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Heikle Verwandtschaft

(02.11.2020) Die Familie des Rötelnvirus ist um zwei Mitglieder größer geworden. Dass diese in Tieren vorkommen, könnte eine Ausrottung der Röteln erschweren.
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Röteln sind eine hoch­ansteckende Infektions­krankheit, die durch einen Masern-ähnlichen Ausschlag, Fieber und Lymph­knotenschwellungen gekenn­zeichnet ist. Besonders gefährlich sind Röteln im ersten Trimester der Schwanger­schaft: Der Erreger – das Rubellavirus – kann die Plazenta­schranke überwinden, das Ungeborene infizieren und zu Fehl- oder Totgeburten führen. Bei über­lebenden Kindern kann das angeborene Rötel­syndrom dagegen schwere Folgen wie Hörverlust, Sehverlust, Herz­erkrankungen oder andere Geburts­fehler verursachen.

In Deutschland wird die Röteln­impfung ab dem Alter von einem Jahr von der Ständigen Impf­kommission empfohlen. Doch obwohl ein sicherer und wirksamer Kombinations­impfstoff gegen Masern, Mumps und Röteln zur Verfügung steht, kommen immer noch weltweit jährlich etwa 100.000 Kinder mit angebo­renem Rötel­syndrom zur Welt. In bestimmten Regionen wie dem westlichen Pazifik, der östlichen Mittelmeer­region und Afrika erkranken auch immer noch verhältnis­mäßig viele Kleinkinder. Die Weltgesund­heitsorganisation hat es sich deshalb zum Ziel gesetzt, die Röteln durch flächen­deckende Impfungen bis Ende des Jahres 2020 zumindest in Teilen der Erde auszurotten (Vaccine, 37(38):5754-61). Wie das Pockenvirus, bei dem dies bereits gelungen ist, ist das Rötelnvirus dafür prädestiniert: Zum einen existiert ein wirkungs­voller Impfstoff, zum anderen erkranken nur Menschen an Röteln, so dass der Erreger nicht in einem tierischen Wirt überdauern kann.

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Wieder mal Fledermäuse

Genau hier gibt es aber Wissens­lücken: Über die Herkunft und die Verwandt­schaft des Rötelnvirus war bislang tatsächlich überhaupt nichts bekannt, denn es galt als einziges Mitglied der Virusfamilie Matona­viridae (Gattung Rubivirus) – und das, obwohl es bereits seit 1814 bekannt ist. Diese Tatsache hat sich jetzt schlagartig durch zwei Studien geändert, deren Ergebnisse gemeinsam in einer Nature-Veröffent­lichung präsentiert wurden. Eine US-amerikanische und eine deutsche Forscher­gruppe haben jeweils ein neues Virus entdeckt, das nahe mit dem Röteln­erreger verwandt ist. Beide stammen aus Tieren.

Das Ruhuguvirus (nach Ruteete Subcounty, einer Region in Uganda, und dem Tooro-Wort obuhuguhugu für den Flügelschlag von Fleder­mäusen in einer Baumhöhle) isolierten Tony Goldberg und Mitarbeiter von der Universität Wisconsin-Madison im Kibale-Nationalpark in Uganda aus Zyklopen-Rundblatt­fledermäusen (Hipposideros cyclops). Diese Insekten­fresser leben in Baum­höhlen vor allem im Tiefland-Regenwald von Senegal bis Tansania, können aber auch im Agrarland und damit in größerer Nähe zum Menschen vorkommen. Andrew Bennett, ehemaliger Doktorand von Goldberg und Erstautor der Veröffent­lichung, konnte bei 10 von 20 gesunden Fleder­mäusen das Virus in Abstrichen der Mund­schleimhaut nachweisen. Ob das Ruhugu­virus auch bei anderen Tieren vorkommt und ob bzw. welche Krankheits­symptome es auslösen kann, ist derzeit noch unbekannt.

Neuentdeckung im Norden

Das Rustrelavirus – benannt nach der Ähnlichkeit zum Rubellavirus und dem Fundort in der Nähe des Ostsee-Meeresarms Strelasund bei Stralsund – entdeckten die deutschen Forscher in einem kleinen Zoo, nachdem ihm drei Tiere zum Opfer gefallen waren. Diese – ein Esel, ein Capybara und ein Bennett-Känguru – zeigten Symptome einer akuten Enzephalitis, wie sie auch bei seltenen, schweren Verläufen einer Röteln­infektion auftreten kann. „Bei den verstorbenen Tieren wurde die höchste Genomlast des neuen Rustrelavirus im Zentral­nervensystem gefunden und auch die Pathologie weist in die Richtung einer Gehirn­entzündung“, so Martin Beer, Leiter des Instituts für Virus­diagnostik des Friedrich-Loeffler-Instituts auf der Insel Riems (Greifswald), der mit seinen Mitarbeitern für die Beschreibung des Virus verant­wortlich zeichnet.

Da unterschiedliche Tierarten zu unter­schiedlichen Zeitpunkten erkrankt waren, lag es nahe, dass sich alle Tiere bei einem Virus­reservoir angesteckt hatten. „Generell sind Kleinsäuger wie Fleder­mäuse oder Nagetiere sehr gute Kandidaten für solche Virus­reservoire. Da im betroffenen Zoo am ehesten Kontakt mit Nagern zu erwarten war, ist das der erste Schritt zur Suche des Reservoir-Wirtes gewesen“, erläutert Beer.

Tatsächlich wurden die Wissen­schaftler schnell fündig. Sowohl auf dem Zoogelände selbst als auch in einem Umkreis von zehn Kilometern um den Zoo herum wurde die Hälfte aller untersuchten Gelbhals­mäuse (Apodemus flavicollis) positiv auf das Virus getestet. Da die Mäuse selbst keine Hinweise auf eine Erkrankung zeigten, handelt es sich vermutlich um das Reservoir, denn „Reservoir-Wirte erkranken in der Regel nicht an der entsprechenden Virusinfektion“, so Beer. Diese Vermutung wird dadurch erhärtet, dass auch aus Mäusen, die vor dem ersten Krank­heitsfall im Zoo in der Region gesammelt worden waren, retrospektiv Virusgenom nachge­wiesen werden konnte.

Große Ähnlichkeiten

Ein Vergleich mit dem Rötelnvirus zeigte, dass beide neu entdeckten Viren mit diesem eng verwandt sind, das Ruhugu- allerdings noch näher als das Rustrelavirus. Alle drei Viren besitzen ein einzel­strängiges RNA-Genom mit positiver Polarität in einem ikosae­drischen Kapsid, das von einer Hülle umgeben ist. Die drei Struktur­proteine – das Kapsidprotein C und die beiden Hüllproteine E1 und E2 – sind in einem offenen Leserahmen codiert, ein zweiter offener Leserahmen enthält die beiden Nicht-Struktur­proteine p90 und p150. Eine kurze intergenische Region trennt die beiden offenen Leserahmen.

Von besonderer Bedeutung ist das E1-Protein, das zu den Klasse-II-Fusions­proteinen gehört und damit die Fusion der Virushülle mit der Cytoplasma-Membran der Wirtszelle vermittelt. Damit diese Fusion möglich wird, muss sich beim Rötelnvirus ein Trimer aus E1-Proteinen bilden. Modelle legen nahe, dass dies auch bei den neuentdeckten Viren der Fall ist. Die Trimer­bildung und damit die Infektion der Wirtszellen kann durch neutra­lisierende Antikörper verhindert werden. In dem entsprechenden Epitop unter­scheiden sich das Rubella- und das Ruhugu­virus nur in einer Aminosäure, das Rubella- und das Rustrela­virus in immerhin fünf Amino­säuren. Diese große Ähn­lichkeit in den B-Zell-Epitopen deutet darauf hin, dass serolo­gische Tests für Röteln wahr­scheinlich auch seine beiden Verwandten erkennen.

Neues Virus, neue Bedrohung?

Ob die neuentdeckten Viren als Zoonosen auf Menschen übertragen werden können, ist noch spekulativ. Allerdings ist die Tatsache, dass das Rustrela­virus so unter­schiedliche und nur entfernt verwandte Tiere wie einen Esel, ein in Südamerika heimisches Nagetier und ein Beuteltier infizieren kann, zumindest eine Warnung, diese Gefahr nicht zu unterschätzen.

Die aktuelle Coronavirus-Pandemie verdeutlicht, wie schnell ein noch unbekanntes Virus aus einem asympto­matischen Reservoir zu einer Bedrohung für den Menschen werden kann. Fleder­mäuse stehen hier von jeher im Verdacht, und die Gelbhals­maus ist sowohl in Europa als auch in Asien weit verbreitet. Hinzu kommt, dass der Fund von Röteln­verwandten in Tieren die Frage aufwirft, ob auch das Rubella­virus möglicher­weise ein unbekanntes Tier­reservoir aufweist. Falls dies der Fall sein sollte, könnte die Ausrottung der Röteln plötzlich selbst vor dem Aus stehen.

Larissa Tetsch

Bennett A. et al. (2020): Relatives of rubella virus in diverse mammals. Nature, 586(7829):424-8

Foto: CDC/Erskine Palmer (Public Domain)




Letzte Änderungen: 02.11.2020

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