Im Gegensatz zu akuten Virusinfektionen dauern persistierende Infektionen lange an und treten auf, wenn die Primärinfektion nicht von der adaptiven Immunantwort beseitigt wird. Varizella-Zoster-Virus, Masernvirus, HIV-1 und humanes Cytomegalovirus sind Beispiele für Viren, die typische persistierende Infektionen verursachen. Eine chronische Infektion ist eine Art von persistierender Infektion, die schließlich abgeklungen ist, während latente oder langsame Infektionen ein Leben lang andauern.
Es gibt keinen einzelnen Mechanismus, der für die Entstehung einer persistierenden Infektion verantwortlich ist; ein Schlüsselmerkmal ist die Verringerung der Abwehrkräfte des Wirts und die Fähigkeit des Virus, Zellen abzutöten. Viele Arenaviren, wie z. B. das lymphozytäre Choriomeningitis-Virus, töten keine Zellen ab und verursachen eine persistierende Infektion, wenn der Wirt das Virus nicht beseitigen kann. Bei einigen hartnäckigen Virusinfektionen wechseln sich Zyklen der Virionenproduktion und der Ruhephase ab. Ein Beispiel ist das Epstein-Barr-Virus, der Erreger der infektiösen Mononukleose. Nach dem ersten Anfall von Fieber, Halsschmerzen und geschwollenen Lymphdrüsen geht das Virus in eine ruhende Infektion über, bei der das virale Genom in den Zellen des Immunsystems persistiert. In regelmäßigen Abständen wird die Infektion reaktiviert und infektiöse Virionen werden ausgeschieden, ohne dass klinische Symptome auftreten. Diese Reaktivierungen führen zur Übertragung der Infektion auf neue Wirte.
Die Infektion mit dem Virus der viralen Rinderdiarrhöe ist ein weiteres Beispiel dafür, wie die Persistenz durch das Zusammenspiel von Immunantwort des Wirts und Abtötung der Viruszellen geregelt wird. Dieses Virus führt bei den meisten Rindern der Welt zu einer lebenslangen persistierenden Infektion. Die infizierten Tiere produzieren keine nachweisbaren antiviralen Antikörper oder T-Zellen. Das Virus wird früh in der Trächtigkeit von der Mutter auf den Fötus übertragen. Die Infektion stimuliert nicht die Produktion von Interferon (IFN), so dass das adaptive Immunsystem nicht aktiviert wird. Da die Infektion keine Zellen abtötet, kommt es zu einer hartnäckigen Infektion.
Viele Infektionen bleiben bestehen, weil die virale Replikation die Funktion der zytotoxischen T-Lymphozyten (CTLs) beeinträchtigt, Immunzellen, die für die Beseitigung von Virusinfektionen äußerst wichtig sind. Infizierte Zellen werden erkannt, wenn CTLs virale Antigene auf der Zelloberfläche entdecken. Dieser Erkennungsprozess erfordert die Präsentation der viralen Peptide durch Proteine der Klasse I des Haupthistokompatibilitätskomplexes (MHC). Viele virale Proteine stören verschiedene Schritte des MHC-Klasse-I-Wegs, einschließlich der Synthese, der Verarbeitung und des Transports des Proteins. Sogar der Transport viraler Peptide an die Zelloberfläche – die von dem als Proteasom bekannten großen Proteinkomplex aus viralen Proteinen hergestellt werden – kann blockiert werden.
Ein erstaunliches Beispiel für eine solche Immunmodulation findet sich in Zellen, die mit dem Cytomegalovirus (CMV) infiziert sind. Dieses Betaherpesvirus verursacht eine häufige Infektion in der Kindheit, die bei gesunden Menschen kaum Folgen hat. Die Infektion wird nie ausgemerzt, und das Virus infiziert hartnäckig Speichel- und Brustdrüsen sowie die Niere. Wenn latent infizierte Personen durch Medikamente oder eine HIV-Infektion immunsupprimiert sind, kommt es zu einer Virusvermehrung mit lebensbedrohlichen Folgen. CMV persistiert im Wirt, weil das virale Genom für mehrere Proteine kodiert, die die MHC-Klasse-I-Präsentation viraler Antigene beeinträchtigen. Ein virales Protein blockiert die Translokation von Peptiden in das Lumen des endoplasmatischen Retikulums, während zwei andere virale Proteine den Abbau von MHC-Klasse-I-Proteinen bewirken, bevor sie die Zelloberfläche erreichen.
Es gibt noch viele weitere Beispiele dafür, wie Virusinfektionen die Immunantwort modulieren und zu einer persistierenden Infektion führen. Es überrascht nicht, dass viele der Verarbeitungs- oder Regulierungsschritte, die Ziel der viralen Modulation sind, nicht einmal bekannt waren, bis entdeckt wurde, dass sie durch eine Virusinfektion blockiert werden.
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