Virology - 02 DNA Viruses

VIROLOGY  DNA VIRUSES    OUTLINE  •   DNA Viruses  o   In General  o   Virus Families  o   Adenoviridae  o   Parvoviridae  o   Papovaviridae  o   Poxviridae  o   Herpesviridae  o   Hepadnaviridae     •     DNA VIRUSES  IN GENERAL  •   Viral genomes contain information which:  o   ensures replication of viral genomes  o   ensures packaging of genomes into virions   o   alters the structure and/or function of the host cell to a greater or lesser degree    •   General Rule  o   All are ds-DNA, Except: Parvovirus  o   All are icosahedral, Except: Poxvirus(COMPLEX)  o   All are enveloped, Except: Papovavirus, Adenovirus, Parvovirus  o   All multiply in nucleus, Except: Poxvirus (cytoplasm)  o   Largest is Poxvirus while smallest is Parvovirus               VIRUS FAMILIES  Virus Family  Envelope Present  Capsid Symmetry  Size  Specific  Pathogenic Viruses  Hepadnaviridae  E  Icosahedral  42 nm  Hepatitis B Virus  Herpesviridae  E  Icosahedral  150-200 nm  Herpes Simplex Virus (HSV) Varicella-Zoster Virus (VZV) Cytomegalovirus Epstein Barr Virus  Poxviridae  E  Complex  230-300 nm  Smallpox Vaccinia    Parvoviridae  N  Icosahedral  18-20 nm  B19  Papovaviridae  N  Icosahedral  45-55 nm  Human Papilloma Virus (HPV) BK polyomavirus JC polyomavirus  Adenoviridae  N  Icosahedral  70-80 nm  Adenovirus      ADENOVIRIDAE  •   These are naked icosahedral viruses with double stranded linear DNA  •   Can cause a variety of upper and lower respiratory tract diseases like pharyngitis, conjunctivitis and pneumonia  •   May cause gastroenteritis in children  •   MOT - droplets, the fecal-oral route or fomites   PARVOVIRIDAE  •   Very small naked viruses, with single stranded linear DNA  •   B19 virus causes FIFTH DISEASE or ERYTHEMA INFECTIOSUM  •   B19 virus replicates in immature erythroid cell  •   slapped cheek rash  PAPOVAVIRIDAE  •   these are naked viruses with double stranded circular supercoiled DNA  •   PAPOVA is an acronym for Papilloma, Polyoma and Vacuolating Viruses  •   Papilloma ( HPV)  •   Polyoma ( BK virus and JC virus )  •   Vacuolating Virus ( Simian Vacuolating virus )    •   Human Papillomavirus (HPV)  o   HPV-1 - Plantar Warts  o   HPV-2 and 4 - Warts of the Hand  o   HPV-6 and 11 - Genital Warts  o   HPV 5 and 8 - Epidermodysplasia verruciformis  o   HPV 13 and 32 -  Hecks’s Disease  o   HPV-16 and 18 - Cervical Cancer  o   HPV-16 - Subset cancer of oropharynx and penile cancer in men  o   HPV 41-42 -Genital Warts  o   HPV 3, 10 - Flat cutaneous warts  o   HPV 6,11,42,43,44, 55 and more - Anogenital warts 

POXVIRIDAE  •   These are the largest, brick shaped or ovoid viruses, envelope has an unusual appearance.  •   The most complex of all viruses  •   Small Pox Virus   – also called Variola Virus, the agent of  small pox  •   Vaccinia Virus  •   Molluscum Contagiosum   – causes small , pink, wart like  benign tumors of the skin, seen on genitals or body extremities  HERPESVIRIDAE  HERPES SIMPLEX VIRUS ( HSV1 & HSV2)  •   these are enveloped viruses with double stranded linear DNA  •   generalities about herpesviridae:  o   they can develop a latent state  o   cytopathic effect  o   herpesviridae are held at bay by the cell mediated immune response  •   Herpes Simplex Virus 1 (HSV-1)   – cause acute  gingivostomatitis, recurrent herpes labialis/cold sore or fever blisters, keratoconjunctivitis, encephalitis  •   Herpes Simplex Virus 2 (HSV2)   – causes genital herpes,  neonatal herpes, aseptic meningitis  •   HSV -1  is transmitted via respiratory secretions and saliva  while HSV-2 is transmitted thru sexual contact, perinatal infection  •   Specimen for diagnosis: lesions or conjunctival scrapings  •   Direct examination of virus can be made by: EM, PAP’s smear, DFA, Indirect Fluorescence  •   Serologic tests not helpful because antibodies against  HSV-1 and 2  cannot be differentiated and uninfected  individuals may possess the antibody  •   HHV-6   – known to infect T-lymphocytes; may cause  EXANTHEM SUBITUM or ROSEOLA also known as 6th DISEASE  VARICELLA  –ZOSTER VIRUS  •   Causes chicken pox  •   Zoster can cause Shingles  •   Transmitted by : a) respiratory droplets  b) direct contact with lesions  •   Diagnosis is made based on clinical signs  CYTOMEGALOVIRUS (CMV)  •   Causes cytomegalic inclusion disease in neonates  •   It is also the cause of pneumonia in ummunocompromised patients and heterophile negative mononucleosis  •   Transmitted by a variety of modes : a) across the placenta and in mother’s milk b) via the saliva in young children  c) transmitted sexually d) blood transfusion and organ transplant  •   Repeated contact with the virus is necessary for infection  •   The virus can remain latentin WBC’s, endothelial cells and other organs  •   May reveal the characteristic “ owl eye’s “ appearance      EPSTEIN BARR VIRUS  •   Causes infectious mononucleosis, associated with Burkitt’s lymphoma, other B-cell lymphomas and nasopharyngeal carcinomas  •   Infects mainly lymphoid cells  •   Transmitted by exchange of saliva, causes “kissing disease mononucleosis”  •   Diagnosis is based on 2 approaches:  o   hematologic approach  o   immunologic approach  ▪   heterophile antibody test  ▪   monospot test  ▪   EBV specific antibody test  HEPADNAVIRIDAE  VIRAL HEPATITIS  •   RNA Viruses : Hepatitis A Virus ( HAV ) ; Hepatitis C Virus ( HCV ) ; Hepatitis D Virus ( HDV ) ; Hepatitis E Virus ( HEV ) ; Hepatitis E Virus ( HEV )  •   DNA Virus : Hepatitis B Virus ( HBV )  •   Transmission : Remember the code “ ABCDE “  •   Types of Viral Hepatitis :  o   acute  o   chronic  •   Disease states caused by HBV:  o   Acute hepatitis  o   fulminant hepatitis  o   Chronic ( asymptomatic carrier ; chronic persistent hepatitis ; chronic active hepatitis)  o   Co-infection with HEPATITIS DELTA VIRUS ( HDV )  •   Complication of viral hepatitis : PRIMARY HEPATOCELLULAR CARCINOMA  SEROLOGY OF HEPATITIS B    HBsAG Anti- HBsAG  HBeAG  Anti- HBeAg  Anti-HBcAG  Acute HBV  +  -  +  -  IgM  Chronic HBV with High Infectivity  +  -  +  -  IgG  Chronic HBV with Low Infectivity  +  -  -  +  IgG  Recovery  -  +  -  +  IgG  Immunized  -  +  -  -  -      •   Prevention and Treatment  o   serologic test on donor blood  o   active immunization  o   anti-viral agents for Tx of chronic or persistent HBV infection  o   anti-HIV drug Lamivudine  o   Treatment with interferon alpha  HEPATITIS A VIRUS ( HAV )  •   Has a naked icosahedral capsid with single stranded RNA; belongs to Family PICORNAVIRIDAE  •   Transmitted by the fecal oral route  •   Hepatitis A has a 15-40 days incubation period before the patient develops acute hepatitis 

•   Young children are the most frequently infected but with milder course than adults  •   Death from HAV is very rare  •   HAV capsid is antigenic, so anti-HAV IgM and anti-HAV IgG is often produced by the patient  •   Serology of Hepatitis A    IgM anti-HAV  IgG anti- HAV  Acute Infection  +  -  Old Infection ( immune to HAV )  -  +  Incubation or No Infection  -  -    HEPATITIS C VIRUS ( HCV )  •   Transmitted parenterally  •   An enveloped icosahedral RNA virus  •   Causes acute & chronic hepatitis in a similar manner as HBV  •   Should be called HEPATITIS CIRRHOSIS VIRUS  HEPATITIS D VIRUS ( HDV )  •   An RNA virus transmitted parenterally and can replicate only with the help of HBV  •   The delta virus helical nucleocapsid actually uses HBV’s envelope, HBsAG.  •   Infection occurs in 2 ways:  •   Co-infection  •   Superinfection  •   Serology is not very helpful for diagnosis  ADDITIONAL NOTES  REPLICATION OF DNA VIRUSES      PARVOVIRUSES   •   Diameter:18-26nm  •   Cubic symmetry  •   No envelope  •   ss DNA  •   Genome size: 5.6kbs   •   eg.Human parvovirus B 19  POLYOMAVIRUSES  •   Diameter: 40nm  •   Cubic symmetry  •   no envelope  •   ds DNA  •   Genome size:5kbs  •   eg. SV40, may cause tumors  PAPILLOMAVIRUS   •   Similar to polyomaviruses  •   Diameter: 55nm  •   Genome size: 6.8 - 8.4kbs   o   (larger than polyomaviruses)  •   In humans: May cause warts and genital cancers.  •   Eg. Human Papaillomavirus (HPV)    HERPESVIRUSES  •   Diameter:150-200nm  •   Cubic symmetry  •   enveloped  •   ds DNA  •   Genome size: 125 - 240kbs  •   eg. Varicella-zoster virus (chicken pox and measles), Epstein-Barr virus (EBV) and cytomegalovirus (CMV) 

  ADENOVIRUS  •   47 types infect humans  •   Diameter:70-90nm  •   Cubic symmetry  •   no envelope  •   ds DNA,   •   Genome size: 26 - 45kbs  •   Cause acute respiratory disease, conjunctivitis and gastroenteritis  HEPADNAVIRUSES  •   Diameter: 40-48nm  •   Icosahedral  •   enveloped  •   ds DNA  •   Genome size:3.2kbs  •   Causes acute chronic hepatitis ~ high risk of developing liver cancer    POXVIRUSES  •   Brick-shaped or ovoid   •   Size: 220-450nm long x 140-260nm wide x 140-260nm thick  •   Enveloped  •   ds DNA  •   Genome size:130-375kbs (large!)  •   Produce skin lesions eg. Small pox and vaccina virus    •       •