Untersuchungen zum Tropismus von Hantaviren im natürlichen Wirt und in Tieren nach Übersprüngen

1. Im Gegensatz zum Menschen durchlaufen natürlich PUUV-infizierte Rötelmäuse eine persistente klinisch unauffällige Infektion. Derzeit ist wenig zum Zelltropismus des PUUV in seinem Reservoir, den viralen Übertragungswegen bei Übersprüngen sowie zur potentiellen Bedeutung von parasitären Koinfektionen für den Verlauf einer PUUV-Infektion im Reservoir bekannt. Daher sollte in dieser Arbeit der Tropismus von PUUV-Stämmen in natürlich infizierten Rötelmäusen charakterisiert werden. Weiterhin wurde der Frage nach potentiellen mit einer PUUV-Infektion assoziierten pathologischen Befunde sowie parasitären Koinfektionen nachgegangen und Nicht-Reservoir Nagetiere auf Übersprung-Infektion untersucht.
2. Es wurden insgesamt 466 Nagetiere untersucht. Dazu zählten 452 wildgefangene Nagetiere (192 Rötelmäuse (Clethrionomys glareolus, syn. Myodes glareolus), 221 Gelbhalsmäuse (Apodemus flavicollis), 39 Waldmäuse (Apodemus sylvaticus) aus dem Puumala orthohantavirus (PUUV)-Endemiegebiet Osnabrück (LK OS) sowie 13 PUUV-infizierte Rötelmäuse und eine nicht infizierte Rötelmaus (Negativkontrolle) aus Laborhaltungen.
3. Es kamen pathologisch-anatomische, histopathologische, immunhistologische, serologische und molekularbiologische Methoden sowie die In-situ-Hybridisierung (RNAscope®) zur Anwendung.
4. Die PUUV-RNA-Nachweisrate war bei den Rötelmäusen aus dem LK OS im Jahr 2015 am höchsten, gefolgt von den Jahren 2017 und 2016. Die Seroprävalenz hingegen lag 2017 am höchsten, gefolgt von 2015 und 2016. Die niedrige PUUV-Prävalenz im Jahr 2016 korreliert mit der niedrigen Zahl an gemeldeten humanen Hantaviruserkrankungen im gleichen Jahr.
5. 190 Rötelmäuse des LK OS wurden der westlichen- und zwei Rötelmäuse der östlichen evolutionären Rötelmauslinie zugeordnet. 10 Rötelmäuse aus der PUUV positiven Haltung konnten der karpatischen Rötelmauslinie zugeordnet wurden. PUUV-RNA wurde ausschließlich bei adulten Rötelmäusen nachgewiesen, wobei die PUUV-Sequenzen aus Niedersachsen in die Klade des Osnabrücker Hügellandes und die der Haltungstiere in die Klade der russischen Sequenzen eingeordnet wurden.
6. Aus dem LK OS wurden insgesamt 36 persistent und 3 akut infizierte sowie 21 serologisch positive Rötelmäuse der westlichen evolutionären Rötelmauslinie diagnostiziert. Bei den 10 persistent infizierten Haltungstieren wurde die karpatische evolutionäre Rötelmauslinie identifiziert.
7. Serologisch positiv waren 18 Gelbhalsmäuse und 7 Waldmäuse; bei keinem der Tiere wurde PUUV-RNA nachgewiesen. Dies wurde deshalb als Übersprung angesehen. Insgesamt lag die Seroprävalenz der Gelbhals- und Waldmäuse unter derjenigen der Rötelmäuse, was damit in Überreinstimmung steht, dass die Arten nicht die natürlichen Wirte für PUUV sind. Ähnlich wie die hohe PUUV-Prävalenz bei den Rötelmäusen in den Jahren 2015 und 2017 lag die Seroprävalenz jeweils 2017 am höchsten, gefolgt von 2015 und 2016.
8. Es wurde ein breiter Organ- und Gewebetropismus von PUUV in Rötelmäusen gezeigt. Hauptsächlich bestand der Virustropismus für die Niere und den Magen und selten für die Lunge. Erstmalig konnte PUUV-RNA in Gehirn, Nasenmuscheln (Conchae), Zunge, Trachea, Oesophagus, Pankreas, Magen, Colon descendens, Harnblase, Uterus, Haut sowie im braunen und weißen Fettgewebe nachgewiesen werden. Bemerkenswert ist der Nachweis von PUUV N-Protein oder Positivstrang-RNA in Kleinhirn, Zunge, Magen, Caecum, Colon, Hoden, braunem Fettgewebe, endokrinem Pankreas sowie in der Nebenniere.
9. N-Protein und Positivstrang-RNA fanden sich überwiegend in Endothelzellen, Fibrozyten, Myozyten, Myoepithelzellen, Itozellen oder Makrophagen und in den Nierenglomeruli, Podozyten oder Mesangiumzellen. Hierbei handelt es sich um Zellen, die nicht zur Se- und Exkretion des Virus fähig sind, was zur Aufrechterhaltung der Viruspersistenz beitragen könnte. Für die Virusausscheidung relevant ist der Nachweis von PUUV-Positivstrang-RNA und des N-Proteins in Speicheldrüsen- und Pankreasgewebe und Hoden. Der Nachweis in den Luftwegen sowie im Magenepithel ist als Folge der aerogenen oder oralen Virusaufnahme zu verstehen.
10. Niere, Lunge und Leber scheinen zu den ersten Organen zu gehören, die nach einer PUUV-Infektion infiziert werden.
11. Diskrepanzen hinsichtlich des Organ- und Zell-spezifischen Nachweises viraler RNA, N-Protein und Positivstrang-RNA wurden bei den Rötelmäusen des LK OS und den Haltungstieren sowie zwischen beiden Tiergruppen nachgewiesen. Immunologische und genetische Faktoren können hierfür ursächlich sein.
12. Die Obduktionen ergaben keine mit einer PUUV-Infektion assoziierten makroskopischen Befunde. Die histologischen Befunde waren insgesamt unspezifisch. PUUV ist als Ätiologie für die mononuklearen Infiltrate in der Harnblase sowie die desquamierten Alveolarmakrophagen, interstitiellen Leukozyteninfiltrate, die BALT-Hyperplasie und Synzytien in der Lunge denkbar, was jedoch in dieser Arbeit nicht verifiziert werden konnte.
13. Bei allen Rötelmäusen, bei denen im Lungengewebe PUUV-RNA oder das N-Protein nachgewiesen wurden, fand sich eine parasitäre Koinfektion mit Hepatozoon spp. in der Lunge bzw. Frenkelia spp. im Gehirn.