Herpesviren: Latenz und Reaktivierung: der Weg im Körper

Diese Seite zeigt den biochemischen Weg hinter dem Laborwert Virusreaktivierung EBV, CMV, VZV (ELISpot): welche Stationen aufeinander folgen, welche Enzyme den Schritt machen und welche Cofaktoren sie dafür brauchen. Jede Aussage hat eine Quelle. Die Seite beschreibt allgemeines Lehrbuchwissen und sagt nichts über einen einzelnen Menschen.

Kurz erklärt

EBV, CMV und VZV sind Herpesviren, die nach der Erstinfektion lebenslang in ruhender Form in bestimmten Zellen bleiben. Werden sie wieder aktiv, erkennen virusspezifische T-Zellen ihre Eiweiße, beseitigen befallene Zellen und geben Interferon-γ ab.

10 Stationen · 7 Quellen

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Der Weg Schritt für Schritt

An jeder Station steht, was der Stoff dort tut. Drei Zeichen: ↑ liefert — baut auf oder stellt bereit · ↓ zehrt — hemmt, verbraucht oder entzieht · ↕ beides, je nach Menge. Dahinter steht, worauf die Aussage beruht: gesicherte Physiologie, in Studien beobachtet oder umstritten. Die Zeichen bewerten nicht; sie benennen die Richtung.

Erstinfektion → EBV Das Epstein-Barr-Virus gelangt über den Speichel in den Rachen und befällt B-Zellen. In ruhenden B-Gedächtniszellen bleibt sein Erbgut lebenslang erhalten. Quelle 2↕ beides, je nach Menge In ruhenden B-Gedächtniszellen bildet EBV fast keine Eiweiße und bleibt so für T-Zellen unsichtbar; teilt sich die Zelle, wird das Virus-Erbgut mitkopiert. gesicherte Physiologie Quelle 2
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Tragen viele B-Zellen das Virus, gibt es mehr Ausgangspunkte für eine Reaktivierung, und die T-Zellen haben mehr zu überwachen.

zu wenig — Tragen wenige B-Zellen das Virus, bleibt die Zahl ruhender Viren klein und stabil.

gesicherte Physiologie · Quelle 2, 5
Erstinfektion → CMV Das Zytomegalievirus ruht in Vorläuferzellen im Knochenmark und in Monozyten. Erst wenn diese zu Fresszellen im Gewebe ausreifen, kann es wieder aktiv werden. Quelle 3↕ beides, je nach Menge In den Vorläuferzellen schweigen die meisten Virusgene; die Reifung der Wirtszelle schaltet sie wieder an, sodass die Reaktivierung an die Entwicklung der Zelle gekoppelt ist. gesicherte Physiologie Quelle 3
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Reifen viele infizierte Monozyten zu Fresszellen aus, etwa bei Entzündungen, entstehen mehr Gelegenheiten zur Reaktivierung.

zu wenig — Bleiben die Zellen unreif, bleibt das Virus stumm.

gesicherte Physiologie · Quelle 3
Erstinfektion → VZV Das Varizella-Zoster-Virus wandert nach der Erstinfektion entlang der Nerven in die Nervenknoten neben Rückenmark und Hirnnerven und ruht dort in Nervenzellen. Quelle 4↕ beides, je nach Menge In den Nervenzellen bildet VZV kaum Eiweiße; T-Zellen, die das Virus erkennen, halten diesen Ruhezustand mit aufrecht. gesicherte Physiologie Quelle 4, 6
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Wird VZV in einem Nervenknoten aktiv, wandert es entlang des Nervs zur Haut des zugehörigen Hautabschnitts.

zu wenig — Bleiben die VZV-spezifischen T-Zellen zahlreich, bleibt das Virus in den Nervenknoten stumm.

gesicherte Physiologie · Quelle 4, 6
EBV → Reaktivierung Lässt die Kontrolle durch T-Zellen nach oder wird die Wirtszelle aktiviert, schalten die Viren ihre Vermehrungsgene wieder an. Quelle 1↓ zehrt Bei der Reaktivierung bildet das Virus wieder Eiweiße und neue Viren; die Zelle wird dabei meist zerstört, und Viren gelangen in Speichel, Blut oder Haut. gesicherte Physiologie Quelle 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommt es häufig zu Reaktivierungen, werden virusspezifische T-Zellen immer wieder angeregt und vermehren sich.

zu wenig — Bleiben Reaktivierungen selten, ruht der größte Teil der T-Zellen als Gedächtniszellen.

gesicherte Physiologie · Quelle 1, 5
CMV → Reaktivierung Lässt die Kontrolle durch T-Zellen nach oder wird die Wirtszelle aktiviert, schalten die Viren ihre Vermehrungsgene wieder an. Quelle 1↓ zehrt Bei der Reaktivierung bildet das Virus wieder Eiweiße und neue Viren; die Zelle wird dabei meist zerstört, und Viren gelangen in Speichel, Blut oder Haut. gesicherte Physiologie Quelle 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommt es häufig zu Reaktivierungen, werden virusspezifische T-Zellen immer wieder angeregt und vermehren sich.

zu wenig — Bleiben Reaktivierungen selten, ruht der größte Teil der T-Zellen als Gedächtniszellen.

gesicherte Physiologie · Quelle 1, 5
VZV → Reaktivierung Lässt die Kontrolle durch T-Zellen nach oder wird die Wirtszelle aktiviert, schalten die Viren ihre Vermehrungsgene wieder an. Quelle 1↓ zehrt Bei der Reaktivierung bildet das Virus wieder Eiweiße und neue Viren; die Zelle wird dabei meist zerstört, und Viren gelangen in Speichel, Blut oder Haut. gesicherte Physiologie Quelle 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommt es häufig zu Reaktivierungen, werden virusspezifische T-Zellen immer wieder angeregt und vermehren sich.

zu wenig — Bleiben Reaktivierungen selten, ruht der größte Teil der T-Zellen als Gedächtniszellen.

gesicherte Physiologie · Quelle 1, 5
Reaktivierung → Virus-Eiweiße · MHC-Moleküle Die Zelle zerlegt Virus-Eiweiße in Bruchstücke und zeigt sie auf MHC-Molekülen an ihrer Oberfläche. So wird sie für T-Zellen erkennbar. Quelle 5↑ liefert Die gezeigten Bruchstücke sind das Signal, an dem T-Zellen eine infizierte Zelle erkennen; Herpesviren besitzen Gene, die diese Anzeige bremsen. gesicherte Physiologie Quelle 5
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Zeigt eine Zelle viele Virus-Bruchstücke, erkennen sie mehr T-Zellen und schneller.

zu wenig — Zeigt sie wenige, etwa weil Virusgene die Anzeige bremsen, bleibt die infizierte Zelle länger unerkannt.

gesicherte Physiologie · Quelle 5
Virusspezifische T-Zelle → Interferon-γ Aktivierte T-Zellen geben Interferon-γ ab. Es versetzt umliegende Zellen in Abwehrbereitschaft. Quelle 5, 7↕ beides, je nach Menge Interferon-γ hemmt in Nachbarzellen die Vermehrung von Viren und verstärkt die Anzeige von Bruchstücken auf MHC-Molekülen; in großer Menge treibt es Entzündung an. gesicherte Physiologie Quelle 5
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Wird viel Interferon-γ abgegeben, werden mehr Fresszellen aktiviert, und die Entzündung im Gewebe nimmt zu.

zu wenig — Wird wenig abgegeben, zeigen Nachbarzellen weniger Bruchstücke, und die Vermehrung der Viren wird schwächer gebremst.

gesicherte Physiologie · Quelle 5
Virusspezifische T-Zelle → Zelle wird beseitigt · Perforin, Granzym Zytotoxische T-Zellen geben Perforin und Granzyme an die infizierte Zelle ab. Die Zelle stirbt, bevor neue Viren freigesetzt werden. Quelle 5↓ zehrt Die Beseitigung infizierter Zellen entzieht dem Virus seine Vermehrungsorte und beendet so eine Reaktivierung. gesicherte Physiologie Quelle 5
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Werden viele infizierte Zellen beseitigt, endet die Reaktivierung rasch.

zu wenig — Werden wenige beseitigt, vermehrt sich das Virus länger und verbreitet sich weiter.

gesicherte Physiologie · Quelle 5
Interferon-γ → Fleck im ELISpot · Fängerantikörper Im ELISpot werden Blutzellen mit Virus-Eiweißen angeregt. Jede T-Zelle, die Interferon-γ abgibt, hinterlässt auf dem Boden der Platte einen Fleck, der gezählt wird. Quelle 7↑ liefert Die Zahl der Flecken gibt an, wie viele Zellen in der Probe auf das jeweilige Virus antworten. gesicherte Physiologie Quelle 7
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Viele Flecken zeigen viele antwortende T-Zellen; ob sie aus einer laufenden Reaktivierung oder aus dem Gedächtnis früherer Kontakte stammen, unterscheidet der Test allein nicht.

zu wenig — Wenige Flecken zeigen wenige antwortende Zellen; das kann an fehlendem Kontakt mit dem Virus oder an gedämpften T-Zellen liegen.

umstritten · Quelle 7, 5

Weitere Stationen

Erstinfektion — jedes Virus für sich EBV, CMV und VZV sind Herpesviren. Bei der ersten Ansteckung vermehren sie sich, bis das Immunsystem sie eindämmt; ganz entfernt werden sie danach nicht. Quelle 1↓ zehrt In der ersten Phase bilden die Viren in befallenen Zellen neue Viren und zerstören dabei viele dieser Zellen; zugleich bauen sich virusspezifische T- und B-Zellen auf. gesicherte Physiologie Quelle 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Vermehrt sich ein Virus stark, gelangt es in mehr Zellen, und mehr Zellen tragen es danach in ruhender Form.

zu wenig — Wird die Vermehrung früh gebremst, bleibt die Zahl der Zellen klein, die das Virus dauerhaft tragen.

gesicherte Physiologie · Quelle 1
Virusspezifische T-Zelle — erkennt das Bruchstück T-Zellen mit passendem Rezeptor erkennen das Virus-Bruchstück auf der Zelle. Sie werden aktiv und geben Botenstoffe ab. Quelle 5, 6↓ zehrt Aktivierte T-Zellen beseitigen infizierte Zellen und halten die ruhenden Viren in Schach; bei EBV und CMV bildet ein beträchtlicher Teil der Gedächtnis-T-Zellen diese Wache. gesicherte Physiologie Quelle 5
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Werden viele T-Zellen angeregt, vermehren sie sich und füllen einen großen Teil des T-Zell-Bestands mit virusspezifischen Zellen.

zu wenig — Sind wenige virusspezifische T-Zellen da oder arbeiten sie gedämpft, werden Reaktivierungen langsamer eingedämmt.

gesicherte Physiologie · Quelle 5

Cofaktoren dieses Weges

MHC-Moleküle — Zeigen Virus-Bruchstücke an der Zelloberfläche, damit T-Zellen sie erkennen Quelle 5
Perforin und Granzyme — Werkzeuge der zytotoxischen T-Zelle, mit denen sie infizierte Zellen beseitigt Quelle 5
Interferon-γ — Botenstoff der aktivierten T-Zelle, den der ELISpot als Fleck sichtbar macht Quelle 7
Virus-Eiweiße (Antigene) — Regen im Test die T-Zellen an, die genau dieses Virus erkennen Quelle 7

Quellen

Cohen JI. Herpesvirus latency. J Clin Invest 2020 · PubMed 32364538
Thorley-Lawson DA. EBV Persistence--Introducing the Virus. Curr Top Microbiol Immunol 2015 · PubMed 26424647
Sinclair J, Sissons P. Latency and reactivation of human cytomegalovirus. J Gen Virol 2006 · PubMed 16760381
Gershon AA, Breuer J, Cohen JI et al. Varicella zoster virus infection. Nat Rev Dis Primers 2015 · PubMed 27188665
Taylor GS, Long HM, Brooks JM et al. The immunology of Epstein-Barr virus-induced disease. Annu Rev Immunol 2015 · PubMed 25706097
Laing KJ, Ouwendijk WJD, Koelle DM, Verjans GMGM. Immunobiology of Varicella-Zoster Virus Infection. J Infect Dis 2018 · PubMed 30247598
Slota M, Lim JB, Dang Y, Disis ML. ELISpot for measuring human immune responses to vaccines. Expert Rev Vaccines 2011 · PubMed 21434798