Wirus Zachodniego Nilu

Epidemiologia

Wirus Zachodniego Nilu (WNV, West Nile Virus) został po raz pierwszy wyizolowany z krwi chorej kobiety w prowincji Zachodniego Nilu w Ugandzie w 1937r. 

Tereny endemicznego występowania tego patogenu stanowią Afryka, Europa Wschodnia i Bliski Wschód, a także Ameryka Północna. W 1974 r. w RPA zanotowano epidemię obejmującą 3000 przypadków. W 1999 roku wirus pojawił się w USA. Szczyt epidemii w USA  i Kanadzie przypadł na rok 2003. W Stanach Zjednoczonych epidemia dotyczyła około 10 tys. osób, u których wystąpiły objawy choroby, ale liczba zgonów była mniejsza i wyniosła 264 (3%), a wiremię WNV  wykryto u 420 dawców krwi [4].. Natomiast w Kanadzie liczba chorych wzrosła do 1400. 

Wirus występuje też w Europie Południowej, Zachodniej i Wschodniej. Od 2008 roku notowane są przypadki zachorowań ludzi we Włoszech, a w 2010 roku po raz pierwszy opisano epidemię WNV w Grecji. W 2021 roku w Unii Europejskiej zanotowano około 140 przypadków zakażeń WNV ( w tym > 50 w Grecji oraz ponad 50 we Włoszech) [5].

Najnowsze dane epidemiologiczne świadczą o utrzymywaniu się epidemii w niektórych rejonach Europy i Ameryki Północnej. Dotychczas nie opisano w Polsce przypadków zakażeń ludzi, to jednak wyniki badań zwierząt mogą świadczyć o krążeniu tego wirusa w ekosystemie. Zmiany klimatyczne oraz zdolności adaptacyjne wirusa, które przyczyniły się do obecnej sytuacji epidemiologicznej, są  powodem  zainteresowania wirusem także w Polsce [1].

Pojawienie się WNV wywołało istotne zmiany w środowisku naturalnym powodując straty 

w ekosystemach (padanie dzikich ptaków), jak również w gospodarce ludzkiej przez wywoływanie chorób zwierząt gospodarskich (koni, ptactwa domowego). Rozwój epidemii wiązał się z pojawieniem i rozprzestrzenieniem się bardziej wirulentnych szczepów wirusa. 

Wirus Zachodniego Nilu okazał się istotny dla bezpieczeństwa przetoczeń krwi i jej składników. W Stanach Zjednoczonych Ameryki Północnej i w Kanadzie szczegółowo udokumentowano w ostatnich latach ponad 30 przypadków zakażeń potransfuzyjnych, a w ich następstwie poważnych powikłań, prowadzących nawet do śmierci [1].

Rezerwuarem wirusa są ptaki, głównie należące do wróblowatych, takie jak: sójki, łuszczaki, wróble i wrony. W Stanach Zjednoczonych ważnym rezerwuarem wirusa jest amerykański rudzik.

Wektorem wirusa, który go przenosi są liczne gatunki komarów głównie Culex spp.,a zwłaszcza Culex pipiens oraz Anopheles spp. Istotne znaczenie dla transmisji wirusa mają te gatunki, które mogą przetrwać zimę w stanie hibernacji. Wykazano, że poziom wiremii jaki występuje u ptaków jest wystarczający  aby doszło do transmisji wirusa do komarów. Zakażony komar sam nie choruje, natomiast przenosi wirusa do ssaków, w tym do ludzi. Do zakażania dochodzi podczas ukłucia komara, natomiast nie dochodzi do bezpośredniego przeniesienia choroby z człowieka na człowieka ani ze zwierzęcia na człowieka. Możliwe jest również przenoszenie wirusa z osoby zakażonej, w trakcie wiremii na drodze transfuzji krwi i transplantacji organów. Odnotowano przypadki zakażenia niemowlęcia przez karmiącą matkę oraz sporadyczne zakażenia wewnątrzmaciczne . Opisano także zakażenia pracowników laboratoriów podczas wykonywania sekcji zakażonych ptaków [6]. Podano także przypadek  zakażenia, do którego doszło prawdopodobnie w wyniku przeprowadzonej dializy. Obecnie szczepionka jest dostępna tylko dla koni, a szczepionka dla ptaków podana w pokarmie jest w fazie prób.[2,7] Nie ma możliwości zakażenia poprzez kichanie, uścisk dłoni czy wspólne spożywanie posiłków.

Budowa i klasyfikacja taksonomiczna

WNV należy do wirusów RNA z rodziny Flaviviridae obejmującej także wirusa denga, wirusa japońskiego zapalenia mózgu czy wirusa żółtej gorączki, z rodzaju Flavivirus. Obecnie jest najszerzej rozpowszechnionym flawiwirusem na świecie. Należy do serokompleksu japońskiego zapalenia mózgu , w którego skład wchodzi kilka istotnych pod względem klinicznym wirusów odpowiedzialnych za ludzkie przypadki zapalenia mózgu. Ścisłe pokrewieństwo antygenowe tych wirusów odpowiada za krzyżowe reakcje serologiczne. Wirus Zachodniego Nilu zaliczany jest do arbowirusów – wirusów przenoszonych przez stawonogi. Wirion ma charakter otoczkowy i jest średnich rozmiarów (40-60 nm średnicy), zawiera pojedynczą cząsteczkę RNA o długości około 11 000 nukleotydów kodującą jedną poliproteinę. Wyróżnia się dwie linie wirusa: 

1. bardziej wirulentną, która jest odpowiedzialna za obecną sytuację epidemiologiczną wśród ludzi oraz zwierząt; 
2. linię drugą, której cykl przenoszenia dotyczy głównie zwierząt. Zakażenia linią drugą opisywane były do niedawna jedynie na Madagaskarze oraz na terenie Afryki Subsaharyjskiej, w ostatnich latach jednak zauważono gwałtowny wzrost liczby zakażeń wśród zwierząt w Północnych Włoszech, w Austrii, na Węgrzech i w Grecji oraz przypadki zakażenia tą formą wirusa u ludzi [1].

Cykl życiowy 

Fot. https://www.healthygallatin.org/environmental-health/west-nile-virus/

Pierwotnym rezerwuarem wirusa są ptaki tropikalne i wędrowne, które pomimo bardzo wysokiego poziomu wiremii i długotrwałego zakażenia nie chorują. Bardziej podatne na zakażenia są ptaki żyjące poza obszarami endemicznego występowania wirusa [3]. Wektorem dla WNV są żywiące się krwią muchówki, a przede wszystkim komary i meszki. Wirus jest przenoszony przez ponad 150 gatunków komarów, spośród których 12 występuje w Polsce. Szczególnie istotne dla szerzenia się zakażenia wirusem są komary żywiące się krwią ptaków jak i ssaków (np. Culex spp., Culiseta spp., Anopheles spp.) Komary zakażają się WNV, żywiąc się krwią zarażonych ptaków i to właśnie u ptaków wirus produkuje wystarczająco wysokie miana wiremii, aby zainfekować komary. Wirus namnaża się w nabłonku jelita środkowego komara. Następnie, za pośrednictwem hemolimfy rozprzestrzenia się po całym organizmie, w tym do gruczołów ślinowych, gdzie jest wydzielany w wysokim stężeniu do śliny komara. Ze złożonych przez samicę komara jaj wykluwają się osobniki zakażone wirusem. Podczas ukłucia komara wirus wraz z wydzieliną gruczołów ślinowych zostaje wprowadzony do komórek skóry kolejnego żywiciela. W ciele niektórych żywicieli przypadkowych, którymi mogą być ludzie i konie, może dochodzić do manifestacji objawów klinicznych zakażenia, jednak poziom wiremii jest zbyt niski do tego, aby możliwe było zakażenie wektora. Długość okresu, kiedy możliwe jest przenoszenie wirusa w ciągu roku, zależy od klimatu. Na terenach gdzie panuje klimat umiarkowany, ciepły, morski i kontynentalny warunki do namnażania się wirusa mogą występować w okresie letnim, podczas upałów. W obszarach tropikalnych i subtropikalnych transmisja wirusa trwa nieustannie. Występowanie odpowiedniej temperatury jest czynnikiem koniecznym i ograniczającym zdolność komarów do transmisji patogenu. Możliwości adaptacyjne wirusa są bardzo duże. Uważa się, że warunkiem do jego namnażania się  jest temperatura nie niższa niż 14,3 ⁰C przez 12-dniowy okres żerowania wektora. Wykazano, że wraz ze wzrostem temperatury otoczenia skraca się czas niezbędny dla uzyskania przez komara zdolności przenoszenia wirusa [3]. Nowe obserwacje dotyczące zależności między temperaturą otoczenia a przenoszeniem WNV przez komary tłumaczy fakt występowania zakażeń wśród ludzi w klimacie chłodniejszym, m.in. w Kanadzie, gdzie tylko w 2012 roku odnotowano 450 klinicznych przypadków i bezobjawowych infekcji WNV. Wraz ze zmianami klimatycznymi prognozowane jest rozszerzenie się strefy zakażeń w Europie. Przewiduje się, już w trzeciej dekadzie tego stulecia występowanie zakażeń WNV na południu naszego kraju.

Objawy chorobowe u ptaków: 

U dzikich ptaków, szczególnie z gatunków krukowatych, po zakażeniu wirusem rozwija się długotrwała wiremia, podczas której wirus intensywnie się replikuje, a następnie z krwiobiegiem przedostaje się do okolicznych węzłów chłonnych i nadal zakaża narządy. Zakażone ptaki są bardzo osłabione i wykazują szereg objawów neurologicznych, takich jak drgawki, ataksja, charakterystyczne ułożenie szyi i głowy w kształcie litery S, konwulsje, niezborność ruchów, pływanie w kółko. Przy wysokim poziomie wiremii śmierć następuje po 3-7 dniach od zakażenia [6].

Objawy chorobowe u ludzi:

W większości przypadków zakażenia WNV mają przebieg  bezobjawowy. Objawy występują tylko u 20-40 % zakażonych pacjentów. U około 25% osób zakażenie WNV ma przebieg choroby gorączkowej, a u jednego na 150-250 zakażonych przebiega jako choroba neuroinwazyjna. Okres inkubacji wynosi od 2-14 dni. Łagodna postać choroby wywołanej przez WNV jest nazwana gorączką Zachodniego Nilu. Charakteryzuje  się ona nagłym wystąpieniem gorączki, bólem głowy, złym samopoczuciem, bólami pleców, mięśni, nudnościami, wymiotami oraz bólem brzucha i biegunką. U 20-50% pacjentów na klatce piersiowej, plecach, ramionach występuje krostkowo-grudkowa wysypka, która utrzymuje się około tygodnia. Ostre objawy trwają od 3 do 10 dni [2].

Wirus WNV to wirus neurotropowy, który wraz z makrofagami dostaje się do OUN. Wykazano, że osoby z mutacją receptora CCR5 występującego na powierzchni komórek mogą mieć wyższe ryzyko ciężkiego przebiegu zakażenia WNV. Badania sugerują także związek między grupami krwi a przebiegiem zakażenia. Występowanie grupy A układy AB0 oraz brak antygenu D z układu Rh należą do czynników ryzyka rozwoju choroby WNV.[1,5]

Replikacja wirusa odbywa się w komórkach Langerhansa i komórkach dendrytycznych skóry, skąd rozprzestrzenia się do okolicznych węzłów chłonnych i z krwiobiegiem dociera do innych narządów, głównie śledziony i nerek, w których następuje ponowna replikacja wirusa. Nie jest jasny mechanizm zajęcia przez wirusa OUN już w tydzień po zakażeniu, ale istnieje korelacja między poziomem wiremii a prawdopodobieństwem wystąpienia neuroinwazji  [6].           

Choroba neuroinwazyjna przebiega pod postacią zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych, zapalenia mózgu, paraliżu wiotkiego. Zapalenie mózgu występuje częściej u osób starszych, a zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych u dzieci. Zapalenie mózgu może mieć przebieg od łagodnego do bardzo ciężkiego, prowadzącego nawet do zgonu. Śmiertelność wynosi około 10%.[2]

Diagnostyka

Do potwierdzenia zakażenia stosuje się testy serologiczne ELISA do wykrywania swoistych przeciwciał anty – WNV klasy IgM w surowicy krwi lub płynie mózgowo-rdzeniowym pacjenta. Przeciwciała IgM są wykrywane od 3-8 dnia po pojawieniu się objawów chorobowych i są obecne do 6 miesięcy lub dłużej. Przeciwciała IgG  wykrywane są po 3 tygodniach od pierwotnego kontaktu z wirusem, jednakże mają ograniczone zastosowanie w diagnostyce.  W przypadku negatywnego wyniku należy wykonać powtórne oznaczenia po 14 dniach. U chorych z zaburzeniami odporności przeciwciała IgM mogą wytwarzać się z opóźnieniem lub wcale. W takiej sytuacji należy potwierdzić zakażenie metodą PCR. W płynie mózgowo-rdzeniowym chorych z neuroinwazyjną postacią zakażenia WNV obserwuje się podwyższoną pleocytozę z przewagą komórek wielojądrzastych i podwyższone stężenie białka. Uzyskanie pozytywnego wyniku metodą ELISA należy zweryfikować za pomocą testu neutralizacji. Diagnostykę WNV w Polsce utrudnia fakt krzyżowej reakcji przeciwciał przeciwko wirusowi kleszczowego zapalenia mózgu występującym endemicznie w niektórych rejonach naszego kraju. U chorych obserwuje się również podwyższone stężenie mocznika i kreatyniny we krwi świadczące o stanach zapalnych nerek [1,2,6].

Leczenie

Leczenie zakażenia WNV jest objawowe. Ważna jest profilaktyka, należy pamiętać o stosowaniu środków chroniących przed ukłuciem komarów (odpowiednie ubranie, repelenty). W badaniach klinicznych wykazano potencjalną skuteczność interferonu α-2b. Odporność po przebytym zakażeniu jest długotrwała, a prawdopodobieństwo ponownego zachorowania – niewielkie.

W trakcie badań są szczepionki przeciwko WNV [2,5].

Zgodnie z międzynarodowymi przepisami, w Polsce stosuje się tymczasową 4 – tygodniową dyskwalifikację dawców po powrocie z krajów, w których występuje epidemia WNV. 

Po przebytym zakażeniu dyskwalifikacja dawcy wynosi 120 dni od wyleczenia. Wzrost zakażeń w Europie jest prawdopodobnie sygnałem zbliżającej się epidemii. Gdyby do tego doszło, należy rozważyć wprowadzenie badań wykrywających materiał genetyczny WNV u krwiodawców [4].

Autor: mgr Monika Padysz, Diagnosta Laboratoryjny

Bibliografia:

1. Wirus Zachodniego Nilu a bezpieczeństwo przetoczeń krwi i jej składników. K.Tkaczuk, E.Lachert, E. Sulkowska, R. Pogłód, M. Łętowska, P. Grabarczyk; Via Medica 2013
2. Znaczenie kliniczne zakażeń wirusem Zachodniego Nilu w Europie w świetle doniesień prezentowanych na konferencji „Aktualne problemy dotyczące czynników zakaźnych przenoszonych przez krew’’ (10 marca 2017 r., Warszawa). S. Pancewicz, J. Dunaj, P. Czupryna, A. Moniuszko-Malinowska; Via Medica 2017
3. Rekomendacje dotyczące ograniczania przenoszenia wirusa Zachodniego Nilu (WNV) przez transfuzje krwi oraz jej składników na terenie Polski. P. Grabarczyk, J. Niczyporuk, P. Czupryna, E. Lachert, M. Łętowska; Via Medica 2020
4. Czynniki zakaźne istotne w  transfuzjologii. Pod redakcją Ewy Brojer i Piotra Grabarczyka; Fundacja Pro Pharmacia Futura ; Warszawa 2015
5. Mikrobiologia lekarska. Redakcja naukowa: M. Bulanda, A. Pietrzyk, M. Wróblewska; PZWL; Warszawa 2023
6. Wirus Zachodniego Nilu w Polsce – realne zagrożenie w świetle doniesień prezentowanych na konferencji „ Aktualne problemy dotyczące czynników zakaźnych przenoszonych przez krew” ( 10 marce 2017r., Warszawa) S.J. Niczyporuk; Via Medica 2017
7. Nowo pojawiające się choroby zakaźne w aspekcie bezpieczeństwa krwi. R.Pogłód, A.Rosiek, M. Łętowska. Acta Haematologica Polonica. 2013