Informatie

Proces voor infectie van het pokkenvirus


Hoe dupliceert het Pox-virus zijn genoom? Brengt het DNA-polymerase of RNA-polymerase in de gastheercel?


Pokkenvirussen, zoals variola (de veroorzaker van pokken) en vaccinia (het actieve bestanddeel van het vaccin dat de pokken uitroeide), zijn zeer grote, complexe DNA-virussen die zich vermenigvuldigen in het cytoplasma in plaats van in de kern. Daarom moeten ze enzymen bij zich dragen om taken uit te voeren die plaatsvinden in de kern van de eukaryote cellen die ze infecteren. Dit omvat alle eiwitten die nodig zijn voor mRNA-synthese (bijvoorbeeld een DNA-afhankelijk RNA-polymerase). De enzymen voor DNA-replicatie worden gecodeerd in het pokkenvirusgenoom en worden getranscribeerd en vertaald als onderdeel van het "vroege" stadium, direct na adsorptie en penetratie.

Dus, ja, pokkenvirussen brengen hun eigen voorgevormde RNA-polymerase met zich mee. Ze brengen hun eigen DNA-polymerase niet mee, maar maken het wel aan kort na het infecteren van een cel.

U kunt hier meer over lezen in Murray Medical Microbiology Hoofdstuk 54.


Proces voor infectie van het pokkenvirus - Biologie

Virussen kunnen worden gezien als obligate, intracellulaire parasieten. Een virus moet zich hechten aan een levende cel, naar binnen worden gebracht, zijn eiwitten produceren en zijn genoom kopiëren, en een manier vinden om uit de cel te ontsnappen, zodat het virus andere cellen kan infecteren. Virussen kunnen alleen bepaalde soorten gastheren infecteren en alleen bepaalde cellen binnen die gastheer. Cellen die een virus kan gebruiken om te repliceren, worden permissief genoemd. Voor de meeste virussen is de moleculaire basis voor deze specificiteit dat een bepaald oppervlaktemolecuul, bekend als de virale receptor, op het gastheerceloppervlak moet worden gevonden om het virus te laten hechten. Ook zijn verschillen in metabole en gastheercel-immuunrespons die in verschillende celtypen worden waargenomen op basis van differentiële genexpressie een waarschijnlijke factor in welke cellen een virus zich kan richten op replicatie. De permissieve cel moet de stoffen maken die het virus nodig heeft, anders kan het virus zich daar niet vermenigvuldigen.

Leerdoelen

  • Maak een lijst van de stappen van replicatie en leg uit wat er bij elke stap gebeurt
  • Verklaar de overdracht en ziekten van virussen die dieren infecteren
  • Verklaar de overdracht en ziekten van virussen die planten infecteren

Pokken: dood of levend?

Het begint met symptomen die door veel ziekten kunnen worden veroorzaakt - bonzende hoofdpijn, uitputting en brandende koorts. Slechts enkele dagen later is de verkoudheid iets veel erger geworden, aangezien een veelbetekenende uitslag zich langs het lichaam van de patiënt begint te verspreiden, al snel opzwelt met pus en korstvorming om verheven bulten over de geïnfecteerde huid achter te laten. Zelfs als de patiënt het overleeft, kunnen de ontsierende littekens een leven lang meegaan. Dit is het teken van pokken - of het was, bijna vijf decennia geleden, toen de ziekte in veel delen van de wereld nog veel voorkwam. Wat sterfte betreft, staat pokken bovenaan de lijst: het pokkenvirus heeft in de loop van de geregistreerde geschiedenis meer leden van de menselijke bevolking gedood dan alle andere infectieziekten samen 36 .

Bij de meeste ziekten die we hebben bestudeerd, is de mensheid in een evolutionaire strijd verwikkeld met de virale medebewoners van deze planeet. Vooruitgang in biomedische technologie kan resulteren in zegevierende schermutselingen, maar de oorlog wordt zelden gewonnen omdat snel replicerende virussen zich haasten om vaccins en andere medicijnen te overwinnen. Pokken is een van de weinige echte succesverhalen, aangezien de aankondiging in 1980 door de Wereldgezondheidsorganisatie van de wereldwijde uitbanning van pokken een echte overwinning betekende. Hoewel vaccinatie tegen pokken vroeger gemeengoed en wijdverbreid was, maakte de uitroeiing ervan een dergelijke behandeling overbodig. Afgezien van enkele geïsoleerde laboratoriumstammen – bewaard voor het nageslacht – is de pokken slechts een herinnering.

Of is het? Diezelfde laboratoriumstammen hebben velen ongerust gemaakt. Omdat pokken al tientallen jaren geen bedreiging voor de volksgezondheid vormen, zijn de voorraden vaccins op een historisch dieptepunt. Als het virus als wapen zou worden gebruikt, zou er heel weinig kunnen worden gedaan als reactie - en dat is reden tot bezorgdheid.

Pokken klein en groot:

Veel van wat we weten over het menselijke pokkenvirus is afkomstig van het bestuderen van soortgelijke virussen die dieren infecteren. Deze vergelijking werkt omdat het pokkenvirus behoort tot een familie van nauw verwante pathogenen die bekend staan ​​als Orthopoxvirussen. De leden van deze familie onderscheiden zich door hun gastheer (d.w.z. wat voor soort dier ze kunnen infecteren) en geografische spreiding. Sommige, zoals het pokkenvirus, zijn soortspecifiek. Bijvoorbeeld (zoals te zien is in de onderstaande afbeelding), blijven pokkenvirussen zoals variola major (pokken) van mensen (a), muizenpokkenvirus van muizen (b) of kamelenpokkenvirus van kamelen (c) grotendeels beperkt tot één gastheersoort en zelden, als ooit infecties veroorzaken buiten die soort. Andere pokkenvirussen kunnen meerdere gastheersoorten infecteren. Het zijn de gedeelde kenmerken van deze familie die het mogelijk maken om informatie over pokken af ​​te leiden uit studies van zijn dierlijk infecterende verwanten in de virale evolutionaire boom. Een paar van de belangrijkste leden van de Orthopoxvirus familie zijn onder meer:

Variola virus: Dit is het virus dat verantwoordelijk is voor pokken bij mensen. De naam, die voor het eerst werd gebruikt om de ziekte te beschrijven in plaats van het virus, is afgeleid van de Latijnse woorden verschillende (betekent "gespot") en varus (wat "puistje" betekent), en werd in de 6e eeuw in Zwitserland bedacht 37 . Later zouden Engelse artsen de term gebruiken: zakken, gebaseerd op het woord poco (betekent "zakje") om ziekten te beschrijven die dezelfde verheven zweren veroorzaken als pokken 38 . de aanduiding klein kwam in de 15e eeuw, toen het nodig was om de ziekte te onderscheiden van de "grote pokken" - syphillis. Het virus heeft twee vormen, genaamd belangrijk en minderjarige, op basis van het sterftecijfer voor elke stam. De klassieke vorm van pokken wordt veroorzaakt door: V. majeur, terwijl V. mineur werd erkend door epidemiologische studies in de 20e eeuw 39 . Geografische varianten van beide V. majeur en V. mineur bestaan ​​ook.

vaccinia virus: Omdat variola zo gevaarlijk is om te hanteren (waarvoor strikte biohazard veiligheidsvoorwaarden vereist zijn), veel van wat we weten over het pokkenvirus komt eigenlijk van het werk aan vaccineren, een pokkenvirus dat verschillende dieren infecteert, waaronder runderen 39 . Dit omvat het koepokkenvirus dat Jenner gebruikte in zijn historische vaccinatie-experimenten (zie historisch gedeelte).

De dodelijke steen

Het pokkenvirion.

Onderzoekers observeerden voor het eerst pokkenvirussen onder de microscoop aan het einde van de 19e eeuw. Veel groter dan veel virussen, hebben pokken een baksteenachtig uiterlijk 39 . De genomen van de orthopoxvirussen zijn samengesteld uit DNA, niet uit RNA 39 . Omdat DNA-polymerase veel minder foutgevoelig is dan RNA-polymerase, heeft dit kenmerk belangrijke klinische resultaten voor de mutatiesnelheid (hieronder besproken). Zoom in en je kunt zien dat de bouwsteenstructuur is samengesteld uit drie verschillende componenten: (1) een binnenste "kern" die het DNA en bijbehorende eiwitten bevat, (2) een eiwitschil die het buitenmembraan vormt, en (3) een plasma membraan afgeleid van de cel waaruit het virus is ontstaan. Het virus bevat niet altijd de buitenmembraancomponent. Soms, in plaats van te ontluiken, wordt de gastheercel afgebroken en verlaat het virus alleen zijn buitenste eiwitlaag.

Schema van pokkenvirion.

Hoewel deze "niet-omhulde" virussen nog steeds problematisch zijn, heeft het ontbreken van een van cellen afgeleid membraan belangrijke implicaties voor pathogenese en vaccinatie 39 .

De levenscyclus van het pokkenvirus

De cyclus waarmee het pokkenvirus zich vermenigvuldigt, is vergelijkbaar met die van andere virussen. Ten eerste dringt een vrij zwevend virion het celmembraan van zijn doelcel binnen. Hoe efficiënt het virus door het membraan van de gastheer komt, hangt af van het al dan niet omhuld zijn door een plasmamembraan 39 . Die pokkenvirionen met een buitenste membraancoating kunnen gemakkelijker een gastheercel binnendringen en zijn daardoor besmettelijker.

Eenmaal binnen werpt het pokkenvirus, net als HIV, zijn buitenste laag af en begint het te repliceren. Omdat het genoom echter uit DNA bestaat, kan het pokkenvirus zichzelf kopiëren in het cytoplasma, in tegenstelling tot RNA-virussen die de kern van hun gastheer moeten binnendringen. Het pokkenvirus genereert eiwit- en DNA-kopieën, recombineert tot een functioneel virion en ontkiemt vervolgens uit de gastheercel, waardoor het wordt vernietigd. De cyclus begint opnieuw als de nieuw vrijgekomen virionen andere cellen gaan infecteren.

Levenscyclus van de pokken.

Klinische symptomen

Zelfs nadat het pokkenvirus een gastheer heeft geïnfecteerd, worden de eerste twee weken geen symptomen waargenomen 41 . Dit is een bijzonder gevaarlijke tijd omdat elke stilletjes besmette persoon 10 tot 15 meer kan besmetten, die, tenzij ze in quarantaine worden geplaatst, er zelf nog 10 tot 15 gaan besmetten 41 . Een geïnfecteerd persoon ziet er in eerste instantie goed uit en voelt zich goed omdat het virus nog niet is begonnen met het actief repliceren en het verspreiden van gekopieerde versies van zichzelf door het hele lichaam. Zodra deze proliferatie serieus is begonnen, begint het geïnfecteerde individu griepachtige symptomen te ervaren. Net als de patiënt beter lijkt te worden, ontwikkelt zich een vreselijke uitslag, vooral in het gezicht 41 . De uitslag verergert en verandert in met pus gevulde bultjes die uiteindelijk overgaan en littekens achterlaten die kenmerkend zijn voor pokken 41 .

Minder voor de hand liggend - en zelfs gevaarlijker - zijn de zweren die zich in de keel en neus van de geïnfecteerde persoon ontwikkelen. Wanneer de huidcellen die het virus bevatten afsterven, laten ze het virus vrij in aangrenzende speeksel- en spijsverteringskanalen. Op dit punt wordt het speeksel van de persoon besmettelijk en kan het virus zich verspreiden door te hoesten als er geen voorzorgsmaatregelen worden genomen 39 . Het virus wordt ook bevrijd van de grenzen van de zweer en beweegt zich door het lichaam door de leiding van het spijsverteringsstelsel om elk orgaan te infecteren waarmee het in contact komt 39 . Hoe meer organen het infiltreert, hoe slechter voor de patiënt. Simpel gezegd, het virus overweldigt het lichaam en doodt cellen van meerdere orgaansystemen.

Overdragen

Zoals hierboven opgemerkt, vindt overdracht van het pokkenvariola-virus uitsluitend plaats van mens op mens zonder tussenproduct of dierlijk reservoir dat het virus ook bevat. Het wordt voornamelijk verspreid via aërosol wanneer geïnfecteerde personen door pokken verstrikte slijmvliezen ophoesten 42 . Eenmaal geïnfecteerd, zijn patiënten pas besmettelijk als de uitslag zich heeft ontwikkeld en blijven ze besmettelijk, zelfs als de uitslag korstjes krijgt 42 . Gevallen korsten die actieve virusdeeltjes bevatten, kunnen zich op lakens of kleding verzamelen en moeten aan de juiste desinfectieprocedures worden onderworpen 42 . In de meer ernstige V. majeur, zijn de geïnfecteerden vaak arbeidsongeschikt, en dus kan de overdracht tot een minimum worden beperkt zolang blootstelling door gezonde personen tot een minimum wordt beperkt 42 . Echter, in het geval van V. mineurzijn de symptomen zo mild dat geïnfecteerde personen het virus gemakkelijk kunnen verspreiden tijdens het infectieuze stadium 42 .

Behandeling met geneesmiddelen?

Een van de belangrijkste redenen waarom een ​​uitbraak van pokken zo dodelijk zou zijn, is dat er geen medicamenteuze behandeling bekend is. De symptomen zoals koorts en hoofdpijn kunnen worden verminderd met traditionele medicijnen zoals aspirine, maar het virus zelf kan niet worden gedood door een medicijn in ons huidige medicinale arsenaal. Er kunnen echter effectievere behandelingen in het verschiet liggen. In laboratoriumstudies is aangetoond dat cidofovir, een virale DNA-polymeraseremmer die wordt gebruikt voor de behandeling van cytomegalovirus (CMV) bij AIDS-patiënten, het pokkenvirus doodt 43,44 . De verbinding moet echter intraveneus worden geïnjecteerd en veroorzaakt nierschade in de hoge concentraties die nodig zijn om door pokken geïnfecteerde cellen binnen te dringen 44 . Momenteel werken wetenschappers aan het opnieuw formuleren van het medicijn in een minder giftige versie. Tot die tijd blijft vaccinatie de primaire bescherming tegen pokken. Om de impact van vaccinatie op de uitroeiing van pokken volledig te begrijpen, moeten we eerst in wat geschiedenis duiken….

De oorsprong van pokken

Farao Ramses.

De vroegste vermeldingen van pokken kwamen voort uit museumcollecties, waaronder mummies die dateren van 1570 tot 1085 voor Christus. 44 Uit deze exemplaren hebben wetenschappers geconcludeerd dat Ramses V (een jonge farao-monarch die stierf in zijn vroege jaren dertig) waarschijnlijk aan pokken stierf 45 . Met deze ziekte en een burgeroorlog tijdens zijn bewind, lijkt het geen groot wonder dat hij jong stierf! Andere oude beschavingen bleken meer geluk te hebben. Hoewel de wereldwijde uitroeiing van pokken moest wachten op moderne technologieën die grootschalige vaccinproductie mogelijk maken, weet de mensheid al millennia dat het mogelijk is zichzelf tegen het virus te beschermen. Opvallend bewijs hiervoor komt van het subcontinent van India, waar medische teksten uit 400 G.T. een beschrijving bevatten van een vroege vaccinatieprocedure 46 :

Neem de vloeistof van de pok op de uier van de koe of op de arm tussen de schouder en de elleboog van een mens op de punt van een lans, en prik daarmee de armen tussen de schouders en ellebogen totdat het bloed verschijnt. Dan, door deze vloeistof met het bloed te mengen, zal de koorts van de pokken worden geproduceerd.

Als dit verhaal waar is, dan lijkt het erop dat Indiase artsen de...
beschermende kracht van koepokken een millennia of langer voordat het in het Westen bekend was 47 .
Zeker, de klinische symptomen van de ziekte werden erkend door deze vroege artsen, zoals blijkt uit passages zoals deze:

Voordat [pokken] verschijnt, treedt koorts op, met pijn over het lichaam, maar vooral in de rug. . . . Wanneer gal gestoord is, wordt bij deze ziekte hevige pijn gevoeld in de grote en kleine gewrichten, met hoesten, trillende lusteloosheid en loomheid, het gehemelte, de lippen en de tong zijn droog van de dorst en geen eetlust. De puisten zijn rood, geel en wit en gaan gepaard met brandende pijn. Deze vorm rijpt snel. . . . Wanneer lucht, gal en slijm gestoord zijn, heeft het lichaam bij deze ziekte een blauwe kleur en lijkt de huid bezaaid met rijst. De puisten worden zwart en plat, zijn in het midden ingedrukt, met veel pijn. Ze rijpen langzaam. . . deze vorm is met veel moeite te genezen en wordt Charmo of fatale vorm genoemd 48 .

Het lijkt er inderdaad op dat de ziekte in India zo bekend was dat een hindoegodin van de pokken, Sitala genaamd, in veel regio's werd vereerd 49 . De getroffenen baden tot Sitala om hen van de ziekte te verlossen, waarbij ze druppels gebruikten van het water van onsterfelijkheid dat ze bij zich zou dragen 50 . Een van de manieren waarop brahmaanse priesters Sitala vereerden, was om elk voorjaar het platteland af te reizen en de dorpelingen onderweg te enten tegen de pokken 51 .

Jenner en Pasteur: de geboorte van vaccinatie

Edward Jenner.

De ontwikkeling van medische praktijken in het Westen, vergelijkbaar met die van India, zou pas aan het einde van de 18e eeuw plaatsvinden, toen de Engelse arts Edward Jenner in zijn landhuis een opmerkelijke observatie deed 52 . De melkmeisjes in de omliggende boerderijen droegen de laesies van koepokken, maar kregen nooit pokken: ze waren schijnbaar beschermd tegen het menselijke virus 52 . Jenner vroeg zich af of deze immuniteit kon worden gerepliceerd, Jenner injecteerde een jonge helper met pus van een koepokkenlaesie van een van de melkmeisjes, en merkte op dat de jongen daarna resistent werd tegen pokken 52 . Jenner noemde zijn ontdekking vaccin (naar het Latijnse vacca, wat "koe" betekent) hoewel hij dat niet deed

Met koepokken geïnfecteerde meid.

volledig begrijpen waarom het werkte 52 . De volledige verklaring zou wachten op moderne theorieën over immunologie, hoewel Jenners techniek, verfijnd door Louis Pasteur om hondsdolheid te bestrijden, niettemin enorm invloedrijk zou worden 34 .

Vaccinatie gaat van de grond

Vaccinatie zou in de eerste helft van de 20e eeuw steeds wijdverspreider worden, hoewel het nooit uitgebreid genoeg werd gedaan om de pokken uit te roeien. Zelfs in landen als Engeland, waar de ziekte ongewoon was geworden, verspreidden geïnfecteerde individuen uit Afrika in 1962 een golf van gevallen, en slechts een snelle golf van vaccinaties verhinderde een volledige epidemie. De vaccinaties kunnen echter ook schade aanrichten, wat bij sommige personen tot ernstige bijwerkingen kan leiden. Om te voorkomen dat over dit delicate evenwicht tussen de voordelen en de tekortkomingen van vaccinatie moet worden onderhandeld, zou de ziekte volledig moeten worden uitgebannen 53 .

Vaccinatiecampagne poster.

Wereldwijde uitroeiing

Deze behoefte aan een duurzame oplossing was ongetwijfeld de drijvende kracht achter de vaccinatiecampagnes van 1950-1958 in Zuid-Amerika, Midden-Amerika en het Caribisch gebied, als aanvulling op eerdere inspanningen die het aantal gevallen in de Verenigde Staten in de enkele cijfers hadden gebracht 53 . Op basis van dit succes lanceerde de Wereldgezondheidsorganisatie in 1959 een wereldwijde campagne, hoewel pas in 1967 de inspanningen echt werden geïntensiveerd om de uitdaging van de taak aan te gaan 53 . Op dat moment werden consistente bevoorradingsnetwerken opgezet, evenals uitgebreide monitoringsystemen in veel landen, zodat de doeltreffendheid van de vaccinatiecampagne in de loop van de tijd kon worden bevestigd 54 .

Vertakte naald.

Naast een dergelijke organisatie hebben ook technologische ontwikkelingen bijgedragen aan deze campagne. Een daarvan was de gevorkte naald (rechts weergegeven). In plaats van een standaard injectie die een ader doorboorde, gebruikten vaccinateurs een eenvoudig apparaat dat in de jaren zestig door het farmaceutische bedrijf Wyeth Laboratories werd ontwikkeld. Deze hoefijzervormige naald werd in het vaccin gedompeld en vervolgens lichtjes tegen de huid van een patiënt getikt om een ​​reeks kleine gaatjes te maken. In onbaatzuchtige beweging stond Wyeth toe dat de naald werd gebruikt zonder patentrechten in rekening te brengen. Naast het gebruiksgemak had de gevorkte naald ook het voordeel van herbruikbaarheid: mits gesteriliseerd kon elk instrument honderden individuen vaccineren 55 . Naast het leveren van naalden produceerde Wyeth ook het Dryvax-pokkenvaccin dat tijdens de uitroeiingscampagne werd gebruikt 56 .

Tijdens de campagne zouden veldwerkers de wereld afstruinen, vaccins uitdelen en uitbraken onder controle houden. Hun inspanningen hadden uiteindelijk succes, met het laatste geval van pokkeninfectie geregistreerd in Somalië in 1977. Een ander afwijkend geval deed zich voor in 1978 toen een stam ontsnapte uit een laboratorium in Engeland, maar daarnaast werden geen andere infecties gemeld. In 1980 werd de ziekte uitgestorven verklaard 57-59.

Een overwinning voor de volksgezondheid: de pokken zijn geëlimineerd!

Voorafgaand aan de uitroeiing ervan werd vaccinatie tegen pokken gedaan met behulp van geïnactiveerde stammen van het vacciniavirus. Er zijn nu echter slechts kleine voorraden van het vaccin over en deze zijn niet beschikbaar voor wijdverbreide distributie. Gewoonlijk worden nu alleen onderzoekers in zwaarbeveiligde faciliteiten gevaccineerd tegen pokken 60,61. Ondanks zorgen over toekomstige biologische oorlogsvoering, is de wetenschap dat het vaccin bijwerkingen heeft een belangrijk argument tegen het opnieuw invoeren van meer wijdverbreide pokkenvaccinatie als voorbereiding op een bioterrorisme-aanval. Deze complicaties resulteren meestal in huiduitslag of, in ernstigere gevallen, mogelijk fatale weefselsterfte. Terwijl gezondheidsfunctionarissen voorspellen dat slechts 1-2 van de miljoen gevaccineerden daadwerkelijk aan dergelijke complicaties zouden overlijden, zijn de risico's nog steeds te groot om vaccinatie op grote schaal te herstellen 41,42 .

Een slachtoffer lijdt aan de nadelige effecten van het pokkenvaccin.

De pokken doen herleven?

Het bestaan ​​van laboratoriumstammen van het virus betekent dat er nog steeds een mogelijkheid is dat het opnieuw tot leven wordt gewekt als een bioterreurwapen. Hoewel de stammen die bij de CDC opgesloten zitten waarschijnlijk veilig zijn voor dergelijk misbruik, heeft de ineenstorting van de financiële steun voor Russisch wetenschappelijk onderzoek de bezorgdheid doen rijzen dat particuliere (en onvriendelijke) handen nu het werk in voormalige Sovjet-biowapenfaciliteiten zouden kunnen financieren 62 .

Is er een voordeel aan het aanhouden van pokkenvoorraden in het laboratorium? Sommige onderzoekers beweren dat deze voorraden nodig zijn voor verder onderzoek. Dit lijkt echter verdacht, aangezien het meeste van wat we weten over het virus eigenlijk afkomstig is van dierlijke vormen zoals vaccinia. Desalniettemin hebben beleidsmakers het bewaren van monsters van het menselijke virus gesteund. Hoewel de Wereldgezondheidsorganisatie de vernietiging van alle resterende pokkenvoorraden in de VS en Rusland tegen 1999 had beloofd, besloot de regering-Clinton dit plan in de VS ongedaan te maken, omdat ze beweerde dat de monsters nodig waren voor toekomstig antiviraal onderzoek, of, in de het geval dat het virus weer opduikt, om nieuwe vaccins te ontwikkelen 53 . De geredde bestanden hebben echter in feite weinig wetenschappelijke belangstelling gewekt, en er zijn geen nieuwe geneesmiddelen of vaccins ontwikkeld in de jaren sinds ze werden gered van hun geplande vernietiging 53 .

Dus hoe dodelijk zou een uitbraak zijn? Zeker, het ontbreken van de huidige vaccinatie maakt pokken een bijzonder gevaarlijke bedreiging, en aangezien het vaccin niet meer regelmatig in de VS wordt gebruikt, zijn er in feite geen immuniteitsniveaus onder de Amerikaanse bevolking. Daarnaast is het virus een verleidelijk wapen omdat het gemakkelijk kan worden gekweekt en verneveld 53 . Vanwege deze dreiging worden de voor- en nadelen van wijdverbreide vaccinatie dus nog steeds afgewogen, terwijl de echte dreiging van een uitbraak van pokken onbekend blijft.


Virussen veroorzaken veel menselijke ziekten. Naast griep en hiv veroorzaken virussen hondsdolheid, mazelen, diarreeziekten, hepatitis, polio, koortslippen en andere ziekten (zie Figuur onderstaand). Virale ziekten variëren van mild tot dodelijk. Een manier waarop virussen ziekte veroorzaken, is door ervoor te zorgen dat gastheercellen openbarsten en afsterven. Virussen kunnen ook ziekte veroorzaken zonder gastheercellen te doden. Ze kunnen ziekte veroorzaken door de homeostase in gastheercellen te verstoren.

Koortslip. Koortsblaasjes worden veroorzaakt door een herpesvirus.

Sommige virussen leven in een slapende toestand in het lichaam. Dit heet latentie. Het virus dat waterpokken veroorzaakt, kan bijvoorbeeld een jong kind infecteren en de kortdurende ziekte waterpokken veroorzaken. Dan kan het virus tientallen jaren latent aanwezig blijven in zenuwcellen in het lichaam. Het virus kan later in het leven opnieuw de kop opsteken als de ziekte die gordelroos wordt genoemd. Bij gordelroos veroorzaakt het virus pijnlijke huiduitslag met blaren (zie Figuur onderstaand).

Gordelroos. Gordelroos is een ziekte die wordt veroorzaakt door hetzelfde virus dat waterpokken veroorzaakt.

Sommige virussen kunnen kanker veroorzaken. Het humaan papillomavirus (HPV) veroorzaakt bijvoorbeeld kanker van de baarmoederhals bij vrouwen. Hepatitis B-virus veroorzaakt leverkanker. Een virale kanker ontwikkelt zich waarschijnlijk pas nadat een persoon jarenlang met een virus is geïnfecteerd.

De griep

Influenza, of griep, is een besmettelijke ziekte van de luchtwegen veroorzaakt door influenzavirussen. Influenza verspreidt zich over de hele wereld in seizoensgebonden epidemieën. Een epidemie is een uitbraak van een ziekte binnen een populatie van mensen gedurende een bepaalde tijd. Elk jaar worden in de Verenigde Staten ongeveer 200.000 mensen in het ziekenhuis opgenomen en sterven 36.000 mensen aan de griep. Grieppandemieën kunnen miljoenen mensen doden. EEN pandemie is een epidemie die zich via menselijke populaties verspreidt over een grote regio (bijvoorbeeld een continent), of zelfs wereldwijd. Drie grieppandemieën deden zich voor in de 20e eeuw en doodden tientallen miljoenen mensen, waarbij elk van deze pandemieën werd veroorzaakt door het verschijnen van een nieuwe stam van het virus. De meeste griepstammen kunnen gemakkelijk worden geïnactiveerd door ontsmettingsmiddelen en reinigingsmiddelen.

Opkomende virale ziekten

Moderne vervoerswijzen stellen meer mensen en producten in staat om in een sneller tempo de wereld rond te reizen. Ze openen ook de luchtwegen voor de transcontinentale verplaatsing van infectieziektevectoren. Een voorbeeld hiervan is: West-Nijlvirus, waarvan wetenschappers denken dat het door een geïnfecteerde luchtreiziger in de Verenigde Staten is geïntroduceerd. Met het gebruik van vliegreizen kunnen mensen naar het buitenland gaan, een ziekte oplopen en geen ziektesymptomen hebben totdat ze thuiskomen, waardoor anderen mogelijk onderweg aan de ziekte worden blootgesteld.

Vaak zijn nieuwe ziekten het gevolg van de verspreiding van een bestaande ziekte van dier op mens. Een ziekte die van dier op mens kan worden overgedragen, wordt a zoönose. Wanneer een ziekte uitbreekt, belden wetenschappers: epidemiologen onderzoek de uitbraak, op zoek naar de oorzaak. Epidemiologen zijn als rechercheurs die een misdaad proberen op te lossen. De informatie die epidemiologen leren, is belangrijk om de ziekteverwekker te begrijpen en toekomstige uitbraken van ziekten te helpen voorkomen.

Een dodelijke stam van het vogelgriepvirus genaamd H5N1 vormt het grootste risico voor een nieuwe grieppandemie sinds het voor het eerst mensen doodde in Azië in de jaren negentig. Het virus wordt overgedragen van besmette vogels op mensen. Gelukkig is het virus niet gemuteerd naar een vorm die zich gemakkelijk tussen mensen verspreidt.

Er zijn verschillende dodelijke virussen ontdekt die virale hemorragische koorts veroorzaken, waarvan er twee worden getoond in de Figuur onderstaand. Ebola-uitbraken zijn voornamelijk beperkt gebleven tot afgelegen gebieden van de wereld. Ze hebben echter uitgebreide media-aandacht gekregen vanwege het hoge sterftecijfer & mdash 23 procent tot 90 procent & mdash, afhankelijk van de soort. Men denkt dat de primaire gastheren van de virussen apen zijn in West-Centraal-Afrika, maar het virus is ook geïsoleerd uit vleermuizen in dezelfde regio.

Het Ebola-virus (links) en het Marburg-virus (rechts) zijn virussen die hemorragische koortsen veroorzaken die meerdere orgaanfalen en de dood kunnen veroorzaken.

Mensen worden blootgesteld aan nieuwe en zeldzame zoönosen wanneer ze naar nieuwe gebieden verhuizen en wilde dieren tegenkomen. Bijvoorbeeld ernstig acuut respiratoir syndroom (SARS) is een luchtwegaandoening die wordt veroorzaakt door het SARS-coronavirus. Een uitbraak in China in 2003 werd in verband gebracht met het hanteren en consumeren van wilde civetkatten die als voedsel op een markt werden verkocht. In 2005 identificeerden twee studies een aantal SARS-achtige coronavirussen bij Chinese vleermuizen. Het is waarschijnlijk dat het virus zich heeft verspreid van vleermuizen naar civetkatten en vervolgens naar mensen.

Ebola is een zeldzame en dodelijke ziekte die wordt veroorzaakt door infectie met een stam van het ebolavirus. De ebola-epidemie van 2014 is de grootste in de geschiedenis en treft meerdere landen in West-Afrika, waaronder Guinee, Sierra Leone en Liberia. Ebola wordt verspreid door direct contact met bloed en lichaamsvloeistoffen van een persoon die besmet is met ebola en al symptomen vertoont. Ebola wordt niet verspreid via de lucht, water, voedsel of muggen.


Beoordeling van toekomstige wetenschappelijke behoeften aan levend Variola-virus (1999)

10Inzicht in de biologie van het Variola-virus

Zoals eerder opgemerkt, werd pokken uitgeroeid vóór het moderne tijdperk van cel- en moleculaire biologie, virologie en immunologie. Daarom zijn de basisprincipes van virale replicatie, determinanten van virale virulentie en pathogenese van de ziekte niet zo goed begrepen als voor andere pathogenen.

Aangezien het variolavirus een pathogeen is dat uniek is aangepast om ernstige, wijdverbreide ziekten bij de mens te veroorzaken, is het zeer waarschijnlijk dat het is geëvolueerd om specifiek een effectieve immuunrespons op infectie te dwarsbomen. Pokkenvirussen zijn de grootste van de virussen en produceren veel eiwitten die niet nodig zijn voor virusreplicatie, maar vermoedelijk het vermogen van het virus om ziekte te veroorzaken vergroten. De meerdere mechanismen die door pokkenvirussen worden gebruikt om de immuunresponsen van de gastheer te ontwijken, de unieke eiwitten die deze virussen produceren en hun interacties met de gastheer beginnen net te worden geïdentificeerd. Naarmate de database zich uitbreidt, zullen vragen over de interacties van het variolavirus met menselijke cellen en immuunresponsen en over de functies van deze ziekteverwekkende variola-eiwitten duidelijker en dringender worden. Het vermogen om de interacties tussen variola-virus en gastheereiwitten te identificeren, zou waarschijnlijk nieuwe inzichten opleveren in belangrijke aspecten van het menselijke immuunsysteem die niet duidelijk zouden zijn uit studies van andere virussen.

Virus-cel interacties

Virussen passen zich grotendeels aan hun gastheren aan door te evolueren om efficiënt te interageren met gastheercellen bij het initiëren van infectie en het produceren van grote hoeveelheden virus. De vires verspreidt zich naar verschillende organen van de gastheer en veroorzaakt daarbij weefselbeschadiging. stammen van een virus (bijv. variola major en variola minor) verschillen in hun

lenigheid of het vermogen om een ​​dodelijke ziekte te veroorzaken. De verschillen in virulentie kunnen te wijten zijn aan veranderingen in de snelheid van virusreplicatie en -verspreiding, de geproduceerde hoeveelheden vires, het vermogen om de cellen te beschadigen waarin de vires zich vermenigvuldigen, of het vermogen om de immuunrespons van de gastheer te ontwijken. Bovendien zijn genen voor weefseltropisme van orthopoxvirus geïdentificeerd in vaccinia vires en koepokken (C7L, K1L en CHOhr), en de morfogenese van de meerdere vormen van orthopoxvirusdeeltjes wordt steeds beter begrepen [43, 44]. De genetische basis van orthopoxvirus-infecties kan daardoor worden onthuld. Infectie van menselijke cellen die in weefselkweek zijn gekweekt, zou een begin kunnen maken met het beantwoorden van enkele van de volgende vragen:

  • Is er een uniek molecuul of een reeks moleculen op het oppervlak van menselijke cellen waardoor ze duidelijk vatbaar zijn voor infectie met het variola-virus? Wat is de normale functie van dit molecuul?
  • Hoe en in welke volgorde worden de vele genen van het virus tot expressie gebracht om virale eiwitten te produceren? Beïnvloeden deze eiwitten de geïnfecteerde cel door groei te stimuleren, dood te veroorzaken of dood te remmen zodat het virus langer kan groeien? Verschilt dit tussen variola major en variola minor?
  • Biedt een van de virale eiwitten nieuwe potentiële doelen voor antivirale geneesmiddelen die virusreplicatie kunnen blokkeren zonder de gastheercellen te beschadigen? Deze doelwitten kunnen wijzen op nieuwe soorten medicijnen die kunnen worden ontwikkeld om andere infecties te behandelen.

Ten slotte, te oordelen naar wat bekend is over andere pokkenvirussen, is het zeer waarschijnlijk dat modulatie van de immuunresponsen van de gastheer bijdraagt ​​aan de virulentie van het virus. Infectie van cellen van het immuunsysteem zou het mogelijk kunnen maken om directe effecten op dergelijke cellen te beoordelen, en incubatie van menselijke immuunsysteemcellen met eiwitten die worden uitgescheiden door geïnfecteerde cellen zou de identificatie mogelijk maken van potentieel unieke interacties tussen virale eiwitten en mediatoren van de antivirale immuunrespons. Deze interacties kunnen worden gebruikt om belangrijke en mogelijk unieke aspecten van de menselijke reactie op virusinfecties te identificeren.

Virus-host interacties

Replicatie van variola-virus in verschillende soorten celculturen zou waardevolle informatie kunnen opleveren over hoe dit virus menselijke cellen duidelijk infecteert en beïnvloedt. Het kon echter geen informatie verschaffen over hoe het virus zich door de gastheer verspreidt of hoe het de immuunrespons van de gastheer tegengaat.

Culturen die een aantal cellen omvatten die zijn georganiseerd in weefsels en organen, kunnen momenteel worden bestudeerd in bioreactoren, SCID-hu-muizen en vlotculturen. Met deze systemen kunnen onderzoekers enkele van de volgende vragen beantwoorden:


Discussie

Deze studies werden uitgelokt door onze interesse in de geschiedenis van het vaccin van Jenner. Hedendaagse verslagen [6, 7] bieden ondersteuning voor Jenners speculatie dat het vaccin waarschijnlijk is ontstaan ​​als een paardenziekte die 'vet' wordt genoemd. Met name toonde Loy aan dat een van de twee vormen van vet (of paardenpokken) die worden gekenmerkt door een diffuse pokkenreactie, bescherming bood tegen pokken zonder dat ze door koeien hoefden te gaan [2]. Moderne sequencing ondersteunt deze hypothese met de enige bekende HPXV-stam die het meest lijkt op zowel oude Franse [3] als vroege Amerikaanse [5] pokkenvaccins, en een gemeenschappelijke oorsprong deelt met alle bekende VACV [33]. Verdere ondersteuning voor een gedeelde oorsprong wordt geleverd door de waarneming dat de I4L-locus in een zeldzame Dryvax-kloon (DPP17), codeert voor een sequentieblok en een frameshift-mutatie die het meest lijkt op de homologe locus in HPXV [20]. Met behulp van de HPXV-genoomsequentie [4], synthetische DNA-fragmenten en elders beschreven methoden [34], hebben we recombinatie- en reactiveringsreacties gebruikt om deze HPXV-stam opnieuw te creëren. This scHPXV resembles VACV in many of its growth properties, although it produces much smaller plaques (Fig 4a) without the secondary plaques associated with extracellular virus, which may partly explain the reduced virulence. Whether the increased infectivity and virulence of VACV reflects two centuries of selection in alternative hosts, including passage in humans, is an interesting question and because VACV-HPXV hybrids are viable (Fig 2), such strains might provide a tool for identifying some of the gene(s) responsible. Of perhaps most interest is the fact that our scHPXV strain generates immune protection against lethal virus challenge (Fig 5), and if the lower virulence in mice reflects better tolerability in humans, it supports further investigation as a vaccine and vector.

The method described here could be adapted to assemble other Orthopoxviruses, and possibly other Chordopoxviruses if the right helper virus(es) and supporting cell lines can be identified. This is timely as poxviruses offer much promise as oncolytic agents [35, 36] and better ways are needed to more rapidly and extensively engineer these agents to provoke potent anti-tumour immune responses ideally using designs based on personalized cancer neo-antigens. These synthetic approaches also provide tools for investigating certain basic features of virus genome structure (for example the mismatched and flip/flop hairpin telomeres) that are still incompletely understood 3–4 decades after they were discovered [37].

That said this is clearly an example of dual use research, and observations like these poses significant challenges for public health authorities. Most viruses could be assembled nowadays using reverse genetics, and these methods have been combined with gene synthesis technologies to assemble poliovirus [12] and other extinct pathogens like the 1918 influenza strain [13]. Given that the sequence of variola virus has been known since 1993 [38], our studies show that it is clearly accessible to current synthetic biology technology, with important implications for public health and biosecurity [34]. Our hope is that this work will promote new and informed public health discussions relating to synthetic biology, stimulate new evaluation of HPXV-based vaccines, and advance the capacity to rapidly produce next-generation vaccines and poxvirus-based therapeutics.


NIAID supports basic, preclinical, and clinical research needed to advance product development for biodefense and emerging infectious diseases. Product development goals in this arena have shifted from a “one bug-one drug” approach to a more flexible strategy that is applicable to a broad spectrum of infectious diseases. Specifically, this broad-spectrum approach is being used to develop products effective against a variety of pathogens and toxins find technologies that can be widely applied to improve multiple classes of products and establish platforms that can reduce the time and cost of creating new products. This is evident in both the treatment and vaccine research NIAID has supported for smallpox, outlined below.

To learn about risk factors for smallpox and current prevention and treatment strategies visit the MedlinePlus smallpox site.


Department of Biology

Today smallpox can only be found in deep freeze inside a few highly secured laboratories, like this one at the CDC in 1980.   Photo by CDC, CC BY

Smallpox was a terrible scourge on humanity, killing hundreds of millions of people over the centuries. But its origin remains obscure. Egyptian mummies from 3,000 to 4,000 years ago, including that of Pharaoh Ramses V, have pox-like skin lesions, but did they have smallpox? Recent genomic evidence puts that in doubt.

Whether or not ancient plagues were truly smallpox, by the 18th century the disease was endemic throughout the world. The widespread introduction of effective vaccination in the 19th century diminished – but did not eliminate – smallpox in the western world, and it persisted in many areas well into the 20th century.

I’m a microbiologist interested in how diseases jump from animals to humans and then evolve. Smallpox raged for centuries but was eradicated 40 years ago. While the idea of completely eradicating a disease has obvious appeal during the current pandemic, differences between the smallpox and SARS-CoV-2 viruses suggest that the path to ending COVID-19 pandemic will not be the same.

Wiping a virus from the face of the Earth

Smallpox is caused by a virus called variola. Although the primary route of infection is inhalation, the characteristic skin pustules are also filled with the virus. As long ago as the 10th century the Chinese knew that a person scratched with the pus from a pox sometimes gained immunity. It was, however, risky as some recipients developed smallpox and died.

This procedure, called variolation, was brought to Europe in the early 1700s. Later that century, English doctor Edward Jenner discovered that inoculation with a closely related virus, cowpox, also conferred immunity to smallpox but was much safer. Called vaccination, after “vacca,” the Latin word for cow, the process has remained essentially the same to the present.

In 1959, the World Health Organization initiated a program to eradicate smallpox worldwide, but the effort didn’t really get underway until 1967.

In 1977, a health care field worker conducts a house-to-house search for possible smallpox-infected inhabitants. Photo by CDC/Dr. Stanley Foster, CC BY

The program’s intensified vaccination efforts employed a new technique called circle vaccination, which consists of surveillance and containment when people in a community came down with the disease, health workers would try to vaccinate all their contacts to stop the spread of the virus.

Containment worked because people infected with the smallpox virus do not pass it on until they exhibit obvious symptoms. This is in contrast to SARS-CoV-2, which can be spread by infected people long before they develop symptoms, if they ever do. Surveillance and containment of cases, which was so successful for smallpox, may be less so for COVID-19 due to its asymptomatic spread.

The last known natural case of smallpox occurred in Somalia in 1977, and in May 1980 the World Health Assembly declared the disease officially eradicated. And that was the end of smallpox in the wild.

Under a magnification of 370,000X, the dumbbell-shaped viral core of the smallpox virus is visible it contains the viral DNA. Photo by CDC/Dr. Fred Murphy Sylvia Whitfield, CC BY

Deducing smallpox’s evolution from its genes

Variola is very different from SARS-CoV-2, the virus causing the current COVID-19 pandemic. The variola genome consists of double-stranded DNA, which is more stable and gets copied more accurately when the virus replicates than do single-stranded RNA genomes, such as that of SARS-CoV-2. Consequently, the rate of genetic change in variola is much lower. Although estimates vary, the evolution rate of the variola genome is at least 15-fold lower than that of SARS-CoV-2.

However, variola’s evolutionary history with humans is far longer than that of SARS-CoV-2 exactly how long is the subject of ongoing research. To reconstruct the evolutionary history of smallpox, scientists need to compare the DNA from virus samples preserved at various times.

After eradication, scientists destroyed all known existing samples of variola except for 571 live samples that had been collected in the preceding 30 years. They’re kept at two secure facilities, one in the U.S. and one in Russia.

Scientists have sequenced genomes from about 50 of these samples. They’ve also isolated variola DNA from a few accidentally preserved human remains. To date, the oldest of these is the mummified remains of a Lithuanian child who died between 1643 and 1665. It’s still unknown whether the pox-like diseases described in ancient texts or observed on Egyptian mummies were actually smallpox.

With viral DNA sequences in hand, scientists can construct genetic family trees by analyzing the small changes – mutations – that accumulated in the genes while the viruses were circulating in the human population.

These studies show that the variola strains that existed in the 20th-century cluster into two groups. One is made up of samples collected from West Africa and South America – an association probably due to the 18th-century slave trade – and the other consists of samples collected from the rest of the world.

Whether using just the DNA from the 20th-century variola strains, or including the viral DNA from the 17th-century Lithuanian mummy, researchers estimate the rate of change of variola strains to be one or two mutations per year. Previous estimates incorporating historical records had been as low as one-twentieth of this rate.

The more rapid mutation rate predicts a few things. It means the available modern variola strains shared a common ancestor only 400 years ago the two great clusters split only between 200 and 300 years ago and strains within the two clusters began to diverge about 100 years ago.

Model phylogenetic tree illustrating how an ancestor, A, could have led to the current two groups of smallpox strains, B and C. It’s possible other strains went extinct (x) and their remains are yet to be discovered. Horizontal lines represent the strain lineages and branch points represent genetic divergence. Loosely based on Duggan et al, 2016 https://doi.org/10.1016/j.cub.2016.10.061, CC BY-ND

When and how did smallpox appear in people?

If the existing variola strains appeared only a couple of centuries ago, that’s clearly inconsistent with reliable historic records of earlier smallpox outbreaks. There are two possible reasons for this discrepancy, both of which may be true.

First, the recent viral strains might have evolved more rapidly than older strains. That is, the estimated evolution rate might not be applicable across the entire history of the virus.

Second, older strains of the virus may have disappeared, leaving no progeny to be collected in the 20th century. The rise of vaccination in the 19th century may have driven these other strains to extinction. That would leave only the one strain that gave rise to the two major groups that then diverged into the modern strains.

So, how did the original strain first make it into the human population?

Variola virus belongs to a family of pox viruses that are widespread among mammals, and most with broad host-ranges. For example, cowpox infects cows, humans, cats, dogs and zoo animals, including the big cats. Variola, however, infects only humans.

At the level of their DNA, variola’s two closest relatives are camelpox, which infects only camels, and taterapox, whose only known host is an African gerbil. One interpretation of this family tree is that these three viruses emerged from a common ancestor, probably with a broad host range, about 3,000 years ago. The three viruses then independently narrowed their host range as they adapted to their new hosts, losing many of the genes that allow pox viruses to infect other host species.

Not all scientists who study the evolution of variola agree with this simplified scheme, arguing that the information gained from the available viral genomes cannot be extrapolated to the timing or the sequence of events that led to the original appearance of variola in people.

Contact tracing is much trickier for a virus like SARS-CoV-2 that doesn’t always cause obvious symptoms in those it infects. AP Photo/Rick Bowmer

Few similarities between smallpox and COVID-19

In addition to the differences between the viruses, the diseases that they cause are also very different, making the techniques used to eradicate smallpox less useful for the COVID-19 pandemic.

Smallpox is highly lethal as many as 30% of people infected with the major form of variola die, but survivors have lasting immunity. In contrast, best estimates put the death rate of COVID-19 at 1% or less, and it is not known if infection produces lasting immunity.

People infected with smallpox do not spread it until symptoms appear, at which point they are so sick as to be bedridden, whereas COVID-19 can be spread by infected people who have no symptoms. Within a community this asymptomatic spread of COVID-19 may account for more than 40% of secondary cases.

Historical records show that less virulent strains of smallpox appeared at various times, a few of which survived into the 20th century. A highly virulent pathogen may lose its virulence over time if rapidly disabling or killing its host limits its rate of transmission. However, because COVID-19 is spread by both asymptomatic and symptomatic people, there would appear to be little advantage for SARS-CoV-2 to evolve to be less virulent.

Surveillance and containment of cases, which was so successful for smallpox, also is less likely to work for COVID-19.

Our best hope is for an effective vaccine to stop the COVID-19 pandemic, just as it stopped smallpox.


Transmission

Varicella is highly contagious. The virus can be spread from person to person by direct contact, inhalation of aerosols from vesicular fluid of skin lesions of acute varicella or zoster, and possibly through infected respiratory secretions that also may be aerosolized. A person with varicella is considered contagious beginning one to two days before rash onset until all the chickenpox lesions have crusted. Vaccinated people may develop lesions that do not crust. These people are considered contagious until no new lesions have appeared for 24 hours.

It takes from 10 to 21 days after exposure to the virus for someone to develop varicella. Based on studies of transmission among household members, about 90% of susceptible close contacts will get varicella after exposure to a person with disease. Although limited data are available to assess the risk of VZV transmission from zoster, one household study found that the risk for VZV transmission from herpes zoster was approximately 20% of the risk for transmission from varicella.

People with breakthrough varicella are also contagious. One study of varicella transmission in household settings found that people with mild breakthrough varicella (<50 lesions) who were vaccinated with one dose of varicella vaccine were one-third as contagious as unvaccinated people with varicella. However, people with breakthrough varicella with 50 or more lesions were just as contagious as unvaccinated people with the disease.

Varicella is less contagious than measles, but more contagious than mumps and rubella.


Poxviridae

Species demarcation criteria in the genus

The criteria are provisional and reflect the fact that species definitions can be rather arbitrary and reflective of attempts to define natural transmission lineages. Most orthopoxviruses contain a hemagglutinin (HA) and many contain an A-type inclusion protein polymorphisms within these genes distinguish species. Species can be classified by pock morphologies and by ceiling temperature for growth on the chorioallantoic membrane of embryonated chicken eggs. Ecological niche and host range are useful in some cases, but in others ( rabbitpox virus and buffalopox virus) these can be misleading. RFLP analysis of the terminal regions of viral DNA outside of the core of common genes has aided the classification process. Detailed polymerase chain reaction (PCR) polymorphism analysis throughout the entire genome and subsequent genomic DNA sequencing studies have shown all orthopoxviruses to be unique. With genomic sequence analysis, it has become apparent that members of the species Cowpox virus are not monophyletic, as indicated by the different positions of cowpox virus GRI-90 and cowpox virus Brighton Red in the phylogenetic structure of the genus Orthopoxvirus (see Figure 4 below). This is still not reflected in the current taxonomy because the results of a wide-scale genome sequence study to clarify the issue are pending.