Andes-Virus

Das Andes-Virus wurde erst 1995 in Südamerika entdeckt. Es ist das Virus im Genus der Hantaviren mit der bisher höchsten Letalität beim Menschen (bis zu 50%).

• Klassifikation: Viren
  • Realm: Riboviria
    • Reich: Orthornavirae
      • Phylum: Negarnaviricota
        • Subphylum: Polyploviricotina
          • Klasse: Bunyaviricetes
            • Ordnung: Elliovirales
              • Familie: Hantaviridae
                • Gattung: Orthohantavirus
                  • Spezies: Orthohantavirus andesense

Das Genom des Andes-Virus ist etwa 12.100 Nukleotide lang und wie andere Hantaviren in drei einzelsträngige RNA-Segmente mit negativer Polarität (-ssRNA) unterteilt. Die Segmente bilden durch nichtkovalente Bindungen der Genomenden zirkuläre Strukturen.

Das kleine Segment (S) mit einer Länge von etwa 1,87 Kilobasen (kb) kodiert das virale Nukleoprotein sowie ein Nichtstrukturprotein, das die Interferonproduktion in der Wirtszelle hemmt.

Das mittlere Segment (M) mit einer Länge von etwa 3,67 kb kodiert einen Glykoproteinvorläufer, der während der Assemblierung des Virions in die beiden Spikeproteine Gn und Gc gespalten wird.

Das große Segment (L) mit einer Länge von etwa 6,56 kb kodiert eine RNA-abhängige RNA-Polymerase (RdRp), die für die Transkription und Replikation des Genoms verantwortlich ist.

Die Enden jedes Segments enthalten untranslatierte Regionen (UTRs), die an der Replikation und Transkription des Genoms beteiligt sind.

Die Virionen sind überwiegend sphärisch oder pleomorph geformt und weisen einen Durchmesser von etwa 80 bis 160 nm auf. Sie besitzen eine Lipidhülle, die mit den Spikeproteinen Gn und Gc bedeckt ist.

Die Spikeproteine sind Tetramere, die etwa 10 nm aus der Oberfläche herausragen. Sie bestehen aus jeweils vier Kopien von Gn und Gc mit helikaler Symmetrie, wobei Gn den Stiel des Spikes und Gc dessen Kopf bildet. Die Spikes sind in einem gitterartigen Muster auf der Oberfläche angeordnet.

Im Inneren der Hülle befinden sich die drei Genomsegmente, die von Nukleoproteinen umgeben sind und dadurch einen Ribonukleoprotein-Komplex (RNP-Komplex) bilden. An jeden RNP-Komplex ist jeweils eine Kopie der RNA-abhängigen RNA-Polymerase (RdRp) gebunden.

Prinzipieller Wirt des Andes-Virus ist eine Zwergreisratten-Art (Oligoryzomys longicaudatus), deren Vertreter, wie alle prinzipiellen Wirte von Hantaviren, persistent mit dem Virus infiziert sein können, ohne dass Symptome auftreten. Das Virus lässt sich aber auch bei anderen südamerikanischen Nagern nachweisen, z.B. bei der Langhaar-Andenfeldmaus (Abrothrix longipilis).^[1]

Die Übertragung ist primär zoonotisch. Häufigster Infektionsweg ist die Inhalation von Aerosolen, die virushaltige Ausscheidungen befallener Nager enthalten. Dabei kann es sich um getrockneten Speichel, Kot oder Urin handeln. Darüber hinaus können Andes-Viren auch durch Kratzer, Tierbisse und kontaminierte Nahrung auf menschliche Wirte übergehen.

Das Andes-Virus ist das einzige Hantavirus, für das eine Transmission von Mensch zu Mensch beschrieben ist. Die epidemiologische Bedeutung dieses Übertragungswegs wird allerdings kontrovers diskutiert.^[2] Die Weitergabe soll u.a. durch direkten physischen Kontakt oder Tröpfcheninfektion erfolgen. Die Kontagiosität scheint gering zu sein, da ein längerer oder intensiver Kontakt (z.B. Familie, medizinische Behandlung) notwendig ist, um die Erkrankung weiterzugeben.

ANDV infiziert primär Endothelzellen und Makrophagen. Das Virus nutzt β3-Integrine als Rezeptoren, um an die Zellen anzudocken. Die Virionen werden über Endosomen in die Zelle eingeschleust. Nach der Ansäuerung der Endosomen fusionieren die Virushüllen mit deren Membran, wodurch die Virus-RNA in das Zytoplasma der Wirtszelle freigesetzt wird.

Zunächst wird das kleine Segment (S) durch die RNA-abhängige RNA-Polymerase transkribiert, danach das mittlere (M) und schließlich das große Segment (L). Nach der Transkription des Genoms übernimmt die RdRp sogenannte Caps von zelleigener mRNA) – ein Prozess, der als "Cap-snatching" bezeichnet wird. Dadurch wird virale mRNA erzeugt, die anschließend durch Ribosomen der Wirtszelle translatiert und zur Synthese viraler Proteine genutzt wird.

Für die Replikation des Genoms synthetisiert die RdRp zunächst einen komplementären RNA-Strang mit positiver Polarität. Von diesem komplementären Strang werden neue Genomkopien hergestellt. Die neu entstandenen RNA-Stränge werden anschließend durch Nukleoproteine verkapselt.

Der Glykoproteinvorläufer wird im endoplasmatischen Retikulum durch zelluläre Signalpeptidasen gespalten. Dabei entstehen die Spikeproteine Gn und Gc. Sie werden anschließend auf die Oberfläche der Wirtszellmembran exprimiert.

Die viralen Ribonukleoprotein-Komplexe werden zur Zellmembran transportiert, wo sie durch Knospung ("Budding") austreten. Dabei erhalten sie ihre Virushülle und verlassen als neu gebildete Tochtervirionen die Zelle.

Der Virusnachweis erfolgt labormedizinisch. Er kann entweder direkt via PCR oder indirekt durch Nachweis von spezifischen Hantavirus-Antikörpern im Blut erbracht werden.

Eine Infektion mit dem Andes-Virus kann ein Hantavirus-induziertes kardiopulmonales Syndrom (HCPS) verursachen. Nach einer Inkubationszeit von meist 1 bis 6 Wochen treten zunächst unspezifische Symptome wie Fieber, Myalgien, Kopfschmerzen, Übelkeit und Abdominalschmerzen auf. Im weiteren Verlauf kann es zu einer rasch progredienten respiratorischen Symptomatik mit Husten, Dyspnoe, nichtkardiogenem Lungenödem und respiratorischer Insuffizienz kommen.

Schwere Verläufe sind durch Hypotonie, Schock und Multiorganversagen gekennzeichnet. Die Letalität des HCPS ist hoch und liegt zwischen 25 und 40%.^[3]

Aufgrund der hohen Letalität und der fehlenden direkten Therapiemöglichkeiten wird das Andes-Virus in einigen Ländern zu Recht in die höchste Schutzstufe für biologische Agenzien (Schutzstufe 4) eingruppiert. In Deutschland darf das Virus momentan noch in der Schutzstufe 3 aufbewahrt und erforscht werden.

• Chen RX, Gong HY, Wang X, Sun MH, Ji YF, Tan SM, Chen JM, Shao JW, Liao M. Zoonotic Hantaviridae with Global Public Health Significance. Viruses. 2023 Aug 8;15(8):1705. doi: 10.3390/v15081705. PMID: 37632047; PMCID: PMC10459939
• Jacob AT, Ziegler BM, Farha SM, Vivian LR, Zilinski CA, Armstrong AR, Burdette AJ, Beachboard DC, Stobart CC. Sin Nombre Virus and the Emergence of Other Hantaviruses: A Review of the Biology, Ecology, and Disease of a Zoonotic Pathogen. Biology (Basel). 2023 Nov 9;12(11):1413. doi: 10.3390/biology12111413. PMID: 37998012; PMCID: PMC10669331.