Mechanismen der viralen Pathogenese

Pathogenese ist die Kette von Ereignissen, durch die eine Virusinfektion eine Krankheit hervorruft. Sie hängt nicht nur davon ab, wie sich das Virus repliziert, sondern auch davon, welche Zellen und Gewebe es erreicht, wie es sich im Körper ausbreitet, wie viel direkten Schaden es anrichtet und wie die Immunantwort des Wirts – manchmal schützend, manchmal schädigend – den Ausgang beeinflusst.

Definition

Virale Pathogenese ist der Prozess, durch den ein Virus und die Reaktion des Wirts darauf interagieren, um eine Krankheit zu verursachen. Sie umfasst den Eintritt in den Wirt, die Ausbreitung, den Tropismus, die Zell- und Gewebeschädigung sowie die Determinanten der Virulenz und des Krankheitsverlaufs.

Scope

Dieses Thema behandelt Tropismus und Ausbreitungswege, Mechanismen der Zell- und Gewebeschädigung (direkter zytopathischer Effekt und immunvermittelte Schädigung), Virulenzfaktoren, das Spektrum von akuten bis zu persistierenden Infektionen sowie das Wirt-Virus-Gleichgewicht, das darüber entscheidet, ob eine Infektion eliminiert wird oder eine Krankheit verursacht. Es handelt sich um Referenz- und Bildungsmaterial und ausdrücklich nicht um klinische, diagnostische oder Behandlungsleitlinien.

Core questions

• Wie bestimmen Tropismus und Ausbreitungswege, welche Gewebe ein Virus schädigt?
• Wann wird eine Krankheit durch direkten viralen zytopathischen Effekt und wann durch die Immunantwort des Wirts verursacht?
• Was bestimmt, ob eine Infektion eliminiert wird, persistierend wird oder tödlich verläuft?

Key concepts

• Tropismus und Gewebespezifität
• Eintritts- und Ausbreitungswege (lokal, blutgeboren, neuronal)
• Direkter zytopathischer Effekt
• Immunpathologie (immunvermittelte Gewebeschädigung)
• Virulenzfaktoren
• Akute, latente und chronische (persistierende) Infektion
• Immunflucht und Latenz
• Wirt-Virus-Gleichgewicht und Ausgang
• Zoonotische Entstehung und Wirtsspektrum

Mechanisms

Nach dem Eintritt an einer Körperoberfläche breitet sich ein Virus lokal aus und kann sich über das Blut oder, bei einigen Viren, entlang von Nerven ausbreiten, um Zielorgane zu erreichen; der Tropismus bestimmt, welche Gewebe betroffen sind und somit das Krankheitsmuster. Die Schädigung entsteht auf zwei Hauptwegen: durch direkten zytopathischen Effekt, bei dem die Replikation die infizierte Zelle abtötet oder beeinträchtigt, und durch Immunpathologie, bei der die Wirtsreaktion auf das Virus Gewebe schädigt. Der Verlauf der Infektion variiert von akuten, selbstlimitierenden Erkrankungen bis zu persistierenden Infektionen, wobei letztere durch Immunflucht, Latenz oder Erschöpfung der antiviralen Reaktion aufrechterhalten werden. Die Virulenz spiegelt spezifische virale Determinanten zusammen mit Wirtsfaktoren wider, und das Gleichgewicht zwischen viraler Ausbreitung und Wirtsabwehr bestimmt, ob eine Infektion eliminiert, kontrolliert oder tödlich ist. Neue menschliche Krankheiten entstehen häufig, wenn Viren von tierischen Reservoiren auf einen neuen Wirt übergehen und sich anpassen.

Clinical relevance

Die Mechanismen der Pathogenese erklären, warum verschiedene Viren charakteristische Krankheiten verursachen, warum einige Infektionen persistieren und warum der Ausgang ebenso sehr vom Wirt wie vom Virus abhängt. Dieser Eintrag ist eine konzeptionelle Referenz zum Verständnis, wie virale Krankheiten entstehen; er ist keine Grundlage für die Diagnose, Prognose oder Behandlung einer Einzelperson.

Epidemiology

Viren sind für einen großen Teil der menschlichen Infektionskrankheiten verantwortlich, einschließlich vieler der in den letzten Jahrzehnten verzeichneten neu auftretenden Infektionen, von denen ein hoher Anteil zoonotischen Ursprungs ist. Pandemieanfällige Viren wie Influenza veranschaulichen, wie Veränderungen im Wirtsspektrum und in der Virulenz auf der Ebene der Pathogenese zu weitreichenden Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit führen.

History

Das Verständnis von Viruserkrankungen entwickelte sich von der frühen Vorstellung, dass Viren einfach die Zellen abtöten, die sie infizieren, zu einer breiteren Sichtweise, die Tropismus, Ausbreitung im Wirt, immunvermittelte Schädigung und Persistenz einschließt. Die Untersuchung chronischer und latenter Infektionen, der Immunflucht und -erschöpfung sowie der zoonotischen Entstehung definierte die Pathogenese als Produkt einer dynamischen Wirt-Virus-Beziehung und nicht nur als virale Replikation neu.

Debates

Wie viel virale Erkrankung wird eher durch die Immunantwort als durch das Virus selbst verursacht?

Bei mehreren Virusinfektionen resultiert ein Großteil der Gewebeschädigung aus der Immunantwort des Wirts auf das Virus (Immunpathologie) und nicht aus direkter viraler Abtötung, und der relative Beitrag jedes Faktors ist eine zentrale, infektionsspezifische Frage in der Pathogenese.

Key figures

• Herbert W. Virgin
• Rafi Ahmed
• Lynn Enquist
• Peter Daszak
• Yoshihiro Kawaoka

Seminal works

• virgin-2009
• jones-2008
• koyuncu-2013

Frequently asked questions

Verursacht das Virus oder das Immunsystem die Symptome einer Virusinfektion?

Das hängt von der Infektion ab. Einige Viren verursachen Krankheiten hauptsächlich durch direkte Schädigung der von ihnen infizierten Zellen, während bei anderen ein Großteil der Erkrankung von der gegen das Virus gerichteten Immunantwort herrührt; viele Infektionen umfassen beides.

Warum werden einige Virusinfektionen chronisch?

Persistierende Infektionen werden aufrechterhalten, wenn ein Virus der Immunantwort entgeht oder sie überdauert – zum Beispiel durch Etablierung von Latenz, Verstecken vor Immun-Sensoren oder durch Erschöpfung der antiviralen Reaktion –, sodass das Virus nicht vollständig eliminiert wird.