@phdthesis{Jeske2021,
  author    = {Jeske, Kathrin},
  title     = {Rodent-borne Leptospira spp. and hantaviruses in Europe},
  institution = {Abteilung f{\"u}r Mikrobiologie und Molekularbiologie},
  pages     = {239},
  year      = {2021},
  abstract  = {Mehr als die H{\"a}lfte der Infektionskrankheiten des Menschen wird durch zoonotische Erreger, die vom Tier auf den Menschen {\"u}bertragen werden oder vor langer Zeit vom Tier auf den Menschen {\"u}bergegangen sind, hervorgerufen. Zwei bedeutende Nagetier-assoziierte Zoonoseerreger sind Hantaviren und humanpathogene Leptospiren. Beide Erregergruppen f{\"u}hren im Nagetierwirt zu einer lebenslangen Infektion und Ausscheidung des Erregers und k{\"o}nnen im Fehlwirt Mensch eine Erkrankung hervorrufen. Da einige Nagetiere, wie die Feldmaus (Microtus arvalis) und die R{\"o}telmaus (Clethrionomys glareolus syn. Myodes glareolus), zyklische Massenvermehrungen zeigen, kann es in den Jahren der Massenvermehrung zur Zunahme der Erkrankungsf{\"a}lle beim Menschen kommen. So wurden Leptospiroseausbr{\"u}che in Deutschland und Tular{\"a}mieausbr{\"u}che in Spanien auf erh{\"o}hte Feldmausdichten und Hantavirus-Erkrankungsausbr{\"u}che auf R{\"o}telmausmassenvermehrungen in verschiedenen westeuro¬p{\"a}ischen L{\"a}ndern zur{\"u}ckgef{\"u}hrt. Das Ziel dieser Arbeit war die Aufkl{\"a}rung des Vorkommens und der H{\"a}ufigkeit des Auftretens von verschiedenen Hantaviren und Leptospiren sowie deren Koinfektionen in unterschiedlichen europ{\"a}ischen Nagetieren mit besonderem Fokus auf W{\"u}hlm{\"a}use der Gattung Microtus, und die Identifikation von Einflussfaktoren auf die Erregerpr{\"a}valenz in den Nagetierwirten. Hierzu wurden Feldm{\"a}use, R{\"o}telm{\"a}use, Brandm{\"a}use (Apodemus agrarius) und andere Nagetiere mittels molekularer Verfahren auf das Vorkommen und die Pr{\"a}valenz von Leptospira spp. und verschiedener Hantaviren untersucht. F{\"u}r Hantaviren erfolgte zus{\"a}tzlich bei ausgew{\"a}hlten Studien eine Antik{\"o}rpertestung mittels Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA) unter Verwendung rekombinanter Hantavirus-Nukleokapsidproteine. In die Untersuchungen wurden Kleins{\"a}uger aus vier verschiedenen europ{\"a}ischen L{\"a}ndern einbezogen: von Spanien im Westen, {\"u}ber Deutschland und {\"O}sterreich in Mitteleuropa, bis hin zu Litauen im Nordosten. Im Rahmen der molekularen Untersuchungen wurden in Kontinentaleuropa zwei neue Hantavirusst{\"a}mme entdeckt, die nach ihren Fangorten in Deutschland und Litauen als Traemmersee-Hantavirus (TRAV) und Rusne-Hantavirus (RUSV) bezeichnet werden. TRAV wurde in einer Erdmaus (Microtus agrestis) aus Brandenburg, Deutschland, entdeckt, w{\"a}hrend RUSV in der nordischen W{\"u}hlmaus (Microtus oeconomus) in Litauen detektiert wurde. Phylogenetische Analysen der beiden Viren zeigten deren nahe Verwandtschaft mit den in Großbritannien in Erdm{\"a}usen gefundenen Tatenale-Hantavirus und Kielder-Hantavirus. Eine Pairwise Evolutionary Distance (PED)-Analyse zeigte, dass diese Viren zu einer Hantavirusspezies geh{\"o}ren, f{\"u}r die der putative Name „Tatenale-Orthohantavirus" vorgeschlagen wird. Vom RUSV wurde ein rekombinantes Antigen hergestellt und im ELISA erfolgreich f{\"u}r den Nachweis von Virus-spezifischen Antik{\"o}rpern und die Analyse der Kreuzreaktivit{\"a}t von monoklonalen und polyklonalen Antik{\"o}rpern eingesetzt. In Deutschland erfolgte der Nachweis von Tula-Orthohantavirus (TULV) vorwiegend in Feldm{\"a}usen (in Th{\"u}ringen und Brandenburg), aber in Brandenburg auch in Erdm{\"a}usen. Das Puumala-Orthohantavirus (PUUV) wurde in R{\"o}telm{\"a}usen an der Virusverbreitungsgrenze dieses Virus in Th{\"u}ringen detektiert, wobei sich die PUUV-Sequenzen stark von bereits vorher nachgewiesenen Sequenzen in R{\"o}telm{\"a}usen von einem benachbarten Fangort unterschieden. W{\"a}hrend in {\"O}sterreich erstmals Dobrava-Belgrad-Orthohantavirus (DOBV), Genotyp Kurkino, in Brandm{\"a}usen nachgewiesen werden konnte, wurde in Feldm{\"a}usen aus Spanien keine Hantavirus-RNA detektiert. F{\"u}r den fehlenden Nachweis von Hantavirus-RNA in der iberischen Feldmauspopulation k{\"o}nnte deren langanhaltende Isolation von Feldm{\"a}usen weiter {\"o}stlich liegender Populationen die Ursache sein. Die TULV-Pr{\"a}valenz war in dieser Studie in Deutschland von der Jahreszeit und, zeitlich versetzt, von der vorhergehenden Zunahme der Reservoirpopulation abh{\"a}ngig. Auf der Ebene des Individuums nahm die Hantavirus-Pr{\"a}valenz mit dem Alter der Feldmaus zu. Leptospira spp.-DNA wurde in Feldm{\"a}usen in Spanien und Deutschland, sowie in einer Brandmaus in {\"O}sterreich nachgewiesen. Bis auf zwei vermutlich durch Spillover-Infektion bedingte Leptospira borgpetersenii-Nachweise in Feldm{\"a}usen aus Spanien, wurde in Feldm{\"a}usen aus Spanien und Deutschland ausschließlich die Genomospezies Leptospira kirschneri detektiert. Die beobachtete hohe Pr{\"a}valenz von Leptospira spp., sowie der ausschließliche Nachweis einer Genomospezies, best{\"a}tigten die Feldmaus als maßgeblichen Reservoirwirt f{\"u}r L. kirschneri. Als wichtige Einflussfaktoren f{\"u}r die Leptospira spp.-Pr{\"a}valenz wurden neben Temperatur und Niederschlag auch Jahreszeit und vorhergehende Feldmausdichte ermittelt. Auf der individuellen Ebene wurde hier ebenfalls das Alter der Feldm{\"a}use als Einflussfaktor ermittelt. In Deutschland wurden Koinfektionen von TULV und Leptospira spp. nachgewiesen. Diese sind bedingt durch erh{\"o}hte Feldmausdichte, sowie zunehmend mit dem Alter der Feldmaus. Dar{\"u}ber hinaus scheint die Leptospira spp.-Pr{\"a}valenz f{\"u}r das Auftreten von Koinfektionen bedeutender als die TULV-Pr{\"a}valenz. Im Rahmen dieser Arbeit konnten TULV und PUUV in bisher nicht untersuchten Gebieten in Deutschland, sowie DOBV erstmalig in {\"O}sterreich nachgewiesen werden und das Verbreitungsgebiet der putativen Art „Tatenale-Orthohantavirus" erstmals auf Festlandeuropa mit Nachweisen in zwei verschiedenen L{\"a}ndern erweitert werden. Untersuchungen in Spanien deuten an, dass bestimmte Feldmauspopulationen auch frei von TULV-Infektionen sein k{\"o}nnen. Zudem wurden Leptospiren in Nagetieren aus Spanien, Deutschland und {\"O}sterreich nachgewiesen und die Wirtsspezifit{\"a}t bestimmter Leptospirengenomospezies best{\"a}tigt. F{\"u}r Hantaviren, Leptospiren und deren Koinfektionen wurden zudem Einflussfaktoren f{\"u}r deren Infektionsh{\"a}ufigkeit bestimmt. In weiterf{\"u}hrenden Untersuchungen unter Einbeziehung von Erdmaus und der nordischen W{\"u}hlmaus sowie anderer Arten der Gattung Microtus in Europa und Asien sollte die Herkunft und Wirtsassoziation des Tatenale-Orthohantavirus aufgekl{\"a}rt werden. Die Entwicklung eines RUSV-Antigen-basierten ELISAs wird im Rahmen zuk{\"u}nftiger Untersuchungen beim Menschen zur Aufkl{\"a}rung der Humanpathogenit{\"a}t dieses Erregers beitragen. F{\"u}r eine finale Bewertung des Zoonosepotenzials dieses Virus ist jedoch die Virusisolierung und darauf basierende Entwicklung eines Fokusreduktionsneutralisationstests erforderlich. Die Einwanderung der Brandmaus in {\"O}sterreich und die damit scheinbar verbundene Einschleppung des DOBV erfordert weitere gezielte Monitoringuntersuchungen, um die Ausbreitung des DOBV (und weiterer Erreger) genauer zu charakterisieren. Die Untersuchungen zur Ausbreitung von DOBV in {\"O}sterreich und von PUUV in Deutschland k{\"o}nnten wichtige Hinweise liefern, um das Erstauftreten (Emergence) von Zoonoseerregern in neuen Gebieten besser zu verstehen. Die hier beschriebenen Hantavirus-Leptospiren- und Neoehrlichia mikurensis-Bartonella spp.-Koinfektionen sollten zuk{\"u}nftig genauer analysiert werden, um m{\"o}gliche Interaktionen der Erreger unter Einbeziehung des Mikrobioms und deren Auswirkungen auf die Epidemiologie der beteiligten Erreger zu charakterisieren. Die hier identifizierten individuellen und Populations-basierten Einflussfaktoren f{\"u}r die TULV- und Leptospiren-Pr{\"a}valenz sollten f{\"u}r die zuk{\"u}nftige Weiterentwicklung von Vorhersagemodellen und deren Optimierung herangezogen werden.},
  subject      = {Nagetiere},
  language  = {en}
}