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** 1. TAXONOMIE **
Virus-Taxonomie
universales Schema zur Virus-Taxonomie
• Ordnung • Familie + Subfamilie • Genus (Gattung) • Spezies
Benennung internationale Bezeichnung einer Spezies
(Taxa: kursiv + mit korrekten Endung schreiben)
• Ordnungen: -virales • Familien: -viridae • Unterfamilie (Subfamilie): -virinae
• Gattungen/Genus: Endung –virus • Spezies (-virus + Stammbezeichnung)
Virus-Taxonomie
Beispiel
Herpesvirus
! Familie: Herpesviridae ! Subfamilie: Alpaherpesvirinae ! Genus: Varicellovirus ! Spezies: Equines Herpesvirus Typ1
Kriterien für Klassifizierung von Viren
! Epidemiologie ! Pathogenese ! Morphologisch/physikalisch-chemisch ! biologisch
Einteilungskriterien
(Familien)
! Größe ! Form ! Symmetrie ! Struktur des Nukleinsäure-Capsid-Komplexes ! Vorhandensein od. Fehlen einer Hülle ! Typ der Nukleinsäure ! Vorhandensein bestimmter Enzyme (z.B. Neuraminidase, reverse Transkriptase) ! Replikationsstrategien
3
1.1 3 Ordnungen der Viren
3 Ordnungen der Viren (+ entsprechende Familien)
• Caudo-Virales • Mononega-Virales • Nido-Virales
Caudovirales
! 3 Familien von „beschwanzten“" Bakteriophagen
Mononegavirales
! (-)ssRNA ! behüllt ! nicht segmentiert
! Bornaviridae ! Paramyxoviridae ! Rhabdoviridae ! Filoviridae
Nidovirales
! Coronaviridae ! Arteriviridae
1.2 RNA-Viren + DNA-Viren
RNA-Viren
behüllt
! Mononega-Virales (Rhabdo-Viridae / Borna-Viridae / Paramyxo-Viridae / Filo-Viridae) ! Nido-Virales (Corona / Arteri) ! Orthomyxo ! Retro ! Arena ! Flavi / Toga
unbehüllt
! Picorna ! Calici ! Reo
DNA-Viren
behüllte DNA-Viren
Herpes /
Asfar /
Pox
! dsDNA ! behüllt
Papilloma /
Adeno
! dsDNA ! unbehüllt
unbehüllte DNA-Viren
Parvo /
Circo
! ssDNA ! unbehüllt
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Behüllte DNA-Viren (dsDNA)
Familie Gattung Krankheit
! ovine Herpesvirus-2 od. alcelaphine Herpesvirus 1
• BKF (Bösartiges Katarrhalfieber)
Equines Herpes-Virus 1 / 4 / 3 • EHV (Equines Herpes-Virus)
Bovines Herpesvirus 1 (BHV1) • IBR (Infektiöse bovine Rhinotracheitis) / IPV (Infektiöse pustolöse Vulvovaginitis)
Herpes
"
Aujeskzy Virus / Pseudorabies Virus (PRV) [= Herpesvirus suis1; suid Herpesvirus 1 (SHV1)]
• AUJ (Aujeszky'sche Krankheit)
Asfar
Asfivirus (Afrikanische-Schweinepest-Virus (ASPV))
• Afrikanische Schweinepest (ASP)
Orthopox-Virus bovis • Kuhpocken • Katzenpocken
Capripox-Virus • (Schaf- + Ziegenpocken)
Pox
Leporipox-Virus • Myxomatose (Kaninchen)
Unbehüllte DNA-Viren
Familie Gattung Krankheit
Papilloma (dsDNA)
Papilloma-Virus • Papillome (Warzen) / Tumore
canine Adenovirus 1 (CAV-1) • Hepatitis Contagiosa Canis (Hund)
canine Adenovirus 2 (CAV-2) • Infektiöse Laryngotracheitis (Zwingerhusten-Komplex)
• Adenovirus-Infektion Rind
Adeno (dsDNA)
bovines Adenovirus 1/2/3
• allg. auch Tumore wie Papilloma
Parvo (ssDNA)
- Canines Parvo-Virus (CPV) - Felines Parvo-Virus (FePV)
• Parvovirosen der Fleischfresser + Schwein
Circo-Virus (ssDNA)
Porcines Circo-Virus (PCV / Typ 2) • „postweaning multisystemic wasting syndrom“ (PMWS)
5
1.2.1 RNA-Viren
RNA-Viren
behüllt
! Mononega-Virales (Rhabdo-Viridae / Borna-Viridae / Paramyxo-Viridae / Filo-Viridae) ! Nido-Virales (Corona / Arteri) ! Orthomyxo ! Retro ! Arena ! Flavi / Toga
unbehüllt
! Picorna ! Calici ! Reo
behüllte RNA-Viren
Mononega-Virales
! (-)ssRNA ! behüllt ! nicht segmentiert
Nido-Virales ! (+)ssRNA ! behüllt ! nicht segmentiert
Orthomyxo
! (-)ssRNA ! behüllt ! segmentiert
Retro
! (+)ssRNA (DNA-Schritt während Replikation) ! behüllt ! nicht segmentiert
Arena
! ssRNA (ambisense) ! behüllt ! segmentiert
behüllte RNA-Viren
Flavi / Toga (wie Nido-Virales)
! (+)ssRNA ! behüllt ! nicht segmentiert
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unbehüllte RNA-Viren
Picorna
/ Calici
! (-)ssRNA ! unbehüllt ! nicht segmentiert
unbehüllte RNA-Viren
Reo
! (-)dsRNA ! unbehüllt ! segmentiert
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SS RNA Genome
! 2 Formen: + (sense) + – (anti-sense) RNA Genome Positiv (sense)
" direkt translatierbar
SS RNA Genome
Negativ (anti-sense)
" erst Umschreibung in Positiv (sense)-Strang / erst dann translatierbar
Viren mit + RNA
Genom
Viren mit - RNA
Genom
9
1.2.1.1 behüllte RNA-Viren
MONONEGA-VIRALES (ORDNUNG)
Ordnung Mononega-Virales [(-)ssRNA / behüllt / nicht segmentiert]
• Rhabdo-Viridae • Borna-Viridae • Paramyxo-Viridae • Filo-Viridae
Rhabdo-Viridae
Rhabdo-Viridae
! (-)ssRNA / behüllt / nicht segmentiert ! O: Mononegavirales / F: Rhabdoviridae / G: Lyssavirus / Vesikulovirus
" Klinik: Tollwut / Zoonose
Morphologie ! 50x180 nm / linear
! im sauren pH Bereich labil ! in Kadavern lange haltbar!
Rhabdoviridae (Rhabdo = Stab)
Genera ! Lyssavirus (Tollwut / Rabies)
! Vesiculovirus (Vesikuläre Stomatitis (VSV) der Pfd. / Rind / Sw.)
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Borna-Viridae
Borna-Viridae
! (-)ssRNA / behüllt / nicht segmentiert
Borna-Viridae
Genus ! Borna-Virus (Borna’sche Krankheit // ZNS-Affektionen beim Pfd. / Schf. usw.)
Paramyxo-Viridae
Paramyxo-Viridae
! ss-RNA / behüllt / nicht segmentiert
Struktur
" Ø 120-150nm " pleomorph / Hülle + 3 Glykoproteine, die Spikes bilden " Hämagglutinin + Neuraminidase, in Spike als HN-Protein " Fusionsprotein F (Fusion von Zellen zu Synzytien)
Paramyxo-Virus
Eigenschaften " oft enges Wirtsspektrum " Übertragung: horizontal (meist aerogen) " Vermehrung: v.a. im Respirationstrakt " Infektion verläuft meist zytolytisch / auch oft persistente Infektionen " Bildung von: Einschlusskörperchen + Synzytien
Genera Genera der Familie Paramyxo-Viridae
• Respiro-Virus (Bovines Parainfluenzavirus 3 = PI-3) • Rubula-Virus (Parainfluenza / Newcastle Disease Virus) • Morbilli-Virus (Staupevirus / Rinderpestvirus) • Pneumo-Virus (Bovines respiratorische Syncytial Virus (BRSV))
Filo-Viridae
" behüllt / ss – RNA " Klinik: tödliche hämorrhagische Septikämien
Filoviren (Filo = Fadenförmig)
Kennzeichen " Zoonoseerreger " relativ widerstandsfähig
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NIDOVIRALES (ORDNUNG)
2 Familien der Ordnung Nidovirales
• Corona-Viridae • Arteri-Viridae
Corona-Viridae
Coronaviridae
Coronaviridae
! Ordnung: Nidovirales (zusammmen mit Arteri-Viridae) ! (+)ssRNA / behüllt / nicht segmentiert
! Klinik: enterale + repirator. Erkrankungen
" riesiges Genom ! Haupt-Kennzeichen: keulenförmige Spikes ! Krone " Größe: 60-120 nm ø " kugelförmig bis pleomorphe Partikel " helikales Nucleocapsid
Morphologie
" Replikation im Zytoplasma / Rekombination " geringe Tenazität " z.T. hämagglutinierend
Kennzeichen
Kennzeichen
" Prädilektion für einzelne Organe
Erkr. (Schwein)
! Transmissible Gastroenteritis beim Schwein (TGE // Durchfall + Kümmern) ! hämagglutinierendes Enzephalomyelitis Coronavirus (HEV // Kümmern / Erbrechen / Encephalomyelitis)
Erkr. (Katze)
! Feline infektiöse Peritonitis der Katze (FIP // feuchte + trockene Form / ZNS) ! Felines Corona Virus (FeCV / enterale Infektionen)
Erkr. (Hund / Rind / Pferd)
" Durchfallerkrankungen
! Bovines Coronavirus (BCV // Durchfall bei neugeborenen Kälbern) ! Canines Coronavirus (CCV)
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Arteri-Viridae
Arteri-Viridae
! (+)ssRNA / behüllt / nicht segmentiert ! F: Arteriviridae / Ordnung: Nidovirales (mit Coronaviridae)
" 50-70 nm klein
Arteri-Viridae
" Infektiöse Arteritis Virus (EAV // Arteriviren infizieren Pferde)
" Vermehrung: v.a. in Makrophagen " Übertragung: horizontal + vertikal (EAV durch Samen) " Vorkommen: weltweit (v.a. USA)
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Orthomyoxo-Viridae
Orthomyoxo-Viridae (Myxo = Schleim ! Affinität zu Schleimhäuten)
! (-)ssRNA / behüllt / segmentiert ! 10 Proteine (5 Nichtstruktur-Proteine + 5 Struktur-Proteine)
Orthomyoxo-Viridae
3 Genera der Familie Orthomyoxo-Viridae
• Influenza Virus A / B • Influenza Virus C • „Thogoto-artige Viren“
" Hülle deformierbar / deshalb pleomorph " Peplos mit 2 Arten von Spikes (Hämagglutinin + Neuraminidase) " Helikales Nukleokapsid ! 10 Proteine (5 Nichtstruktur-Proteine + 5 Struktur-Proteine) 5 Nichtstruktur-Proteine
" RNA-Polymerase-Proteine mit RNA assoziiert " 2 Nichtstrukturproteine (NS1, 2)
5 Struktur-Proteine
" Matrixprotein (M1) an inneren Seite der Lipidhülle / stabilisiert Lipidhülle " Typspezifisches Ribonukleinprotein (NP) / KBR " Hämagglutinin / Neuraminidase
Struktur
Typenvariabilität
! Typenvariabilität (Antigendrift ! Punktmutation + Antigenshift ! Rekombination (Reassortierung) der genomischen Segmente)
" Typen A / B / C (Unterschiede betreffen v.a. NP (Nukleoprotein) + M (Matrix-Protein)) " bei Influenza C im HEF-Protein: Eigenschaften für Hämagglutination + Fusion +
Rezeptorzerstörung
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Erkrankungen
! Grippe (Mensch / Pfd. / Sw. / Vögel (Wasservögel scheiden Virus mit Kot aus))
! Schwein = „mixing vessel“ für Reassortierung von Influenzaviren des Geflügels mit denjenigen des Menschen
" Übertragung: aerosol (Mensch + Haustiere) + über Wasser (Wassergeflügel)
Unterschied
Retro-Viridae
Retroviren
Retroviren Retro = rückwärts
! (+)ssRNA (DNA-Schritt während Replikation) / behüllt / nicht segmentiert ! Reverse Transkriptase
! viele Retroviren sind onkogen (verursachen Leukämien / Lymphome / Carcinome / Sarcome) ! grösste Bedeutung: Lentiviren + Gamma- u. Deltaretroviren
Kennzeichen
" Klinik: Tumor / Latenz / Immunschwäche " labil gegenüber Detergenzien / resistent gegen UV-Licht
Struktur
" Hülle mit Peplomeren " Ikosahedrales Kapsid
reverse Transkription = Retrotranskription / RNA abhängige DNA Polymerase
! Funktion: umschreibt (transkribiert) „rückwärts“ von RNA in DNA
Reverse Transkriptase
genomische RNA = Vorlage (template) für virale DNA # enzym. Abbau der RNA-Komponente des DNA/RNA Hybridmoleküls
Synthese der komplementären DNAStrangs
# Einbau der dsDNA ins Zellgenom
# im vegetativen Stadium (Provirus / Latenz): Übertragung des viralen Genoms (bei Zellteilungen) auf Tochterzellen
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Gamma-
Retroviren
! Felines Leukämievirus (FeLV / Übertragung: horizontal von Tier zu Tier +
vertikal)
Delta-Retroviren
! Bovines Leukämievirus (BLV / Tumoren nur bei 10% der sero-pos. Tiere) ! Maedi-Visna Virus (MVV / Schafe / pneumonische, respektive zentralnervöse
Erkrankung) ! Caprine Arthritis-Encephalitis (CAE / Hauptquelle für Infektion mit CAE:
Muttermilch) ! Equine infektiöse Anämie Virus (EIAV) ! Felines Immunschwächevirus (FIV)
Lentiviren (Name wg. langen Inkubationszeit (Monate bis Jahre) + über Jahre anhaltenden Erkrankung)
! Humanes Immunschwächevirus (HIV-1, HIV-2)
Orthoretro-Virinae
Alpha-Retroviren
! Aviäre Leukosevirus (ALV)
Arena-Viridae
" behüllt / 2 Moleküle ssRNA " Klinik: Persistierende Virämien bei Nagern
Arenaviren (arenosus = sandig / Ribosomen eingeschlossen)
Kennzeichen " Zoonoseerreger " relativ instabil
Flavi-Viridae
Flaviridae
! (+)ssRNA / behüllt / nicht segmentiert
Flaviridae
Genus ! Pesti-Virus ! Flavi-Virus
" Übertragung: direkt + indirekt
Pesti-Virus
! Krankheit: Klassische Schweinepest (ESP) / Bovine Virusdiarrhoe (BVDV-MD Komplex) / Border disease der Schafe " Vektoren: Arthropoden (Mücken / Zecken)
Flavi-Virus
! Krankheit: Gelbfieber / Zeckenenzephalitis
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1.2.1.2 unbehüllte RNA-Viren
Picorna-Viren
Picornaviren
! (-)ssRNA / unbehüllt / nicht segmentiert ! kleinste RNA-Viren
Genus ! Aphto-Virus (Maul- + Klauenseuche-Virus)
! Porcines Enterovirus Typ 9 (Swine vesicular disease) ! Tescho-Virus (Teschen/Talfan = schlaffe Lähmungen beim Schwein)
Picornaviren (Pico = klein)
Kennzeichen " Klinik: Respiratorische + intestinale Infektionen " hohe Tenazität
Calici-Viridae
! (-)ssRNA / unbehüllt / nicht segmentiert (wie Picorna-Viren)
Caliciviridae
Krankheiten
! Katzenschnupfen ! Vesikuläres Exanthem der Schweine (ähnlich MKS + SVD)
REO-Viridae
REO-Viridae = Respiratory Enteric Orphan -Virus
! (-)dsRNA / unbehüllt / segmentiert ! Shift ! 3 von 6 Genera: Orthoreo- / Orbi- / Rotavirus
Genera ! Rota-Virus (human + animal / Durchfallerkrankungen)
! Orbi-Virus (Afrik. Pferdepest / Blauzungenkrankheit) ! Orthoreovirs (Säugerreoviren I / II / III)
REO-Viridae
Kennzeichen " doppelkapsid / kubisch-ikosaedral " einige Reoviren hämagglutinieren
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1.2.2 DNA Viren
DNA-Viren
behüllte DNA-Viren
Herpes /
Asfar /
Pox
! dsDNA ! behüllt
Papilloma/
Adeno
! dsDNA ! unbehüllt
unbehüllte DNA-Viren
Parvo /
Circo
! ssDNA ! unbehüllt
1.2.2.1 behüllte DNA-Viren
Herpes-Viridae
Herpes-Viridae
! dsDNA / behüllt ! besondere Eigenschaft: Latenz
! Subfamilien: Alpha- + Beta- + Gamma-Herpesvirinae
Struktur " Struktur: Hülle / Tegument / ikosahedrales Kapsid
" Ø 150-200nm
Herpes-Viridae (Herpein = kriechen)
Kennzeichen " Infektion mit Latenz / reaktivierbar z.B. mit Kortikosteroiden " viele medizinisch relevante Viren, auch bei Wirbellosen " relativ labil gegen Umwelteinflüsse/Detergenzien
BKF (Bösartiges Katarrhalfieber)
" Erreger: ovine Herpesvirus-2 od. alcelaphine Herpesvirus 1 " Subf.: Gamma-Herpesvirinae
IBR (Infektiöse bovine
Rhinotracheitis) / IPV (Infektiöse pustolöse Vulvovaginitis)
" Erreger: Bovines Herpesvirus 1 (BHV1) " Subf.: Alpha-Herpesvirinae
AUJ (Aujeszky'sche Krankheit)
" Erreger: Aujeskzy Virus / Pseudorabies Virus (PRV) [= Herpesvirus suis1; suid Herpesvirus 1 (SHV1)] " Subf.: Alpha-Herpesvirinae
EHV (Equines Herpes-Virus)
" Erreger: Equinen Herpes-Virus 1 / 4 / 3 " Subf.: Alpha-Herpesvirinae
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Asfar-Viridae (Afrikanische Schweinepest)
Asfar-Viridae
! dsDNA / behüllt " G: Asfivirus / S: Virus der Afrikanischen Schweinepest (ASPV)
Kennzeichen
" Ø 175-215nm (größte Ikosahederviren) " Replikation im Zytoplasma (mittels virusassozierter Transkriptase) " Tenazität # (sehr stabil gegenüber Umwelteinflüssen) " klin.-patholog.: wie europäische (klassische) Schweinepest (ESP) " Übertragung: durch Kontakt od. Zecken
Asfar-Viridae
Klinik
" nach Infektion keine Bildung neutralisierender Antikörper " keine Vakzinen (im Ggs. zur ESP)
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Pox-Viridae
Pockenviren (Pocke = Pustel)
Pox-Viridae (Pockenviren)
! dsDNA / behüllt ! größte DNA Viren (150 - 300nm + größte tier. Viren)
! Besonderheit: Vermehrung im Zyroplasma
" backsteinförmig / komplexer Aufbau " komplexer Aufbau (mit Lipidhülle / darin Core mit Lateralkörpern / Membran mit Oberflächenfilamenten + Hämagglutinin)
Struktur
Kennzeichen " Variola Major (Menschenpocken)
" Impfung mit Vacciniavirus " hohe Tenazität im getrockneten Zustand " hohe serologische Kreuzreaktivität zw. Spezies eines Genus ! jede Tierart hat „ihre“ Pocken ! Infektionen mit Pox- + Parapoxviren ! häufige Zoonosen!
Kennzeichen
beachte
Beispiele
" Rind: Kuhpocken / v.a. Infektionen der Zitzenhaut //
Übertragung auf Mensch / Katze " Kaninchen: Myxomatose " Schwein: generalisierte Hautinfektion
" F: Poxviridae / G: Orthopoxvirus / S: Vaccinia + Variola
Taxonomie
Genus: Orthopoxvirus
Genus
! Orthopoxvirus (Mensch) ! Parapoxvirus ! Suipoxvirus ! Leporipoxvirus ! Capripoxvirus ! Avipoxvirus
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1.2.2.2 unbehüllte DNA-Viren
Papilloma-Viridae (Warzen-Viren) bei Säugern
allg. 2 eigene Virusfamilien
• Papilloma-Viridae • Polyoma-Viridae (auch onkogene Viren)
2 Virusfamilien
" frühere Einteilung der Papilloma-Viren mit Polyomaviren: in Familie Papovaviridae (Papillom-Polyoma-Vacuolating Virus SV40)
Papilloma-Viren
Papilloma-Viren Papilloma-Viren = erzeugen Warzen + gutartige Epitheltumore
! dsDNA / unbehüllt
" Vorkommen: weltweit / bei Mensch + Tier (auch Vögeln / Reptilien)
" Wirkung: i.d.R. gutartige Proliferationen des kutanen Epithels
! streng wirtsspezifisch " Eindringen: durch kleine Hautläsionen " icosahedral " hohe Tenazität + hohe Variabilität
Kennzeichen
Tumore ! Papillomaviren haben onkogene Potenz (! können zu malignen Tumoren
entarten in Zusammenwirkung mit Kofaktoren)
" je nach Virustyp: bevorzugte Lokalisation der Papillome " Virusgenom: persistiert in Zellkernen als Episom
Virus ! Erreger: Papilloma-Viren
" F: Papillomaviridae (nur wichtig) + Polyomaviridae
Virusvermehrung " Warzen: klonaler Ursprung der Warzen (" d.h. Papillomavirus infiziert 1 einzelne Basalzelle !
Anregung zu weiteren Teilungen ! darin Vermehrung des Virusgenoms als Episom)
Pathogenese ! Infektion von 1 einzelner Basalzelle ! Zellproliferation (Bildung verhornender Zellhaufen) " benignes Wachstum (weil Zellschichtung erhalten bleibt)
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Adeno-Viridae
Adeno-Viridae
Adeno-Viridae
! dsDNA / unbehüllt (wie Papilloma-Viren) ! Klinik: respiratorisch-enterale Symptome (Symptomen-Komplex)
" gefunden in menschlichen Tonsillen (Adenoide = Rachenmandelentzündung)
" Spikes / ikosahedral " 70-80 nm " Entlassung aus Zelle durch Zell-Lyse
Kennzeichen
" hohe Tenazität
Kennzeichen
Krankheiten ! Hepatitis Contagiosa Canis (Hund)
Parvo-Viridae
Parvo-Viridae
! ss DNA / unbehüllt ! kleinste DNA-Viren (18-22nm Ø)
Struktur
" icosahedrale Struktur
Kennzeichen
" Vermehrung: Nukleus (v.a. in mitotischen Zellen ! Darm / fetales Gewebe (S-Phase der Zellreplikation)) " Tenazität # (resistent gegenüber Umwelteinflüssen ! wichtig für Desinfektion))
Parvo-Viridae (Parvus = klein)
Genus ! Parvo-Virus (Felines Panleukopenievirus / Canines Parvovirus)
! Feline Panleukopenie (Katzenseuche // Cerebelläre Ataxie /
Kleinhirnatrophie) ! Canines Parvovirus (Enteritis-Myocarditis der Hunde)
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Circo-Viridae
Circo-Viridae
! G: Porcines Circo-Virus (PCV / Typ 2) ! (-)ssDNA / unbehüllt
" F: Circo-Viridae / G: Circo-Virus " 2 Typen: PCV-1 (harmlos) + PCV-2 (konditionell pathogen)
Kennzeichen " ikosahedral
" Größe: 17-22 nm (kleinste bekannte Viren)
Erreger
Krankheiten ! „postweaning multisystemic wasting syndrom” (PMWS) ! evtl. „porcine dermatitis and nephropathy syndrome“ (PDNS)