دانلود مقاله پاتوبیولوژی و پاتوفیزیولوژی روتاویروس

-1 لزیون های پاتولوژیک ایجاد شده توسط عفونت روتاویروسی

به طور کلی روتاویروس تمایل بافتی (tissue tropism) بسیار محدودی دارد و در بیشتر موارد فقط بافت اپیتلیوم پرز (villus) روده کوچک را عفونی میکند.

به علاوه به نظر می رسد که عفونت روتاویروسی به طور کلی گونه های جوان محدود شود تغییرات هیستو پاتولوژیک روده کوچک لزیون های پاتولوژیک توسط عفونت های روتاویروسی القا می شود.

در اغلب موارد مطالعات بر روی حیوانات عفونی شده به صورت آزمایشی و طبیعی صورت گرفته و بر روی لزیون های روده ای ایجاد شده بر اثر روتاویروس در انسان محدود می شود.

اما به طور کلی تغییرات ایجاد شده در انسان با شبیه به گونه های حیوانی است که همه شامل از دست دادن میکروویلی ها (microvilli) و متورم شدن (swelling) ER می باشد.

بیشتر نمونه های انسانی از قسمت ابتدایی (proximal) روده کوچک بدست می آید.

2-1 تغییرات ایجاد شده در روده به دنبال عفونت روتاویروسی

       به طور کلی در ابتدا رشد ویلی ها متوقف شده و به صورت کوتاه درمی آیند به علاوه انترولیت های (Entrocytes) در نوک بافت اپیتلیوم پرز (پیلوس) به صورت نامنظم شده و واکوئول دار می شوند و برخی از این سلولها جدا می شوند.

لایه بافت همبندی غشاء مخاطی (Lamina propria) در سلولهای شبه رتیکولوم (reticulum-Like cells) افزایش پیدا می کند.

تغییرات در  ظرف 24 ساعت از عفونت در زمانیکه سلول آغاز می شود ایجاد شده و اینگونه به نظر می رسد که عفونت از قسمت ابتدایی (proximal) روده کوچک شروع شده و به سرعت به قسمت انتهایی (distal) پیشرفت می کند.

در سال 1981 Carpio گزارش کرد که عفونت تغییرات مشخص تری را در قسمت Jejunum نسبت به ileum القا می کند.

این تغییرات شامل آتروفی ویلوس (villus atrophy) و کاهش نسبت ویلوس به کریپت (reduced villus/ crypt ratios) و پهن شدن مرکزی سلولهای اپیتلیال (focal flattening of epithelial cells) می باشد.

سویه های ایجاد کننده بیماری با شدت کم تغییرات هیستولوژیک کمی را نشان می دهد.

به علاوه در بررسی های انجام شده در سال 1984 توسط Torres Media  نشان داده شده که عفونت منجر به از دست دادن Mcell میکروویلی می شود.

در صورتیکه رپیلیکاز درون این سلولها انجام نمی شود.

محل همانند سازی ویروس با استفاده  از میکروسکوپ الکترونی ایمونوفلورسانس و آزمایشات کشت سلول در نوک اپیتلیوم ویروس شناسایی شد که درست با محل ایجاد تغییرات غیرطبیعی (abnormality) هیستولوژیک منطبق می باشد.

در یک مطالعه انجام شده در سال 1979 توسط Mebus که با روشهای تشخیصی کشت بافت انجام شد ویروس عفونی در یک تیتر پایین از ندول های لنف در قسمت مرانتریک (mesentric lymph nodes) و شش (lung) جدا شد.

2- پاتوفیزیولوژی عفونت روتاویروسی

1-2 مکانیسم اسهال

طی بررسی های انجام شده در سال 1977 توسط Davidson و همکارانش مشخص شد که جریان های یونی شبکه ای (net ion fluxe) در نمونه های آزمایشی تغییر نمی یابد اما جذب سدیم به واسطه گلوکز (glucose mediated sodium absorption) کم می باشد.

به علاوه اپیتلیوم عفونی شده با روتاویروس ترشح Cl-  تغییر در پاسخ به تئوفیلین (theophylline) ندارد و سطوح AMP حلقوی (cyclic AMP levels) تغییر نمی کند.

فعالیت تیمیدین کنیاز (thymidine kinase) افزایش یافته در حایکه فعالیت سوکراز  لاکتاز و آلکالین فسفاتاز کاهش می یابد.

جذب Na+ آب 3 ارتومتیل گلوکز (3-O-Methylglucose) در بیماری کاهش می یابد.

و طی بررسی های انجام شده در سال 1981 توسط HyAMS و همکارانش مشخص شد که جذب ناقص لاکتوز در طی عفونت در انسان نیز دیده می شود.

به طور کلی لاکتاز و سوکراز روده ای به نسبت کمتری از Na+ - K+ Atpase کاهش می یابد.

همزمان با این تغییرات هیتولوژیک در روده gap اسموتیک مدفوعی و غلظت لاکتوز مدفوعی افزایش می یابد.

به علاوه تخریب سولهای نازک ویلوس بالغ منجر به جذب ناقص (Malabsorption) کربوهیدرات شده و اسهال اسموتیک ایجاد می شود.

2-2 تغییر در جذب ماکرومولکولها از بین سطح موکوزال روده در طی عفونت

به طور کلی به نظر می رسد که عفونت روتاویروس نفوذپذیری روده را نسبت به مولکولهای مختلف تغییر می دهد.

عفونت توانایی روده را نسبت به جذب مولکولهای پلی اتیلن گلیکول (PEGs) با وزن های مولکولی مختلف (1250 – 282) و D-xylose کاهش می دهد.

به علاوه بر نفوذپذیری روده ای نسبت به لاکتور و لاکتولوز افزایش یافته در حالیکه جذب L – رامنوز کاهش می یابد.

جذب HRP نیز در طی عفونت افزایش یافته که تحت تاثیر وجود یا عدم وجود فلور روده ای می باشد.

واکسن های روتاویروسی

1-1 نسل ااول واکسن های روتاویروسی

اولین سری واکنش های روتاویروسی ایجاد شده واکسن های مونووالانت زنده تضعیف شده از روتاویروسی حیوانی با مصرف خوراکی بود.

3 واکسن مونووالانت کاندید شده از روتاویروسهای حیوانی RIT 4237 و ویروس گاوی سروتایپ G6P6G6 ‌RRV MMU 18006 ویروس میمون رزوس سروتایپ  G3P5G3 و WC3 ویروس گاوی سروتایپ G6P7G6 بود که در برنامه واکسیناسیون رد شد.

که بر اساس یافته های Jennerian بود (50 و 53) .

واکسن RIT 4237 10 سال بعد از اینکه روتاویروس به عنوان اصلی ترین عامل ایجاد کننده گاسترانتریت حاد شناسایی شده در سال 1983 توسط Vesikari و همکارانش گزارش شد.

از این 3 واکسن کاندید شده تنها واکسن MMU 18006 رزوس، تیپ Vpv موجود در سویه های انسانی روتاویروسی را نشان می دهد.

واکسن های مونووالانت شامل VPV هترولوگوس ، ایمنی protective هتروتایپیک را ایجاد می کند که بر علیه بیماری القا شده با سروتایپ های VPV متفاوت با سروتایپ واکسن است.

(100)

این واکسن ها ایمن و ایمونولوژیک می باشند اما نمی توانند ایمنی هتروتایپیک ذاتی را به طور پیوسته بعد از واکسیناسیون القا کنند.

(50)

بیشترین اثر MMU 18006 در برنامه واکسیناسیون و نزولا مشاهده شد به طوریکه سویه روتاویروس در گردش در این کشور G3 بود که همان سروتایپ استفاده شده در واکسن بود، بر اساس این مشاهده پیشنهاد شد که ایمنی اختصاصی سروتایپ بر علیه هر کدام از سویه های مه ماز نظر اپیدمیولوژی در یک منطقه برای حداکثر piotection ضروری است.

(53)

واکسن دیگر مورد استفاده، واکسنی به نام LLR یا Lamb stroin vaccin می باشد.

(99 و 50) که اخیرا جهت استفاده به کشور چین مورد تایید قرار گرفته است.

اما استفاده روتین از این واکسن در سیستم ایمنی سازی کودکان انجام نشده است.

(99)

2- نسل دوم واکسن های روتاویروسی

نسل دوم واکسن های روتاویروسی ، واکسن های روتاویروسی reassortant حیوانی – انسانی زنده و واکسن های روتاویروسی انسان است.

(100) که عبارتند از:  Rhesus RRV ×HRV VPV

(G4, G2 , G1) (ST3×RRV(G4) – DS1×RRV(G2) – D ×RRV(G1) و Bovine UK×HRV VPV(G1-G4) و W179-9(G1) است.

که هدف از این تغییرات توسعه واکسن زنده مالتی والانت شامل ویروسهایی همراه با ویژگی VPV برای هر 4 سروتایپ رایج است.

(100) که در این روش از یک روتاویروس حیوانی به عنوان یک فنوتایپ تضعیف شده برای تولید واکسن reassortant کاندید شده که مشتق از 10 ژن از روتاویروس حیوانی و 1 ژن از روتاویروس انسانی است که این ژن آخری ژروتئین خنثی کننده Vpv راکد می کند که بر اساس سروتایپ های G رایج و معمول از نظر ایپدمولوژی می باشد.

(50 و 100 و 53)

واکسن های reassortant Rhesus-human روتاویروسی توسط کشت های سلولی coinfecting با RRV سویه MMU18006 (سروتایپ G3 و سویه های   D روتاویروس انسانی (سروتایپ G1) ، DS-1 (سروتایپ G2) و ST3 (سروتایپ G4) تولید شد (53 و 100) به این ترتیب سویه های reassortant حاصل شامل D×RRV و DS-1×RRV و ST3×RRV است که هر کدام از آنها ژن VPV را از HRV (با سروتیپ های مختلف 4 و 2 و 1) و 10 ژن دیگر را از RRV دریافت کرده اند (53 و 100).

این واکسن RRV-TV در آمریکا تهیه شده و در اوت 1997 مورد تایید قرار گرفت.

(99)

در جمعیت های گوناگون در قسمت های مختلف جهان بررسی شده است.

مشاهده شده که ایمن ایمونولوژیک و با خاصیت عمل بسیار بالا بر علیه اسهال های ناشی از روتاویروسی است.

(50 و 53)

تتراوالانت RRV-TV با مقدار PFU104  از هر 4 ویروس آزمایش شده و در دوز PFU105 کامل شد در واقع دوز تایید شده برای واکسن (PFU105 ×4) بود.

(53)

که اغل به صورت خوراکی در 3 دوز جدا از اهم در فاصله حداقل کمتر از 3 هفته (53) در 2 و 4  و 6 ماهگی تجویز شد (99).

بررسی های انجام شده نشان دهنده کارآمد بودن این واکسن در 50 تا 60% از کل موارد اسهال های روتاویروسی و 70 تا 90% از بیماریهای شدید روتاویروسی (اسهال منجر به بستری شدن) بود.

اما در سال 1999 مشخص شد که استفاده از این واکسن در کودکان می تواند منجر به ایجاد intussuception (افتادگی و یا کلاپس بخشی از روده به درون مجرای روده) شود که باعث انسداد در روده می شود.

در کارگاه آموزشی که در پنجم تا هفتم سپتامبر سال 2001 در ویرجینیای آمریکا برگزار گردید میزان ریسک این عارضه پس از واکسیناسیون یک مورد به ازای هر 10000 نفر فرد واکسینه شده اعلام گردید.

(99)

به علت اینکه واکسن WC3 در القا آنتی بادی بر علیه سروتایپ 1 کارآمد تبود نوع reassortant انسانی – گاوی WC3 (سویه W179-9) تهیه شد (100) که واکسن reassortant تتراوالانت WC3 می باشد که ژن کد کننده VPV را از 3 سروتایپ اصلی روتاویروس (G1-G2-G3) (53 و 50) و G6 را از همان WC3 می گیرد (100) به علاوه W179-7 یک reassortant VP4 انسانی با خصوصیت P[n] است.

(53) در یک دوره درمان موثر در 3 دوز از این واکسن protection بر علیه همه اسهال های روتاویروسی 67% و بر علیه اسهال های شدید (منجر به بستری شدن) 69% بود.

(53)

3- نسل سوم واکسن های روتاویروسی

این واکسن های از سویه های انسانی زنده تضعیف شده تشکیل شده اند که شامل (G1)M37 و (G3)RV3 و (G1)cold adapted virus می باشد.

(50 و 100)

در آغاز به دلیل سخت کشت بودن سویه های انسانی و در نظر گرفتن این نکته که ویروسهای انسانی ممکن است به اندازه کافی تضعیف نشده باشد این نوع واکسن ها بررسی شد.

اما در نهایت نتایج آزمایشات ایمنی immunogenicity از اولین واکنس انسانی کاندید شد (M37) در سال 1990 توسط Flores و همکارانش منتشر شد.

این ویروس از نوزاد بدون علامت (asymptomatic) در ونزوئلا گرفته شد و در سلولهای کلیه میمون (Monkey kidney cells) رشد کرد.

M37 ویژگی VP7 با سروتایپ 1 روتاویروس انسانی همراه با ویژگی Vp4 سویه های دیگری از تیپ های 2 و 3 و 4 و 1 داراست و به علت اینکه از یک نوزاد بدون علامت گرفته شود بود تصور بر این بود که به صورت طبیعی تضعیف شده می باشد. 

زمانیکه با دوز PFU104 در هفته های 10-12 به کودکان بزرگتر تجویز شد در 20% از کودکان ایمن شده (reactogenicity) تب پایین دیده ولی این اثر جانبی قابل چشم پوشی بود در 64% از کودکان پاسخ آنتی بادی خنثی کننده نسبت به M31 دیده شد.

(100) ولیکن طی یک دوره تجویز در کشور فنلاند در دوز PFU105 یا 104 هیچ تاثیری مشاهده نشد .

(100) 4-1- نسل بعدی (آینده) واکسن های روتاویروسی این واکسن ها بر پایه توسعه بیولوژی مولکولی استوار است.

واکسن های ساب یونیت در مقایسه با واکسن های ویروس زنده تضعیف شده دارای مزایای زیر می باشد: 1- ایمن تر بودن بخصوص برای افراد 1- ایمن تر بودن بخصوص برای افراد immuno compromised (با نقص سیستم ایمنی) 2- کاهش قیمت برای تولید کنندگان 3- ثبات و پایداری بیشتر در طی انتقال 4- حذف مداخله با دیگر واکسن ها یا ارگانیسم های انتریک انواعی از واکسن های ساب یونیت بالقوه جدول زیر آمده است: 1- پروتئین هایی از کپسیدهای ویروسی .

ویروس تخلیص شده 2- پروتئین های سنتز شده از ژنهای کلون شد A .

پروتئین های تخلیص شده از وکتورهای بیانی پروکاریوتیک B .

پروتئین های تخلیص شده از وکتورهای بیانی یوکاریوتیک C .

پروتئین های تولید شده در مجرای gastrointenstianl توسط وکتورهای ویروسی یا باکتریهای زنده 3- ذرات شبه ویروسی (virus like particles) تولید شده از (co-expression) بیان با هم از ژنهای کلون شده.

4- پپتیدهای سنتیک 5- واکسن های اسدی نوکلئیک پروتئین های گروه A روتاویروسی پروتئین های ساختمانی VP1 : بزرگترین پلی پپتید روتاویروسی است که به عنوان RNApol عمل می کند (Cohen, 1977, Hruska, etal 1978) پلی مرازها با شوک حرارتی یا غلظت های پایین از عوامل شلات کننده مانند EDTA فعال می شوند به طوریکه پوسته خارجی روتاویروس را حل می کنند و