Die virale Pathogenese ist der vielschichtige Prozess, durch den Viren bei infizierten Wirten Krankheiten verursachen. Dabei geht es um die Wechselwirkung zwischen viralen Virulenzfaktoren und Wirtsabwehrmechanismen, die den Ausgang von einer asymptomatischen Infektion zu einer schweren Erkrankung oder zum Tod bestimmt.
Einreisewege
Viren dringen über verschiedene Wege in den Wirt ein. Die Atemwege werden von Influenzaviren, Rhinoviren, SARS-CoV-2 und Masernviren genutzt, die durch Inhalation aerosolisierter Tröpfchen eindringen und vor der systemischen Ausbreitung eine lokale Replikation im Atemwegsepithel durchlaufen. Der Magen-Darm-Trakt wird von Rotaviren, Noroviren und Polioviren genutzt, die die Magensäure überleben und Darmepithelzellen oder M-Zellen der Peyer-Plaques infizieren. Der Urogenitaltrakt wird von HIV, dem Herpes-simplex-Virus (HSV) und dem humanen Papillomavirus (HPV) genutzt, die bei sexuellem Kontakt über Schleimhautoberflächen eindringen. Ein parenteraler Eintritt erfolgt, wenn Hepatitis B, Hepatitis C und HIV durch Blut- oder Nadelstichverletzungen eindringen und Schleimhautbarrieren umgehen. Die Haut wird von Tollwutviren (Bisswunden), HSV (Hautrisse) und Arboviren (Arthropoden-Überträger) genutzt.
Lokale versus systemische Ausbreitung
Lokale Infektionen verbleiben an der Eintrittsstelle, wie bei Rhinoviren in den oberen Atemwegen und Papillomaviren in Epithelzellen. Systemische Infektionen breiten sich über das Lymphsystem und den Blutkreislauf aus (Virämie); Beispielsweise infizieren Masern und das Varizella-Zoster-Virus zunächst das Lymphgewebe (primäre Virämie) und breiten sich dann auf die Zielorgane aus (sekundäre Virämie). Neurotrope Viren wie Tollwut, HSV und Poliovirus breiten sich über den axonalen Transport über Nervenbahnen aus und umgehen dabei die humorale Immunität.
Gewebetropismus
Der Tropismus wird durch das Vorhandensein spezifischer Rezeptoren auf Wirtszellen bestimmt. HIV infiziert CD4+ T-Zellen und HBV zielt über den NTCP-Rezeptor auf Hepatozyten. Intrazelluläre Faktoren (Transkriptionsfaktoren, RNA-Spleißmaschinerie, Proteasen) müssen mit den viralen Replikationsanforderungen kompatibel sein. Immunantworten des Wirts können auch die Virusausbreitung auf bestimmte Gewebe begrenzen.
Mechanismen der Gewebeschädigung
Zu den direkten zytopathischen Wirkungen der viralen Replikation gehören Zelllyse (Poliovirus), Bildung von Synzytien (RSV, HIV), Apoptose (HIV, Influenza) und Bildung von Einschlusskörperchen (Tollwut). Immunpathologie tritt auf, wenn übermäßige oder unangemessene Immunreaktionen Gewebeschäden verursachen; Beispielsweise werden Leberschäden bei Hepatitis B und C größtenteils durch T-Zellen verursacht, und ein Zytokinsturm bei schwerer Influenza und COVID-19 führt zu einem akuten Atemnotsyndrom. Die Onkogenese entsteht durch Viren wie HPV (E6/E7-Onkoproteine), HBV (chronische Entzündung), HTLV-1 (Tax-Protein) und EBV (LMP1), die die maligne Transformation durch Störung der Zellzyklusregulation fördern.
Wirtsfaktoren in der Pathogenese
Das Alter spielt eine wichtige Rolle: Neugeborene und ältere Menschen erleiden typischerweise schwerere Erkrankungen aufgrund eines unreifen oder alternden Immunsystems. Der Immunstatus ist von entscheidender Bedeutung, da immungeschwächte Personen (HIV, Transplantatempfänger) einem höheren Risiko für schwere Virusinfektionen und die Reaktivierung latenter Viren ausgesetzt sind. Genetische Faktoren wie die CCR5-Delta32-Mutation verleihen Resistenz gegen HIV und HLA-Typen beeinflussen das Fortschreiten von HIV, Hepatitis und Influenza.
Virale Umgehung der Wirtsabwehr
Durch die Antigenvariation kann es bei Influenza A zu einer Antigendrift (allmähliche Mutation) und Verschiebung (Neusortierung) kommen, während sich HIV innerhalb des Wirts schnell entwickelt. Viele Viren stören Interferon, indem sie die Interferoninduktion (NS1 der Influenza) oder die Interferonsignalisierung (HBV, HCV) hemmen. Zu den Immuntarnungsstrategien gehören CMV, das MHC-Homologe produziert, und HSV, das die Antigenpräsentation über TAP hemmt, während einige Viren eine Latenz erzeugen (HSV in Neuronen, HIV in ruhenden T-Zellen).
