ไวรสัอนัตรายในกลุ่ม VHF Lassa, Marburg, Hanta, Junin, CCHF”

พิไลพนัธ ์พธุวฒันะ

ศนูยว์จิยัพฒันานวตักรรม คณะเทคนิคการแพทย ์มหาวทิยาลยัมหดิล

การเตรยีมความพรอ้มหอ้งปฏบิตักิารเพือ่ตรวจวเิคราะหเ์ชือ้อนัตรายสงูและเชือ้อุบตัใิหม่ ณ กรมวทิยาศาสตรก์ารแพทย ์ นนทบุร ี

12 กรกฎาคม 2561

Viruses causing hemorrhagic fever (VHF)

At least 23 viruses from 4 families

• Flaviviridae

• Filoviridae

• Arenaviridae

• Bunyaviridae

Common characteristics of viruses causing HF

• Enveloped virus with RNA genome

• Wide range of natural hosts : zoonotic

diseases and some are vector-borne viruses

• Geographically restrict

Flaviviruses

• Yellow fever virus- Yellow fever in tropical Africa and South America

• Dengue viruses- DHF, DSS

• Omsk hemorrhagic fever virus- Omsk HF in Western Siberia

• Kyasanur Forest disease virus - Kyasanur Forest disease in India

Yellow fever virus

• The first virus known to cause human infection

• The first virus known to be transmitted by insect vector

Yellow fever vaccine

Live attenuate vaccine strain 17D was developed by Max Theiler in 1937.

Protection begins by the 10th day after vaccination in 95% of people, and last for at least 10 yrs.

Nobel Prize laureate 1950 Max Theiler

Filoviruses

• Marburg virus – emerged in 1967 in Marburg, Germany and Yugoslavia

• Ebolavirus- emerged in 1976 in Zaire (DR Congo) and Sudan

Arenaviruses

• Junin virus- Argentine HF

• Machupo virus – Bolivian HF

• Guanarito virus – Venezuelan HF

• Sabia virus – Brazillian HF

• Chapare virus- unnamed disease in Bolivia

• Lassa virus –Lassa HF in West Africa

• Lujo virus- unnamed disease in Zambia

Bunyaviruses

• Crimean-Congo hemorrhagic fever virus –

• Rift Valley fever virus- Rift Valley fever in Africa and Arabian Pennisula

• Genus Hantavirus- hemorrhagic fever with renal syndrome

Hantaan virus, Seoul virus, Puumala virus, Prospect Hill virus, etc.

• Severe fever with thrombocytopenia syndrome virus in China

VHF in Thailand

• Dengue virus types 1-4

• Hantavirus

VHF in Africa

• Dengue

• Yellow fever

• Lassa

• Marburg

• Ebola

• Rift valley fever

• Crimean-Congo hemorrhagic fever

• Lujo

Differential diagnosis

• Ebola viral disease

• Lassa fever

• Yellow fever

• Malaria

• Leptospirosis

• Typhoid

Symptoms of VHF

• The initial signs and symptoms of VHF is nonspecific such as high fever, fatigue, loss of strength, muscle aches.

• Specific signs and symptoms vary by type of VHF, but difficult to provide differential diagnosis,

Pathogenic mechnisms of VHF

• Vascular damage, increased vascular permeability and plasma leakage

• Hemorrhage

• Hepatocellular necrosis leads to deficiency of coagulation factors

• Complement activation

• Disseminated intravascular coagulation

• Cytokine storm

Vectors/reservoirs of VHF

• Mosquito-borne HF: yellow fever, dengue

• Tick-borne HF: CCHF

• Rodent-borne HF: Lassa, HFRS-hantaviruses

• Others: Ebola, Marburg

Zoonoses, Zoonosis

Tick borne-hemorrhagic fever

• Crimean-Congo HF or Asian Ebola

Caused by CCHF virus, a member in the

family Bunyaviridae

1945 : มกีารระบาดของ CCHF ในแหลมไครเมยี รสัเซยี ให้ชือ่วา่ Crimean HF และแยกเชือ้ไดใ้นปี 1968

1958 : แยกเชือ้ไดใ้น คองโก Congo fever

หลงัจากปี 2000 CCHF กลายเป็นเชือ้อุบตัใิหมใ่นหลายพืน้ที ่

CCHF เป็นโรคตดิต่อจากเหบ็ ทีม่ผีูป้ว่ยมากทีส่ดุในโลก

Family Bunyaviridae

• Contains > 300 members

• Genome is comprised of 3 segmented SS RNA.

• Enveloped virus

http://education.expasy.org/images/Bunyaviridae_virion.jpg https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRqn5dLnzGUOvqvh4UV3LwWH3nbEHfqhg_z9nVFBpd0zKdavmzyog

https://www.cdc.gov/vhf/crimean-congo/images/cchf-distribution-map-v2.jpg

Prevalence of CCHF by serology

• การตรวจพบแอนตบิอดใีนประชาชน ท าใหค้ดิวา่เชือ้นี้มอียูใ่น

ฝรัง่เศส กรซี บลัแกเรยี ฮงัการ ีฯลฯ

• พบแอนตบิอดใีน 20% ของผูอ้าศยัอยูใ่น endemic area ทีม่ ีประวตัถิกูหมดักดั

สตัวท่ี์เป็นแหล่งโรค CCHF

• เหบ็ใน genus Hyalomma เป็นทัง้ principle vector และ reservoir

วงจรการแพรเ่ชือ้ มทีัง้ transovarian และ transtadial infection (larva to nymph to adult)

• ปศุสตัว ์ววั ควาย แพะ แกะ สตัวเ์หลา่นี้ตดิเชือ้โดยไม่แสดงอาการ

การติดต่อ และ การแพรก่ระจายของเช้ือ CCHF virus

• หมดักดั

• สมัผสัเลอืด และ เนื้อเยือ่ ของสตัวท์ีม่เีชือ้

• การตดิต่อจากคนสูค่น : สมัผสักบั body fluids ของผูป้ว่ย

nosocomial infection

• นกอพยพพาเหบ็ทีม่เีชือ้ไปดว้ย

• การเคลือ่นยา้ยปศุสตัว ์

ระยะฟักตวัของ CCHF

• ขึน้กบัวธิกีารทีต่ดิเชือ้

1-3 วนั สงูสดุ 9 วนั ถา้ถูกหมดักดั

5-6 วนั สงูสดุ 13 วนั ถา้สมัผสั เลอืด และเนื้อเยือ่

• อตัราตาย 10-40%

Climage change ต่อการระบาดของ CCHF

อุณหภมูทิีส่งูขึน้ มผีลต่อ interstadial development และ activity ของหมดัในการหาอาหาร

Genetic diversity of CCHF virus

• Gene reassortment

Emergence of new CCHF virus was the result of M-segment reassortment.

• Genetic recombination

Marburg virus

• First discover in 1967 in Marburg and Frankfurt, Germany and in Belgrade, Serbia (Yugoslavia)

• Source of infection: African green monkeys from Uganda

• Case fatality rate 23-90%

Marburg hemorrhagic fever outbreak

• Germany and Yugoslavia 1967

• South Africa (origin from Zimbubwe ?) 1975

• Kenya 1980, 1987

• DR Congo 1998-2000

• Angola 2004-2005

• Uganda 2007, 2008, 2012, 2014, 2017

• 1990 Lab contamination in Russia

• 2008 USA and Netherlands ex Uganda

Family Filoviridae is classified into 2 genera: Genus Marburgvirus Genus Ebolavirus

Transmission of Marburg virus

• Fruit bats, Rousettus aegypti of the family Pteropidae are reservoir hosts.

• คนไดร้บัเชือ้จากคา้งคาว โดยการหายใจเอา aerosol ทีม่ีเชือ้จาก excreta หรอืตดิเชือ้จาก primates

• การตดิเชือ้จากคนสูค่น

เลอืด สารคดัหลัง่ เนื้อเยือ่ น ้าอสจุ ิ

nosocomial infection

พธิกีารจดัการศพ

Rodent-borne hemorrhagic fever

• Hantavirus: a genus in the family Bunyaviridae

• Family Arenaviridae:

Lassa virus

Junin virus

Diseases caused by Hantaviruses

• Hemorrhagic fever with renal syndrome (HFRS) or Korean hemorrhagic fever

caused by Hantaan virus, Soul virus, Dobrava-Belgrade virus

• Hantavirus pulmonary syndrome (HPS)

caused by Sin Nombre virus

Hantavirus in Thailand

• Hantavirus was isolated from rodents in Thailand . The virus was genetically distinct from previous isolates

• Disease caused by hantavirus

- HFRS: diagnosed by ELISA and confirmed by focus reduction neutralization test

- Acute encephalitis : diagnosed by ELISA IgG/IgM

http://image.slidesharecdn.com/hanta-virus-1217124829483391-9/95/hanta-virus-11-728.jpg?cb=1217099154

http://homepage.usask.ca/~vim458/virology/studpages2007/Allison_Leah/trans.gif

Bandicota indica (Thailand)

Hantavirus pulmonary syndrome

• First recognized during the 1993 outbreak in the Four Corners region of the southwestern, U.S.

• The virus was first name Four Corners virus and was changed to "Sin Nombre virus” (means no name in Spanish).

• Deer mouse as reservoir host

• 50% fatality

Arenaviruses • Greek: Arenosa = sandy

• Enveloped virus with SS RNA genome comprising 2 RNA segments with presence of transcriptase in virion. The genome is ambisense.

• Pleomorhic virion

http://www.virology.net/Big_Virology/EM/arena2.GIF https://encryptedtbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQ3KqSJP1zUT3lQdQpWgdgzBb6vvRYOVllsOEzQOSBHH5I2SIMG

VHF caused by arenaviruses

• Lassa virus

• Junin virus causes Argentine hemorrhagic fever.

• Machupo virus causes Bolivian hemorrhagic fever.

• Guanarito virus causes Venezuelan hemorrhagic fever.

• Sabia virus causes Brazilian hemorrhagic fever.

Lassa fever virus

• First report in the town named Lassa in Nigeria in 1969 in 2 American missionaries who died from the disease.

• It is endemic in West Africa in Sierra Leone, Liberia, Guinea and Nigeria.

• Cases reported from Ivory coast, Mali, Ghana…..

• Estimated number 100,000 to 300,000 cases with approximately 5,000 deaths per year

Reservoir host of Lassa virus is a rodent known as the "multimammate rat" (Mastomys natalensis).

http://www.sciencedirect.com/topics/page/Arenavirus

Signs and symptoms

• Approximately 80% of Lassa fever virus infection are mild and undiagnosed.

• Mild symptoms include mild fever, general malaise and weakness. 20% of the cases progress to severe disease and hemorrhage, repeated vomiting, facial swelling, pain in chest, back and abdomen and shock. Deafness is the most common complication.

• Death occurs from multi-organ failure.

• Fatality rate 1% or 15-20% of hospitalized cases

Junin virus- Argentine hemorrhagic fever

• First reported in 1953 in Junin city

• Mortality rate 20-30%

Transmission of Junin virus

การตดิเชือ้ในคนเกดิไดห้ลายชอ่งทาง - จากการหายใจเอา excreta มลูสตัว ์และ ปสัสาวะ ของ rodents เขา้ไปในรา่งกาย

- กนิอาหาร และน ้าทีม่เีชือ้ปนเป้ือน - เชือ้เขา้ทางบาดแผล Rodents ท่ีเป็น reservoir hosts Mus musculus, Calomys spp. and Akodon azarae

การวินิจฉัยผูป่้วย • ประวติัผูป่้วย การฉีดวคัซนี การสมัผสัโรค: source of infection เชน่ nosocomial infection, lab accident, การสมัผสัสตัว ์ • การวินิจฉัยทางห้องปฎิบติัการ Histopathology Clinical pathology Virology laboratory

Risk of viruses causing hemorrhagic fever

• Risk group 2: Dengue viruses

• Risk group 3: Yellow fever virus, Lassa virus, Hantaviruses,

• Risk group 4: CCHF virus, Ebola virus,

Marburg virus, South American hemorrhagic fever viruses

Lab diagnosis

• RT-PCR targeting conserved gene:

S- segment or nucleoprotein gene

• Ag detection

• Ab detection by ELISA/NT assay

• Virus isolation in cell culture