Virusi su najmanji mikroorganizmi, obično raspona veličine od 0,02 do 0,3 μm, no nedavno je otkriveno nekoliko vrlo velikih virusa, do 1 μm duljine (megavirus, pandoravirus). Kako bi se razmnožavali, oni su u potpunosti ovisni o stanici (bakterijskoj, biljnoj ili životinjskoj). Virusi imaju vanjsku ovojnicu od proteina, ponekad i lipida, RNK ili DNK jezgre, a ponekad imaju i enzime koji su potrebni u prvim koracima virusne replikacije.
Virusi su uglavnom klasificirani u skladu s prirodom i strukturom svog genoma i metode replikacije, a ne prema bolestima koje uzrokuju. Postoje DNK virusi i RNK virusi; svaka vrsta može imati jednostruke ili dvostruke lance genskog materijala. Jednolančani RNK virusi se dalje dijele na (+) nabijene i (-) nabijene RNK. Za DNK viruse je tipično da se repliciraju u jezgri stanice domaćina, a RNK virusi se tipično repliciraju u citoplazmi. Međutim, neki jednolančani (+) nabijeni RNK virusi, nazvani retrovirusima, koriste se vrlo različitim metodama replikacije.
Retrovirusi se koriste reverznom transkripcijom da stvore dvolančanu kopiju DNK (provirus) od svog RNK genoma koji se umetne u genom stanice domaćina. Reverzna transkripcija se vrši pomoću enzima reverzne transkriptaze, kojeg virus nosi sa sobom unutar svoje strukture. Primjeri retrovirusa su virusi humane imunodeficijencije (HIV) i virusi humane T-stanične leukemije (HTLV). Jednom kada se provirus integrira u DNK stanice domaćina, koriste se uobičajeni stanični mehanizmi transkripcije za proizvodnju virusnih proteina i genetskog materijala. Ako zaražena stanica pripada zametnoj liniji, integrirani provirus može postati endogeni retrovirus koji se prenosi na potomstvo.
Sekvencioniranje ljudskog genoma otkrilo je da se barem 1% ljudskog genoma sastoji od endogenih retrovirusnih sekvenci, što predstavlja dosadašnje susrete s retrovirusima tijekom ljudske evolucije. Nekoliko endogenih humanih retrovirusa ostalo je transkripcijski aktivno i proizvode funkcionalne proteine (npr. sinktine koji doprinose strukturi ljudske placente). Neki stručnjaci nagađaju da poremećaji neutvrđene etiologije kao što su multipla skleroza, neke autoimune bolesti i različite vrste karcinoma, mogu biti uzrokovani endogenim retrovirusima.
S obzirom na to da transkripcija RNK ne podliježe istim mehanizmima kontrole pogrešaka kao transkripcija DNK, RNK virusi, a osobito retrovirusi, posebno su skloni mutaciji.
Za nastanak infekcije, virus se prvo prilijepi za stanicu domaćina na jednu ili jednu od nekoliko receptornih molekula na površini stanice. Potom virusna DNK ili RNK ulazi u stanicu domaćina i odvaja se od vanjskog omotača (razodijevanje) te se replicira unutar stanice domaćina procesom koji zahtijeva specifične enzime. Novostvorene virusne komponente se zatim spajaju u potpunu virusnu česticu. Stanica domaćina umire, otpuštajući nove viruse koji inficiraju druge stanice domaćina. Svaki korak virusne replikacije uključuje različite enzime i supstrate te pruža priliku da se interferira s procesom infekcije.
Posljedice virusne infekcije značajno variraju. Mnoge infekcije uzrokuju akutnu bolest nakon kratkog perioda inkubacije, ali neke su asimptomatske ili uzrokuju blage simptome koji se ne mogu prepoznati, osim retrospektivno. Mnoge virusne infekcije su eliminirane mehanizmima obrane domaćina, neke ostaju u latentnom stanju, dok neke uzrokuju kroničnu bolest.
Kod latentne infekcije, virusna RNK ili DNK ostaje u stanicama domaćina, ali se ne replicira niti uzrokuje bolest dugo vremena, ponekad i više godina. Latentne virusne infekcije mogu se prenijeti tijekom asimptomatskog razdoblja, olakšavajući tako međuljudski prijenos. Ponekad aktivaciju uzrokuje okidač (osobito imunosupresija).
U viruse koji uobičajeno ostaju latentni ubrajamo
Kronične virusne infekcije karakterizirane su kontinuiranim, prolongiranim izlučivanjem virusa; primjeri su kongenitalna infekcija virusom rubeole ili citomegalovirusom i perzistentni hepatitis B ili C. HIV može uzrokovati i latentne i kronične infekcije.
Neki poremećaji uzrokovani su virusnom reaktivacijom u SŽS-u nakon duljeg perioda latencije. U te bolesti spada
Varijanta Creutzfeldt-Jakobove bolesti i goveđa spongiformna encefalopatija nekada su bile nazivane sporim virusnim bolestima jer imaju dugo razdoblje inkubacije (godine), ali sada se zna da su uzrokovane prionima; prioni su uzročnici proteinsko-posredovanih bolesti, oni nisu bakterije, gljivice ni virusi i ne sadrže genetski materijal.
Nekoliko stotina različitih virusa zaražava ljude. Virusi koji prvenstveno zaražavaju ljude se uglavnom šire respiratornim i probavnim sekretima. Neki se prenose seksualnim putem ili preko krvi (npr. transfuzijom, kontaktom sluznica ili ubodom kontaminiranom iglom) ili putem transplantacije tkiva. Mnogo virusa prenosi se glodavcima ili artropodnim (člankonošci) vektorima, a šišmiši su nedavno otkriveni kao domaćini za gotovo sve viruse u sisavaca, uključujući neke odgovorne za teške infekcije u ljudi (npr. teški akutni respiratorni sindrom [SARS]).
Virusi su rasprostranjeni širom svijeta, no njihovo je širenje ograničeno urođenim imunitetom, prethodnim imunizirajućim infekcijama ili cijepljenjem, sanitarnim i drugim mjerama javno zdravstvenog nadzora te profilaktičkom primjenom antivirusnih lijekova.
Životni ciklusi zoonotskih virusa prvenstveno se odigravaju u životinjama; ljudi su sekundarni ili slučajni domaćini. Ovi virusi su ograničeni na područja i okoliš koji podržava njihov prirodni ciklus infekcije koji ne uključuje ljude (već kralježnjake, artropode ili oboje).
(Vidi također Vrste poremećaja uzrokovanih virusima.)
Virusi i karcinom
Neki virusi su onkogeni i predisponiraju određene vrste karcinoma:
Dijagnoza
Neke virusne bolesti mogu se dijagnosticirati na sljedeći način:
Konačna laboratorijska dijagnoza je potrebna prvenstveno kada postoji specifična terapija ili kada je uzročnik od javnozdravstvene važnosti (npr. HIV). Standardni bolnički laboratoriji mogu identificirati pojedine viruse, ali za manje uobičajene bolesti (npr. bjesnoća, Istočni konjski encefalitis, humani parvovirus B19), uzorci moraju biti poslani u nacionalne zdravstvene laboratorije ili u Centar za kontrolu i prevenciju bolesti.
Serološka dijagnostika tijekom akutne i konvalescentne faze može biti osjetljiva i specifična, ali je spora, a za neke viruse, osobito flaviviruse, križne reaktivnosti otežavaju dijagnozu Ponekad se dijagnoza može postaviti brže koristeći se kultivacijom, PCR-om ili testovima za otkrivanje virusnih antigena. Katkada može pomoći histopatologija elektronskom (ne svjetlosnom) mikroskopijom. Za specifične dijagnostičke postupke, vidi: Uvod u laboratorijsku dijagnostiku infektivnih bolesti.
Virusni genomi su mali; genom RNK virusa je raspona od 3.5 kilobaza (neki retrovirusi) do 27 kilobaza (neki reovirusi), a genom DNK virusa je raspona od 5 kilobaza (neki parvovirusi) do 280 kilobaza (neki poksvirusi). Ovakve mjerljive veličine, uz trenutni napredak u tehnologiji sekvencioniranja nukleotida, znače da će parcijalno i potpuno sekvencioniranje virusnog genoma postati glavna komponenta u epidemiološkim praćenjima izbijanja bolesti.
Liječenje
Antivirusni lijekovi
Primjena antivirusnih lijekova je sve učestalija. Antivirusno liječenje može biti usmjereno na različite faze virusne replikacije. Može
-
Ometati vezanje virusnih čestica na stanične membrane domaćina ili razodijevanje virusnih nukleinskih kiselina
-
Inhibirati stanični receptor ili čimbenik potreban za replikaciju virusa
-
Blokirati specifične enzime i proteine kodirane virusom koji se proizvode u stanicama domaćina i neophodni su za replikaciju virusa, ali ne i za normalan metabolizam stanica domaćina
Antivirusni lijekovi se najčešće koriste u terapijske ili profilaktičke svrhe protiv herpesvirusa (uključujući citomegalovirus), respiratornih virusa, HIV-a, kroničnog hepatitisa B i kroničnog hepatitisa C. Neki lijekovi su učinkoviti protiv različitih vrsta virusa. Neki lijekovi protiv HIV–a koriste se za primjenu kod drugih virusnih infekcija kao što je hepatitis B.
Interferoni
Interferoni su spojevi koji se otpuštaju iz inficirane stanice domaćina kao odgovor na virusne ili druge strane antigene.
Postoji mnogo različitih interferona koji imaju brojne učinke, poput prekida translacije i transkripcije virusne RNK i zaustavljanja virusne replikacije bez prekidanja normalnih funkcija stanice domaćina.
Interferoni se ponekad primjenjuju vezani za polietilen glikol (pegilirani pripravci) koji omogućava polagano, održano oslobađanje interferona.
U virusne bolesti koje se ponekad liječe interferonom spada
Neželjeni učinci interferona su vrućica, zimica, slabost i mialgija, a u pravilu počinju 7 do 12 sati nakon 1. injekcije i traju do 12 sati. Također su mogući depresija i hepatitis, a u slučaju uporabe većih doza i supresija koštane srži.
Prevencija
Cjepiva
Cjepiva djeluju stimuliranjem imuniteta. U virusna cjepiva za opću uporabu spadaju cjepiva protiv hepatitisa A, hepatitisa B, humanog papiloma virusa, influence, japanskog encefalitisa, ospica, zaušnjaka, poliomijelitisa, bjesnoće, rotavirusa, rubeole, krpeljnog meningoencefalitisa, vodenih kozica i žute groznice. Postoje cjepiva protiv adenovirusa i velikih boginja, no primjenjuju se samo u visokorizičnim skupinama (npr. vojni novaci).
Dobro cjepivo može iskorijeniti virusne bolesti. Velike boginje su iskorijenjene 1978. godine, a goveđa kuga (uzrokovana virusom usko povezanim s virusom ospica u ljudi) je iskorijenjena 2011. godine. Poliomijelitis je eradiciran u svim zemljama, osim u onim gdje je cijepljenje onemogućeno logističkim i religioznim razlozima. Ospice su skoro iskorijenjene u nekim dijelovima svijeta, osobito u Americi, no zbog svoje visoke kontagioznosti i nepotpunog cijepnog obuhvata, čak i u regijama za koje se smatralo da su ospice eradicirane, konačna eradikacija se ne nazire.
Trenutno su izgledi za iskorjenjivanje drugih tvrdokornih virusnih infekcija (kao što je HIV) neizvjesni.
Imunoglobulini
Imunoglobulini ( vidi: Pasivna imunizacija) služe kao pasivna imunoprofilaksa u određenim okolnostima. Oni se mogu koristiti preekspozicijski (npr. za hepatitis A), postekspozicijski (npr. za bjesnoću ili hepatitis) i u liječenju bolesti (npr. eczema vaccinatum).
Zaštitne mjere
Mnoge se virusne infekcije mogu spriječiti općim zaštitnim mjerama (koje ovise o načinu širenja određenog uzročnika).
U važne mjere spadaju
-
Pranje ruku
-
Odgovarajuće rukovanje s hranom i vodom.
-
Izbjegavanje kontakta s bolesnim ljudima
-
Prakticiranje nerizičnih spolnih odnosa
Važno je izbjegavati vektore kod infekcija koje se prenose insektima vektorima (npr. komarci, krpelji).