על התאים(. תאי באמצעות חיסון :ADCC )antibody dependent cellular cytotoxicity(של קישור -

ונהרסים; וציטוטוקסיות ע"י תאיNKנוגדנים לממברנה של תאים מודבקים שמזוהים ע"י תאי T באמצעות מולקולות( שהורסים תאים שמציגים אנטיגנים של הנגיף - MHC .)

: באמצעות הסתתרות, ע"י זיהום לטנטי - הגעה. התחמקות של הנגיף ממערכת החיסון8 (;varicellaלמיקום שבו אין גישה לנוגדנים )למשל הרפס( או מעבר ישיר בין תאי בסינסיציום )

22.5.08 - 8שיעור 31

Page 32: וירולוגיה מבוא

שינויים אנטיגניים מהירים; עצירת ייצור אינטרפרון או חסימה של פעילותו; ביטול או פגיעהבפעילות התאים; ירידה בביטוי האנטיגנים הנגיפים על דופן התא; עיכוב תהליכים דלקתיים.

צואה, הפרשות. הדבקה9 רוק, חלב, שתן, מגע, אירוסולים, הנגיף מופרש החוצה דרך : גניטליות, זרע ודם.

22.5.08 - 8שיעור 32

Page 33: וירולוגיה מבוא

רטרו-ווירוסים אונקוגניים . אלה הם ווירוסים אשר נקראים על שם האנזים רוורסRNAמשפחת וירוסים זו הינה וירוסי

תת משפחות:3טרנסקריפטאז. וירוסים אלה נחלקים ל-1.oncovirinaeמשפחה המילה את כל הוירוסים האונקוגנים. עליהם –

נדבר.2.lentivirinae.משפחה המכילה את האיידס – 3.spumavirinae.וירוסים אשר אינם גורמים למחלות באדם –

Oncovirinae רוב הוירוסים הנכללים בתת משפחה זו גורמים לסרטנים בבע"ח. הוירוס היחיד במשפחה זו

. הוירוסים הגורמים לגידולים בבע"חT – לימפומה של תאי HTLVהגורם לסרטני אדם הינו ה-:2נחלקים ל-

1.acute transforming viruses.גורמים להתמרה סרטנית מהירה מאוד – 2.slow transforming viruses.גורמים להתמרה סרטנית איטית –

נגיפים אלה גורמים גידולים בכל בע"ח, כולל קופים.

חד גדילי, בעלות פולאריות RNAהגנום של נגיפי הרטרווירוסים כולל שתי מולקולות של (. זהו גנום דיפלואידי )בכאילו( העטוף בקפסיד ובמעטפת ליפידית, ממנהsenseחיובית )

. בתוך הקפסיד ארוזים גםNיוצאים הספייקס. הגלוקופרוטאינים )ספייקס( מקודדים ע"י גן חלבונים נחוצים:

רוורס טרנסקריפטאז-אינטגראז – אחראי על שיבוץ הגנום הנגיף בDNA .המאכסן פרוטאז - הינו אנזים פרוטאוליטי המפרק את חלבוני הנגיף וגורם להבשלתם. ללא

פעילות הפרוטאז – אין אינפקטיביות של הנגיף.

. אלהLTR – long terminal repeat יש שני מבנים זהים הנקראים RNAבקצוות גנום ה-רצפים מאוד חשובים בנגיפים האונקוגנים, כי הם אחראים על יצירת הגידולים.

והמבנה שלוdsDNA של גנום הנגיף הינן זהות. בתא, הגנום הופך ל-RNAשתי מולקולות ה-הינו:

.5---קצה 'LTR----env---pol---gag---LTR---3קצה '

רוורס טרנסקריפטאז: על גבי dsDNAזהו אנזים חשוב ביותר לפעילות של הרטרווירוסים. אנזים זה יוצר גנום של

פעילויות אינזימתיות חשובות:3 יש בסה"כ RT. ל-RNAטמפלט של RNA – לוקח את גדיל ה-)RDDP )RNA dependent DNA polymeraseמשמש כ- -

השלילי. DNA על גביו את גדיל ה-צרהחיובי ויו החיובי עם ה-RNA – אנזים זה לוקח את "הסליל הכפול" של ה-RNase Hמשמש כ- -

DNA-השלילי שנוצר בשלב הקודם, ומפרק את ה RNAהחיובי. פירוק זה נעשה על ומתקבלRNA. פעילות פירוק זו היא רק של ה-DNAמנת לאפשר את השעתוק של ה-

DNA.שלילי בודד DNA - מעתיק את גדיל ה-)DDDP )DNA dependent DNA polymeraseמשמש כ--

כפול. DNA חיובי. שני גדילים אלה יוצרים DNAהשלילי לקבלה של

Slow reterovirus – GAG ,)חלבוני המבנה של הויריון - מטריקס, קפסיד ונוקלאוקפסיד( POL )מעטפת – חלבונים חיצונייםENV)אנזימים – פרוטאז, רוורס טרנסקריפטאז ואינטגראז(,

וטרנסממברנליים(.Acute reterovirus -לרוב חלק מגנים אלה חסרים ובנוסף ויש בגנום גם אונקוגן הגורם

. זהו גן תאי במקורו, אותו גנב הנגיף מהתא. גן זה לא היהVonc – viral oncogenלגידולים - אונקוגן במקורו, אולם כאשר הוא נכנס לגנום הנגיף, הנגיף גרם לכך שלא יהיה גן שלם. הוא נכנס במקום גנים אחרים וזה פירושו של סימן ה-דלתא )תחליף לחלקי גן(. אם היינו מנסים

לבודד ויריון כזה לבד ולהדביק בו תא, הוא לא היה מתקיים, כי אין לו את כל הגנים הנחוצים הבונים את הויריון. לכן הוא מגיע לרוב עם הרטרוווירוס הרגיל, על מנת שהוא יסנטז לו את כל

. acute ל-helper משמש כ-slow reterovirusהחלבונים הנחוצים. לכן ה-

22.5.08 - 8שיעור 33

Page 34: וירולוגיה מבוא

מהלך התרבות הנגיף: חלקי. הרוורס טרנסקריפטאזuncoatingהנגיף נספח לרצפטור תאי, נכנס אל התא, עובר

כפול. באופן בו זה נעשהDNA שלילי ובהמשך ל-DNA החיובי לגדיל RNAמעתיק את גדיל ה- . יש סינטזה של גדילDNA ונשאר מינוס RNA, אשר מעכל את ה-RNaseHהינו ע"י פעילות ה-

DNA. כעת מגיע האינטגראז, אשר מעכל את קצוות ה-dsDNA המשלים וסגירה ל-DNAה- התאי. זה מאפשר אתDNAהויראלי ויוצר קצוות חשופים. הוא עושה את אותו הדבר גם ל-

כפול אשר משתבץ אלDNAהכניסה של הגנום הנגיפי אל הגנום התאי וליגציה. גומרים עם גנום התא ע"י אינטגראז שהינו אנזים ויראלי. רק כעת הוא יכול להתבטא וליצור את השליחים

. DDRPשלו ע"י :U3,R,U5 בנויים מ-dsDNA של ה-LTRרצפי ה-

נמצא האנהנסר.U3ב-- (DDRP נמצא הפרומוטר וגנים אחרים המאפשרים לפולימרז התאי )R ל-U3בין ה--

לשעתק את הגנום. לכן, מפה מתחיל השעתוק של גנום הנגיף. שהינו הסיגנל להפסקת הטרנסקריפציה. poly A נמצא ה-U5 לבין ה-Rבין ה--

מופיעיםLTRחשוב להבין כי כל המרכיבים הנ"ל נמצאים בגנום פעמיים, משום שרצפי ה-( )תמונהDNAפעמיים – אחד בכל קצה של ה-

. הוא מתחיל כאמור מהפרומוטר הראשוןDNA עובר על גבי ה-DDRPבמהלך השעתוק, ה- הראשון שבו הוא יתקל.poly A יעצר ברצף ה-DDRP. היינו מצפים כי ה-5המצוי בקצה ה-'

של הקצה השני ולא בראשון, כי יש לוPoly A עוצר ב-DDRPאולם, המערכת הינה חכמה וה- mRNA הראשון, על מנת שיוכל להתארך. לכן, ה-poly Aמנגנון מיוחד שמכסה את רצף ה-

שיתקבל יהיה:R-U5-gag-pol-env-U3-R.

נכנס אל הגנום התאי, הוא משפיע על שעתוק הגנים בסביבה. אם גן מסוייםLPRכאשר ה- מושך המון פקטוריLPRבתא משועתק בצורה נמוכה או בזמן מסויים, פתאום ה-

טרנסקריפציה וגורם לרמת שעתוק גבוהה וזה גורם לסרטן.

. הסיגנליםDNAהפרוטואונקוגנים הינם גנים רגילים המעבירים את הסיגנל להתחלקות ה- בעופות. אלה היוSRCהינם מסוגים שונים. גנים אלה יכולים להפוך לאונקוגנים. הם התגלו ב-

. נגיפים אלה לקחו את הפרוטואונקוגנים התאיים והפכו אותם לאונקוגנים בתוךacuteנגיפי ה- . זהו אונקוגן אשרc-sisהגנום שלהם. האונקוגן הראשון שהתגלה בתוך גנום נגיפי הינו ה-

.PDGF לגן הומני המקודד ל-95% זהה ב-c-sisהתגלה בנגיף הגורם ללימפומה בקופים. ה- אלה הם למעשה גנים רגילים המקודדים לחלבונים המתפקדים בהעברת הסיגנל התאי

התקין.

(: slow וירוסים אונקוגניים איטיים ) אלה הם וירוסים אינפקטיביים המתרבים עם ההדבקה. הם יוצאים מהתאים בהנצה, ללא

. כאשר הם מוזרקים אלv-oncהרס התא. התא מתחלק מהר ואינו מת. הם אינם מכילים בע"ח, צריכים לחכות שנים להיווצרות של גידול ולכן הם איטיים. כל הטומורים של וירוסים אלה הינם מונוקלונליים. דהיינו – מאותו סוג של תא, נוצרו מתא בודד. זה אומר כי רק תא

אחד עבר טרנספרמציה סרטנית, החל להתחלק והפך לגידולי. אם לוקחים טומורים מעכברים ההומני, רואים כי הוא תמיד יושבDNAשונים ומחפשים את מקום ההמצאות של הנגיף ב-

DNAבאותו איזור פחות או יותר. על מנת לבדוק את מקום ההתיישבות של הנגיף בתוך ה-. southern blotהאנושי, ניתן להפעיל את שיטת ה-

ברגע שתא אחד עבר טרנספורמציה והחל להתרבות, הוא מאבד את המורפולוגיה שלו ואת הזהות שלו. ניתן לקחת תרבית של תאים ולהזריק אליהם את האונקוגן האיטי. ניתן לראות כי

בגלל עובדת היותו איטי. למה? כיוון שהכניסה של הוירוסin vitroלא תיהיה טרנספורמציה צריכה להיות למקום מאוד מסויים ומדוייק על מנת ליצור סרטן, וזה יכול לקחת זמן רב מאוד.

של הפרוטואונקוגנים. הנגיף מתיישב באיזורcisיצירת הגידולים נעשית ע"י אקטיבציה מסוג . קיימיםinsertional mutagenation ההומני ומאקטב אותו. זה נקרא גם DNAמסויים מאוד ב-:שני סוגי חדירה

promoter insertion,הנגיף נכנס אל תוך הפרוטואונקוגן ומתיישב בין שני האקסונים שלו – down stream לפרומוטר המקורי של הגן. עצם הכניסה, מרחיקה את הפרוטואונקוגן

מהפרומוטר הטבעי שלו. כעת יש מחיקה של מקטע של חלק מהגנום הנגיפי ונוצר מצב בו הויראלי. מי שמפעיל כעת אתpromoterנשאר רק האונקוגן הנתון להשפעה של ה-

22.5.08 - 8שיעור 34

Page 35: וירולוגיה מבוא

הויראלי שהרי שם מצויים הפרומוטר והאינהנסר הויראליים.LTRהפרוטואונקוגן הינו איזור ה- שעובד באופן מוגבר. LTRהפרוטו מבוטא ביתר בגלל ה-

enhancer insertion,יותר נפוץ(– הנגיף מתיישב רחוק מהאונקוגן ומחוץ ללוקוס שלו. לכן( הוירוס אינו מחליף את הפרומוטר של הפרוטואונקוגן, אלא הוא עושה פוטנציאציה של פעילות

down stream או up streamאותו הפרומוטר וגורם לו לעבוד חזק יותר. הוירוס יכול להכנס המשפיע על הפרומוטרLTRלפרוטואונקוגן. מה שפועל הינו האנהנסר הויראלי המצוי ב-

ההומני לעבוד חזק יותר. ההתיישבות יכולה להיות מאוד רחוקה. , הנגיף אינו מתיישב ליד הפקוטואונקוגן )לא הבנתי למהtransבמקרה של אקטיבציה מסוג

(. transההכנסה של האינהנסר היא לא

(: acute וירוסים אונקוגניים מהירים ) . כאשר מוצאים נגיפים בטומורים, לרוב לא מוצאים אתv-oncמכילים אונקוגנים ויראליים –

כל הפרוטואונקוגן, אלא רק את האקסונים החשובים ליצירת הסרטן כי האלמנטים שלא גורמים לסרטן אינם נלקחים ע"י הנגיף ולכן אינם מוחדרים בחזרה בעת ההדבקה. הטומורים

הנוצרים הינם פוליקלונאליים. למה? כי בכל תא שהוא נכנס הוא יוצר סרטן. אין מקומות אינטגרציה ולכן כל התאים יעברו פרוליפרציה מוגברת וכך יתקבל גידול פוליקלונלי. וירוסים

אותוv-oncאלה אינם מתקיימים לרוב לכשעצמם מכיוון שחסרים להם חלבונים מסויימים. ה- הם נושאים תופס מקום של גן ויראלי רגיל שאמור היה להמצא שם ולכן הם זקוקים לוירוסי

( על מנת שאלה יסנטזו עבורם את כל החלבונים הנחוצים.slowעזר )

– הנגיף הרגיל האיטי, מדביק את התא ועובר אינטגרציה אל הגנום. אם הואאופן היצירה יושב ליד פרוטואונקוגן, אז יש שעתוק של הגנום הויראלי יחד עם הפרוטואונקוגן. בעת

השעתוק יכולה להיות מחיקה של קטע מהגן הנגיפי על מנת לאפשר תוספת של אקסונים של הפרוטואונקוגן, אולם יכול להיות גם שלא תיהיה מחיקה. נוצר גנום נגיפי הכולל בתוכו את

הפרוטואונקוגן. גנום זה עובר אריזה והנצה. כעת, ויריונים רגילים שהינם איטיים ואילו אחרים . זוהי תערובת. הם מדביקים תאיםacuteאשר רכשו כבר את הפרוטואונקוגן הויאלי ולכן הם ה-

אחד המכיל את האונקוגן ואחר שלא, הרוורסmessengerשכנים. כאשר יש בויריון הנגיפי. הואDNAטרנסקריפטאז יכול לקפוץ בין שניהם ולהכניס את האונקוגן הויראלי אל ה-

כפול המכיל חלק מהפרוטואונקוגן. זה כמוDNAמקפץ בין שניהם. בצורה זו הוא יוצר . acuteרקומבינציה, אולם לא באמת. בשלב זה הוירוס הופך להיות

בניגוד לקודמו, הורוס המהיר גורם להתמרות ממאירות מהירות מאוד ולכן נראה את.in vitroהטרנספורמציה של התאים גם

HTLV1 . יש שני וירוסים כאלה,Thוירוס זה גורם ללויקמיה )היא קוראת לזה לימפומה( של תאים מסוג

1%. זהו וירוס אנדמי בהרבה מקומות. באיזורים אנדמיים, HTLV1כשהחשוב בהם הינו אנשים מפתחים את הסרטן. הוא מועבר ע"י1,700 ל-1מהאוכלוסיה נושאים נוגדנים כנגדו ו-

. הוא עובר גם בצורה פרי-נטלית והנקה. דרך יעילה להעברה הינהHIVיחסי מין, ממש כמו הינה מאוד ארוכה. HTLVעירוי דם. התקופה הלטנטית של וירוס ה-

, במנגנון הבא: T הוא גורם כאמור ללימפומה של תאי , הטומור הינו מונוקלונאלי –HTLכאשר חולה מצוי בשלבים האחרונים של הדבקת וירוס ה-

דהיינו מדובר על וירוס איטי לכאורה. אולם, אין אתר אינטגרציה משותף בין גידול לגידול, ולכן , מה שמוכיח כי הוא אינו באמתin vitroהוא לא בדיוק איטי. כמו כן, הוא גורם לטרנספורמיה

איטי. אולם, בשלבים האחרונים של המחלה אין התבטאות של נגיף וזה אומר כי התקופההלטנטית של הוירוס היא ארוכה מאוד. לכן לא ממש ניתן להגדירו כאיטי או מהיר.

. הוא מקודד לכמה חלבוניםPX הינו HTLVהגן האחראי ליצירת החלבונים הנגיפיים בוירוס ה-רגולטורים:

TAX חלבון ויראלי חיוני המתפקד כ - טרנסאקטיבטור. הוא יכול להשפיע על המוני גנים – ומאקטב את התרבות הנגיף. גן זה הכרחי להתרבות הנגיף.LTRאחרים ולכן הוא נקשר אל ה-

הוא יכול להתחבר אל פרומוטרים שונים של גנים שונים ולאקטב אותם או לעכב אותם..Tהאפקט הכולל שהוא יוצר הינו טרנספורמציה של תאי

REX-חלבון ויראלי חיוני אף הוא. נקשר אל ה – RNA .הנגיפי ומעביר אותו אל הציטופלסמה חלבונים נוספים.4ישנם עוד

22.5.08 - 8שיעור 35

Page 36: וירולוגיה מבוא

הנגיפי ומאקטב ולכן הוא חשוב להתרבות של הגנום הנגיפי. LTR מתחבר כאמור ל-TAXה- ומאקטב גם גניםtrans. הוא פועל ב-transהוא עושה את האקטיבציה הזו במנגנון של

.T או מעכב גנים המעכבים את הפרוליפרציה של תאי ה-Tהמפעילים פרוליפרציה של תאי כאשר הוא נקשר אל גנים מסויימים, הוא מעכב או מאקטב אותם. אבל, הוא אינו עושה זאת

, אלא הוא נקשר לחלבונים שונים על גבי הגנום ומאקטב אוDNAעל ידי קישור ישיר אל ה- מצדCPB הקשור אל הגנום מצד אחד ואל CREBמעכב אותם. הוא יכול להקשר אל חלבון ה-

הוא, לשפעול גנים שונים. אולם, על מנת לדכא את שפעול הגניםCREBאחר, ולאקטב את ה- פועל, וישp53. לכן, ה-E47 או ה-p53 אולם הוא פשוט לא נקשר אל ה-CPBקושר שוב פעם

עיכוב של שעתוק גנים. מדובר על אקטיבציה ודיכוי של המוני גנים: מאקטב יצירה שלIL2-ושל הרצפטור ל IL2זה מוביל לפרוליפרציה פוליקלונלית של .

נגועים. Tתאי מאקטבNF-kB החשוב לטרנספורמציה של תאי Tזהו פקטור טרנסקריפציה החשוב .

מתחבר לקינאזTAX. ה-IkB. הוא מעוכב ע"י אינהיביטור Tלפרוליפרציה של תאי הולך אל הגרעין וגורם לבלאגן. NF-kBהגורם לדגרדציה של האינהיביטור. לכן, ה-

ואת הרצפטורIL2 מאקטב את ה-TAX ואת כל החלבונים. ה-TAX, יוצר Tהנגיף מדביק תאי נקשר אלTAXשלו. הפרוליפרציה הראשונה הינה פולקלונלית. כי הנגיף מדביק כל תא. ה-

. זה נמשך שנים, עם השנים, הגוף נלחם בתאים הנושאיםNF-kBהאינהיביטור ומגביר את ה- את חלבוני הנגיף )ספייקס( וזוהי המחלה הכרונית ולאט לאט אנו נשארים עם תאים שלא

והתפרצות, בגללcrisis. ואז לאחר שנים יש TAXמכילים את חלבוני הנגיף אלא רק את י כבר התרבות מונוקלונלית. זוהי המחלה שפורצת והיא גורמת למוות. המוטציה נוספת וזו

אם כן על מנת לגרום לטומור מונוקלונלי צריכה להיות מוטציה בתא אחד, הגורמת לו להפוך . איננו יודעים את המוטציה הסופית שהופכת את הטומור)ATL )adult T lymphomaל-

למונוקלונלי.

22.5.08 - 8שיעור 36

Page 37: וירולוגיה מבוא

מסרטנים DNA וירוסי

להיות יכולים סרטן של להתפתחות לגרום ויכולים לתאים שנגרמים הגנטיים השינויים גנים משלהם שגורמים - שמגיעים עם וירוסים כתוצאה מגורמים חיצוניים שונים, ביניהם

מהגידולים הסרטניים שנגרמים בבני אדם יש מעורבות ויראלית. עם15-20%לשינוי סרטני. ב-הוירוסים יחיד אלא תורם להתפתחות של תהליך ממאיר. גורם אינו הוירוס לעולם זאת,

האונקוגניים יכולים לתרום לכל אחד מהשלבים בהתפתחות התהליך הממאיר. הוירוסים שימשו במידה רבה גם להתפתחות ההבנה שלנו בנוגע לסרטן - ניתן היה לזהות שגנים ויראליים בתאים גורמים לשינויים ספציפיים שרואים בתאים סרטניים, ולקשור בין הגןויראליים כדי לגרום לשינוי גנים קיים צורך בהשפעה של כמה לשינוי. במקרים מסויימים

פנוטיפי מסויים. הצורה שבה וירוסים גורמים לסרטן היא למשל מצב שבו אחד מהגנים של הוירוס הוא אונקוגן

לפרק שיכולים גנים שמכילים וירוסים או מודבק, בתא מתבטא אשר tumorפעיל, suppressors כמו p53במצבים אחרים הוירוס לא עושה שינוי סרטני של ממש אלא תורם .

לפונקציה מסויימת בתאים כמו השריית שגשוג או אי-מורטליזציה - והתא כתוצאה מכך עולההסיכוי למוטציה בתא כתוצאה מגורם אחר.

וירוסים כאשר סרטן, של ההתבטאות לבין הויראלית ההדבקה בין רב זמן עובר לרוב, )במקרים מסויימים( לעיתים ומדביקים נפוצים מאד שמשפיעים על התפתחות סרטן הם נוספות במוטציות צורך כמו - שמתרחשים נוספים תהליכים קיימים זאת, עם קרובות. ובמקביל פעילות של מערכת החיסון נגד התאים המותמרים - אשר גורמים לכך שלא כל

המודבקים יפתחו סרטן, ויעבור זמן רב בין ההדבקה לבין ההתבטאות. כיצד מגדירים שוירוס מסויים הוא סרטני? ראשית, צריכה להיות הוכחה אפידמיולוגית חזקה. לאחר מכן, יש צורך לזהות את הגנום של הוירוס או גנים ששייכים אליו בתוך תאי הגידול ולא בתאים בסביבה. לאחר מכן יש ליצור מודל ניסויי להוכחת הפעילות המתמירה של וירוסים - באמצעות תרביות תאים )אשר המערכת העדיפה ביותר היא זו שהוירוס מדביק באופן טבעי(,

או בחיות ניסוי - עכברים רגילים או טרנסגניים. וירוסים שגורמים לסרטן, ואחריה רשימה מצומצמת של במצגת קיימת רשימה רחבה של

ה- לקבוצת שייכים הללו הוירוסים רוב בלבד. אדם בבני לסרטן שגורמים ,DNAוירוסים )כמו ההרפס מקבוצת וירוסים ו- E B Vוביניהם HHV-8 נגיף והפפילומה(, . B הפטיטיס ,

human T cell leukemia יש שני וירוסים - האחד מקבוצת הרטרו-וירוסים - RNAמקבוצת ה-virus וכיום ידוע שגם הוירוס הפטיטיס ,C .גורם לסרטן

(:RNA לרטרו-וירוסים )DNAהבדלים בין וירוסי , בעוד , המאכסן הטבעי של הוירוס הוא לא התא שיפתח את הסרטן DNA וס בויר-

קיימת הוירוס יוצר סרטן בתאים שבהם הוא גדל. עם זאת, קיימים שניRNAשבוירוסי מנגנוני התרבות שונים בסרטן ובהדבקה רגילה - לא מבחינת הגנים שמתבטאים אלא

DNAמבחינת אופי ההכפלה - ביטוי גנים לצורך התרבות של התא נעשה באמצעות אפיזומאלי )יחידת גנום קטנה מחוץ לכרומוזומים( בעוד שעל מנת לבטא גנים של הוירוס במסגרת תהליך סרטני, הדבר מתבצע באמצעות אינטגרציה של הגנים הללו לגנום האנושי )לרוב יש מחיקה של רוב מקטעי הגנום הויראלי מלבד הגנים שתורמים

לסרטן(.שגורמים לשינויי הטרנספורמציה הם הגנים האונקוגניים- ,חלק מהגנום של הוירוס

זאת, והוא משתתף בהם לצרכים שלו במהלך הרפליקציה הפרודוקטיבית שלהם. בניגוד לרטרו-וירוסים, אשר רכשו את הגנים מהתא )ואז התרחשו מוטציות שהפכו אותם לאונקוגנים( - הוירוס לא זקוק לגנים הללו כלל. כיום, התכונה הזו אינה לחלוטין

נכונה.

וירוס הפפילומה זוהי קבוצה של וירוסים שיכולים לגרום לגידולים. הם נושאים קפסיד, אינם עטופים, ומכילים גנום מעגלי קטן. הוירוסים הללו מדביקים תאי אפיתל - אלה הם תאי המטרה של הוירוסים.

הנראה ככל לא100קיימים שונים, )גנוטיפים אדם בני שמדביקים פפילומה של זנים ב- ככאלה ששונים מוגדרים וירוסים חדשים ידוע אחר.50%סרוטיפים(. וירוס מגנום של

קיימת קבוצה של וירוסי פפילומה שמדביקה את האפיתל של העור - שונים לחלוטין מאלה שמדביקים את ריריות דרכי המין והנשימה. יש ביניהם וירוסים אונקוגניים או לא, והם גורמים

למחלות שונות.

22.5.08 - 8שיעור 37

Page 38: וירולוגיה מבוא

הוירוסים הללו יכולים לגרום לגידולים שהם לרוב שפירים - בעור הם גורמים ליבלות באזוריםוחלק קטן מהנגיפים קשור גם למחלות שיכולות להתפתח לסרטניות, למשל שונים בגוף,

epidermodysplasia veruciformisיצירה של נגע פרה-סרטני אשר בהשפעה של קופקטור - ( יכול להפוך לנגע סרטני. הוירוסים הללו נחקרים היום גם בהקשר שלUVנוסף )כמו קרינת

סרטן העור שאינו מלנומה. קבוצה מוכרת יותר של נגיפים הם אלה שמדביקים את הריריות, ובעיקר ריריות דרכי המין

- הראשונה היא low riskאשר מתחלקים לשתי קבוצות type ) HPV 6,11 ( גורמים אשר - אשר גורמת לדיספלסיות high risk type ( היא HPV 16,18לגידולים שפירים, וקבוצה שניה )

פרה-מליגניות ולאחר מכן לגידולים ממאירים. את הוירוסים ששייכים לקבוצה הראשונה ניתן למצוא גם כן בדיספלסיות אך הם לא מתקדמים מעבר לכך. ניתן לזהות ולאפיין את הנגעים

בצוואר הרחם באמצעות בדיקות ציטולוגיות. בכל מקרה, הוירוס אמנם יכולHPVהשונים של )צריכים להיות יחיד בו גורם יכול להוות לגרום להתקדמות של התהליך הממאיר אך לא

גורמים נוספים(.

דו גדילי, כאשר קיימת בו סדרה של גנים בשם DNA: הגנום הוא HPV הגנום של Eשהם early genes שמאפשרים את השכפול של הוירוס, ושני גנים מסוג - Lשמקודדים לקפסיד של

הוירוס של ,E5הוירוס. האונקוגנים של E6-ו E7מעורבים בהכשרת התא לתהליך של - אחראי לתחילתE1, ואחראים גם תהליך הטרנספורמטיבי. גנים נוספים - הגן DNAסינתזת

אחראי על הבקרה של הגנים הויראליים לפי רצפי הפרומוטור שלE2הרפליקציה של הוירוס, מהE4הוירוס, שלו ומיטוט התא שלד של קישור ע"י מהתא להשתחרר לוירוס מסייע

שמאפשר שחרור של הנגיף. לאחר כניסת הוירוס לתוך התאים )באמצעות פגיעה באפיתל או כניסה דרך מעטפת השערה בעור(, הוא מגיע לתאים הבזאליים של האפיתל הקשקשי. בתאים הללו, הוירוס יכול להישאריוצר אינטראקציה עם התאים שמאפשרת לו לשכפל את הגנום שלו והוא זמן רב, במשך

עותקי גנום( - מה שמאפשר לו להעביר את הגנום שלו לתאי50במספר קטן של עותקים )עד -maintenance DNA replicationהבת כשהתאים בהם הוא נמצא מתחלקים. זהו תהליך של

בשונה מהתרבות של ממש וייצור חלקיקי נגיף. ההתרבות של הוירוס שונה עם ההתמיינות שלסביבה יש בהם כי מתמיינים תאים של לסביבה זקוק הוירוס - הקשקשי האפיתל תאי שמאפשרת לו להשתכפל - והרפליקציה שלו תתחיל בתאים שמעל השכבה הבזאלית. בשלב

הויראלי - מה שצריך להעשות בתאים בדיפרנציאציה שאיןDNAהראשון יש רפליקציה של ה- , בעוד שלוירוס יש מעט אינפורמציה גנטית מכדי שיוכל להתרבותDNAבהם סינתזה של

שתפקידם להכשיר את התא לסנתזE7 או E6עצמאית. לכן, הוירוס מפעיל גנים ויראליים כמו DNA-למרות שהיא אמורה להיפסק בשלב זה. לאחר סינתזת ה DNAהויראלי באים לידי ביטוי

לקפסיד ושחרורDNAבשכבות העליונות חלבוני הקפסיד, ובשכבות אלה נעשה הקישור של ה-של הוירוס במסגרת תהליך ההשלה הטבעית של האפיתל.

22.5.08 - 8שיעור 38

Page 39: וירולוגיה מבוא

מסרטנים DNA וירוסי

H uman papilloma virus המשך - הגנים שלו. המעגלי מהגנום מתרבה הוא הוירוס של הפרודוקטיבית ההתרבות במהלך

שאחראי על רמת השעתוק,E2הויראליים המוקדמים נתונים תחת בקרה של חלבון בשם רק כדי להכשיר את התא לסינתזתE7 ו-E6ודואג שהיא תהיה ברמה נמוכה - קיים ביטוי של

DNAזאת באתר עושה הוא לא לגנום של התא, אינטגרציה עובר הוירוס . כשהגנום של ספציפי אלא באקראי. האינטגרציה גורמת לשבירה של הגנום הויראלי אשר מתרחשת לרוב

ו-E1באזור הגנים E2 וגורמת לשחרור הגנום ,E6-ו E7 מהבקרה של E2,לעיתים רחוקות . הוא לא כתוצאה מהאינטגרציה אלא מוטציה שגורמת לעליה בביטוי בגנים - ויופיעוE2איבוד

אשר שימשו מוקדם יותר לצורך התרבות פוריהE7 ו-E6כל הגנים של הוירוס. כך, החלבונים פועלים בצורה מוגברת, ומביאים להתמרה של התאים.DNAכדי להכניס את התא לסינתזת

האינטגרציה של הגנום גורמת גם להעלמות של חלק מהגנים הויראליים. הגנים הללו נחוצים גם כדי להחזיק את המצב הממאיר של התאים - השתקת הביטוי של החלבונים הללו בתאים

סרטניים תביא לביטול הפנוטיפ הסרטני. בתרביות, החלבונים האלה יכולים להביא להתמרה, ובקרטינוציטים - הביטוי המשותף שלהםולשנות אך ההתמיינות שלהם. פעילות החלבונים יכול לגרום לאי-מורטליזציה של התאים

הוא גןE5הודגמה גם בעכברים טרנסגניים בהם הם גורמים להיפרפלסיה ולעיתים לסרטן. נוסף שיש לו פעילות התמרה, אך הוא נמצא מתחת לנקודת האינטגרציה ולא נשאר בתאים -

חושבים שיש לו תפקיד עוד בשלב האפיזומלי. הם חלבונים קטנים ללא פעילות אנזימטית. הם עברו אבולוציה כך שרכשוE7 ו-E6החלבונים

- , הם נקשריםtumor suppressor genesיכולת לעבור אינטראקציה עם חלבונים תאיים אליהם ומשבשים את הפעילות שלהם, ובצורה כזו מביאים לדה-רגולציה של התהליכים של עיכוב גדילת התא. לכל אחד מהחלבונים הויראליים יש קבוצה של חלבונים תאיים שאותם

החלבון למשל, מעכבים. ל-E7הם נקשר tumor suppressor RBלפקטורי גם ובנוסף , מעכבE6, משפיע על המטבוליזם של פחמימות ועוד. החלבון cyclin-CDKשעתוק, מעכבי

)באמצעות פעילות משולבת עם חלבון תאי, ויחד הם מביאים ליוביקוויטינציה שלp53את p53 של ופירוק p53ותהליכי הגנום יציבות על בקרה תהליכי לשיבוש מביא ועיכובו ,)

כמו אפופטוזיס חלבוני הם נוספות מטרות כמו bakאפופטוזיס. חלבונים ,HDLGאשר על )אחראים התא לשלד תאים של ממברנות בין contactמקשרים inhibition.ועוד )

ו-E6הפעילויות החשובות להתמרה נראות רק בחלבוני E7" של הוירוסים מסוג high risk" יש אפיניות נמוכה משמעותית(. "low risk")ב- p53-ו RBהם מטרה של וירוסים גורמי סרטן

של נוספת פעילות חשובה אקטיבציית שעתוק שלE6נוספים. היא הסרטנית בהתמרה telomerase .ובנוסף לכך יש לו פעילויות רבות נוספות .

הוא קישור לרצפטורים של פקטורי גדילה, וכתוצאה מכך הרצפטורים נותריםE5התפקיד של בנוסף, התא. לתוך סיגנל ומעבירים הממברנה על זמן פעילותE5לאורך את מבטל

האנדוזום, בו מפורקים הרצפטורים במצב נורמלי - החלבון מונע את העליה בחומציות שלהאנדוזום וכתוצאה מכך מונע את הפירוק.

מסוג HPVההדבקה ב- "high risk"מביאה לשינויים פרה-מליגניים בתאים, אשר מערכת החיסון יכולה להתמודד איתם במקרים רבים. על מנת להתקדם לנגע ממאיר ויצירת סרטן

של פעילותם ו-E6פולשני, E7גנטיים - נוספים בשינויים צורך ויש מספיקה לא לבדם ואפיגנטיים - שנגרמים ע"י קופקטורים אחרים )עישון, אימונוסופרסיה, יתכן הדבקה בזיהומים

נוספים וכו'(. העיקריים( -low risk ושני זני ה-high riskכיום קיים חיסון נגד נגיפי הפפילומה )נגד שני זני ה-

החיסון מורכב מחלבוני הקפסיד של הוירוס אשר בונים צורות שנראות כמו קפסידים שלמים )viral like particles .ואיתם מחסנים נשים צעירות לפני תחילת הפעילות המינית ,)

Epstein-Barr Virus ) EBV ( - סרטניות מחלות של סוגים בכמה מעורב אשר ההרפס ממשפחת נגיף Burkittזהו

Lymphoma, nasopharyngeal carcinoma לימפומות של תאי ,Bבמותשים חיסונית ומקרים . Hodgkin Lymphomaמסויימים של

Burkitt Lymphoma זהו סרטן בתאי :Bשהתגלה באפריקה, שם הוא נפוץ בילדים, ומתפתח ההדבקה בין רב זמן עובר בהם אחרים לסרטנים )בניגוד יחסית מוקדמים בגילאים

22.5.08 - 8שיעור 39

Page 40: וירולוגיה מבוא

,EBVלהתפתחות הסרטן(, כאשר ניתן לזהות בתאים הסרטניים כמות גדולה של עותקים של . EBNA1ואנטיגנים שמזוהים עם הוירוס כמו החלבון

ה- בצורהEBVוירוס יכול להתרבות בהם הוא - דרכים בכמה להדביק את התאים יכול EBV nuclearנורמלית ליצירה של חלקיקי נגיף חדשים; או לבטא סט שונה של גנים ויראליים )

antigens כמו ,LMP1לתאים אותם והופכים התאים של לאימורטליזציה שגורמים ) לימפובלסטואידים אשר מתחלקים מבלי למות. מאחר שהתא המודבק הוא מטרה לתאיםנותר בתאים מעטים בצורה הוירוס ויראליים, ציטוטוקסיים מאחר שהוא מבטא אנטיגנים

אשר מאפשר התרבות אפיזומלית שקטה שלEBNA1לטנטית, כשהוא מבטא את החלבון הגנום הויראלי, ובמצב של דיכוי חיסוני יכולה להתקיים רה-אקטיבציה של הנגיף.

קיימת לא רק באפריקה אלא גם באזורים אחרים בעולם, כאשר רקburkitt lymphomaכיום, ל-15% )בניגוד הוירוס את מכילים הללו מהגידולים באפריקה(.98% הללו מהגידולים

- אשר מכיל את הפרוטואונקוגן 8המשותף לכל הגידולים הוא טרנסלוקציה ביו כרומוזום c-myc( לבין כרומוזומים שמבטאים את הגנים לאימונוגלובולינים - (. הטרנסלוקציה2, 22, 14

לכרומוזומים האחרים או להיפך - בכל8יכולה להיות כתוצאה ממעבר של המקטע מכרומוזום שלא בסביבה הטבעית שלו, וכתוצאה מכך לדה-רגולציהc-mycמקרה היא גורמת לביטוי של

והתמרה סרטנית של התא. כמובן, שמלבד הטרנסלוקציה יכולים להתרחשc-mycשל ביטוי בתאים שינויים נוספים, אך הטרנסלוקציה היא זו שמגדירה את ההתמרה הסרטנית בסופו של

דבר.- הדבקה בפרזיט מעלה את מספר המקריםEBVנמצא קשר בין הפרזיט של מלריה לבין

מתפתח ללימפומה כתוצאה מהשפעה מולטי-פקטוריאלית של שני הגורמיםEBVשבהם מודבקים ב-Bהאלה. במצב נורמלי, קיים דיכוי של התרבות תאי EBVבאמצעות מערכת

להתרבות שמאפשרת חיסונית לתשישות גורמת במלריה שההדבקה משערים, החיסון. ובסופו של דבר טרנסלוקציה אקראית.Bמשמעותית של תאי

כך למעשה, סבורים שהוירוס לא גורם בעצמו להתמרה הסרטנית אלא יוצר תנאים שמעליםהגברת באמצעות או - הפרוליפרציה הגברת באמצעות להתרחשותה הסיכוי את באמצעות או טרנסלוקציה, של אקראית להתרחשות בסיכוי ועליה הפרוליפרציה אימורטליזציה של תאים שעברו טרנסלוקציה, וללא הוירוס היו מתים. כך או כך, הוא קופקטור של התפתחות הסרטן ואינו תורם ישיר. ישנם חוקרים, שמאמינים שלוירוס יש גם תפקיד ישיר בהתמרה הסרטנית - הוא תורם בחלבונים שהוא מייצר לשינוי הפנוטיפי של התא הסרטני.

-LMP1המחקר מתבצע על החלבונים שהוירוס מבטא כשהוא הופך את התא לסרטני, למשל אשר בניסויים הראו שהתבטאות יתר שלו בעכברים טרנסגניים יכולה לגרום לגידולים )תפקיד

ל- לרצפטור קונסטיטוטיבי שגורם רצפטור להוות הוא , אשר מפעיל מסלוליTNFהחלבון - למשל חלבונים גנים שתורמים להישרדות של התא סיגנל שמביאים להפעלת העברת

שיש להם חשיבות בסיגנלי הישרדות בתאים(.NFBאנטי-אפופטוטיים או פקטורים כמו

Nasopharyngeal carcinomaזהו גידול אנדמי. הגנום של הוירוס מופיע בתוך תאי הגידולים : האלה )כך ניתן לדעת שהוא קשור אליהם( והוא מאופיין בכך שהוא לא ממויין, מבטא את

EBNA1 ולעיתים את LMP1ולא מופיעה טרנסלוקציה - השינוי שגרם להתמרה של התאים , אינו ידוע. קיימים קופקטורים להופעת הגידול - אכילה של מזון מעושן, נוכחות גבוהה של

מולקולות של מסויימים הפלוטיפים קרצינוגן(, של )סוג הגנוםHLAניטרוזאמינות ועוד. מדובר להניח שלא שניתן כך - מונוקלונאלית בצורה הגידול בתאי לרוב מופיע הויראלי

. IgAבהדבקה של תאי הגידול ולא התפתחותו. בדם החולים מופיעים נוגדנים לנגיף מסוג

תאי חיסונית, מדוכאים תאיםBבחולים לקבלת רה-אקטיבציה לעבור יכולים מודבקים יכולה טיפול, ללא לימפו-פרוליפרטיבית. להפרעה וגורמים שמתרבים לימפובלסטואידיים יעבור התמרה מסויים יותר תא )מאוחר ראשון בשלב פוליקלונאלית לימפומה להתפתח

ממאירה וישתלט על תאי הגידול לקבלת לימפומה מונוקלונאלית(.

B הפטיטיס , שבהם הנגיף נשאר בכבד, קיים סיכון כלשהוBבמצבים של הדבקה כרונית בהפטיטיס

אפידמיולוגיים, מחקרים על מבוסס בנגיף להדבקה סרטן בין הקשר סרטן. בהתפתחות 85%העובדה שהאזורים בכבד בהם מתפתח סרטן הם אזורי ההדבקה, והימצאות הוירוס ב-

בכבד פרימארי סרטן של התפתחות להשרות ניתן מסויימים במכרסמים מהגידולים. צורך ויש מה, זמן עובר הגידול התפתחות לבין ההדבקה בין בנגיף. הדבקה באמצעות

22.5.08 - 8שיעור 40

Page 41: וירולוגיה מבוא

(, אלכוהוליזם וכו'. ממחקרים על תרביות תאים ועכבריםaflatoxin B1בקו-קרצינוגנים )למשל פרה-מליגניים נגעים מתפתחים הראשון שבשלב נראה בוירוס, שמודבקים טרנסגניים

שמתקדמים מאוחר יותר לסרטן. הוא וירוס קטן למדי, שמכיל גנים לפולימרז, חלבוני רפליקציה, קפסיד, חלבוניBהפטיטיס

הוא התרומה הקרצינוגית של הוירוס -x-protein. ה-x-proteinמעטפת וחלבון נוסף בשם תפקידו הוא לבקר את שעתוק הוירוס )טרנס-אקטיבציה של גנים(, והוא יכול לבצע פעולות דומות על גנים תאיים ולגרום לפרוליפרציה של התאים. הפעילות הזו מתבצעת לא ע"י קישור ספציפי אלא אינטראקציה עם פקטורי שעתוק. החלבון מבצע כמה תפקידים נוספים - עליה בפעילות של קינאזות, זרחון יתר של חלבונים במסלולי העברת סיגנל, מניעת פעילות של פרוטאזות )שהורסות את החלבונים הללו( ועוד תהליכים שיכולים לגרום לאקטיבציה של גניםעובר ולעיתים חלקו מופיע בתאים הסרטניים, לא תמיד לפרוליפרציה. החלבון שגורמים כמו נוספים שנחקרים, מנגנונים קיימים הויראלי. הגנום מחיקה במהלך האינטגרציה של ויראלי חזק בקרבה לפרוטואונקוגן כניסת פרומוטר - בעיות שנובעות מהאינסרציה עצמה

שמונעת את שעתוקtumor suppressor)שמגבירה את הביטוי(, או כניסה בתוך הרצף של הגן.

גישה נוספת אומרת שעצם הדלקת הכרונית שהוירוס גורם לה מביאה להרס של תאי כבד, והרגנרציה שלהם מתבצעת בסביבה דלקתית שמכילה נוגדי חמצון וחומרים מזיקים אחרים. כתוצאה מכך עולה הסיכוי להתמרה סרטנית של התאים המתרבים. התומכים בתאוריה זו

אשר גורם לדלקת כרונית ולהתפתחות סרטן )אם כיCמביאים כדוגמא גם את הפטיטיס הוכיחו שיש לו גנים שמעכבים אפופטוזיס(.

K aposi's sarcoma virus . המחלה אינה לטאלית,spindle cellsזוהי מחלת אנדותל אשר במסגרתה הוירוס מופיע בתוך

היא גורמת ליתר פרוליפרציה ובמצבים מתקדמים מתנהגת כמחלה סרטנית ויכולה להביא למוות. קיימים כמה סוגים של המחלה - ספורדית )לרוב באגן הים התיכון(, אנדמית )באזורים מסויימים באפריקה(, יאטרוגנית )במצבים של דיכוי חיסוני למשל לאחר השתלות(, ואפידמית

)בחולי איידס(. של משפחת ההרפס אשר מופיע במחלות, מקבוצה HHV8הוירוס שגורם למחלה הוא

כמו נוספות bodyסרטניות cavity lymphoma-ו Castleman's Diseaseמחלה( לימפו-פרוליפרטיבית לא-סרטנית(. הוירוס אינו שכיח, וניתן להוכיח את הקשר שלו לסרקומה:

אך לא בסרטנים אחרים; נוגדנים נגד הוירוסKaposi sarcomeהוא מופיע בכל הצורות של יותר בקבוצות סיכון של Kaposiנפוצים Sarcomaגנים שלו הוכחו וכמה לפני ההתמרה;

כבעלי פוטנציאל מתמיר )אם כי כיום אין עדיין מודל של בע"ח להוכחת מעורבות הוירוסבהתפתחות המחלה(.

DN - זוהה רצף K aposi's sarcomaהוירוס זוהה במחקרים שעסקו בניתוח הגנום של חולים ב-A שלא קיים בתאים נורמליים, וניתוחו גילה הומולוגיה לרצף הידוע של וירוס בשם herpes

virus saimiriהתגלה, שלוירוס יש מספר חלבונים שמחקים חלבונים אנושיים )מכונים כמו . האות עם האנושי למשל vהחלבון בהתחלה, vCyclinחלבונים שקשורים השאר בין - )

לפרוליפרציה של התא; חלבונים שמחקים חלבונים של מערכת החיסון )למשל ציטוקינים( ובצורה כזו משבשים את פעולתה; חלבונים שמעודדים אנגיוגנזיס או מונעים אפופטוזיס. כך, לוירוס יש פעילויות רבות באמצעותן הוא יכול לתרום להתמרה הסרטנית של התאים, אולם אחת הבעיות עם הוכחת הקשר בינו לבין המחלה היא שאין ביטוי של החלבונים הללו בתאים

הסרטניים.

22.5.08 - 8שיעור 41

Page 42: וירולוגיה מבוא

HIV - Human Immunodeficiency Virus

,Lentiviruses שייך למשפחת ה-HIVעל סמך הרצף, מבנה הגנום והתהליך הפתוגנטי שלו, שפוגעות איטיות למחלות גורמת אשר הרטרו-וירוסים, קבוצת של משפחה תת שהיא

ובתאי ואפקטים ציטופתיים בתאים. המורפולוגיהTבמאקרופאגים ומביאות לכשל חיסוני )צורה צילינדרית( אשר אופיינית למשפחה אליה הואD-typeהמיקרוסקופית של הוירוס הוא

שייך )ההבדלים בין תתי הקבוצות המורפולוגיות הן בסימטריה של הקפסיד ובצורה בה הואבנוי(.

- HIV: קיימים למעשה שני סוגים של מקור הוירוס HIV1-ו HIV2-אשר הומולוגיים ב - 40% לבין סוג מסויים של נגיף מהמשפחה שתוקףHIV2מהרצף שלהם, וקיימת הומולוגיה של

- ה-HIVקופים. מניחים, שנגיפי התפתחו מהנגיפים הקופיים באמצעות מוטציות reverse transcriptase )RT(-מוטציות5 של הוירוסים הללו מכניס הרבה טעויות במהלך השכפול )כ

. HIV2 שנים על מנת להפוך נגיף קופי לנגיף אנושי כמו 12-15בהכפלה(, והוערך שיש צורך ב- אשר בין הרצפים שלהם cladesבכל אחד מסוגי הנגיפים האנושיים קיימים תתי זנים בשם

קיימיםclade ומופיעים אזורים מאפיינים מסויימים, ובתוך כל 20-30%קיימים הבדלים של כ- הבדלים נוספים - עד כדי כך שבאותו החולה יכולים להופיע מספר זנים יחד. בנוסף, קיימות

, אך הן קבוצות קטנות ונדירות יחסית. O ו-N תתי קבוצות בשם HIV1ב-

וירוס ה-מבנה זהות שלHIV: המבנה של בנוי משתי מולקולות הוא של רטרו-וירוס. הוא )למשל פוליאדנילציה( אך הן לאmRNA, שיש להן מאפיינים של RNAחומצות גרעין מסוג

נמצאיםRNA בלבד לתאים לא תביא להדבקה(. יחד עם ה-RNAאינפקטיביות )הכנסה של ה-,RTבקפסיד מספר אנזימים ויראליים, החשובים ביניהם הם integrase-ו proteaseאשר(

נמצאים בנוסף, הראשונית(. הרפליקציה לצורך להם זקוק הוירוס כי בחלקיקים נארזים ( נוספים חלבונים כמה accessoryבקפסיד proteinsשל שכבות בשתי עטוף הקפסיד .)

, והחיצונית קרובה יותר למעטפת הנגיף ומורכבתp24חלבונים - הפנימית מורכבת מהחלבון p17 )matrixמ- protein(גליקופרוטאינים סוגים של שני . במעטפת החלבונים משובצים

הוא gp120ויראליים - surface protein-של הממברנה, ו gp41הוא טרנסממברנלי - להם תפקיד בקישור לרצפטורים בתא ובתהליך האיחוי של הוירוס עם ממברנת התא. החלבונים מסודרים על הממברנה בשלשות, ומכילים קבוצות סוכריות רבות אשר מפריעות להכרה של

ע"י נוגדנים )חלבוני gpחלבוני gp,מכילים אפיטופים שונים שמוערים ע"י מערכת החיסון וההבדלים בין הנגיפים מתמקדים בין השאר באפיטופים הללו(. הממברנה הויראלית לקוחה

ואנטיגנים. MHCמממברנת התא, ומכילה מרכיבים של ממברנות אנושיות כמו מולקולות

לקבלתRT: לאחר הכניסה לציטופלסמה של התא, הוירוס עובר העתקה ע"י הגנום הויראלי הזה, הוא משכפל בכמה עותקים רצפים שנמצאיםDNA. מלבד ה-dsDNAפרו-וירוס שהוא

לקבלת רצפים בשם DNAבשני הקצוות של ה- LTR )long terminal repeats(שביניהם נמצא הגנום הויראלי ואשר מאפשרים לו ליצור צורה מעגלית לפני הכניסה לגנום התאי. הגנום

( מורכב משלושה חלקים עיקריים:lentivirusעצמו )של כל הוירוסים ממשפחת -gag )group specific(-אשר מקודד לקפסיד ולשני חלבונים שתפקידם לקשור את ה

RNA.-pol ,אשר מקודד לאנזימים הויראליים - פולימרז RT, integrase-ו protease .-env אשר מקודד לחלבוני המעטפת gp120-ו gp41 .

( - חלקם מבצעיםaccessory genesבנוסף לשלושת היחידות העיקריות, קיימים גנים קטנים )לו גורם שהוירוס הפתוגני לתהליך חשובים ואחרים הנגיף של הרפליקציה על רגולציה במאכסן )משנים את התא המאכסן על מנת לייעל את התבטאות הוירוס(. בנוסף, קיימים חלבונים שתפקידם לייעל את הרפליקציה והם חשובים בהתמודדות הנגיף עם מנגנוני החיסון

דומה לחלוטין, אך מכיל חלבון עזר בשם HIV2של התאים. הגנום של vpx במקום vpu-ב HIV1 .לשני החלבונים פעילות דומה .

שמתורגם לפולי-פרוטאיניםmRNAלאחר הרפליקציה של הוירוס הוא משועתק למולקולות נוצר פרקורסורgagאשר עוברים מאוחר יותר ביקוע לקבלת החלבונים הסופיים. כך למשל, מ-

ושני חלבוניםp17, p24 אשר עובר ביקוע ע"י פרוטאז הויראלי ליצירת החלבונים 55kDבגודל שנחתך גם הוא160kD. האנזימים הויראליים נוצרים מפרקורסור בגודל p7 ו-p6קטנים בשם

ER אשר עובר ביקוע ב-gp160ע"י פרוטאז הויראלי, וחלבוני המעטפת נוצרים מהפרקורסור ללא עצמאי באופן ותרגום שעתוק עוברים העזר חלבוני תאיים. אנזימים ע"י ובגולג'י

22.5.08 - 8שיעור 42

Page 43: וירולוגיה מבוא

ונגד הפרקורסורים מנסים לאתר בבדיקת הויראליים נגד החלבונים נוגדנים פרקורסורים. western blot .שמטרתה לבחון האם אדם מסויים נדבק בוירוס

חלבוני העזר nef הכרחיים לתהליך הרפליקציה; tat ו-revקיימים מספר חלבוני עזר במידת נחיצות שונה.

vif, vpr, vpuאינו הכרחי אך הוא מייעל משמעותית את השעתוק ומסייע להישרדות הוירוס; ו-מייעלים את הרפליקציה. למשל - vpxו- vif ;מגביר את ייצור החלקיקים האינפקטיביים vpr

חשוב לשחרור הוירוס מממברנת התא. vpu הויראלי לגרעין, ו-DNAעוזר להחדיר את ה-tatהרפליקציה של הוירוס כשהוא נכנס לגנום התאי מתבצעת באמצעות אנזימים תאיים, אך :

ויראליים. שעתוק ה- יותר קיימת מעורבות גם של אנזימים לייצורDNAבשלבים מאוחרים של ה-LTRחלבוני הקפסיד מתבצע החל ב- )שמכיל את הפרומוטר של הוירוס ורצפים'5

לקישור פקטורים רגולטוריים - אנהנסרים שמאפשרים קישור פקטורים תאיים שמשפיעים על שמכיל את הגנום הוירלי כולו. אולם, עם תחילת השעתוקRNAשעתוק הוירוס( ואמור להיווצר

RNA polymerase II אשר מפריע לפעילות של stem&loop מבנה מרחבי של RNAנוצר ב-מולקולות ומתקבלות נפסק השעתוק של RNAהתאי, תפקידו קצרות. tatלהיקשר הוא

,cyclin T על המבנה, לקשור פקטורים תאיים נוספים )tarלרצפים בשם CDK9ועוד( אשר ומאפשרים לפולימרז להתגבר על החסימהII-טרמינלי של פולימרז Cמזרחנים את הקצה ה-

את מידת השעתוק של הוירוס, והכרחי1,000המרחבית ולהמשיך לשעתק. החלבון מעלה פי לקבלת חלבונים שלמים. בנוסף, הוא ממלא תפקידים נוספים במאכסן - משפיע על מסלולי העברת סיגנל בתא, מוריד את רמות הביטוי של חלבונים שחשובים לתפקוד האימוני שלו,

ובקידום תהליכי יצירת נגעים. Kaposi sarcomaובעלת תפקיד נוירוטוקסי, באקטיבציה של revזהו חלבון חיוני ברפליקציה של הנגיף שמשחק תפקיד במעבר בין השלב המוקדם של :

הרפליקציה לבין השלב המאוחר בה. בגרעין מתרחש תהליך של ספלייסינג של ה-RNA הויראלי השלם: בשלב הראשון נוצר mRNA( ארוך 9KBשממנו מתורגמים )

( הויראליים כ-gag(, חלבוני polהאנזימים גם והוא משמש ,RNAהויראלי שנארז נוסף בגודל mRNAבקפסיד, ומלבדו נוצר בתהליך ספלייסינג 4KBאשר מכיל את

נוספות קטנותmRNA. מעבר להם, נוצרות בתהליכי ספלייסינג מולקולות envאזור )עבור החלבונים ,revיותר tat-ו nefומאחר שאין הפרעה לתהליכי הספלייסינג ,)

הבוגר שיוצר מהגרעין בשלבים הראשונים לאחר האינטגרציהmRNAבגרעין, רוב ה-נכנסrevשל הגנום הויראלי בגנום התאי הם חלבונים קטנים. לאחר שהוא נוצר,

ארוכים יותר עבור חלבונים נוספים - הוא נקשר לרצףmRNAלגרעין ומעודד יצירת mRNA( ומביא להוצאת ה-env )באזור rev regulatory element בשם RNAעל ה-

המשקל שיווי מוטה כזו, בצורה הספלייסינג. תהליך השלמת לפני לציטופלסמה ליצירת חלבונים מבניים ולא רק חלבונים קטנים.

nefותורם זה אינו הכרחי, אך הוא מייעל משמעותית את הרפליקציה של הוירוס : חלבון זרחון ליכולות שלו להתמודד עם מערכת החיסון. החלבון קשור לממברנה התאית, עובר

ומבצע מספר פעולות: . זהו החלבון בתא אליו נקשר הוירוס בכניסה לתאים.CD4הוא מוריד את פעילות -

כשהוירוס מנסה לצאת מהתא, אם הוא מכיל את הגליקופרוטאינים איתם הוא נקשר מבצע את התפקידnefבכניסה, הוא יקשר לחלבון ולא יוכל לצאת מהתא. מלבד

של הוירוס. co-receptorהזה חלבון נוסף. בנוסף, הוא פוגע ב- על מנת שהתאיםMHC class 1 לביטוי של מולקולות down regulationהוא עושה -

לא יוכרו ע"י מערכת החיסון. - - מפעיל חלבונים תאיים שמסייעים לרפליקציה שלnefפעילות ברמת השעתוק

הוירוס. במאקרופאגים מודבקים הוא מביא להפעלה של חלבון תאי שמעודד משיכהאותם. גם להדביק יוכל שהוירוס מנת על המאקרופאגים אל לימפוציטים של

ש- מיכולתnefבוירוסים כתוצאה איטית היתה המחלה התפתחות בהם, פגוע היתה הראשונות החיסוניות הגישות אחת )למעשה, הוירוס של נמוכה פתוגנית

להשתמש בוירוס מוחלש בצורה כזו(.

ניתן לראות פירוט נוסף על חלבוני העזר של הוירוס. 17בשקף

תהליך ההדבקה של הוירוס : כבר בשלב מוקדם במחקר בנוגע לוירוס זוהה שהרצפטור העיקרי לכניסתו לתאיםרצפטורים

-CD4, אך הבחינו גם שההדבקה מוגבלת לסוגי תאים מסויימים גם מעבר לנוכחות CD4הוא

22.5.08 - 8שיעור 43

Page 44: וירולוגיה מבוא

קיום החלבון על תאים מסוגים אחרים )למשל פיברובלסטים( לא אפשר הדבקה. בצורה כזו התגלה הקו-רצפטור לקישור הוירוס - מולקולות שמשמשות לקישור של כמוקינים ויש צורך

לצורך כניסה לתאים. קיימים שני סוגי רצפטוריםCD4בקישור הוירוס אליהן מלבד קישורו ל- - לכמוקינים שיכולים לשמש כקו-רצפטורים - במאקרופאגים רצפטור לכמוקינים מקבוצה

CCR5 מכונים הזה לרצפטור להיקשר שיכולים )הוירוסים R5-ה ובתאי ,)Tרצפטור יש ,dual trophic(. בנוסף, קיימים וירוסים שהם X4 )הוירוסים הם - CXCR4לכמוקינים מסוג

לא בתרביתT בתרבית )תאי Tאשר יכולים להיקשר לשני סוגי התאים - מאקרופאגים ותאי גם את כך שוירוסים מסוג CCR5מכילים בכל מקרה ,R5סוגי יכולים להדביק את שני

התאים(. - למשל: טיפול בתרביות תאים גילוי הקו-רצפטורים הצליח לתת תשובות לכמה תצפיות בכמוקינים מנע את הדבקתם ע"י הוירוס )זוהי אחת הגישות לפיתוח תרופה(, ומצבי חסינות

בפני הוירוס כתוצאה ממוטציות ברצפטורים הללו.ההדבקה בשלבי בעיקר הוירוס של חשוב מטרה תא הוא המאקרופאג עקרוני, באופן

. זמן מחצית החיים שלTהראשוניים, בעוד שהתא העיקרי שמייצר חלקיקי נגיף הוא תא ה- מהנגיפים בדם מוחלפים מדי יממה )מאחר שקצב הייצור90% שעות, וכ-5-6הוירוס בדם הוא

ולהישאר בהם בצורה רדומה אם התא הופך לתאTוהפירוק גבוה(. הוירוס יכול להדבק תאי זיכרון )במקום לעבור אקטיבציה(, וגם במאקרופאגים משך החיים שלו ארוך יחסית.

נקשר ל-gp120: לאחר הגעת הוירוס לתא, תהליך החדירה של הוירוס CD4מה שמביא , לחשיפה של אזור הקישור לקו-רצפטור. לאחר הקישור הזה, המקטע הטרנסממברנלי של

gp41מתקרב לממברנה של התא, ועם הקישור הממברנות מתאחות. לאחר האיחוי הקפסיד עם בקשר עדיין בציטופלסמה, בתוכו. שנמצאים האנזימים עם יחד לציטופלסמה נכנס

ה- נעשה תהליך והחלבונים שבתוכו, reverseהקפסיד transcription לקבלת dsDNAעם )אשר מצוי בקפסיד( וחלבון המטריקס הויראליvpr ארוכים בקצוות. חלבון העזר LTRחלקי

מסייע להכניס את ה-integrase והחלבונים להיכנס לגרעין, שם DNAמסייעים לקומפקלס ה-dsDNA .לתוך הגנום התאי

נייחיםT. בתאי II פולימרז RNAלאחר שנכנס לגנום התאי, הגנום הויראלי עובר שעתוק ע"י Tאין שעתוק מאחר שלא קיימים בתא פקטורים שנחוצים לכך, אך עם אקטיבציה של תאי

אשר מאפשרים שעתוק של הגנום.NFBנוצרים בצורה נורמלית פקטורים הכרחיים כמו אשר עוברות ספלייסינג ומאפשרות סינתזה שלRNAבשלב הראשון נוצרות מעט מולקולות

tat אשר עם חזרתו לגרעין מייעל את תהליך השעתוק. בשלב הבא, נוצרים הרבה ,mRNA הוא חוזר לגרעין ומאפשר שעתוקrevשעוברים ספלייסינג לקבלת חלבוני העזר, ועם יצירת

ארוך יותר ליצירת חלבוני המבנה. בסוף התהליך, נוצר מצב שבו בציטופלסמהmRNAשל שעובריםgp נוצרים חלבוני ER ארוך שיכול להיכנס לקפסיד, וב-RNAקיימים חלבוני מבנה,

וחלקיקי שיבוץ בממברנת התא. באזור הזה של הממברנה מתבצע תהליך האנקפסידציה הנגיף משוחררים מהתא כחלקיקים בלתי בשלים, אשר מכילים עדיין פוליפרוטאין של חלבוני

pol ו-gagהקפסיד. בתוך החלקיק הויראלי פועל פרוטאז, אשר מבקע את הפוליפרוטאין של ויוצר את החלקיק הבוגר.

פתוגנזהHIV( גורם למחלת האיידס Acquired immune deficiency syndromeשמאופיינת בקריסה ,)

-THשל מערכת החיסון - התאית וההומורלית. תא המטרה העיקרי של הוירוס הוא כאמור אשר משחק תפקיד מרכזי בהפעלה ובבקרה של מערכת החיסון על שתי זרועותיה, ובעל תפקיד אפקטורי בהפעלת תגובה נגד מיקרואורגניזמים תוך-תאיים באמצעות ייצור ציטוקינים.

: גיוס מאקרופאגים ופאגוציטיםdelayed type hyper sensitivityהתאים הללו אחראים גם ל-במצבי דלקת. כך, הוירוס גורם לכשל חיסוני נרכש חמור ביותר.

ויראלי בתאים הוא בעל אפקט ציטוטוקסי. עםהרס התאים : ראשית, עצם הימצאות גנום נושאים מולקולות gpתחילת ביטוי חלבוני CD4, הם נקשרים לתאים לא מודבקים אשר

- מה שגורם להרס שלהם. תאי אחרים נהרסיםTומביאים ליצירת סינסיציות של תאים במסגרת התגובה האימונית של הגוף נגד הוירוס בשלבים הראשונים של ההדבקה, ונוספים

מקישור כתוצאה אפופטוזיס ל-gp120עוברים CD4פעילים לא הופכים אחרים תאים . כתוצאה מפגיעה בפעילות הביולוגית שלהם - הפרשת ציטוקינים נפגעת כתוצאה מנוכחות

. anergyהוירוס, והתאים נכנסים למצב של , אך הם לא מבטאים אותו בכמות גדולה על הממברנה.CD4במאקרופאגים נושאים גם הם

התאים הללו הוירוס מתרבה בצורה שונה - הוא נוצר בתוך וסיקולות ונשמר בהן, ולא גורם

22.5.08 - 8שיעור 44

Page 45: וירולוגיה מבוא

להרס משמעותי של המאקרופאגים. המאקרופאגים הם התאים הראשונים שיוצרים מגע עם הוירוס )מאחר שהם נמצאים בעור ובריריות(, וניידותם מאפשרת העברה של הוירוס לאזורים

שונים בגוף. : מרבית הסימפטומים של המחלה לא נגרמים ישירות ע"י ההדבקה אלא באופןפגיעה במוח

שניוני לה כתוצאה מהירידה בפעילות מערכת החיסון שפוגעת ביכולת להתמודד עם גורמים אופורטוניסטים. עם זאת, קיים אפקט אחד שהוירוס גורם לו ישירות - פגיעה במוח והתפתחות שטיון כתוצאה מהדבקה של תאי מיקרוגליה ופגיעה בנוירונים. הוירוס שמגיע למוח חודר את

ומגיע תאי המיקרוגליה, בהם הוא משרה שחרור של חלבוניםBBBתאי האנדותל של ה- ( או חלבונים של תאי המיקרוגליה עצמים.tatנוירוטוקסיים שנוצרים ע"י הוירוס עצמו )למשל

החומרים הללו פוגעים בנוירונים וגורמים לסימפטומים המוחיים.

: ניתן לחלק את המחלה לשלושה שלבים - השלב הראשוני שבושלבי המחלה ותגובה חיסונית 12 שבועות(, השלב הלטנטי של המחלה )עד 4-8הוירוס נכנס ומתחילה תגובה חיסונית נגדו )

שנים(, ובסופו של דבר מחלה פעילה שמלווה בקריסה של מערכת החיסון ו-וירמייה )הוירוס נוכח בדם גם בשלב ההדבקה הראשוני של המחלה(. במהלך המחלה קיימת ירידה הדרגתית

, ובמקביל מתעוררת כאמור תגובה חיסונית נגד הוירוס - נוצרים נוגדנים נגדTבכמות תאי חלבוני המעטפת )נוגדנים מנטרלים( וחלבוני הקפסיד )נוגדנים לא מנטרלים( אשר קיימותנוצרת יורדים בשלב המחלה הפעילה. בנוסף, ברמות קבועות לאורך המחלה, אם כי הם

נגד תאים מודבקים בוירוס - אשר בניגוד לנוגדנים יש להCTLתגובה ציטוטוקסית של תאי יכולת להאט את התקדמות המחלה.

ההדבקה בנגיף היא באמצעות העברה ישירה דרך הדם )עירוי, הזרקה(, מגע מיני,- העברה מהאם לילוד ברחם, בלידה או בהנקה. בשלב הראשון של המחלה, לאחר

מדם מתחילים לייצר חלקיקי נגיף, אך לאחרTכניסה הוירוס לזרם הדם, תאי ה- המודבקים התאים רוב את להרוס מצליחה החיסון מערכת שבועות כמה

, לאחר מכן עליה לתיקון הערךCD4שמסתובבים בדם. קיימת ירידה חדה ברמות לגרום או א-סימפטומטי, להיות יכול הזה השלב הדרגתית. ירידה ומשם

(.flu-likeלסימפטומים של מחלת חום )ה-- רמת )זוהי בדם הוירוס ברמות ירידה קיימת המחלה של הלטנטי בשלב

equilibrium אשר מנבאת את התקדמות המחלה(, תאי ,Tמודבקים שוכנים בעיקר בקשריות הלימפה, בין הזרועות של התאים הדנדריטיים שבקשרית - שם הם פחות חשופים לתגובה חיסונית נגדם. בשלב הזה אין סימפטומים כלל, מלבד סימנים קלים של מחלה אוטואימונית כתוצאה מהנזקים הראשוניים להם גרם הוירוס. בתוךנוספים תאים מדביקים אשר נגיף חלקיקי ליצור ממשיכים התאים הקשריות,

בבלוטה. בסופו של דבר, יצירת חלקיקי הנגיף בקשרית גורמת להרס של הקשריות עצמן, עד-

וחלקיקי הנגיף, אשר יכולות לשמור על התאים המודבקים כדי מצב שבו הן לא כשרמות לדם. )מתחת CD4משתחררים מספיק יורדות ל-500 lמופיעים ,)

fullסימפטומים של blown diseaseהדבקה ע"י גורמים אופורטוניסטיים שונים - יכולה לא החיסון מערכת אשר ופרזיטריים( מיקרוטיים בקטריאליים, )ויראליים,

ל-500(. רמות הלימפוציטים בשלב הזה הן מתחת ל-38להתגבר עליה )שקף l, fullובמחלה שמוגדרת blown מתחת ל-200 l לעיתים מתפתח .aids related

complexאשר מאופיין בהרזיה, הרס של בלוטות וסימנים נוספים שמביאים בסופו - של דבר למות החולה. בנוסף, קיימת אפשרות להתפתחות של מחלות סרטניותומפעילות החיסוני מהליקוי כתוצאה ויראלית( להדבקה שקשורות אלה )ובעיקר

לבין הוירוסים משרי-הסרטן. HIVמשותפת בין

, התגובהgp: למרות יצירה של נוגדנים מנטרלים נגד מנגנוני התחמקות ממערכת החיסון החיסונית לא מצליחה לחסל את ההדבקה לחלוטין - מאחר שקיימים שינויים אנטיגניים בלתי

. כך, קיימת סלקציה בגוף עבור חלקיקי נגיףRTנפסקים בנגיף כתוצאה מטעויות בעבודה של שלא מוכרים ע"י נוגדנים. בנוסף, קבוצותgpשיש להם יתרון הישרדות כלשהו - כמו חלבוני

מונעות קישור של הנוגדנים ולכן נטרול של הוירוס. דרכי התחמקות נוספות הןgpהסוכר שעל יצירת סינסיציום בין תאים ומעבר ביניהם מבלי להחשף לזרם הדם; התחבאות של הוירוס

שמפעילים את מערכת החיסון )גםT)למשל במוח, שם הוא לא נגיש לתגובה(; הרס של תאי ויצירת MHC class 1נגדו(; פגיעה בתגובה הציטוטוקסית באמצעות פגיעה בביטוי ;FAS

ligand שמסוגל להשרות אפופטוזיס על תאי CTL שמכילים את FAS .

22.5.08 - 8שיעור 45

Page 46: וירולוגיה מבוא

- חשד בהדבקה של פרט,אבחנה יש צורך בבדיקות אבחנתיות לאיידס במספר מקרים : מעקב אחר התקדמות המחלה ויעילות הטיפול, וסריקה של דם או איברים לעירוי או השתלה.

נגד חלבוניELISAהבדיקה מתבצעת באמצעות מבחן בגוף המאכסן לנוגדנים שנוצרים הקפסיד ואנטיגנים ויראליים נוספים. המבחן אמין מאד באבחנה האם קיימים נוגדנים, אך

. לכן, לפני ההודעהfalse positiveלעיתים הם קיימים גם ללא הדבקה ולכן קיימים מקרים של : קושרים את חלבוני הנגיף )ממשפחותwestern blotעל הדבקה מבצעים מבחן מאשר נוסף -

שונות - קפסיד, מעטפת, פרופפטידים( לממברנות, מגיבים עם דם של חולה ובודקים אם ישו-gagקישור - קישור של שלושה חלבוני envלפחות דרוש כדי לאבחן הדבקה. בנוסף, ניתן

ויראלי - משתמשים לרוב באבחנהDNA או RNA על PCRלבצע בדיקות גנטיות באמצעות נוגדנים בדמם בכל מקרה לאחר הלידה. מבחנים יש יילודים לאימהות נשאיות, אשר של

כאלה מאפשרים לזהות גם כמה וירוס יש, ולא רק האם האדם מודבק )חשוב למעקב(.

: מטרת הטיפול לעצור את התרבות הנגיף, ולגן הוא פועל נגד תאים בהםטיפול אנטי-ויראלי הוירוס מתרבה. קיימות כמה תרופות בשימוש )ונוספות בפיתוח( שמטרתן לעצור את השלבים

או פרוטאז אשר פועלות בתאים עם כניסת הוירוסRTהראשונים של הרפליקציה - למשל נגד או נגד וירוסים לא בשלים שהשתחררו מהתאים )בהתאמה(. תרופות נוספות הן נוקלאוזידים

ל- ביותר גבוהה באפיניות נקשרים שגיאותRTאשר מעודדים או הסינתזה את ועוצרים ומעכבים אותוRT)באמצעות פגיעה ביכולת להאריך את השרשרת(, ואנזימים שנקשרים ל-

חלק של רשימה לראות ניתן אלוסטרי(. )עיכוב נוקלאוטידים עם תחרות באמצעות לא .47מהתרופות בשקף

וירוס מטרת הטיפול האנטי-ויראלי המוקדם היא לשמור על הבלוטות ועל רמה נמוכה של בתוכן על מנת לעכב כמה שיותר את התפרצות המחלה. כיום מנסים לשלב כמה תרופות יחד

(Highly active antiretroviral therapy, HAARTאתרי שיותר כמה לכסות מנת על ) פעילות ומניעת מצב שבו מוטציה בוירוס תמנע לחלוטין את הצלחת הטיפול, ומקווים שעם

הזמן ניתן יהיה להעלות את מינוני התרופות. : למרות מאמצים אדירים שמושקעים בפיתוח, כיום עדיין אין חיסון נגד איידס. קיימתחיסון

בעיה בהבנה של הפרמטרים הנחוצים לחיסון כזה, הכרות עם דטרמיננטות ויראליות שיתנוועוד. אחת הבעיות היא השונות הרבה של הוירוסים זה מזה והקושי ביצירת תגובה טובה

תרכיב שיתאים לכמות גדולה של זנים שמשתנים באופן תדיר.

22.5.08 - 8שיעור 46

Page 47: וירולוגיה מבוא

חיסונים

מולקולה שיוצרת תגובה חיסונית.–חיסון חיסונים מונעים את המחלה, לא את ההדבקה.

הכחדה של מחלות אפשרית רק כשהאדם הוא המאכסן היחיד.(.1000 לקחו גלדי פצעים, הפכו לאבקה, ונתנו לאנשים לשאוף את זה )שנת –בסין

חשוב לדעת איך הוירוס מדביק ומה המחזור חיים שלו.Antigenic driftזני השפעת לאחר חיסון, יכול להיות מוטציה בחלבון3: אם נחשפים לאחד מ

HA.ועכשיו הנוגדנים לא יתאימו והמחלה תתפשט ,Antigenic shift עובר מבן אדם לחזיר וגם מציפור לחזיר,–: נגיף שמדביק גם חיות נוספות

ויכולה להיות החלפה בין הנגיף שבא מהאדם והאדם מהציפורreassortmentיכול להיות ונוצר זן חדש של נגיף, שלא מחוסנים נגדו.

גרם ליותר מחלות. חיסון יעיל הוא חיסון מוחלש.–החיסון הראשון שנתנו לחצבת

Mis-sense –.מוטציות שמשנות חומצה אמינית

בנוגדן יש תמונת ראי של אפיטופ ויראלי כלשהו. תמונת הראי נקראת אידיוטיפ, ומייצרים נוגדנים אנטי-אידיוטיפים. אלו, למעשה, נוגדנים שנראים כמו אפיטופ הוירוס. אח"כ יוצרים

נוגדנים אנטי אנטי-אידיוטיפים. באלו, למעשה יהיה אותו אתר כמו בנוגדן הראשוני, והוא יוכללנטרל את הוירוס.

22.5.08 - 8שיעור 47

Page 48: וירולוגיה מבוא

חומרים אנטי ויראליים

מטרתם לטפל בוירוסים נגדם אין לנו חיסונים. קל יותר לפתח חומר אנטיויראלי מאשר לפתח חיסון. סיבה נוספת היא טיפול בוירוסים בעלי סטורטיפים רבים ולהם מוטציות רבות. סיבה אחרת היא טיפול באנשים שהם אימונוסופרסט, ואי אפשר לתת להם חיסונים ומערכת החיסון שלהם לא אפקטיבית. הוירוס הוא פרזיט תוך תאי והוא משתמש במערכות התא. אנו רוצים שהחומר לא יפגע בתא עצמו. פתרון אפשרו הוא טארגטינג לפעילויות הספציפיות לוירוס. יש פתרון לחומרים אנטיויראליים המעוררים את מע' החיסון ולתקוף את הנגיף מכיוון זה. גםהללו - החומרים ויראליים אנטי לפיתוח חומרים ודרכים גישות כמה יש - הספסיפיסיות סצפציפיים ומוגבלים למשפחה מסויימת של נגיפים ואין להם טווח רחב - מכוונים לנגיפים

ולא - פולימרות לא מדויקות ולכןproof readingספציפיים. כמו כן יש בעיה של עמידות הוא נגד טיפול אבולוציונית. שורדים לחומרים. האחרונים עמידים וירוסים נוצרים בקלות

קוקטייל. מכך אנחנו רוצים שהעדיפות הראשונה של החומר היא להפריע לפעילות ספציפית לוירוס ולכן הוא לא יפגע בתא. חומרים יעילים יכולים גם לפגוע באינטראקציה בין הנגיף לתא ובכך למנוע את רפליקציית הוירוס. כמו כן הם יכולים לפגוע בפונקצייה של התא בתאים מודבקים ולהרוג אותם. לכן ננסה להגביל את התרופה לפעולה ביחס לתאים המודבקים לוירוס בלבד.

מסיסה במים, יציבה בדם, קלה להחדרה לתאים.התרופה האידיאלית – מחזור חיים של הוירוס: שקף. מיציתי.

- ראה סרט.attachmentשלב ה - . הם רקcd4 , ויצרו מולקלות שניסו למנוע להקשר ל –cd4ניסו לעשות מולקולות מבוססות

רצפטור ולכן- והפכו אותו ליותר אינפקטיבי. כל מה שהתא היה צריך זה הקוHIVשיפרו את ה - לנוגדן אבל לא הצליחו הן בגלל המחיר והן בגלל חוסרcd4זה לא הצליח. ניסו לעשות את י אניונים שליליים"G טעון חיובית וניסו לעשות שילדינג g120 אפקטיבית. המיקרופרוטאין של

.g120מכו דרסטרן סולפט ולעשות איתם שילדינג של ה –

ומסייע לקרב את הנגיף לתא, מערער ממברנה ועושה פיוז'ן.ה נכנס לממברנgp41 החדירה: שונים אותו הוא יכול להדביק - הכימוקינים הםTרצפטורים הם של כימוקינים ויש תאי -הקו

- ל קורצפטורים מיני כל להדביק יכול הוא ציטוקיניות הללוHIVנגזרות והקורצפטורים משתנים בין תא לתא. ניסו לעשות נגזרות של הכימוקינים האלו כי האמינו שאם הרצפטור

הוא לליגנד לקשור קשור יוכל הר.HIVלא שיש היא נוספת אסטרטגיה כימוקיניםב ה של הרצפטור וזהdownregulationהרצפטורים עוברים אנדוציטוזיס, ונגזרות הכימוקינים יעשו

עיעזור להפחית או להוריד את הקישור. פתרון אחר שחשבו ליו הן מולקולות קטנות יקשרו הקישור שלר הכימוקינים. ניסו ליצור מולקולות קטנות יקשרו לאתשלבעצמן לאתר הקישור

ולות אלו כן בשימוש והן נקשרות לאתר הליגנד, של הרצפטור של הכימוקין. קהליגאנד. מולירידה כפולה של חולים שהיו הם כשהוסיפו בלוקרים של הקורצפטורים, התקבלה כמות

. HAART הן יעילות, בשילוב עם הקוקטייל - HIVבמספר העותקים של gp120 ב- נוי קונפורמציה יגורם לשgp41 - הוא מקרב את ה .HIV.לתא ועוזר לו לחדור ,

חומצות אמינו שמגיב ל –33, פפטיד בן פוזוןמשתמשים בחומר בשם gp41 ומונע את , ההתקרבות לתא. יש לו דור המשך הנקשר לאתר אחר. חומר אנטיויראלי זה חוסם את הפיוז'ן.

: וירוסי הפיקורניאווירוסים ממשפחת הפוליו- הם בעליuncoatingחומרים המעכבים את ה - vp1. לא יודעים את הסיבה אבל Vp1 2 3 חלבונים 3קפסיד בלבד, ללא מעטפת. יש לקפסיד

שחיונית ל meristic acidבעל נוכחות קלאסית ובו יש כיס עם חומצה שומנית, uncoating ומוציאים את החומצהdisplacementבמנגנון שאינו ברור. המעכבים, כדוגמת ארילדון עושים

ההדברה.יש את לעכב ובכך שומנית חומצה של קישור מאפשר באופן שלא המריסטית , שיוצרו בחברה בשם זה. vintropansמעכבים המהווים קב' שלמה של מעכבים בשם

עם שמתאחות לוזיקולות נכנסים רצפטורים בו בתהליך מדובר האנדוציטוטי: המסלול יש שפעתהאנדוזום ומשם עוברות מחזור או הולכים לליזוזום לפירוק. ב RNAגנומי בצורת

מעטפת חלבוני ,HAסגמנטים. NA, M2 בעלי חלבון לו יש .M2 ion channelsחלבון , בעל שבתא, האינפלואנזה של הקפסיד האינפלואנזה. מעטפת שעל נמוךpHממברנלי

גורמים לשינוי קונפורמציה והם יוני מימן לקפסיד שמפעיל את התעלה. מתחילים להכנס ואיחוי ושחרור הגנום של האינפלואנזה לציטופלזמה. *לשפצ ואיחוי הקפסיד עם האנדוזום

קצת*. M2אנסממברנלי. הוא עובר אקטיבציה ונפתח ב - ר טר הוא טטראמpHחומצי ומכניס את יוני

תרופות ידועות לאינפלואנזה2. ישנן uncoatingהמימן לקפסיד. תפקידו המשמעותי הוא ב -

22.5.08 - 8שיעור 48

Page 49: וירולוגיה מבוא

- אמנטידין ורימנטידין. הן נכנסות לתעלה וחוסמות אותה. ישנם זני m2החוסמות את תעלת המליץ לא להשתמש בתרופות. CDCאינפלואזה שעברו מוטציה ולכן

האינטגרציה - יש אינטגרז מכניס את הגנום לגנום האנושי, והוא מעכב של בה"ל. המעכבים - חלקים: 3נחלקים ל נוקלאוסייד אנלוגס, 1 . מעכבי3. מעכבים של הפולימרז עצמו, 2.

אנלוגים ע"י לטפל מנסים ולכן מודיפיקציות, עוברים הנוקלאוטידים אחרים. אנזימים כסובסטרט. שישמש בשביל נוספים, פוספטים הוספת של נקשריםנוקלאוטידיים יותר

הפוספורילציה מתרחשת ע"י אנזימים תאיילפולימרזות ויראליות בתאים מודבקים. ויכולהם הפולימרז בדר"כ כי סלקטיבית היא האינהיביציה ויראליים. אנזימים ע"י גם תולהתרחש

בתאים להומאניות. יקשרו החומרים כל לכן מההומאניות ספציפיות פחות הויראליות יותר של גדולה יש סינטזה ו DNAהמודבקים RNAועיכוב נוקלאוטידים יותר יש נגיפיים

למשך כמו מהוירוסים, לחלק סלקטיבית. היא האינהיביציה לכן - אלו פעילים מסלולים לאוטיד. הוא לאקההרפס, המאופיין בחלבון טימידין קינאז קושר את הפוספט הראשון לנו

משתמש באנזים התאי, כי הוא גדל בתאים שיש בהם כמות נמוכה של נוקלאוטידים. ספות עושהו הפוספורילציות הנ2ימידין קינאז )אבל הוא לא ספציפיות( ואת טיתו אהוא מביא

עושה ולכן התימידין את בודק ולא ספציפי ממש לא הוא קינאז הטימידין תאי. אנזים פוספורילציה גם לאנלוגים - כך יקרה רק בתאים עם טימידין קינאז של הרפס ולכן זו תרופה

מוצלחת. . אין לו את הסוכר כמו לגואנין. את הפוספורילציה הראשונהacyclovirאנלוג נוקלאטידי -

ויראלי. הנוקלאוטיד אציקלוביר פוספט בתחרות עם הגואנין התאי.3עושה טימידין קינאז בגלל שיש יותר אציקלוביר המוכנס לתא בכמויות גדולות עושה טרמינציה של השרשרת כי אין

שעושה את הפולמריזציה. הוא עושה טרמינציה ומשתמשים בו כנגדOHלו סוכר עם קבוצת מספר מחלות ממשפחת ההרפס.

שיש לו ganciclovirבאציקלוביר יש "דודן" OH - נוסף. הוא יעיל ל CMVשיש לו קינזה , יותר30אחרת, לא טימידין, ולה הוא עושה פוספורילציה. הויראלי אפיני יותר מההוסט, פי

אפיני לגנציקלובין מאשר ההוסט. לכל חומר בשימוש הוירוס יודע ליצור, ויש מוטנטים המקנים פולימראז או בטימידין קינאז. DNAעמידות. מוטציות אלו קורות ב -

באנלוגים נוקלאוטידים בהם שינו את הסוכר:והוא מעכב תחרותי של הפולימרז הויראלי. הוזמקום ריבוז יש ארבינובבחומר רגיש יותר,א

המאכסן, מכך הוא עושה אינקורפורציה שלשלוהפולימראז הויראלי רגיש יותר מהפולימרז האנלוג באפיניות גבוהה יותר. הוא אמנם יוצר סרטן ומומים מולדים בעכברים והוא לא מסיס. משתמשים בו לא בבליעה, אלא בצורה חיצונית בלבד, בהרפס של העיניים, ותופעות הלוואי

פחות רלוונטיות. AZTנגד איידס - )נגד RT)אדיזוטימידין - גם פה האפיניות גבוהה יותר. המוטציות יכולות , גם בטימידין קינאז וגם בפולימרז. לפעמים המוטציות באנזימים אחרים בסינטזה. לאתלהיו

משתמשים בוירוסים שיש להם טימידין קינאז ולא יודעים האם עושה פוספורילציות לוירוסיםשיש בהם טימידין קינאז.

יוד על - המולקולת - אנלוגים של הסוכר מול אנלוגים של הבסיס נוקלאוטידיים אנלוגים ע"י ה - לגנום. הוא עובר קורפורציהIdoxuridine הבסיס מהווה את הגורם למודיפירציה והוא

DNA הויראלי וע"י ה DNA.פולימראז הויראלי. לפירמידין אין את קבוצת היוד שיש באנלוג , והם עוברים אינקורפורציה לתוך השרשרת, והםchain terminationהחומרים האלו עושים

לא יציב. הכלל שהזיווגי בסיסים לא יציבם התרגום לא יהיהunstable base pairingעושים יעיל. ככה הם עוצרים את התפתחות הנגיפים הללו.

Brivudinבשימוש לטיפול בהרפס סימפלקס ומחלות מהמשפחה - היודוקסימידים משמשים - ם ומשחה להרפס.ייינעלטיפות

של טרמינציה עושים - בבסיס ושינויים בסוכר שינויים בהם שיש נוקלאוטידים אנלוגים לא תקינים, שמפריעים לתרגום זיווגי בסיסים יוצרים הם - הויראלי הגנום .הסינטזה של רבות פעמים נותנים לנוקלאוטידים הומולוגים לא שהם טרנסקרטיפאז, רברס במעכבי

. הפעולה היא יצירת מוטציות של עמידות באתריםAZTקומבינציות של הנוקלאוטידים של גב שיש בגלל באנזים. אתושונים ייצר לא הנגיף לסבול יכול אותן למוטציות מסוים ל

המוטציות ויהיה רגיש לתרופה והנ"ל ישפר את ייעילות התרופה. בגלל הקישור של המעכב ה -RNAהויראלי לא יכול לעבור ופעילות הרוורס טרנסקריפטז מעוכבת. הנ"ל נקשרים לאתר

ויראלי.RNAבאזור האתר הפעיל כך שלא יכול לקשור יותר

22.5.08 - 8שיעור 49

Page 50: וירולוגיה מבוא

AZTדוגמאות למעכבי רברס טרסנקריפטאז שהם לא אנלוגיים לנוקלאוטיד, הם בעלי מתן . הרעיון של כולם דומה - נקשרים למקוםAZTשהוא כן אנלוג בשביל לדחות את העמידות ל -

שגורם לשינוי קונפורמציה. פולימראז - הפולימראז הויראלי רגישDNAפוספונטים אנלוגים של פירופוספט גם מעכבים

יותר מאשר הפולימראז התאי, הם נקשרים ומסייעים לשנוי הפולימרציה. הוא נקשר לאתר הפוספט ומונע את הקישור שלו אבל הוא לא אנלוג נוקלאוטיד. משתמשים בהידרוליזה של

רעילים.פוספט לפעילות.

ribavirinמנגנון לא ידוע - אנו מתבססים על השערות זה אינו פו - ין או פרימידין. עובד עלר באופן לא תחרותי אבל פחות מעכב ב - in vitroנגיפים רבים, והוא מעכב אותו vivo- ה .

mRNA כולל קאפ של מטיל גואנין. אחת הסברות יכול לשמש כמעכב יצירה של ה - 7 5 prime capעל הצד הויראלי. מצאו שהוא מעכב פוליו, ולפוליו אין קאפ.יש סברות שהוא מעכב

שמעכב סברות ויש כלCAPפולימראז שונים. וירוסים בין שונה שהמנגנון להיות יכול RNAהמחקרים שניסו להראות את הפעילות שלו הריבוירין הוא הכנסת מוטציות של הויראל

ומונעת ממנו לעשות אינפקציה נוספת.

מעכרי רטרוויריסים:האינטגרציה הנגיף. של לרפליקציה חיונית והאינטגרציה לגנום אינטרציה עוברים הם

והוא מעכבRaltegravirמתרחשת ע"י אינטגרז והוא מקודד ע"י גן הפולימרז. המעכב נקרא .HIVאת האינטגרז של

:cleavageמעכבי ה - וויראליות.םלפעמי ע"י פרוטיאזות תאיות עובר חיתוך והוא הגנום מתארגן כחלבון אחד, גג אינטגרז פולימרז שיודעים לעשותםלפעמי לו יש רואים שחלק מהגנום של רטרווירוס

autocleavageלחלבונים אותם ומפרידה השונים החלבונים את ומשחררת , משתחררת מטפל בקוקטיילHIVפעילים שונים. חומרים אנטיוירלאיים רבים מכוונים לפרוטיאזות אלו.

HAART. HIV aspartyl- פרוטיאזות היא לא דומה לשום אנזים פרוטיאוליטי מוכר ומעניקה ל , HIV ספציפיות. כל המעכבי פרוטיאז של HIVהם אנלוגים של הסובסטרט, והבעיה הגדולה

היא היווצרות של מוטנטים העמידים לתרופות אלו. המעכב אינו חומצה אמינית אלא חומרהקרוב לו.

מעכבי גליקוזילציות שבשימוש3גליקוזילציה ופוספורילציה ע"ג החלבונים הויראליים: ישנם . אחד ממעכבים אלו ניתן ולא ברור מה תפקידו. המעכב פועל על יצירת הסינסיציותHIVשל -

. הוא לא עיכב רפליקציות אלא מנע את יצירת הסינסיציות, במיוחד במוח. HIVב-

לא מצאו מעכבים של פוסורילציה של הנגיף ולכן הוא לא מעוכב.

נוראמינידז באינפלואנזה בשלב ההנצה: הנוראמינידאז הוא סיאמידאז. הויריונים על עיכוב מונעיםרהממב הם וההמגלוטנין. הסיאליק החומצה בין חותך שהנורמאיניסאז עד נה

יכולים להדביק ולא והויריונים נשארים דבוקים למעטפת מהנוראמינידאז את החיתוך הזה תאים אחרים.

- נוראמינידאז איניביטורי.tamifluכמו הערה: גם לאסמבלי אין מעכבים.

HAARTקוקטייל ה - נוקלאוזידים אנלוגיים, עם מנגנונים2נותנים שילובים בין התרופות השונות. נותנים לפעמים

והואAZTטייל היא קוקשונים, ואם יווצר התנגדות היא תהיה באתרים שונים באניזם. דוגמא ל ניתן יחד עם פרוטיאז אינהיביטור. יש כמות מסוימת של מוטציות שהוירוסים יכולים לעבור.

שבועות כמות ה- 16אפשר עם הקוקטייל הספציפי תוך RNAהויראלי יורדת מתחת לסף האיתור. הנ"ל לא מרפא את האדם, משום שהוירוס נמצא לטנטתית יש לקחת את התרופה

לכל החיים. לתרופות יש תופעות לוואי והם בקומבינציות קשות מאד - תרופה אחת חייבת להינתן תוך שעתיים מארוחה רבת שומן ואחרת ללא שומן כלל - ולכן קשה לחולים לדעת מתי לקחת את

מאד. יםים של התרופות יקררהתרופה. כמו כן המחי

22.5.08 - 8שיעור 50

Page 51: וירולוגיה מבוא

אינטרפרונים: כל החומרים המעיצים מע' חיסון, שמופרש מתאים מודבקים. הוא מתריע עלהדבקה ויראלית לתאים סמוכים שמפרישים חבונים ומונעים רפליקציה של הוירוסים.

22.5.08 - 8שיעור 51