נגיף הפוליו

מקור וסרוטיפים

נגיף הפוליו דומה במבנהו לאנטרו-וירוסים אנושיים אחרים (קוקסקי-וירוסים, אקו-וירוסים, ורינו-וירוסים), שגם הם משתמשים במולקולות דמויות נוגדנים על מנת לזהות ולחדור אל תאים מארחים. ניתוח פילוגנטי של רצפי ה-RNA וחלבונים של נגיף הפוליו מצביע על כך שייתכן שהנגיף התפתח ממוטציה בתוך הקפסיד של נגיף קוקסקי A מאשכול C של האנטרו-וירוסים.
ישנם שלושה סרוטיפים של נגיף הפוליו: PV1, PV2 ו-PV3. הם שונים זה מזה בחלבון הקפסיד שלהם. חלבוני הקפסיד מגדירים את ספציפיות הקולטן התאי ואת האנטיגניות של הנגיף. PV1 הוא הצורה השכיחה בטבע, אך כל שלוש הצורות מדבקות ביותר. מאז 2016 ניתן למצוא PV1 אך ורק באזורים מסוימים בפקיסטן ואפגניסטן. PV2 הוכרז כנכחד - הוא זוהה בפעם האחרונה באוקטובר 1999 במדינת אוטר פרדש שבהודו. PV3 אף הוא לא זוהה מאז 2012.
זנים ספציפיים של כל אחד מן הסרוטיפים משמשים להכנת חיסונים נגד מחלת הפוליו. חיסון פוליו לא-פעיל (IPV) מכינים על ידי אינאקטיבציה באמצעות פורמלין של שלושה זני ייחוס פראיים אלימים. חיסון פוליו דרך-הפה (OPV) מכיל זני נגיפים מוחלשים חיים משלושת הסרוטיפים.

פתוגנזה

יכולתו של נגיף לחדור אל התא (ושם לייצר עוד חלקיקים נגיפיים) היא זו שקובעת עד כמה הוא מדבק. מניחים כי נוכחותו של הקולטן CD155 היא זו שמגדירה אילו רקמות ואילו בעלי חיים יכולים להיות נגועים בנגיף. CD155 נמצא (מחוץ למעבדה) אך ורק בתאים אנושיים ובתאים של פרימטים גבוהים וקופי העולם הישן, ואולם נגיף הפוליו פוגע אך ורק בבני אדם, ואינו מדביק מינים אחרים באופן טבעי.
כמו אנטרו-וירוסים אחרים, נגיף הפוליו מועבר באמצעות מחזור צואה-פה - החלקיקים הנגיפיים נבלעים, השכפול הנגיפי מתרחש במערכת העיכול, והנגיף מופץ הלאה דרך הצואה. ב-95% מן המקרים מופיעה רק וירמיה (כמות גבוהה של נגיפים במחזור הדם) ראשונית זמנית והזיהום הנגיפי מוגדר כאסימפטומטי. בכ-5% מן המקרים, הנגיף מתפשט ומשתכפל באתרים אחרים כגון שומן חום, רקמות רטיקולואנדוטליאליות ושרירים.
במובנים רבים, שלב ההדבקה הנוירולוגית נחשב להסתעפות מקרית של ההדבקה הנורמלית של מערכת העיכול. המנגנונים האחראים לחדירת הנגיף למערכת העצבים המרכזית אינם מובנים דיים. שלוש השערות שאינן סותרות הוצעו על מנת להסביר את התהליך. כל ההצעות מחייבות וירמיה ראשונית. ההשערה הראשונה צופה כי החלקיקים הנגיפיים עוברים ישירות מן הדם אל מערכת העצבים המרכזית על ידי חציית מחסום דם-מוח, ללא תלות ב-CD155. השערה אחרת מעלה את הרעיון שהחלקיקים הנגיפיים מועברים מרקמות היקפיות שכבר טבלו בדם נגוע אל חוט השדרה במסלולים עצביים באמצעות הובלה אקסונית אל תוך הנוירון. השערה שלישית היא שהנגיף מיובא אל תוך מערכת העצבים המרכזית על ידי מונוציטים או מקרופאגים מזוהמים.
הפוליו היא מחלה של מערכת העצבים המרכזית. ואולם, הדעה הרווחת היא ש-CD155 נוכח על פני רוב, או כל התאים האנושיים. לכן, ביטוי הקולטן אינו מסביר מדוע נגיף הפוליו מעדיף להדביק רקמות מסוימות. מכך עולה שהטרופיזם הרקמתי (הנטייה של נגיף להדביק תאים מסוימים ולא אחרים) נקבע לאחר החדירה לתא. מחקר הראה כי תגובה של אינטרפרון מסוג I  (ובמיוחד זה של אינטרפרון אלפא ובטא) היא גורם חשוב המגדיר אילו סוגים של תאים תומכים בשכפול נגיף הפוליו. בעכברים המבטאים CD155 (באמצעות הנדסה גנטית), אבל חסרי קולטן אינטרפרון מסוג I, לא רק שנגיף הפוליו משתכפל במגוון רחב של רקמות, אלא שאף ניתן להדביקם בנגיף דרך הפה.

התחמקות ממערכת החיסון

נגיף הפוליו משתמש בשני מנגנונים עיקריים כדי להתחמק ממערכת החיסון. ראשית, הוא מסוגל לשרוד בתנאים החומציים ביותר של מערכת העיכול, מה שמאפשר לנגיף להדביק את המארח ולהתפשט בכל הגוף באמצעות מערכת הלימפה. שנית, משום שהוא יכול להשתכפל במהירות רבה, הנגיף מציף את איברי המארח לפני התארגנות התגובה החיסונית.
אנשים הנחשפים לנגיף פוליו, אם דרך זיהום ואם על ידי חיסון פוליו, מפתחים חסינות. באנשים מחוסנים, נוגדנים נגד נגיף הפוליו נמצאים בשקדים ומערכת עיכול (במיוחד נוגדני IgA) והם מסוגלים לחסום את שכפול הנגיף; נוגדני IgG ו-IgM יכולים למנוע את התפשטות הנגיף לנוירונים מוטוריים של מערכת העצבים המרכזית. הדבקה בסרוטיפ אחד של נגיף הפוליו אינה מחסנת מהסרוטיפים האחרים, אולם הדבקות משניות באותו האדם הן נדירות ביותר.