Arenaviren

Die Familie Arenaviridae (lat. arena – Sand) besteht aus einer Gattung mit über einem Dutzend antigenisch verwandter Vertreter. Vier von ihnen verursachen schwere Erkrankungen, die meist mit einem hämorrhagischen Syndrom einhergehen: lymphozytäre Choriomeningitis (LCM), Lassa-Fieber, Junin und Machupo.

Arenaviren variieren in Form (rund, oval, polymorph) und Größe (50–300 nm), sind aber überwiegend rund und haben einen durchschnittlichen Durchmesser von 110–130 nm. Sie sind von einer dichten Membran umgeben, auf der sich dicht nebeneinander oberflächliche Fortsätze, die sogenannten Zotten, ohne sichtbare Symmetrie befinden, oft keulenförmig und etwa 10 nm lang. Das charakteristischste morphologische Merkmal der Familie sind elektronendichte körnige Strukturen im Inneren der Viruspartikel, die Sandeinschlüssen ähneln, was sich im Namen der Familie widerspiegelt. Diese Einschlüsse stellen die Ribosomen der Wirtszellen dar, sind insbesondere in großen Viruspartikeln kreisförmig angeordnet und manchmal durch dünne, zarte Fasern verbunden.

Das Genom des Arenavirus wird durch einzelsträngige lineare negative RNA repräsentiert und besteht aus fünf Fragmenten, von denen zwei virusspezifisch sind (mit einem Molekulargewicht von 3,2 und 1,6 MD), während die übrigen wahrscheinlich aus den Ribosomen der Wirtszellen stammen. Die Virionen enthalten Transkriptase, die einen komplementären RNA-Strang synthetisiert, der als mRNA fungiert; die Reproduktion erfolgt im Zytoplasma, und die Virionenreifung erfolgt auf Zellmembranen.

Arenaviren werden wie alle lipidumhüllten Viren durch Lipidlösungsmittel und Detergenzien inaktiviert. Sie verlieren leicht ihre Infektiösität beim Erhitzen, insbesondere in Gegenwart zweiwertiger Kationen, in alkalischen (pH-Wert über 8,5) und sauren (pH-Wert unter 5,5) Umgebungen. Sie sind empfindlich gegenüber UV- und Gammastrahlen. Sie sind gefroren und gefriergetrocknet gut haltbar. Sie können sich in Hühnerembryos und im Körper von Nagetieren unterschiedlichen Alters vermehren, abhängig vom Arenavirustyp. Von den Zellkulturen ist die Nierenzellkultur der Grünen Meerkatze (Vero) am empfindlichsten gegenüber Arenaviren; die Viren vermehren sich darin aktiv und bilden Plaques unter der Agarschicht.

Arenaviren besitzen keine hämagglutinierenden Eigenschaften, sondern ein komplementfixierendes lösliches Antigen, das in der CSC-Immunfluoreszenzreaktion nachgewiesen werden kann und mit dem internen Antigen des Virions identisch ist. Aufgrund dieses Antigens sind Kreuzreaktionen zwischen verschiedenen Arenaviren möglich. Mittels indirekter Immunfluoreszenz unter Verwendung von Immunseren von Meerschweinchen und Hamstern sowie immunaszitischer Flüssigkeiten von Mäusen werden zwei antigene Gruppen von Arenaviren nachgewiesen – Altweltviren (LHM- und Lassa-Fieber) und Neuweltviren (Machupo- und Junin-Viren). Die Neutralisationsreaktion zeichnet sich durch eine hohe Spezifität aus und ermöglicht die Identifizierung einzelner Virustypen.

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Immunität

Arenavirale Infektionen sind durch die Akkumulation von Antikörpern gekennzeichnet, deren Dynamik gut untersucht ist. Mittels indirekter Immunfluoreszenz nachgewiesene Antikörper treten in der Regel in der 2.–3. Krankheitswoche auf, wenn sich der Zustand des Patienten zu bessern beginnt. In vielen Fällen werden IgA-Antikörper nachgewiesen. Komplementbindende und virusneutralisierende Antikörper können deutlich später nachgewiesen werden.

Symptome von Arenavirus-Infektionen

Lymphozytäre Choriomeningitis ist fast überall verbreitet, auch in Russland. Lymphozytäre Choriomeningitis ist eine Zoonose. Hauptwirte des Virus sind graue Hausmäuse, manchmal auch syrische Hamster und Wühlmäuse. Menschen können sich über Aerosole und den Verdauungstrakt infizierter Tiere sowie durch Bisse von Gamasidae-Milben anstecken. Das Virus hat eine direkte schädigende Wirkung auf den Menschen. Es vermehrt sich in den Lymphknoten und breitet sich von dort im retikuloendothelialen Gewebe (dem mononukleären Phagozytensystem) aus. Dabei entstehen Kapillarschäden, eine beeinträchtigte Durchlässigkeit und starke Blutungen. Die Inkubationszeit beträgt 6–7 Tage. Klinisch verläuft die lymphozytäre Choriomeningitis als grippeähnliche Erkrankung, manchmal mit dem Bild einer aseptischen Meningitis oder Meningoenzephalitis. Sie geht mit Leukopenie und Thrombozytopenie einher. In der Regel verläuft sie günstig und endet mit einer vollständigen Genesung. Es gibt Hinweise auf eine mögliche teratogene Wirkung des LHM-Virus auf den Fötus bei einer intrauterinen Infektion.

Lassa-Fieber ist eine endemische Infektion der Savannen südlich der Sahara (Nigeria, Liberia, Sierra Leone). Das Hauptreservoir des Virus ist die polymammäre Ratte Mastomys natalensis, die große Mengen des Virus im Urin ausscheidet. Das Virus wird durch Kontakt von Mensch zu Mensch (bei Ausbrüchen), von Tieren über die Luft und über die Nahrung übertragen, und eine Infektion durch geschädigte Haut ist möglich. All dies führt zum Auftreten von nosokomialen und familiären Ausbrüchen sowie Erkrankungen des medizinischen Personals. Das Lassa-Virus ist eines der gefährlichsten Viren für den Menschen, der Umgang damit erfordert strengste Vorsichtsmaßnahmen. Die Pathogenese ist die gleiche wie bei der lymphozytären Choriomeningitis, jedoch mit einer vorherrschenden Läsion der inneren Organe. Die Inkubationszeit beträgt 7-8, manchmal bis zu 20 Tage. Der Krankheitsbeginn erfolgt schleichend: Die Intoxikation nimmt zu, es treten hämorrhagische Diathese, ulzerative Pharyngitis und Magenschmerzen auf, später Schwellungen im Gesicht und Hals, Ergüsse in den Bauch- und Pleurahöhlen sowie im Perikard. Die Sterblichkeit liegt im Durchschnitt bei etwa 43 %, bei einzelnen Epidemieausbrüchen bei bis zu 67 %.

Das Bolivianische Hämorrhagische Fieber (Machupo) ist ein natürliches Herdfieber, das in den nordöstlichen bolivianischen Provinzen Manora und Itenez auftritt. Das Virus persistiert im Körper eines mausähnlichen Nagetiers – des Hamsters Calomys callosus – und wird von dort durch mit dem Urin des Nagetiers kontaminiertes Wasser und Nahrungsmittel auf den Menschen übertragen. Eine Ansteckung durch Tröpfcheninfektion ist in den ersten Krankheitstagen auch durch Kontakt mit einer erkrankten Person möglich, wenn das Virus aus den oberen Atemwegen freigesetzt wird. Die Inkubationszeit beträgt 7–14 Tage. Das klinische Bild der Erkrankung besteht aus Symptomen, die anderen hämorrhagischen Fiebern innewohnen. Zu den typischen Symptomen gehören Zittern der Gliedmaßen und der Zunge sowie Proteinurie. Während der Erholungsphase treten Haarausfall und brüchige Nägel auf. Die Prognose ist günstig, jedoch liegt die Sterblichkeitsrate bei einzelnen Ausbrüchen bei 30 %. Bei Verstorbenen finden sich tiefgreifende Veränderungen verschiedener Organe, insbesondere der Leber (Blutungen, Parenchymnekrosen).

Das argentinische hämorrhagische Fieber (Junin) ist eine Erkrankung, die in Zentralargentinien (den Provinzen Buenos Aires, Córdoba und Santa Fe) auftritt und dort jährlich bis zu 3.500 Fälle registriert werden. Reservoir und Quelle des Junin-Virus sind die Nagetiere Calomys musculinus und Calomys laucha; das Virus kann auch aus ihren Exoparasiten isoliert werden. Nagetiere haben eine persistente Infektion, und das Virus wird lange Zeit und in großen Mengen mit dem Urin ausgeschieden. Menschen infizieren sich durch Einatmen von Staub oder durch den Verzehr von mit Nagetieren kontaminierten Lebensmitteln. Eine übertragbare Infektion ist möglich. Die Inkubationszeit beträgt 7-16 Tage. Der Beginn ist schleichend: Die Anzeichen einer Vergiftung nehmen ab dem 5. Tag zu - hämorrhagische Diathese. Die Krankheit tritt vor dem Hintergrund einer eingeschränkten Nierenfunktion sowie des Nerven- und Herz-Kreislauf-Systems auf. Der Verlauf ist im Allgemeinen günstig, obwohl die Sterblichkeit manchmal 10-20 % erreichen kann.

Labordiagnostik von Arenavirus-Infektionen

Bei der Anwendung virologischer und biologischer Methoden zur Virusisolierung werden Nasen-Rachen-Spülungen, Blut, Liquor cerebrospinalis, Urin, Pleuraerguss und Autopsiematerial als Untersuchungsmaterial verwendet. Die Wahl des Testobjekts für die Infektion richtet sich nach der Pathogenität des vermuteten Erregers für Labortiere (weiße Mäuse, Meerschweinchen, Affen unterschiedlichen Alters; Hirninfektion wird verwendet) sowie nach der unterschiedlichen Empfindlichkeit der Zellkulturen. Am häufigsten werden Verozellen, menschliches Amnion und Mausembryonen (zytopathischer Effekt mit intrazellulären Einschlüssen, Plaquebildung) verwendet. Viren werden mittels CSC, Neutralisationsreaktion oder indirekter Immunfluoreszenz identifiziert.

Die zugänglichsten Methoden der serologischen Diagnostik sind die indirekte Immunfluoreszenzreaktion (Antikörper treten früher auf und bleiben länger bestehen) sowie der vollständige Immunfluoreszenztest und der Immunfluoreszenztest.

Behandlung von Arenavirus-Infektionen

Für die meisten Arenavirus-Infektionen gibt es keine spezifische Behandlung. Die einzige wirksame Behandlung des Lassa-Fiebers ist die Verwendung von Hyperimmunserum von genesenen oder immunisierten Personen. Serum von Rekonvaleszenten sollte mit Vorsicht verwendet werden, da das Virus nach einer akuten Infektion noch mehrere Monate im Blut verbleiben kann.

Spezifische Prävention von Arenavirus-Infektionen

Zur Vorbeugung ist der Einsatz von Lebendimpfstoffen vielversprechend; sie sollten vor allem zur Immunisierung von medizinischem Personal und Labormitarbeitern sowie von Personen eingesetzt werden, die mit Nagetieren in Kontakt kommen.