• search hit 3 of 2337
Back to Result List

Bitte verwenden Sie diesen Link, wenn Sie dieses Dokument zitieren oder verlinken wollen: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-opus-29190

Identification and molecular characterization of small mammal-associated hepeviruses for the development of novel animal models

  • Hepeviruses are small viruses with a RNA-genome of positive polarity that form the family Hepeviridae. The family includes two genera: members of the genus Piscihepevirus were detected in fish species and members of the genus Orthohepevirus were found in different mammal and bird species. The genus Orthohepevirus contains four different species, namely Orthohepevirus A, B, C and D. The species Orthohepevirus A contains five human pathogenic genotypes, with three of them being zoonotic. The species Orthohepevirus C contains mammal-associated pathogens, which were identified in rats and carnivores. The human pathogenic genotypes are responsible for a self-limiting acute hepatitis in humans, which could become chronically in immunocompromised individuals. The main route of transmission is the consumption of undercooked meat and direct contact with HEV-positive excreta or blood. In Germany, hepatitis E is a notifiable disease since 2001 with an increased number of cases per year. Rats are the reservoir of rat-associated HEV (ratHEV), but also the zoonotic HEV-3 genotype was detected in rats. The European rabbit (Oryctolagus cuniculus) was identified as a reservoir host of a subgenotype of human pathogenic HEV-3 (HEV-3ra). For the development of small mammal animal models, the objective of this study was to evaluate different small mammal populations for novel hepeviruses and to study the presence of HEV and sequence divergence of ratHEV and rabbitHEV in rat and rabbit populations from Europe. Approximately 3000 rodents from Germany and the Czech Republic were screened by broad spectrum HEV-RT-PCR. As a result, 13 common voles (Microtus arvalis) and one bank vole (Myodes glareolus) were detected to be HEV-RNA positive. Comparison of the obtained sequences, complete genome determination and phylogenetic analysis indicated the finding of a novel common vole-associated HEV (cvHEV), which shows a high sequence divergence towards other members of the species Orthohepevirus C, but shares a high sequence similarity to a HEV-genome derived from a kestrel (Falco tinnunculus). The finding of cvHEV-RNA in a bank vole might be caused by a spillover infection. The cvHEV genome shares the hepevirus-typical open reading frames, but also has unique cvHEV-specific attributes in its genome. The investigation of 420 Norway rats (Rattus norvegicus) and 88 Black rats (Rattus rattus) identified HEV-RNA in Norway rats from eight of nine and Black rats from two of four European countries. In a single Norway rat from Belgium, a HEV-3-strain with high sequence similarities to rabbitHEV (HEV-3ra), was detected. The investigation of zoo animals revealed a ratHEV spillover infection in a Syrian brown bear (Ursus arctos syriacus). This infection was most likely caused by ratHEV-infected free-living, wild rats from the same zoo. Investigation of wild rabbit populations trapped in and around Frankfurt am Main, Germany, showed anti-HEV antibodies (34.7%) and rabbitHEV-RNA (25%). A high sequence similarity of rabbitHEV in the animals trapped at the urban site was observed, whereas a high sequence divergence was seen for the animals trapped at the rural trapping sites. In conclusion, hepeviruses are widespread among different small mammal populations in Europe. The broad geographical distribution of these hepeviruses should be taken into account in further public health risk assessments. Further investigations are needed to characterize the presence of cvHEV in more detail, especially by taking the population dynamics of common voles into account. The detected HEV-strains could be taken as basis for the establishment of novel HEV-animal models, which might replace the so far used swine and non-human primate models.
  • Hepeviren sind kleine Viren mit einem einzelsträngigen RNA-Genom positiver Polarität und bilden die Familie Hepeviridae. Die Familie beinhaltet zwei Gattungen: Zur Gattung Piscihepevirus gehört ein bei Fischen gefundenes Virus, während Vertreter der Gattung Orthohepevirus in Säugetieren und Vögeln nachgewiesen wurden. Die Gattung Orthohepevirus enthält die Arten Orthohepevirus A, B, C und D. Die Spezies Orthohepevirus A beinhaltet fünf humanpathogene Genotypen, von denen drei zoonotische Erreger sind (HEV-3, HEV-4, HEV -7). Die Spezies Orthohepevirus C beinhaltet ebenfalls Säugetier-assoziierte Viren, die bei Ratten und Karnivoren identifiziert worden sind. Die humanpathogenen Genotypen sind für eine akute selbstlimitierende Hepatitis beim Menschen, die bei immungeschwächten Individuen chronisch werden kann, verantwortlich. Als Hauptübertragungsweg wird der Verzehr von rohem oder ungenügend gegartem Fleisch sowie der direkte Kontakt mit HEV-positiven Ausscheidungen oder Blut angenommen. In Deutschland ist die Hepatitis E seit 2001 eine meldepflichtige Krankheit mit einer jährlich steigenden Zahl von gemeldeten Fällen. Ratten stellen das Reservoir des Ratten-Hepatitis E-Virus (ratHEV) dar, dessen zoonotisches Potenzial kontrovers diskutiert wird. Darüber hinaus wurde in Wanderratten (Rattus norvegicus) der humanpathogene Genotyp HEV-3 nachgewiesen. Kaninchen (Oryctolagus cuniculus) wurden als Reservoir eines Subgenotyps des humanpathogenen Genotyp HEV-3 (Kaninchen-assoziiertes HEV, rabbitHEV, HEV-3ra) identifiziert. Im Rahmen der Entwicklung von Kleinsäuger-Tiermodellen für HEV sollte in der vorliegenden Studie in Kleinsäugerpopulationen nach neuen Hepeviren gesucht werden und das Vorkommen und die Sequenzvariation von ratHEV und rabbitHEV in Ratten- und Kaninchenpopulationen in Europa genauer charakterisiert werden. Bei der Suche nach neuen Hepeviren wurden ca. 3000 Kleinsäuger aus Deutschland und der Tschechischen Republik mittels einer Breitspektrum HEV-RT-PCR untersucht. Dabei wurde in 13 Feldmäusen (Microtus arvalis) und einer Rötelmaus (Myodes glareolus) HEV-RNA nachgewiesen. Sequenzvergleiche und phylogenetische Untersuchungen anhand von partiellen und Komplettgenomen zeigten, dass es sich dabei um ein neues Feldmaus-assoziiertes HEV handelt (common vole HEV, cvHEV), das sich deutlich von den bisher bekannten Genotypen der Spezies Orthohepevirus C unterscheidet, aber eine große Ähnlichkeit zu einem bei einem Falken (Falco tinnunculus) gefundenen Virusgenom zeigte. Der Nachweis von cvHEV-RNA in einer Rötelmaus könnte auf eine Spilloverinfektion zurückzuführen sein. Das cvHEV-Genom besitzt die für alle Hepeviren typischen offenen Leserahmen, zeigt aber auch einige cvHEV-spezifische Besonderheiten im Genom. Im Rahmen der Untersuchungen wurden insgesamt 420 Wanderratten und 88 Hausratten (Rattus rattus) aus zwölf europäischen Ländern auf das Vorhandensein von HEV-RNA untersucht. In Wanderratten aus acht europäischen Ländern und Hausratten aus zwei Ländern konnte ratHEV-RNA nachgewiesen werden. In einer Wanderratte aus Belgien wurde ein HEV-3-Stamm mit großer Sequenzähnlichkeit zum rabbitHEV (HEV-3ra) identifiziert. Bei der Untersuchung von Zootieren wurde eine ratHEV-Spilloverinfektion in einem syrischen Braunbären (Ursus arctos syriacus) nachgewiesen, welche vermutlich durch Schadratten im gleichen Zoo verursacht worden ist. Die Untersuchung von Wildkaninchenpopulationen aus der Stadt Frankfurt am Main und deren Umgebung zeigte das Vorkommen von anti-HEV Antikörpern (34.7%) und rabbitHEV-RNA (25%). Die rabbitHEV-Stämme der urbanen Population zeigten eine sehr große Sequenzähnlichkeit, während bei den Tieren aus der ländlichen Population eine starke Sequenzdivergenz des rabbitHEV beobachtet wurde. Die hier vorgestellten Ergebnisse belegen das gleichzeitige Vorkommen verschiedener Hepeviren in Kleinsäugerpopulationen in Europa. Die weite geografische Verbreitung der Erreger sollte zukünftig bei einer Gefährdungsbeurteilung für die Bevölkerung berücksichtigt werden. Weitere Untersuchungen sollten das Vorkommen des cvHEV genauer charakterisieren, insbesondere auch im Zusammenhang mit Populationsveränderungen bei der Feldmaus. Auf der Basis der hier nachgewiesenen Erreger können zukünftig neue HEV-Tiermodelle entwickelt werden, die die bisher verwendeten Schweine- und Primatenmodelle möglicher Weise ersetzen könnten.

Download full text files

Export metadata

Additional Services

Share in Twitter Search Google Scholar
Metadaten
Author:Master of Science René Ryll
URN:urn:nbn:de:gbv:9-opus-29190
Title Additional (German):Identifikation und molekulare charakterisierung von Kleinsäuger assoziierten Hepeviren zur Entwicklung neuer Tiermodelle
Referee:PD Dr. rer.nat Rainer Ulrich, Prof. Dr. Claus-Thomas Bock
Advisor:PD Dr. rer. nat. Rainer Ulrich
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Year of Completion:2019
Date of first Publication:2019/08/15
Granting Institution:Universität Greifswald, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Date of final exam:2019/05/27
Release Date:2019/08/15
Tag:HEV, complete genome, small mammals
GND Keyword:Feldmaus, Hausratte, Hepatitis-E-Virus, Kaninchen, Wanderratte
Pagenumber:142
Faculties:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Abteilung für Mikrobiologie und Molekularbiologie
DDC class:500 Naturwissenschaften und Mathematik / 570 Biowissenschaften; Biologie