Usutu-Virus

Usutu-Virus

Usutu Virus-Modell samt Genom und Proteom

Systematik
Klassifikation:Viren
Realm:Riboviria[2]
Reich:Orthornavirae[1]
Phylum:Kitrinoviricota[1]
Klasse:Flasuviricetes[1]
Ordnung:Amarillovirales[1]
Familie:Flaviviridae
Gattung:Flavivirus
Art:Orthoflavivirus usutuense
Unterart:Usutu virus
Taxonomische Merkmale
Genom:(+)ssRNA linear
Baltimore:Gruppe 4
Symmetrie:ikosaedrisch
Hülle:vorhanden
Wissenschaftlicher Name
Usutu virus
Kurzbezeichnung
USUV
Links
NCBI Taxonomy:64286
NCBI Reference:AY453411.1
ICTV Taxon History:201853117

Das Usutu-Virus (USUV, Spezies Orthoflavivirus usutuense) ist eine Virus aus der Familie Flaviviridae (Flaviviren). Es ist mit dem Japanischen Enzephalitis-Virus (JEV) und dem West-Nil-Virus (WNV) verwandt.[3][4] Das Usutu-Virus wird durch Stechmücken übertragen und gehört somit zu den Arboviren. Es stammt ursprünglich aus Afrika, entstand in der Mitte des 16. Jahrhunderts[5] und wurde erstmals 1959 in Südafrika identifiziert.[6] Der Name leitet sich vom Fluss Usutu (auch bekannt als Maputo) in Eswatini ab, das Virus ist aber nicht auf diese Region beschränkt. Das Virus verursacht Infektionen bei Vögeln und Säugetieren, so auch beim Menschen. Bei Vögeln ist die Infektion oft tödlich, beim Menschen verläuft die Infektion in der Mehrheit der Fälle symptomfrei oder mit geringen Beschwerden ab. Neurologische Symptome und schwere Krankheitsverläufe sind beim Menschen selten, aber nicht ausgeschlossen.[7]

Struktur

Genom

Der prinzipielle Aufbau und die möglichen Virusproteine des Usutu-Virus ist ähnlich zu anderen Vertretern der Gattung Orthoflavivirus. Das Usutu-Virus gehört zur gleichen Untergruppe wie das Japanische-Enzephalitis-Virus (JEV).[8] Das Genom des Usutu-Virus vom Subtyp Bonn besteht aus einer einzelsträngigen RNA mit positiver Polarität von 11.065 Nukleotiden Länge.[9] Am 5'-Ende liegt ein untranslatierter Bereich (UTR) von 96 Nukleotiden und am 3'-Ende ein untranslatierter Bereich von 664 Nukleotiden.[9] Das 5'-Ende besitzt eine Cap-Struktur.[10]

Proteine

Aus dem zwischen den untranslatierten Bereichen liegenden translatierten Bereich wird ein Polyprotein von 3.434 Aminosäuren gebildet.[9] Die Homologie der Aminosäuresequenz zwischen verschiedenen Stämmen des Usutu-Virus liegt zwischen 94,7 % und 99,2 %.[9] Aus dem Polyprotein werden über Proteolyse durch zelluläre und virale Proteasen drei strukturelle Proteine und sieben Nichtstrukturproteine gebildet.[10] Die drei strukturellen Proteine sind das Kapsidprotein (codiert durch die Nukleotide 97–474), das pre-membrane/membrane protein (ein Membranprotein, codiert durch die Nukleotide 475–975) und das Hüllprotein (codiert durch die Nukleotide 976–2475). Die sieben Nichtstrukturproteine sind NS1 (codiert durch die Nukleotide 2476–3531), NS2a (3532–4212), NS2b (4213–4605), NS3 (4604–6462), NS4a (6463–6840), NS4b (6910–7684) und NS5 (7684–10398).[10]

Virion

Die Virionen (Virusteilchen) haben einen Durchmesser von circa 40 bis 60 nm und eine ikosaedrische Form des Kapsids, umgeben von einer Virushülle.[10]

Infektion, Krankheitsverlauf und Symptome

Bei Vögeln

Männliche Amsel mit Symptomen einer Usutu-Virus-Infektion

Infektionen verlaufen bei den meisten Vögeln symptomlos, jedoch treten bei Amseln oder Bartkäuzen häufig auch eine deutliche klinische Symptomatik, gefolgt von Todesfällen, auf. Zunächst zeigen die Tiere oft struppiges Kleingefieder im Hals-Kopfbereich mit einer hellen Verfärbung, welches bis zur teilweisen oder vollständigen Kahlheit im Kopfbereich führen kann. Auch folgen Apathien und Störungen des zentralen Nervensystems (ZNS) wie Taumeln oder Kopf-Verdrehen.[11] Die erkrankten Individuen sterben meist innerhalb weniger Tage. Amseln sind nach den entdeckten Fällen besonders anfällig für eine Erkrankung, weshalb die Usutu-Epizootie teilweise auch als „Amselsterben“ bekannt wurde. Jedoch werden auch andere Vogelarten von diesem Virus befallen und können dann daran sterben.[12][13]

Bei Pferden

Bei Pferden in Kroatien, Italien und Serbien wurden bisher nur USUV-spezifische Antikörper nachgewiesen, eine klinische Symptomatik bei Pferden trat bisher in Europa nicht auf.[11]

Bei Menschen

In der Mehrheit der Fälle verläuft die Infektion beim Menschen symptomfrei oder mit geringen Beschwerden ab. 1981 wurde erstmals in der Zentralafrikanischen Republik ein Infektionsverlauf beim Menschen beschrieben.[12] Bei immungeschwächten und älteren Patienten wurden schwere Verläufe beobachtet. Typische Symptome sind Fieber, Kopfschmerzen und Hautausschläge. Das Virus kann jedoch auch eine Enzephalitis (Gehirnentzündung) auslösen.[14][15][16]

Verbreitung in Europa

Erstes Auftreten in Österreich

Seit dem Jahr 2001 sind in Österreich mehrfach Wildvögel an dem Virus gestorben („Amselsterben“). 2003 wurden die Todesfälle bei Amseln sowie vereinzelt für Bartkäuze, Blaumeisen, Haussperlinge, Kohlmeisen, Singdrosseln und Kleiber in Wien und den niederösterreichischen Bezirken Wien-Umgebung, Mödling, Baden, Wiener Neustadt, Neunkirchen, Bruck/Leitha, Gänserndorf, Mistelbach, Korneuburg und Tulln sicher nachgewiesen.[17] Im Sommer 2017 wurde bei 6 Blutspendern das Usutu-Virus nachgewiesen.[18]

Ungarn, Schweiz und Italien

Ab 2005 bzw. 2006 sind auch in Ungarn, der Schweiz und Italien Wildvögel an dem Virus gestorben. Retrospektive Untersuchungen zeigten, dass bereits 1996 ein Vogelsterben in der Toskana auf eine Infektion mit dem Usutu-Virus zurückzuführen war.[19] Im Herbst des Jahres 2009 wurde in Italien (und damit Europa) erstmals Usutu-Infektionen bei zwei Menschen diagnostiziert, die eine Meningoenzephalitis auslösten.[12]

Deutschland

2010

Das Usutu-Virus wurde erstmals im August 2010 im Rahmen eines Arbovirus-Surveillance-Programms durch den Virologen Jonas Schmidt-Chanasit in Culex pipiens-Stechmücken aus Weinheim nachgewiesen.[20]

2011 bis 2016

Im September 2011 wurde das Virus in einer toten Amsel aus Birkenau in Hessen vom Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin (BNITM) in Hamburg nachgewiesen.[21][22] Wenige Tage später wurde das Virus bei vier Amseln in Mannheim sowie in Dossenheim in Baden-Württemberg von Mitarbeitern des Friedrich-Loeffler-Instituts entdeckt.[23]

Das Usutu-Virus ist nicht ausschließlich auf exotische Stechmücken als Vektor angewiesen, sondern wird ebenso von einheimischen Stechmückenarten übertragen. Auch die Eier und Larven der Mücken beherbergen das Virus. Werden Vögel und andere Tiere von infizierten Stechmücken gestochen, kann das Virus übertragen und bei einem neuerlichen Stich auf die nächste Stechmücke weitergegeben werden.

Im Juli 2012 wurde eine infizierte Amsel im nordrhein-westfälischen Siegen gefunden, was eine frühere Annahme, das Virus verbreite sich nur in Flusstälern, entkräftet.[24]

Im Herbst 2016 zählte der Naturschutzbund Deutschland (NABU) innerhalb von zwei Wochen über 600 tote Vögel, vorwiegend Amseln. Schwerpunkte des Vogelsterbens waren nach Angaben des NABU Nordrhein-Westfalen, der Raum Leipzig sowie Berlin, Schleswig-Holstein und der nördliche Teil Niedersachsens.[25] In Deutschland wurden 2012 (südwestliches Deutschland)[26] und im September 2016 (Aachen) zwei Blutspender positiv auf das Usutu-Virus getestet.[27]

2018

Das Virus wurde 2018 nach Angaben des Bernhard-Nocht-Instituts für Tropenmedizin (BNITM) auch bei toten Vögeln (vorwiegend Amseln) in Bremen, Hamburg und Bayern (Region Nürnberg)[28] nachgewiesen. Dem Naturschutzbund Deutschland (NABU) wurden bisher rund 8881 Verdachtsfälle gemeldet. Damit übertrifft das Ausmaß des Vogelsterbens durch das Usutu-Virus alle Vorjahre bei weitem.[29][30] Der NABU ruft zusammen mit dem BNITM dazu auf, kranke und tote Vögel mit Usutu-Verdacht online zu melden und gegebenenfalls einzusenden.[31][32] Untersuchungen nehmen das BNITM, das Friedrich-Loeffler-Institut (FLI) sowie Veterinär-Untersuchungsämter vor.[31][32] Bisher wurden über 700 dieser Vögel zur Untersuchung an das BNITM geschickt. Von bisher 250 untersuchten Vögeln wurden 131 positiv auf das Usutu-Virus getestet, darunter neben Amseln auch elf Vögel anderer Arten wie Singdrosseln, Meisen oder Finken.[29] Auch bei einem Kleiber und einem Bartkauz wurde das Usutu-Virus nachgewiesen.[28]

Literatur

  • Sonja Chvala-Mannsberger, Tamás Bakonyi, Katharina Brugger, Norbert Nowotny, Herbert Weissenböck: Epizootiologie von Usutu-Virus-assoziiertem Vogelsterben in Österreich. In: Austrian Contributions to Veterinary Epidemiology. Band 4, 2007, ISBN 978-3-9502042-3-0, ISSN 1684-0488, S. 121 (acve.vu-wien.ac.at [PDF; abgerufen am 19. Juni 2012]).
  • F. Michel, D. Fischer u. a.: West Nile Virus and Usutu Virus Monitoring of Wild Birds in Germany. In: International journal of environmental research and public health. Band 15, Nummer 1, 01 2018, S. , doi:10.3390/ijerph15010171, PMID 29361762, PMC 5800270 (freier Volltext).
  • U. Ashraf, J. Ye, X. Ruan, S. Wan, B. Zhu, S. Cao: Usutu virus: an emerging flavivirus in Europe. In: Viruses. Band 7, Nummer 1, Januar 2015, S. 219–238, doi:10.3390/v7010219, PMID 25606971, PMC 4306835 (freier Volltext) (Review).
  • D. Cadar, R. Lühken u. a.: Widespread activity of multiple lineages of Usutu virus, western Europe, 2016. In: Euro surveillance : bulletin Europeen sur les maladies transmissibles = European communicable disease bulletin. Band 22, Nummer 4, Januar 2017, S. , doi:10.2807/1560-7917.ES.2017.22.4.30452, PMID 28181903, PMC 5388094 (freier Volltext).
  • Dimitri Engel, Hanna Jöst u. a.: Reconstruction of the Evolutionary History and Dispersal of Usutu Virus, a Neglected Emerging Arbovirus in Europe and Africa. In: mBio. 7, 2016, doi:10.1128/mBio.01938-15.

Weblinks

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c d ICTV: ICTV Taxonomy history: Yellow fever virus, EC 51, Berlin, Germany, July 2019; Email ratification March 2020 (MSL #35)
  2. ↑ ICTV Master Species List 2018b.v2. MSL #34, März 2019
  3. ↑ ICTV: Taxonomy Browser.
  4. ↑ ICTV: Virus Metadata Resource (VMR).
  5. ↑ P. Gaibani, G. Rossini: An overview of Usutu virus. In: Microbes and infection. Band 19, Nummer 7–8, 2017 Jul - Aug, S. 382–387, doi:10.1016/j.micinf.2017.05.003, PMID 28602915.
  6. ↑ K. L. Barr, B. D. Anderson, D. Prakoso, M. T. Long: Working with Zika and Usutu Viruses In Vitro. In: PLoS neglected tropical diseases. Band 10, Nummer 8, August 2016, S. e0004931; doi:10.1371/journal.pntd.0004931, PMID 27541001, PMC 4991799 (freier Volltext) (englisch).
  7. ↑ Deutscher Ärzteverlag GmbH, Redaktion Deutsches: Usutu-Virus in österreichischen Blutspenden aufgetaucht. In: Ärzteblatt. Abgerufen am 28. Oktober 2018.
  8. ↑ D. Engel, H. Jöst, M. Wink, J. Börstler, S. Bosch, M. M. Garigliany, A. Jöst, C. Czajka, R. Lühken, U. Ziegler, M. H. Groschup, M. Pfeffer, N. Becker, D. Cadar, J. Schmidt-Chanasit: Reconstruction of the Evolutionary History and Dispersal of Usutu Virus, a Neglected Emerging Arbovirus in Europe and Africa. In: mBio. Band 7, Nummer 1, Februar 2016, S. e01938–e01915, doi:10.1128/mBio.01938-15, PMID 26838717, PMC 4742707 (freier Volltext).
  9. ↑ a b c d D. Cadar, S. Bosch, H. Jöst, J. Börstler, M. M. Garigliany, N. Becker, J. Schmidt-Chanasit: Putative Lineage of Novel African Usutu Virus, Central Europe. In: Emerging infectious diseases. Band 21, Nummer 9, September 2015, S. 1647–1650, doi:10.3201/eid2109.142026, PMID 26291923, PMC 4550175 (freier Volltext).
  10. ↑ a b c d P. Gaibani, F. Cavrini, E. A. Gould, G. Rossini, A. Pierro, M. P. Landini, V. Sambri: Comparative genomic and phylogenetic analysis of the first Usutu virus isolate from a human patient presenting with neurological symptoms. In: PLOS ONE. Band 8, Nummer 5, 2013, S. e64761, doi:10.1371/journal.pone.0064761, PMID 23741387, PMC 3669420 (freier Volltext).
  11. ↑ a b Friedrich-Loeffler-Institut: Usutu-Virus-Infektionen (PDF)
  12. ↑ a b c U. Ashraf, J. Ye, X. Ruan, S. Wan, B. Zhu, S. Cao: Usutu virus: an emerging flavivirus in Europe. In: Viruses. Band 7, Nummer 1, Januar 2015, S. 219–238, doi:10.3390/v7010219, PMID 25606971, PMC 4306835 (freier Volltext) (Review).
  13. ↑ N. Becker, H. Jöst, U. Ziegler, M. Eiden, D. Höper, P. Emmerich, E. Fichet-Calvet, D. U. Ehichioya, C. Czajka, M. Gabriel, B. Hoffmann, M. Beer, K. Tenner-Racz, P. Racz, S. Günther, M. Wink, S. Bosch, A. Konrad, M. Pfeffer, M. H. Groschup, J. Schmidt-Chanasit: Epizootic emergence of Usutu virus in wild and captive birds in Germany. In: PLOS ONE. Band 7, Nummer 2, 2012, S. e32604, doi:10.1371/journal.pone.0032604, PMID 22389712, PMC 3289667 (freier Volltext).
  14. ↑ Monica Pecorari, Giuseppe Longo, William Gennari, Antonella Grottola, Anna Maria Teresa Sabbatini, Sara Tagliazucchi, Giovanni Savini, Federica Monaco, Maria Luisa Simone, Rossella Lelli, Fabio Rumpianesi: First human case of Usutu virus neuroinvasive infection, Italy, August–September 2009. Eurosurveillance. Dezember 2009 17;14(50), pii: 19446.
  15. ↑ Francesca Cavrini, Paolo Gaibani, Giuseppe Longo, Anna Maria Pierro, Giada Rossini, Paolo Bonilauri, Giorgio Enrico Gerunda, Fabrizio Di Benedetto, Alberto Pasetto, Massimo Girardis, Michele Dottori, Maria Paola Landini, Vittorio Sambri: Usutu virus infection in a patient who underwent orthotropic liver transplantation, Italy, August-September 2009. Euro Surveill. Dezember 2009 17;14(50), pii: 19448
  16. ↑ Amsel-Sterben in Süddeutschland: Tropisches Virus gefunden (PDF; 135 kB), Pressemeldung des Bernhard-Nocht-Instituts für Tropenmedizin (BNI) vom 14. September 2011
  17. ↑ Usutu-Virus: Erkrankung von Menschen möglich. ORF ON Science (Neues aus der Welt der Wissenschaft), 7. Oktober 2009, abgerufen am 19. Juni 2012.
  18. ↑ T. Bakonyi, C. Jungbauer, S. W. Aberle, J. Kolodziejek, K. Dimmel, K. Stiasny, F. Allerberger, N. Nowotny: Usutu virus infections among blood donors, Austria, July and August 2017 - Raising awareness for diagnostic challenges. In: Euro surveillance : bulletin Europeen sur les maladies transmissibles = European communicable disease bulletin. Band 22, Nummer 41, Oktober 2017, S. , doi:10.2807/1560-7917.ES.2017.22.41.17-00644, PMID 29043962, PMC 5710119 (freier Volltext).
  19. ↑ Herbert Weissenböck, Tamás Bakonyi, Giacomo Rossi, Paolo Mani und Norbert Nowotny: Usutu virus, Italy, 1996. In: Emerging Infectious Diseases. Band 19, Nr. 2. Centers for Disease Control and Prevention, Atlanta 2013, S. 274–277, doi:10.3201/eid1902.121191, PMID 23347844.
  20. ↑ Hanna Jöst, Vittorio Sambri, Martin H. Groschup, Alexandra Bialonski, Norbert Becker: Isolation of Usutu Virus in Germany. In: The American Journal of Tropical Medicine and Hygiene. Band 85, Nr. 3, 1. September 2011, ISSN 0002-9637, S. 551–553, doi:10.4269/ajtmh.2011.11-0248, PMID 21896821, PMC 3163883 (freier Volltext).
  21. ↑ Amsel-Sterben in Süddeutschland: Tropisches Virus gefunden (PDF; 135 kB), Pressemeldung des Bernhard-Nocht-Instituts für Tropenmedizin (BNI) vom 14. September 2011
  22. ↑ Christoph Seidler (chs), dpa: Drohendes Vogelsterben in Deutschland. Forscher finden Tropen-Virus in toter Amsel. Spiegel Online, 14. September 2011, abgerufen am 19. Juni 2012.
  23. ↑ Erstmals tropischer Usutu-Virus entdeckt. Stuttgart Journal, 16. September 2011, abgerufen am 19. Juni 2012.
  24. ↑ Erneutes Amselsterben durch tropisches Virus (PDF; 296 kB), Pressemeldung des Bernhard-Nocht-Instituts für Tropenmedizin (BNI) vom 13. Juli 2012
  25. ↑ LVZ-Online: Zahlreiche Fälle in Sachsen, Berlin und Niedersachsen – Usutu-Virus tötet Vögel deutschlandweit – Viele Fälle im Raum Leipzig – LVZ – Leipziger Volkszeitung. lvz.de, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 12. November 2016; abgerufen am 7. Oktober 2016.  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.lvz.de
  26. ↑ L. Allering, H. Jöst, P. Emmerich, S. Günther, E. Lattwein, M. Schmidt, E. Seifried, V. Sambri, K. Hourfar, J. Schmidt-Chanasit: Detection of Usutu virus infection in a healthy blood donor from south-west Germany, 2012. In: Euro surveillance : bulletin Europeen sur les maladies transmissibles = European communicable disease bulletin. Band 17, Nummer 50, Dezember 2012, S. , PMID 23241231.
  27. ↑ D. Cadar, P. Maier, S. Müller, J. Kress, M. Chudy, A. Bialonski, A. Schlaphof, S. Jansen, H. Jöst, E. Tannich, S. Runkel, W. E. Hitzler, G. Hutschenreuter, M. Wessiepe, J. Schmidt-Chanasit: Blood donor screening for West Nile virus (WNV) revealed acute Usutu virus (USUV) infection, Germany, September 2016. In: Euro surveillance : bulletin Europeen sur les maladies transmissibles = European communicable disease bulletin. Band 22, Nummer 14, April 2017, S. , doi:10.2807/1560-7917.ES.2017.22.14.30501, PMID 28422005, PMC 5388121 (freier Volltext).
  28. ↑ a b Vogelvirus im Raum Nürnberg nachgewiesen. In: br.de. 16. August 2018, abgerufen am 24. August 2018.
  29. ↑ a b Usutu-Virus tötet mehr Vögel als je zuvor. In: NABU. 5. September 2018, abgerufen am 6. September 2018.
  30. ↑ Usutu-Virus: Amselsterben erreicht Hamburg, Bremen und Bayern. In: Spiegel Online. 24. August 2018, abgerufen am 24. August 2018.
  31. ↑ a b Meldeaktion zum Amselsterben - NABU. In: nabu.de. 13. August 2018, abgerufen am 24. August 2018.
  32. ↑ a b Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin: FAQ zum Usutu-Virus. In: bnitm.de. 24. August 2018, abgerufen am 24. August 2018.

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Usutu Virus model, its gene structure, and the proteins encoded by its genome - Viruses-07-00219-g002.png
Autor/Urheber: Ashraf, Usama; Ye, Jing; Ruan, Xindi; Wan, Shengfeng; Zhu, Bibo; Cao, Shengbo, Lizenz: CC BY 4.0
Usutu Virus (USUV) model, its gene structure, and the proteins encoded by its genome. The polyprotein precursor is cleaved by cellular and viral proteases to yield three structural proteins (C, prM, and E) and eight non-structural proteins (NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, 2K, NS4B, and NS5).
Blackbird Usutu.jpg
Autor/Urheber: Roland Gromes, Lizenz: CC BY-SA 4.0
Männliche Amsel mit Symptomen einer Usutu-Virus-Infektion