Elisa Heuser

• Ratten sind kommensale Nagetiere, die durch ihre synanthrope Lebensweise eine wichtige Rolle als Schadnager z.B. bei der Lebensmittelherstellung oder in der Landwirtschaft, und zum anderen als Labortiere oder auch als Heimtierratten spielen und bei der Übertragung von zoonotischen Infektionserregern von großer Bedeutung sind. Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung eines Workflows für die Untersuchung von Ratten auf Krankheitserreger, die Untersuchung von Heimtier-, Haltungs- und Wildratten auf das Vorkommen des Seoul-Orthohantavirus (SEOV) und die Untersuchung von Wildratten auf weitere zoonotische und vermutlich nicht-zoonotische Erreger. Im Rahmen der Entwicklung eines Workflows für die Untersuchung von Ratten auf Krankheitserreger, wurde ausgehend von einer Ratte aus einem Passagierflugzeug ein umfangreiches Erregerscreening vorgenommen, um das Risiko einer Erregerübertragung auf die Passagiere, vor allem einer Hantavirus-Übertragung, einschätzen zu können. Das Tier wurde durch eine genetische Speziesanalyse als Hausratte Rattus rattus (Linnaeus, 1758) identifiziert, jedoch gelang es aufgrund der fehlenden phylogeographischen Struktur in den Verwandtschaftsbeziehungen der kompletten mitochondriellen DNA der Hausratte nicht, die genaue Herkunft der Ratte aufzuklären. Die Ratte wurde mit verschiedenen Open-view (High-Throughput Sequencing, HTS; Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization-Time of Flight Mass Spectrometry, MALDI-TOF-MS, Multiplex-PCR, Multiplex-Serologie) und pathogenspezifischen Methoden (Reverse Transkription-Polymerasekettenreaktion, RT-PCR), Polymerasekettenreaktion, PCR), quantitative Polymerasekettenreaktion, qPCR), Enzyme-linked Immunosorbent Assay, ELISA) analysiert. Die umfassenden Untersuchungen führten zum Nachweis von vier Picobirnavirus-Genomsegmenten. Eine Infektion mit Hantaviren, insbesondere dem Sin Nombre-Orthohantavirus (SNV, Spezies Orthohantavirus sinnombreense), das aufgrund der Herkunft der Ratte in Betracht gezogen wurde, konnte ausgeschlossen werden. Des Weiteren konnte ein Methicillin-empfindlicher Staphylococcus aureus-Stamm des spa-Typs clonal complex 45 (CC45) nachgewiesen werden, der genetische Eigenschaften von S. aureus-Stämmen des Menschen aufweist. Weitere im Darminhalt nachgewiesene Bakterien und Pilze entsprachen der kommensalen mikrobiellen Besiedelung. Ratten können als Reservoirwirt mit verschiedenen zoonotischen, nicht-zoonotischen Erregern und infektiösen Agenzien mit unbekanntem Zoonosepotenzial, infiziert sein, ohne selbst Symptome einer Infektion zu zeigen. Bei einem Pathogen-spezifischen Screening mittels PCRs/RT-PCRs von 426 Wildratten aus Deutschland und vier weiteren europäischen Ländern, bei dem auf die Nukleinsäure von Leptospira spp., Rickettsia spp., Orthopockenviren, aviäres Metapneumovirus (aMPV) Subtyp A und B und Ratten-Polyomavirus 1 (Rat PyV 1) getestet wurde, konnte in 14,3% der Ratten ausschließlich die Genomospezies Leptospira interrogans vom Sequenztyp 17 festgestellt werden, welcher der Serogruppe Icterohaemorrhagiae zugeordnet wird und als Krankheitserreger von großer Bedeutung ist. Der Nachweis von Rickettsien-DNA erfolgte lediglich in Ratten aus zoologischen Gärten in Deutschland, welche als Rickettsia helvetica identifiziert wurde. Die große Vielfalt an Tierarten in zoologischen Gärten erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass verschiedene Wirte und Vektoren miteinander interagieren, was die Übertragung und Verbreitung von Rickettsien fördert. In Ratten aus Deutschland wurden Antikörper gegen Orthopockenviren detektiert, jedoch keine Kuhpockenvirus-DNA und keine aMPV-RNA nachgewiesen. Des Weiteren wurde in allen untersuchten Ländern Rattenpolyomavirus (RnorPyV 1)-DNA gefunden, wobei eine breite geografische Verteilung mit hohen Prävalenzen in allen Lebensräumen der Ratten aufgezeigt werden konnte. So wurde RnorPyV 1 in Wildratten aus zoologischen Gärten, aus einem ländlichen Gebiet in Deutschland und aus Städten der untersuchten Länder, sowie in Zuchtratten detektiert. Für das Vorkommen von Seoul-Orthohantavirus (SEOV) in Deutschland lag bisher noch kein Nachweis vor. Im Jahr 2019 konnte die erste autochthone Infektion einer jungen Frau mit SEOV in Deutschland nachgewiesen und ihre Heimtierratten als Quelle der Infektion ausfindig gemacht werden. Es konnten in drei Heimtierratten der Patientin SEOV-spezifische RNA und Antikörper nachgewiesen werden. Eine weitere Ratte, aus dem vorherigen Tierbestand der Patientin, war nicht infiziert. Die Nachverfolgung des Handelswegs der infizierten Ratten, seitens des örtlichen Gesundheitsamtes, konnte den Verkauf drei weiterer Tiere vom gleichen Händler aufzeigen. In 2 von 3 Tieren des zweiten Käufers wurde ebenfalls eine SEOV-Infektion molekularbiologisch und serologisch detektiert. Sequenzvergleiche der S-, M- und L- Segmente der SEOV-Stämme der infizierten Ratten zeigten eine sehr große Ähnlichkeit mit SEOV-Stämmen von Haltungsratten aus den Niederlanden und dem Vereinigten Königreich. Aufgrund der Ähnlichkeiten zu niederländischen Sequenzen wurden 594 Ratten aus den Niederlanden mittels RT-PCR und Serologie untersucht. In 7 Tieren wurden Antikörper gegen SEOV detektiert, jedoch in keiner der untersuchten Ratten SEOV-RNA. Bei einem SEOV-S-Segment-basierten Screening von 490 Haltungsratten und 563 wildlebenden Ratten aus Deutschland konnte kein Hinweis auf SEOV-Infektion gefunden werden. Die Ergebnisse zeigen, dass das SEOV in Deutschland vermutlich ausschließlich in Heimtierratten eine potenzielle Infektionsquelle für den Menschen darstellt und ein Monitoring dieser Tiere auf SEOV und weitere Zoonoseerreger von großer Bedeutung ist. Die vorliegenden Ergebnisse dieser Studien demonstrieren das Vorkommen verschiedener zoonotischer, aber auch kommensaler und nicht-zoonotischer Erreger in Ratten aus Deutschland und anderen Ländern Europas. Bei Heimtierratten sollten zukünftig gezielte und ggf. verpflichtende Untersuchungen auf SEOV und andere humanpathogene Krankheitserreger in Betracht gezogen werden, um das Infektionsrisiko für Zoohändler und Besitzer zu minimieren. Ebenso sind weitere Untersuchungen, insbesondere von wildlebenden Ratten von großer Bedeutung, um eine Gefährdung von Mensch und Tier, insbesondere Zoo- und Nutztier, einschätzen und gegebenenfalls gezielte Präventions- und Bekämpfungsmaßnahmen entwickeln zu können.