Viruskrankheiten

43 Viruskrankheiten

Hans W. Doerr, Gregor Caspari, Wolfram H. Gerlich

43.1 Virale Infektion und Infektionskrankheit

Unter einer Infektion versteht man Haften, Eindringen und Vermehrung einer zellulär oder subzellulär strukturierten Mikrobe in einem zellulären Makroorganismus. Viren sind subzellulär strukturierte Infektionserreger. Sie bestehen aus Nukleinsäure (DNA oder RNA) als Träger des Genoms und Hüllmaterial, das immer Proteine, oft auch Lipide und Polysaccharide enthält. Extrazellulär sind Viren komplexe Makromolekülverbände ohne eigene Stoffwechselleistung. In ihrer Replikation sind sie obligate Zellparasiten. Einige Viren verfügen über Enzyme. Es handelt sich um RNA- bzw. DNA-Polymerasen sowie andere Enzyme des Nukleinsäure-Stoffwechsels, Proteasen und Kinasen oder auch um auf der Außenhülle lokalisierte Neuraminidasen. Kommt es zur Schädigung des infizierten Wirts, erleidet dieser eine Infektionskrankheit.

Viren müssen ihr genetisches Material in die Zellen des Wirtsorganismus einschleusen. Die eigene Hülle wird bei oder nach der Zellpenetration aufgelöst. Viren sind ubiquitär im gesamten zellulären Lebensraum (Prokaryonten, Pflanzen, Tiere) verbreitet. Die Größe der einzelnen Virusarten, die Tiere und Menschen infizieren (animale Viren) ist sehr unterschiedlich und reicht von der Grenze der Lichtmikroskopie (Pockenviren mit einem mittleren Durchmesser von 300 nm) bis zu sehr kleinen Partikeln, die kaum mehr als 20 nm Durchmesser aufweisen (Parvoviren). Zum Vergleich: Kugelbakterien (Kokken) haben einen mittleren Durchmesser von 1.000 nm, die Elementarkörperchen der Chlamydien (als kleinster Bakterienart) einen von 250 nm. Die kleinsten Infektionserreger sind konformationell veränderte Polypeptide, die Proteinaceous infectious organisms (Prionen). Sie entsprechen durchaus dem von Löffler und Frosch vor 100 Jahren geprägten Begriff Virus (lateinisch Gift) im Unterschied zu nicht replikationsfähigen Giftmolekülen aus Bakterien oder anderen Lebewesen (Toxin, griechisch Gift).

Da die Prionen definitionsgemäß ohne eigenes Genom auskommen, werden sie auch als unkonventionelle Viren bezeichnet /1/.

43.1.1 Klassifikation der Viren

Die Viren werden nach infektionsbiologischen und strukturellen Kriterien in das für die gesamte Biologie gültige Klassifikationsschema eingeteilt /2, 3/. Danach unterscheidet man hierarchisch zwischen Ordnungen (Virales), Familien (Viridae), Subfamilien (Virinae), Gattungen (Genera) und Spezies (Arten). Nach der Art der Genomreplikation werden die konventionellen Viren in sechs Hauptgruppen eingeteilt (Baltimore-Schema). Daneben werden Typen, Subtypen und Varianten unterschieden. Die serologische Typisierung (Charakterisierung der Virusantigenität) wird mehr und mehr durch die Genotypisierung (Genomsequenzierung) erweitert bzw. abgelöst.

Neben den zuvor genannten Einteilungskriterien gibt es die prinzipielle Unterscheidung nach der Natur des Genoms in DNA-und RNA-Viren. Die DNA der humanpathogenen Viren des Menschen ist doppelsträngig (ds) (Ausnahmen: Parvoviren und Annelloviren). DNA-Viren replizieren semikonservativ im Zellkern (Ausnahme: Pockenvirus im Zytoplasma). Die Genome der RNA-Viren sind einzelsträngig (ss) (Ausnahme: REO-Viren, Rotavirus) und replizieren im Zytoplasma der infizierten Zelle (Ausnahme: Influenzaviren und Bornavirus im Zellkern). Das ssRNA-Genom wird bezeichnet:

Als plussträngig, wenn es unmittelbar als mRNA fungieren kann, z.B. bei Polioviren.
Als minussträngig, wenn die mRNA erst durch eine viruseigene RNA-Polymerase transskribiert werden muss, wie z.B. beim Influenzavirus. Eine Sonderstellung nehmen die Retroviren mit einem RNA-Genom und das Hepatitis-B-Virus mit einem DNA-Genom ein, bei denen die Genomreplikation über reverse Transkription von einer Plusstrang-RNA in DNA läuft.

Die animalen Viren sind mehr oder minder wirtsspezifisch adaptiert. Zooanthroponosen sind Infektionskrankheiten, die von Wirbeltieren auf Menschen übertragen werden. Neue Viruskrankheiten (Emerging virus diseases) treten auf, wenn ein wirtsspezifisches Virus in eine andere Wirtsart eindringt und sich dort adaptiert. Es handelt sich um ein im Wechselspiel von Virulenz- und Resistenzfaktoren darwinistisch, also ein von Mutation und Selektion geprägtes natürliches Phänomen. Man vermutet, dass sich die großen Viren in der Evolution von degenerierten Bakterien und anderen prokaryonten Infektionserregern herleiten. Die kleinen Viren könnten aus mobilen genetischen Elementen der Zellen, z.B. Bakterien-Plasmiden oder Zellgenom-Transposons, entstanden sein (Tab. 43.1-1 – Einteilung der Viren des Menschen nach strukturellen Kriterien).

43.1.2 Struktur der Viren

In der Evolution der animalen Viren haben sich neben Sonderformen /1, 2, 3/ im Wesentlichen zwei Baumuster durchgesetzt (Abb. 43.1-1 – Baumuster von humanmedizinisch wichtigen Viren):

Ikosaederviren: Relativ zum aufgewendeten Baumaterial gilt der kugelähnliche Ikosaeder (Zwanzigflächner) als stabilster geometrischer Raumkörper. Eine Reihe von Viren ist nach diesem Baumuster konfiguriert und beherbergt darin das mit Proteinen und Polyaminen assoziierte Genom (Nukleokapsid). Nur die kleinsten Viren sind echte Ikosaeder. Größere Infektionserreger weisen eine etwas komplexere Struktur auf, indem auf jeder (imaginären) Dreicksfläche eine dreikantige Pyramide aufgestockt ist, die ihrerseits wieder in dieser Art vergrößert sein kann. Je nach Aufstockungsgrad ergibt sich so für das Ikosaeder-abgeleitete Virus seine in der elektronenoptischen Diagnostik charakteristische Triangulationszahl.

Manche Viren besitzen eine zusätzliche Außenhülle (Envelope), die aus Glykoproteinen und Lipiden besteht. Der Zwischenraum zum Nukleokapsid ist, z.B. bei Herpesviren, mit Phosphoprotein aufgefüllt (Tegument). Die Struktur dieser Außenhülle ist vergleichsweise labil und erscheint elektronenoptisch wegen der Eintrocknungsartefakte oft pleomorph. Nackte Nukleokapsidviren sind meistens wesentlich umweltresistenter als Viren mit Envelope (Ausnahmen: Rhinoviren, Poxviren).

Das Envelope lässt sich leicht durch lipophile Reagenzien zerstören. Labordiagnostisch unterscheidet man daher Äther-resistente und Äther-sensible Viren. Die Viren verlieren durch die Zerstörung des Envelope dadurch ihre Infektionstüchtigkeit, die von einer intakten Außenstruktur abhängt.

Viren mit helikalem Nukleoprotein: Im Unterschied zu den Ikosaederviren ist das Nukleokapsid nicht als isometrischer Raumkörper strukturiert, sondern umkleidet mit seinen Einzelbausteinen (Kapsomeren) direkt in helikaler Anordnung das Genom, bei dem es sich um eine einzelsträngige Ribonukleinsäure handelt. Alle diese Viren sind von einem Envelope umschlossen und somit äthersensibel.

Sonderformen zeigen z.B. die Strukturen der Rabiesviren (Tollwut), der Poxvirusgruppe (Pocken) und der Filoviren (Marburg/Ebola), die geschoss-, quader- bzw. fadenförmig konfiguriert sind.

43.1.3 Virale Replikation

Im wesentlichen Unterschied zu Zellen läuft die Replikation der Viren nicht über eine Zweiteilung ab, sondern nach dem Baukastenprinzip /1, 3, 4/. Das in die Zelle eingeschleuste Virusgenom veranlasst die Synthese seiner Strukturkomponenten, die anschließend zusammengesetzt werden. Dieses Assembly führt häufig zu Defektbildungen. Nur ein Teil der neuen Viren ist wieder infektionstüchtig. Diese werden als Virionen bezeichnet. Ist eine Zelle gleichzeitig von verschiedenen Virusvarianten mit segmentierten Genomen infiziert, kommt es u.U. zu einem Reassortment der viralen Gene und Virusbausteine, z.B. bei Influenza- und Rotaviren oder zu Rekombinationen, z.B. bei Retroviren.

Die Replikation der konventionellen Viren wird traditionell in bestimmte Schritte oder Stadien eingeteilt (Abb. 43.1-2 – Wesentliche Schritte der Virusvermehrung in der Zelle). Die Erforschung des Virusreplikationszyklus hat die Entwicklung und Optimierung antiviraler Chemotherapeutika ermöglicht /1/. Die Ausschleusung der neuen Viren erfolgt entweder explosionsartig unter Abtötung der Zelle (Burst) oder langsam als Ausknospung an einer inneren oder äußeren virusspezifisch veränderten Zellmembran (Budding). Im letzteren Fall erhält das Virus eine zusätzliche Außenhülle (Envelope), die in spezifischer Weise glykosyliert bzw. myristiliert wird.

Im Fall einer wenig veränderten Zellmembran kann sich das Virus mit dem Budding vor dem Immunsystem tarnen (Molecular mimicry).

Andererseits können jedoch durch Viren auch Autoimmunreaktionen ausgelöst werden.

43.1.4 Virale Pathogenese: Abortive Infektion

Sie führt nicht zur effizienten Replikation. Die Zielzelle der Infektion hat zwar die richtigen Zellrezeptoren für die Virusadsorption und -penetration, ist aber nicht replikationspermissiv. Die infizierenden Viren gehen zugrunde.

43.1.5 Virale Pathogenese: Produktive Infektion

Sie erzeugt neue Viruspartikel. Gehen die Zellen dabei zugrunde und werden Viren freigesetzt, spricht man von einer lytischen Infektion.

Möglich ist auch das Ausknospen der neuen Viren (Budding). Bei der subakuten sklerosierenden Panenzephalitis (SSPE) ist die Ausschleusung von Masernviren aus infizierten Gehirnzellen blockiert.

43.1.6 Pathogenese: Latente Infektion

Dabei kommt es, wie in der abortiven Verlaufsform, zunächst nicht zur Produktion infektionstüchtiger, kompletter Viren (Virionen). Die virale Nukleinsäure bleibt jedoch erhalten und persistiert bei den DNA-Viren episomal im Zellkern. Bei den Retroviren wird das RNA-Genom durch eine besondere Polymerase zurück in dsDNA umgeschrieben (Reverse Transskriptase der Retroviren) und sogar in das Genom der Zelle integriert. Das integrierte Retrovirusgenom wird auch als Provirus bezeichnet.

43.1.7 Virale Pathogenese: Onkogene Infektion

Einige DNA- und Retrovirusinfektionen wirken auf das Zellgenom replikationsstimulierend und können die infizierte Zelle immortalisieren (Tab. 43.1-2 – Tumorviren des Menschen). Die Forschung hat eine Reihe von viralen Genen identifiziert, deren Ablesung die Virusneusynthese reguliert und mit dem zellulären Replikationszyklus interferiert. DNA- und schwach onkogene Retroviren haben Gene, die transaktivierend auf zelluläre Onko-Gene (Proto-Onkogene), die das Zellwachstum steuern, einwirken oder mit zellulären Tumorsuppressor-Genprodukten interferieren, insbesondere p53 und Rb. Stark onkogene Retroviren weisen in ihrem Genom ein zusätzliches Onko-Gen auf, das sie irgendwann im Lauf der Evolution aus einer Zelle übernommen haben und bei der Infektion in das Genom ihrer aktuellen Zielzellen mit integrieren, wo es unphysiologisch aktiv wird /1/.

43.1.8 Virale Pathogenese: Slow Virusinfektion

Manche Virusinfektionen breiten sich über Jahre hinweg aus und verursachen eine schleichende Organdegeneration, bevorzugt im Zentralnervensystem. AIDS ist eine Slow virus disease des Immunsystemes und des Gehirnes. Neben konventionellen Viren sind vor allem die Prionen zu nennen, die bei Mensch und Tier eine spongiforme Enzephalopathie auslösen können (Tab. 43.1-3 – Humane Slow Virus-Erkrankungen).

43.1.9 Klinischer Verlauf der Virusinfektion

Wie andere Mikroben gelangen die Viren gewöhnlich durch die Öffnungen der Körperhöhlen oder durch Hautverletzungen in den Makroorganismus. Zunächst werden die Zellen dieser Eintrittspforten infiziert, oft mit blander Entzündung als Folge angeborener Immunreaktionen. Klinische Zeichen sind z.B. kurzfristige Halsschmerzen, Fieber, gastrointestinale Beschwerden. Innerhalb einer charakteristischen Inkubationszeit erfolgen die Aussaat der Viren auf dem Lymph- und Blutweg (Virämie) und die Infektion der virusspezifischen Zielorgane. Adaptive Immunreaktionen kommen in Gang, die ihrerseits zur Zerstörung virusinfizierter Zellen und Elimination freier Viren führen. Daher ist für viele Viruskrankheiten ein zweiphasiger Krankheitsverlauf charakteristisch. Je nach dem individuellen Ausmaß der Organschädigung erleidet jedoch nur ein mehr oder minder großer Teil der Infizierten in symptomatisch manifestem Ausmaß die organtypische Viruserkrankung. Dieser Manifestationsindex ist ein erregerspezifischer statistischer Mittelwert. Viele virale Krankheiten zeigen in der Kindheit einen niedrigeren Indexwert, als wenn die Infektion in einem höheren Lebensalter durchgemacht wird. Dafür sind folgende Gründe denkbar: Kleinkinder machen häufig Infektionen durch und befinden sich so auf einem höheren Resistenzniveau. Erst ab einem gewissen Lebensalter werden Kreuz- und Autoimmunreaktionen klinisch manifest. In der Säuglingszeit besteht ein teilweiser Schutz durch diaplazentar übertragene maternale Antikörper, welche die Infektion abschwächen.

43.1.10 Zeitlicher Verlauf der Virusinfektion

Vom zeitlichen und klinischen Verlauf her gesehen, unterscheidet man zwischen akuter, subakuter und chronischer Infektion. Die akute Infektion verläuft meist produktiv-lytisch. Sie führt zu einer starken Immunreaktion. In der Folge besteht eine gute Immunität (Masern und andere virale Kinderkrankheiten). Weniger lytische Infektionen neigen eher zur Persistenz, z.B. die mit dem Hepatitis-B-Virus.

Einige Virusinfektionen werden latent (Herpesviren). Im Wechselspiel mit bzw. unter Umgehung der Immunabwehr kann sich subklinisch eine chronisch-produktive Virusinfektion etablieren (Cytomegalie). Bei fehlender oder verminderter zellulärer Immunantwort (angeborene oder erworbene Immundefekte) werden die persistenten Virusinfektionen opportunistisch reaktiviert, unter Umständen mit der Folge massiver Erkrankungen, wie sie z.B. für AIDS typisch sind. Persistente Virusinfektionen mit schleichend-progressiver Organschädigung wurden bereits zuvor erwähnt (Slow virus disease).

Entsprechend den Virus-Zell-Interaktionen entstehen Viruskrankheiten durch /1, 2, 3, 4, 5/:

Direkte, unmittelbare Zytopathogenität des Virus, Beispiele sind respiratorische und gastrointestinale Infektionen.
Direkte, schleichend progressive Zytopathogenität; ein Beispiel ist die subakute, sklerosierende Enzephalitis.
Transformation der infizierten Zelle zu einem benignen oder malignen Tumor; Beispiele sind Papillome, Zervixkarzinom, Leberkarzinom.
Spezifische (zytotoxische Lymphozyten) oder unspezifische Immunreaktionen (Zytokine); Beispiele sind Exanthemkrankheiten und Hepatitis.

Möglicherweise werden einige Autoimmunkrankheiten von noch unbekannten Virusinfektionen ausgelöst.

Literatur

1. Doerr HW, Gerlich WH (eds). Medizinische Virologie: Grundlagen, Diagnostik, Prävention und Therapie virologischer Krankheitsbilder. Stuttgart; Thieme, 2. Aufl. 2010.

2. Carter J, Saunders VA. Virology: Principles and applications. John Wiley & Sons, 2007; pp. 1–48.

3. Condic RC. Principles of virology. In: Knipe DM, Howle PM (eds). Fields Virology, volume 1. Lippincott-Williams & Wilkins, 2007; pp. 25–58.

4. Poirier EZ, Vignuzzi M. Virus population dynamics during infection. Curr Opin Virol 2017; 23: 82–7.

5. Lidsky PV. Andino R, Rouzine IM. Variability in viral pathogenesis: modeling the dynamic of acute and persistent infections. Curr Opin Virol 2017; 23: 120–4.

43.2 Diagnostik viraler Erkrankungen

Der Beitrag der Laboratoriumsmedizin zur Diagnose und Verlaufsbeurteilung einer übertragbaren Krankheit besteht:

In der Erkennung oder dem Ausschluss einer Infektion und der Beurteilung des Immunstatus /1, 2, 3/.
Der Diagnose und Prognose der Erkrankung als unmittelbare oder indirekte, z.B. immunpathologische Folge der Infektion. Sie ist Sache des behandelnden Arztes, der sich dabei in der Regel auf weitere Laborparameter zur Analyse der Organfunktionen stützt.

Vor einer aufwändigen Infektionsdiagnostik sollten auf jeden Fall folgende allgemeine Infektionsparameter untersucht sein:

Für Viruskrankheiten sind Fieber, eine erhöhte BSR und eine relative Lymphozytose typisch.
Bei bakterieller Superinfektion erfolgt ein neuer Fieberanstieg mit Leukozytose.
Die Konzentration des C-reaktiven Proteines (CRP) im Blut ist im Vergleich zu bakteriellen Infektionskrankheiten nur mäßig erhöht.

Für die spezifische Untersuchung von Virusinfektion und Infektionsimmunologie gibt es verschiedene Möglichkeiten im Hinblick auf Arbeits-, Zeit- und Kostenaufwand zusammengestellt. Es empfiehlt sich, in der Routine nach dem Stufenprinzip vorzugehen. Zuerst kommen einfache und preiswerte Routineverfahren, darauf aufbauend kostspieligere Spezialverfahren zum Einsatz. Siehe

43.2.1 Untersuchungen in der viralen Diagnostik

Für die richtige Auswahl der Untersuchungsmethoden sowie des klinischen Probenmaterials ist eine eingespielte Zusammenarbeit der Ärzte in der Krankenbetreuung und im Laboratorium wünschenswert. Der klinisch tätige Arzt muss durch die ausreichend informative Mitteilung des Untersuchungsanlasses die Zielrichtung der Labordiagnostik festlegen. Prinzipiell sind die Abklärung eines Immun- oder Infektstatus von der Aufklärung eines Krankheitsgeschehens zu unterscheiden. Unverzichtbar sind Angaben über den Zeitpunkt des Krankheitsbeginns und Abnahme des Untersuchungsmaterials sowie eventuell erfolgter therapeutischer Maßnahmen, die die Infektion bzw. den Immunstatus beeinflussen können (antivirale Therapie, Blutprodukte, Immunglobulin).

Den Laborärzten, medizinischen Mikrobiologen und Virologen fällt die Aufgabe zu, auf Grund der speziellen Kenntnis und Erfahrung in der Beurteilung der Pathogenese das jeweils geeignete Untersuchungsmaterial in der richtigen Transportform anzufordern und in Abhängigkeit von der aktuellen epidemiologischen Situation das Vorliegen der in Frage kommenden Virusinfektionen zu prüfen.

Siehe:

43.2.2 Direkter Virusnachweis

Frühdiagnose einer Infektion

Diese lässt sich am besten durch den direkten Virusnachweis führen. Das gilt besonders für Erkrankungen des Respirations- und des Gastrointestinaltrakts.

Untersuchungsmaterial

Sind Sputum und Nasopharyngealabstriche bzw. Stuhlproben. Für den Transport von respiratorischem Material sind Spezialmedien erhältlich. Im einfachsten Fall genügt physiol. Kochsalzlösung. Lässt sich die Materialüberstellung nicht in wenigen Stunden bewerkstelligen, ist ein durchgehend gekühlter Transport empfehlenswert. Bei noch längerem Transportweg ist eine Kühlung unter –20 °C erforderlich. Das gilt auch für alle anderen Untersuchungsproben (Liquor cerebrospinalis, Urin, Stuhl).

Für die Liquordiagnostik soll das Untersuchungsmaterial in das virologische Labor gekühlt, in das zellmikrobiologische Labor ungekühlt gebracht werden. Gegebenenfalls muss die Probe sofort nach der Entnahme aufgeteilt werden.

Zum Virusnachweis stehen neben dem Nukleinsäurenachweis der Antigentest, die Elektronenmikroskopie und die Virusisolierung bzw. Virusanzüchtung zur Verfügung.

Einzelheiten werden nicht besprochen und sind der Spezialliteratur zu entnehmen /1, 5, 6/, weshalb nachfolgend nur das Grundsätzliche aufgeführt ist.

43.2.2.1 Virusisolierung

Verwendet werden Zellkulturen nur in Ausnahmefällen der Tierversuch bzw. das vorbebrütete, embryonierte Hühnerei nur in Ausnahmefällen der Tierversuch bzw. das vorbebrütete, embryonierte Hühnerei /6/. Siehe Tab. 43.2-6 – Diagnostisch wichtige Zellkulturen.

Das früher zeit- und arbeitsintensive Verfahren wurde fortlaufend so verbessert, dass der Test innerhalb von 24 h abgelesen werden kann /1, 5, 6/: Zunächst wird das Untersuchungsmaterial bzw. darin enthaltener Zelldetritus mit anhaftenden Viren (in Lösung gebrachter Abstrich von Haut oder Schleimhaut, Urin, Stuhlwasser, Punktatflüssigkeiten, Blutplasma mit und ohne buffy coat, Liquor) mit einer einfachen Kurzzentrifugation auf einen präformierten Zellrasen sedimentiert (Zentrifugationskultur; Shell vial assay) Das geschieht um die gesuchten Viren auf den Kulturzellen zur schnellen Adsorption als Einleitung des diagnostischen Infektionsvorgangs zu bringen. Nach 24 h erfolgt die immunhistologische Prüfung auf Bildung früher Virusantigene in Zellen. So angefärbte Plaques werden pro Gesichtsfeld mikroskopisch ausgezählt und lassen auf die Infektionsdosis des Inokulums schließen (Abb. 43.2-1 – Immunperoxidasefärbung von CMV-infizierten Fibroblasten). Diese Kurzzeitkultur hat den Vorteil, dass sich kontaminierende Bakterien noch nicht störend auswirken. Die Anzüchtung des Virus bis zur Ausbildung eines typischen zytopathogenen Effekts gelingt in der Regel nur unter dem Schutz von Antibiotika und benötigt meist einige Tage bis zu 2 Wochen.

Kurz- und Langzeitkulturen ermöglichen die Austestung antiviraler Medikamente (Virogramm) und die phänotypische Abklärung einer Therapieresistenz /1, 2, 3/. Das in Zellkultur isolierte Virus kann biologisch, serologisch oder molekularbiologisch typisiert werden, um den Erreger zu identifizieren und Infektionsketten abzuklären. Die biologischen Methoden dienen einer ersten, schnellen Untersuchung. So kann man durch Zugabe geeigneter Erythrozyten prüfen, ob virale Antigene in die Membran der infizierten Zelle eingebaut sind (Hämadsorptionstest). Die serologische Typisierung wird mit poly- oder monovalenten Antiseren vorgenommen, wie zuvor bei der Kurzzeitkultur beschrieben. In der wissenschaftlichen Fragestellung werden hoch spezifische monoklonale Antikörper zur Epitopanalyse der viralen Antigene eingesetzt.

43.2.2.2 Molekularbiologische Methoden

Einen Überblick der molekularbiologischen Techniken in der Virusdiagnostik gibt Tab. 43.2-7 – Molekularbiologische Methoden zu Nachweis und Charakterisierung von Viren bzw. viraler Nukleinsäure.

Elektrophoretische Darstellung viraler Genomsegmente

Sie ist die einfachste Methode. Wie zuvor erwähnt, gibt es einige RNA-Viren, deren Genom keinen durchgehenden Faden bildet. So haben z.B. Rotaviren, die weltweit wichtigsten Erreger des massiven Brechdurchfalls der Kinder, ein aus 11 dsRNA-Segmenten bestehendes Genom. Im Verlauf einer akuten Rotavirusinfektion werden in den Darmzellen so große Mengen an Viren produziert, dass eine einfache Gesamtnukleinsäurextraktion aus dem Stuhlwasser ausreicht, um die viralen RNA-Segmente mittels einer einfachen Agarosegel-Elektrophorese darzustellen. Man konnte zeigen, dass sich durch die fortlaufende Mutation dieser RNA-Viren die Größe der einzelnen Segmente verändert. Das Segmentationsmuster ist für einen Rotavirusstamm charakteristisch und ermöglicht seine Identifikation, z.B. bei der Abklärung nosokomialer Infektketten.

Restriktions-Fragment-Längen-Polymorphismus (RFLP)

Das Genom von DNA-Viren ist nicht segmentiert. Man kann jedoch die isolierte Virus-DNA mit Hilfe geigneter Restriktionsenzyme in definierte Fragmente zerlegen und dann ebenfalls elektrophoretisch den RFLP der einzelnen Virusstämme und Varianten prüfen. Die RFLP-Analyse wird auch eingesetzt bei Viren mit linearem, nicht segmentiertem RNA-Genom, wobei dieses in einem ersten Arbeitsschritt in vitro mit reverser Transkriptase in doppelsträngige komplementäre DNA (cDNA) umgeschrieben werden muss. Siehe (Abb. 43.2-2 – Analyse des Segmentations- bzw. Restriktions-Fragment-Längen-Polymorphismus am Beispiel von RNA-Segmenten von DNA-PCR-Amplifikaten von HSV-1 aus verschiedenen Patientenisolaten).

DNA- bzw cDNA-Sequenzierung

Dieses auf der Nukleinsäurehybridisierung basierende Verfahren ist wesentlich exakter, aber aufwändiger. Andererseits hat der Einsatz von Automaten Durchführung und Testablesung erheblich erleichtert und standardsiert, sodass die zuvor genannten Techniken zunehmend verdrängt werden. Ermittelt wird die Nukleotidsequenz in einem ausgewählten Abschnitt des Virusgenoms bzw. einer cDNA. Da im Lauf der Zeit die Zahl der Mutationen zunimmt, können so Stammbäume konstruiert werden. Isolate mit vielen untereinander verschiedenen Mutationen gehören zu weit auseinanderliegenden Ästen. Während die elektrophoretische Darstellung von Segmenten und Fragmenten von Nukleinsäuren robuste Ergebnisse liefert, benötigt man zur Interpretation von DNA-Sequenzierungen einen verbindlichen Algorithmus.

Die Sequenzierung ist die Methode der Wahl bei der genotypischen Überprüfung auf resistente Virusmutanten, die im Verlauf einer längerfristig behandelten Virusinfektion im Patienten entstehen, z.B. bei HIV, Hepatitis B und C und den Erfolg einer antiviralen Therapie vereiteln. In der Regel erfolgt sie an Genomabschnitten, die in vitro direkt aus klinischen Proben extrahiert und amplifiziert worden sind. Dadurch wird die Gefahr einer störenden in vitro-Mutation des zunächst in Zellkultur angezüchteten Virus umgangen.

Nukleinsäurehybridisierung

Sie bildet die Grundlage der routinemäßig durchführbaren molekularbiologischen Virusdiagnostik. Analog der Affinität einer Antigen-Antikörperbindung in der Serodiagnostik nutzt die Hybridisierung die zwischen komplementären Nukleinsäuresträngen vorhandenen Bindungskräfte aus. Der Testablauf beinhaltet bei allen methodischen Varianten folgende Arbeitsschritte:

Extraktion der gesamten Desoxynukleinsäure aus dem klinischen Probenmaterial.
Aufschmelzung (Denaturierung) der dsDNA in zwei Einzelstränge durch Anhebung der Temperatur auf fast 100 °C oder des pH auf > 8 im Reaktionsansatz.
Zugabe der Gensonde (mit einem Markermolekül gekoppelten, zum viralen Gen komplementärer DNA-Strang).
Absenken der Temperatur oder des pH auf den Ausgangswert zur Renaturierung (Hybridisierung) der Einzelstränge zum Doppelstrang unter Einbau der markierten Gensonde),
Qualitative bzw. quantitative Messung der Signalaktivität des gebundenen Markermoleküls (Enzym, Fluoreszenz, Chemolumineszenz, Radioaktivität).

Die Untersuchung auf genomische oder messenger Virus-RNA macht einen zusätzlichen Arbeitsschritt erforderlich.

Die Hybridisierung kann auch in situ mit Gewebsschnitten durchgeführt werden und somit Teil einer histologischen Beurteilung werden, analog dem immunhistologischen Antigennachweis. Am besten geeignet sind nicht oder nur sehr schonend fixierte, eventuell entparaffinierte Präparate.

Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR)

Durch eine rasche Abfolge von Denaturierungs-, Hybridisierungs- und Polymerase-Reaktionen erfolgt unter Zugabe von Nukleotiden, thermostabiler Polymerase und Primergensequenzen die Amplifikation viraler Gene der aus klinischem Material extrahierten Nukleinsäure. Die PCR wird qualitativ und quantitativ sowohl mit Virus-DNA als auch, nach reverser Transkription, mit viraler RNA durchgeführt. Die Methode verbessert ganz erheblich die Nachweisempfindlichkeit latenter und produktiver Infektionen. Siehe Kapitel 52.3 – Ausgewählte Techniken der Laboratoriumsmedizin.

Alternativ zu der Amplifikation der viralen Ziel-Nukleinsäuresequenz bedienen sich einige Testverfahren der Möglichkeit, die Gensonde zu amplifizieren bzw. daran weitere markierte Gensonden anzuhybridisieren (Signalamplifikation).

Die PCR ist die Standardmethode zur Messung der Virusmenge in einer klinischen Probe, speziell in Blutplasma (Viruslast). Bei allen Krankheiten, bei denen die Viruslast und der Krankheitsverlauf korreliert sind, stellen die quantitative Virus-PCR oder andere Nukleinsäure-Amplifikationstechniken der ideale Marker für die Indikation und Verlaufsbeurteilung einer antiviralen Therapie dar. Das gilt besonders für die HIV- und die HCV-Infektion in Ermangelung anderer dafür geeigneter Laboruntersuchungen. Aber auch bei der Behandlung der Hepatitis–B-Virus-Infektion und der Cytomegalovirus-Infektion bei immunkompromittierten Patienten wird die Viruslastbestimmung routinemäßig eingesetzt.

Elektronenmikroskopie

Dieses Verfahren ist gegenüber der Virusanzüchtung und der Gendiagnostik zu Unrecht in den Hintergrund getreten. Moderne Geräte erlauben eine echte Schnelldiagnostik, wenn im Untersuchungsmaterial ausreichend Virus vorhanden ist (Vesikel, Stuhldiagnostik), wobei in einem Untersuchungsansatz nach verschiedenen Viren gefahndet werden kann. Die mikroskopische Einschlusskörperchendiagnostik findet in der Histopathologie Anwendung und erlaubt nur in Einzelfällen die exakte Virusdiagnostik (Cytomegalie, Tollwutvirus-typische Negri-Körperchen). Die Möglichkeiten der virologischen Antigendiagnostik werden zu der Virusserologie gerechnet /1, 5, 6/.

43.2.3 Virusserologie

43.2.3.1 Antikörperentwicklung

Die Entwicklung der Antikörper erfolgt polyklonal gegen viele Antigendeterminanten des Virus bzw. der virusinfizierten Zelle in verschiedenen Klassen der Immunglobuline. Die Antikörper gegen einzelne Virusinfektionen haben an der Gesamtmenge der Antikörper meistens nur einen sehr geringen Anteil, ausgenommen am 1. und 2. Lebenstag des Neugeborenen, wo eine IgM-Konzentration von mehr als 200 mg/l Serum als Hinweis auf eine pränatale Infektion gilt. IgM- und IgA-Antikörper werden nicht diaplazentar übertragen. IgG-Antikörper werden dagegen während der Fetalperiode (also ab dem 91. Schwangerschaftstag) durch einen aktiven Prozess aus dem mütterlichen in den kindlichen Kreislauf übertragen und verschaffen dem Neugeborenen für ca. ein Jahr nach der Geburt den sog. Nestschutz. Postnatal werden auf einen Infektionsreiz hin zuerst IgM-, unmittelbar danach IgG- und IgA-Antikörper gebildet.

Antikörper der IgM-Klasse verschwinden aus dem Blut, sobald der Erreger eliminiert worden bzw. latent geworden ist.
IgG-Antikörper persistieren dagegen sehr lange bis lebenslang und sind bei vielen, aber nicht allen Virusinfektionen mit einer klinischen Immunität korreliert.
IgA-Antikörper schützen in erster Linie die Schleimhäute, da sie mit dem Schleim sezerniert werden. Im Serum haben sie eine Kinetik zwischen IgM und IgG. Bei manchen Schleimhautinfektionen, z.B. Influenza, liegt ihre diagnostische Effizienz über der des IgM. Bei anderen Krankheiten kann Serum-IgA das IgM als Marker einer frischen oder reaktivierten Infektion ergänzen. Siehe Abb. 43.2-3 – Virusspezifische Antikörperkinetik.

Im Verlauf der Infektion nimmt die Polyklonalität der Antikörper etwas ab, weil die B-Lymphozyten mit den zum entsprechenden Antigen besser passenden membranständigen Immunglobulin-Rezeptoren (die dann als Antikörper sezerniert werden) einen Selektionsvorteil gewinnen (positive Selektion). Man kann daher auch durch die Bestimmung der Antikörperbindungskraft (Avidität) zwischen einer akuten Infektion und Rezidivinfektion unterscheiden. Auf Grund der Heterogenität der Antikörper sind die Methoden der klinischen Chemie zur Konzentrationsbestimmung (Menge) der Erreger spezifischen Antikörper von eingeschränktem Wert bzw. nicht anwendbar. Der Infektionsserologe misst primär die Antikörperaktivität.

43.2.3.2 Qualitative Antikörperuntersuchung

Ist eine Infektion im Gange, macht es oft wenig Sinn nach dem Erreger zu suchen, denn die Infektion wird mit der Immunreaktion aktiv und es werden Antikörper gebildet. Von diesem Zeitpunkt an ist die Antikörperuntersuchung im Serum, dem Liquor cerebrospinalis und anderen Körperflüssigkeiten von Bedeutung.

Die Antkörper sind im Serum für längere Zeif stabil, wenn eine bakterielle Kontamination verhindert wird. Die Proben können versendet und auch bei –20 °C längerfristig gelagert werden. Bei Untersuchungen auf eine Zell-vermittelte Immunantwort wie dem Lymphozyten-Stimulationstest ist eine zügige Analytik angesagt.

Die Infektions serologischen Tests sind klassische Flüssigphasen-Tests (Zellkultur -Virusneutralisations-Test, Hämagglutinations-Hemmtest oder die Immunoassays) /1, 5, 6/.

43.2.3.3 Quantitative Antikörperuntersuchung

Das traditionelle, von Paul Ehrlich eingeführte Messverfahren ist die Ausverdünnung (Titration). Üblicherweise wird der Antikörpertiter in einer um den Faktor 2 steigenden Verdünnungsreihe bestimmt. Benachbarte Titerstufen in Wiederholungsuntersuchungen werden als methodische Streuung akzeptiert. Größere Abweichungen, die in sukzessiven Serumproben eines Patienten gemessen werden, gelten als signifikant (infekthinweisend).

Störanfällige biologische Methoden, wie das Verfahren der Neutralisation im Zellkultur-Infektionsversuch, definieren den signifikanten Titeranstieg nach System immanenten biometrischen Kriterien etwas aufwändiger und machen mehrere Parallelversuche erforderlich. Da in der Virusserologie für viele Parameter keine (inter)nationale Teststandardisierung vorliegt, kann der signifikante Titeranstieg zwischen zwei Serumproben nur in demselben Labor bei Verwendung desselben Testsystems ermittelt werden. Die verschiedenen Infekt serologischen Methoden erfassen die Antikörper der einzelnen Ig-Klassen und Subklassen unterschiedlich gut. Daher ist die Angabe eines Antikörpertiters an die jeweilige Testmethode gebunden. Die Testinterpretation muss individuell durch den Laborarzt, d.h. Methoden spezifisch, erfolgen. Da die Immunreaktionen des Patienten individuell sehr unterschiedliche Ausprägungen aufweisen, können Normwerte nur in Grenzen, z.B. unter Berücksichtigung der Epidemiologie und des Lebensalters, angegeben werden.

Merke: Je genauer der behandelnde Arzt die Indikation zur Untersuchung mitteilt, desto besser und zielgerichteter kann der Laborarzt die geeignete Untersuchungsmethode aussuchen und das Laborergebnis interpretieren.

Die Titration ist naturgemäß material- und arbeitsaufwändig. Die modernen Immunoassays arbeiten daher nach dem Ein-Punkt-Prinzip. Das bedeutet die Untersuchung einer Serumprobe in einer einzigen Verdünnungsstufe /1/. Dabei wird das Prozonenphänomen riskiert: Sind in einer zu niedrigen Serumverdünnung zu viele Antikörper, so können sie sich in Konkurrenz um die Antigenbindungsstelle gegenseitig blockieren (falsch-negatives Testergebnis). Erst in der höheren Verdünnungszone kommt es zum korrekten Testresultat, bis schließlich die Antikörper ausverdünnt sind (Endzone mit richtig-negativem Ergebnis).

Festphasen Immunoassays

Bei diesen Verfahren gibt es viele Modifikationen /5, 6/. Am gebräuchlichsten ist die Verwendung von Träger fixiertem Antigen. An dieses werden die Serumantikörper und dagegen gerichtete Signalantikörper (Tracer) gebunden. Je nach dem am Tracer gekoppelten Signalmolekül (Radioisotop, Enzym oder Fluoreszenzfarbstoff) spricht man von Radioimmunoassay (RIA), Enzymimmunoassay (EIA, ELISA) oder Fluoreszenz-Immunoassay (FIA) bzw. Immunfluoreszenztest (IFT). Ein moderneres Verfahren der Signalgebung ist die Chemolumineszenz. Bei allen diesen Methoden kann die Signalstärke physikalisch oder chemisch gemessen werden, sodass innerhalb bestimmter Grenzen, die von dem Verhältnis von Antigen zu Antikörper zu Zweitantikörper bestimmt sind, auf die Antikörperaktivität in der Testflüssigkeit zurückgeschlossen werden kann.

Die Arbeitsverdünnung der jeweiligen Reaktionspartner muss durch eine konventionelle Titration in sorgfältigen Vorversuchen eingestellt und durch Kontrollsera ständig überprüft werden. Indem ein Kontrollserum zum Referenzstandard erklärt wird, können verbindliche Messeinheiten definiert werden.

Cave: Die Angabe der Antikörperaktivität in Einheiten/ml analog zur Messung der Enzymaktivität ist eine Scheingenauigkeit. Im ständigen Wechselspiel von Infektion und Immunaktivierung durch eine Flut verwandter antigener Determinanten im Lauf des Lebens lässt sich die biologische Streuung des Antikörpertiters kaum unter den Faktor zwei senken, da auch die B-Lymphozyten durch Zweiteilung proliferieren.

Zu dem konventionellen Immunoassay gibt es eine Vielzahl von Alternativen: Beim Nachweis der IgM-Antikörper hat sich ein inverser Testablauf bewährt. Zuerst wird (ein Teil des) Serum-IgM mittels eines Träger fixierten anti-IgM aus der Untersuchungsprobe isoliert und sekundär seine Antigenspezifität durch die Zugabe eines Signalmolekül-tragenden Antigens geprüft (Anti-μ capture Test). Durch diese Methode werden konkurrierende IgG- und IgA-Antikörper vermieden. Die Reduktion oder Elimination von IgG-Antikörpern vor einem IgM-Test ist wichtig, weil nicht selten Autoantikörper der IgM-Klasse gefunden werden, die mit Antigen-gebundenem IgG (sogar Tierspezies-übergreifend) reagieren und im Sandwich-Testprinzip erregerspezifisches IgM vortäuschen. Das tritt häufig bei rheumatischen Erkrankungen auf (Rheumafaktor).

43.2.3.4 Quantitativer Antigennachweis

Der Antigentest ist die einfachste Methode des direkten Nachweises eines Virus bzw. seiner Strukturelemente. Außerhalb der Immunhistologie findet er Anwendung, wenn im Verlauf der Infektion besonders viel Virusantigen im Blut (Hepatitis-B-Oberflächenantigen), Stuhl (Rota-, Noro-, Adenoviren) oder Respirationstrakt auftritt (Influenzavirus).

Festphasen-Immunoassay: Für den Antigennachweis ist dieses Verfahren ist am häufigsten im Gebrauch und ähnlich konfiguriert wie der inverse IgM-Test. Die Isolierung bzw. Immunadsorption des Antigens aus dem Untersuchungmaterial erfolgt mittels spezifischer trägerfixierter, direkt gegen das Antigen gerichteter Antikörper. Ein zweiter Signalmolekül tragender Antikörper dient als Tracer. Dieser Sandwichassay könnte durch den Rheumafaktor falsch-positiv werden, dies ist heute kaum noch ein Problem. Die Empfindlichkeit moderner Antigentests, z.B. für HCV-Core-Antigen, kann bis in den pg/ml Bereich gehen und so mitunter die PCR ersetzen.

Die Antigentestung kann ist einfacher zu quantifizieren als die Antikörpermessung, weil sich die immunologische Antigenaffinität nicht im Infektionsverlauf ändert. Jedoch ist die Variabilität der Virusantigene und die Vielfalt der viralen Genotypen zu beachten.

43.2.3.5 Testinterpretation

Die Ergebnisse der virusdiagnostischen Methoden sind folgendermaßen zu interpretieren /1/:

Der Nachweis einer floriden Infektion erfolgt durch die Bestimmung viraler Nukleinsäuresequenzen, den Antigentest, die Elektronenmikroskopie oder die Virusisolierung direkt im Untersuchungsmaterial des Patienten.
Die quantitative Bestimmung dieser Parameter ermöglicht die Beurteilung des Infektions- und Krankheitsverlaufs sowie des Therapieerfolgs.
Indirekt kann die qualitative Antikörperbestimmung in Blutproben die Infektion mit einem Virus aufzeigen, wenn es für diesen Infektionserreger (zumindest regional) keine wesentliche Populationsdurchseuchung gibt (Tropenvirosen, Tollwut). Das gilt auch für die Untersuchung von speziellen klinischen Proben wie Liquor oder Fruchtwasser, wo normalerweise keine Antikörperbildung abläuft (cave: Kontamination mit Blut)
Bei hoher Durchseuchung einer Population kommt der Serologie zunächst nur die Bedeutung der Ausschlussdiagnose zu. In Verlaufsuntersuchungen kann dann die quantitative Antikörperbestimmung über den signifikanten Titeranstieg die akute oder relativ frische Infektion belegen. Dabei müssen eine aktive oder passive Immunisierung, Bluttransfusionen und maternale Antikörper ausgeschlossen sein oder angemessen berücksichtigt werden.
In Einzelproben weist viruspezifisches IgM, ggf. auch IgA, auf eine frische bzw. noch oder wieder aktive Infektion hin.
Im Vergleich zur quantitativen Virusbestimmung ist die Serologie weniger gut geeignet, den Verlauf der Infektionskrankheit bzw. den Therapieerfolg zu kontrollieren (langsameres Verschwinden von IgM, Abfall von IgA- und IgG-Antikörperwerten).

Nachweis einer protektiven Immunität

Der Schutz vor einer Reinfektion oder zumindest vor einer Neuerkrankung ist bei einer Reihe von Viruskrankheiten mit dem Auftreten Infektiositäts neutralisierender Antikörper verbunden, z.B. bei Poliomyelitis, Hepatitis A, Röteln oder Masern. Diese Antikörper verhindern die Anheftung oder das Eindringen des Virus in die Zelle. In diesem Fall kann man den Immunschutz „passiv“ durch (Hyper)immunglobulingabe übertragen.

Bei einigen Viren ist die Fähigkeit, sich an die Zielzellen der Infektion zu adsorbieren, eng korreliert mit der Eigenschaft, sich an bestimmte tierische Erythrozyten zu binden und diese zu hämagglutinieren, so dass hier der Hämagglutinations-Hemmtest die Bestimmung der neutralisierenden Antikörper im Versuchstier oder in der Zellkultur ersetzt, z.B. bei Röteln oder Influenza.

Bei einigen Infektionen ist der Antikörpernachweis, unabhängig von der biologischen Qualität der Antikörper, nur ein Marker für die zurückliegende Infektion. Wenn bekannt ist, dass die zurückliegende Infektion bzw. Impfung zur Immunität führt, reicht auch der nicht-biologische Antikörpertest zum Nachweis des Immunstatus aus.

43.2.3.6 Virusdiagnostik im Rahmen der Seuchenhygiene und zum Ausschluss einer Infektionsgefährdung

Bei vielen Infektionskrankheiten besteht für den Arzt eine Meldepflicht gegenüber dem öffentlichen Gesundheitsdienst. Im Infektionsschutzgesetz wird zwischen Meldepflicht für den praktisch oder klinisch tätigen Arzt (Verdachtsdiagnose) und Meldepflicht bei Erregernachweis im Labor unterschieden. Eine Reihe von Viren (z.B. Hepatitisviren, enterale Viren, Adenoviren) sind für nosokomiale Infektionen von Bedeutung /7/.

Im Rahmen der Transfusionsmedizin und zur Gewährleistung der Sicherheit von biotechnologisch hergestellten Arzneimitteln wird eine Vielzahl virusdiagnostischer Untersuchungen durchgeführt. Prinzipiell ist es zwar nicht möglich, eine Viruskontamination definitiv auszuschließen, doch kann das Risiko drastisch gemindert werden.

43.2.3.6.1 Ätiologie einer Durchfallerkrankung bei Kindern mit stationärer Aufnahme

Die virale und bakterielle Ätiologie einer Diarrhoe mit stationärer Aufnahme bei Kindern im Alter bis zu 5 Jahren wurde in Ländern mit niedrigem und mit mittlerem Einkommen untersucht /8/. Der wesentliche Erreger einer Durchfallerkrankung war Rotavirus, als weitere global wichtige Erreger wurden Shigella, Norovirus und Adenovirus 40/41 identifiziert. Das Rotavirus machte ein Drittel der Fälle aus, gefolgt von Shigella, Norovirus und Adenovirus 40/41. Das Rotavirus war der führende Durchfallerreger in allen WHO-Regionen, mit Ausnahme von Amerika. Shigella war die führende Ursache in Mittelamerika.

Literatur

1. Doerr HW, Gerlich WH (eds). Medizinische Virologie: Grundlagen, Diagnostik, Prävention und Therapie virologischer Krankheitsbilder. Stuttgart; Thieme, 2. Aufl. 2010.

2. Carter J, Saunders VA. Virology: Principles and applications. John Wiley & Sons, 2007; pp. 1–48.

3. Condic RC. Principles of virology. In: Knipe DM, Howle PM (eds). Fields Virology, volume 1. Lippincott-Williams & Wilkins, 2007; pp.25–58.

4. Dimitrov DS. Cell biology of virus entry. Cell 2000; 101: 697–702.

5. International Committee on Taxonomy of viruses. EC 46, Canada, July 2014.

6. Krech T. New techniques in rapid viral diagnosis. FEMS Microbiology Immunology 1992; 89: 299–304.

7. Preisser W, Rabenau H, Doerr W (eds). Viren–Viruserkrankungen. Zett-Verlag 2002.

8. Cohen AL, Platts-Mills J, Nakamura T, Operario DJ, Antoni S, Mwenda JM, et al. Aetiology and incidence of diarrhoea requiring hospitalization in children under 5 years of age in 28 low-income and middle-income countries: findings from Global Pediatric Diarrhea Surveillance network. BMJ Global health 2022; 7: e009548.

43.3 Adenoviren

Familie: Adenoviridae. Die Familie der Adenoviridae besteht aus mehreren im Tierreich verbreiteten Genera und Subgenera, die jedoch in der Regel nicht Tierspezies-überschreitend infizieren /1/.

Genus: Mastadenovirus in 7 Spezies A–G.

Virusstruktur: Das Adenovirus ist ein von der Ikosaeder-Struktur ableitbarer, regelmäßig geformter Proteinkörper mit einer linearen doppelsträngigen DNA. Die Polypeptidbausteine der Hülle sind in regelmäßigen Fünf- bzw. Sechsecken (Pentone und Hexone) angeordnet. Die an den Ecken des Viruskapsids lokalisierten Pentone tragen nach außen gerichtete Fibern, die für die Virusadsorption als erstem Schritt der Zellinfektion wichtig sind. Der Durchmesser des Virions beträgt 80–110 nm.

43.3.1 Verbreitung und klinische Infektsymptomatik

Beim Menschen kennt man 54 serologisch unterscheidbare Typen. Viele Infektionen verlaufen subklinisch: Ursprünglich wurden die Adenoviren als zufälliger Bagatellbefund aus Tonsillargewebe und von Nasenpolypen (Adenoiden) isoliert, wo sie persistente Infektionen unterhalten können. Je nach Virulenz des Virusstamms und nach Resistenzlage des Organismus, z.B. beeinträchtigt durch Erkältung, kommt es zur Infektionskrankheit, oft mit epidemischer Häufung /2, 3/.

Bei folgenden Krankheitsdiagnosen werden Adenoviren beobachtet:

Im Respirationstrakt (vorwiegend Typen 1–7, 14, 21):

Akute fieberhafte Pharyngitis (alle Altersgruppen).
Pertussisähnliches Syndrom (Kleinkinder).
Bronchopneumonie (Kleinkinder, Militärrekruten).

Im Okularbereich (besonders Typen 3, 4, 7, 8, 37, 53, 54):

Adeno-Pharyngo-konjunktivales Fieber (Kleinkinder).
Follikuläre Konjunktivitis (Schwimmbadkonjunktivitis, Differentialdiagnostik Chlamydien).
Epidemische (hämorrhagische) Keratokonjunktivitis (oft nosokomial).

Im Gastrointestinaltrakt (Typen über 40, daneben 1, 2, 5, 31):

Akute Gastroenteritis; nach Rotavirus häufigster Verursacher der Diarrhö beim Kind.

In der Harnblase:

Akute hämorrhagische Zystitis der Säuglinge und Kleinkinder (Typen 11, 34, 35),
Chronisch bei AIDS-Patienten.

Genitale Ulzera: Typen 19, 37.

Disseminiert septisch bei starker Immunsuppression:

Typen 1, 2, 5, 31.

Selten sind das Gehirn (Meningoenzephalitis des Kindes oder von immungeschwächten Personen) und die Leber (Hepatitis) betroffen (Typen 1, 2, 5, 7, 11, 31, 34, 35).

Die Durchseuchung der Bevölkerung mit respiratotrophen Adenoviren ist hoch. Reinfektionen mit demselben Typ sind möglich /4/.

Das Adenovirus ist stabil und Verursacher von nosokomialen und Schmierinfektionen gefürchtet. Speziell in Augenkliniken ist Adenovirus Typ 8 als Ursache der epidemischen Keratokonjunktivitis von Bedeutung.

43.3.2 Virusnachweis

Für die Abklärung einer Adenovirus-Infektion ist der direkte Virusnachweis die Untersuchungsmethode der Wahl in folgenden Proben: Rachenabstrich oder Sputum (bei Pneumonie ist Sputum neben der Bronchiallavage am ergiebigsten), Konjunktivalabstrich, wässrige Stuhlprobe, Urin und Liquor cerebrospinalis, EDTA-Blut (nur bei Hepatitis). Wegen der hohen Virusstabilität sind keine Konservierungsmaßnahmen erforderlich, außer der Vermeidung einer Austrocknung.

Der Test mit hoher Nachweisempfindlichkeit ist die typenübergreifende PCR, die auf jeden Fall in der Liquordiagnostik zur Abklärung einer Meningoenzephalitis eingesetzt werden muss. Niedrige Viruslasten (< 10³/ml) werden gelegentlich auch bei Gesunden gefunden. Daher ist eine quantitative Methode empfehlenswert.
Der ELISA auf das hexonale typenübergreifende Viruskapsidantigen ist die preiswerteste und meist ausreichende Routinemethode zum Virusnachweis in Stuhlproben.
Stuhlproben können auch elektronenoptisch untersucht werden, wenn gleichzeitig nach anderen Viren gefahndet wird.
Die Virusisolierung in Zellkulturen benötigt mehr als 24 h, meist mehrere Tage, und gelingt am ehesten bei den Spezies A–E. Anschließend kann der Erreger serologisch und molekularbiologisch typisiert werden (DNA-Restriktionsanalyse, DNA-Sequenzierung).
Die DNA-Sequenzierung von PCR-Amplifikaten direkt aus dem Untersuchungsmaterial oder aus der Zellkultur ermöglicht die Feintypisierung zur Konstruktion von Infektionsketten, z.B. zum Nachweis oder Ausschluss einer nosokomialen Infektion.

43.3.3 Virusserologie

Die Ätiologie von Adenoviren für die zuvor gelisteten Krankheitsdiagnosen kann auch serologisch, d.h. über die Antikörperbildung in Blutproben ab der 2. Krankheitswoche bestätigt werden.

IFT, EIA und Immunoblot haben für den routinemäßigen und Ig-Klassen-differenzierenden Antikörpernachweis keine Bedeutung erreicht.
Nur mit HHT und Neutralisations-Test können typenspezifische Antikörper, oft nicht übereinstimmend, erfasst werden.

Die Serodiagnostik hat insgesamt nur eine geringe Bedeutung, kann jedoch bei schweren respiratorischen Infekten ohne Immundefizienz hilfreich sein. Eine preiswerte typenübergreifende Methode ist nach wie vor die KBR. Titer ab 1 : 80 sind verdächtig auf eine frische Infektion.

Literatur

1. Doerr HW, Gerlich WH (eds). Medizinische Virologie – Grundlagen, Diagnostik, Prävention und Therapie virologischer Krankheitsbilder. Stuttgart; Thieme, 2. Aufl. 2010.

2. Ginsberg HS, Price GA. The molecular basis of adenovirus patogenesis. Infectioud Agents and Disease 1994; 3: 1–8.

3. Hierholzer JC. Adenoviruses in the immunocompromizes host. Clin Microbiol Rev 1992; 5: 262–74.

4. Matthes-Martin S, Feuchtinger T, Shaw PJ, Engelhard D, Hirsch HH, Cordonnier C, et al. European guidelines for diagnosis and treatment of adenovirus infection in leukemia and stem cell transplantation: summary of ECIL-4 (2011). Transpl Infect Dis 2012; 14: 555–63.

43.4 Alphaviren

Familie: Togaviridae.

Genus: Das Genus Alphavirus umfasst 29 verschiedene Spezies, z.B. Chikungunya-Virus, O’nyong-nyong-Virus, Ross-River-Virus, Sindbis-Virus und Equine Encephalitisviren. Es handelt sich um Arboviren (Arthropode borne, Gliederfüßler-übertragen) /1/.

Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.65 – Togaviren.

43.4.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Alphaviren sind auf der ganzen Welt in speziesspezifisch verschiedenen, geographisch abgrenzbaren Regionen verbreitet, aber in Mitteleuropa noch nicht vorhanden.

Pathogene Virusspezies kommen in der Alten Welt seltener vor; sie treten gehäuft in Nord- und Südamerika sowie in Australien auf. Das Alphavirus wird gelegentlich durch Insektenstich auf große Haustiere (Pferd) und den Menschen übertragen und verursacht nach einer Inkubation von einer Woche eine Meningoenzephalitis (Equine encephalitis), meist mit guter Prognose. Der letale Ausgang ist selten (Tab. 43.4-1 – Virale Infektionserreger von arboviralen Enzephalitiden).

43.4.2 Labordiagnostik

Am einfachsten ist die Untersuchung einer Serumprobe auf Antikörper mit dem HHT, wobei Kreuzreaktionen zwischen Alphaviren bedacht werden müssen (Reiseanamnese). Keine Kreuzreaktionen gibt es zu den Flavi(impf)viren, z.B. Gelbfieber, Dengue, West-Nil, FSME, die ebenfalls von Gliederfüßlern (Arthropoden) übertragen werden und ähnliche Erkrankungen verursachen /2/. In der virämischen Phase des akuten Krankheitsstadiums kann der Erreger mit der PCR im EDTA-Blut und Liquor cerebrospinalis nachgewiesen werden, während die Virusisolierung nur in der frühen Krankheitsphase gelingt.

Literatur

1. Doerr HW, Gerlich WH (eds). Medizinische Virologie: Grundlagen, Diagnostik, Prävention und Therapie virologischer Krankheitsbilder. Stuttgart; Thieme, 2. Aufl. 2010.

2. Schmaljohn AJ, McClain D. Alpha viruses (togaviridae) and flavoviruses (flavoviridae). In: Baron S (ed)Medical microbiology,.Galveston Texas.

43.5 Arboviren

Unter diesem Begriff fasst man die von blutsaugenden Gliederfüßlern (Arthopoden, Insekten, Zecken) übertragenen Viren zusammen (Arbo, Arthropode borne). In der Systematik werden unterschieden: Flavivirus, Bunyaviridae, Alphavirus und Reoviridae, von denen nur wenige humanpathogen sind /1/.

Abgesehen vom FSME-Virus sind diese Keime als importierte Infektionserreger (Tropen, Subtropen, Mittelmeer) anzusehen (Tab. 43.5-1 – Virale Infektionserreger von arboviralen Enzephalitiden).

Literatur

1. Fauci AS, Morens DM. Zika virus in the Americas–Yet another arbovirus threat. N Engl J Med 2016; DOI: 10.1056/NEJMp1600297.

43.6 Arenaviren

Familie: Arenaviridae.

Genus: Arenavirus mit mehr als 25 Spezies, darunter Lassa-Virus und LCM-Virus in Afrika und Europa. Weitere Spezies sind in Südamerika endemisch.

Virusstruktur: Es handelt sich um eine Familie negativ-einzelsträngiger RNA-Viren mit zwei Genomsegmenten, pleomorpher Gestalt und eingelagerten (sandkornähnlichen, lat. arena = Sand) Ribosomen. Der Partikeldurchmesser beträgt 110–130 nm.

43.6.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Die Arenaviren treten im Nagetierreich auf und sind Erreger von Zoonosen.

Lassafieber-Virus

Es handelt sich um einen Infektionserreger einer in Westafrika endemischen (Anthropozoonose) Infektion, die in seltenen Fällen unter dem Bild eines hämorrhagischen Fieber-Syndroms mit häufig letalem Ausgang verläuft. Die Infektion wird durch Biss des Nagetiers oder Kontamination mit seinem Urin, aber auch durch Schmierinfektion direkt von Mensch zu Mensch übertragen /1/.

LCM-Virus

Es ist der Erreger der lymphozytären Choriomeningitis, einer auch in Mitteleuropa bei Nagern vorkommenden Zoonose. Gelegentlich kann der Mensch über Aerosole infiziert werden. Klinisch-anamnestisch soll besonders nach Kontakt mit Hamstern gefahndet werden /2/.

Die Infektion ist häufig inapparent oder imponiert als grippaler Infekt. Die ZNS-Beteiligung ist selten. Die Krankheit wird immunpathogenetisch ausgelöst.

43.6.2 Labordiagnostik

Zur Labordiagnose stehen die Virusisolierung aus Liquor cerebrospinalis (LCM) oder Blutproben (Lassa) in Zellkulturen (Lassa-Virus im Hochsicherheitslabor), die PCR und der Serumantikörpertest zur Verfügung. Der Antikörpernachweis (IgM, IgG) sollte mit der indirekten Immunfluoreszenz erfolgen. Jeder positive Befund ist epidemiologisch auffällig.

Literatur

1. Gary RF. Lassa fever virus. eLS 2014. doi/10.1002/9780470015902.a0001032.pub2/otherversion.

2. Lymphocytic choriomeningitis. Centers for disease control and prevention

43.7 Astroviren

Familie: Astroviridae.

Genera: Mamstrovirus (Säugetier), Avastrovirus (Vogel). Beim Menschen unterscheidet man (serologisch und genetisch) 8 Typen /1/.

Virusstruktur: Astroviren sind kleine, ikosaederförmige Plus-Strang RNA-Viren (Durchmesser 28–34 nm).

43.7.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Infektionen mit Astroviren gehören in die Differentialdiagnostik der Virusgastroenteritis. Der Erreger wird durch kontaminierte Nahrungsmittel oder Schmierkontakt übertragen. Gelegentlich kommt es zu Ausbrüchen in Gemeinschaftseinrichtungen (Altersheim) oder nosokomial auf einer Krankenhausstation /2/. Die klinisch-epidemiologische Bedeutung ist geringer als die von Rotaviren, Adenoviren oder Noroviren.

43.7.2 Labordiagnostik

Zum Erregernachweis in wässriger Stuhlprobe wird die PCR, ein Antigen-ELISA oder die Elektronenmikroskopie eingesetzt.

Literatur

1. Schultz-Cherry (ed). Astrovirus research. Springer, New York 2013.

2. Jeong HS, Jeong A, Cheon DS. Epidemiology of astrovirus infection in children. Korean J Pediatr 2012; 55: 77–82.

43.8 Bocavirus

Dieser Infektionserreger gehört zur Familie der Parvoviren (siehe Beitrag 43.52 – Parvoviren). Das Virus wurde mehrfach nachgewiesen bei Kindern, die an Bronchitis oder Pneumonie erkrankt waren. Gelegentlich wurde es auch in Stuhlproben von Patienten mit Gastroenteritis gefunden. Die Labordiagnostik mit der PCR steht nur wissenschaftlich in Speziallaboratorien zur Verfügung.

43.9 Bornaviren

Familie: Bornaviridae.

Genus: Bornavirus.

Virusstruktur: Es handelt sich um behüllte Viren mit einem Core-verpackten ssRNA-Genom, Durchmesser 70–130 nm.

43.9.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Bornaviren sind in einer Vielzahl von Wirbeltieren verbreitet und verursachen chronische ZNS-Erkrankungen, welche zuerst bei Pferden in der Gegend von Borna (Sachsen) aufgefallen (1894/96) und später (1926) als virusbedingt erkannt worden sind.

Seit einigen Jahren wird ein gelegentliches Übergreifen auf den Menschen diskutiert, unter anderem als Verursacher von Depressionen, jedoch ist ein eindeutiger Nachweis beim Menschen bisher nicht erbracht /1/.

Literatur

1. Carbone KM. Borna disease virus and human disease. Clin Microbiol Rev 2001; 14: 513–27.

43.10 Bunyaviren

Familie: Bunyaviridae.

Genera: Bunyavirus, Hantavirus, Phlebovirus, Nairovirus.

Virusstruktur: Es handelt sich um sphärisch-ovale, behüllte Viren mit helikalem Nukleoprotein. Das einzelsträngige RNA-Genom negativer Polarität besteht aus drei Segmenten. Der Durchmesser des Virus beträgt 90–120 nm.

43.10.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Die Familie der Bunyaviridae umfasst weltweit eine Vielzahl (anthropo)zoonotischer, von Arthropoden oder Nagern übertragener, Infektionserreger. In Mitteleuropa sind lediglich die Hantaviren von Bedeutung (siehe Beitrag 43.24 – Hantaviren). Aus Südeuropa bringen Touristen gelegentlich das Pappataci-Fieber der Sandfliegenfieber-Virusinfektion mit (siehe Beitrag 43.49 – Pappataci (Sandmückenfieber)-Virus). Exotische, meist von Zecken oder Insekten übertragene Infektionskrankheiten sind Rift-Valley-Fieber (Afrika) und hämorrhagisches Krim-Kongo-Fieber /1/.

Literatur

1. Alatoom A, Payne D. An overview of arboviruses and Bunyaviruses. Laboratory Medicine 2000; 40 237–40.

43.11 Caliciviren

Familie: Caliciviridae.

Genera: Noro- und Sapovirus beim Mensch mit mehreren Genogruppen bzw. Genomtypen. Zwei andere Genera im Tierreich /1/.

Wichtigstes Genus und Spezies: Norovirus mit den Genogruppen I und II.

Virusstruktur: Die Caliciviren enthalten ein positiv-einzelsträngiges RNA-Genom. Ihr Ikosaeder-abgeleitetes Kapsid zeigt charakteristische Vertiefungen (lat. calix; Kelch). Der Erreger ist 30 nm groß.

43.11.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Das Calicivirus existiert in vielen Varianten und hoher Populationsdurchseuchung weltweit. Neben dem humanen Calicivirus gibt es tierpathogene Caliciviren, jeweils speziesspezifisch. In Mitteleuropa werden die humanen Caliciviren mit Gastroenteritiden assoziiert: Das Norovirus (früher: Norwalkvirus) mit ist in Mitteleuropa neben dem Rotavirus zum wichtigsten Verursacher schwerer Magen-Darmerkrankungen (Brechdurchfall) geworden. Während Rotaviren meist nur für Kleinkinder pathogen sind, werden alle Altersgruppen von Norovirusinfektionen betroffen /2/. Der Genotyp 2 ist weit mehr prävalent als der Genotyp 1. Wesentlich seltener gastroenteropathogen ist das Sapporo-like Virus (Genus Sapovirus), zuerst in Japan beschrieben.

43.11.2 Labordiagnostik

Die Labordiagnose dieser Gastroenteritisviren erfolgt durch die Untersuchung der wässrigen Stuhlprobe mit der Elektronenmikroskopie, dem serotypischen Norovirusantigentest (ELISA) und vor allem mit der RT-PCR auf die Genotypen 1 und 2 /3/.

Literatur

1. Doerr HW, Gerlich WH (eds). Medizinische Virologie: Grundlagen, Diagnostik, Prävention und Therapie virologischer Krankheitsbilder. Stuttgart; Thieme, 2. Aufl. 2010.

2. Rockx B, de Witt M, Vennema H, Vinje J, de Bruin E, van Duynhoven Y, Koopmans M. Natural history of human calicivirus infection: a prospective cohort study. Clin Infect Dis 2002; 35: 246–53.

3. Chen H, Hu Y. Molecular diagnostic methods for detection and characterization of human noroviruses. Open Microbiol J 2016; 10: 78–89. doi: 10.2174/1874285801610010078.

43.12 Chikungunyavirus

Familie: Togaviridae.

Genus: Alphavirus.

Spezies: Chikungunyavirus.

Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.65 – Togavirus.

43.12.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Es handelt sich um eine von verschiedenen Stechmücken übertragene fieberhafte Virusinfektion, die ähnlich Dengue, zu starken Gelenkschmerzen führen kann. Die Prognose ist gut. Bisher war Chikungunya auf Afrika, Indien und die Ostafrika vorgelagerte Inselwelt beschränkt. Im Jahr 2006 kam es zu einer Einschleppung virushaltiger Stechmücken in Norditalien mit etlichen Krankheitsfällen. Ein Jahr später wurde ein Ausbruch in Gabun (Westafrika) gemeldet /1, 2/.

43.12.2 Labordiagnostik

Sie erfolgt durch den Antikörpernachweis (ELISA, Immunoblot) und PCR. Bei in Europa noch fehlender Populationsdurchseuchung ist jeder positive Antikörpertest auf eine Infektion hinweisend.

Literatur

1. Brighton SW, Prozesky OW, de la Harpe AL. Chikungunya virus infection. S Afr Med J 1983; 26: 313–5.

2. Morens DM, Fauci AS. Chikungunya at the door–deja vu all over the door again?. New Engl J Med 2014; 371: 885–7.

43.13 Coronaviren

Familie: Coronaviridae.

Genus und Spezies: Coronavirus mit drei genetisch (früher serologisch) definierten Gruppen und speziesspezifischen Stämmen. Die humanpathogenen Coronaviren gehören zu den Gruppen 1 und 2. In China wurde im Dezember 2019 ein neues Coronavirus (SARS-COV-2), das klinisch die Erkrankung COVID-19 verursacht, detektiert. Das Virus breitete sich rasch über die ganze Welt aus, mehrere Millionen Menschen wurden infiziert und Tausende von Infizierten starben.

Virusstruktur

Es handelt sich um einen 80–120 nm großen viralen Erreger. SARS-COV-2 besitzt ein einzelsträngiges RNA-Genom. Es befindet sich in einem helikalen Nukleokapsid, das von einer Lipidmembran umhüllt ist. Das Genom kodiert 16 Nicht-Strukturproteine und folgende 4 Strukturproteine: Spike (S), Envelop (E), Membran (M) und Nukleokapsid (N). Die Außenhülle zeigt charakteristische, keulenartige Ausstülpungen (lat. corona; Kranz, Krone). Viren dieser Familie kommen von Tieren und verursachen beim Menschen Symptome von der normalen Erkältungskrankheit bis zu schweren respiratorischen Symptomen (SARS).

43.13.1 Verbreitung von Coronavirus

Coronaviren sind bei Mensch (humanes Coronavirus), Schwein, Katze, Hund, Geflügel und Nagern mit hoher Populationsdurchseuchung speziesspezifisch weit verbreitet und in der Biotechnologie als Kontaminanten gefürchtet. Durch Tröpfchen und Aerosole übertragene Coronaviren verursachen Erkältungskrankheiten (häufiger Schnupfenerreger). Gelegentlich sind Coronaviren auch für Gastroenteritiden verantwortlich, besonders bei Frühgeborenen mit noch unreifem Immunsystem oder bei immunkompromittierten Patienten jeder Altersgruppe (humanes Torovirus) /1/. Der Infektionsweg ist dann fäkal-oral (Schmierkontakt). Den Erkrankungen geht eine Inkubationszeit von wenigen Tagen voraus. Viele Infektionen verlaufen subklinisch. Die Infektiosität der Patienten über Rachentröpfchen und Stuhl setzt erst mit Krankheitsbeginn (Fieber über 38,5 °C) ein.

43.13.2 SARS-COV-2: Coronavirus Erkrankung 2019 (COVID-19)

SARS-COV-2 wird vorwiegend durch Tröpfcheninfektion von Mensch zu Mensch übertragen /2/, aber auch eine indirekte Übertragung durch kontaminierte Oberflächen ist möglich. Die Infektiosität der Patienten über Rachentröpfchen und Stuhl setzt erst mit Krankheitsbeginn (Fieber über 38,5 °C) ein.

Die SARS-COV-2 Infektion ist mit einem breiten Spektrum von respiratorischen Symptomen wie milden Beschwerden der oberen Luftwege bis zur lebensgefährlichen Pneumonie assoziiert. Auch andere Organe werden in das Infektionsgeschehen einbezogen. Wesentlich ist in der frühen Phase das Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) eine diffuse Schädigung der Alveolen mit Lungenödem, Hämorrhagie und intraalveolärer Ablagerung von Fibrin. Klinisch stehen Beschwerden der Atmung und eine Hypoxie im Vordergrund. Bei intensivpflichtigen Patienten besteht eine von Makrophagen des infizierten Organismus, im Rahmen der Abwehr ausgelöste Ausschüttung von Zytokinen (Cytokine storm). Dieser bezieht alle wichtigen Organe in das Infektionsgeschehen mit ein. Das Angiotensin converting enzyme 2 (ACE-2) ist der Rezeptor auf den Geweben des Patienten über den SARS-COV-2 die Zellen infiziert. Eine signifikante Anzahl ACE-2 positiver Zellen sind in der Lunge von infizierten und nicht infizierten Personen nachweisbar /3/. Neutralisierende Antikörper gegen Proteine der Ausstülpungen und gegen Nukleoproteine des Virus sind ab dem 9. Tag der Infektion nachweisbar /3, 4/.

43.13.2.1 Cognitive Defizite bei long Covid-19

Einige Patienten, die von einer akuten Infektion mit SARS-COV-2 zu genesen scheinen, das bezieht sich auch auf diejenigen mit einer milden Infektion, berichten über Defizite der Aufmerksamkeit, von Funktionen auszuüben, über Funktionsdefizite in der Sprache und bei deren Ausübung und über Gedächtnislücken. Kollektiv werden diese Störungen als „Brain Fog“ bezeichnet. Zusammen mit einer Zunahme von Angst, Depression, Schlafstörung und Abgeschlagenheit tragen diese Syndrome der kognitiven Schwäche substantiell zur Erkrankung der post Covid-19 Zustände bei /6/.

43.13.3 Laboruntersuchungen

Neben der Reverse transcription polymerase chain reaction wurden auch Antigen-Schnelltests zum Nachweis der SARS-COV-2 Infektion entwickelt.

43.13.3.1 Reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR)

Methodisch ist der Goldstandard zum Nachweis der COV-2 Infektion die RT-PCR. Sie wird in einer Vielzahl von Verfahren durchgeführt und hat eine Nachweisempfindlichkeit von 10² bis 10⁵ viraler Kopien/ml /8/. An die Vermehrung der RNA mit einem nasopharyngealen Abstrichtupfer schließt sich die initiale Konversion der RNA in die komplementäre cDNA (z.B. converse transcription) an. Es kommt unter Anwendung eines Primers, der sich an bestimmte Segmente anlagert zur Bildung einer DNA Plattform und zur Amplifikation mittels thermostabiler Polymerase. Die RT-PCR is essentiell, denn eine RNA-bezogene DNA Polymerase wandelt die mit einem Primer markierte virale RNA in eine cDNA um. Die RT-PCR reduziert signifikant die Zeit zum Nachweis von Covid-19 in der Probe. Die RT-PCR ist hoch sensitiv, denn jede Probe durchläuft 20-40 thermale Zyklen. Es erfolgt eine exponentielle Vermehrung. Die falsch negative Rate der RT-PCR bei neu in einen Hospital aufgenommener Patienten wird mit 15 % angegeben /9/. Die RT-PCR ist hoch sensitiv und richtig bestimmt, kann sie über Wochen bis Monate nach einer Infektion noch positiv sein /8/.

43.13.3.2 Antigen-basierte Tests

Die Untersuchung auf SARS-CoV-2 kann entweder mittels RT-PCR oder Antigen-basierten Tests erfolgen. Antigen-basierte Tests sind Immunoassays, die sich gegen Oberflächenproteine des Virus, z.B. Nucleocapsid, Spike, und Rezeptor bindende Domänen, die spezifisch für SARS-CoV-2 sind, richten /8/. Die Antigen-basierten Schelltests werden von der Europäischen Union empfohlen und müssen folgende Kriterien erfüllen:

Diagnostische Sensitivität > 80 % zum Nachweis von SARS-COV-2
Diagnostische Spezifität 98 % (WHO 97 %) bei infizierten Patients mit einem Ct-Wert < 25 in der RT-PCR
Analytische Sensitivität im Ct-Bereich 25–30.

Bei SARS-COV-2 RT-PCR positiven und symptomatischen Patienten verhielten sich Antigen-basierte Tests proportional zur SARS-COV-2 Last und bezogen sich auf 10⁵–10⁶ virale Kopien/mL.

43.13.3.3 Bestimmung von Antikörpern

Die Bestimmung von Antikörpern unter Anwendung serologischer Tests (SARS-COV-2 Antikörpertests) wendet in Immunoassays folgende Antikörper an. Sie richten sich gegen:

Nukleocapsid Antigen: Es wird eine aktive oder abgelaufene Infektion angezeigt.
Spike-Protein: Bindende Antikörper (BAU-Units) werden bestimmt. Sie sind Marker einer erfolgten Impfung.
Hemmung der Bindung von Spike-Protein an den ACE-2-Rezeptor (%Hemmung): Der Anteil (%) des Virus wird angezeigt, der durch die Antikörper neutralisiert wird (Marker der humoralen Immunität).

43.13.3.4 Antikörper

Antikörpertests zum Nachweis von IgG- oder IgM-Antikörpern von SARS-CoV-2 sollten nicht zu Nachweis einer akuten SARS-CoV-2- Infektion eingesetzt werden /8/. Die Bestimmung von Antikörpern in serologischen Tests (SARS-COV-2 antibody tests) wenden folgende Antikörper an:

Gegen das Nucleocapsidantigen: eine aktive oder durchgemachte Infektion wird erkannt
Gegen das Spikeprotein: Bindende Antikörpereinheiten (BAU) werden bestimmt, BAU zeigen eine Impfung an
Gegen die Hemmung der Bindung von Spikeprotein an den ACE-2 Rezeptor (% Hemmung): Der Anteil (%) der Viren, die durch die Antikörper neutralisiert wurden (Marker der humeralen Immunität).

Serum Biomarker

Biomarker zur Vorhersage der Krankheitsaktivität von Patienten mit SARS-CoV-2 können erhöht oder erniedrigt sein /10/.

Erhöht sind: Leukozytenzahl, Anzahl der neutrophilen Granulozyten, C-reaktives Protein, Procalcitonin, Ferritin, D-Dimere, IL-6, Lactatdehydrogenase, Aminotransferasen, Creatinkinase, Bilirubin und Creatinin.

Vermindert können sein: Zahl der Lymphozyten und Thrombozyten und Serumalbumin.

43.13.3.5 Antikörperkonzentration nach Covid-19 mRNA Impfung

Zum spezifischen Nachweis der CoV-2 Spikeprotein- Rezeptor-Bindungsdomäne werden Enzymimmunoassays eingesetzt.

Wahrscheinliche Serumwerte von IgG-Antikörpern vor und nach BNT162b2 Impfung (AU, arbiträre Units) /11/:

Ungeimpft: Unter 1 AU/ml
10 Tage nach der ersten Impfung: etwa 10 AU/ml
35 Tage nach der ersten Impfung: etwa 300 AU/ml
180 Tage nach der ersten Impfung:etwa 10–100 AU/ml
265 Tage nach der ersten Impfung: etwa 20 AU/ml
15 Tage nach der zweiten Impfung: etwa 400 AU/ml
15 Tage nach der dritten Impfung: etwa 25.000 AU/ml

Verglichen mit 2 Impfungen gegeben mindestens 5 Monate zuvor, führte die Gabe einer dritten Impfung zum Zeitpunkt von 7 Tagen nach der Impfung zu einer Effektivität von /12/:

93 % in der Verhinderung einer Covid-19 Infektion und somit bedingten Aufnahme in ein Hospital.
92 % zur Verhinderung einer schweren Erkrankung.
81 % zur Verhinderung eines Covid-19 bezogenen Todes.

43.13.4 SARS-COV-2: Coronavirus Erkrankung 2019 (COVID-19)

Die SARS-COV-2-Infektion ist mit einem breiten Spektrum von respiratorischen Symptomen assoziiert. Sie gehen von milden Beschwerden der oberen Luftwege bis zur lebensgefährlichen Pneumonie. Auch andere Organe werden in das Infektionsgeschehen einbezogen. Wesentlich ist in der frühen Phase des Acute Respiratory Distress Syndromes (ARDS) eine diffuse Schädigung der Alveolen mit Lungenödem, Hämorrhagie und intraalveolärer Ablagerung von Fibrin. Klinisch stehen Beschwerden der Atmung und eine Hypoxie im Vordergrund. Bei intensivpflichtigen Patienten besteht eine von Makrophagen des infizierten Organismus, im Rahmen der Abwehr ausgelöste Ausschüttung von Zytokinen (Cytokine storm) im Vordergrund. Diese bezieht alle wichtigen Organe in das Infektionsgeschehen mit ein.

Das Angiotensin converting enzyme 2 (ACE-2) ist der Rezeptor auf den Geweben das Patienten über den SARS-COV-2 die Zellen infiziert. Eine signifikante Anzahl ACE-2 positiver Zellen sind in der Lunge von Infizierten und Nicht-Infizierten nachweisbar /3/. Neutralisierende Antikörper gegen Proteine der Ausstülpungen und gegen Nukleoproteine sind ab dem 9. Tag der Infektion nachweisbar /4/.

Literatur

1. Arabi YM, Arifi AA, Blalkhy HH, Najm M, Aldawood AS, Ghabashi A, et al. Clinical course and outcomes of critically ill patients with middle east respiratory syndrome coronavirus infection. Ann intern Med 2014; 160: 389–97.

2. Berger A, Drosten C, Doerr HW, Stürmer M, Preiser W: Severe acute respiratory syndrome (SARS) – paradigm of an emerging viral infection. J Clin Virol 2004; 29: 13–29.

3. Ackermann M, Verleden SE, Kuehnel M, Haverich A, Welte T, Laenger F, et al. Pulmonary vascular endothelialitis, thrombosis, and angiogenesis in Covid 19. N Engl J Med 2020; 383 (2): 120–8.

4. Vabret N, Britton G, Gruber C, Hegde S, Kim J, Kuksin M, et al. Immunology of COVID-1: Current state of the science. Immunity 2020; 52 (6): 910–41.

5. Irsara C, Egger AE, Prokop W, Nairz M, Loacker L, Sahanic S, et al. Evaluation of four commercial, fully automated SARS-COV-2 antibody tests suggests a revision of the Siemens SARS-COV-2 IgG assay. Clin Chem Lab Med 2021; 59 (6): 1143–54.

6. Venkatamarani V, Winkler F. Cognitive deficits in long Covid-19. N Engl J Med 2022; 387 (19): 1813–5.

7. Schlenger RL. Was die Aussagekraft bestimmt. Dtsch Ärztebl 2022; 51–52: A2297–A2301.

8. Drain PK. Rapid diagnostic testing for SARS-CoV-2. N Engl J Med 2022; 386: 264–72.

9. Kucirka LM, Lauer SA, Laeyendecker O, et al. Variation in false-negative reverse transcriptase polymerase chain reaction-based SARS-CoV2-tests by time since exposure. Ann Intern Med 2020; 173: 262–7.

10. Loomba R, Villarreal EG, Farias JS, Aggarwal G, Aggarwal S, Flores S. Serum biomarkers for prediction of mortality in patients with Covid-19. Ann Clin Biochem 2022; 59 (1): 15–22.

11. Kozakai R, Hoshi K, Izumi Y, Takahashi S. Assessment of antibody titer after third doses of Covid-19 mRNA vaccination in healthy volunteers. J Lab Med 2022; https://doi.org/10.1515/labmed-2022-0008.

12. Barda N, Dagan N, Cohen C, Hernan MA, Lipsitch M, Kohane IS, Reis BY, Balicer RD. Effectiveness of a third dose of the BNT162b2 mRNA Covid-19 vaccine for preventing severe outcomes in Israel: an observational study. Lancet 2021; 398: 2093–9.

43.14 Coxsackieviren

Familie: Picornaviridae.

Genus: Enterovirus.

Spezies: Humanes Enterovirus A–C mit Mitgliedern der Teilgruppen Coxsackievirus A und B.

Serotypen: A1–24, B1–6.

Virustruktur: Siehe Beitrag 43.54 – Picornaviren.

43.14.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Man unterscheidet bei den nach dem Ort der Erstisolierung benannten Coxsackieviren infektionsbiologisch (Pathogenität im Mäusesäugling) zwei Gruppen A und B, welche serologisch bei B in 6, bei A in 21 nicht kreuzprotektive Serotypen eingeteilt werden /1, 2/. Nicht alle A-Typen können in der Zellkultur isoliert werden. Die Coxsackievirus-Infektionen sind auch in Mitteleuropa weit verbreitet und zeigen im Spätsommer eine saisonale Inzidenzzunahme. Der Manifestationsindex ist mit < 5–10 % niedrig, jedoch ist ein epidemischer Krankheitsausbruch typisch (Sommergrippe, Meningitis, Myokarditis besonders bei Kleinkindern). Die angebliche Assoziation zum juvenilen Diabetes mellitus ist nicht gesichert. Das Pathogenitätsspektrum der Coxsackieviren zeigt Tab. 43.14-1 – Klinisches Spektrum der Enterovirusinfektionen. Die Inkubationszeit beträgt wenige Tage. Picornaviren sind stabil und als Verursacher nosokomialer Infektionen, insbesondere auf Säuglingsstationen, gefürchtet. Die neonatale Meningoencephalitis hat eine schlechte Prognose.

43.14.2 Labordiagnostik

Die Labordiagnostik ist in Beitrag 43.56 – Polioviren am Beispiel der Polioviren dargestellt. In der Serologie haben sich ELISA bisher nicht durchsetzen können. Coxsackievirus-Infektionen sind bei Vorliegen einer Meningitis bzw. Enzephalitis meldepflichtig.

Literatur

1. Buxbaum S, Berger A, Preiser W, Rabenau H, Doerr HW: Enterovirus infections in Germany: Comparative evaluation of different laboratory diagnostic methods. Infection 2001; 29: 138–42.

2. Rabenau H, Richter M, Doerr HW. Hand, foot, mouth disease: seroprevalence of Coxsackie A 16 and Enterovirus 71 in Germany. Med Microbiol Immunol 2010; 199: 45–51.

43.15 Cytomegalievirus

Familie: Herpesviridae.

Subfamilie: Beta-Herpesvirinae.

Genus: Cytomegalovirus.

Species: Humanes Cytomegalievirus mit mehreren Genotypen (jedoch nur einem Serotyp).

Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.33 – Herpesviren.

43.15.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Die Cytomegalievirus-Infektion kann, beginnend mit der Embryonalzeit, in jedem Lebensalter auftreten /1/. Die Infektion persistiert, dank spezieller Immunevasionsmechanismen gering produktiv, d.h. subklinisch in vielen epitheloiden Geweben und in Endothelzellen mit gelegentlichen größeren Reaktivierungen und fakultativer Krankheitsexazerbation.

Bei Primärinfektionen und größeren Rezidiven kommt es zu einer Virämie, Abschilferung von Endothelzellen und Phagozytose durch Granulozyten. Die typische Histologie (zytomegale Zellen mit intranukleären Einschlüssen; Eulenaugen) kennt der Pathologe seit über 100 Jahren. Eine provirale Latenz wird in den Monozyten vermutet. Aus den Monozyten bzw. davon abgeleiteten Makrophagen erfolgt eine ständige Dissemination des Virus in alle Organe.

Die möglichen Schädigungen durch eine primäre Vertikalinfektion in den ersten vier Schwangerschaftsmonaten muss wie bei den Röteln eingeschätzt und diagnostiziert werden, auch wenn keine genauen Risikozahlen für die Schädigung der Leibesfrucht vorliegen /2/.

Auch die sekundäre, reaktivierte Cytomegalie kann vertikal übertragen werden. Die klinischen Folgen sind aber geringer, die Selbstheilungstendenz ist gut.

In Europa und Nordamerika gelten 0,1–0,5 % aller Neugeborenen als CMV infiziert. Nur bei einem Zehntel kommt es zu größeren oder meist kleineren Schädigungen (Abb. 43.15-1 – Verlaufsformen intrauteriner CMV-Infektionen). Konnatal bzw. perinatal werden 0,5–2,5 % der Säuglinge im Geburtskanal oder über die Muttermilch infiziert. Insbesondere bei immunologisch unreifen Frühgeborenen kann eine interstitielle Pneumonie, oft vergesellschaftet mit einer Pneumocystis jirovecii-Infektion, auftreten /3/.

Auch postnatal wird das CMV, vor allem durch engen körperlichen Kontakt, übertragen. Nach der Kleinkinderzeit gibt es postpubertär einen zweiten Durchseuchungsschub. Die Cytomegalie ist im weiteren Sinn ebenfalls eine durch Intimkontakte übertragene Infektionskrankheit. Im jungen Erwachsenenalter sind ca. 50 % der Bevölkerung in Mitteleuropa durchseucht. Im Alter findet man 70–80 % Antikörperträger. Postnatal liegt der Manifestationsindex der CMV-Infektion bei immunkompetenten Menschen unter 1 % /4/.

Gelegentlich wird eine CMV-Mononukleose ähnlich dem Pfeiffer’schen Drüsenfieber mit Hepatitis, Blutbildstörungen, Milz- und Lymphknotenschwellungen, jedoch oft ohne Tonsillitis, beobachtet. Sie muss differentialdiagnostisch gegenüber einer Toxoplasmose oder einer Virushepatitis bedacht werden /5/.

Durch leukozytenhaltige Frischblutgaben wurde früher mitunter ein Posttransfusionssyndrom ausgelöst. Die Inkubationszeit beträgt ca. 7 Wochen. Als Spätfolge der primären CMV-Infektion wird 3–4 Monate post infectionem ein Guillain-Barré-Syndrom beschrieben.

Bei Immunschwäche oder Immunsuppression ist die primäre, aber auch die reaktivierte Zytomegalie eine gefürchtete opportunistische Infektionskrankheit (Sepsis, Pneumonie, Retinitis, Blutbildstörungen, Transplantatabstoßungen) /6/. Nach dem Auftreten von AIDS wurde das ganze Spektrum der CMV-Pathologie erkannt (Tab. 43.15-1 – Klinische Manifestationen der CMV-Infektion bei AIDS-Patienten und Organtransplantationen). Bei diesen Patienten, weniger bei denjenigen mit Immunkompetenz, findet man häufig mehrere Genotypen des Virus gleichzeitig /7/. Es gibt also auch exogene Reinfektionen, ein für die Entwicklung einer Vakzine problematischer Befund, auch wenn den Genotypen keine immunologisch differenten Serotypen entsprechen /8/.

43.15.2 Virusserologie

Der Nachweis oder Ausschluss der CMV-Infektion erfolgt durch die Untersuchung auf Serumantikörper, die lebenslang durch die Viruspersistenz stimuliert werden. Preiswerte Routinemethoden sind ELISA und IFT /9/. Die Messung von neutralisierenden Antikörpern im Zellkultur-Infektionsversuch belegt nur eine Teilimmunität. Daneben gibt es auch ELISA mit Neutralisations-relevantem Envelope-Antigen. Die Bildung dieser Antikörper wird weniger gut stimuliert, so dass ihr Fehlen bei z.B. positivem Testausfall des konventionellen ELISA auf eine akute Primärinfektion hinweist. Diese Tests verwenden ein Antigengemisch aus infizierten Zellkulturen oder definierte rekombinante Antigene aus dem Tegument bzw. Capsid des Virus /9/.

Der Nachweis von IgM-Antikörper im ELISA oder IFT belegt eine aktive primäre oder rezidivierende Infektion.

Der IgA-Antikörpertest ist bei AIDS-Patienten dem IgM-Nachweis zur Erkennung einer CMV-Rekurrenz oft überlegen.

Der Nachteil der Serologie liegt darin, dass die Antikörperbildung bzw. -boosterung etwas Zeit braucht und daher die Labordiagnose erst mit bis zu einigen Tagen Verzögerung gestellt werden kann. Durch die verzögerte Antikörperkinetik wird auch die rasche Verlaufsbeurteilung eingeschränkt.

Nach intrauteriner Infektion ist der CMV-IgM- oder IgA-Test mit einer Blutprobe aus den ersten Lebenstagen des Neugeborenen nur zu 50 % positiv.

43.15.3 Virusnachweis

Quantitative RT-PCR

Diese oder alternative Methoden der Nukleinsäure-Amplifikation sind am besten für die Frühdiagnostik und Verlaufsbeurteilung und zur Bestimmung der Viruslast im Blutplasma (kein Heparinblut) geeignet. Die Messung der Viruslast ist unentbehrlich im Monitoring von CMV-gefährdeten Patienten nach Knochenmark- und Organtransplatation. Sie ist der beste Marker des Therapieerfolges (Gancyclovir, Foscarnet u.a.). Bei Therapieresistenz ist die DNA-Sequenzierung im Gen der das Gancyclovir phosphorylierenden UL97 Kinase und/oder im UL54 Gen der von Gancyclovir-Triphosphat bzw. Foscarnet inhibierten Viruspolymerase angezeigt, um relevante Punktmutationen aufzuspüren. Die PCR ist auch die Untersuchungsmethode der Wahl in der pränatalen Untersuchung auf CMV in der Amnionflüssigkeit und in der Diagnostik von Liquor cerebrospinalis bei Affektionen des ZNS.

Nachweis von CMV-Antigen (pp65) im Leukozytenausstrich

Dieses Verfahren ist weniger sensitiv, aber mit der klinischen Manifestation enger korreliert, weil dieses Tegumentprotein des Virus nur bei aktiver Infektion gebildet wird.

Virusisolierung in Zellkultur

Das Verfahren hat durch die Shell-vial-Technik (Zentrifugations-Schnellkultur) wieder erheblich an Bedeutung gewonnen, da es innerhalb von 24 h ein Ergebnis liefern kann und preiswert ist. Es wird nach wie vor in der Urindiagnostik eingesetzt; prä- und perinatal infizierte Neugeborene scheiden das CMV oft lange in hohen Titern aus (cave: nosokomiale Verbreitung). Auch in der Untersuchung einer Bronchiallavage bei CMV-Pneumonie hat die Virusschnellisolierung eine Bedeutung, die über den Genomnachweis durch PCR hinausgehen kann. Die Shell-vial Technologie ermöglicht auch eine recht zeitnahe Bestimmung Infekt-neutralisierender Antikörper.

Literatur

1. Halwachs-Baumann G, Genser B, Danda M, Engele H, Rosegger H, Fölsch B, et al. Screening and diagnosis of congenital cytomegalovirus infection: a 5-y study. Scand J Infect Dis 2000; 32: 137–42.

2. Buxmann H, Hamprecht K, Meyer-Wittkopf M, Friese K. Primary human cytomegalovirus (HCMV) infection in pregnancy. Dtsch Arztebl Int 2017; 114: 45–52.

3. Bruggeman CA. Cytomegalovirus and latency: an overview. Virchows Archiv B Cell Pathol 1993; 64: 325–33.

4. Jahn G, Plachter B. Diagnostics of persistent viruses: human cytomegalovirus as an example. Intervirology 1993; 35. 60–72.

5. Varani S, Landinin MP. Cytomegalovirus as an hepatotropic virus. Clin Lab 2002; 48: 39–44.

6. Müller GA, Braun N, Einsele H, Müller CA. Human cytomegalovirus infection in transplantation. Nephron 1993; 64: 343–53.

7. Tendero DT. Laboratory diagnosis of cytomegalovirus (CMV) infection in immunodepressd patients, mainly in patients with AIDS. Clin Lab 2001; 47: 169–83.

8. Görzer I, Kerschner H, Redberger-Fritz M, Puchhammer-Stöckl E. Human cytomegalovirus (HCMV) genotype populations in immunocompetent individuals during primary HCMV infection. J Clin Virol 2010, 48: 100–103.

9. Weber B, Braun W, Cinatl Jr. J, Doerr HW. Humoral immune response to human cytomegalovirus infection: diagnostic potential of immunoglobulin class and IgG subclass antibody response to human cytomegalovirus early and late antigens. Clin Investig 1993; 71: 270–6.

43.16 Dengue-Virus

Familie: Flaviviridae.

Genus: Flavivirus.

Spezies (Gruppe): Dengue mit vier Serotypen.

Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.21 – Flaviviren.

43.16.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Das Dengue-Virus ist das im Menschen am meisten verbreitete Mitglied der Virusgattung (Genus) Flaviviren. Die Infektion ist in den amerikanischen, afrikanischen und südostasiatischen Tropen und Subtropen in vier Serotypen verbreitet. Auch im Süden der USA kommen Infektionsfälle vor. Die Übertragung erfolgt durch den Stich verschiedener Stechmückenarten. Die Primärinfektion verläuft allgemein harmlos. Nach 2–7-tägiger Inkubation breitet sich der Erreger virämisch im Körper aus, wobei die Endothelien der Kapillaren die bevorzugten Zielzellen darstellen. Klinisch zeigen sich kurzfristig ein zweigipfliges Fieber, Arthralgien und ein Exanthem /1/. Gefährlich ist die Zweitinfektion mit einem anderen Serotyp. Es kommt zur hämorrhagischen Dengue-Verlaufsform als Folge der Immunkomplexbildung mit nicht-neutralisierenden Antikörpern und Komplementaktivierung. Die Empfänglichkeit für das Virus ist sogar gesteigert (Antibody enhancing effect).

43.16.2 Virusserologie

Neben dem HHT stehen kommerziell erhältliche Immunoassays auf IgG- und IgM-Antikörper zur Verfügung (IFT, ELISA, Immunchromatographie-ELISA). Die IgG-Antikörper, die eine durchgemachte Infektion anzeigen, werden in den Tests nicht typenspezifisch erfasst. Vielmehr muss für die Befundauswertung eine ausgeprägte Kreuzreaktion zu anderen Flavi(arbo)virus-Infektionen oder -impfungen (siehe Beitrag 43.23 – Gelbfiebervirus und Beitrag 43.22 – FSME-Virus) bedacht werden. Entsprechendes gilt für den IgM-Nachweis als Marker einer relativ frischen Infektion /2/.

43.16.3 Virusnachweis

Es stehen immunchromatographische Schnellverfahren zum Nachweis des Virusantigens in Serumproben mit guter Nachweisempfindlichkeit zur Verfügung. Der Test wird positiv mit Beginn der Erkrankung, während der Antikörpernachweis erst einige Tage später gelingt.

PCR: Sie ist in der frühen virämischen Fieberphase die Untersuchungsmethode der Wahl. Es gibt noch keinen kommerziellen Test.

Elektronenmikroskopie: Die Virämie ist oft so ausgeprägt, dass auch eine elektronenoptische Diagnostik gelingt. Wegen der Infektionsgefahr empfiehlt sich die Inaktivierung der Untersuchungsprobe mit geeigneten Desinfektions- oder Fixationsmitteln unmittelbar nach der Probenentnahme für den Virusnachweis.

Virusanzüchtung: Diese darf nur im Hochsicherheitslabor erfolgen und gelingt mit EDTA-Blut in der virämischen Phase am sensitivsten im Tierversuch (intrazerebrale Impfung auf Mäuse). Auch der Nachweis in Zellkulturen ist möglich.

Literatur

1. Guzman MG, Halstead SB, Artsob H, Buchy P, Farrar J, Gubler DJ, et al. Dengue: a continuing global Threat. Nature Rev Microbiol 2010; december, S7–S16/doi:10.1038/nrmicro2460.

2. Allwinn R, Doerr HW, Emmerich P, Schmitz H, Preisser W. Cross-reactivity in flavivirus serology: new implications of an old finding? Med Microbiol Immunol 2002; 190: 199–202.

43.17 ECHO-Viren

Familie: Picornaviridae.

Genus: Enterovirus.

Spezies: Humanes Enterovirus B, Teilgruppe ECHO-Virus.

Serotypen: 1–7, 9, 11–21, 24–27, 29–33.

Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.54 – Picornaviren.

43.17.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Die ECHO-Viren haben ihren Namen von den Anfangsbuchstaben des englischen Entero-Cytopathogenic Human Orphan, weil man zunächst nicht wusste, welches Krankheitsbild man dieser Enterovirus-Infektion zuordnen soll (Orphan; Waise).

Die Krankheitsbilder sind in Tab. 43.14-1 – Klinisches Spektrum der Enterovirusinfektionen angegeben. Epidemiologie und Pathogenität gleichen denen der Coxsackievirus-Infektionen. Der Manifestationsindex ist niedrig /1/.

Gastrointestinale (Begleit)erkrankungen sind nicht so selten wie bei den übrigen Enteroviren.

43.17.2 Labordiagnostik

Das Vorgehen entspricht dem bei Verdacht auf Poliomyelitis. Siehe Beitrag 43.56 – Polioviren. In der serologischen Diagnostik hat sich der ELISA bisher nicht durchgesetzt.

Literatur

1. Crennan JM, van Scoy RE. Echovirus polymyositis in patients with hypogammaglobulinemia: failure of high-dose intravenous gammaglobulin therapy and review of the literature. Am J Med 1986; 81: 35–42.

43.18 Enteroviren

Familie: Picornaviridae.

Genus: Enterovirus.

Spezies: Enterovirus A–D, Poliovirus u.a. (molekularbiologische Taxonomie). In der Praxis besser bekannt als Polio-, Coxsackieviren , ECHO-Viren und neue Enteroviren 68–71.

Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.54 – Picornaviren.

43.18.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Die Enteroviren sind ein Genus der Picornaviren. Neben den drei klassischen Virusgruppen Polio, Coxsackie und ECHO hat man weitere humanspezifische Enteroviren gefunden, die in der Reihenfolge ihrer Entdeckung durchnummeriert werden /1/.

Enterovirus Typ 68 und Typ 69: Sind bisher nicht mit einem spezifischen Krankheitsbild assoziiert worden.

Enterovirus Typ 70: Verursacht eine akute hämorrhagische Konjunktivitis (Apollo disease). Die Infektion tritt vor allem in tropischen und subtropischen bevölkerungsreichen Ballungsgebieten auf.

Enterovirus Typ 71: Verursacht Hand-foot-mouth disease (wie das Coxsackievirus A16).

Außerdem sind die neuen Enteroviren gelegentlich auch mit den Krankheitsbildern der klassischen Enteroviren assoziiert worden, z.B. Meningitis.

43.18.2 Labordiagnostik

Siehe Beitrag 43.56 – Polioviren. Abstriche vom Entzündungsort bzw. Vesikelpunktion und Erregerisolierung in Zellkulturen liefern pathognomonische Ergebnisse /2/. Der Versand hat in feuchtem Medium zu erfolgen. Da die Enteroviren sehr stabil sind, ist eine spezielle Konservierung nicht erforderlich.

Literatur

1. Rotbart HA (ed). Human enterovirus infections. American Society for microbiology. Washington.

2. Dunn JJ. Enteroviruses and parechoviruses. Microbiol Spectr 2016; doi: 10.1128/microbiolspec. DMIH2-0006-2015.

43.19 Epstein-Barr-Virus (EBV)

Familie: Herpesviridae.

Subfamilie: Gamma-Herpesvirinae.

Genus: Lymphocryptovirus.

Spezies: Epstein-Barr-Virus.

Typen: A und B.

Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.33 – Herpesviren.

43.19.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Das EBV ist ein humanspezifisches, B-lymphotropes Herpesvirus /1/. Es wird durch enge Kontakte leicht übertragen und hat seine Eintrittspforte in den lymphoepithelialen Zellen des Rachenrings, wo sich eine persistierende Infektion etabliert.

Über Rachensekrete wird die Infektion nach außen weitergegeben, was sich in einem zweiphasigen Durchseuchungsschub entsprechend dem Mutter-Kind-Kontakt und postpubertären Partnerschaften (Studentenkusskrankheit) niederschlägt. Pränatale Infektionen sind nicht belegt /2/.

43.19.1.1 Akute Infektion

In Mitteleuropa sind die Kinder zu 70–80 %, die Erwachsenen zu 80–90 % durchseucht. Nach 4–6 Wochen kommt es zu einer massiven Virämie und Infektion der B-Lymphozyten, die von zytotoxischen T-Lymphozyten attackiert und weitgehend eliminiert werden. Die große Zahl der aktivierten T-Zellen ist im Blutbild als infektiöse Mononukleose nachweisbar. Die Virus-Wirts-Auseinandersetzung verläuft beim Kleinkind (mit noch nicht ganz ausgereiftem T-Lymphozyten response) subklinisch, zumal der Säugling noch über den Teilschutz diaplazentarer Antikörper verfügt. Beim Jugendlichen und Erwachsenen kommt es dagegen in 30–50 % zur generalisierten Lymphknotenschwellung, einer Hepato- und Splenomegalie (EBV-Hepatitis) und Tonsillitis. Ein gelegentlich auftretendes Exanthem kann mit Röteln verwechselt werden /3/. Dieses Krankheitssyndrom wurde bereits vor 100 Jahren beschrieben (Pfeiffer’sches Drüsenfieber).

Wesentlich ist eine autoimmunpathogene Komponente, die man durch das Auftreten pathognomonischer, mit bovinen Erythrozyten kreuzreagierender (heterophiler) Antikörper. Diese werden in einem Hämagglutinations-Test nachgewiesen, wobei andere Gewebsantikörper vorabsorbiert sein müssen. Die Erkrankung kann schwer und über Wochen und sogar Monate mit Rekurrenzen verlaufen. Die langfristige Prognose ist jedoch gut. Ein chronischer Krankheitsverlauf ist ungewöhnlich.

43.19.1.2 Latente Infektion

Während die meisten B-Lymphozyten produktiv-lytisch infiziert bzw. durch zytotoxische T-Lymphozyten eliminiert werden, kommt es bei einigen zur latenten Infektion und Immortalisierung. Diese Zellen stehen beim immunkompetenten Menschen lebenslang unter der Kontrolle der T-Lymphozyten. Infektreaktivierungen bleiben meist subklinisch. Der Krankheitsverlauf endet fatal bei primär Infizierten, die an einem Immundefekt leiden, z.B. X-proliferatives Syndrom der Kinder. Im Fall einer später auftretenden Immunstörung kann ein immortalisierter B-Zellklon zu einem Lymphom auswachsen, wie das bei AIDS-Patienten häufig geschieht. 1962 wurde von dem englischen Tropenarzt Burkitt ein spezielles Lymphom beschrieben, das Epstein und Barr mit der lymphotropen Herpesvirus-Infektion assoziiert haben. Darüber hinaus wird die Rolle des EBV auch bei anderen Lymphomen und der Lymphogranulomatose Hodgkin diskutiert.

Gut untersucht ist die Assoziation der EBV-Infektion mit dem lymphoepithelialen Nasopharyngeal-Karzinom nach Schmincke und der Leukoplakie der Zunge bei AIDS-Patienten. Der in Europa sehr seltene Schmincke-Tumor ist in Südchina recht häufig. Die geographischen Prävalenzen des Burkitt- und Schmincke-Tumors sprechen für lokale Kofaktoren der Onkogenese, z.B. Malaria.

Selten kann sich eine EBV-Infektion auch neurologisch als Meningitis, Enzephalitis oder im Abstand von mehreren Wochen als Guillain-Barré-Syndrom manifestieren. Noch seltener ist die EBV-Myokarditis.

EBV ruft auch ein lymphoproliferatives Syndrom nach Knochenmarks- bzw. allogenen Stammzelltransplantationen hervor, das unbehandelt tödlich verläuft .

Die chronische EBV-Infektion bei scheinbar immunkompetenten Personen ist durch chronisch wiederkehrende Infektionen mit einer Mononukleose ähnlichen Symptomatik, die für eine längere Zeit persistiert und durch ein ungewöhnliches Muster an EBV-Antikörpern charakterisiert. Die 5-Jahres Überlebens- rate war 0,45 für ältere Menschen und 0,94 für Jüngere und nur 0,38 für Patienten mit einer Thrombozytämie (< 12 × 10¹⁰/L zum Zeitpunkt der Diagnose) /4/. Leitlinien zur Diagnostik der chronischen EBV-Infektion sind publiziert /5/.

43.19.2 Virusnachweis

Der Virusnachweis ist möglich durch den Infektions-/Immortalisationsversuch mit Zellkulturen (Nabelschnurlymphozyten), den Test auf EBNA-Antigene und auf molekularbiologischem Weg (DNA-Nachweis mit der PCR) /6/.

Virusisolierung

Die Virusisolierung aus einem Rachenabstrich oder Blutlymphozyten hat wegen der Erregerpersistenz und wochenlangen Dauer der Untersuchung keinen hohen diagnostischen Stellenwert.

Antigentest

Er ist die einfachste und kostengünstigste Untersuchung von Tumormaterial. Es stehen dafür kommerziell monoklonale Antikörper gegen EBNA 1–6 zur Verfügung. Anhand des EBNA 2 lassen sich molekularbiologisch die Typen A und B unterscheiden. In Europa ist praktisch nur Typ A verbreitet.

PCR zur DNA-Amplifikation

Solange es noch keine Testkits gibt, muss mit kommerziellen Primern eine in-house-Methode aufgebaut werden. Die PCR ist die schnellste und sensitivste Methode des EBV-Nachweises. Er gelingt leicht im Rachenabstrich bei akuter Infektion, aber auch bei der subklinischen Infektreaktivierung, wodurch sein Wert in der Krankheitsdiagnose eingeschränkt ist. Das gilt auch für den Nachweis in einer Bronchiallavage bei Pneumonie, sodass nur hohe Virusmengen klinisch relevant sind. Die PCR ist die bevorzugte Labormethode in der Diagnostik von Liquor cerebrospinalis. Das positive Resultat ist pathognomonisch. Bei Immunsupprimierten ist die durch quantitative PCR gemessene Virämie (Viruslast) zu einem wertvollen Marker der reaktivierten Infektion geworden. Da die latente EBV-Infektion in B-Lymphozyten lokalisiert ist, sollte man Plasma/Serum als Untersuchungsmaterial der Vollblutprobe vorziehen.

43.19.3 Virusserologie

Am einfachsten ist der Nachweis Erkrankungs-typischer, aber nicht virusspezifischer heterophiler Antikörper im Hämagglutinations-Test. Dieser Schnelltest steht in einer Vielzahl kommerziell erhältlicher Varianten nach Hanganatziu-Deicher, Paul-Bunnell oder Wöllner zur Verfügung. Die heterophilen Antikörper erscheinen mit Krankheitsbeginn und verschwinden nach der Abheilung. Sie stellen wie das Blutbild der infektiösen Mononukleose einen Pathogenitätsmarker dar. Dem entspricht, dass bei Kleinkindern, bei denen die Stimulation von Autoantikörpern noch gering ist und der Infektionsverlauf meist subklinisch bleibt, der Test oft negativ ausfällt.

Virusspezifische Antigene, die im Verlauf einer Infektion gebildet werden, kann man in experimentell infizierten und auf verschiedene Weise fixierten Zellen zur Darstellung bringen, und so die entsprechenden Antikörper nachweisen.

Man unterscheidet infektionsfrühe Antigene (Early antigens; EA), Viruskapsidantigene (VCA), kernassoziierte (Tumor-) Antigene (EBNA) und Membranantigene. Kommerziell stehen eine Fülle von Immunoassays (EIA, IFT) zur Verfügung. Moderne Immunoassays arbeiten mit gentechnologisch definierten Einzelantigenen /7, 8/.

Einen Überblick über die serodiagnostischen Möglichkeiten in der EBV-Diagnostik geben:

43.19.3.1 Stufenprogramm der EBV-Antikörperdiagnostik

1. Nachweis von Antikörpern gegen das Epstein-Barr-Nuclear-Antigen 1 (EBNA 1): Dieses virale Tumor-antigen erscheint im Kern aller persistent infizierten Zellen. Es wird erst relativ spät in immunoger Form exprimiert. Die Antikörperbildung gegen EBNA-1 kommt erst einige Wochen bzw. Monaten post infectionem in Gang. Ein eindeutig positives Testresultat belegt eine durchgemachte Infektion. Antikörper gegen andere EBN-Antigene erscheinen früher, z.B. anti-EBNA 2-Antikörper. Diese Testung spielt in der laufenden Labordiagnostik jedoch keine Rolle.

2. Ist der Test auf Anti-EBNA-1 negativ oder nur schwach positiv (erste Titerstufe des Tests), erfolgt die Testung auf Antikörper gegen das Viruskapsidantigen (VCA).

3. Ist VCA ebenfalls negativ, schließt dies eine EBV-Infektion in der Differentialdiagnose einer EBV-assoziierbaren Erkrankung aus; das VCA-Antigen ist nämlich stark immunogen. Die meisten Patienten bilden IgM- und IgG-Antikörper unmittelbar zu Krankheitsbeginn.

4. Fällt der anti-VCA-Test mit höheren Titerstufen bzw. Messwerten (ab 1 : 160) bei negativem oder grenzwertigem anti-EBNA-1 positiv aus, spricht das für eine akute bzw. relativ frische oder eine reaktivierte Infektion. Dies kann in den meisten Fällen einer Primärinfektion durch einen positiven IgM-anti-VCA-Test bestätigt werden (Kreuzreaktion/Stimulation mit CMV beachten). Die IgM-Antikörper persistieren meist nicht länger als 10 Wochen. Der Titerabfall verläuft mitunter undulierend. Protrahierte oder chronische Verläufe einer aktiven Infektion sind selten. Bei Kleinkindern wird der IgM-Nachweis in 10–20 % der Fälle verpasst.

43.19.3.2 Unterscheidung von Primärinfektion und Infektreaktivierung

Problematisch ist die Unterscheidung der im Erwachsenenalter, speziell bei Immunsupprimierten, schwerer verlaufenden Primärinfektion von der klinisch meist bedeutungslosen Infektreaktivierung.

Der VCA-IgM-Test ist bei der Infektreaktivierung häufig, aber nicht regelmäßig, negativ.

Sensitiver ist die Testung auf Antikörper gegen Early Antigens (EA). Diese in der infizierten Zelle früh gebildeten Antigene sind weniger immunogen als das VCA, sodass die dagegen induzierten Antikörper die Primärinfektion später erfassen. Reaktivierungen werden dagegen regelmäßig früh angezeigt, meist sogar so sensitiv, dass eine Restriktion auf die IgM-Klasse sinnvoll ist: Die EBV-Infektion persistiert nicht nur latent, sondern im Verlauf meist subklinischer Rekurrenzen auch als produktiv-lytische Infektion. Dabei wird die immunogene Expression des EBNA-1 eingeschränkt, was das Absinken dieser Antikörperwerte erklärt, während der Titer des lebenslang persistierenden IgG-anti-VCA meist ansteigt.

In der Untersuchung eines individuellen Patienten kann nur das Ergebnis eines vor Krankheitsbeginn durchgeführten IgG-anti-VCA-Tests zuverlässig zwischen einer primären und reaktivierten Infektion unterscheiden.

In den meisten Fällen lässt sich eine Klärung durch den Test auf heterophile Antikörper herbeiführen, der gewöhnlich nur bei der primären und klinisch auffälligen Infektion positiv ausfällt. Der Hämagglutinations-Test ist oft ein besserer Marker zur Beurteilung des Krankheitsverlaufs als der Anti-VCA-IgM-Test, der länger positiv bleibt und manchmal sogar nur undulierend abfällt.

43.19.3.3 Antikörperavidität

Es wurde mehrfach vorgeschlagen, über die Messung der Antikörperavidität zwischen den noch weniger affinen, frühen, polyklonalen Antikörpern der Primärinfektion und den hoch-affinen, weniger polyklonalen Antikörpern der Rezidivinfektion zu unterscheiden. Dies kann durch eine Harnstoffelution der im Immunoassay an das trägerfixierte Antigen mehr oder weniger fest gebundenen Antikörper erfolgen. Im Individualfall lässt sich auf diesem Weg der Ausschluss einer (gefährlicheren) Primärinfektion approximativ, aber nicht definitiv vornehmen /9/.

43.19.3.4 Ergänzungsuntersuchungen bei EBV-assoziierten Tumoren

Der Schmincke-Tumor stimuliert die Synthese der EBV-Antikörper der Klasse IgA, besonders gegen das VCA. Neben dem VCA werden auch spezielle Nichtstrukturantigene des frühen EBV-Replikationszyklus für die Serodiagnostik empfohlen (DNA-Polymerase, DNA-Nuklease, DNA-Hauptbindungsprotein). Diese Antikörperwerte steigen jedoch auch bei gewöhnlichen EBV-Infektionen und Rezidiven an, so dass nur höhere Titerwerte diagnostisch wertvoll sind (IgA-anti-VCA 1 : > 80). Der IgM-anti-VCA-Test ist gewöhnlich negativ, die IgG-Titer sind hoch.

Der Burkitt-Tumor stimuliert besonders gut die Bildung der Antikörper gegen einen Teil der vielen EBV-spezifischen EA, der durch eine Methanolfixierung nicht denaturiert wird. Daher können höhere Titerwerte von Antikörpern gegen diese Restricted antigens (EA-R) diagnostisch wertvoller sein als die sonst übliche Testung mit einer schonenderen Fixierung, welche im IFT ein diffuses Antigenbild (EA-D) erscheinen lässt. Die übrige Serologie ist nicht pathognomonisch, auch wenn hohe IgG-anti-VCA-Titerwerte die Regel sind.

Die PCR im Plasma ist zur Erkennung des lymphoproliferativen Syndroms nach Knochenmarks- und Stammzelltransplantationen angezeigt.

43.19.3.5 Serologie mit Liquor cerebrospinalis

Die seltene EBV-Infektion des ZNS kann durch intrathekal gebildete Antikörper gegen das VCA nachgewiesen werden, wenn eine Blutkontamination ausgeschlossen ist. Die Antikörperbildung erfolgt oligoklonal durch über den Plexus chorioideus in den Liquorraum eingewanderte Lymphozyten. Die Diagnose kann so nur mit zeitlicher Verzögerung erfolgen. Zur Frühdiagnostik wird die Virus-DNA-PCR eingesetzt.

Literatur

1. Cohen JI. Epstein-Barr virus infection. N Engl J Med 2000; 343: 481–92.

2. Ni C, Chen Y, Zeng M, Pei R, Du Y, Tang L, et al. In-cell infection: a novel pathway for Epstein-Barr virus infection mediated by cell-in-cell structures. Cell Res 2015; 25: 785–800.

3. Schuster V, Kreth HW. Epstein-Barr virus infection and associated diseases. Eur J Pediatr 1992; 151: 718–25.

4. Kimura H, Morishima T, Kanegane H, Ohga S, Hoshino Y, Maeda A, et al. Prognostic factors for chronic active Epstein-Barr virus infection. J Infect Dis 2003; 187: 527–33.

5. Okano M, Kawa K, Kimura H, Yachie A, Wakiguchi H, Maeda A, et al. Proposed guidelines for diagnosing chronic active Epstein-Barr virus infection. Am J Hematol 2005; 80: 64–9.

6. Hess RD. Routine Epstein-Barr virus diagnostics from the laboratory perspective: still challenging after 35 years. J Clin Microbiol 2004; 42: 3381–7.

7. Wiedbrauck DL, Bassin S. Evaluation of five enzyme immunoassays for detection of immunoglobulin M antibodies to Epstein. Barr Virus viral capsid antigens. J Clin Microbiol 1993; 31: 1339–41.

8. Hofmann H, Popow-Kraupp Th. Diagnosis of EBV infection by means of ELISA. Serodiagn Immunother Infect Dis 1994; 6: 135–9.

9. Vetter V, Kreutzer L, Bauer G. Differentiation of primary from secondary anti-EBNA-1-negative cases by determination of avidity of VCA-IgG. Clin Diagn Virol 1994; 2: 29–40.

43.20 Filoviren/Ebolavirus/Marburg virus

Familie: Filoviridae.

Genus: Ebolavirus, Marburgvirus.

Spezies: Ebolavirus: 5 Spezies, Marburgvirus.

Virusstruktur: Marburg- und Ebolavirus zeigen elektronenoptisch eine fadenförmige Struktur (lateinisch filum; Faden). Die Länge ist sehr variabel (durchschnittlich 600–800 nm). Der Durchmesser des Fadens beträgt nur 80 nm. Die Envelope-Proteine von Marburg- und Ebolavirus tragen keine kreuzreagierenden Antigene. Das einzelsträngige RNA-Genom negativer Polarität befindet sich in einem helikalen Kapsid mit einem Durchmesser von 50 nm.

43.20.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Das Erregerreservoir sind wahrscheinlich Flughunde. Die Infektion kann von Mensch zu Mensch durch Blutkontakt und respiratorischen Auswurf übertragen werden und nach 5–9 Tagen ein schweres hämorrhagisches Fieber auslösen /1, 2/. Im Rahmen einer massiven Virämie kommt es zur Infektion und Zerstörung der Kapillarendothelzellen aller Organe, wobei die Antikörperbildung über Immunkomplexablagerung und Komplementverbrauch die Pathogenese zunächst verstärkt. Der Tod tritt als Folge eines hämorrhagischen Schocks ein.

Ebolavirus

In Zentralafrika wurden zwei Ebolavirus-Infektionsausbrüche mit mehreren hundert Erkrankten bei hoher Letalität (60–80 %) beschrieben (1978, 1995 und 2015). Die Erkrankung ist charakterisiert durch Fieber, schweren Durchfall, Erbrechen und eine hohe Mortalitätsrate /3/. Entscheidend für die Krankheitsbekämpfung ist Hygiene und Atemschutz in der Krankenpflege, speziell bei Patienten mit hämorrhagischer Pneumonie /4/.

Marburgvirus

Die Marburgvirusinfektion wurde 1967 in Frankfurt/M. und Marburg durch importierte Affen eingeschleppt, die selbst nur Endwirt der Infektion waren /5/. Die Infektion durch Kontakt mit kontaminierten Affennieren-Zellkulturen verursachte bei Wissenschaftlern und Laborpersonal mehrere Erkrankungsfälle mit letalem Ausgang.

43.20.2 Labordiagnostik

Zur Labordiagnostik kann die elektronenoptische Prüfung einer mit Glutaraldehyd inaktivierten Serumprobe zum Screening auf verschiedene Tropenviren eingesetzt werden. Die Untersuchung einer EDTA-Blutprobe mit der PCR ist wesentlich sensitiver. Daneben ist die Antikörpertestung in Speziallaboratorien und die Erregerisolierung mit Zellkulturen im Hochsicherheitslaboratorium (WHO-Sicherheitsstufe 4) aufgebaut worden; allerdings ist damit keine Frühdiagnose möglich /6/.

Alle Untersuchungen werden in Speziallaboratorien durchgeführt (Bernhardt-Nocht-Institut, Hamburg; Virologisches Institut, Univ. Marburg.

Literatur

1. Moghadam SRJ, Omidi N, Bayrami S, Moghadam SJ. Alinaghi S. Ebola virus disease: a review of literature. Asian Pacific J Trop Biomed 2015; 5: 260–7.

2. Baize S, Leroy EM, Georges-Courbot MC, Capron M, Lansoud-Soukate J, Debre P, et al. Defective humoral immune responses and extensive intravascular apoptosis are associated with fatal outcome in Ebola infected patients. Nature Medicine 1999; 5: 423–6.

3. Feldmann H, Geisbert TW. Ebola haemorrhagic fever. Lancet 2011; 377: 849–62.

4. Baize S, Pannetier D, Oestereich L, Rieger T, Koivogui L, Magassouba NF, et al. Emergence of Zaire Ebola virus disease in Guinea. N Engl J Med 2014, 371 (5): 1418–25.

5. Slenczka W, Klenk D. Forty years of Marburg virus. J Infect Dis 2007; 196: 131–5.

6. Natesan M, Jensen SM, Keasay SL, Kamata T, Kuehne Al, Stonier SW, et al. Human survivors of disease outbreaks caused by Ebola or Marburg viruses exhibit cross-reactive and long -lived antibody responses. Clin Vaccine Immunol 2016; pii: CVI.00107-16.

43.21 Flaviviren/Zikavirus

Familie: Flaviviridae.

Genus: Flavivirus mit über 50 Spezies.

Virusstruktur: Es handelt sich um Viren mit einem positiv-strängigen RNA-Genom, verpackt in einem vom Ikosaeder abgeleiteten Kapsid, das von einer glykoproteinhaltigen Lipid-Außenhülle umgeben ist. Der Durchmesser beträgt 40–60 nm. Zu den Flaviviren gehören Gelbfieber-Virus, Dengue-Virus, FSME-Virus, West-Nile-Virus, Looping ill-Virus, Japanisches Enzephalitisvirus, Zika virus und viele andere Viren, die von Arthropoden übertragen werden /1/.

Das Zikavirus wird von der Mücke Aedes mosquito übertragen und von Mensch zu Mensch potentiell über Bluttransfusion, perinatal und durch sexuelle Kontakte witerverbreitet /2/. Neugeborene mit Mikrozephalus, bedingt durch die Zikavirus Übertragung von der Mutter auf das Kind, wurden beschrieben /3/.

Literatur

1. Solomon T. Flavivirus encephalitis. N Engl J Med 2004; 351: 370–8.

2. Rabaan AA, Bazzi Am, Al-Ahmed SH, Al-Ghaith Mg, Al-Tawfiq JA. Overview of Zika infection, epidemiology, transmission and control measures. J Infect Public Health 2016; DOI: 10-.1016/j. jiph.2016.05.007

3. Schuler-Faccini L, Ribeiro EM, Feitosa IM, Horovitz DD, Calvalcanti DP, Possa A, et al. Possible association between Zika virus infection and microcephaly. MMWR Morb Mortal Wkly rep 2016; 65: 59–62.

43.22 Frühsommermeningoenzephalitis-Virus (FSME-Virus)

Familie: Flaviviridae.

Genus: Flavivirus.

Spezies (Gruppe): Tick-borne encephalitis virus (TBE).

Virustruktur: Siehe Beitrag 43.21 – Flaviviren.

43.22.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Das FSME-Virus hat sein Reservoir im Nagetierreich. Das Virus wird von Zecken (Ixodes ricinus; Holzbock) aufgenommen und transovariell weitergegeben. Die Zecken haben hauptsächlich im Frühsommer ihre Generationszeit. Eine zweite kleinere läuft im Spätsommer ab. Durch Zeckenbiss kann das Virus auf den Menschen übertragen werden. Virushaltige Zecken gibt es in weiten Bereichen Süd- und Mitteldeutschlands. Der Erreger ist außerhalb Mitteleuropas in zahlreichen Varianten, vorwiegend in Osteuropa, verbreitet (Tick borne encephalitis virus far east, TBE-FE, Russisches FSME-Virus) /1/. Nach dem Zeckenbiss kann das Virus während einer Inkubationszeit von 7–14 Tagen über eine erste Virämie in den Rachenring gelangen und sich in einem prodromalen grippalen Infekt manifestieren. Über eine zweite Virämie gelangt es zum ZNS, wo es selten bei Kindern, relativ häufig bei Erwachsenen (20–30 %) zu einer Meningitis mit und ohne Enzephalitis kommt /2/. Die Prognose ist bei strenger Bettruhe gut. Restschäden sind selten. Für Jugendliche und Erwachsene wird die Impfung mit inaktiviertem Virus empfohlen (Dauer des Immunschutzes nach Dreifachimmunisierung entsprechend dem Tetanus-Schema: mindestens 5 Jahre). Die passive Immunisierung, die nur unmittelbar nach Zeckenbiss in Risikogebieten bei Erwachsenen angewandt werden sollte, ist aufgegeben.

Neben dem FSME-Virus kann die Holzbockzecke auch Borrelia burgdorferi übertragen. Borrelienhaltige Zecken sind in ganz Deutschland endemisch. Daneben überträgt die Schafzecke (Ixodes marginatus) Coxiella burnetii, den Erreger des Q-Fiebers. Diese Zecke inokuliert den Erreger nicht mit dem Speichel während des Bisses, sondern scheidet ihn mit dem Kot aus (Infektion durch Staubinhalation).

43.22.2 Virusnachweis

Die Virusisolierung in Zellkulturen aus einem Abstrich des Rachens, aus Blut oder Liquor ist 1–3 Wochen nach dem Zeckenbiss möglich, aber nicht üblich. Die Untersuchung dauert einige Tage, der Erregernachweis mit der PCR nur Stunden.

43.22.3 Virusserologie

Die preisgünstige Untersuchungsmethode der Wahl ist der Antikörpertest. Jeder positive Befund ist auffällig, weil selbst in Endemiegebieten oder bei Waldarbeitern die Durchseuchung nur wenige Prozent beträgt. Mit Ablauf der Inkubationszeit von ca. 3 Wochen können im HHT, im IgM-ELISA, kurz darauf auch im IgG-ELISA Antikörper gegen das Virus im Blut und etwas später auch im Liquor nachgewiesen werden. Cave: Kreuzreaktionen zu anderen Spezies des Genus Flavivirus, besonders zur Überprüfung des Immunstatus /3/.

Literatur

1. Mickiene A, Laiskonis A, Günther G, Vene S, Lundkvist A, Lindquist L. Tickborne encephalitis in an area of high endemicity in Lithunia: disease severity and long-term prognosis. Clin Infect Dis 2002; 35: 650–8.

2. Schmolck H. Neurologic, neurophysiologic, and electroencephalographic findings after European tick-borne encephalitis. J Child Neurol 2005; 20: 500–8.

3. Allwinn R, Doerr HW, Emmerich P, Schmitz H, Preisser W. Cross-reactivity in flavivirus serology: new implications of an old finding? Med Microbiol Immunol 2002; 190: 199–202.

43.23 Gelbfieber-Virus

Familie: Flaviviridae.

Genus: Flavivirus.

Spezies: Gelbfiebervirus mit neun Genotypen.

Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.21 – Flaviviren.

43.23.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Das Gelbfiebervirus ist der Prototyp des Genus Flavivirus und hat dem Genus den Namen gegeben (lateinisch flavus; gelb). Die Infektion ist in den Tropen und den angrenzenden Gebieten Afrikas, Mittel- und Südamerikas, nicht aber in Asien, verbreitet.

Es gibt zwei Übertragungszyklen /1/, einen silvatischen und einen urbanen. Bei ersterem zirkuliert das Virus im Dschungel zwischen Primaten und Moskito-Spezies der Genera Haemagogus und Aedes. Dringt der Mensch in diesen Lebensraum ein, kann auch er als Primat an diesem Übertragungszyklus teilnehmen und das Virus über die Vektoren an andere Menschen weitergeben. Beim urbanen Zyklus zirkuliert das Virus zwischen weitgehend an die menschliche Umgebung angepassten Steckmücken und virämischen Menschen. Die großen Gelbfieber-Epidemien finden in der Regel im Rahmen des urbanen Zyklus statt.

Das Virus befällt nach einer ersten Vermehrung in den regionalen Lymphknoten per Virämie die Leber, aber auch Niere, Milz, Herz- und Skelettmuskel, Knochenmark und Gehirn. Die schwere Erkrankung geht mit einer tiefgreifenden Gerinnungsstörung einher. Das Krankheitsspektrum ist variabel und reicht von inapparent (Fieber und Kopfschmerzen ≤ 48 h) bis sehr schwer. Nach einer Inkubationszeit von 3–6 Tagen beginnt die Erkrankung, meist ohne Prodromi, mit hohem Fieber bis 40 °C, Schüttelfrost, starken Kopfschmerzen, Übelkeit, Erbrechen und einer Injektion der Skleren. Der zunächst schnelle Puls sinkt auf für das Fieber zu niedrige Werte. Die milden Fälle enden in diesem Stadium nach 1–3 Tagen. In den schwereren Fällen kommt es zu einem Nachlassen des Fiebers nach 2–5 Tagen, einer Remission von Stunden bis wenigen Tagen; das Fieber steigt dann aber wieder an. Es kommt zum Ikterus, einer sehr starken Albuminurie und Hämatemesis. Nierenversagen ist möglich, häufig sind Petechien und Schleimhautblutungen.

43.23.2 Virusnachweis

In der ersten Krankheitsphase wird die Diagnose nur durch Nukleinsäureamplifikation (PCR in Speziallaboratorien) oder Direkthybridisierung gesichert oder ausgeschlossen. Virusisolierung in Zellkultur darf nur in einem Hochsicherheitslabor erfolgen. Die nur noch selten eingesetzte Elektronenmikroskopie kann in der akuten hoch virämischen Phase mit einigem Erfolg eingesetzt werden, unterscheidet aber nicht zwischen den Mitgliedern der Flavivirus-Gruppe /2/.

43.23.3 Virusserologie

Antikörper werden erst in der zweiten Krankheitsphase gebildet und sind dann am günstigsten mit EIA oder IFT nachweisbar. Mittels Neutralisationstest lassen sich spezielle Fragestellungen bearbeiten. Cave: Kreuzreaktionen zu anderen Flaviviren, insbesondere bei der Überprüfung des Immunstatus /3/.

Literatur

1. Barnett ED. Yellow fever: epidemiology and prevention. Clin Infect Dis 2007; 44: 850–6.

2. Bae HG, Nitsche A, Teichmann A, Biel SS, Niedrig M. Detection of yellow fever virus: a comparison of quantitative real-time PCR and plaque assay. J Virol Methods 2003; 110: 185–91.

3. Vasquez S, Valdes O, Pupo M, et al. MAC-ELISA and ELISA-inhibition methods for detection of antibodies after yellow fever vaccination. J Virol Methods 2003; 110: 179–84.

43.24 Hantaviren

Familie: Bunyaviridae.

Genus: Hantavirus.

Spezies und Typen: Assoziiert mit hämorrhagischer Nephritis sind die Typen Hantaan, Seoul, Dobrava (Belgrad, Krim), Puumala. Assoziiert mit akutem nicht kardiogenem Lungenödem (Hantavirus pulmonary syndrome, HPS) sind: Sin Nombre, Black Creek Canal, Bayou, New York-1, Prospect Hill.

Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.10 – Bunyaviridae.

43.24.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Die Hantaviren sind weltweit in zahlreichen Typen verbreitet. Der Name leitet sich vom Hantaan-Fluss in Korea her, wo US-Soldaten während des Koreakrieges zu Tausenden an einer infektiösen hämorrhagischen Nephritis erkrankten. Ähnliche Krankheitsbilder werden in anderen Teilen der Welt durch andere Virustypen verursacht. 1993 wurde im Südwesten der USA eine andere Krankheitsmanifestation, eine schwere Lungenentzündung, mit einer Infektion durch Hantaviren vom Typ Sin Nombre in Verbindung gebracht (Hantavirus pulmonary syndrome).

Hantaviren verursachen persistierende Infektionen bei verschiedenen Nagetieren /1/. Sie werden über Urin, Kot und Speichel der Nager ausgeschieden. Der Mensch infiziert sich durch Inhalation kontaminierter Aerosole. Die Inkubationszeit wird mit 2–3 Wochen angegeben. Die häufigste Erkrankung im Fernen Osten und Korea sind das hämorrhagische Fieber und das epidemische hämorrhagische Fieber. Sie sind charakterisiert durch Muskelschmerzen, hämorrhagische Manifestationen und Proteinurie; Komplikationen, die zum Tode führen können, sind Schock und Nierenversagen /2/. In Europa ist die Erkrankung weniger schwer, es treten keine hämorrhagische Manifestationen auf.

43.24.2 Virusnachweis

Die Labordiagnostik erfolgt serologisch mittels Antikörpertest im indirekten IFT oder ELISA. In Mitteleuropa sollen die beiden Typen Seoul und Puumala als Antigenquelle eingesetzt werden. Neuerdings wurde auch Dobrava in Deutschland nachgewiesen. Die Antigene erfassen die Antikörper nur zum Teil kreuzreagierend. Wegen der niedrigen Durchseuchung der Population ist der positive Einzeltest auffällig. Er sollte durch eine Expositionsanamnese und eine Bestätigungstestung in einem zweiten Testsystem abgesichert werden, bei Verdacht auf akute Infektion in einem IgM-Test. Virusisolierung bzw. PCR aus Blut oder Urin versprechen nur in der frühen akuten Phase Erfolg.

43.24.3 Virusserolgie

Der serologische Nachweis erfolgt durch ein Antikörper-Screening mittels IFT oder einem ELISA. In Zentraleuropa sollten die Typen Seoul und Pumula als Antigene verwendet werden. In Deutschland wurde auch der Typ Dobrava diagnostiziert. Die Antigene erkennen die Antikörper nur teilweise, und zwar durch Kreuzreaktivität. Aufgrund der niedigen Rate an Infektionen in der Bevölkerung muss ein einzelner positiver Test mit Argwohn betrachtet werden. Jeder positive Test sollte bestätigt werden durch eine gründliche Anamnese (wo Erreger erworben?) und einen Bestätigungstest. Bei einer akuten Infektion sollte auch auf IgM-Antikörper getestet werden /3/.

Literatur

1. Bi Z, Formenty PBH, Roth CE. Hantavirus infection: a new global update. J Infect Developing countries 2008; 2: 3–23.

2. Public Health Laboratory Service Communicable Disease Surveillance Center. Haemorrhagic fever with renal syndrome: Hantaan virus infection. BMJ 1985; 290: 1410–11.

3. Machado AM, de Figureido GG, dos Santos Jr. GS, Figueiredo LTM. Laboratory diagnosis of human hantavirus infection: novel insights and future potential. Future Virology 2009; 4: 383–9.

43.25 Hepatitis A-Virus (HAV)

Familie: Picornaviridae.

Genus: Hepatovirus.

Spezies: Hepatitis A-Virus mit 6 Genotypen (aber nur 1 Serotyp).

Virusstruktur: Nicht umhüllt, ikosaedrisch, Durchmesser etwa 27 nm, Positivstrang-RNA.

43.25.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

HAV ist der Erreger der klassischen, infektiösen Gelbsucht.

Das Virus ist weltweit verbreitet. In Regionen mit schlechtem Hygienestandard ist es endemisch. In den westlichen Industrieländern ist die Erkrankung und die natürlich erworbene Immunität selten geworden; die Infektion wird meist auf Fernreisen erworben. Zumeist besteht ein faeco-oraler Transmissionsmodus /1/.

Das Virus wird im Stuhl von Infizierten ausgeschieden. Die Verbreitung erfolgt durch Schmierinfektion bei schlechter Hygiene des Trägers, über kontaminiertes Trinkwasser und kontaminierte, nicht ausreichend erhitzte Nahrungsmittel. Muscheln können HAV aus dem Meerwasser stark anreichern. Nosokomiale Infektionen sind möglich. Parenterale Infektionen durch Bluttransfusion sind wegen der gegenüber HBV und HCV kurzen Virämie sehr selten. Nicht umhüllte Erreger lassen sich aber in Plasmaprodukten sehr viel schlechter inaktivieren als umhüllte. Parenterale Übertragungen werden auch bei i.v.-Drogenabhängigen beobachtet. Erhöhte Seroprävalenzen bestehen bei Personen mit oro-analen Sexualkontakten. Die Inkubationszeit beträgt 15–50 Tage, im Mittel 30 Tage.

In den Entwicklungsländern erfolgt die Infektion bei Kleinkindern meist ohne Symptome, auch bei 25 % der Erwachsenen kann die Infektion symptomlos verlaufen /2/. Prodromi sind Fieber, Erbrechen, Unwohlsein mit oft schwerer Abgeschlagenheit, Myalgien und Diarrhoe. Wenige Tage nach Beginn der Prodromi zeigen sich die Zeichen der Leberentzündung mit Aminotransferasen-Erhöhung, dunklem Urin und hellem (entfärbtem) Stuhl sowie ein Ikterus, der am besten in den Skleren zu erkennen ist (Cave: Bräunungsmittel).

Allgemein nimmt die Schwere des klinischen Verlaufs mit dem Alter zu, insbesondere nach Ausreifung des Immunsystemes in der Kindheit, da unspezifische und spezifische Immunreaktionen die Leberzellen schädigen (Immunpathogenese). Ob der Alterungsprozess, Schäden der Leber oder im Laufe des Lebens erworbene Begleiterkrankungen, z.B. eine chronische HCV- oder HBV-Infektion, für den steigenden Manifestationsindex ursächlich sind, ist nicht geklärt.

Abgesehen von seltenen Fällen eines akut-fulminanten, letalen Infektionsverlaufes bei vorbestehender chronischer Hepatitis B oder C, heilt die Erkrankung gewöhnlich innerhalb von 2–4 Wochen aus. Protrahierte Verläufe über mehrere Monate sind beschrieben, chronische Infektionen sind aber nicht bekannt. Die Infektion hinterlässt lebenslange Immunität.

43.25.2 Virusnachweis

HAV-Antigen

Dieses wird vor Beginn der klinischen Symptomatik in relativ großen Mengen im Stuhl ausgeschieden. Mit Ausbruch der klinischen oder subklinischen Erkrankung wird der Nachweis schnell negativ. Der Test ist weitgehend durch den empfindlicheren RNA-Nachweis ersetzt worden.

Genomnachweis

HAV-RNA kann bei der akuten Infektion in Stuhl oder Serum mittels Nukleinsäureamplifikationstest (NAT), bevorzugt einer Polymerase-Kettenreaktion nach reverser Transkription (RT-PCR), nachgewiesen werden. Ein negativer Test schließt aber die akute Infektion nicht sicher aus. Der HAV-RNA-Nachweis im Stuhl kann wegen der hohen Sensitivität der kommerziell erhältlichen Testsystem wochenlang positiv ausfallen, wobei die Infektiosität im normalen Alltag fraglich ist. Neuerdings wird daher wieder der Antigentest eingesetzt /3/.

43.25.3 Virusserologie

Anti-HAV (gesamt)

Mit Immunassays auf Anti-HAV werden sowohl IgM- als auch IgG-Antikörper nachgewiesen (Abb. 43.25-1 – Verlauf einer akuten Hepatitis A). Sofern der Infizierte in der Lage ist, Antikörper zu bilden, wird der Test sehr kurz vor oder mit Beginn der klinischen oder subklinischen Erkrankung positiv. Er bleibt dies meist lebenslang. Die Serokonversion ist auch nach einer Hepatitis-A-Impfung zu erwarten. Passiv kann Anti-HAV beim Kleinkind von der Mutter erworben sein, später auch durch IgG-haltige Blutprodukte, insbesondere Immunglobulinpräparate. Der Nachweis von (IgG-)anti-HAV zeigt Immunschutz an.

Anti-HAV-IgM

Diese Antikörper sind nach der akuten Infektion für einige Wochen bis Monate nachweisbar. Insbesondere Infektionen im Erwachsenenalter können protrahiert verlaufen und dann längere Zeit Anti-HAV-IgM-positiv bleiben.

43.25.3.1 Diagnostische Vorgehensweise

Ein positiver Anti-HAV-Test ohne Vorliegen einer klinischen oder subklinischen Hepatitis-Symptomatik beweist HAV-Immunität durch frühere Infektion oder Impfung und damit Schutz vor Neuinfektion.
Besteht eine Hepatitis-Symptomatik, muss bei positivem Anti-HAV-Test zusätzlich ein Anti-HAV-IgM-Test durchgeführt werden, dessen positiver Ausfall für eine akute oder relativ kurz zurückliegende HAV-Infektion spricht. Es sei darauf hingewiesen, dass ein solches Ergebnis nicht zwingend eine bestehende Leberpathologie erklärt, da eine blande HAV-Infektion mit Leberschäden anderer Ursache kombiniert sein kann. Diese kann nur durch zusätzliche Laboruntersuchungen und evtl. eine bioptische Gewebsuntersuchung abgeklärt werden.
Ein isoliert positiver Ausfall des Anti-HAV-IgM-Tests bei negativem Anti-HAV-Test sollte durch eine Verlaufskontrolle überprüft werden.

Soll im Rahmen der Umgebungsuntersuchung einer HAV-infizierten Person die Infektion von Kontaktpersonen zu einem frühen Zeitpunkt erkannt werden, bietet sich der RNA-Nachweis in Stuhl oder Serum oder der Antigentest im Stuhl an.

Die Sicherheit von Plasma für die Produktion von Plasmaderivaten wird mit einem empfindlichen HAV-RNA-Nachweis in Pools von Spenderplasmen gewährleistet.

Literatur

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3. Birkenmeyer LG, Mushahwar IK. Detection of hepatitis A, B and D virus by polymerase chain rection. J Virol Methods 1994; 49: 101–12.

43.26 Hepatitis B-Virus (HBV)

Familie: Hepadnaviridae.

Genus: Orthohepadnavirus.

Spezies: (Humanes) Hepatitis-B-Virus mit neun Genotypen (A–I).

Virusstruktur: Das 42 nm Virus ist von einer Hülle umgeben. Sie ist außerhalb eines 30 nm Nukleokapsids gelegen, das eine 3,2 kb DNA umschließt. Das Negativstrang HBV-DNA-Genom wird durch eine reverse Transcription aus einer 3,5 kb prägenomischen RNA (pg RNA) gebildet, nach dem Zusammenpacken der pg RNA und der HBV-Polymerase in dem ein Ikosaeder bildenden Nukleokapsid.

43.26.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

HBV ist der Erreger der klassischen, durch Blut übertragenen Hepatitis B (Serumhepatitis). Erst später erkannte man den Intimkontakt und die perinatale Infektion als Hauptübertragungsweg. Das hepatotrope DNA-Virus kann sich zu einer hohen Konzentration replizieren und kann eine nur geringe oder eine schwere Krankheitsaktivität bewirken. Bei Erwachsenen verursacht des Hepatitis B-Virus (HBV) eine selbst-limitierte Erkrankung, wobei die virale Kontrolle des Virus durch das adaptive Immunsystem erfolgt.

Prävalenz

Gebiete mit niedriger Prävalenz und Inzidenz der HBV-Infektion sind Mittel- und Nordeuropa und Nordamerika. In Deutschland haben 5–8 % der Bevölkerung Zeichen einer durchgemachten HBV-Infektion (Kinder weniger, Alte mehr), 0,4–0,7 % sind chronische Träger des HBsAg. Eine höhere Verbreitung findet sich im südlichen und östlichen Europa, in Großbritannien und Skandinavien ist die Prävalenz geringer /1/.

Zwischen den verschiedenen ethnischen Gruppen ist die Durchseuchung in der gleichen Region unterschiedlich. Entscheidend ist die Herkunft der Eltern. Gebiete mit ausgesprochen hoher Verbreitung der HBV-Infektion sind Afrika südlich der Sahara, Südost- und Ostasien und Ozeanien, in denen die Mehrzahl der Erwachsenen bereits mit dem Virus in Kontakt gekommen ist und der Anteil chronisch HBV-infizierter und infektiöser Träger bis zu 10 % der Bevölkerung ausmacht.

Geno(sub)typen

HBV kommt in 9 Genotypen (A–I) und zahlreichen Genosubtypen mit typischer geographischer Verteilung vor. Genosubtyp A2 herrscht in Mittel- und Nordeuropa sowie den USA vor. Auch Genosubtyp D2 ist in Deutschland und im Nahen Osten sowie Nordafrika häufig /2/.

Übertragung

In den Ländern mit hoher Durchseuchung erfolgt die Übertragung meist perinatal oder im Kindesalter; dieser Übertragungsweg wird durch die perinatale Simultanimpfung in vielen Ländern zurück gedrängt.

Je nach Hintergrundprävalenz und Hygieneverhalten sind Übertragungen im medizinischen Bereich häufig bis selten; sie sind auch in Deutschland keineswegs verschwunden. Übertragungen durch HBV-getestetes Transfusionsblut sind in Deutschland sehr selten geworden. Trotz der Testung der Blutspender auf HBsAg, anti-HBc und meistens auch HBV-DNA, ist das Restrisiko einer infektiösen Spende mit 1 : 277.000 dennoch 15- bis 35-mal höher als für HCV oder HIV. Bei einem entsprechenden Verdacht muss, wenn kein HBV-infizierter Spender nachweisbar wird, auch eine im medizinischen Bereich erworbene Infektion erwogen und nach einer anderen Infektionsquelle gefahndet werden. Am häufigsten dürfte die HBV-Infektion in Deutschland sexuell übertragen werden. Die Inkubationszeit beträgt 40–200 (durchschnittlich 120) Tage.

Pathogenität

HBV selbst ist nicht zytopathogen. Die Hepatitis wird durch eine zytotoxische Immunantwort ausgelöst (Immunpathogenese). Im Unterschied zur Hepatitis A-Infektion kannn die Hepatitis B-Infektion einen persistierenden Verlauf nehmen. Mit Ausreifung des Immunsystemes steigt der Manifestationsindex postnatal an, während die Infektionspersistenz abnimmt /3/. Bei Immuntoleranz gegen HBV bzw. starker Immunsuppression fehlt eine klinische Symptomatik; die Persistenzrate nimmt dagegen zu.

Immunsuppression

Bei schwerer Immunsuppression, z.B. im Rahmen einer Neoplasie oder einer Transplantation, kann sich das Virus wieder vermehren. Die Beendigung einer immunsuppressiven oder zytostatischen Therapie kann bei Patienten mit reaktivierter HBV-Infektion zur fulminanten Hepatitis führen.

HBV-Impfung

Die Impfung erfolgt mit gentechnisch hergestelltem HBsAg. Das verabreichte HBsAg wird für einige Tage im Blut nachweisbar und kann so eine HBV-Infektion vortäuschen. Aus diesem Grund werden Personen nach HBV-Impfung derzeit für eine Woche von der Blutspende zurückgestellt /7/.

Perinatale Infektion

Bei Infektion durch die HBV-positive Mutter verläuft die Infektion fast immer chronisch, ebenso bei immundefizienten Personen. Andererseits verläuft die Infektion der Kleinkinder (mit noch unausgereiftem zellulären Immunsystem) meist subklinisch.

Infektion bei älteren Kindern und Erwachsenen

Mit zunehmendem Lebensalter überwiegt der akute, transiente Verlauf unter Ausbildung einer mehr oder weniger deutlichen Leberzellschädigung, die (bei leichtem Verlauf) oft unbemerkt bleibt. In der Prodromalphase ist Fieber seltener als bei der HAV-Infektion; typisch sind Arthralgien, grippeähnliche Beschwerden und gastrointestinale Störungen. Die Hepatitis B-Symptomatik ist von der HAV-Infektion klinisch nicht zu unterscheiden. Auch bei serologischer Ausheilung verbleibt das Virus meistens persistent in der Leber. Die chronische HBV-Infektion führt häufig (ca. 20 %) zu Leberzirrhose und Leberkrebs, bleibt aber zunächst meistens symptomarm. Die akute Hepatitis B kann nur aufgrund klinischer Befunde und Symptome, dem Ultraschall, der Pathologie und Laboruntersuchungen der hepatischen Zellschädigung erfolgen.

43.26.2 Akute Hepatitis B-Infektion

43.26.2.1 Standardinterpretationen von Laborbefunden /4/

Bei bestehender klinischer Hepatitis-Symptomatik und Fehlen von Anti-HBc ist, die grundsätzliche Fähigkeit des Patienten zur Antikörperbildung vorausgesetzt, die Hepatitis nicht auf eine HBV-Infektion zurückzuführen, da die Erkrankung im Wesentlichen immunpathogenetisch verursacht wird.
Bei bestehender Hepatitis-Symptomatik und positivem Anti-HBc-Test beweist HBsAg die aktive Infektion. Das Vorliegen einer akuten (frischen) Infektion wird durch den (deutlich positiven) Nachweis von Anti-HBc-IgM nahegelegt.
Eine Akutsymptomatik bei Nachweis von HBsAg und Anti-HBc reicht nicht aus, um eine akute Hepatitis B anzunehmen, da eine chronische Infektion auch akut exazerbieren kann oder eine Hepatitis durch andere, zusätzliche hepatische Noxen verursacht sein kann.
Jeder Patient mit einer neu entdeckten akuten oder chronischen HBV-Infektion sollte wenigstens einmal und danach anlässlich von Exazerbationen bei chronischer Infektion auf HDV-RNA untersucht werden.
Eine Hepatitis-Symptomatik ist bei Nachweis von Anti-HBs und Anti-HBc nur selten auf eine HBV-Infektion zurückzuführen (Abklärung durch HBV DNA Nachweis nach Ausschluss anderer Ursachen).

43.26.2.2 Diagnostisches Vorgehen

Eine akute HBV-Infektion ist gesichert bei Nachweis der Serokonversion für HBsAg und Anti-HBc (Tab. 43.26-1 – Diagnostische Interpretation serologischer Marker bei Verdacht auf akute HBV-Infektion).

43.26.3 Chronische Hepatitis B Virus (HBV) Infektion

Eine chronische HBV-Infektion liegt vor, wenn nach akuter HBV-Infektion das Virus innerhalb von 6 Monaten nicht eliminiert wird.

Die serologischen Marker (Nachweis mit ELISA) oder genomischen Marker (Nachweis mit PCR) erlauben nur Aussagen zur HBV-Infektion (Abb. 43.26-1 – Verläufe verschiedener HBV-Infektionsformen); die Erkrankung, akute oder chronische Hepatitis B, kann, muss aber nicht zwingend aus der Infektion folgen, sondern kann durch andere Faktoren (mit)bedingt sein.

Entsprechend der Immunpathogenese der HBV-Infektion entwickelt sich die Leberschädigung vor allem bei immunsupprimierten Personen nur langsam, aber fortschreitend.

Die Hepatitis B-Erkrankung kann nur durch entsprechende Klinik, Ultraschall, Elastographie, Histopathologie oder klinisch-chemische Labormarker der Leberzellschädigung einwandfrei festgestellt und beurteilt werden /4/.

43.26.4 Labordiagnostik

43.26.4.1 Hepatitis B-Antigen (HBsAg)

HBsAg ist ein Bestandteil der Virushülle. Zusätzlich werden aus HBsAg die 20 nm-Partikel und die Filamente in starkem Überschuss gegenüber den eigentlichen, infektiösen Viren gebildet. Dadurch wird der HBsAg-Test sehr empfindlich /5/. Der Nachweis von HBsAg spricht immer für eine bestehende akute oder chronische HBV-Infektion und potentielle Infektiosität. HBsAg wird 1–6 Monate nach dem Infektionsereignis und mehrere Wochen vor Beginn der klinischen oder subklinischen Erkrankung nachweisbar. Einen noch früheren Nachweis erlaubt die Bestimmung der HBV DNA. Mit Ausheilen der Infektion verschwindet HBsAg wieder. Definitionsgemäß spricht der Nachweis von HBsAg über mehr als 6 Monate für eine chronische HBV-Infektion. Die HBsAg-Tests sind aber so empfindlich, dass auch bei ausheilender Infektion ein HBsAg-Nachweis über 7 oder 8 Monate möglich ist.

Die kommerziell erhältlichen HBsAg-Tests zeichnen sich durch eine gute Empfindlichkeit aus (unter 0,1 ng/ml; 1 ng entspricht ca. 1,3 IU) aus. Da andererseits im Serum sehr hohe HBsAg-Konzentrationen bis 1.000 µg/ml möglich sind, kann ein stark HBsAg-positives Serum bei unsachgemäßer Handhabung zahlreiche andere Seren einer Untersuchungsserie kontaminieren/8/. Der isolierte Nachweis von HBsAg ist der erste serologische Marker der HBV-Infektion. Insbesondere schwach-positive Tests (weniger als maximal positiv) sind häufig falsch-positiv. Vom Hersteller wird bei einem positiven HBsAg-Testergebnis gewöhnlich eine Bestätigung der Spezifität durch Neutralisation gefordert. Diese ist bei stark-positiven HBsAg-Tests in der Regel nicht erforderlich und bei schwach-positiven Tests in ihrer Aussagekraft problematisch, so dass zunächst nach anderen serologischen Markern wie Anti-HBc und HBeAg gesucht werden sollte. Verbleiben Zweifel, ist eine empfindliche qualitative HBV DNA-Bestimmung anzufordern. Bei isoliertem HBsAg ist der Verlauf nach 4 und gegebenenfalls 8 Wochen zu kontrollieren. Divergierende HBsAg-Resultate in verschiedenen Testkits werden mitunter bei Escape-Mutanten gefunden, die nur durch den HBV DNA-Test sicher erkannt werden.

Die quantitative HBsAg-Bestimmung gewinnt zunehmend an Bedeutung, da die HBsAg-Menge im Serum bei chronischer Infektion ein indirektes Maß für die Menge intrahepatischer HBV DNA ist, und zwar auch dann, wenn die HBV-Replikation durch Therapie unterdrückt ist. Eine Abnahme der HBsAg-Menge kündigt eine bleibende Ausheilung, speziell bei Interferontherapie, an. Da die Menge des HBsAg meist viel höher ist als der Messbereich der Immunassays muss meist eine geeignete Verdünnung z.B. 1 : 400 getestet werden.

43.26.4.2 Anti-HBs

Vor dem Auftreten von Anti-HBs gibt es meist eine Pause von einigen Tagen bis Wochen, in denen mit vielen Tests weder der eine noch der andere Marker nachweisbar ist /6/. Da sie als Immunkomplexe vorliegen, werden in dieser Zeit mit anderen Tests beide Marker in sehr niedrigem Titer nachgewiesen. Das Auftreten von Anti-HBs mit Titern über ca. 100 IU/l spricht für eine erfolgreiche Immunkontrolle des Virus. Wenn der Patient nicht später noch einmal immunsupprimiert wird, ist die Infektion überstanden und Neuinfektionen sehr unwahrscheinlich. Im Gegensatz zu früher geht man aber davon aus, dass das Virus auch bei Vorliegen von anti-HBs nicht völlig eliminiert ist. Bei längerfristiger HBsAg und anti-HBs Koexistenz kann es zur Ablagerung von Immunkomplexen in kapillarreichen Organen kommen mit der Folge von Entzündungsreaktionen durch Komplementaktivierung, z.B. einer Nephritis oder eines Erythema nodosum.

43.26.4.3 HBcAg- und Anti-HBc-Tests

HBcAg ist ohne Vorbehandlung des Blutes bzw. Serums in keiner Phase der Infektion nachweisbar. Anti-HBc tritt mit Beginn des Aminotransferaseanstiegs (meist mehrere Wochen nach HBsAg) in Erscheinung und verbleibt danach sehr lange, oft lebenslang positiv. Bei chronischen Infektionen ist Anti-HBc zusammen mit HBsAg, bei serologisch ausgeheilten Infektionen zusammen mit Anti-HBs nachweisbar. Nach Verschwinden von HBsAg und vor Auftreten von Anti-HBs ist es, abgesehen von dem nicht immer untersuchten anti-HBe, der einzige Marker der HBV-Infektion. Ein solches Ergebnis kann durch den ebenfalls positiven Ausfall des anti-HBe-Ergebnisses abgesichert werden. Sehr lange nach einer HBV-Infektion kann entweder anti-HBs oder anti-HBc zuerst verschwinden, so dass ein isoliert schwach-positiver anti-HBc-Test auch Ausdruck einer sehr lange zurückliegenden HBV-Infektion sein kann /9/.

Ein isoliert stark-positives Anti-HBc kann jedoch auch Ausdruck einer chronischen HBV-Infektion sein, und zwar dann, wenn so wenig HBsAg exprimiert wird, dass es auch mit sehr empfindlichen HBsAg-Tests nicht gefunden wird (Low level carrier) oder wenn es strukturell so verändert ist, dass es nicht an die im jeweiligen Test verwendeten monoklonalen Antikörper bindet (Escape-Mutante). Eine weitere Möglichkeit besteht in der Interferenz durch HDV, bei der die HBsAg-Bildung zeitweise unterdrückt sein kann /4/.

Isoliert schwach-positive Anti-HBc-Befunde sind häufig unspezifisch reaktiv in dem Sinn, dass sie nur in einem oder wenigen der zahlreichen zugelassenen Tests auftreten, in den Tests anderer Hersteller hingegen nicht. Ihre Bedeutung bleibt unklar. Vor Immunsuppression sollte auch ein schwaches, nicht bestätigtes Anti-HBc Ausdruck einer möglichen okkulten HBV-Infektion sein. Ein solcher Befund sollte Anlass für ein HBV-Monitoring sein, da eine unbemerkte Reaktivierung zur Unterlassung der notwendigen antiviralen Therapie führen würde.

43.26.4.4 Anti-HBc-IgM Test

Diese Antikörper sind bei der aktiven HBV-Infektion mit deutlicher HBcAg-Produktion und Virusreplikation nachweisbar. Bei akuten Infektionen sind die Titer deutlich höher als bei chronischen. Die meisten kommerziell erhältlichen Anti-HBc-IgM-Tests sind so eingestellt, dass sie bei akuten Infektionen positiv werden, chronische oder frische inapparente Infektionen jedoch nicht anzeigen.

43.26.4.5 HBeAg und Anti-HBe Tests

HBeAg ist nicht essentiell für die Vermehrung, sondern ein Immunmodulator der zytotoxischen Reaktion gegen HBcAg. Anti-HBe zeigt den Zusammenbruch der HBeAg-induzierten Immuntoleranz gegen HBcAg an.

Die beiden Marker wurden früher gebraucht, um die hochinfektiöse HBeAg-positive von der meist geringer infektiösen anti-HBe-positiven HBV-Infektion zu unterscheiden. Da jedoch ein Teil der HBeAg-positiven HBV-Infektionen nicht mit erhöhten Viruskonzentrationen einhergeht und beim Auftreten bestimmter Mutanten die Anti-HBe-positive HBV-Infektion mit hohen Viruskonzentrationen einher gehen kann, ist die Unterscheidung zuverlässiger durch die HBV-DNA-Bestimmung möglich /10/. HBeAg-negative Mutanten sind, wenn sie sich zu hohen Titern vermehren, mit erhöhter Pathogenität verbunden.

HBeAg und Anti-HBe sind Ausdruck für eine unterschiedliche Kontrolle des Immunsystems über die Infektion. Daher ist eines der Ziele der antiviralen Therapie einer HBV-Infektion die Serokonversion von HBeAg nach Anti-HBe.

HBeAg spricht für die Spezifität eines isolierten HBsAg-Tests, anti-HBe für die Spezifität eines positiven Anti-HBc-Tests /4/.

43.26.4.6 HBV DNA

Die Präsenz von HBV DNA im Serum ist der Beweis einer aktiven Virusreplikation in der Leber. Einen Überblick zu den Assays zur Bestimmung von HBV-DNA gibt Lit /11/.Die Detektion nach Amplifikation von Zielsequenzen der DNA, meist durch die PCR, ist ein empfindlicher Nachweis einer HBV-Infektion. Bei möglicher Ansteckung, z.B. in der Umgebung von bekannt Infizierten oder bei Nadelstichverletzungen, ist es der früheste die Infektion anzeigende Test. Die Nachweisempfindlichkeit ist abhängig von verschiedenen Testparametern, insbesondere dem Probenvolumen, aus dem die DNA extrahiert wird, und sollte immer zusammen mit dem Testergebnis angegeben werden. Sie bedeutet, dass in 95 % der Untersuchungen eine Probe mit der entsprechenden DNA-Konzentration in diesem Test positiv wird. Während ein positives Ergebnis der Untersuchung die Anwesenheit von DNA beweist, kann ein negatives Ergebnis die Anwesenheit von DNA nie vollständig ausschließen, sondern nur feststellen, dass mit 95 % Wahrscheinlichkeit weniger DNA als die Nachweisgrenze vorhanden ist. Nachweisgrenzen unter 50 Virusgenomen/ml sind anzustreben.

Der Erfolg einer virostatischen Therapie geht mit einem Absinken der HBV-Konzentration um mehrere Zehnerpotenzen einher, die häufige Resistenzbildung mit einem Wiederanstieg. Bei einer Viruskonzentration < 10⁵/ml ist eine antivirale Therapie allgemein unnötig. Eine bleibende Heilung unter virostatischer Therapie ist nur bei völligem Verschwinden der HBV DNA anzunehmen (Viruskonzentration < 10/ml). Es gibt einen WHO-Standard, der die HBV-Konzentration in abstrakten IU/l misst, wobei 1 IU/l je nach Test 3 bis 7, meist 5 Genomen/ml entspricht. Obwohl inzwischen ein WHO-Standard für die Quantifizierung von HBV-DNA vorliegt, zeigen die verschiedenen Methoden der Quantifizierung im Ergebnis noch teils deutlich Unterschiede.

Durchgemachte HBV-Infektion

Die nach klassischem Verständnis durchgemachte HBV-Infektion mit bleibender Immunität und Schutz vor Reinfektion ist durch die Kombination von Anti-HBc und Anti-HBs gekennzeichnet /4/. Falsch-positive Befunde sind möglich durch Immunglobulingabe. Nach Impfung wird nur Anti-HBs, nicht aber Anti-HBc positiv.

Literatur

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12. Dusheiko G, Agarwal K, Maini MK. New approaches to chronic hepatitis B. N Engl J Med 2023; 388: 55–69.

43.27 Hepatitis C-Virus (HCV)

Familie: Flaviviridae.

Genus: Hepacivirus.

Spezies: Hepatitis C-Virus.

Virusstruktur: Umhülltes Virus mit Einzelstrang-RNA positiver Polarität.

43.27.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Vor der Identifizierung von HCV wurden Erkrankungen durch dieses Virus als Non-A, non-B-Hepatitis bezeichnet. Dieser Begriff ist heute obsolet.

Die WHO schätzt, dass weltweit 170 Millionen Menschen mit HCV infiziert sind. In Deutschland liegt die Durchseuchung bei 0,5 %. Die sehr hohe Prävalenz in einigen Ländern, in Ägypten (nach Schätzungen bis 30 %), wird auf parenterale Therapie- und Impfprogramme mit unsauberen Injektionen zurückgeführt /1/.

Es gibt 6 Genotypen und über 50 Subtypen (a–n), die für die Diagnostik und eine erfolgreiche Therapie von Bedeutung sein können. Die Genotypen sind regional unterschiedlich verbreitet. Weltweit verbreitet sind die Genotypen 1–3. In Deutschland herrscht Genotyp 1b vor. Hier erfolgte die Verbreitung der Infektion vermutlich in drei Wellen:

Durch mangelnde Hygiene bei parenteralen Injektionen und Eingriffen im medizinischen Bereich, beginnend schon vor dem 2. Weltkrieg.
Durch die Transfusion kontaminierter Blutprodukte und Plasmaderivate seit dem 2. Weltkrieg bis zum Beginn der spezifischen Testung.
Durch i.v.-Drogenkonsum unter gemeinsamer Benutzung von Injektionszubehör mit Infizierten.

Nosokomiale Infektionen kommen bei Lücken im Hygienebewusstsein, mangelnder Umsetzung bestehender Vorschriften und illegalen Praktiken immer noch vor. Infektionen durch Blutprodukte sind spätestens seit Einführung der PCR-Testung von Transfusionsblut in Deutschland extrem selten geworden, sodass man unbedingt auch nach nosokomialen Infektionen, insbesondere nach infizierten Trägern im entsprechenden medizinischen Bereich fahnden sollte.

Bei Risikogruppen für parenterale Infektionen ist die HCV-Infektion sehr häufig. Die sexuelle Übertragung ist im Gegensatz zu der von HBV selten. Es ist nicht ganz klar, ob nicht in einem Teil der vermeintlich sexuellen Infektionen auch andere, parenterale Ursachen der Übertragung eine wesentliche Rolle spielen.

Als Risiko weniger häufig, aber wegen der Möglichkeit von Kleinepidemien wichtig, sind die versteckten parenteralen Ursachen einer möglichen Übertragung: Tätowierung, Piercing, Akupunktur, Ohrlochstechen und die verschiedensten Formen invasiver alternativmedizinischer Behandlungen.

HCV-Infektionen treten sehr viel seltener klinisch in Erscheinung als HBV-Infektionen /2, 3/. Folglich ist die Abschätzung der Inkubationszeit schwierig; als Surrogat dient die Antikörperbildung, die je nach Test 6–8 Wochen nach Infektion nachweisbar wird: Wie bei HAV und HBV entwickelt sich eine Immunpathogenese, die allerdings vergleichsweise blande ausfällt, da die HCV-Infektion das Immunsystem durch verschiedene Mechanismen umgehen kann (Immune escape). Umgekehrt kommt es dadurch häufig zu einem persistenten Infektionsverlauf (> 80 %).

Verlauf /4/:

Die Symptome sind unspezifisch, z.B. chronische Müdigkeit bzw. schnelle Ermüdbarkeit.
Die essentielle Kryoglobulinämie vom Typ 2, einer der möglichen extrahepatischen Begleiterkrankungen der HCV-Infektion durch Immunkomplexe, äußert sich in Hautsymptomen, Purpura, Vaskulitis und Glomerulonephritis (häufiger als bei HBV)
Die Fibrosierung der Leber, die auch ohne eigentliche Leberentzündung (Hepatitis) möglich ist, führt nach Jahren bis Jahrzehnten zu Leberzirrhose und möglicherweise zu Leberkrebs.

43.27.2 Labordiagnostik

Die serologischen ELISA oder genomischen (PCR)Marker erlauben nur Aussagen zur HCV-Infektion; die Hepatitis C als Erkrankung folgt nicht zwingend aus der Infektion. Sie fehlt vor allem bei immunsupprimierten Personen. Die Erkrankung kann nur durch entsprechende Klinik, Histopathologie oder Labormarker der Leberzellschädigung festgestellt werden.

43.27.2.1 Anti-HCV

Die Suchtests auf Antikörper gegen HCV enthalten rekombinant hergestellte Antigengemische aus dem Core-Protein des HCV und verschiedenen Nichtstruktur-Proteinen, mit Bedeutung für die Replikation des Virus sind (Anti-NS3, Anti-NS4, Anti-NS5) /5/.

Auch bei Immunkompetenz des Patienten schließt ein negativer Anti-HCV-Test kurz nach Beginn einer Hepatitis-Symptomatik HCV als Ursache dieser Symptomatik keineswegs aus, da der Test in einem Teil der Fälle erst Tage oder seltener gar Wochen nach Beginn der klinischen Symptomatik oder erhöhter Aminotransferasen positiv wird. Im Gegensatz zur HBV-Infektion sind falsch-positive Testergebnisse durch Immunglobulingabe nicht möglich, da Plasmaderivate zur Anwendung am Menschen keine HCV-Antikörper enthalten dürfen.

43.27.2.2 Anti-HCV-Bestätigungstests

Wegen der sehr niedrigen Prävalenz der HCV-Infektion bei der Normalbevölkerung ist der positive Vorhersagewert eines positiven Suchtestergebnisses relativ gering, je nach Selektion zwischen 1–30 %. Nur ein kleiner Teil der Personen mit einem positiven Suchtestergebnis ist also wirklich HCV-infiziert, weshalb ein solches Suchtestergebnis vorsichtshalber nicht als positiv, sondern als reaktiv bezeichnet werden sollte.

Die Bestätigungstests sind Membranstreifen, auf die in unterschiedlichen Positionen die verschiedenen HCV-Antigene aufgetragen sind (Strip-Immunoassays, SIAs). Dadurch unterscheiden sie sich von echten Western Blots, bei denen die Antigengemische in einem Gel aufgetrennt und dann auf die Membran geblottet werden /6/. Zwei oder mehr positive Antigen-Antikörperreaktionen einer definierten Minimalstärke sind gewöhnlich vom Testhersteller für einen positiven Test gefordert. Auch bei den SIAs gibt es neben fraglichen gelegentlich falsch-positive oder gar falsch-negative Ergebnisse.

43.27.3 HCV-Antigentests

Die Tests haben eine hohe Empfindlichkeit. Mit ihnen lassen sich in Serumsammlungen von serokonvertierenden Patienten Infektionen deutlich früher nachweisen als mit alleiniger Antikörpertestung. Damit könnten sie z.B. bei der Patientenüberwachung im Dialysebereich einen Einsatz finden. Die derzeit empfindlichsten Testvarianten bieten gegenüber dem noch empfindlicheren Nukleinsäurenachweis keinen Preisvorteil.

43.27.3.1 RNA-Nachweis

Beim Nachweis von HCV-RNA wird vorzugsweise die 5’-nicht kodierende Region amplifiziert, und zwar entweder nach reverser Transkription durch PCR oder als RNA durch Transcription mediated amplification (TMA) /7/.

Mit dem Reaktionsprodukt kann durch Hybridisierung eine Genotypisierung erfolgen. Genotyp 1 erfordert eine intensivere antivirale Therapie.

Sequenzierung: Mit der Sequenzierung des HCV-Genoms oder geeigneter Ausschnitte lassen sich der Genosubtyp und Infektketten nachweisen.

43.27.4 Diagnostische Vorgehensweise

Die akute HCV-Infektion lässt sich nur durch das Neuauftreten eines HCV-Antikörperbefunds oder eines RNA-Befunds sichern (Abb. 43.27-1 – Verlauf der chronischen Hepatitis C).

Diagnostik:

Bei der Frage nach einer bestehenden akuten oder chronischen HCV-Infektion wird zunächst der Anti-HCV-Suchtest veranlasst (Abb. 43.27-2 – Verlauf der akuten Hepatitis C mit Ausheilung).
Ein negativer Anti-HCV-Suchtest schließt, sofern der Patient prinzipiell zur Antikörperbildung fähig ist, eine HCV-Infektion vor mehr als 3 Monaten aus. Dieser Zeitraum lässt sich bei Bedarf (Ansteckungsverdacht) durch einen empfindlichen Nukleinsäurenachweis oder den HCV-Core-Antigentest auf etwa 2–3 Wochen reduzieren. Der Suchtest wird bei einem Teil der HCV-infizierten Patienten erst Tage oder wenige Wochen nach Beginn der Hepatitis-Symptomatik reaktiv.

Bei fortbestehendem Verdacht sollte ein bei Beginn der Hepatitis-Symptomatik negativer Anti-HCV-Test wiederholt werden.

Bei stark-positivem Ergebnis des Anti-HCV-Suchtests und/oder starkem Ansteckungsverdacht kann direkt der RNA-Nachweis angeschlossen werden. Der Nachweis der HCV-RNA bestätigt die HCV-Infektion, ein Ergebnis unterhalb der Nachweisgrenze schließt die HCV-Infektion weitgehend, aber nicht völlig aus.
Bei positivem Anti-HCV-Bestätigungstest ohne HCV-RNA-Nachweis handelt es sich (falls keine antivirale Therapie unternommen wurde) um eine ausgeheilte Infektion, bei der die Antikörper das Verschwinden der HCV-RNA um einige Jahre überdauern.
Ein unbestimmtes (indeterminantes) Ergebnis des Anti-HCV-Bestätigungstests erzwingt eine Verlaufskontrolle.
Bei nicht nachweisbarer RNA und einem negativen Anti-HCV-Bestätigungstest war der Suchtest in der Regel falsch-positiv. Eine Blutspende mit einem solchen Ergebnis wird trotzdem nicht verwendet, weil der Bestätigungstest verfahrensbedingt etwas weniger empfindlich ist und man befürchtet, dass in sehr seltenen Fällen der Suchtest eine echte Infektion anzeigt.
Ist der Anti-HCV-Suchtest nur schwach reaktiv und/oder der Ansteckungsverdacht gering, sollte statt des RNA-Nachweises zuerst der Anti-HCV-Bestätigungstest angeschlossen werden, dessen negativer Ausfall dann weitere Tests ersparen würde.

43.27.5 Bestimmung des Genotyps

Wegen der langfristig möglicherweise ungünstigen Prognose sollte für möglichst viele Patienten die Indikation zur Therapie geprüft werden. Dazu ist die Bestimmung des Genotyps und der Ausgangs-Konzentration des Virus (quantitative RNA-Bestimmung, z.B. durch PCR) erforderlich.

43.27.6 Verlaufskontrolle

Für die Verlaufskontrolle einer antiviralen Therapie ist eine anfängliche Bestimmung der HCV-RNA und eine Wiederholung nach 2 Monaten empfehlenswert. Hohe Anfangswerte (> 10⁶ IE/ml) lassen eine einjährige Therapie mit Interferon und Ribavirin ratsam erscheinen, insbesondere bei Genotyp 1. Fällt die HCV-RNA innerhalb von 2 Monaten nicht wenigstens um den Faktor 100 ab, kann die Therapie abgebrochen werden.

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3. Dhillon AP, Dusheiko GM. Pathology of hepatitis C virus infection. Histopathology 1995; 26: 297–309.

4. Iwarson S, Norkrans G, Wejstal R. Hepatitis C: natural history of a unique infection. Clin Infect Dis 1995; 20: 1361–70.

5. Aoyagi K, Iida K, Ohue C, Matsunaga Y, Tanaka E, Kiyosawa K, et al. Performance of conventional enzyme immunoassay for hepatitis C virus core antigen in the early phase of hepatitis C infection. Clin Lab 2001; 47: 119–27.

6. Schröter M, Feucht HH, Schäfer P, Zöllner B, Laufs R. Serological determination of hepatitis C subtypes 1a, 2b, 3a, and 4a by a recombinant immunoblot assay. J Clin Microbiol 1999; 37: 2576–80.

7. Saldanha J, Lelie N, Heath A. Establishment of the first international standard for Nucleic acid Amplification Technology (NAT) assays for HCV RNA. Vox Sang 1999; 76: 149–58.

43.28 Hepatitis D-Virus (HDV)

Familie: Derzeit keiner Virusfamilie zuzuordnen.

Genus: Deltavirus.

Spezies: Hepatitis D-Virus mit 8 Genotypen.

Virusstruktur: Die Hülle entspricht der von HBV. Im Core δ-Antigen und ein viroidartiges RNA-Genom negativer Polarität.

43.28.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

HDV ist ein defektes Virus, das für seine Replikation der Hülle des HBV bedarf und daher nur zusammen mit HBV (Koinfektion) oder auf einen chronischen HBV-Träger übertragbar ist (Superinfektion) /1/. Die Superinfektion führt zu schweren Krankheitsverläufen, wird meist ebenfalls chronisch und führt auch häufiger als die alleinige HBV-Infektion zu Spätfolgen wie Leberzirrhose. Bei der Koinfektion ist wegen der labilen Koexistenz der beiden Erreger ein weites Spektrum klinischer Verläufe möglich, von der asymptomatischen Infektion bis zur fulminanten Hepatitis. Die Koinfektion heilt vorwiegend aus.

HDV kommt weltweit mit regionalen Häufungen in Süd- und Ost-Europa, Zentralafrika und der früheren Sowjetunion vor. Es gibt die Genotypen 1–8, wobei in Südamerika Typ 3 besonders schwere Verläufe verursacht. In Europa ist der Genotyp 1 prävalent.

43.28.2 Virusserologie

Anti-HDV

Anti-HDV beweist das Vorliegen einer aktiven oder abgelaufenen HDV-Infektion /2/.

Anti-HDV-IgM

Das Anti-HDV-IgM wird sowohl bei der akuten, wahrscheinlich ausheilenden HDV-Koinfektion, wie auch bei der chronifizierten Superinfektion nachgewiesen. Es ist im Verlauf etwas früher nachweisbar als Anti-HDV.

43.28.3 HDV Antigentests

RNA-Nachweis

Der Nachweis von HDV-RNA, bevorzugt mittels RT/PCR, bestätigt den positiven Anti-HDV-IgM-Test und zeigt eine aktive Infektion an. Die Virämie verschwindet bei der ausheilenden Infektion lange vor den spezifischen Antikörpern. Eine Interferontherapie kann bei hoher Viruslast sinnvoll sein, wobei ein Monitoring mit Verfolgung der Viruslast durch RT-PCR erfolgen sollte /3/.

43.28.4 Diagnostische Vorgehensweise

Die Indikation zur Labordiagnostik auf HDV ergibt sich bei jeder HBV-Infektion, bei der noch nicht auf HDV untersucht wurde, sowie bei jeder Exazerbation einer chronischen HBV-Infektion, besonders, wenn Risiken einer parenteralen Ansteckung bestehen.

Literatur

1. Cunha C, Freitas N, Mota S. Developments in hepatitis delta research. The Internet Journal of Tropical Medicine 2002; 1: No 2.

2. Shen L, Sun L, Yang Y, Wang F, Ly Y, Bi S. Development of a hepatitis delta virus antibody assay for study of the prevalence of HDV among individuals infected with hepatitis B virus in China. J Med Virol 2012; 84: 445–9.

3. Mederacke I, Bremer B, Heidrich B, Kirschner J, Deterding K, Bock T, et al. Establishment of a novel quantitative hepatitis D virus (HDV) RNA assay using Cobas TaqMan platform to study HDV RNA kinetics. J Clin Microbiol 2010, 48: 2022–9.

43.29 Hepatitis E-Virus (HEV)

Familie: Hepeviridae.

Genus und Spezies: Hepatitis E-Virus, 4 Genotypen.

Virusstruktur: Nicht umhüllt, isokaedrisches Kapsid, Durchmesser 30 nm, mit RNA-Genom positiver Polarität.

43.29.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Große HEV-Ausbrüche durch die humanspezifischen Genotypen 1 und 2 wurden in Südost- und Zentralasien, dem mittleren Osten, in Nord- und Westafrika sowie Mittelamerika beobachtet /1/. In Europa und Nordamerika sporadisch aufgetretene Infektionen gehörten zum HEV Genotyp 3. Bei Nagern, Hühnern und Schweinen wurden sehr ähnliche Viren gefunden, so dass es sich in diesen Gebieten wohl um eine Zooanthroponose bzw. eine durch Lebensmittel (Rohwürste) übertragene Infektion handelt.

Wie HAV wird HEV fäkal-oral übertragen. Im Gegensatz zu HAV sind direkte Übertragungen von Mensch zu Mensch selten. Möglicherweise deshalb selten, weil die HEV-Konzentration im Stuhl geringer ist als die von HAV. Die Übertragung scheint in den endemischen Gebieten vorwiegend durch kontaminiertes Trinkwasser zu erfolgen, was dann zu epidemieartigen Ausbrüchen führt. Die wenigen in den Industrienationen HEV-Hepatitiden wurden etwa zur Hälfte bei Reisenden aus Endemiegebieten gefunden, bei der anderen Hälfte liegt offensichtlich der zoonotische Infektionsweg vor. Fraglich ist, ob bislang differentialdiagnostisch oft genug an die Möglichkeit einer HEV-Infektion gedacht wurde.

4–5 Wochen nach der Infektion beginnt die Hepatitis. In der Symptomatik ist sie kaum von einer HAV-Infektion zu unterscheiden. Im Unterschied zu HAV bestand für HEV-infizierte Schwangere bei einigen Ausbrüchen eine hohe Letalität (20 %), deren Ursache noch nicht aufgeklärt werden konnte. Chronische HEV-Infektionen können bei Immunsupprimierten auftreten /2/.

43.29.2 Virusserologie

Es gibt kommerzielle Antikörpertests, die bei oder bald nach dem Krankheitsbeginn positiv werden (Immunpathogenese). Jedoch sind für einen sensitiven Nachweis HEV-Kapside mit konformationellen Epitopen nötig, welche viele Tests nicht enthalten. Auch ist die Spezifität, speziell der IgM-Tests, eingeschränkt (Verlaufsuntersuchungen sind wichtig). Im Prinzip weisen IgM- und IgG-Antikörper bei HEV-Infektion die gleiche Kinetik auf wie bei HAV. Der positive IgG-Nachweis ist mutmaßlich mit Immunität korreliert, jedoch sind ein Teil der Ergebnisse, insbesondere bei Fehlen einer entsprechenden Exposition, möglicherweise falsch-positiv. Andererseits werden akute HEV-Infektionen nicht immer erkannt. Kommerzielle Antigentests sind nicht verfügbar.

43.29.3 RNA-Nachweis

Der Nachweis viraler HEV-RNA aus Stuhl und/oder Blut ist in 90 % oder mehr der akuten Infektionen möglich.

43.29.4 Diagnostische Vorgehensweise

HEV-RNA beweist eine aktive HEV-Infektion; ihr Fehlen schließt die Infektion nicht sicher aus. HEV-Antikörper sind bei eindeutiger Symptomatik und vorangegangenem Aufenthalt in einem Endemiegebiet diagnostisch verwertbar. Eine diagnostische Hilfe kann ein Titeranstieg in einem 8–10 Tage später entnommenen Serum bieten (Abb. 43.29-1 – Ablauf einer akuten HEV-Infektion).

Literatur

1. Ecevaria JM, Gonzalez JE, Lewis-Ximenez LL, dos Dantos DR, Munne MS, Pinto MA, et al. Hepatitis E virus infection in Latin America: a review. J Med Virol 2013; 85: 1037–45.

2. Aggarwal R. Diagnosis of hepatitis E. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 2013; 10: 24–33.

43.30 Hepatitis G-Virus (HGV)

Familie: Flaviviridae.

Genus: Nicht definiert.

Virusstruktur: Umhüllt mit Einzelstrang-RNA positiver Polarität.

43.30.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Umfangreiche Untersuchungen verschiedener Forschungsgruppen konnten keinen Zusammenhang zwischen einer persistierenden HGV-Infektion und einer Hepatitis oder anderen Erkrankung aufzeigen. Die Virämie erreicht bei HGV höhere Konzentrationen als bei HCV (ca. 10⁶/ml) und besteht über mehrere Jahre.

Die Virämie verschwindet mit dem Erscheinen von Antikörpern gegen das E2-Protein von HGV. Möglicherweise mitigiert eine Ko-Infektion mit HGV den Verlauf einer HIV-Infektion /1/.

43.30.2 Labordiagnostik

Bei Verdacht auf Virushepatitis gehört der Test auf HGV-Infektion nicht zur Differentialdiagnose. Der Nachweis des Virus durch eine RT/PCR ist jedoch wertvoll bei der Überprüfung von Medikamenten, die aus Humanmaterial hergestellt und einem Virusabreicherungsprozess unterworfen werden.

Literatur

1. Reshetnyak VI, Karlovich TI, Ilchenko LU. Hepatitis G virus. World J Gastroenterl 2008; 14: 4725–34.

43.31 Herpes simplex Virus Typ 1

Familie: Herpesviridae.

Subfamilie: Alphaherpesvirinae.

Genus: Simplexvirus.

Spezies/Typen: Herpes simplex-Virus hominis Typ 1 und 2.

Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.33 – Herpesviren.

43.31.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Das Herpes simplex Virus (HSV),Typ 1 verursacht den vorwiegend orofazial lokalisierten simplen Herpes auf der Schleimhaut im Mund- und Rachenbereich), den Haut-Schleimhaut-Grenzen (Lippe), Hornhaut (Auge), seltener auf anderen extragenitalen Körperoberflächen /1/. Schließlich spielt er auch eine gewisse Rolle bei genitalen Effloreszenzen (Tab. 43.31-1 – Herpes simplex-Viruskrankheiten).

Die HSV-1-Infektion bleibt meist lokalisiert. Bei vorgeschädigter Haut, z.B. Neurodermitis, besteht jedoch die Gefahr eines Ekzema herpeticum. Gelegentlich kommt es im Verlauf einer primären Virämie zur Infektion des ZNS mit der Folge einer Meningitis oder Enzephalitis. Letztere ist typischerweise auf den Temporallappen des Großhirns zu finden. Wie bei allen Herpesviren bleibt auch die HSV-Infektion persistent. Die Viren wandern entlang sensorischer Nervenbahnen in die Spinalganglien, besonders in das Ganglion Gasseri des Nervus trigeminus. Dort wird eine latente Infektion, d.h. ohne Produktion von Viruspartikeln, etabliert und von dort aus können Reaktivierungen zum Innervationsgebiet stattfinden können /2/. Rezidivauslöser sind Hautirritationen (UV-Licht), Fieber und psycho-endokrine Stressfaktoren sowie Immundefekte.

Bereits im Kleinkindesalter sind mehr als 50 % der Bevölkerung durchseucht, im frühen Erwachsenenalter 70–80 %. Die Erstinfektion wird nur selten klinisch manifest. Unabhängig davon leidet ein erheblicher Teil der Bevölkerung an regelmäßigen Rezidiven des Herpes simplex, meist als labialis. Sehr unangenehm und langfristig prognostisch ungünstig ist der Herpes corneae am Auge. Diese sich langsam und schlängelnd entwickelnde Effloreszenz hat Krankheit und Virus den Namen gegeben (griechisch herpein; schlängeln).

Nicht so selten ist der Herpes genitalis durch HSV-1, der wie die HSV-2-Infektion konnatal auf das Neugeborene übertragen werden kann. Siehe.

Cave: Neonatalinfektion durch Erregerübertragung aus Herpes labialis-Effloreszenzen. Verlauf und Rezidivverhalten der genitalen HSV-1-Infektion ist gewöhnlich günstiger als beim klassischen, durch HSV-2 verursachten Herpes genitalis. Bei Verdacht auf Herpes-Enzephalitis darf mit der Therapie nicht auf die Ergebnisse der sofort einzuleitenden Labordiagnostik gewartet werden.

43.31.2 Virusnachweis

Die Infektionsdiagnose gelingt am sichersten und einfachsten durch den Virusnachweis, z.B. Antigentest (ELISA, IFT) mit Flüssigkeit bzw. Blasengrundabstrich aus einer vesikulären Effloreszenz. Mit monoklonalen Antikörpern kann man die beiden HSV-Typen unterscheiden. Auch die Virusanzüchtung in Zellkulturen (zumeist Fibroblasten oder Verozellen) gelingt leicht und ermöglicht die phänotypische Testung auf Therapieresistenz /3/. Die elektronenoptische Darstellung der HSV-Partikel in Vesikelflüssigkeit funktioniert schnell und einfach, unterscheidet aber nicht die verschiedenen Herpesvirusspezies.

Molekularbiogische Methoden (DNA-PCR) werden zunehmend häufiger eingesetzt, insbesondere bei Fragestellungen von großer klinischer Relevanz, z.B. in der Schwangerschaftsbetreuung und Perinataldiagnostik /3/. Die PCR ist hervorragend geeignet in der Untersuchung des Liquor cerebrospinalis auf ZNS-Infektion /4/, sowohl in der Früh- als auch Verlaufsdiagnostik. Die HSV-Anzüchtung aus Liquor cerebrospinalis gelingt nur selten. PCR-Amplifikate ausgewählter Gene können per Restriktionsfragmentlängen-Polymorphismus in der Elektrophorese oder per DNA-Sequenzierung exakt charakterisiert werden. Dies ermöglicht die Konstruktion von Infektketten und die genotypische Analyse einer Therapieresistenz, die meist auf einer Mutation im Thymidinkinase-Gen, seltener im Gen der viralen Polymerase beruht.

43.31.3 Virusserologie

Sie ist in der Differentialdiagnose einer akuten Erkrankung nur bei der Primärinfektion sinnvoll (Nachweis einer Serokonversion, eines Antikörpertiter-Anstiegs oder von virusspezifischem IgM). Zur Verfügung stehen EIA, IFT, und NT. Nach der akuten Phase finden sich kaum noch signifikante Titerveränderungen. Der Antikörpertest im Serum hat seinen Platz vor allem in der Ausschlussdiagnose. Abgesehen von der Primärinfektion wird der Serum-IgM-Test nur positiv bei Enzephalitis und beim Ekzema herpeticum, oft allerdings erst mit Tage- bis Wochenlanger Verzögerung nach Krankheitsausbruch. Dem IgA-Nachweis hat keine Bedeutung. Ein positiver Serum-IgM-Test bei Verdacht auf Herpes-Enzephalitis ist meldepflichtig.

43.31.3.1 Antikörperdiagnostik im Liquor cerebrospinalis

Die intrathekale Antikörperbildung erlaubt meist erst mit der Verspätung von 1–2 Wochen die Diagnose einer ZNS-Infektion. Zur Abgrenzung von kontaminierenden Immunglobulinen aus dem Blut empfiehlt es sich, gleichzeitig die Antikörperaktivität im Serum zu bestimmen und den Antikörperindex zu bestimmen. Siehe Beitrag 46.2.6 – Antikörperindex.

Bei einer gestörten Blut-Hirnschranke treten alle Antikörper, die sich im Serum befinden, in den Liquorraum über. Bei intakter Schranke ist die pathognomonische intrathekale Antikörperproduktion aus wenigen in den Liquorraum eingewanderten B-Lymphozyten nur gegen das ZNS-ständige Virus gerichtet. Sie ist oligoklonal und oft auf eine einzige Ig-Klasse bzw. Subklasse beschränkt.

Literatur

1. Arduino PG, Porter SR. Herpes simplex virus type 1 infection: overview on relevant clinico-pathological features. J Oral Pathol Med 2008; 37: 107–21.

2. Preston CM. Repression of viral transcription during herpes simplex virus latency. J Genera Virol 2000; 81: 1–19.

3. Ashley RL. Laboratory techniques in the diagnosis of herpes simplex infection. Genitourin Med 1993; 69: 174–83.

4. Aurelius E, Johansson B, Staland A, Forsgren M, Aurelies E, Skoldenberg B. Rapid diagnosis of herpes simplex encephalitis by nested polymerase chain reaction assay of cerebrospinal fluid. Lancet 1991; 337: 189–92.

43.32 Herpes simplex-Virus (HSV) Typ 2

Klassifikation und Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.31 – HSV-1.

43.32.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

HSV-2 ist meist im Genitaltrakt, selten extragenital zu finden. Latenzort sind in der Regel die Sakralganglien. Die klassische Manifestation ist der primäre und rezidivierende Herpes genitalis. Auch das HSV-2 kann, selten und dann meist bei einer Primärinfektion, bei einer Virämie das ZNS erreichen und verursacht dort eher eine Meningitis als Enzephalitis /1/. Siehe Tab. 43.31-1 – Herpes simplex-Viruskrankheiten.

Beim floriden Herpes genitalis am Ende einer Schwangerschaft kann konnatal die Infektion auf das Neugeborene übertragen werden, das meistens schwer und oft letal erkrankt, wobei praktisch alle Organe und die Haut betroffen sind: Herpes neonatorum generalisatus. Wegen längerer Virusproduktion und Virusfreisetzung ist die konnatale Primärinfektion mit HSV-2 gefährlicher als das Rezidiv bzw die Infektion mit HSV-1 /2/.

Pränatale Infektionen gelten als Rarität. Die Durchseuchung der Bevölkerung beginnt postpubertär und erfasst dann ca. 20 % der Erwachsenen /3/.

43.32.2 Virusnachweis

Bei Verdacht auf floriden Herpes im Genitaltrakt am Ende der Schwangerschaft muss eine Abstrichdiagnostik (PCR, Virusisolierung, Antigentest) durchgeführt werden. Mit monoklonalen Antikörpern kann man im Immunoassay HSV-1-Antigen und HSV-2-Antigen unterscheiden, was aber für das klinische Management keine große Bedeutung hat, obwohl der Herpes genitalis durch HSV-2 schwerer verläuft als der durch HSV-1. Bei negativem Resultat wird eine Sectio caesarea zur Prävention des Herpes neonatorum generalisatus nicht mehr empfohlen. Der Wert einer präventiven Therapie mit Acyclovir wird unterschiedlich beurteilt.

43.32.3 Virusserologie

Es gibt kommerziell erhältliche ELISA, die typenspezifisches Glykoprotein des Envelope verwenden. Sie erlauben eine Antikörperdifferenzierung, sind jedoch etwas weniger sensitiv als die konventionellen, kreuzreaktiven Tests, die das Vollantigen des ganzen Virus oder Extrakts virusinfizierter Zellen einsetzen.

Der HSV-2 spezifische Antikörpernachweis empfiehlt sich für die Schwangerenvorsorge und Perinataldiagnostik, indem er vor der Möglichkeit eines HSV-2 Rezidives warnt.

Der Immunoblot ist aufwändiger und nicht ganz einfach auszuwerten. Er gilt als der Goldstandard in der typenspezifische HSV-Antikörperdiagnostik.

Literatur

1. Gupta R, Warren T, Wald A. Genital herpes. Lancet 2007; 370: 2127–37.

2. Toltzis P. Current issues in neonatal herpes simplex virus infection. Clinics in Perinatology 1991; 18: 193–207.

3. Enders G, Risse B, Zauke M, Bolley I, Knotek F. Seroprevalence study of herpes simplex virus type 2 among pregnant women in Germany using a type-specific immunoassay. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 1998; 18: 870–2.

43.33 Herpesviren

Familie: Herpesviridae.

Subfamilien: Alpha-, Beta-, Gamma-Herpesvirinae.

Genera: Simplexvirus, Varicellovirus, Cytomegalovirus, Roseolovirus, Lymphocryptovirus, Rhadinovirus.

Virusstruktur: Die Herpesviren gehören mit einem Durchmesser von 150–200 nm zu den größten Viren und haben eine komplexe Struktur. Die lineare doppelsträngige DNA befindet sich in einer Proteinkapsel (Ikosaeder-Nukleokapsid), die von pleomorphen Tegumentproteinen, abgegrenzt von einer Membran (Envelope) eingehüllt wird. Das Envelope entsteht durch Ausknospung (Budding) der im Zellkern gebildeten Viruspartikel an inneren und äußeren Zellmembranen, in die viral kodierte Proteine eingebaut sind. Die Genomfunktionen der humanspezifischen Herpesviren sind sehr gut erforscht /1/.

Unter den replikationsfrühen Genprodukten befinden sich Enzyme, die an der Synthese der viralen Nukleinsäure mitwirken, wie z.B. virusspezifische Kinasen und Polymerasen. Deren Inhibition ermöglicht eine nebenwirkungsarme spezifisch-antivirale Therapie einiger Herpesviruskrankheiten.

43.33.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Die Herpesviren sind Spezies-spezifisch und im Tierreich weit verbreitet. Beim Mensch sind acht Spezies in sechs Genera bekannt:

Herpes simplex-Virus (HSV) Typ 1 und Typ 2.
Varizellen Zoster-Virus (VZV).
Humanes Cytomegalievirus (HCMV).
Epstein-Barr-Virus (EBV).
Herpesvirus hominis 6 (HHV-6) A und B.
Herpesvirus hominis 7 (HHV-7).
Herpesvirus hominis 8 (HHV-8).

Im Verlauf der Infektion kommt es neben virusspezifischen Immunreaktionen auch häufig zu Autoimmunvorgängen, welche krankheitsbestimmend sein können (siehe infektiöse Mononukleose durch EBV-Infektion). Voraussetzung der Virusübertragung ist enger körperlichen Kontakt (Ausnahme: Windpocken), wie er bei Mutter und Kleinkind und postpubertär in Partnerschaften besteht (zweiphasige Durchseuchungskinetik).

43.33.1.1 Latente Infektion

Die Infektionsbiologie der Herpesviren ist durch eine lebenslange Persistenz des Erregers in bestimmten Zellen des Wirtsorganismus gekennzeichnet. Die Infektionsform wird als latent bezeichnet, wenn die Virusreplikation sistiert und keine Virusstrukturbestandteile synthetisiert werden /2/. Die latente Infektion gilt als Voraussetzung für die virusinduzierte Onkogenese, die bei einigen tierischen Herpesviren zweifelsfrei bewiesen ist und auch bei humanen Herpesviren (EBV, HHV-8) anzunehmen ist. Bei den einzelnen Herpesviren unterschiedlich häufig, rekurriert die latente in eine produktive Infektion mit fakultativer Krankheitsexazerbation. Neben anderen Ursachen ist dafür eine Beeinträchtigung der zellvermittelten Immunreaktionen verantwortlich. Herpesviren sind daher Opportunisten der HIV-Infektion und anderer Immundefizienzen. Siehe Tab. 43.33-1 – Humane Herpesviren.

Literatur

1. Rajcani J, Durmanova V. Early expression of herpes simplex virus (HSV) proteins and reactivation of latent infection. Folia Microbiol 2000; 45: 7–28.

2. Croen KD. Latency of the human herpesviruses. Annu Rev Med 1991; 42: 61–7.

43.34 Herpesvirus B

Familie: Herpesviridae.

Subfamilie: Alpha-Herpesvirinae.

Genus: Simplexvirus.

Spezies: Cercopithecines Herpesvirus 1.

43.34.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Das Herpesvirus B ist ein Infektionserreger bei Affen. Wird das Virus akzidentell auf den Menschen übertragen, ist die Wahrscheinlichkeit einer letalen Enzephalitis sehr hoch. Die Mensch-zu-Mensch-Übertragung ist nicht bekannt /1/.

43.34.2 Labordiagnostik

Die Virusisolierung oder der Nachweis viraler Genomsequenzen mit der PCR aus Liquor cerebrospinalis ist die aussagekräftigste Untersuchungsmethode.

Serologisch kann eine Serumantikörpertestung in Speziallaboratorien angefordert werden. Antikörper in Serumproben des Affen können kreuzreaktiv mit einer HSV-KBR erfasst werden.

Literatur

1. Whitley RJ, Hilliard JK. Cercopithecine herpesvirus 1 (B Virus). In: Knipe DM, Howley PM (eds). In: Fields Virology, Knipe DM, Howley PM, eds. Philadelphia 2007; Lippincott Williams, p. 2889–2904.

43.35 Humanes Herpesvirus (HHV)-6 und -7

Familie: Herpesviridae.

Subfamilie: Beta-Herpesvirinae.

Genus: Roseolovirus.

Spezies: Herpesvirus hominis 6 (HHV-6) mit den Genotypen A und B, Herpesvirus hominis 7 (HHV-7).

Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.33 – Herpesviren.

43.35.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

HHV-6 A und B und HHV-7 sind, wie HSV, ubiquitär in hoher Durchseuchung verbreitet.

Die Übertragung erfolgt durch Speichelkontakt. Hauptzielzellen sind die T-Lymphozyten, in erster Linie die CD4⁺T-Zellen, die lytisch infiziert werden mit der Folge einer transienten Immunsuppression. Auch aus B-Lymphozyten ist HHV-6 isolierbar. Daneben wird in mononukleären Zellen eine latent persistierende Infektion etabliert. Während HHV-6 A klinisch meist unauffällig bleibt, sind HHV-6 B und seltener HHV-7 Erreger des Exanthema subitum (Drei-Tage-Fieber) der Kleinkinder /1/.

Nach einer Inkubation von wenigen Tagen kommt es zu einem fieberhaften Infekt mit Körperstamm-betontem Ausschlag.

Die problemlose Abheilung ist die Regel. Die Rolle des HHV-6 bei Patienten mit eingeschränkter Immunkompetenz (AIDS, Organ- oder Knochenmarkstransplantation) ist der des Cytomegalievirus vergleichbar, allerdings zahlenmäßig nur von untergeordneter Bedeutung. Beschrieben sind Pneumonie, Enzephalitis und Organabstoßungskrisen. Selten werden neurologische, wie Meningitis oder Enzephalitis, oder andere Krankheitsfolgen der HHV-6/7-Infektion beobachtet.

43.35.2 Virusnachweis

Die Labordiagnostik ist für Routinezwecke bisher nur für HHV-6 etabliert und erfolgt mit in-house-PCR-Nachweis der Virus-DNA in Lymphozyten oder der Virusisolierung mit Lymphozytenkulturen.

43.35.3 Virusserologie

Der Ig-Klassen-differenzierte Serumantikörpertest kann mit dem IFT und ELISA, z.T. mit kommerziellen Kits, durchgeführt werden. Wegen der ausgeprägten Verwandtschaft werden HHV-7-Infektionen serologisch durch Kreuzreaktionen miterfasst. Die IgG-Antikörper persistieren ohne kurzfristig signifikante Titeränderung lebenslang.

Der positive HHV-IgM-Test im Serum spricht für eine aktive oder erst kürzlich abgelaufene bzw. reaktivierte Infektion.

Literatur

1. Braun DK, Dominguez G, Pellett PE. Human herpesvirus 6. Clin Microbiol Rev 1997; 10: 521–67.

43.36 Herpesvirus hominis (HHV)-8

Familie: Herpesviridae.

Subfamilie: Gammaherpesvirinae.

Genus: Rhadinovirus.

Spezies: Herpesvirus 8, auch Kaposi-Sarkoma-Herpesvirus (KSHV) genannt.

Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.33 – Herpesviren.

43.36.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Im Unterschied zu den übrigen humanpathogenen Herpesviren ist die Durchseuchung mit HHV-8 niedrig, in Deutschland beträgt sie weniger als 3 % der Bevölkerung. In Zentralafrika und Mittelmeerländern gibt es Regionen mit vielfach höherer Prävalenz. Männer sind deutlich häufiger betroffen als Frauen /1/. Wie bei allen Herpesviren besteht eine wesentlich höhere Durchseuchung bei HIV-Trägern und HIV-Risikopersonen sowie bei Patienten nach Organtransplantation, die immunsuppressiv behandelt werden.

Die Virustransmission erfolgt über engen körperlichen Kontakt. Bei ausgeprägter Immunsuppression kommt es zur Proliferation von Kapillarendothelien, die sich auf der Haut als Kaposi-Sarkom manifestiert und bei Immunrekonstitution auch wieder verschwinden kann. Das gehäufte Auftreten dieses Tumors außerhalb Zentralafrikas hat Anfang der achtziger Jahre des vorigen Jahrhunderts auf die beginnende AIDS-Epidemie aufmerksam gemacht /2/. Weiterhin werden die multizentrische Castlemansche Erkrankung und das primäre Effusionslymphom, die von Plasmazellen bzw. B-Zellen ihren Ausgang nehmen, mit HHV-8 assoziiert. In vielen dieser Lymphome lässt sich auch das EBV-Genom nachweisen.

43.36.2 Virusserologie

Bei Verdacht auf M. Kaposi oder einen anderen Tumor der HHV-8-assoziiert ist, sollte zunächst der einfache Serumantikörpertest (EIA oder IFT) ohne Ig-Klassendifferenzierung eingesetzt werden. Ein negatives Ergebnis schließt die HHV-8 Infektion und das Vorliegen eines echten Kaposi-Tumors aus.

Ein positiver Antikörpertest ist ein starker Risikofaktor für die Entwicklung der Tumorkrankheit, die jedoch gewöhnlich nur bei Immundefizienz zum Ausbruch kommt. IgM- und IgA-Tests haben keine spezielle Bedeutung.

43.36.3 Virusnachweis

Er erfolgt über die DNA-PCR in einer Tumorbiopsie. Der Nachweis im Vollblut (mononukleäre Zellen), im Speichel oder im Sexualsekret gelingt nicht immer.

Literatur

1. Kedes DH, Oerskalski E, Busch M, Kohn R, Flood J, Ganem D. The seroepidemiology of human herpesvirus 8 (Kaposi’s sarcoma-associated herpesvirus: distribution of infection in KS risk groups and evidence for sexual transmission. Nature Medicine 1996; 2: 918–24.

2. Reinheimer C, Allwinn R, Stürmer M. Do fewer cases of Kaposi’s sarcoma in HIV-infected patients reflect a decrease in HHV-8 seroprevalence? Med Microbiol Immunol 2011; 200: 161–4.

43.37 Humanes Immundefizienz-Virus Typ 1 und Typ 2 (HIV-1, HIV-2)

Familie: Retroviridae.

Genus: Lentivirus.

Spezies: Humanes Immundefizienzvirus Typ 1 (Gruppen M, N, O und P) und Typ 2 mit vielen Subtypen.

Virusstruktur: Der Durchmesser des kompletten Viruspartikels (Virion) beträgt ca. 100 nm /1/. Das diploide Genom besteht aus zwei einzelnen RNA-Kopien von 9,4 bzw. 9,7 Kbp. Neben den drei Strukturgenen (Env für die Synthese der Außenhülle, Core für die des keulenförmige Kapsid, Pol für die der viruseigenen Replikationsenzyme) wurde eine Reihe von Regulatorgenen identifiziert /2/. Siehe Abb. 43.37-1 – Struktur des HIV und Genomstruktur.

Die HIV-Infektion beginnt mit der Adsorption des Virus an Rezeptoren und Korezeptoren von Lymphozyten und Zellen eines Teils des Retikulär-endothelialen (RES) und speziell des mononukleär-phagozytären Systemes (MPS). Hauptzielzellen sind T-Helfer-Lymphozyten (CD4, Korezeptor CXCR4), daneben Makrophagen (CD4, Korezeptor CRC5) und Mikrogliazellen (Galactosylceramid). Die biologische Funktion der Korezeptoren ist die Adsorption spezieller Zytokine (Chemokine wie Fusine, RANTES).

Die Penetration des Virus in die Zelle verläuft unter Fusion des Virusenvelope mit der Zellmembran /3/. Das innere Viruscapsid (core) wird enzymatisch aufgelöst. Das freigesetzte diploide Genom wird durch die viruseigene RNA-Polymerase revers in doppelsträngige DNA umgeschrieben (Reverse Transkriptase), in den Kern transportiert und dort in das Genom der Zelle integriert. Soweit sich die CD4⁺T-Helferzellen nicht in Gedächtniszellen umwandeln, erfolgt eine kontinuierliche Transkription und Translation des proviralen DNA-Genoms im Sinne einer produktiven Virusinfektion. Diese Zellen werden dadurch immunologisch fremd und von nicht infizierten Komponenten des Immunsystem zunächst erfolgreich attackiert. Die Gedächtniszellen und die weniger produktiven Makrophagen, Mikrogliazellen und andere zuvor genannten Zellen dienen als Erregerreservoir.

43.37.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Es ist akzeptiert, dass die HIV-Infektion die notwendige und wahrscheinlich auch hinreichende Bedingung für die Pathogenese des Akquirierten Immun-Defizienz-Syndroms (AIDS) darstellt.

Ausbreitung

Man vermutet an Hand genetischer Vergleiche, dass sich das HIV vom SIV (Simian Immunodeficiency Virus) des Schimpansen herleitet (siehe auch Beitrag 43.61 – Retroviren) und vor etwa 70 Jahren in Zentralafrika auf den Menschen übergegangen ist. Der erste Durchseuchungsschub erfolgte ab ca. 1970 in Afrika südlich der Sahara. Der zweite Durchseuchungsschub ging in die Karibik und nach Nordamerika, wo sich AIDS ab 1981 in den Klinikambulanzen bemerkbar machte. Von da aus wurde Europa erfasst. In Deutschland wurde 1983 der erste AIDS-Fall beschrieben. Der dritte Durchseuchungsschub ab 1990 betraf Osteuropa, Asien und Südamerika.

Subtypen

Die Ausbreitung der immunschwächenden Infektion wurde hauptsächlich von HIV-1 getragen, das sich im Laufe der Zeit in zahlreiche Subtypen (A–K und zahlreiche Rekombinanten) mit unterschiedlicher geographischer Prävalenz diversifizierte. Die meisten Subtypen lassen sich zu einer Hauptgruppe M (main) zusammengefassen. Daneben gibt es noch die Gruppen O (Outlyer), N (New) und P. Man vermutet dass HIV-1 M, O und N separat aus dem Schimpansenreich auf den Menschen übertragen worden sind. O-ähnliches SIV hat man auch mehrfach im Gorilla nachgewiesen.

In Nordamerika und Europa dominiert der HIV-1 Subtyp B, weltweit der Subtyp C, während wegen der viel längeren Durchseuchungszeit in Afrika viele verschiedene Subtypen koexistieren. Für HIV-2 sind sieben Subtypen bekannt (A–G), die getrennt von SIV-Varianten des kleinen Mangabe-Affen abstammen.

Prävalenz

Die Prävalenz der HIV-Träger beträgt in einigen südafrikanischen Ländern ¼ der Bevölkerung ohne Geschlechtsunterschied. In Thailand wurde die rasche Ausbreitung des HIV-1 als AE-Rekombinante beschrieben. 2010 waren 33,3 Millionen Menschen infiziert, davon 23 Millionen in Schwarzafrika, 70.000 in Deutschland. HIV-2 blieb im Wesentlichen in Westafrika lokalisiert und breitete sich dann auch in bestimmten Regionen Indiens aus.

Erregerübertragung

Sie erfolgt durch Intim- und Blutkontakte, also auf den Spuren der Hepatitis-B-Virusinfektion, jedoch ist bei HBV die Viruslast im Blut meist viel höher und der Virusgehalt der Sexualsekrete geringer. Folgende Risikogruppen sind besonders betroffen: Homosexuelle Männer mit häufig wechselnden Intimpartnern und drogenabhängige Männer und Frauen, die Injektionsnadeln gemeinsam benutzen, schließlich Kontaktpersonen dieser beiden Hauptrisikogruppen. Ab einer gewissen Mindestdurchseuchung breitet sich das Virus auch in der Allgemeinbevölkerung ohne erkennbare Besonderheiten des Intimkontakts aus und betrifft dann gleichermaßen beide Geschlechter. Es wurde behauptet, dass der Erreger leichter die Anal- als die Vaginalschleimhaut passieren könne. Dem HIV-1-AE wurde eine höhere Schleimhautinfektiosität als den anderen HIV-1-Subtypen und HIV-2 zugeschrieben. Es können jedoch alle HIV-(Sub)typen aus Sexualsekreten isoliert werden, in Mengen die deutlich über allen anderen Körperflüssigkeiten (außer Blut) liegen. In Ländern mit systematischem Testscreening ist die Übertragung durch Blut- und Blutprodukte unterbunden worden.

Infekt- oder Pathogenitätsresistenz

Genetisch verankert, verfügen manche Menschen über eine besondere Infekt- oder Pathogenitätsresistenz. Allele des Korezeptors CCR5 sind assoziiert mit dieser Beobachtung bei Hochrisikopersonen. Zahlenmäßig bzw. epidemiologisch kommt der Pathogenitätsresistenz keine Bedeutung zu.

43.37.2 Infektionsverlauf und Infektionskrankheit

Beide entwickeln sich nach einer unterschiedlich schweren akuten Phase als ein schleichender Prozess. Sorgfältige Verlaufsuntersuchungen haben eine zunächst ganz allmähliche und unauffällige Abnahme der CD4⁺T-Zellzahl im Blut belegt. Erst im Endstadium kommt es zu einem dramatischen Zusammenbruch der Balance zwischen untergehenden und nachgebildeten CD4⁺T-Zellen, begleitet von einem Aufschießen der Virämie. Die Infektionsprogression lässt sich in drei Stadien (A, B, C) einteilen (Abb. 43.37-2 – Verlauf der HIV-Infektion).

Akute Infektion

2–4 Wochen post infectionem kommt es zu einem mehr oder weniger ausgeprägten grippalen Syndrom. In dieser Zeit entwickelt sich eine massive Virämie, in deren Verlauf bis zu 50 % der CD4⁺T-Zellen direkt durch die Infektion oder indirekt durch verschiedene Pathomechanismen zerstört werden (Normalwert ca. 1.000 Zellen/μl Blut). Besonders auch in den lymphatischen Geweben des Magen-Darm-Trakts. Dennoch reagiert der Organismus auf die Infektion mit einer starken und wirkungsvollen Immunreaktion. Diese macht sich oft in Form einer infektiösen Mononukleose im Blutbild bemerkbar und klinisch mit generalisierter Lymphknotenschwellung. Die infizierten Lymphozyten werden in den Lymphknoten abgefiltert. Dort greift die Infektion auf die dendritischen Zellen über. Im Rahmen der systemischen Infektion wird auch die Blut-Hirn-Schranke überwunden und das Gewebe der Mikrogliazellen infiziert. Durch die Entwicklung zytotoxischer CD8⁺T-Zellen und Bildung neutralisierender Antikörper gelingt es dem Organismus nach 4–8 Wochen, die HIV-Infektion zunächst zu unterdrücken, aber nicht zu eliminieren. In den zuvor genannten Nischenzellen, die weniger produktiv und immunogen infiziert sind, etabliert sich eine lebenslange Viruspersistenz.

Ganz wesentlich trägt auch die ungewöhnlich ausgeprägte Genommutationsrate der Retroviren bei einer in CD4⁺T-Zellen hohen Replikationsrate mit 10⁹ Virionen/Tag dazu bei, sich mehr oder minder erfolgreich dem Immunsystem zu entziehen. Tatsächlich existiert das HIV nicht als definierter Molekülkomplex, sondern bildet eine Schar von Varianten aus, den sogenannten Quasispezies.

Latenzzeit

Man vermutet, dass die weitere Entwicklung von der initialen Virus-Wirts-Auseinandersetzung abhängt. Je nach der Größe der primären Virämie verbleibt die HIV-Infektion für wenige oder viele Jahre oder Jahrzehnte in einem subklinischen Zustand. Die unbehandelten Infektionsträger sind in dieser Zeit bei normalen Sozialkontakten nicht ansteckend. Lediglich durch eine invasive Blutkontamination oder über Sexualsekrete, in denen das Virus sich anreichert, wird der Erreger übertragen. Nach und nach nehmen die Zahl der CD4⁺T-Helferzellen und damit die Effizienz des Immunsystems ab. Bei einigen Infektionsträgern kommt es zu generalisierten Lymphknotenschwellungen (Lymphadenopathiesyndrom; LAS).

AIDS

Durchschnittlich nach 6–10 Jahren (bei HIV-2 15–20 Jahren) fällt die Zahl der CD4⁺T-Lymphozyten definitiv unter 300/μl Blut. Jetzt kommt es relativ rasch zum Zusammenbruch des Immunsystems, wobei verschiedene Pathomechanismen zusammenspielen. Als Vorboten der AIDS-Erkrankung stellen sich subfebrile Temperaturen, Nachtschweiß, Hautveränderungen, hartnäckige Diarrhöen und Atemwegserkrankungen ein, die meist durch andere opportunistische Infektionen bedingt sind (ARC; AIDS related complex). Das Vollbild von AIDS ist durch eine Pneumonie oder eine Tumorerkrankung (Lymphom, Kaposi-Hauttumor) gekennzeichnet. Virologisch typisch sind ein Herpes analis (durch HSV-2), ein Herpes Zoster (durch VZV), eine massive Cytomegalie, oft mit Erblindung durch die CMV-Retinitis.

Mikrobiologisch können noch eine Fülle weiterer opportunistischer Infektionen festgestellt werden, die auch das ZNS betreffen. Unabhängig davon gibt es die direkte HIV-Enzephalopathie (Tab. 43.37-1 – Spektrum wichtiger klinischer Manifestationen bei AIDS). Ohne Therapie führt die Erkrankung innerhalb weniger Monate zum Tod. Als 1983 in Deutschland der erste AIDS-Fall wissenschaftlich beschrieben wurde, war die Ausbreitung der Infektion schon seit einigen Jahren in Gang gekommen. Epidemiologisch wichtig ist, dass neben der Horizontalinfektion durch Intim- und Blutkontakte das Virus auch vertikal übertragen werden kann, zumeist am Ende der Schwangerschaft, wenn die Plazentabarriere sich auflockert und materno-fetale Mikrobluttransfusionen möglich sind.

Seit Ende der 1990er Jahre besteht in den Industrieländern die Möglichkeit, durch Kombination verschiedener HI-Virostatika die Infektion zu unterdrücken und für einen Zeitraum von vielen Jahren erfolgreich zu behandeln in dem Sinne, dass die Patienten wieder in das Latenzstadium zurückgeführt werden. Auch bei schwangeren Frauen kann im zweiten und dritten Trimenon die Virämie (Viruslast) so wirksam unterbunden werden, dass es nur noch selten zur HIV-Übertragung auf die Leibesfrucht kommt.

Schwangerschaft

HIV-positive Schwangere erhalten während der Schwangerschaft eine anti-retrovirale Therapie. Erfolgt das nicht, werden 15–30 % der Neugeborenen post- oder perinatal positiv oder nehmen das Virus mit der Muttermilch auf. Die neonatale Mortalität des Neugeborenen variiert mit der Therapie in der Schwangerschaft (Tab. 43.37-4 – Ausgang einer HIV positiven Schwangerschaft in Abhängigkeit von der HIV-Therapie). Neuere Therapien gehen mit einem besseren Ausgang einher als ältere /14/.

43.37.3 Untersuchung auf HIV-Antikörper

ELISA

Er ist der wichtigste Screening-Test auf Antikörper im Blut. Zumeist wird gentechnologisch hergestelltes Antigen aus verschiedenen Virusstrukturkomponenten verwendet. Die Antikörper werden 3–4 Wochen post infectionem nachweisbar, lebenslang stimuliert durch die persistente Virusinfektion, auch wenn diese für Jahre in Nischenzellen abgedrängt ist. Man gewinnt für die Frühdiagnostik bis zu einer Woche, wenn man den HIV-Antikörpertest mit dem Nachweis des HIVp24 Antigens kombiniert. Die Ig-Klassen-differenzierte Antikörpertestung hat sich nicht durchgesetzt. Dem IgM- und IgA-Nachweis, kommt auch in der Perinatalmedizin, keine besondere Rolle zu. Die diagnostische Aussage nach der Säuglingszeit lautet: HIV-Infektionsträger. In der Säuglingszeit müssen die diaplazentar übertragenen Antikörper einer HIV-seropositiven Mutter bedacht werden /9/.

Da die meisten Vertikalinfektionen erst gegen Ende der Schwangerschaft ablaufen, findet man meist keine HIV-spezifischen IgM- und IgA-Antikörper. Eine Vertikalinfektion, für die ein Risiko bei HIV-seropositiver Schwangerschaft von 15–20 %, aber unter Therapie von unter 1 % beträgt, muss durch Virusgenomnachweis diagnostiziert werden. Denn es kann nicht abgewartet werden, bis nach 1–2 Jahren die maternalen Antikörper definitiv aus dem kindlichen Blutkreislauf eliminiert sind.

Im Hinblick auf kreuzreagierende Antikörper anderer Herkunft als der HIV-Infektion (z.B. durch endogene Retroviren) soll jedes positive Ergebnis eines Screening-Tests durch eine alternative Methode überprüft werden. Die nachfolgend aufgeführten Methoden haben sich bewährt.

Immunoblot

Alle Strukturproteine des HIV werden elektrophoretisch aufgetrennt und auf einen Reaktionsträger, meist einen Nitrozellulose- oder Nylon-Streifen, aufgebracht. Der weitere Testablauf entspricht dem ELISA mit definierten Einzelantigenen. Eine Mindestanzahl von Antigenen, die ein positives Antikörperbindungssignal zeigen (Banden), schließt eine unspezifische Kreuzreaktion aus /10/. Siehe:

Spezielle Anwendungen der Einzelantigen-aufgeschlüsselten Antikörpertestung sind Untersuchungen von Liquorproben im Vergleich zum Serum (Plasma). Ist im Liquor cerebrospinalis eine zusätzliche reaktive Bande nachweisbar, spricht dies für eine intrathekale Antikörperproduktion im Gefolge einer zusätzlichen ZNS-Infektion mit HIV. Eine ähnliche Analyse kann versucht werden, wenn es darum geht, die Antikörper eines Neugeborenen gegenüber diaplazentar übertragenen Immunglobulin G zu differenzieren.

Oberste Regel der HIV-Serologie ist, durch Gegen- kontrolle mit getrennt abgenommenen Blutproben Irrtümer im Arbeitsablauf von der Blutentnahme über die Testung bis zur Befundübermittlung auszuschließen. Daher sollte die Erstmitteilung über einen positiven Antikörpertest erst erfolgen, wenn das Ergebnis aus zwei unabhängig voneinander entnommenen Proben des Patienten bestätigt wurde.. Die Testkits sind kommerziell erhältlich.

43.37.4 Untersuchungen auf HIV-Antigen

Die HIV-infizierten Zellen setzen Viren und Virusstrukturkomponenten frei. Die Hauptkomponente der inneren Viruskapsel (Core) ist ein Protein mit einem MG von 24 kD (p24). Im Stadium der akuten HIV-Infektion und später im Vollbild von AIDS werden so viele virale (Teil)partikel freigesetzt, dass das p24-Antigen in einem ELISA nachweisbar wird. Durch Immunadsorption wird dadurch oft der Titer der z.B. im Immunoblot messbaren anti-p24-Antikörper herabgesetzt. Mit Hilfe einer Säure- oder Laugendissoziation kann man das p24-Antigen aus Immunkomplexen freisetzen und daher noch sensitiver im Serum oder Plasma nachweisen /11/.

Nach der Infektion wird der HIV-p24-Antigentest bis zu einer Woche früher positiv als der Antikörpertest. Daher wird der Antigennachweis in modernen Assays in den Antikörpertest integriert. Der p24-Antigentest kann nur bedingt als Virämiemarker angesehen werden.

43.37.5 Molekularbiologische Untersuchungen

Analog zum Hepatitis B-Virus und Hepatitis C-Virus wird auch bei HIV die Virämie mittels der HIV-RNA im Plasma bestimmt. Der Grundgedanke ist, dass die Kopien des viralen Genoms aus Viruspartikeln (Virionen) stammen müssen, da freie Nukleinsäure im Blut durch Nukleasen gespalten wird. Somit ist die Kopienzahl zur Menge der Viren korreliert (ein HIV-Partikel enthält zwei Genomkopien). Diese Methode der Virämiebestimmung hat sich durchgesetzt und ist der quantitativen HIV-Antigenmessung deutlich überlegen. Für den Nachweis von HIV-2 und von HIV-1 der Gruppen N und O müssen spezielle Primer bzw Gensonden eingesetzt werden, die in kommerziellen HIV-1-RNA-Assays nicht vorhanden sind /12/.

Polymerase Chain Reaction (PCR)

Die Viruslast wird bestimmt durch den Vergleich mit internem genomischem Standard. Aus dem Vergleich der Amplifikation von internem Standard zur Test-Nukleinsäure erfolgt die Quantifizierung, am besten als Real-time Verfahren. Damit kann die Überprüfung des Amplifikats auf Spezifität durch Molekulargewichts-Bestimmung in der Elektrophorese oder Hybridisierung mit einer Gensonde eingespart werden. Das Ergebnis liegt nach 1–2 h vor. Die PCR ist wegen ihrer hohen Nachweisempfindlichkeit störanfällig gegenüber Kontaminationen (falsch-positives Resultat). Andererseits kann die Polymerase-Aktivität durch Inhibitoren aus dem Untersuchungsmaterial (Urin) herabgesetzt sein (falsch-negatives Resultat) /12/.

Siehe auch Beitrag 52-3 –Amplifikationstechniken.

Nukleinsäure-basierte Amplifikation (NASBA) bzw. TMA

Im Unterschied zur PCR erfordern die Nukleisäure basierte Amplifikation (NASBA) und die Transkriptions vermittelte Amplifikation (TMA) keine artifizielle Trennung der doppelsträngigen DNA, die aus der HIV-RNA durch reverse Transkription gebildet wird. Demgegenüber wird die mehr physiologische Methode der DNA-RNA Transkription durch die T7 RNA Polymerase angewendet. Die NASBA ist eine isothermale Methode.

Im Prinzip kann die HI-Virämie bei Erwachsenen mit diesen Methoden gut reproduzierbar beurteilt werden. Die PCR hat sich durchgesetzt und HIV-RNA kann im Plasma schon 1–2 Wochen post infectionem detektierbar sein.

Eine Zahl von mehr als 15.000 IU/ml (90.000 Genomkopien/ml) wird als prognostisch ungünstig in der Beurteilung der HIV-Infektprogression und für den Therapieerfolg bewertet Siehe Tab. 43.37-3 – Beurteilungskriterien für HIV-1 Viruslast-Bestimmungen.

In Verlaufsuntersuchungen, die wegen der noch fehlenden überregionalen Teststandardisierung in demselben Laboratorium durchzuführen sind /13/, gilt eine Ab- oder Zunahme der Kopienzahl (IU/ml) um mindestens den Faktor 4 als klinisch signifikant. Bei < 500 IU/ml gilt der Faktor 8.

Opportunistische Infektionen oder Impfungen können sich störend auswirken, indem sie die Virämie transient stimulieren.

Bei Kindern werden spontane Undulationen der Virämie so häufig beobachtet, dass sie nur eingeschränkt als Pathogenitäts- bzw. Therapieerfolgsmarker bewertet werden können.

Der HIV-RNA-Nachweis mit der PCR ist der eindeutigste Marker für eine pränatale bzw. perinatale Vertikalinfektion von der Mutter auf das Kind.

43.37.6 Genotypische Resistenztestung

Mehr als ein Dutzend Virostatika mit verschiedenen Angriffspunkten werden zur antiretroviralen Therapie eingesetzt /13/. Die Kombination von mindestens drei Substanzen aus zwei verschiedenen Wirkstoffklassen wird als Highly active antiretroviral therapy (HAART) bezeichnet und hat sich bewährt. Dennoch stellt die rasche Entwicklung resistenter HIV-Varianten ein großes Problem dar. Über den Vergleich ausgewählter und PCR-amplifizierter Nukleinsäuresequenzen (Genotypisierung) können diese Varianten ermittelt werden (Abb. 43.37-4 – Gensequenzierung bei HIV-1 und Mutationsanalyse). Dafür gibt es kommerzielle Analysesysteme, die auch Interpretationssysteme anbieten. Die Interpretation erfolgt auf der Grundlage von Datenbanken, in denen klinische Verlaufsuntersuchungen und in vitro-Tests mit HIV-infizierten Zellkulturen (Phänotypisierung) bei Anwendung bestimmter Virostatika gespeichert sind. Sie müssen ständig aktualisiert werden.

43.37.7 Virusisolierung in Zellkulturen

Die Isolierung des HIV aus dem EDTA-Blut, Plasma oder aus isolierten Lymphozyten und mononukleären Zellen kann wertvolle Hinweise zur Prognose der HIV-Infektionskrankheit geben. Die Bestimmung des Infektionstiters erfolgt indirekt über die Messung des aus den Kulturzellen freigesetzten p24-Antigens. Als Kulturzellen werden T-Zelllinien oder, sensitiver, frische Nabelschnurlymphozyten verwendet.

Die Zellen müssen mit Mitogenen und Interleukin-2 stimuliert werden. Als prognostisch infaust gilt, wenn das Virusisolat in den Indikatorzellen eine Synzytienbildung induziert (SI-Virusstamm). Die Zellkulturvermehrung von HIV ist zeit-, arbeits- und kostenintensiv sowie an hohe Sicherheitsauflagen der Behörden gebunden (S3-Labor) und wird daher nur wissenschaftlich eingesetzt. Das Isolat kann in Kultur auf Sensitivität gegenüber Chemotherapeutika phänotypisch ausgetestet werden (Virogramm). Es besteht aber die Gefahr einer in vitro Veränderung der Quasispezies, weshalb Gene aus dem Patientenvirus in ein definiertes Testvirus hineinkloniert werden.

Literatur

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3. Sattentau QJ. CD4 activation of HIV fusion. Int J Cell Cloning 1992; 10: 323–332.

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5. Yerly S, Vora S, Rizzardi P, Chave JP, Vernazza PL, Flepp M, Telenti A, et al. Acute HIV infection: impact on the spread of HIV and transmission of drug resistance. AIDS 2001; 15: 2287–92.

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8. Quaseem A, Snow V, Shekelle P, Hopkins Jr. R, Owens D. Screening for HIV in health care settings: A guidance statement from the American College of Physicians and HIV Medicine Association. Ann Intern Med 2009; 150: 125–31.

9. Maskill WJ, Croft N, Waldman E, Healey S, Howard TS, Silvester C, et al. An evaluation of competitive and second generation ELISA screening tests for antibody to HIV. J Virol Methods 1988; 22: 61–73.

10. Jackson JB, Parsons JS, Nichols LS, Knoble N, Kennedy S, Piwowar EM. Detection of human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) antibody by western blotting and HIV-1 DNA by PCR in patients with AIDS. J Clin Microbiol 1997; 35: 1118–21.

11. Polywka S, Feldner J, Duttmann H, Laufs R. Diagnostic evaluation of a new combined HIV p24 antigen and anti-HIVI/2/O screening assay. Clin Lab 2001; 47: 351–6.

12. Cao Y, Ho DD, Todd J, Kokka R, Urdea M, Lifson JD, et al. Clinical evaluation of branched DNA signal amplification for quantifying HIV type 1 in human plasma. AIDS Res and Human Retroviruses 1995; 3: 353–61.

13. Ho DD, Neumann AU, Perelson AS, Chen W, Leonard JM, Markowitz M. Rapid turnover of plasma virions and CD4 lymphocytes in HIV-1 infection. Nature 1995; 373: 123–6.

14. Eke AC, Mirochnik M, Lockman S. Antiretroviral therapy and adverse pregnancy outcomes in people living with HIV. N Engl J Med 2023; 388 (4): 344–56.

43.38 Humanes T-Zell-Leukämie-Virus (HTLV-1, HTLV-2)

Familie: Retroviridae.

Genus: Deltaretrovirus.

Spezies: HTLV Typ 1 und Typ 2.

Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.61 – Retroviren.

43.38.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Prävalenz

HTLV ist weltweit verbreitet, seine Prävalenz jedoch sehr niedrig (unter 0,5 % der Weltbevölkerung). Ausnahmen sind die Karibikländer, sowie Mittel- und Südamerika in denen die Prävalenz 2–7 % beträgt und Südjapan, wo die Durchseuchung mit HTLV-1 in einigen Regionen diesen Prävalenzwert erreicht. In Zentralafrika sind 1–5 % der Bevölkerung seropositiv für beide Virustypen. In Europa sind HTLV-Träger vor allem in Frankreich und Portugal zu finden, wahrscheinlich wegen ihrer besonderen kolonialgeschichtlichen Beziehung zu Afrika (ca. 0,5 % Prävalenz).

In den übrigen Ländern Europas und in Nordamerika ist die HTLV-Infektion ausgesprochen selten mit Ausnahme bei i.v.-Drogenabhängigen.

Übertragung

HTLV wird zellgebunden durch Blut- und Sexualkontakte übertragen und etabliert in den CD4⁺T-Zellen eine persistente Infektion. Die Infektion breitet sich von Zelle zu Zelle nur durch direkten Kontakt aus. In den infizierten Zellen wird das Virusgenom integriert.

Erkrankungen

Nach einer Latenzzeit von 30–45 Jahren, selten nach 5 bzw. mehr als 60 Jahren, kann bei 0,1 % der Infektionsträger die Zelle transformiert werden und klonal auswachsen mit der Folge einer akuten T-Zellleukämie (ATL), die zu 30 % einen chronischen Verlauf nehmen kann. Selten, aber von besonders schlechter Prognose, ist die Lymphom-ATL, wobei auch CD8- und B-Zelllymphome vorkommen. Auch mit dem Sezary-Syndrom und mit Mycosis fungoides ist die HTLV-Infektion gelegentlich assoziiert /1/. In Europa sind weniger als 10 % der Patienten mit ATL HTLV-seropositiv.

Bei 1 % der HTLV-Träger entwickelt sich eine chronisch-progrediente Myelopathie durch lymphozytäre Infiltration des Rückenmarks. Die HTLV-1-assoziierte Myelopathie mit den Symptomen Spastik, Muskelschwäche (tropisch-spastische Parese), Hyperreflexie der unteren Extremitäten, Blasenstörungen und cerebelläre Ataxie. Auch Uveitis wurde bei Infizierten beobachtet.

Die pathogene Bedeutung von HTLV-2 ist bis auf Einzelfallberichte von Leukämie und neurologischen Affektionen noch ungeklärt.

43.38.2 Labordiagnostik

Screening

Detektions- und Ausschlussdiagnostik der Wahl ist der Antikörpernachweis im Serum mit dem ELISA bei erheblicher Kreuzreaktion zwischen beiden Virustypen. Der Virusnachweis gelingt in EDTA- oder Citratvollblut mit der PCR nicht bei jedem Seropositiven mangels zirkulierender Lymphozyten, die das virale Genom tragen. Bei mitteleuropäischen Blutspendern sind schwach-positive Befunde im ELISA meist unspezifisch. Auch ein Westernblot kann nicht immer Klärung bringen.

Literatur

1. Saito M, Jain P, Tsukasaki K, Bangham CRM. HTLV-1 infection and its associated diseases. Leukemia Research and Treatment 2012; doi.org/10.1155/2012/123637.

43.39 Influenzaviren

Familie: Orthomyxoviridae.

Genus: Influenzavirus A, B, C.

Virusstruktur: Der Erreger hat einen Durchmesser von ca. 100 nm, das Genom besteht aus 8 (bei Genus C 7) einzelsträngigen RNA-Segmenten negativer Polarität (viralen Chromosomen), die sich helikal gewunden in zusammenhängenden, schlauchartigen Proteinkapsiden befinden (RNP, Ribonukleoprotein). Diese Viruskapside werden von einer membranösen Außenhülle (Envelope) eingekleidet. Als Strukturelemente weisen sie Matrixproteine und darin eingelassen, Hämagglutinin- und Neuraminidase-Spikes auf.

43.39.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Epidemiologie

Influenza A- und B-Viren sind weltweit verbreitet und verursachen saisonal in den winterkalten Ländern regelmäßig größere und kleinere Grippeepidemien. (Influenza-C-Viren sind epidemiologisch unbedeutend und kommen in Europa kaum als Grippeerreger vor.) Die Influenzaviren zirkulieren zwischen der Nord- und Südhalbkugel der Erde. Einer weltweiten Pandemie liegt jeweils ein neues Influenza-A-Virus zu Grunde, das in früheren Jahren vor allem in Südchina entstanden ist, möglicherweise wegen besonders engem Kontakt zu Schweinen, Geflügel und anderen Haustieren. Speziesspezifische A-Subtypen sind im Tierreich, besonders bei (Wasser)vögeln, weit verbreitet, die das Erregerreservoir darstellen. Während Wasservögel (Enten, Gänse, Möwen) kaum erkranken, ist die Überagung aviärer Influenza A Viren in die Hühnerhaltung besonders gefährlich. In seltenen Fällen können selektionierte, hochpathogene Geflügelviren (Erreger der Geflügelpest) direkt auf den Menschen übertragen werden, bei dem Subtyp H5N1 oft mit letalem Ausgang /1/.

Die Influenzavirus-A-Subtypen und Stämme werden anhand der Varianten des Hämagglutinin und der Neuraminidase sowie nach dem Ort der Erstisolierung klassifiziert (Tab. 43.39-1 – Verbreitung der Influenza-Subvirustypen nach Ort und Zeit). Es sind 16 H- und 9 N-Serosubtypen bekannt, insgesamt gibt es also 16 × 9 = 144 Möglichkeiten, von denen bisher 105 in Wasservögeln nachgewiesen worden sind. Drei Subtypen sind auch im Menschen etabliert (H1N1, H2N2, H3N2) und haben große Pandemien ausgelöst: H1N1 verursachte die gewaltige Spanische Grippe, H2N2 war für die Asiatische, H3N2, für die Hongkong-Grippepandemie verantwortlich. Kleinere, weniger gefährliche Pandemien nahmen ihren Ausgang von Wladiwostok (Russische Grippe durch H1N1 1978/79). Aktuell (April 2009) ist eine Pandemie durch eine neue Variante von H1N1 aus dem Schwein in Mexiko auf den Menschen übergegangen (Schweinegrippe) und hat sich dann in mehreren Wellen pandemisch in der Menschheit verbreitet. Zur Zeit befinden sich neben dem Influenza B-Virus die Influenza A-Virussubtypen H1N1v und H3N2 in Kozirkulation.

Infektion der Zelle

Das Hämagglutinin ist die Struktur, mit dem das Virus an den Rezeptor der Zelle (N-Acetylneuraminsäure = Sialinsäure) andockt und den Infektionsprozess einleitet. Es gibt verschiedene Sialinsäuremodifikationen bei Vögeln und Säugetieren, an die das Hämagglutinin der jeweiligen Typen adaptiert ist. Nach endosomaler Aufnahme wird das Hämagglutinin durch eine Protease der Wirtszelle gespalten und durch den niedrigen endosomalen pH so umgefaltet, dass sein hydrophobes Fusionspeptid sich in die endosomale Membran einbohrt und es in der Folge es zu einer Fusion des Virusenvelope mit der internalisierten Zellmembran kommt /2, 3/.

Zusätzlich erlaubt das Matrixprotein M2 als Ionenkanal eine pH-Erniedrigung im Inneren der Viren, die daraufhin das Ribonukleoprotein (RNP) freigeben. Im RNP befindet sich die virale RNA-Polymerase, welche für die Transkription und Replikation des Virusgenoms notwendig ist, jedoch im Unterschied zu DNA-Polymerasen wegen fehlender Reparaturmechanismen vergleichsweise fehlerhaft abschreibt (1 Fehler/10.000 Nukleotide). Daher weisen die Influenzaviren eine recht hohe Mutationsfrequenz auf, welche zu einer Antigendrift führt und es dem Virus erlaubt, teilweise der Immunreaktion zu entkommen. Zusätzlich wird die Antigenvariabilität durch Reassortierung der jeweils 8 Genomsegmente bei Doppelinfektion mit verschiedenen Virusvarianten sprunghaft gesteigert (Antigenshift). Ganz massiv kann sich ein solches Genomsegment-Reassortment auswirken, wenn ein human- und ein vogeladaptiertes Influenzavirus zufällig gemeinsam eine Zelle, z.B. des Hausschweins als „Mischgefäß“ infizieren.

Das Schwein ist für die Reassortantenbildung deshalb besonders prädestiniert, weil auf seinen respiratorischen Zellen sich beide Sialinsäuremodifikationen befinden. Statistisch sehr selten, kann dabei ein Hybridvirus entstehen, das die Menschen infizieren kannn und gegen das in der Bevölkerung noch keine Teilimmunität vorhanden ist. Nach Replikation im Zellkern werden die Viren durch Sprossung an der äußeren Zellmembran zusammengebaut und freigesetzt. Die Neuraminidase in der Virushülle spaltet die Sialinsäure, um den neu produzierten Viren die Freisetzung zu ermöglichen und die Bindung an abgeschilferte Zelltrümmer im Schleim der Atemwege zu verhindern.

Die Infektionsimmunität beruht auf der Bildung von Antikörpern gegen die einzelnen H-Subtypen und Varianten, z.T. auch gegen das N-Spike. Ein Antigen-Shift ist nur beim Influenzavirus A bekannt, weil die Typen B und C im Tierreich nicht endemisch sind, wenn man von einzelnen C-Isolaten beim Schwein absieht.

Klinik

Bei der klassischen Grippe handelt sich um eine influenzavirale Infektionserkrankung der Atemwege. Nach einer Inkubation von wenigen Tagen beginnt die Krankheit akut mit Schüttelfrost, Hals- und Gliederschmerzen, hohem Fieber, Abgeschlagenheit und Kreislaufschwäche. Nach 1–2 Wochen erfolgt eine langsame Erholung.

Die Rekonvaleszenzzeit kann sich mit Rückschlägen über viele Wochen oder sogar Monate hinziehen. Das objektive Krankheitsbild und subjektive Krankheitsgefühl sind deutlich stärker als bei einer landläufigen Grippe (grippaler Infekt), die von vielen verschiedenen Viren und auch Bakterien verursacht wird. Die Übertragung wird durch Tröpfchen aus dem Rachensekret bewirkt und durch kalt-feuchte Luft begünstigt. Krankheitsfördernd wirkt sich auch die Austrocknung der Schleimhäute in überheizten Räumen aus /2/.

Die echte Influenzavirus-Pneumonie ist selten. Häufiger und ebenfalls gefährlich sind dagegen bakterielle und zur Lunge absteigende Superinfektionen, die im Blutbild eine Leukozytose verursachen. Klassisch ist die namensgebende Superinfektion mit Hämophilus influenzae, das die Virusinfektiosität fördert, indem es Hämagglutinin-spaltende Proteasen sezerniert /3/.

43.39.2 Virusnachweis

Die Frühdiagnose der Infektion gelingt am besten durch den Erregernachweis aus Nasen-Rachenabstrichen oder Rachenspülwasser. Es empfiehlt sich die Verwendung spezieller, auch kommerziell erhältlicher Transportmedien. Am sensitivsten ist die Anzüchtung in permanenten Zelllinien aus der Hundeniere. Das Temperaturoptimum liegt bei 33 °C. Bereits 24–48 h nach der Inokulation kann immunhistologisch virales Antigen mit monoklonalen Antikörpern nachgewiesen werden. Nur 2–3 h wird für die RT/PCR für eine Untersuchung auf virale RNA-Genomsequenzen benötigt. Diese Testung ist weniger störanfällig durch suboptimalen Materialtransport, aber etwas teurer als die Anzüchtung des Virus, kann jedoch als Multiplex-PCR mit der Suche nach anderen Viren (Influenza A, B, Parainfluenza 1, 2, 3) kombiniert werden. Die Zell- und die molekularbiologische Methode des Virusnachweises ermöglicht die Feintypisierung des Virusisolats, was für die Beurteilung der epidemiologischen Situation und die Impfstoffzusammensetzung von entscheidender Bedeutung ist.

Zur Subtypisierung angezüchteter Viren stehen monoklonale Antikörper kommerziell zur Verfügung. Die Subtypisierung mittels der PCR verwendet spezifische, ebenfalls kommerziell erhältliche H-Gensonden. Als direkte Antigen-Tests dienen ELISA und IFT. Eine immunchromatographische Variante der Methode dient als Bedside-Schnelltest. Die Methoden sind geeignet für die Gruppendiagnose, weniger für den Einzelfall, weil die diagnostische Sensitivität mit 60–70 % niedrig ist. Zur Individualdiagnose oder zum Erregerausschluss ist die RT-PCR am besten geeignet.

43.39.3 Virusserologie

Antikörper erscheinen im Serum oft erst 1–2 Wochen nach Krankheitsbeginn. Als Testmethoden sind am besten der ELISA und IFT eingeführt /4/. Als Antigene dienen das Vollvirus oder Matrix- und Nukleoproteine, womit typenspezifische Antikörper erfasst werden. Die IgG-Antikörper zeigen keinen klinisch belastbaren Immunschutz an. IgM-, besser jedoch IgA-Antikörper weisen mit höheren Werten auf eine relativ frisch abgelaufene Infektion. Infektionsbeweisend sind nur signifikante (mindestens vierfache) Titeranstiege. Die Immunität kann mit der Zellkulturinfekt-Neutralisation bzw. mit dem Hämagglutinations-Hemmtest geprüft werden. Deren Ergebnis ist trotz Kreuzreaktionen weitgehend virussubtyp- und stammspezifisch. Dasselbe gilt für die Untersuchung der Antikörperaktivität gegen die Neuraminidase in einem Enzym-Inhibitionstest.

Literatur

1. Monto AS. Vaccines and antiviral drugs in pandemic preparedness. Emerging Infectious Diseases 2006; 12 (1): 55-60.

2. Wong S S Y, Yuen KY. Avian influenza virus infections in humans. Chest 2006; 129: 156–68.

3. Liu J, Xiao H, Lei F, Zhu Q, Qin K, Zhang XW, et al. Highly pathogenetic H5N1 influenza virus infection in migratory birds. Science 2005; 309: DOI: 10.1126/science.1115273.

4. Allwinn R, Geiler J, Berger A, Cinatl j M, Doerr HW. Determination of serum antibodies against swine-origin influenza A virus H1N1/09 by immunofluorescence, haemagglutination inhibition, and by neutralisation tests. How is the prevalence rate of protecting antibodies in humans? Med Microbiol Immunol 2010: 199: 117–121.

43.40 Masernvirus

Familie: Paramyxoviridae.

Subfamilie: Paramyxovirinae.

Genus: Morbillivirus.

Spezies: Masernvirus mit 22 Genotypen, aber einem einheitlichem Serotyp.

Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.51 – Paramyxoviridae.

43.40.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Prävalenz

Einziger Wirt des Masernvirus ist der Mensch. Die Infektion bedarf für ihre effiziente Verbreitung einer größeren zusammenhängenden, empfänglichen Population. Sie kommt daher weltweit in sehr unterschiedlicher Häufung vor, in Gebieten mit etablierten Impfprogrammen nur noch als eingeschleppte Infektion oder bei Impfmüdigkeit. In vielen Entwicklungsländern ist sie neben Malaria und Durchfallerkrankungen eine wesentliche Todesursache bei Kindern. Das Ziel der WHO, Masern bis zum Jahr 2010 zu eradizieren, wurde nicht erreicht.

Übertragung

Masern sind hoch infektiös, die Übertragung erfolgt in der späten Inkubationszeit ab einer Woche vor bis 4 Tage nach Auftreten des Exanthems durch Tröpfcheninfektion, unter Umständen über mehrere Meter Entfernung. Praktisch jeder nicht-immune Infizierte erkrankt. Neben dem Nasopharynx sind auch die Konjunktiven eine Eintrittspforte.

Klinik

Das Virus vermehrt sich zunächst im oberen Respirationstrakt und im Konjunktivalbereich der Augen. Es folgen zwei virämische Phasen (Abb. 43.40-1 – Infektionsablauf und klinische Erscheinungen bei Masern). Nach 8–12 Tagen zeigen sich die Prodromi mit Fieber, Appetitlosigkeit, Husten, Schnupfen, Heiserkeit und Konjunktivitis mit Lichtscheu. Im Verlauf treten die charakteristischen Koplikschen Flecken auf der Wangenschleimhaut auf. Ein erythematöses makuläres oder makulopapuläres Exanthem beginnt 4–5 Tage nach den Prodromi an Gesicht und Kopf, zieht dann körperabwärts bis zu den Extremitäten, schließlich auf Hand- und Fußsohlen und verschwindet nach etwa 5 Tagen wieder in der Reihenfolge des Auftretens /1/. Das Exanthem als Folge einer durch Infektion und zellulärer Immunreaktion (zytotoxische T-Lymphozyten) verursachten Schädigung der Endothelzellen von Hautkapillargefäßen kann bei immundefizienten Patienten fehlen. Diese weißen Masern führen oft zu einer Enzephalitis mit schlechter Prognose. Weitere Zielzellen der Masernviren sind die Leukozyten und spezielle die Lymphozyten. Die daraus resultierende Leuko- und Lymphopenie geht mit einer deutlichen Immunsuppression einher, welche Superinfektionen begünstigt. Meist kommt es jedoch zur Abheilung und Rückbildung der Immunsuppression /2/.

Komplikationen sind:

Otitis media in bis 10 % der Fälle mit der Spätfolge einer Otosklerose.
Masernkrupp-Husten (mit anfallsweiser Atemnot) als Folge eine Glottitis.
Pneumonie in 1–5 % der Fälle, entweder durch Masernvirus als Riesenzellpneumonie oder als bakterielle Superinfektion.
Enzephalitis. Die Enzephalitis kann in verschiedenen Formen auftreten:
Akute postinfektiöse Enzephalitis durch eine Autoimmunreaktion, daher kein Virusnachweis, in 0,1 % der Fälle mit 15–25 %-iger Mortalität.
Akute progressive infektiöse Form der Masernenzephalitis bei immundefizienten Patienten.
Subakute sklerosierende Panenzephalitis. Sie ist die Spätfolge einer persistierenden Infektion mit Mutanten des Masernvirus. Häufigkeit ca. 1 : 100.000 meist 7–8 Jahre nach Ablauf der Masern. Besonders gefährdet sind Säuglinge wegen ihres noch unausgereiften Immunsystems.
Negative Beeinflussung anderer Krankheiten, z.B. Tuberkulose, weil die Immunabwehr durch T-Lymphozyteninfektion des Masernvirus geschwächt wird.

43.40.2 Virusserologie

Die serologische Diagnostik kann mit allen einschlägigen Methoden durchgeführt werden. Die KBR zeigt mit Titerwerten ab 1 : 40 eine relativ frische Infektion an. Die mit dem HHT gemessenen Antikörperaktivitäten bleiben mit unverändert hohen Titerwerten lebenslang nachweisbar /3/. Beide Tests sind von Immunassays verdrängt worden, wobei der positive IgM-Test eine (relativ) frische Infektion anzeigt. Die meisten IgG-ELISA sind so sensitiv eingestellt, dass sie unmittelbar nach dem IgM-Test positiv werden, 1–3 Tage nach Ablauf der ca. 2-wöchigen Inkubationszeit /4/. Nach Masernimpfung sollen eindeutig positive Titerwerte (Serumverdünnungen) erreicht werden, d.h. > 10 im HHT und > 80 im IgG-ELISA, um eine Immunität zu belegen /5/. Der Antikörpertest ist auch die bevorzugte Methode in der Diagnostik des Liquor cerebrospinalis zur Abklärung einer Enzephalitis.

43.40.3 Virusnachweis

Die Erregerisolierung aus Nasen-, Konjunktival- und Rachenabstrichen ist in Zellkulturen einfach, weil das Virus deutliche Synzytien als zytopathogenen Effekt zeigt. Die Testdauer kann durch Antigennachweis mit markierten Antikörpersonden auf 24–48 h begrenzt werden. Allerdings wird man mit Liquorproben fast niemals fündig. Das gilt auch für die RT-PCR, die daher ebenfalls nur in Speziallaboratorien durchgeführt wird. Die Genotypisierung des Virus (Sequenzierung ausgewählter cDNA-Bereiche) wird epidemiologisch eingesetzt (Konstruktion von Infektketten). Für die Diagnostik im Liquor cerebrospinalis ist der Antikörpertest die Methode der Wahl. Das gilt erst recht für die Diagnose der Masern-assoziierten subakuten sklerosierenden Panenzephalitis (SSPE), bei welcher sich hohe Antikörperaktivitäten im Serum und Liquor nachweisen lassen.

Die labordiagnostische Bestätigung einer Infektion mit Masern ist problematisch in der Überwachung zur Kontrolle und in Eliminationsprogrammen. Die Bestimmung von Masern-spezifischen IgM-Antikörper ist die verbreiteste Methode eine Maseninfektion labordiagnostisch zu erkennen. Verdächtige Personen, die auf Masern geeimpft sind und Personen mit hohem Impftiter, benötigen zusätzliche Untersuchungen. Unbefriedigende Ergebnisse, die mittels der IgM-Bestimmung erhalten werden, können abgesichert werden durch eine RNA-Bestimmung (RT-PCR) oder durch den Befund eines hohen Titers an neutralisierenden Antikörpern (über 40.000 mIU/ml) bezogen auf den WHO Second International Standard /6/.

Literatur

1. Orenstein WA, Perry RT, Halsey NA. The clinical significance of measles: a review. J Infect Dis 2004; 189:´, suppl 1: S4–S16.

2. Mina MM, Metcalf CJE, de Swart RL, Osterhaus ADME, Grenfell BT. Long-term measles induced immunomodulation increases overall childhood infectious disease mortality. Science 2015; 348: 694–9.

3. Chen RT, Markowitz LE, Albrect P, Stewart JA, Mofenson LM, Preblud SR, et al. Measles antibodies. J Infect Dis 1990; 162: 1036–42.

4. Arisra S, Ferraro D, Cascio A, Vizzi E, di Stefano R. Detection of IgM antibodies specific for measles virus by capture and indirect enzyme immunoassays. Res Virol 1995; 146: 225–32.

5. Ozanne G, D’Halewyn MA. Secondary immune response in a vaccinated population during a large measles epidemic. J Clin Microbiol 1992; 30: 1778–82.

6. Sowers SB, Rota JS, Hickman CJ, Mercader S, Redd S, McNall RJ, et al. High concentrations of measles neutralizing antibodies and high avidity measles IgG accurately identify measles reinfection cases. Clin Vaccine Immunol 2016; doi: 10.1128/CVI.00268-16.

43.41 Melkerknotenvirus

Das Melkerknotenvirus gehört zum Genus Parapoxvirus (siehe Beitrag 43.55 – Pockenviren). Es verursacht bei Milchkühen Hautläsionen im Euterbereich. Bei berufsbedingter Exposition (früher Melker) treten im Hand- und Unterarmbereich Pockenvirus-bedingte lokale Läsionen auf. Die Erkrankung verläuft gutartig; eine Labordiagnostik ist nicht üblich /1/.

Literatur

1. Kaviarasan PK, Yamini M, Prasad PVS, Viswanathan P. Milker’s nodule. Indian J Dermatology 2009; 54: 78–9.

43.42 Merkelzell-Karzinomvirus

Siehe Beitrag 43.57 – Polyomaviren.

43.43 Metapneumovirus

Familie: Paramyxoviridae.

Subfamilie: Pneumovirinae.

Genus: Metapneumovius.

Spezies: Humanes Metapneumovirus (Subtypen A und B).

Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.51 – Paramyxoviridae.

43.43.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Die respiratotrope Infektion mit diesem Virus ist ubiquitär mit früher und hoher Populationsdurchseuchung verbreitet /1, 2/. Nach wenigen Tagen Inkubationszeit kommt es zu einer klinischen Manifestation, die der durch das Respiratory Syncytial Virus sehr ähnlich ist.

Siehe Beitrag 43.60 – Respiratory Syncytial Virus).

43.43.2 Labordiagnostik

Untersuchungsmethode der Wahl ist der Virusnachweis mit der RT-PCR im Nasopharyngealabstrich, Sputum oder Bronchiallavage. Die Antikörpertestung ist nicht üblich.

Literatur

1. Viazov S, Ratjen F, Scheidhauer R, Fiedler M, Roggendorf M. High prevalence of human metapneumovirus infection in young children and genetic heterogeneity of the virus isolates. J Clin Microbiol 2003; 41: 3043–5.

2. Bastien N, Ward D, Caeseele PV, Brandt K, Lee SHS, McNaabb G, et al. Human metapneumovirus infection in the Canadian population. J Clin Microbiol 2003; 41: 4642–6

43.44 Molluscum contagiosum-Virus (MCV)

Familie: Poxviridae.

Subfamilie: Chordopoxvirinae.

Genus: Molluscipoxvirus.

Spezies: Molluscum contagiosum-Virus.

Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.55 – Poxviridae (Pockenviren).

43.44.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Die MCV-Infektion wird durch direkten Kontakt einschließlich Sexualkontakt übertragen. Sie findet sich überwiegend bei Kindern. Besonders häufig ist sie bei HIV-Infizierten. Bei immunkompetenten Patienten ist sie gewöhnlich selbstlimitierend. Die Infektion verursacht Dellwarzen, sehr typische, vesikuläre Papeln mit zentraler Einziehung (Wasser-Delle; Dellwarzenvirus) /1/.

43.44.2 Labordiagnostik

Die Diagnose erfolgt als klinische Blickdiagnose. Elektronenoptisch sind Poxviren in der Vesikelflüssigkeit, lichtmikroskopisch als zytoplasmatische Einschlusskörperchen im Biopsiematerial nachweisbar. Der sensitivste Virusnachweis erfolgt mit der PCR. Die Serologie hat keine Bedeutung.

Literatur

1. Chen X, Anstey AV, Burgert JJ. Molluscum contagiosum virus infection. The Lancet infectious diseases 2013; 13: 877–88.

43.45 Mumpsvirus

Familie: Paramyxoviridae.

Subfamilie: Paramyxovirinae.

Genus: Rubulavirus.

Spezies: Mumpsvirus.

Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.51 – Paramyxoviridae.

43.45.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Prävalenz

Mumpsviren sind weltweit verbreitet. Der einzige Wirt ist der Mensch. Seit Einführung der Mumpsimpfung ist die Inzidenz sehr niedrig.

Übertragung

Sie erfolgt durch Tröpfcheninfektion. Das Virus vermehrt sich zunächst im Nasen- und Rachenepithel.

Klinik

Nach einer Inkubationszeit von 2–4 Wochen (Mittel 18 Tage) tritt bei 50–70 % der Patienten die typische Parotitis mit Schwellung der Parotis auf (90 % beidseitig) /1/. Das Virus wird unabhängig von der Parotitis im Speichel ausgeschieden, und zwar ab 1 Woche vor bis 9 Tage nach Beginn der Symptomatik. Eine ZNS-Beteiligung ist häufig, führt aber nur in 5–10 % der Fälle zur Symptomatik einer Meningitis, in etwa 0,1 % zu einer Enzephalitis. Gefürchtete Spätfolge ist die Taubheit. Die Wahrscheinlichkeit von ZNS-Symptomen steigt mit der Zunahme des Lebensalters.

Eine (einseitige) Orchitis tritt bei Infektion nach der Pubertät auf, dann jedoch bei bis zu einem Viertel der infizierten Patienten. Die Orchitis kann zu Drucknekrosen und Sterilität des Hodens führen. Wegen fehlender fester Bindegewebskapsel der Ovarien bleibt die Ovariitis meist unbemerkt. Neben der Ohrspeicheldrüse kann auch die Bauchspeicheldrüse betroffen sein (Pankreatitis). Trotz einer Replikation in den pankreatischen β-Zellen (Tierversuch) ist eine Beziehung zwischen Mumpsvirus-Infektion und späterem Diabetes mellitus nicht abschließend geklärt.

Eine Mumpsvirus-Infektion im ersten Trimenon der Schwangerschaft kann zum Abort führen. Kongenitale Missbildungen sind aber nicht beschrieben; es besteht also keine Indikation zum Schwangerschaftsabbruch /2/.

43.45.2 Virusserologie

IgM-Antikörper sind im Serum mit dem ELISA bereits 2–3 Tage nach Symptombeginn und dann für 2–3 Monate nachweisbar /3/.

IgG-Antikörper sind ab Tag 7–10 nach Beginn der Symptome praktisch lebenslang im Serum (Plasma) vorhanden. Sie zeigen gewöhnlich den Schutz vor einer Zweiterkrankung an.

Bei der Serologie gibt es Kreuzreaktionen mit der akuten Parainfluenza Typ 2-Infektion (Anamnese).

43.45.3 Virusnachweis

Das Virus ist nicht stabil, der Versuch der Isolierung hat nur mit auf 4 °C gekühlten Proben Aussicht auf Erfolg. Die Anzüchtung kann durch Antigennachweis in der infizierten Zellkultur mit markierten Antikörpern abgekürzt werden. Das Virus ist nachweisbar:

Im Speichel ab 5 Tage vor bis ca. 7 Tage nach Beginn der Symptome.
Im Urin länger.
Im Liquor cerebrospinalis nur kurz nach Beginn der Erkrankung.

Die RT-PCR wird aus den gleichen Proben wie die Virusisolierung durchgeführt, die sie zunehmend verdrängt. Die Sequenzierung eines geeigneten cDNA-Amplifikats ermöglicht die Unterscheidung zwischen Impfstamm und Wildvirus.

Virusnachweis oder Genomnachweis sind indiziert, wenn andere virale Ursachen der Parotitis, wie z.B. Infektionen mit Parainfluenzavirus Typ 3, Coxsackieviren oder Influenzavirus A, ausgeschlossen werden müssen. Weitere Gründe sind eine fehlende oder eine rekurrierende Parotitis und eine aseptische Meningitis /4/.

Literatur

1. Kutty PK, Kyae MH, Dayan GH, Brady MT, Bocchini Jr, JA, Reef SE, et al. Guidance for isolation precautions for mumps in the United States: a review of the scientific basis for policy change. Clin Infect Dis 2010; 50: 1619–28.

2. Aase JM, Noren GR, Reddy DV, St Germe, Jr J. Mumps-virus infection in pregnant women and the immunology response of their offspring. N Engl J Med 1972; 286: 1379–82.

3. Allwinn R, Zeidler B, Steinhagen K, Rohwäder E, Wicker S, Doerr HW. Assessment of mumpsvirus-specific antibodies by different serologic assays: Which test correlates best with mumps immunity? Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 2011; 30: 1223–8.

4. Carr MJ, Moss E, Waters A, Dean J, Jin L, Coughlan S, et al. Molecular epidemiological evaluation of the recent resurgence in mumps virus infection in Ireland. J Clin Microbiol 2010; 48: 3288–94.

43.46 Newcastle Disease-Virus

Das Virus ist der Erreger der atypischen Geflügelpest. Die Infektion kann gelegentlich vom Geflügel auf exponierte Personen in der Landwirtschaft übergreifen und sich in Form einer Konjunktivitis manifestieren /1/.

Die Labordiagnostik dieser tierischen Paramyxovirusinfektion erfolgt durch die Erregerisolierung in Zellkulturen.

Literatur

1. Nelson NJ. Scientific interest in Newcastle disease virus is reviving. J Natl Cancer Inst 1999; 91: 1708–10.

43.47 Norovirus

Siehe Beitrag 43.11 – Caliciviren.

Humane Noroviren sind eine Gruppe von Erregern die Personen aller Altersgruppen befallen. Sie sind die häufigste Ursache der akuten nicht-bakteriellen Gastroenteritis und der Nahrungsmittel-bezogenen Infektionen weltweit. Molekularbiologische Methoden zum Nachweis und Charakterisierung von Noroviren sind in Lit. /1/ beschrieben.

Literatur

1. Che H, Hu Y. Molecular diagnostic methods for detection and characterization of human noroviruses. Open Microbiol J 2016;10: 78–89.

43.48 Papillomviren

Familie: Papillomaviridae.

Genus: Papillomavirus in vielen Wirbeltierarten.

Typen: Über 100 beim Menschen; daneben zahlreiche bei verschiedenen Säugetieren wie Rind, Kaninchen. Die Typeneinteilung erfolgt, im Unterschied zu den anderen Viren, nicht serologisch, sondern molekularbiologisch (Genotypen).

Virusstruktur: Ikosaeder-abgeleitetes, kompakt-stabiles Virus ohne Envelope mit einem Durchmesser von 55 nm. Das Genom besteht aus einer zirkulären dsDNA mit 8.000 Basenpaaren, von welcher nur ein Strang transkribiert wird. Im während der Replikation früh abgelesenen Genombereich wurden zwei Gene identifiziert, deren Proteinprodukte (E6 und E7) die Tumorsuppressor-Proteine p53 und Rb inaktivieren.

43.48.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Prävalenz

Die humanen Papillomviren (HPV) sind dermatotrope Infektionserreger des Menschen mit ubiquitär hoher Populationsdurchseuchung. Neben der klassischen Warze sind noch eine Vielzahl schwerwiegenderer Hauteffloreszenzen, die unter dem Bild eines benignen Tumors proliferieren, mit den humanen Papillomviren (HPV) assoziiert /1/.

Klinik

Am intensivsten ist das Zervixkarzinom auf die Rolle des HPV untersucht /2/. Die verschiedenen klinischen Manifestationsformen werden präferentiell von bestimmten der über 90 HPV-Genotypen hervorgerufen. Die Infektion gilt als eine der notwendigen, jedoch nicht hinreichenden Bedingungen für die maligne Entartung der Infektläsion. Weitere Kofaktoren aus Ernährung und Umwelt führen Jahre oder Jahrzehnte später zur Karzinomentstehung /3/.

Die Laboratoriumsdiagnose entfällt für die typischen Warzen, da sie keine zusätzliche klinische Relevanz hat. Bei Verdacht auf maligne Entartung der Hauteffloreszenzen ist jedoch der Nachweis oder Ausschluss eines onkogenen HPV-Typs von zusätzlicher prognostischer Bedeutung.

Siehe Tab. 43.48-1 – Typen und Läsionen durch HPV.

43.48.2 Virusnachweis

Der Nachweis erfolgt molekularbiologisch durch in situ-Hybridisierung oder die PCR /4/:

Die in situ-Hybridisierung in entparaffinisierten Gewebsschnitten oder die Dot blot-Hybridisierung mit DNA-Extrakt aus Biopsiematerial kann problemlos mit markierten Gensonden kommerzieller Kits durchgeführt werden. Die Kits ermöglichen auch gezielt eine Reihe von stark oder weniger stark onkogenen Genotypen nachzuweisen. Als Markermoleküle dienen überwiegend Enzyme. Die Sensitivität der kommerziell erhältlichen Kits ist limitiert.
Wesentlich sensitiver und spezifischer ist die PCR. Kommerzielle Tests sind nicht verfügbar. Jedoch können geeignete typenspezifische Primer bezogen werden. Die Genotypisierung erfolgt durch die Sequenzierung ausgewählter DNA-Amplifikate.

43.48.3 Virusserologie

Die Untersuchung von Serum auf Antikörper hat wegen der hohen Populationsdurchseuchung keine Bedeutung. Bei einigen HP-Viren, z.B. 16 und 18, sind die Onkogene gut untersucht. Die E6- und E7-Proteine werden als Antigene wissenschaftlich für eine seroepidemiologisch relevante Antikörperdiagnostik onkogener HPV-Infektionen eingesetzt, haben jedoch keine Bedeutung für die Individualdiagnostik.

Literatur

1. Fernandes JV, De Araujo JMG, de Medeiros Fernandes TA. Biology and natural history of human papillomavirus. Dovepress 2013; 5: 1–12. https://dx.doi.org/10.2147/OAJCT.S37741.

2. Bosch FX, Lorincz A, Meijer CLM, Shah KV. The causal relation between human papillomavirus and cervical cancer. J Clin Pathol 2002; 55: 244–65.

3. Clifford GM, Smith JS, Plummer M, Munoz N, Franceschi S. Human papillomavirus types in invasive cervical cancer worldwide: a meta-analysis. British Journal of Cancer 2003; 88: 63–73.

4. Gravitt PE, Peyton CL, Alessi TQ, Wheeler CM, Coutlee F, Hildesheim A, et al. Improved amplification of genital human papillomaviruses. J Clin Microbiol 2000; 38: 357–61.

43.49 Pappataci (Sandmückenfieber)-Virus

Familie: Bunyaviridae.

Genus: Phlebovirus.

Spezies: Pappatacivirus.

Typen: Toskanavirus, sizilianisches Virus, neapolitanisches Virus.

43.49.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Das Toskanavirus kommt im Mittelmeerraum in Italien, Spanien und Zypern vor, sizilianisches und neapolitanisches Virus im östlichen Mittelmeerraum und im Nahen Osten. Die Infektion wird von Sandmücken übertragen. Der Stich führt in vielen Fällen zu einem starken Juckreiz. Die meisten Infektionen treten klinisch nicht in Erscheinung. Die symptomatische Erkrankung verläuft wie eine Grippe, in schweren Fällen mit hohem Fieber, starken Kopfschmerzen und Meningismus /1/. Die Erkrankung heilt gewöhnlich folgenlos aus. Viruspersistenz ist nicht bekannt.

Achtung: Sandmücken können auch Leishmanien übertragen.

43.49.2 Labordiagnostik

Die Diagnose kann durch den Antikörpernachweis gesichert werden. Die Kreuzreaktion zwischen den einzelnen Typen ist gering. Immunität wird durch IFT oder Immunoblot bestimmt. Bei Enzephalitis ist die RT-PCR im Liquor cerebrospinalis schon früh positiv.

Literatur

1. Schultze D, Korte W, Rafeiner P, Niedrig M. First report of sandfly fever virus infection imported from Malta into Switzerland, october 2011. Eurosurveillance 2012; 17: issue 27, article 2.

43.50 Parainfluenzavirus

Familie: Paramyxoviridae.

Subfamilie: Paramyxovirinae.

Genus: Paramyxovirus.

Typen: Parainfluenzavirus 1, 3 und 4; Typ 2 gehört zum Genus Rubulavirus.

Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.51 – Paramyxoviren.

43.50.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Die Parainfluenzaviren sind mit 3 Serotypen in hoher Populationsdurchseuchung weit verbreitet. Sie treten als Verursacher grippaler Infekte das ganze Jahr über auf, mit deutlicher Häufung im Winter /1, 2/. Typ 4 spielt epidemiologisch in Mitteleuropa keine Rolle.

43.50.2 Virusserologie

In der typenspezifischen Serologie ist nach wie vor die KBR die Standardmethode. Antikörpertiter ab 1 : 40 weisen auf eine relativ frische Infektion hin. Cave: Kreuzreaktion von Parainfluenza 2 mit Mumps. Infektionsbeweisend sind nur zeitnahe, signifikante Titeranstiege.

43.50.3 Virusnachweis

Für die Virusanzüchtung stehen Zellkulturen zur Verfügung. Der zytopathogene Effekt wird durch Hämagglutination zugegebener Erythrozyten verdeutlicht. Die Typisierung erfolgt durch Hämagglutinationshemmung mittels Immunsera. Alternativ und schneller ist der Antigennachweis in der Zellkultur mit markierten monoklonalen Antikörpern.

Der Antigentest kann auch direkt an Abstrichmaterial auf Objektträgern oder in einem Mikrogefäß erfolgen, muss aber in-house aufgebaut und etabliert werden. Die Nachweisempfindlichkeit ist limitiert.

Die RT-PCR gilt als die beste Methode des Virusdirektnachweises im Untersuchungsmaterial (Nasopharyngeabstrich, Sputum, Bronchiallavage).

Literatur

1. Burke CW, Mason JN, Surman SL, Jones BG, Dalloneau E, Hurwitz JL. Illumination of parainfluenza virus infection and transmission in living animals reveals a tissue-specific dichotomy. PLOS Pathogens 2011; DOI: 10.1371/journal.ppat.1002134.

2. Fiore AE, Iverson C, Messmer T, Erdman D, Lett SM, Talkington D, et al. Outbreak of pneumonia in a long-term care facility: antecedent human parainfluenza virus 1 infection may predispose to bacterial pneumonia. J Amer Geriatric Society 1998; 46: 1112–7.

43.51 Paramyxoviren

Familie: Paramyxoviridae.

Subfamilien: Paramyxovirinae, Pneumovirinae.

Genera: Paramyxovirus, Rubulavirus, Morbillivirus; Pneumovirus und Metapneumovirus mit vielen Spezies. und Typen.

Virusstruktur: Die Viruspartikel haben einen Durchmesser von mehr als 150 nm, die Konfiguration ist sehr pleomorph. Die negativsträngige RNA befindet sich in einem helikalen Nukleoproteinmantel, der von einem Envelope eingehüllt ist /1, 2/.

43.51.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Es handelt sich um eine Virusfamilie von bei Mensch und Tier speziesspezifisch verbreiteten Infektionserregern. Beim Menschen kommen folgende Spezies bzw. Typen vor: Morbillivirus mit Masernvirus, Paramyxovirus mit Parainfluenzavirus und Rubulavirus mit Mumpsviren (das Parainfluenzavirus Typ 2 gehört zum Genus Rubulavirus), Pneumovirus mit dem Respiratory Syncytial Virus.

Im Jahre 2001 wurde beim Menschen ein weiteres, weit verbreitetes Paramyxovirus als Auslöser von Atemwegserkrankungen entdeckt, das Metapneumovirus. Wichtige Paramyxoviren der Tiere sind das Rinderpestvirus, das Hundestaupevirus und beim Geflügel das Newcastle Disease-Virus, das gelegentlich auf beruflich exponierte Menschen übertragen wird.

Literatur

1. Kingsbury DW (ed). The paramyxoviruses. Springer, New York 1991.

2. Battisti AJ, Meng G, Winkler DC, McGinnes LW, Plevka P, Steven AC, et al. Structure and assembly of a paramyxovirus matrix protein. PNAS 2012; 109: 13996–14000.

43.52 Parvoviren

Familie: Parvoviridae.

Subfamilie: Parvovirinae (Parvoviren der Wirbeltiere).

Genera: Parvovirus, Dependovirus, Erythrovirus. Bocavirus, Amdovirus.

Virusstruktur: Parvoviren sind mit 18–26 nm Durchmesser die kleinsten animalen viralen Infektionserreger. In einem Ikosaeder-Proteinkapsid beherbergen sie eine einzelsträngige DNA mit entweder positiver oder negativer Polarität.

43.52.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Das Genus Parvovirus ist im Tierreich verbreitet. Bei Katzen verursachen die Parvoviren massive Diarrhöen und Panleukozytopenien (Genus Parvovirus).

Der Erreger ist vor etwa 35 Jahren auf den Hund übergegangen und breitete sich bei diesem Tier epidemieartig aus, bis er durch eine Impfung zurückgedrängt wurde. Beim Menschen findet man als seltenen Zufallsbefund Parvoviren im Stuhl ohne Krankheitswert. Dabei handelt es sich um Adenovirus-assoziierte Parvoviren, die in der Zellkultur nur in Gegenwart von Herpesviren oder Adenoviren vermehrt werden. Man zählt sie daher zum Genus Dependovirus.

Der Infektionserreger der Ringelröteln (Erythema infectiosum), das Parvovirus B19, ist ein eigenständig humanspezifisches Parvovirus des Menschen. An eine Infektion muss in der Differentialdiagnose hyporegenerativer Anämien gedacht werden. Zielzellen dieser Virusinfektion sind Erythroblasten. Die Erreger bilden ein eigenes Genus (Erythrovirus), zu dem neuerdings auch das PARV4-Virus gerechnet wird, dessen klinische Rolle noch unklar ist.

Neben den Bocaviren von Hund und Rind ist auch ein humanpathogener Erreger des Genus Bocavirus beschrieben worden. Siehe Beitrag 43.8 – Bocavirus.

43.53 Parvovirus B19

Familie: Parvoviridae.

Subfamilie: Chordoparvovirinae.

Genus: Erythrovirus.

Spezies: Parvovirus B19.

Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.52 – Parvoviren.

43.53.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Prävalenz

Parvovirus B19 ist weltweit verbreitet. In Europa gibt es eine jahreszeitliche Häufung im späten Winter und Frühjahr und eine zyklische Häufung der Infektion alle 4–6 Jahre. Die Prävalenz von IgG-Antikörpern als Zeichen einer durchgemachten Infektion steigt mit dem Lebensalter stark an und beträgt bei Erwachsenen 50–80 %

Übertragung

Sie erfolgt durch Tröpfcheninfektion vorwiegend während der Inkubationszeit. Zielzellen sind die erythropoetischen Vorläuferzellen im Knochenmark. Dort kommt es zu einer vorübergehenden Abnahme der Erythrozytenproduktion, die bei verkürzter Erythrozytenüberlebenszeit als akute Anämie oder eventuell als aplastische Krise in Erscheinung tritt. Die Inkubationszeit beträgt 5–10 Tage. Die Virämie steigt währenddessen zu Konzentrationen von bis zu 10¹²/ml. Das Virus wird ab dem 5. Tag durch Nasen-Rachen-Sekret und Urin ausgeschieden.

Wegen der massiven Virämie und Antigenämie könnte während der Inkubationszeit gespendetes Blutplasma einen ganzen Plasmapool trotz vorliegender Anti-B19-Antikörper kontaminieren und zu infektiösen Plasmaderivaten führen.

Klinik

Prodromi während der Inkubationszeit sind eine grippeähnliche Symptomatik. Mindestens 20 % der Infektionen verlaufen ganz ohne Symptome /1/:

Das klassische Erythema infectiosum beginnt nach einer symptomfreien Phase von bis zu einer Woche bei Schulkindern mit einer knalligen Rötung der Wangen. Innerhalb weniger Tage tritt ein typisches, makulopapulöses, girlandenförmiges Exanthem hinzu, das über wenige Tage bis Wochen in seiner Intensität fluktuiert und schließlich ganz verschwindet: Ringelröteln.
Gelenkschmerzen sind meist symmetrisch, befallen mehrere, besonders die kleinen Gelenke und sind umso häufiger, je älter die Patienten sind; Frauen sind häufiger betroffen als Männer. Die Retikulozytopenie mit teils schwerer Anämie bei chronisch hämolytischen Anämien wie Sichelzellenanämie, β-Thalassämie usw. wurde bereits erwähnt.
Schwangerschaft: Bei einer Parvovirus B19-Infektion kann das Virus während der gesamten Schwangerschaft transplazentar auf die Leibesfrucht übertragen werden. Die möglichen Folgen sind während des 2. Trimenons am gravierendsten. Sie reichen bis zum Hydrops fetalis und Fruchttod in etwa 10 % der Fälle. Missbildungen wurden bisher nicht beobachtet. Die meisten Kontakte von Schwangeren mit Parvovirus B19 enden jedoch mit der Geburt eines gesunden Kindes /2, 3/.
Persistierende Infektionen finden sich vor allem bei immundefizienten Patienten. Die in den erythroiden Vorläuferzellen persistierende Infektion führt zu einer chronisch hyporegenerativen oder aplastischen Anämie. Gelegentlich kommen chronische B19-Virus-Infektionen auch bei immunkompetenten Patienten vor. Bei einem Teil der Patienten mit abgelaufener Infektion persistiert das Virus über Jahre im Knochenmark /4/.
Parvovirus B19-Infektionen wurden in den letzten Jahren auch noch mit einer Reihe weiterer Krankheitsbilder in Zusammenhang gebracht wie z.B. Myokarditis. Die endgültige Klärung der Ursächlichkeit steht aber noch aus.

Eine Infektion mit typischem Exanthem bedarf, insbesondere im Rahmen einer Epidemie, keiner labordiagnostischen Bestätigung.

43.53.2 Virusserologie

Eine akute Parvovirusinfektion wird durch eine Serokonversion oder durch Anti-B19-IgM-Antikörper nachgewiesen. Am häufigsten wird der ELISA eingesetzt, daneben auch der IFT.

IgG-Antikörper ohne IgM-Antikörper sprechen für Immunität nach zurückliegender Infektion. IgM-Antikörper können wochenlang persistieren.

Cave: Immunkomplexe wegen langer Virämie.

Bei klinischen Zeichen bzw. im Rahmen von Schwangerschaftsuntersuchungen ist zu beachten:

IgM-Antikörper können nur wenige Tage nachweisbar sein.
Die Nachweisempfindlichkeit der Tests ist für einen Ausschluss der akuten Infektion nicht ausreichend.

43.53.3 Virusnachweis

Bei Kontakt einer Schwangeren mit Parvovirus B19 wird zusätzlich zur Serologie der Genomnachweis durch DNA-PCR im Plasma oder Serum empfohlen. Die Virämie kann trotz Antikörperbildung wochenlang persistieren.

Da die meisten Kinder, auch bei nachgewiesener B19-Infektion der Mutter, gesund zur Welt kommen, sollte zunächst das werdende Kind durch regelmäßige Ultraschalluntersuchungen eines erfahrenen Untersuchers kontrolliert werden. Ergibt sich bei auffälligem Ultraschallbefund (Hydrops/Anämie) die Indikation zur intrauterinen Transfusion, kann zuvor fetales Blut zur PCR-Diagnostik entnommen werden. Insgesamt ist die Nachweisrate von B19 in der PCR umso höher, je deutlicher die Symptomatik ist. Bei Hydrops sind 3/4 der Tests positiv, bei asymptomatischem Fetus nur 1/3.

Neugeborene von Müttern mit B19-Infektionen sind im Allgemeinen unauffällig. Bei bestehenden Auffälligkeiten (z.B. Anämie) sollte eine PCR aus Blut und Knochenmark angestrebt werden.

Der DNA-Nachweis und der IgM-Nachweis im kindlichen Blut sind wegen der Gefahr der Kontamination durch mütterliches Blut erst nach der 1. Lebenswoche aussagekräftig. Die Anzüchtung des Virus gelingt nur in speziellen hämatopoetischen Zellkulturen und wird nur zu wissenschaftlichen Zwecken vorgenommen.

In der Transfusionsmedizin werden hochvirämische Plasmaspenden identifiziert und ausgeschlossen.

Literatur

1. Adamson-Small LA, Ignatovich IV, Laemmerhirt MG, Hobbs JA. Persistent parvovirus B19 infection in non-erythroid tissues: possible role in the inflammatory and disease process. Virus Research 2014; 190: 8–16.

2. Jordan JA. Identification of human parvovirus B19 infection in idiopathic nonimmune hydrops fetalis. AJOG 1996; 174: 37–42.

3. Miller E, Fairley CK, Cohen BJ, Claude S. Immediate and long-term outcome of human parvovirus B19 infection in pregnancy. British J Obstet and Gynaecol 1998; 105: 174–8.

4. Curraturo A, Catalani V, Ottaviani D, Menichelli P, Rossini M, Terella D, et al. Parvovirus B19 infection and severe anemia in renal transplant recipients. The Scientific World J 2012;, article ID 102829

43.54 Picornaviren

Familie: Picornaviridae.

Genera: Enterovirus, Rhinovirus (Mensch), Aphthovirus (Paarhufer), Cardiovirus (Maus), Hepatovirus (Mensch).

Virusstruktur: Die Picornaviren gehören mit 30 nm Durchmesser zu den kleinsten Infektionserregern. Ihr Genom ist eine lineare positivsträngige RNA (daher die Namensgebung mit griechisch pico; klein), verpackt in einem Ikosaederproteinkapsid, das aus wenigen Polypeptiden zusammengesetzt ist.

43.54.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Picornaviren sind in Tier und Mensch mit artspezifischen Genera weit verbreitet /1/. Die Tierviren werden nicht auf den Menschen übertragen. In der Veterinärmedizin spielt das Aphthovirus der Maul- und Klauenseuche bei Rindern und Schafen eine große Rolle. Die Entero- und Rhinoviren unterliegen einer relativ raschen Variantenbildung (Antigendrift), so dass mit neuen Virustypen zu rechnen ist. Die Erreger sind teilweise sehr stabil, so dass sie in Aerosolen, per Schmierinfektion und per Kontamination von Lebensmitteln und Getränken zur Übertragung kommen. Auch von Muscheln abgefiltertes HAV aus Abwässern kann als Infektionserreger auftreten. Der Infektionsweg der Enteroviren und des Hepatitis-A-Virus ist fäko-oral, wobei es jedoch meist nicht zu gastrointestinalen Symptomen kommt.

Der Nachweis der Maul- und Klauenseuche basiert auf der Durchführung eines RT-PCR-Tests /2/.

Literatur

1. Whitton C, Cornell CT, Feuer R. Host and virus determinants of picornavirus pathogenesis and tropism. Nature Rev Microbiology 2005; 3: 765–76.

2. Gorna K, Relmy A, Romey A, Zientara S, Blaise-Boisseau S, Bakkali-Kassimi L. Establishment and validation of two duplec one-step real-time RT-PCR assays for diagnosis of foot-and-mouth disease. J Virol Methods 2016; pii: SO 166-0934(15)30074-4.

43.55 Pockenviren

Familie: Poxviridae.

Subfamilie: Chordopoxvirinae.

Genera: Orthopoxvirus (Pockenviren des Menschen und Affen), Molluscipoxvirus (M. contagiosum), Parapoxvirus (Melkerknotenvirus) und zahlreiche weitere Arten bei verschiedenen Säugetieren.

Virusstruktur: Es handelt sich um quaderförmige oder ovale Partikel mit 220–450 nm (Länge) × 140–260 nm (Breite/Tiefe) großen Außenabmessungen. Die äußere Membran enthält Lipide und globuläre Proteine. Insgesamt sind in einem Pockenvirus mehr als 100 verschiedene Polypeptide identifiziert worden. Die dsDNA weist ein MG von (86–250) × 10⁶ Dalton mit 130–375 kbp auf. Dieses größte bekannte animale Virus liegt knapp über dem Auflösungsvermögen des Lichtmikroskops.

43.55.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Prävalenz

Der früher gefürchtete humanspezifische Erreger der echten Pocken gilt in Folge eines konsequenten globalen Impfprogramms als ausgerottet. Neue Befürchtungen sind entstanden durch die potentielle Gefahr bioterroristischer Aktivitäten mit noch vorhandenen Laborstämmen. Die Gefährlichkeit wird unterschiedlich beurteilt bis hin zum Ausbruch einer Epidemie. Da der Infizierte den überwiegenden Teil der Inkubationszeit (1–3 Wochen, durchschnittlich 12 Tage) nicht infektiös ist, können Quarantänemaßnahmen und Inkubationsimpfungen eingesetzt werden.

Klinik

Die Krankheit (Variola major) beginnt hochfieberhaft mit Kopf- und Gliederschmerzen, Erbrechen und starker Erschöpfung. Petechiale Hautauschläge im Inguinal- und Axillarbereich sind pathognomonisch. Die eigentlichen Pockeneffloreszenzen erscheinen uniform fokal auf Haut und Schleimhaut am Krankheitstag 3–5 und entwickeln sich über Papeln zu virusgefüllten Vesikeln, aus welchen der Erreger stark streut. Die Hauptinfektionsgefahr liegt in Rachentröpfchen aus Vesikeln der Schleimhaut in den Atemwegen. Es besteht auch die Gefahr einer hämorrhagischen Pneumonie. Ab dem 12. Tag setzt die Verkrustung und Pockennarbenbildung ein, soweit die Krankheit nicht letal endet (ca. 25 %). Differentialdiagnose sind die Varizellen, deren Effloreszenzen sich multiform entwickeln /1/.

Als Chemotherapie kann das Phosphononukleosid Cidofovir versucht werden. Wegen relativ häufiger und starker Nebenwirkungen wird die Immunisierung mit dem klassischen Vakziniavirus nur bei Krankheitsausbruch und primär als Riegelungsimpfung zur Unterbindung von Infektketten empfohlen /2/.

Infektionen mit zahlreichen anderen Orthopoxviren sind im Tierreich speziesspezifisch weit verbreitet. Sie können gelegentlich auf den Menschen übergreifen und eine Menschenpocken-ähnliche Krankheit auslösen. Hierzu zählen insbesondere Affenpocken und Kamelpocken. Affenpocken sind besonders in Westafrika verbreitet. Anders als der Name angibt, sind Nagetiere das Erregerreservoir, aus dem die Virusinfektion durch Schmierinfektion, Staubinhalation aus Exkreten und Exkrementen vereinzelt auf Affen und Mensch überspringt.

Erstmalig sind solche Infektionen im Jahr 2003 außerhalb Afrikas aufgetreten. In den USA, Wisconsin und Illinois, erkrankten einige Menschen an einer abgeschwächten Pockenform und mussten stationär behandelt werden. Infektionsquelle waren Präriehunde, die als Haustiere aus einer Tierhandlung stammten, in der zeitweilig eine aus Westafrika importierte infizierte Hamsterriesenratte gehalten wurde. Eine Übertragung von Mensch zu Mensch wurde nicht festgestellt.

43.55.2 Labordiagnostik

Bei ernsthaftem Pockenverdacht (Variola major) unbedingt dafür sorgen, dass die Infektion weder durch den Patienten noch durch die Probe weiter verbreitet werden kann /2/.

Eine Erregerschnelldiagnostik erfolgt aus Vesikeln oder Krustenmaterial durch Elektronenmikroskopie oder PCR. Mittels PCR sind Orthopoxviren von Parapoxviren sicher unterscheidbar. Ansprechpartner sind das Robert-Koch-Institut in Berlin und das Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin in Hamburg.

43.55.3 Monkeypox

Das Monkeypox (Affenpocken) Virus gehört zur Familie der Poxviridae, Unterfamilie Chordopoxviren und dem Genus Orthopoxvirus. Der Genus erfasst viele andere Pockenviren und auch erst seit Kurzem bekannte Pockenviren. Die Monkeypox infizierten Kinder und Erwachsenen haben die typischen Phasen einer Infektionskrankheit:

Inkubation (13 Tage, Bereich 3–34 Tage).
Prodromalstadium (1–4 Tage, klinische Symptome sind Fieber, Kopfschmerzen, Müdigkeit, Lymphadenopathie, besonders in der Cervicalregion und der axillären Region; (differentialdiagnostisch besteht gegenüber den Geflügelpocken keine Lymphadenopathie).
Eruptives Stadium (dauert 14–28 Tage, mit zentrifugal sich ausbreitenden Hauterscheinungen wie Makula, Papeln, Vesikel und schließlich Pusteln. Die häufigsten Komplikationen sind kutane bakterielle Infektionen /3/.

In Afrika sind Übertragungen vom Tier auf den Mensch und von Mensch zu Mensch dokumentiert. Jedoch sollte die Infektion durch Monkeypox als sexual übertragene Infektion beurteilt werden. Denn das Virus kann isoliert werden aus männlichem Samen, oraler und rektaler Flüssigkeit und die meisten mit Monkeypox infizierten Patienten haben sich vorgestellt mit anogenitalen und oropharyngealen Läsionen, häufig lagen noch andere durch Sexualkontakt bedingte Infektionen vor /4/.

Die Pockenimpfung bietet auch einen gewissen Schutz vor Monkeypox.

Literatur

1. McFadden G. Poxvirus tropism. Nature Rev Microbiology 2005; 3: 201–13.

2. Breman JG, Henderson DA. Diagnosis and management of smallpox. N Engl J Med 2002; 346: 1300–8.

3. Gessain A, Nakoune E, Yazdan Y. Monkeypox. N Engl J Med 2022; 387: 1783–93.

4. Golden MR, Wasserheit JN. Monkeypox – a sobering sentinel for pandemic preparedness and sexual health system capacity. N Engl J Med 2022; 387: 1826–7.

43.56 Polioviren

Familie: Picornaviridae.

Genus: Enterovirus.

Typ: Poliovirus 1, 2 und 3, siehe auch Beitrag 43.18 – Enteroviren.

Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.54 – Picornaviren.

43.56.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Polioviren verursachen die Poliomyelitis (infektiöse Kinderlähmung).

Prävalenz

Ein systematisches, weltweites Impfprogramm hat die Poliomyelitis weitgehend eradiziert. Im Jahr 2010 sind noch in den Tropen und Subtropen von Nigeria bis Indien Fälle von Poliomyelitis aufgetreten, verursacht von den Poliovirustypen 1 und 3. Poliovirus 2 ist eradiziert. Zur Zeit laufen von der WHO große Anstrengungen, um auch die beiden anderen Poliovirustypen zu eradizieren /1/.

Übertragung

Sie erfolgt durch Schmierkontakt und Rachentröpfchen. Die Inkubationszeit beträgt wenige Tage.

Klinik

In den meisten Fällen verläuft die enterale Infektion subklinisch oder nur als Minor illness mit Fieberzacke und Halsschmerzen /2/. Bei der Major illness gelangt das Virus aus dem Darm, wo es sich in den Epithelzellen gut repliziert, über die Blutbahn zum Gehirn und oder zu einem Rückenmarksegment. Die Infektion des Rückenmarks betrifft die motorischen Ganglienzellen des Vorderhorns. Kann die irreversible Nervenzellschädigung nicht kompensiert werden, entstehen bleibende Paralysen und Atrophien der von diesem Rückenmarksegment innervierten Skelettmuskulatur. Besonders gefürchtet sind der Ausfall der Atemhilfsmuskulatur des Brustkorbs oder Zwerchfells und die oft letale Polioenzephalitis. Bis zur Einführung der Schutzimpfung kam es zu einer nicht unerheblichen Kumulation des Krankenstands, obwohl die neurotrope Infektion nur einen Manifestationsindex von 1–2 % aufweist. Zur Differentialdiagnose gegenüber den anderen Enterovirusinfektionen siehe Tab. 43.14-1 – Klinisches Spektrum der Enterovirusinfektionen.

In den Polio-freien Ländern hat die inaktivierte Vakzine die attenuierten drei Polioimpfvirusserotypen (Schluckimpfung) abgelöst. Letztere baut zwar besser und leichter eine Populationsimmunität auf, aber wegen Rückmutation zum Wildvirus besteht die Gefahr einer Impfpoliomyelitis (Frequenz 1 : 1 Million bis 1 : 5 Millionen Impfdosen).

43.56.2 Virusnachweis

Stuhlprobe

Bei dem (meldepflichtigen) Verdacht auf Poliomyelitis ist die Untersuchung einer Stuhlprobe die diagnostische Methode der ersten Wahl. Die Enteroviren werden noch wochenlang nach Beginn der Infektion im Darmepithel repliziert und mit dem Stuhl ausgeschieden. Wegen der Stabilität des Virus ist eine Stuhlkonservierung nicht erforderlich.

Liquorprobe

Diese enthält meist nur geringe Virusmengen und soll unter Wahrung einer Kühlkette (4 °C) ins Laboratorium gebracht werden.

Rachenabstrich, -spülwasser

Im Anfang des Infektionsgeschehens kann man das Virus auch im Pharynx nachweisen.

Blut-, Serumprobe

Während der akuten Erkrankung kann das Virusgenom mit der RT-PCR nachgewiesen werden /3/.

Der Virusnachweis in der meist nicht wässrigen Stuhlprobe (gastrointestinale Beschwerden sind nur selten) gelingt am einfachsten, schnellsten und kostengünstigsten mit dem Elektronenmikroskop. Wesentlich sensitiver ist die Anzüchtung in Zellkulturen (Affenniere, Amnion), die problemlos gelingt, aber erst nach einigen Tagen positiv wird. Das RNA-Virusgenom ist mit der RT/PCR innerhalb von Stunden nachweisbar. Generell wird mit Primern gearbeitet, die auf alle humapathogenen Enteroviren zielen. Die Enterovirus-PCR ist auch kommerziell erhältlich. Sie ist die bevorzugte Methode in der Enterovirus-Liquordiagnostik. Die Isolierung des Infektionserregers kann bei optimalem Materialtransport noch sensitiver sein kann.

Das isolierte Virus kann mit typspezifischen Immunseren oder monoklonalen Antikörpern im Neutralisationstest typisiert werden. Das Ergebnis liegt erst nach 1 Woche vor (fast zwei Wochen nach Materialeingang). Die Sequenzierung eines PCR-Produkts erlaubt dagegen eine Typisierung innerhalb von 2 Tagen.

Vor Aufgabe der oralen Polio(lebend)virus-Schluckimpfung war die Impfanamnese zu erfragen, weil auch die attenuierten Vakzineviren wochenlang ausgeschieden werden können.

Wild- und Impfviren lassen sich durch Nukleotid-Sequenzierung eines cDNA-PCR-Amplifikats in Speziallaboratorien am exaktesten typisieren und differenzieren. Gelingt in drei getrennt entnommenen Stuhlproben der Virusnachweis nicht, so spricht das gegen eine (relativ frische) Poliovirusinfektion.

43.56.3 Virusserologie

Die Ausschlussdiagnose einer Poliovirusinfektion kann serologisch erfolgen (negativer Antikörpertest) /4/. Am zuverlässigsten ist der Nachweis Infekt-neutralisierender Antikörper im Zellkulturversuch auch im Hinblick auf die Überprüfung des typenspezifischen Immunstatus. Die Ablesung kann jedoch erst nach 5–7 Tagen durchgeführt werden.

Als rasche Screening-Methode kommt in der Enterovirusdiagnostik der IgM-Nachweis zum Einsatz. Wegen mangelnder Sensitivität und Spezifität ist die Entero-PCR mit einer Stuhl- oder Serumprobe zu bevorzugen.

Literatur

1. Hovi T, Shulman LM, van der Avoort H, Deshpande J, Roivainen M, de Gourville EM. Role of environmental poliovirus suveillance in global polio eradication and beyond. Epidemiol Infect 2011; pages 1–13. doi: 10.1017/S0950226881000316X.

2. Tebbens RJ, Pallansch MA, Chumakov KM, Halsey NA, Hovi T, Minor PD, et al. Expert review on poliovirus immunity and transmission. Risk Anal 2013; 33: 544–605.

3. Rossomando RF, White L, Ulfelder KJ. Capillary electrophoresis: separation and quantitation of reverse transcriptase polymerase chain reaction products from polio virus. J Chromatography B: Biochemical Sciences and Applications 1994; 656: 159–68.

4. Buxbaum S, Berger A, Preiser W, Rabenau H, Doerr HW: Enterovirus infections in Germany: Comparative evaluation of different laboratory diagnostic methods. Infection 2001; 29: 138–42.

43.57 Polyomaviren

Familie: Polyomaviridae.

Genus: Polyomavirus bei verschiedenen Säugetieren.

Spezies: Humanes Polyomavirus.

Typen: BK, JC, Ki und Wu, Merkel-Zell-Tumorvirus (MCV).

Virusstruktur: Es handelt sich um DNA-Viren mit einem zirkulären Doppelstrang-Genom, bestehend aus 5.300 Basenpaaren. Beide DNA-Stränge werden transkribiert. Das Genom ist in einem Ikosaeder-abgeleiteten, 40–45 nm großen Kapsid ohne Envelope verpackt.

43.57.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Die Polyomaviren sind mit fünf Serotypen beim Menschen in hoher Durchseuchung verbreitet. Die Infektion mit den Typen JC, BK und MCV verläuft in der Regel apathogen. Bei Immunsupprimierten oder Immunkompromittierten, kann das JC-Virus eine progressive multifokale Enzephalopathie verursachen, die bei rechtzeitiger Immunrekonstitution rückbildungsfähig ist, sonst einen letalen Verlauf nimmt /1/. Das BK-Virus ist bei solchen Patienten als Verursacher einer hämorrhagischen Zystitis beschrieben worden, allerdings ohne dass das Ausmaß der Virurie mit der Symptomatik korreliert. Das BK-Virus kann eine tubuläre Nephritis mit Erregerpersistenz verursachen und Probleme bei Empfängern von Nierentransplantaten bereiten. Zwei weitere Polyomavirustypen (Ki und Wu) verursachen bei Kindern Infektionen des oberen Respirationstraktes und sind differentialdiagnostisch (Corona-, Metapneumo-, Parainfluenza-, RS-Virus) bei grippalen Infekten zu bedenken.

Ein Polyomavirus des Affen (Simian-Virus 40) hat in der experimentellen Tumorforschung aufgrund des viralen Tumor-Antigens große Bedeutung erlangt /2/. Beim Menschen verursacht nur MCV das Merkel-Zell-Karzinom der Haut.

43.57.2 Labordiagnostik

Der Antikörpernachweis im Serum ist bedeutungslos. Das JC-Virus wird im Liquor cerebrospinalis mit einer kommerziell nicht verfügbaren PCR nachgewiesen. Der positive Befund ist pathognomonisch.

Auch das BK-Virus kann mit einer in-house-PCR detektiert werden /3/. Die Aussage des positiven qualitativen Befunds ist limitiert, weil der Erreger auch bei Patienten ohne hämorrhagische Zysititis gefunden wird. Ein quantitatives Monitoring der Viruslast im Urin wird mit Reduktion der Immunsuppression bei wiederholten Werten > 10⁴ Geq/ml wird dagegen empfohlen. Die elektronenoptische Abklärung der Virurie ist weniger sensitiv, aber meist pathognomonisch. Relevant für die Krankheitsdiagnose sind auch die Decoy-Zellen im Urin.

Ki- und Wu-Viren werden mit der PCR im Rachenabstrich, Sputum und in der Bronchiallavage nachgewiesen. Primer und Gensonden können über Internet bestellt werden. Die Tests sind in-house zu etablieren und validieren.

Das MCV lwird mit der PCR in Hautabstrichen von Gesunden und Merkelzell-Karzinomträgern nachgewiesen, und zwar in höheren Konzentrationen und im Tumor in Zell-DNA integrierter Form.

Literatur

1. Gordon J, Khalili K. The human polyomavirus, JVC, and neurological diseases Int J Mol Med 1998; 1: 647–55.

2. Dalianis T, Hirsch HH. Human polyomaviruses in disease and cancer. Virology 2013; 437: 63–72.

3. Elfaitouri A, Hammarin Al, Blomberg J. Quantitative real-time PCR assay for detection of human polyomavirus infection. J Virol Methods 2006; 135: 207–13.

43.58 Prionen

Klassifikation: Unkonventionelle subzelluläre Agentien.

Struktur: Amyloid-Fibrillen auf Nerven und anderen Zellen.

43.58.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Unter Prionen versteht man eine besondere Art subzellulär strukturierter Infektionserreger, bei denen kein eigenes Nukleinsäure-Genom nachgewiesen werden kann. Die Proteinaceous infectious organisms (Prionen) bestehen nur aus einer Konformationsvariante eines physiologischen Asialoglykoproteins, das sich, im Tierversuch ohne essentielle Bedeutung, auf der Membran vieler Körperzellen und besonders des Nervensystems befindet /1/. Homozygote Mutationen des PrP cell-Gens auf dem Chromosom 20 verursachen und heterogene Mutationen begünstigen eine Konformationsänderung, welche den metabolischen Abbau blockiert (Abb. 43.58-1 – Mutationen im menschlichen PrP-Gen als Ursache familiärer spongiformer Enzephalopathien).

Es entstehen eine fibrilläre Amyloidose und schwammartige Auflockerung des Hirngewebes (spongiforme Enzephalopathie), die sich von anderen Hirnamyloidosen, z.B. des M. Alzheimer, deutlich unterscheiden. Durch Kontakt zur infektiösen Konformation eines Prions erleidet auch das physiologische Protein die pathologische Konformationsänderung. Dadurch wird eine genetische Stoffwechselkrankheit infektiös.

Als typische Erkrankung des ZNS ist beim Menschen seit langem der M. Jakob-Creutzfeldt (Creutzfeldt Jakob disease/CJD) bekannt /2/, dessen Inzidenz mit ca. 1 : 1 Million Einwohner und Jahr angegeben wird. Im Tierreich sind Schaf und Ziege (Traberkrankheit, Scrapie) seit Jahrhunderten als Träger ähnlicher Erreger bekannt. Charakteristisch für alle Prionenerkrankungen ist die sehr lange Inkubationszeit (Jahre bis Jahrzehnte) und ein irreversibel letaler Verlauf nach Beginn der Symptomatik.

Siehe Tab. 43.58-1 – Spongiforme Enzephalopathien bei Mensch und Tier.

Ab 1986 auffällig, hat sich in Großbritannien eine spongiforme Enzephalopathie des Rinds verheerend ausgebreitet /3/. Diese bovine spongiforme Enzephalopathie (BSE), im Volksmund Rinderwahnsinn genannt, hat bis heute zum Tod von mehr als 180.000 Rindern geführt. Die Zahl der infizierten Tiere wird auf 1 Million geschätzt, von denen die Hälfte in den Fleischkonsum des Menschen gelangt ist. Außerhalb Großbritanniens und Irlands sind die Infektionsziffern um mehrere Zehnerpotenzen niedriger. In Deutschland wurden bisher etwa 300 infizierte Rinder labordiagnostisch identifiziert. Man vermutet, dass der BSE-Erreger entweder von einem mutierten Prionenstamm des Schafs abstammt [PrP sc(rapie)] oder als bis dahin unauffälliges Agens durch die Massentierhaltung und unbiologische Füttermethoden herausselektioniert wurde. In Großbritannien hatte man ein spezielles Viehfutter entwickelt und eingesetzt, dass als Tiermehl aus Kadavern geschlachteter Schafe gewonnen wird. In Folge einer Energiesparmaßnahme war dieses Tierkadavermehl ab 1982 nicht mehr ausreichend hitzesterilisiert worden. Ende 1987 wurde die Herstellung und Verwendung von Tierkadavermehl verboten. Seitdem ist die BSE-Epidemie drastisch zurückgegangen.

1996 wurden beim Menschen einige neuartige CJD-Fälle in Großbritannien entdeckt, die eine vom klassischen CJD abweichende, dem BSE ähnliche Pathohistologie des Hirngewebes aufweisen. Diese Erkrankung wird als v(ariant)CJD bezeichnet. Die Analyse dieses PrPcjd aus Hirnbiopsaten Verstorbener zeigt das gleiche Glykosylierungsmuster wie das des PrPbse der Rinder. Bis jetzt sind etwa 220 Personen, zumeist in Großbritannien, letal erkrankt. Nach den neuesten Hochrechnungen geht man davon aus, dass eine CJD-Epidemie, auch in Großbritannien, unwahrscheinlich ist, da die Inzidenz der vCJD wieder abnimmt. Neuerdings wurden jedoch einige Übertragungen durch später erkrankte Blutspender beobachtet.

43.58.2 Labordiagnostik

Eine erregerspezifische Labordiagnostik intra vitam existiert nicht. Post mortem werden die Amyloidfibrillen histologisch nachgewiesen. Das Prion kann tierartspezifisch in einem speziellen Immunoblot dargestellt werden. Auf diesem Weg hat man die Verwandtschaft des BSE-Erregers zu dem Agens des vCJD untermauert. Tierexperimentell kann in Hamstern das Prion zur Infektion gebracht und näher analysiert sowie genetisch charakterisiert werden (Mutationen in der Aminosäuresequenz). . Alle Tests werden von speziellen veterinärmedizinischen Instituten durchgeführt.

Siehe Abb. 43.58-1 – Mutationen im menschlichen PrP-Gen als Ursache familiärer spongiformer Enzephalopathien.

In der Humanmedizin sind Surrogatmarker der Krankheit für die Liquordiagnostik beschrieben worden. Es handelt sich um neuronale, durch den Krankheitsprozess freigesetzte Proteine wie Enolase, p130/131, und vor allem p14-3-3. Als Tests dienen die zweidimensionale Elektrophorese und der ELISA. Diese Methoden sind nicht zur Infektdiagnose geeignet, sondern nur zur Differentialdiagnose gegenüber anderen ZNS-Erkrankungen /4/.

Literatur

1. Aguzzi A, Nivolone M, Zhu C. The immunobiology of prion diseases. Nature Review Immunology 2013; 13. 888–902.

2. Ironside JW. Creutzfeldt-Jacob disease. Brain Pathol 1996; Oct 6(4): 379–88.

3. Lee J, Kim SY, Hwang KJ, Yu JR, Woo HJ. Prion diseases as transmissible zoonotic disease. Osong Public Health and Research Perspectives 2013; 4: 57–64.

4. Auer M, Borena W, Laer DH, Deisenhammer F. Correlation between anti-JCV-virus and anti-cytomegalovirus, -Epstein-Barr-virus and -measles/-rubella/-varicella-zoster-virus antibodies. J Med Virol 2016 Jun 2; doi: 10.1002/jmv.24590

43.59 Reoviren

Familie: Reoviridae.

Genus: Orthoreovirus. Daneben gibt es bei Tier und Mensch noch 14 weitere Genera, darunter das Rotavirus (siehe Beitrag 43.64 – Rotaviren).

Virusstruktur: Die Reoviren haben als Besonderheit ein dreischichtiges Ikosaeder-Kapsid ohne Außenhülle. Es enthält eine dsRNA, die in zehn Segmenten vorliegt. Der Partikeldurchmesser wird mit 70 nm angegeben.

43.59.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Die Reoviren bilden eine große Gruppe von Infektionserregern im Respirations- und Enteraltrakt, wobei oft keine Zugehörigkeit zu einem Krankheitsbild gefunden wird (Orphan) /1/. Das Orthoreovirus ist außerhalb der Zelle sehr stabil und wird als Schmier- und Tröpfcheninfektion übertragen. Seine klinische Relevanz bei Immunkompetenten ist fraglich.

43.59.2 Labordiagnostik

Der Erregernachweis wird elektronenoptisch nach Anreicherung aus dem Untersuchungsmaterial (Stuhl, Rachenspülwasser) geführt. Die Virusisolierung in Zellkulturen oder die RT-PCR wird nur wissenschaftlich vorgenommen. Das Gleiche gilt für den Antikörpernachweis.

Literatur

1. Danthi P, Guglielmi KM, Kirchner E, Mainou B, Stehle T, Dermody TS. From touchdown to transcription: the reovirus cell entry pathway. Curr Top Microbiol Immunol 2010; 343: 91–119.

43.60 Respiratory Syncytial Virus (RSV)

Familie: Paramyxoviridae.

Subfamilie: Pneumovirinae.

Genus: Pneumovirus.

Typen: A und B.

Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.51 – Paramyxoviren.

43.60.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Die Durchseuchung des Menschen mit dem RSV ist schon mit dem 2. Lebensjahr abgeschlossen. Es gibt kein tierisches Erregerreservoir. Die Tröpfcheninfektion betrifft mit saisonaler Häufung im Winter den Respirationstrakt und bleibt meist subklinisch.

Eine Hochrisikogruppe für schwere RSV Infektion sind Menschen im hohen Alter mit progressiver Abnahme der Immunfunktion /1/. Infektionen des unteren Respirationstrakts mit RSV sind mit einer hohen Morbidität und Mortalität assoziiert , wenn sie eine allogene Knochenmarkstransplantation hatten. Bei Patienten mit Lungentransplantation kann die RSV-Infektion eine Bronchiolitis obliterans verursachen /2/.

Obwohl in der Regel die RSV-Infektion auf den oberen Respirationstrakt beschränkt bleibt und mit milden klinischen Symptomen einhergeht, erfordert die Infektion bei 0,5–2 % der Kinder unter 6 Monaten einen Klinikaufenthalt /3/. Kleinkinder mit der Anamnese Frühgeburt oder kongenitaler Herz- oder Lungenerkrankung haben das erhöhte Risiko schwer an einer RSV-Infektion zu erkranken.

Die Inkubationszeit von RSV beträgt wenige Tage. Stämme des Typs A sind aggressiver als des Typs B. Die Infektionen hinterlassen nur eine befristete und keine Typ übergreifende Immunität (1–2 Jahre). Daher sind Reinfektionen häufig. In der Pathogenese wird eine infektallergische Komponente diskutiert.

43.60.2 Virusnachweis

Das Virus kann in Zellkultur mit dem namensgebenden zytopathogenen Effekt isoliert oder schneller und routinemäßig mit dem kommerziell erhältlichen Antigentest (ELISA), jeweils aus einem Nasen- oder Rachenabstrich bzw. Rachenspülwasser, leicht nachgewiesen werden.

Die RT/PCR ist demgegenüber erheblich aufwändiger, ermöglicht aber durch nachfolgende cDNA-Sequenzierung die Aufklärung von Infektketten, was für die recht häufigen nosokomialen Infektionen von Bedeutung ist.

43.60.3 Virusnachweis

1–2 Wochen nach Krankheitsbeginn kann die Infektionsdiagnose auch durch den Antikörpernachweis im Serum erfolgen.

Literatur

1. Falsey AR, McElhanney JE, Beran J, van Essen GA, Duval X, Esen M, et al. Respiratory syncytial virus and other respiratory viral infections in older adults with moderate to severe influenza-like illness. J infect Dis 2014; 209: 1873–81.

2. Kim YJ, Guthrie KA, Waghmare A, Walsh EE, Falsey AR, Kuypers J, et al. Respiratory syncytial virus in hematopoietic cell transplant recipients: factors determining progression to lower respiratory tract disease. J Infect Dis 2014; 209: 1195–1204.

3. Stittelaaar KJ, de Waal L, van Amerongen G, Veldhuis Kroeze EJB, Fraaij PLA, van Baalen CA, et al. Ferrets as a novel animal model for studying human respiratory syncytial virus infections in immunocompetent and immunocompromized hosts. Virus 2016; 8, 168: doi:103390/v8060168.

43.61 Retroviren

Familie: Retroviridae.

Genus: Lentivirus beim Mensch (HIV), Affen (SIV), Schaf/Ziege (Visna/Maedi), Katze (FIV). Deltaretrovirus mit HTLV/BLV bei Mensch und Rind. 5 weitere Genera im Tierreich, darunter stark und schwach onkogene Retroviren.

Virusstruktur: Behüllte, sphärische Partikel mit einem keulenförmigen (Lentivirus) oder runden Innenkörper (Core; Nukleokapsid), welcher zwei Kopien einer positiv-einzelsträngigen RNA als diploides Genom und eine viruseigene Polymerase (reverse Transkriptase) enthält. Der Durchmesser beträgt 80–100 nm.

43.61.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Es handelt sich um eine im Tierreich weitverbreitete Virusfamilie mit einem diploiden RNA-Genom. Das Genom wird durch eine mitgeführte RNA-abhängige DNA-Polymerase (Reverse Transskriptase/pol) und eine RNaseH in eine doppelsträngige DNA umgeschrieben und mithilfe der viralen Integrase in das Wirtszellgenom integriert wird. Das Genom wird von einem Proteinkapsid (gag) und einer Außenhülle (env) umkleidet. Die Viruspartikel reifen durch eine virale Protease nach der Sprossung an der Zellmembran.

Man unterscheidet mehrere Genera, die entweder onkogen sind (Oncornaviren, beim Menschen HTLV) oder eine zelllytische Infektion verursachen (beim Menschen HIV). Letztere kann im Wechselspiel mit der für Retroviren charakteristischen Zellgenom-integrierten, proviralen Latenz zu einer Slow virus disease führen. Diese Erreger gehören zu den Lentiviren.

Im Tierreich sind Schaf, Ziege und Pferd seit langem als Infektionsträger bekannt, wobei die klinische Manifestation vorzugsweise auch das ZNS (Enzephalitis) betrifft. Beim Menschen kennen wir das Humane Immundefizienzvirus (HIV) mit zwei Typen. Besonders für Typ 1 sind Subtypen beschrieben, die alphabetisch durchnummeriert werden und geographisch unterschiedlich verteilt sind /1/. Analog zum HIV ist das SIV der Affen (Simian immunodeficiency virus).

In der eigenen Affenspezies ist die spezifische SIV-Infektion subklinisch, was auf eine lange Koevolution schließen lässt. Auf Grund phylogenetischer Untersuchungen wird angenommen, dass das HIV-1 vom Schimpansen, das HIV-2 von der Grünen Meerkatze in der ersten Hälfte des vorigen Jahrhunderts auf den Menschen übergegangen ist. Als Oncornaviren sind beim Menschen die Humane T-Zell-Leukämie-Viren 1 und 2 bekannt.

Literatur

1. Stoye J. Studies of endogenous retroviruses reveal a continuing evolutionary saga. Nature Rev Microbiology 2012; 10: 395–406

43.62 Rhinoviren

Familie: Picornaviridae.

Genus: Rhinovirus.

Spezies: Rhinovirus A, B und vorläufige Spezies mit zahlreichen Typen.

Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.54 – Picornaviren.

43.62.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Rhinoviren sind mit über 101 Serotypen, aber ohne Kreuzimmunität, streng humanspezifisch verbreitet (daneben gibt es auch bovine Rhinoviren) und die typischen Erreger des banalen Schnupfens /1/. Die Rhinoviren sind für mehr als 50 % der Infektionen des oberen Respirationstraktes verantwortlich.

43.62.1.1 Erkältung

Die Symptome der Rhinovirus-Infektion sind auch unter dem Pseudonym Erkältung bekannt. Sie entwickeln sich in der Regel innerhalb von 1–3 Tagen, nach Virusexposition und bessern sich nach 5–7 Tagen. Die Infektion bleibt auf die Schleimhäute begrenzt und induziert eine IgA begrenzte humorale Abwehr. Die Symptome sind eine nasale Stickigkeit, Schnupfen, Husten und Halsschmerzen. Etwa 12–32 % der Rhinoviren-Infektionen bei Kindern unter 4 Jahren sind symptomlos. Bei Patienten mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung, Asthma und zystischer Fibrose kann die Rhinovirus Infektion lebensbedrohend sein /2/.

43.62.1.2 Labordiagnostik

Sie ist durch Anzüchtung der Viren aus dem Nasenabstrich in Zellkulturen bei 32 °C leicht möglich, aber nicht üblich. Elektronenoptisch sind die Rhinoviren nicht von den anderen Picornaviren zu unterscheiden.

Literatur

1. Jacobs SE, Lamson DM, George KSt, Walsh TJ. Human rhinoviruses. Clin Microbiol Rev 2013; 26: 135–62.

2. Blaas D,Fuchs R. Mechanism of human rhinovirus infections. Molecular and Cellular Pediatrics 2016; 3: 21. DOI 10.1186/s40348-016-0049-3.

43.63 Rötelnvirus

Familie: Togaviridae.

Genus: Rubivirus.

Spezies: Rötelnvirus (Rubellavirus).

Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.65 – Togaviren.

43.63.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Dieser Infektionserreger verursacht eine typische Viruserkrankung des Kindesalters mit meist harmlosem Verlauf.

Klinik

Nach einer Inkubationszeit von 2–3 Wochen im Anschluss an die Tröpfcheninfektion kommt es zu einem grippalen Syndrom mit nuchalen Lymphknotenschwellungen und nur fakultativ zu einem charakteristischen Exanthem, das wie bei Masern immunpathogenetisch entsteht. Differentialdiagnostisch ist auch an eine EBV-, Adeno-, Enterovirus-Infektion zu denken. Manche Rötelninfektionen laufen unbemerkt ab /1/. Im Unterschied zu Masern ist eine neurologische Spätkomplikation selten (subakute sklerosierende Röteln-Panenzephalopathie SSRPE). Die Durchseuchung mit dem Röteln-Wild- oder Impfvirus erreicht ca. 80 % der Bevölkerung bereits im jungen Erwachsenenalter.

Schwangerschaft

Durch überproportional häufigen Kontakt zu Kleinkindern können seronegative Frauen im gebärfähigen Alter erstmals eine Rötelnvirusinfektion erleiden, während sonst kaum noch Erwachsene betroffen sind /2, 3/.

Während der ganzen Schwangerschaft gelangt das Virus vertikal in die Leibesfrucht. Befindet sich diese noch in der Embryogenese, wirkt sich die Infektion als Verursacher von Hemmungsmissbildungen aus. Es kommt zu einer Röteln-typischen Embryopathie. Die Erstbeschreibung erfolgte 1942 durch einen australischen Augenarzt mit der nach ihm benannten Gregg’schen Trias: Linsenkatarakt (Blindheit), Innenohrschwerhörigkeit und Herzfehler. Daneben sind eine Vielzahl weiterer ZNS- und Organschädigungen beschrieben worden.

Die Fetopathie ist jedoch deutlich seltener als die Embryonalschädigung. Die nicht sehr große Zytozidität des Virus verursacht nur ganz am Anfang einen Abort. Das Risiko zur Geburt eines lebenden, geschädigten Kind wurde anhand der Auswertung von zwei großen Epidemien abgeschätzt (1962/63 in den USA, 1978/79 in England). Danach beträgt die Wahrscheinlichkeit zur Kindesschädigung:

Im 1. Monat der Embryonalentwicklung (Gravidität) 60–80 %.
Im 2. Monat 30–40 %.
Im 3. Monat 15–20 %.
Bei unter 10–15 % im Fetalalter. Ab der 17. SSW gilt das Auftreten von Röteln nicht mehr als eugenische Indikation zum Schwangerschaftsabbruch /4/.

Subklinische Infektionen der Graviden

Sie werden nach der englischen Auswertung kaum auf die Leibesfrucht mit pathogenen Folgen übertragen. Dies entspricht der Beobachtung, dass Rötelnzweitinfektionen, die gewöhnlich symptomlos verlaufen, für die Leibesfrucht ungefährlich sind. Allerdings sind einige wenige Fälle von Durchbrüchen des Immunschutzes, der über die Impfinfektion mit attenuierten Vakzine-Lebendviren aufgebaut worden war, beschrieben. Akzidentelle Infektionen mit dem attenuierten Rötelnimpfvirus intra graviditatem wurden bisher nicht mit einem Schaden des Neugeborenen assoziiert. Dennoch gilt die Rötelnimpfung in der Schwangerschaft als kontraindiziert. In der Praxis der Schwangerschaftsbetreuung muss jede labordiagnostisch festgestellte Rötelninfektion mit oder ohne greifbare Symptomatik gleichbehandelt werden.

43.63.2 Virusserologie

Für den Antikörpernachweis im Serum oder in anderen Körperflüssigkeiten (z.B. Liquor cerebrospinalis) stehen zur Abklärung einer akuten Infektion oder des Immunstatus mehrere gut etablierte und standardisierte Testmethoden zur Verfügung /5, 6/.

Am häufigsten wird der ELISA verwendet, mit dem man die Antikörper, differenziert nach Immunglobulinklassen (IgG, IgM und IgA), quantifizieren kann. Nach Ablauf der Inkubationszeit erscheinen mit oder ohne deutlich ausgeprägte Krankheitssymptomatik zuerst die Antikörper der Klasse IgM. Nach 3–8 Wochen ist der Antikörperwert ganz oder auf einen niedrigen Level (unter doppeltem Cut-off) abgefallen, auf welchem er noch monatelang persistieren kann. Dies wird besonders nach einer Impfung beobachtet. Nur höhere Testwerte (über dreifache Cut-off) sprechen für eine akute Primärinfektion. Low-level IgM-Werte können Folge einer nicht mehr ganz akuten Infektion oder Impfung sein. Sie werden jedoch auch bei (gewöhnlich subklinisch und perinatalmedizinisch harmlosen) Reinfektionen gefunden.

Für die Indikationsstellung einer Interruptio graviditatis empfiehlt sich die Doppeltestung, am besten mit zwei verschiedenen Testmodfikationen (Sandwich- und anti-μ-Techniken). Ein niedriger IgM-Wert soll bei unklarer Symptomatik durch die IgG-Schere oder Antikörperaviditätsmessung abgeklärt werden. Das Vorliegen einer Reinfektion statt einer Primärinfektion kann am besten durch Rückgriff auf eine Serumprobe gesichert werden, die deutlich vor der Schwangerschaft abgenommen wurde.

Der spezifische IgM-Nachweis im Nabelschnurvenenblut oder Serum des Neugeborenen belegt eine pränatale Infektion, während IgG diaplazentar von der Mutter stammen kann. Im Nabelschnurblut findet man meist so viel Serum-IgM, dass der obere Referenzbereichswert von 0,3 g/l überschritten wird.

Je nach eingesetzter Antigenmenge oder Antigenqualität (Vollvirus, Core-Protein, E2-Glykoprotein) werden die IgG-Antikörper kurz oder erst 3–6 Wochen nach dem IgM nachweisbar. Bei kommerziellen Testkits muss in der Testanleitung vermerkt sein, ob alle oder nur die später erscheinenden hoch aviden Antikörper erfasst werden. Durch die Schere zwischen früh und spät detektierten IgG-Antikörpern kann eine akute Primärinfektion erkannt und ein positiver IgM-Test abgeklärt werden. Der signifikante (d.h. mindestens vierfache) Antikörpertiteranstieg innerhalb von 2–3 Wochen kann nicht zwischen Primär- und Reinfektion unterscheiden, wenn bereits in der ersten Blutprobe Rötelnantikörper gemessen worden sind.

Ein eindeutig positiver IgG-Test belegt eine (zu unbekanntem Zeitpunkt durchgemachte Infektion oder Impfung und spricht für Immunität. Je nach Testkit liegt der Cut-off meist bei 10 bzw. 15 IE/ml. Sicherheitshalber sollte man Immunschutz erst ab dem doppelten Wert annehmen (20 bzw. 30 IE/ml). In der Reihentestung findet man alle möglichen Titerstufen von 10 bis über 500 IE/ml, so dass man aus dem einzelnen Antikörperwert nicht auf den Infektionsstatus schließen kann. Sehr hohe IgG-Werte bei fehlendem IgM sprechen eher für eine abgelaufene Reinfektion.

In Abb. 43.63-1 – Antikörpertiter und Virusnachweis im Verlauf einer Rötelninfektion ist die Kinetik Rötelnantikörperbildung und deren Persistenz dargestellt. Wegen der großen Bedeutung der Rötelnimmunität für die Schwangerschaft empfiehlt es sich, Blutproben gebärfähiger Frauen über einen größeren Zeitraum hinweg aufzuheben.

Hämagglutinationshemmungstest (HHT)

Der Antikörpernachweis mit dem HHT wird nach wie vor zur Serodiagnostik, zur Untersuchung des Immunstatus und zur Bemessung der Schutzwirkung eines Antikörperpräparates eingesetzt.

Es stehen sowohl Testkits als auch die Einzelreagenzien kommerziell zur Verfügung. Das Antigen ist das virale Hämagglutinin der Hülle, das für die Adsorption des Virus an die Zielzelle der Infektion verantwortlich ist. Der HHT dient somit als approximatives Infekt-Neutralisationsverfahren. Demgegenüber kann der IgG-ELISA nur die durchgemachte Infektion oder Impfung anzeigen.

Der HHT erfasst alle früh oder später auftretenden Rötelnantikörper. Damit kann die humorale Immunreaktion unmittelbar nach Krankheitsausbruch bzw. Ablauf der Inkubationszeit detektiert werden. Der mindestens 4-fache Titeranstieg zwischen zwei sukzessiv innerhalb einiger Tage abgenommenen Serumproben beweist eine akute Infektion, wenn beide Serumproben in einem Parallelansatz untersucht werden. Der Titeranstieg kann aber nicht eine sekundäre Reinfektion unterscheiden, wenn die erste Serumprobe bereits positiv ist. Auch niedrige Antikörperaktivitäten zeigen eine ablaufende bzw. durchgemachte (Impf)virusinfektion an, die nach klinischer Erfahrung zu einer langfristigen Immunität führt. Allerdings können Lipoproteine im Serum niedrigerer Verdünnung (kleiner als 1 : 32) ebenfalls das Testvirus-Hämagglutinin blockieren und Antikörper vortäuschen.

Niedrige Antikörperaktivitäten müssen daher in einer anderen Methode, z.B. ELISA, Hämolysis-in-Gel-Test (HiG), überprüft werden.

Insgesamt sind die HHT-Titer folgendermaßen zu bewerten:

Ein Titer von 1 : 32 oder ein vom Hersteller des Tests angegebener Grenztiter ist Ausdruck der humoralen Immunität, sofern klinische Zeichen der frischen Infektion sicher fehlen. Lässt sich die akute Infektion klinisch nicht sicher ausschließen, ist ein IgM-Test angezeigt. Dazu muss die IgM-Fraktion aus der Serumprobe isoliert werden. Alternativ wurden spezielle IgM-HHTs entwickelt. Der IgM-HHT wird meist nur bei akuter Primärinfektion positiv (selten bei Sekundärinfektion).
Bei der Untersuchung des Immunstatus muss ein niedriger HHT-Titer mit einem zweiten IgG-Test, in der Regel einem ELISA (oder HiG), durch den Nachweis von 20 oder mehr IE/ml Röteln-IgG (Herstellerangaben beachten) bestätigt werden. Bei weniger als 10 IE/ml ist das Gesamtergebnis negativ. Dazwischen liegt ein unklarer Bereich, wo, falls keine sofortigen Entscheidungen getroffen werden müssen, Wiederholungsuntersuchungen nach 6 Monaten eine weitere Klärung schaffen können.

Hämolysis-in-Gel (HiG) Test

Dieser Test verwendet wie die meisten IgG-spezifischen ELISAs relativ wenig Virusantigen und erfasst nur stärker avide Antikörper, die oft erst 3–6 Wochen nach Krankheitsausbruch bzw. nach Ablauf der Inkubationszeit erscheinen. Der HiG-Test lässt sich nicht automatisieren und schlechter standardisieren. Sein Vorteil liegt darin, dass er erst spät nach Infektion positiv wird und dann eindeutig Immunität anzeigt. Umgekehrt spricht ein noch negativer HiG-Test bei positivem Ausfall des HHT und/oder ELISA stark für eine akute oder kurz zurückliegende Infektion.

Immunoblot und Antikörperaviditäts-Test

Im Immunoblot korreliert der Nachweis von Antikörpern gegen das Antigen E2 mit Immunität, das Fehlen bei positivem HHT und/oder ELISA eher für eine frische Infektion. Ebenso korrelieren niedrig-avide Antikörper mit einer frischen Infektion, hoch-avide mit einer länger zurückliegenden oder sekundären Infektion. Die Aviditätsmessung der Antikörper erfolgt mit dem ELISA, wie im Beitrag 43.2.3 – Virusserologie beschrieben.

43.63.3 Virusnachweis

Der Erregernachweis gelingt leicht im Urin Neugeborener, die das Virus über Monate in hoher Konzentration ausscheiden. Dagegen ist der Virusnachweis im Rachensekret oder in EDTA-Blutproben oft unergiebig. In den infizierten Kulturzellen muss das nicht zytopathogene Virus mit einem Antigentest, meist der Immunperoxidasetechnik, nachgewiesen werden. 24–48 h nach Materialeingang werden für diese Untersuchung benötigt. Auch mit der RT-PCR kann die Rötelnvirus-RNA sehr sensitiv detektiert werden. Die Testdauer beträgt nur 2–3 h. Sowohl Virusisolierung als auch Genomnachweis sind in der Frühschwangerschaft aus Fruchtwasser und Chorionzottenbiopsie möglich. Das geeignete Material wird nach Schwangerschaftsstand und zeitlichem Abstand zur Symptomatik ausgewählt. In der Spätschwangerschaft sind auch IgM-Tests aus Fetalblut möglich.

Literatur

1. Drutz JE (ed). Rubella. Pediatrics in Review. 2010; 31: issue 3.

2. Simons EA, Reef SE, Cooper LZ, Zimmerman L, Thompson KM. Systematic review on the manifestations of congenital rubella syndrome in infants and characterization of disability-adjusted life years. Risk Analysis 2014; DOI: 10.1111/risa.12263

3. Dewan P, Gupta P. Burden of congenital rubella syndrome (CRS) in India: a systematic review. Indian Pediatr 2012; 49: 377–99.

4. Dimech W, Mulders MN. A 16-year review seroprevalence studies on measles and rubella. Vaccine 2016; June 20: doi: 10.1016/j. vaccine.2016.06.002

5. Enders G. Serologic test combinations for safe detection of rubella infections. Rev Infect Dis 1985, suppl 1; 113–22.

6. Mendelson E, Aboudy Y, Smetana Z, Tepperberg M, Grossman Z. Laboratory assessment and diagnosis of congenital viral infections: rubella, cytomegalovirus (CMV), varicella-zoster virus (VZV), herpes simplex virus (HSV), parvovirus B19 and human immunodeficiency virus (HIV). Reproductive Toxicology 2006; 21: 350–82.

43.64 Rotaviren

Familie: Reoviridae.

Genus: Rotavirus.

Spezies: Rotavirus.

Gruppen: A, B und C in Mensch und Tieren; D–G bisher nur in Tieren.

Typen: Die Gruppen fassen die vielen Serotypen graduell nach Antigenverwandtschaft zusammen. Die Serotypisierung erfolgt (wie beim Influenza A Virus) nach zwei verschiedenen, kombinierten Klassifikationsmerkmalen: Es gibt 19 G-Typen (nach dem Glykoprotein VP 7) und 30 P-Typen (nach dem Protein VP4). So wird z.B. ein Rotavirusstamm der Gruppe A bezeichnet als G1P1A(8). Bei den P-Typen weicht die Genotypisierung von der Serotypisierung ab und wird in Klammern dahinter angegeben.

Virusstruktur: Siehe Beitrag 43.59 – Reoviren. Das Genom besteht aus 11 Segmenten, das unbehüllte, ca. 75 nm große Ikosaederkapsid aus drei Proteinschichten. Die Strukturproteine VP 7, VP 4 (und VP 6) bestimmen die Serotypen.

43.64.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Beim Menschen finden sich weltweit vor allem Rotaviren der Gruppe A. Sie sind die häufigsten viralen Erreger der akuten Gastroenteritis des Säuglings und Kleinkindes. Die Inkubationszeit beträgt 1–3 Tage. In den Trockengebieten der Subtropen sind sie erheblich an der Kleinkindersterblichkeit beteiligt. Die Rotaviren sind äußerst stabil und umweltresistent und daher der nosokomiale Infektionserreger Nummer eins unter allen Viren /1/. Die Übertragung erfolgt fäkal-oral. Die Viren vermehren sich in den Dünndarmzotten und werden dann für ca. 1 Woche mit dem Stuhl ausgeschieden. In gemäßigten Klimazonen gibt es neben saisonalen Häufungen im Winter, nosokomiale Kleinepidemien auf Kinderstationen.

Nach einer Inkubationszeit von 1–3 Tagen geht das typische Krankheitsbild mit Fieber, Erbrechen und Diarrhoe einher. Dehydratation kann jüngere Kinder bis zu 2 J. in kürzester Zeit vital gefährden. Jenseits dieses Alters beträgt die Durchseuchung über 90 %, die Infektionsverläufe sind dann leichter oder asymptomatisch. Trotzdem kann der Erreger effektiv weiterverbreitet werden /2/.

Reinfektionen sind wegen der Vielzahl der Serotypen häufig, da es innerhalb einer Rotavirusgruppe zum genetischen Reassortment, auch mit tieradaptierten Erregern kommt. Reinfektionen bleiben oft subklinisch. Erregerpersistenz ist nicht bekannt. IgA-Antikörper vermitteln auf der Darmschleimhaut eine klinische Immunität /3/.

43.64.2 Virusnachweis

Nach Rotaviren sollte vorwiegend bei Säuglingen und Kleinkindern mit einer schweren Enteritis (Brechdurchfall) gefahndet werden. Bei Erwachsenen sind eher die Noroviren die Ursache. Die Viren werden in hoher Konzentration mit dem Stuhl ausgeschieden und können dort mit der Elektronenmikroskopie oder dem Antigen-ELISA nachgewiesen werden. Der ELISA weist in der Regel das Gruppenantigen A nach und kann bei den selteneren, meist importierten Infektionen mit Viren der Gruppe B und C versagen. Der große Vorteil des Elektronenmikroskops ist, dass gleichzeitig auch nach anderen Viren gefahndet werden kann.

Molekularbiologie: Wegen der massiven Erregerausscheidung lassen sich die dsRNA-Segmente des Virusgenoms direkt aus dem Nukleinsäure-extrahierten Stuhl gelelektrophoretisch darstellen. Die Antigendrift kann oft schon an abweichenden Mustern der RNA-Segmente im Elektrophoresegel problemlos erkannt werden.

Durch die RNA-Elektrophorese-Typisierung werden Infektketten aufgezeigt, was für die Abklärung des häufig vorkommenden Hospitalismus von Bedeutung ist (Abb. 43.2-2 – Analyse des Segmentations- bzw. Restriktions-Fragment-Längen-Polymorphismus am Beispiel von RNA-Segmenten des Rotavirus und DNA-PCR-Amplifikaten von HSV-1 aus verschiedenen Patientenisolaten).

Die RT-PCR hat wegen der guten Qualität des Antigentests noch nicht die Bedeutung wie bei den Noroviren erreicht /4/.

Zellkultur

Die Rotaviren können in mit Trypsin vorbehandelten Zellkulturen isoliert werden. Diese Methode hat Bedeutung für die Austestung von Desinfektionsmitteln.

43.64.3 Virusserologie

Gegenüber den Methoden des direkten Erregernachweises hat die Serologie für die Routinediagnostik keine Bedeutung. Neutralisierende Antikörper können im Zellkulturversuch bestimmt werden (z.B. nach Impfung). Für wissenschaftliche Zwecke wird auch der Immunoblot eingesetzt.

Literatur

1. Cox E, Christenson JC. Rotavirus. Pediatrics in Review 2012; vol 33, issue 10.

2. Maldonado YA, Yolken RH. Rotavirus. Baillieres Clin Gastroenterol 1990; 4 (3): 609–25.

3. Surendran S. Rotavirus infection: molecular changes and pathphysiology. EXCLI Journal 2008; 7: 154–62.

4. Tate JE, Mijatovic-Rustempasic S, Tam KI, Lyde FC, Payne DC, Szilagyi P, Edwards K, et al. Comparison of 2 assays for diagnosing rotavirus and evaluating vaccine effectiveness in children with gastroenterits. Emerging Infectious Disease Journal 2013, 19: No 8.

43.65 Togaviren

Familie: Togaviridae.

Genera: Rubivirus, Alphavirus.

Virusstruktur: Es handelt sich um sphärische, behüllte Partikel mit einem inneren Ikosaeder-Nukleokapsid /1/. Das Genom besteht aus einer Plusstrang-RNA. Der Partikeldurchmesser beträgt 60–70 nm.

Bedeutung: Zu dieser Virusfamilie gehört das humanspezifische Genus Rubivirus (mit Röteln). Exotische, von Insekten übertragene zoonotische Togavirusinfektionskrankheiten: Siehe Beitrag 43.4 – Alphavirus.

Literatur

1. Powers AM. Togaviruses. ELS Citable reviews in Life Sciences 2015; DOI: 10 1002/9780470015902.a0023612.

43.66 Tollwutvirus

Familie: Rhabdoviridae.

Genus/Spezies: Lyssavirus, Tollwutvirus.

Typen: Genotyp 1–7. Vorherrschend ist GT 1 (Rabiesvirus).

Virusstruktur: Das Tollwutvirus (Rabies) besitzt eine geschossförmige Gestalt mit einer Länge von ca. 180 nm und einem Durchmesser von 75 nm. Das Nukleokapsid ist helikal strukturiert und enthält eine einzelsträngige, negativsträngige RNA. Nach außen wird es von einer spiketragenden Hülle begrenzt.

43.66.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

Der Genotyp 1 des Virus ist bei fleischfressenden Säugetieren weit verbreitet /1, 2, 3/. In Europa tritt die Tollwut vor allem bei Füchsen, Dachsen und gelegentlich bei Hunden und Katzen auf, in Amerika auch bei Waschbären und Stinktieren. In Asien und Afrika besteht bei Hundebissen generell Tollwutverdacht. Weltweit können auch Fledermäuse die Infektionsträger verschiedener Genotypen des Virus sein. Übertragungen durch Organtransplantationen sind berichtet worden.

Das Virus gelangt von der Bissstelle neurogen in das Gehirn und führt zu einer tödlichen Enzephalitis. Aus dem Gehirn wird das vermehrte Virus zentripetal zu den Speicheldrüsen und viszeralen Organen transportiert. Die Inkubationszeit beträgt beim Hund 7–10 Tage. In Deutschland ist seit 1986 kein Fall von autochthoner Tollwut bei einem Menschen aufgetreten. Die Inkubationszeit beträgt unbehandelt 10–30 Tage, selten mehr als 3 Monate, gelegentlich jedoch sogar Jahre.

Die Krankheit führt obligatorisch über ein Prodromalstadium (persistierende Schmerzen und Juckreiz an der Bissstelle) über das Exzitationsstadium (rasende Wut) zur stillen Wut (mit Paralysen) und stets zum Tod.

Bei Infektionsverdacht wird sofort aktiv und passiv immunisiert. Die innerhalb einer Woche durchgeführten Immunisierungen sind in der Regel erfolgreich.

43.66.2 Labordiagnostik

Bissanamnese und Beobachtung des beißenden Tieres. Einschaltung des staatlichen Veterinäramts. Bei begründetem Verdacht muss das Tier getötet und histopathologisch in dafür zugelassenen Laboratorien untersucht werden.

Beim Menschen kann man intra vitam den Virusantigen-Nachweis mit der direkten Immunfluoreszenz oder den genomischen Nachweis mit einer RT-PCR an Hautbiopsien, Speichel, Rachensekret versuchen. Serumantikörper werden in der Regel erst mit Krankheitsausbruch nachweisbar. Ihre Messung im Neutralisationstest unter Verwendung eines definierten Laborvirus und Neuroblastomzellen dient in erster Linie der postvakzinalen Immunitätsbestimmung und ist Speziallaboratorien vorbehalten.

Literatur

1. Fishbein DB, Robinson L. Rabies. N Engl J Med 1993; 329: 1632–8.

2. Vitasek J. A review of rabies elimination in Europe Vet Med Czech 2004; 49: 171–85.

3. Consales CA, Bolzan VL. Rabies Review: immunpathology, clinical aspects andtreatment. J Venom Anim Toxins incl Trop Dis 2007; https://dx.doi.org/10.1590/S1678-91992007000100002.

43.67 Varizella-Zoster-Virus (VZV)

Familie: Herpesviridae.

Subfamilie: Alphaherpesvirinae.

Genus: Varicellovirus.

Spezies: Varizellen-Zoster-Virus mit 5 geographisch distinkten Genotypen.

Virustruktur: Siehe Beitrag 43.33 – Herpesviren.

43.67.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

VZV ist der Erreger der Windpocken (Inkubationszeit ca. 2 Wochen) und des Herpes Zoster.

Verbreitung

Die Infektion ist ubiquitär verbreitet und wird wesentlich durch Tröpfchen des Rachensekrets über einige Meter hinweg mit der Luft übertragen, daneben auch aus den mit Viren massenhaft gefüllten vesikulären Effloreszenzen. Bereits mit 20 Jahren haben die meisten Menschen die Infektion durchgemacht, zu 30–60 % klinisch manifest.

Klinik

Bei immunkompetenten Personen ist die VZV-Infektion harmlos /1, 2/. Im späteren Lebensalter muss eher mit Komplikationen gerechnet werden (Pneumonie, Meningitis, Enzephalitis). Im Unterschied zu den anderen Herpesviren besteht eine belastbare klinische Immunität gegen exogene Reinfektionen für Jahrzehnte. Auch VZV persistiert in den sensorischen Spinalganglien des Rückenmarks, wahrscheinlich jedoch nicht nur in den Nervenzellen, sondern auch den Schwann’schen Satellitenzellen /3/. Ab etwa dem 40. Lebensjahr, mitunter früher, kann es zu einer Reaktivierung der Infektion als Herpes Zoster (Gürtelrose) kommen, der besonders im Gesichtsbereich sehr unangenehm verlaufen kann (Trigemininusneuralgie, Zoster ophthalmicus bzw. oticus). Oft ist das ganze Spinalganglion entzündet, und es kommt auch zur Meningitis. Die Reaktivierung bewirkt eine gewaltige Immunstimulation, die serologisch im Unterschied zum Herpes simplex leicht messbar ist. Ab dem 60. Lj. beträgt die H. Zoster-Inzidenz 20 %.

Merke: HSV-Rezidive sind häufig, der H. Zoster in der Regel einmalig. Der H. Zoster duplex oder multiplex weist auf einen T-Zell-Immundefekt hin: AIDS-Opportunist (Tab. 43.37-1 – Spektrum wichtiger klinischer Manifestationen bei AIDS). Mit steigendem Lebensalter ist die postherpetische, über sechs Wochen nach Krankheitsbeginn hinaus persistente, Neuralgie der Gürtelrose gefürchtet. 30–40 Jahre nach der Primärinfektion sind seltene Fälle von zweiten Windpocken als Folge einer exogenen Reinfektion beschrieben worden.

Schwangerschaft

Wie HSV kann auch eine perinatale Varizellen-Infektion, nicht jedoch die reaktivierte H. Zoster-Infektion am Ende der Schwangerschaft vertikal auf das Kind übertragen werden und den lebensgefährlichen Herpes neonatorum generalisatus verursachen (siehe Beitrag 43.32 – Herpes simplex-Virus Typ 2). Dem Neugeborenen muss dann sofort Hyperimmunglobulin appliziert werden, wenn nicht von der Mutter her ausreichend diaplazentare Antikörper zu erwarten sind /4, 5/. Gegebenenfalls muss ein Herpes-Virostatikum eingesetzt werden.

Die pränatale Primärinfektion mit VZV führt mit einer Inzidenz von 2 % zu einem kongenitalen Windpocken-Syndrom.

Die meisten Fallberichte beziehen sich auf die ersten 21 SSW. Wenn ein Hyperimmunglobulin nicht rechtzeitig, d.h. bis zu wenigen Tagen post infectionem der seronegativen Frau appliziert wird, ist der sonst kontraindizierte Einsatz eines Herpesvirostatikums, vor allem bei einem für die werdende Mutter lebensgefährlichen Krankheitsverlauf, zu erwägen /5/. In den bisher vorliegenden Einzelfallberichten wurde die Leibesfrucht nicht geschädigt. Gelegentlich kann beim Säugling als Folge der pränatalen Infektion ein blander Herpes Zoster mit gewöhnlich guter Prognose festgestellt werden.

43.67.2 Virusserologie

Im Unterschied zu HSV ist bei VZV die Serologie gut geeignet, um die primäre Varizellenvirus-Infektion und später die reaktivierte Herpes Zoster-Infektion nachzuweisen. Die KBR ist vom ELISA zum Nachweis von IgM-, IgG- und IgA-Antikörper verdrängt worden /6/. Bei Varizellen wird der IgM-Test regelmäßig positiv. Bei H. Zoster kann er jedoch gelegentlich negativ bleiben. Der IgA-Test ist sensitiver. Da es keine Internationalen Einheiten in der Antikörperdiagnostik gibt, empfiehlt es sich, die Testkit-Einheiten auf Titerwerte abzugleichen.

Befundinterpretation:

Ein Titer von > 1280 ist auf H. Zoster hinweisend.
Die akute Infektion und eine Exazerbation wird in vielen Fällen durch den Titeranstieg (IgG, IgM, IgA) sicher festgestellt.
Eine spätere Windpockenimmunität liegt ab einem IgG-Titer von mindestens 160 vor.
Bei Immunitätsabklärungen in der Schwangerschaft muss in der Differentialdiagnostik gegenüber einer akuten Infektion berücksichtigt werden, dass bei der Primärinfektion IgG-Antikörper mitunter vor den IgM-Antikörpern nachweisbar sind.

43.67.3 Virusnachweis

Der Virusnachweis aus Rachenabstrich oder Effloreszenzen der Haut ist mit der Isolierung in Zellkulturen zwar problemlos, aber zeitraubender als bei HSV. Die Schnelldiagnostik wird mit der PCR und kaum mit dem Antigentest gemacht. Eine Woche nach Verkrustung der letzten Pustel besteht keine Infektionsgefahr mehr. Die Genotypisierung differenziert zwischen Wildvirus und Impfvirus und ermöglicht die Konstruktion von Infektionsketten.

Die erhöhte Konzentration von VZV-DNA im Serum von Patienten mit klinischen Symptomen einer neurologischen VZV-Infektion scheint mit einer Enzephalitis und weiterbestehendem Ausschlag assoziiert zu sein /7/.

Literatur

1. Cohen JI. Herpes zoster. N Engl J Med 2013; 369. 255–63.

2. Zerbini L, Sen N, Oliver Sl, Arvin AM. Molecular mechanisms of varicella zoster virus pathogenesis. Nature Rev Microbiology 2014; 12: 197–2010.

3. Gilden D, Nagel M, Cohrs R, Mahalingam R, Baird N. Varicella zoster virus in the nervous system. F1000Research 2015; doi: 10.12688/f1000research.7153.1

4. Royal College of Obstetrics & Gynaecologists. Chickenpox in pregnancy. RCOG Green-tpo Guideline No 13; 2015.

5. Enders G,. Consequences of varicella and herpes zoster in pregnancy: prospective study of 1739 cases. The Lancet 1994; 343: 1548–51.

6. Cohen JI. Recent advances in varicella-zoster virus infection. Ann Intern Med 1999; 130 922–32.

7. Grahn A, Bergstroem T, Runesson J, Studahl M. Varicella-zoster virus (VZV) DNA in serum of patients with VZV central nervous system infections. J Infect 2016 Jun 15: doi 10.1016/j. j.inf 2016.04.035.

Tabelle 43.1-1 Einteilung der Viren des Menschen nach strukturellen Kriterien

Unterscheidungskriterien			Virusfamilie
DNA-Viren
dsDNA	mit Hülle		Herpesviridae Poxviridae
dsDNA	mit partiellem Einzelstrang		Hepadnaviridae
dsDNA	ohne Hülle	lineares Genom	Adenoviridae
dsDNA	ohne Hülle	zirkuläres Genom	Papillomaviridae Polyomaviridae
ssDNA	ohne Hülle	lineares Genom	Parvoviridae
ssDNA	ohne Hülle	zirkuläres Genom	Circoviridae
RNA-Viren
dsRNA, ohne Hülle, segmentiertes Genom			Reoviridae
ssRNA, mit Hülle
positiver Einzelstrang			Coronaviridae Flaviviridae Togaviridae
positiver Einzelstrang, DNA-Schritt in der Replikation			Retroviridae
negativer Einzelstrang, nicht segmentiert			Filoviridae Paramyxoviridae Rhabdoviridae
negativer Einzelstrang, segmentiert			Orthomyxoviridae
negativer Einzelstrang sowie doppelsinnig, segmentiert			Arenaviridae Bunyaviridae
negativer Einzelstrang, zirkulär, viroid ähnlich, Hepadnahelfervirus-abhängig			Deltavirus
ssRNA	ohne Hülle	pos. Einzelstrang	Astroviridae Caliciviridae Picornaviridae

Tabelle 43.1-2 Tumorviren des Menschen

Humane Tumorviren	Genom	Assoziierte Tumoren
Humanes Papillomvirus (HPV)	DNA	Zervixkarzinom* Andere Androgenitalkarzinome Hautkarzinome** Karzinome des oberen Respirationstrakts?
MCV-Polyomavirus		Merkelzell-Hautkarzinom
Hepatitis B-Virus (HBV)	DNA	Hepatozelluläres Karzinom
Hepatitis C-Virus (HCV)	RNA	Hepatozelluläres Karzinom
Epstein-Barr-Virus (EBV)	DNA	Burkitt-Lymphom Nasopharyngeales Karzinom B-Zell-Lymphom Leiomyosarkom? M. Hodgkin?
Humanes T-Zell-Leukämie-Virus Typ 1 (HTLV-1)	RNA	Adulte T-Zell-Leukämie
Humanes Herpesvirus 8 (HHV8)	DNA	Kaposi’s Sarkom, B-Zellproliferation

* Besonders HPV 16, HPV 18, vergleiche Tab. 43.48-1– Typen und Läsionen durch HPV.

** Bei immunsupprimierten Patienten und bei Epidermodysplasia verruciformis.

Tabelle 43.1-3 Humane Slow Virus-Erkrankungen

Syndrom	Erreger
AIDS	HIV
SSPE (Subakute sklerosierende Panenzephalitis)	Masernvirus (Variante)
PRPE (Progressive Panenzephalitis)	Rötelnvirus
PML (Progressive multifokale Leukoenzephalopathie)	JC-Polyoma-Virus
Spongioforme Enzephalopathien	Prionen

Tabelle 43.2-1 Prinzipielle Möglichkeiten der virologischen Laboratoriumsdiagnostik

1.	Nachweis des viralen Infektionserregers
	1.1	Mikroskopie (veränderte Zellen) und Elektronenmikroskopie
	1.2	Kultivierung des Virus in Zellkulturen (Brutei, Tierversuch)
	1.3	Nachweis eines viralen Strukturbestandteils mit definierten Antikörpern (Antigentest)
	1.4	Nachweis einer viralen bzw. viruskodierten Nukleinsäure mit definierten Gensonden (molekularbiologische Diagnostik)
2.	Nachweis der virusinduzierten Immunreaktion mit definierten Antigenen
	2.1	Analyse der humoralen Immunreaktion (Antikörpertest)
	2.2	Analyse der zellulären Immunreaktion (Lymphozyten-Stimulationstest)

Tabelle 43.2-2 Einsatz virologischer Methoden in der Diagnostik von Viruskrankheiten unter Berücksichtigung von Leistungsfähigkeit und Zeitaufwand

		Testcharakteristika
Laboruntersuchung	Zeitaufwand	Arbeitsaufwand	Sensitivität	Spezifität	Untersuchungsanlass/-material	Zeitpunkt der Materialentnahme
Virusnachweis
Mikroskopie	< 1 Stunde	1+	1+	1+	Hauteffloreszenzen von Herpesviren (HSV, VZV), Urinsediment (CMV, BK-Virus)	Vollbild der Krankheit
Elektronenmikroskopie	Stunden	3+	2+	3+	Analyse von Stuhl, Liquor, Exkreten und Sekreten	Vollbild der Krankheit
Infektionsversuch mit Zellkultur (Ei, Versuchstier)	Tage bis Wochen	3+	4+	4+	Analyse von Stuhl, Liquor, Exkreten und Sekreten, Rachenabstrichen und Rachenspülwasser	Prodromalstadium bis erste Krankheitswoche, bei persistierend-rezidivierenden Infektionen, im Rückfall
Infektionsversuch mit Kurzzeitkultur und Antigentest	1–2 Tage	1+	2+	3+	Analyse von Stuhl, Liquor, Exkreten und Sekreten, Rachenabstrichen und Rachenspülwasser	Prodromalstadium bis erste Krankheitswoche, bei persistierend-rezidivierenden Infektionen, im Rückfall
Antigentest (RIA, EIA, Agglutinationstest)	Stunden	1+	1+ bis 3+ (HBV)	3+	Analyse von Serum/Plasma (HBV, HIV); Stuhl (Rota-, Noro-, Astro-, Adenoviren); Lymphozyten (CMV); Rachen-/Nasenabstriche (Influenza, RSV)	Prodromalstadium bis erste Krankheitswoche, HBV und HIV: Im späteren Krankheitsverlauf auch als prognostischer Marker
DNA/RNA-Hybridisierung	1 Tag bis 1 Woche	3+	3+	3+	Blutuntersuchung auf HBV-Infektiosität, Abklärung latenter und onkogener Virusinfektionen (HBV, HIV, Papovaviren, CMV)	Unabhängig vom Gesundheitszustand
Nukleinsäure-Amplifikationstechnik (NAT : PCR)	Stunden bis 1 Tag	3+	4+	4+	Siehe zuvor	Siehe zuvor, Diagnose und Therapiekontrolle
Antikörpernachweis
Neutralisationstest (NT)	3–7 Tage	4+	4+	4+	Erfassung lang schützender Antikörper; Immunität? Speziell bei Polio-, Coxsackie-, ECHO-Virus	Serumnarbe: Unabhängig vom Gesundheitszustand. Antikörperstimulation bei akuter Infektion: Krankheitsbeginn, z.B. Polio-Paralysen bis 2. Krankheitswoche, z.B. Influenza und andere respiratorische Infekte
Hämagglutinations-Hemmtest (HHT)	Stunden	2+	3+	3+	Erfassung lang persistierender Antikörper; Immunität? Speziell bei Röteln (Influenza-Subtyp)
Hämolysis-in-Gel-Test (HIG)	Stunden	1+	3+	3+	Siehe zuvor	Siehe zuvor bzw. 2.–3. (4.) Krankheitswoche (spätes IgG)
Komplement-Bindungsreaktion (KBR)	Stunden	2+	2+	2+	Erfassung weniger lang persistierender Antikörper	1.–2. (–3.) Krankheitswoche
RIA, EIA (ELISA), IFT mit IgG-Klassendifferenzierung	Stunden	2+	3+	3+	IgM (IgA, IgG₃): (relativ); frische Infektion?	Während Erkrankung
RIA, EIA (ELISA), IFT mit IgG-Klassendifferenzierung	Stunden	2+	3+	3+	IgG (IgG₁): Immunstatus	Unabhängig vom Gesundheitszustand

Tabelle 43.2-3 Für den Virusnachweis geeignetes Probenmaterial

Urin	CMV, Röteln, Masern, BK-, JC-Virus, (Ebola-Virus)
Stuhl	Rotaviren, Enteroviren, Adenoviren, HAV, HEV, Calici-, Norwalk-, Astro-, Coronaviren
Liquor cerebrospinalis	Mumpsvirus, Enteroviren, HIV, HSV, VZV, Masernvirus, CMV, Virusisolierung wenig aussichtsreich, PCR oder Antikörpernachweis erfolgversprechender
Bronchiallavage	CMV, HSV, EBV, Adenoviren, RSV, Parainfluenza-1-, -2-, -3-Viren
Sputum	CMV, Mumpsvirus, EBV, Adenoviren, Parainfluenza-1, -2-, 3-Viren, HSV
Rachenabstrich	Influenza A-, B-Viren, Parainfluenza-1, -2-, -3-Viren, RSV, Adenoviren, Coronaviren, Chlamydien
Rachengurgelwasser	Mumpsvirus, Masernvirus, HSV, Influenza A-, B-Viren, Parainfluenza-1, -2-, -3-Viren, RSV, Enteroviren
Bläschenflüssigkeit	HSV, VZV
Hautabstrich	HSV, VZV, Moll. contagiosum, Enteroviren
Augenkammerwasser	CMV
Fruchtwasser	CMV, Röteln, Parvoviren*
Urogenitalabstrich	HSV, Papillomaviren
Citratblut (Leukozyten)	CMV, HIV, HHV-6, HHV-7*
Serum	HIV, HBV, HCV, HAV, Parvovirus B19, CMV
Gewebe/Biopsie	Enteroviren, Masernvirus, HSV, VZV, CMV, Röteln, HHV-8*

* DNA- bzw. cDNA-Nachweis ist Methode der Wahl

Tabelle 43.2-4 Hinweise zur Testauswahl bei organbezogener klinischer Symptomatik

Diagnose	Infektionsinzidenz
Enzephalitis	HSV, VZV, Parainfluenza, Influenza, Polioviren, Masernvirs, FSME-Virus, (HIV, EBV, CMV), siehe auch Tab. 43.58-1 – Spongiforme Enzephalopathien bei Mensch und Tier.
Meningitis	Wie bei Enzephalitis sowie Mumpsvirus, LCMV, Coxsackieviren, ECHO-Viren
Neuritis	Wie bei Enzephalitis sowie CMV, EBV, (Adenoviren), Coxsackieviren, ECHO-Viren
Konjunktivitis	Adenoviren, Enterovirus
Keratitis	HSV, VZV, Adenoviren
Retinitis	CMV, HSV
Otitis	Parainfluenzavirus, Influenzavirus, RSV, Masernvirus
Hörsturz	Wie bei Otitis sowie Coxsackieviren, ECHO-Viren
Rhinitis	Rhinoviren, wie bei Pharyngitis
Pharyngitis	Adenoviren, Parainfluenzavirus, Influenzavirus, Coxsackieviren, ECHO-Viren, Coronaviren, EBV, HSV
Tonsilitis	EBV, wie bei Pharyngitis
Thyreoiditis	Mumpsvirus, Influenzavirus, CMV
Tracheitis/Laryngitis	Adenoviren, Parainfluenzavirus, Influenzavirus, RSV, Coronaviren, (Coxsackieviren, ECHO-Viren)
Bronchitis	Wie bei Tracheitis, Laryngitis
Pneumonie	Wie bei Tracheitis, Laryngitis sowie VZV, Masernvirus, C. burnetii (Q-Fieber), SARS-Coronavirus; bei Immunsuppression: CMV, EBV, HSV, HHV-6
Pleurodynie	Coxsackieviren
Myokarditis (Perikarditis)	(Parainfluenzavirus), Influenzavirus, Coxsackieviren, (ECHO-, Polioviren), RSV, CMV, EBV, Mumpsvirus
Vaskulitis	HBV, HCV, Masernvirus, CMV, (Parainfluenzavirus), Influenzavirus
Parotitis	Mumpsvirus, (Parainfluenzavirus), Influenzavirus, Adenoviren, Coxsackieviren, (CMV)
Ösophagitis	CMV, HSV
Gastroenteritis	Rotavirus, Adenovirus, Norovirus, Coronaviren, Astroviren, Calicivirus ECHO-Viren, Coxsackieviren
Colitis	CMV
Hepatitis	HAV, HBV, HCV, HDV, HEV, CMV, EBV, (HSV), Coxsackieviren, selten HSV, HHV-6
Pankreatitis	Mumpsvirus
Diabetes	Coxsackieviren, (CMV)
Nephritis	Hantaviren, Masernvirus, HBV, Mumpsvirus
Zystitis	Adenoviren
Genitalinfektion	Mumpsvirus, HSV, VZV
Myalgie (isoliert)	Coxsackieviren
Arthritis	Coxsackieviren, Rötelnvirus, HBV, Parvovirus B19
Exanthem	Masernvirus, Rötelnvirus, Parvo B19, Adenoviren, EBV, Coxsackieviren, ECHO-Viren, HHV-6, HIV
Vesikel	HSV, VZV, Coxsackieviren, Enteroviren, MKS, M. contagiosum
Papillome	HPV, M. contagiosum, Orf u.a.
M. Kaposi	HHV-8
Lymphadenopathie, Splenomegalie	HIV, EBV, CMV, Rötelnvirus, Mumpsvirus, Adenoviren
Lymphom	EBV
Leukämie	HTLV-1, HTLV-2
Störung der Hämatopoese	Parvovirus B19
Cytomegalie	CMV, (EBV)
Vertikalinfektion (pränatal/perinatal)	Rötelnvirus, CMV, Parvovirus B19, (VZV), CMV, HSV, VZV, Coxsackieviren, HBV, (HCV), HIV
Tropenvirose	Gelbfiebervirus, Dengue-Virus, Lassa, Marburg/Ebola, Rift Valley

Tabelle 43.2-5 Virusinfektion und Schwangerschaft

Virus	Transmissionszeitraum mit Schädigungsfolge
Virus	1. Trimenon	2. Trimenon	3. Trimenon	Perinatal	Neonatal
Röteln	+++	+
Ringelröteln (Parvo B19)*	(+)	(+)	(+)
Cytomegalie	+	+	++	+++	++
Herpes simplex	(+)	(+)	(+)	+++	++
Varizellen (aber nicht H. zoster)	(+)	(+)	(+)	+++	+
Hepatitis B	–	–	+	++
Hepatitis C	–	–	(+)	(+)
HIV	–	–	+	++
Coxsackie/ECHO	–	–	–	–	+++

Raritäten: Masern, Mumps, Influenza, EBV; * Schädigung meist Hydrops fetalis und Fruchtabgang

Tabelle 43.2-6 Diagnostisch wichtige Zellkulturen

Familie	Virus	Pme* Lunge	Pme* Niere	M** Amnion	HeLa	WI-38, VH	LLc-MK 2	Vero	H9/Molt4	Ca-CO₂
Pox	Variola major				+
Pox	Vaccinia		+		+	+	+
Herpes	Herpes simplex 1, 2	+	+	+	+	+	+	±		±
	Herpes B	+	+	+	+		+
	Varizella-Zoster	+		(+)		+	(+)
	Cytomegalie	+				+
	Epstein-Barr								+***
	Humanes Herpes 6, 7								+
Adeno			+	+	+	+	+	±
Corona								+		±
Polyoma	Polyoma BK		+	+
Polyoma	Polyoma JC		±	±
Reo	Reo 1, 2, 3		+	±	+	±	+	±		±
Reo	Rota						±
Toga	Röteln		+	+		+	+	+
Flavi	Gelbfieber		+		±		+
Flavi	Dengue-Fieber				+
Paramyxo	Parainfluenza 1, 4		+				+
	Parainfluenza 2, 3		+	+	±		+
	Masern			+	+	+	+	+
	Mumps			±	+	+	+	±
	Respiratory Syncytial	±
Rhabdo	Tollwut					+
Orthomyxo	Influenza A, B	+	+			+	+
Orthomyxo	Influenza C					+	+
Retro	HIV 1, 2								+
Picorna	Polio 1, 2, 3		+	+	+	+	+	+	+	+
	Coxsackie A		±	±	±	+	±
	Coxsackie B			+	+	+	+	+	±	+
	ECHO		±	+	±	±	+
	Rhino		+	+
Astro	Astro 1–5		±

+ = deutliche Ausbildung eines zytopathogenen Effekts

± = mäßige Ausbildung eines zytopathogenen Effekts

Pme* = primäre menschliche embryonale Zellkulturen

M** = menschliche Zellkulturen

HeLa = menschliches Zervixkarzinom

WI-38 = diploide menschliche embryonale (weibliche) Lungenfibroblasten (diploider Zellstandard), VH = Vorhautfibroblasten

LLc-MK2 = Nierenepithelzellen vom erwachsenen Rhesusaffen

Vero = haploide Nierenfibroblasten der afrikanischen grünen Meerkatze (Affenart)

H9/Molt4 = menschliche T4-Zell-Lymphoblasten

*** = Nabelschnurlymphozyten

CaCo₂= Humane Kolonkarzinom-Zellen

Tabelle 43.2-7 Molekularbiologische Methoden zu Nachweis und Charakterisierung von Viren bzw. viraler Nukleinsäure (NA)

Elektrophorese
Hybridisierung (bDNA)
PCR
Andere NA-Amplifikationstechniken, z.B. NASBA, LCR, TMA.
Sequenzierung
RFLP

Tabelle 43.5-1 Virale Infektionserreger von arboviralen Enzephalitiden

Familie	Genus	Virus	Inkubations-zeit	Vektor	Vorkommen
Togaviridae	Alphavirus	Östliches Pferdeenzephalitis-Virus	5–15 Tage	Moskito	Ost-USA, Kanada, Brasilien, Kuba, Panama, Philippinen, Dominikanische Republik, Trinidad
	Alphavirus	Venezuelanisches Pferde-Enzephalitis-Virus	2–5 Tage	Moskito	Brasilien, Kolumbien, Ecuador, Trinidad, Venezuela, Mexiko, Florida, Texas
	Alphavirus	Westliches Pferdeenzephalitis-Virus	5–10 Tage	Moskito	West-USA, Kanada, Mexiko, Argentinien, Brasilien, Britisch-Guinea
Bunyaviridae	Bunyavirus	Kalifornisches Enzephalitis-Virus	5–15 Tage	Moskito	West-USA, Kanada, Alaska
Flaviviridae	Flavivirus	Japanisches Enzephalitis-Virus	6–16 Tage	Moskito	Japan, Guam, Ost-Asien, Malaysia, Indonesien
	Flavivirus	St. Louis-Enzephalitis-Virus	4–21 Tage	Moskito	USA, Trinidad, Panama
	Flavivirus	West-Nil-Virus		Moskito	Nordamerika, Mittelmeerraum, Ostafrika

Tabelle 43.14-1 Klinisches Spektrum der Enterovirusinfektionen

Syndrom	Polio	Coxsackie A	Coxs-ackie B	ECHO	Entero 69	Entero 70	Entero 71
Paralyse	+	+	+	+			+
Meningitis/Enzephalitis	+	+	+	+	–	–	+
Myokarditis	+	+	+	+	–	–	+
Atemwegsinfektionen	+	+	+	+	–	–	+
Fieber	+	+	+	+			+
Rash (Präexanthem)	+	+	+	+	–	–	+
Schwere Erkrankungen bei Neugeborenen	–	–	+	+	–	–	+
Herpangina	–	+	–	–	–	–	–
Akute hämorrhagische Konjunktivitis	–	+	–	–	–	+	–
Diabetes/Pankreatitis	–	–	+	–
Orchitis	–	–	+	–
Pleurodynie	–	–	+	–	–	–	–
Durchfall/Erbrechen	–	–	–	+
Poliomyelitis-ähnliche Krankheitsbilder, Polyneuritis, Polyradikulitis		+	+	+	–	+	+
Hand-Fuß-Mund-Syndrom		+	–	–	–	–	+

Tabelle 43.15-1 Klinische Manifestationen der CMV-Infektion bei AIDS-Patienten und Organtransplantationen

Pneumonie	Ulzeröse Enterokolitis	Chorioretinitis
Fieber, Husten	Chronische Durchfälle	Erblindung
Dyspnoe	Darmblutungen	Erblindung
Enzephalitis	Mononukleose	Hepatitis
Bewusstseins-störungen	Fieber	Ikterus
Demenz	Hepato-/Splenomegalie	Leberenzym-anstieg
	Lympho-/Monozytose
	Thrombozytopenie

Tabelle 43.19-1 Charakteristische Antikörperspektren bei Patienten mit EBV-assoziierten Krankheiten

Immunglobuline	IgM	IgG	IgA	IgG	IgA	IgG	IgG	IgM
Nicht-infektiöse Mononukleose	–	–	–	–	–	–	–	–
Infektiöse Mononukleose	+++	++++	+	+	–	±	–	++++
Subklinische Infektion bei Kindern	+++	++++	+	–	–	+	–	±
Lang zurückliegende Primärinfektion	–	++	–	–	–	±	+	–
Reaktivierte Infektion	(+)	++++	++	++	+	++	(+)	–
Burkitt’s Lymphom	–	+++++	–	±	–	++++	+	–
Nasopharyngeal-Karzinom	–	+++++	++	++	+	±	++	–
Antikörper gegen	VCA	VCA	VCA	EA	EA-D	EA-R	EBNA-1	Gewebe heterophil

Tabelle 43.26-1 Diagnostische Interpretation serologischer Marker bei Verdacht auf akute HBV-Infektion

Anti-HBc	HBsAg	Anti-HBs	Interpretation und weitere Untersuchungen
–	–	–	Serologisch kein Hinweis auf akute, chronische oder zurückliegende HBV-Infektion.
–	–	+	Zustand nach Impfung Bei schwach positiven/grenzwertigen Befunden möglicherweise auch sehr lange zurückliegende HBV-Infektion (nach Verschwinden von Anti-HBc) oder falsch-positiver Befund. Anamnese, Impfanamnese, Verlaufskontrolle.
–	+	–	Typischerweise ist HBsAg positiv vor dem Auftreten einer klinischen oder subklinischen Symptomatik. Eine niedrige Konzentration an HBV DNA (< 2000 IU/ml) und eine niedrige HBsAg-Konzentration (< 1000 IU/ml) und eine normale Aktivität der Aminotransferasen signalisieren einen günstigen Verlauf. Die HBsAg positive Erkrankung ist durch eine hohe HBV DNA Konzentration (typisch 5–7 log₁₀ IU/ml) charakterisiert und ein erhöhte Aktivität der Aminotransferasen. Nahezu normale Aktivitäten der Aminotransferasen trotz einer Virämie (> 7 log₁₀ IU/ml) reflektiert die nicht-zytopathische Natur des HBV.
+	+	–	Akute oder chronische HBV-Infektion. Bei chronischen Infektionen zur Feststellung der Behandlungsindikation HBeAg und Anti-HBe. Zur Feststellung der Infektiosität HBV-DNA, wenn nötig quantitativ und austitrieren; ein Ergebnis von z.B. > 10⁶ Genomäquivalenten reicht nicht.
+	–	+	Sofern die passive Übertragung der nachgewiesenen Antikörper (diaplazentar, Immunglobulingabe) ausgeschlossen ist, handelt es sich um eine durchgemachte HBV-Infektion mit bleibender Immunität. Reaktivierung bei starker Immunsuppression möglich.
+	+	+	Nicht ungewöhnlich bei chronischer HBV-Infektion Der anti-HBs-Titer ist gewöhnlich niedrig und nicht signifikant.
+	–	–	1. Fensterphase zwischen Verschwinden von HBsAg und Nachweisbarkeit von Anti-HBs; normalerweise ist Anti-HBe nachweisbar. 2. Sehr lange zurückliegende, ausgeheilte HBV-Infektion nach Verschwinden von Anti-HBs. Anamnestische Reaktion bei Impfung. 3. Selten: Chronische HBV-Infektion mit so wenig HBsAg, dass der Test negativ bleibt (Low level carrier), HBV-DNA qualitativ oder quantitativ bestimmen. 4. Noch seltener: Verändertes HBsAg, wird vom Test nicht erfasst (Escape-Mutante); HBV-DNA qualitativ oder quantitativ bestimmen. 5. Falsch (meist schwach)-positiver Befund; kaum von Möglichkeit 2 zu unterscheiden. Keine anamnestische Reaktion bei Impfung.

Tabelle 43.26-2 Diagnostische Marker der chronischen HBV-Infektion, modifiziert nach Lit. /12/

HBsAg

Ein HBsAg-Nachweis länger als 6 Monate nach Diagnostik einer akuten Hepatitis B-Infektion weist auf eine chronische Hepatitis B-Infektion hin.
Die HBsAg positive Erkrankung ist bestätigt wenn eine HBV DNA Konzentration (typischerweise 5 bis 7 log₁₀ IU/mL) und erhöhte Aminotransferasen vorliegen.
Eine nahezu normale Aktivität der Aminotransferasen trotz deutlicher Virämie (> 7 log₁₀ IU/mL) reflektiert die nicht-zytopathogene Natur des HB-Virus
Eine spontane serologische Negativität von HBsAg ist mit einem guten Verlauf verbunden und erfolgt jährlich in etwa 15 % der Fälle, was etwa 1–25 Fällen jährlich entspricht.
Bleibt die Konzentration von HBsAg hoch (> 1000 IU/ml) so reflektiert dies die Expression von in Hepatozyten integrierten HBV-Genomen.
Es besteht eine lineare Beziehung zwischen der Konzentration an HBV und dem Risiko einer Leberzirrhose bei HBeAg negativen Patienten.

HBeAg

HBeAg ist ein sezerniertes HBV-Protein, das sich vom HBcAg-Leserahmen ableitet unter Anwendung des ersten von zwei Startkodons.
Die spontane HBeAg Serokonversion geschieht jährlich in etwa 15 % der Fälle.
Eine HBeAg positive Infektion erfolgt vorwiegend bei jungen Menschen.
Die HBeAg-positive Infektion ist durch die HBV DNA Konzentration (typischerweise 5 bis 7 log₁₀ IU/ml) und eine Erhöhung der Aminotransferasen charakterisiert. Sie führt zu einer Nekroinflammation und hepatischen Fibrose.
Der Übergang zur HBeAg-Negativität ist zeitabhängig; eine inaktive Infektion reduziert das Risiko einer Progression, aber die Infektion verlangt ein langjähriges Monitoring.
Eine HBeAg Serokonversion kann auf eine HBeAg negative Erkrankung hinweisen, mit Mutationen im Präcore oder dem basalen Core-Promoter der HBeAg herunterreguliert, trotz kontinuierlicher HBV-Replikation.
Bei HBeAg-positiven Patienten, ist das unmittelbare Risiko bei denjenigen mit einer HBV DNA Konzentration, die 8 log₁₀ IU/mL überschreiten höher als bei denjenigen mit HBV DNA Konzentration von 5–7 log₁₀ IU/ml.
Bei HBeAg positiven Patienten mit aktiver Hepatitis schreitet die Infektion wahrscheinlich von einem niedrig inflammatorischen hoch-replikativen Zustand zu einem differenten Phänotyp oder einer differenten Phase.

HBV DNA Konzentration

Die HBV DNA Konzentration ist ein Indikator der HBV Replikation, sie wird bestimmt um die Phase der chronischen HBV Infektion festzustellen, zur Festlegung einer Therapie und zur Kontrolle der Effektivität der Therapie.
Bei HBeAg-positiven Patienten ist das unmittelbare Risiko bei denjenigen mit einer HBV DNA Konzentration, die 8 log₁₀ IU/mL überschreiten, hoch.
Es besteht eine lineare Beziehungzwischen HBV DNA Konzentration und dem Risiko einer Leberzirrhose bei HBeAg negativen Patienten.
Eine HBeAg positive Hepatitis B ist durch eine erhöhte HBV DNA Konzentration (typischerweise 5 bis 7 log₁₀ IU/ml) und erhöhte Aminotransferasen charakterisiert.
Nahezu normale Aminotransferasen trotz erhöhter Virämie (> 7 log₁₀ IU/mL) reflektieren die nicht-zytopathogene Natur des HBV.
Es gibt eine lineare Beziehung zwischen der Konzentration von HBV DNA und dem Risiko einer Leberzirrhose und dem hepatozellulären Karzinom bei HBeAg negativen Patienten.
Bei HBeAg positiven Patienten, ist das unmittelbare Risiko niedriger für diejenigen mit über 8 log₁₀ IU/ml als für die mit HBV DNA Konzentrationen von 5–7 log₁₀ IU/ml.

Neue Marker

HBV RNA: Das Hepatitis B Virus hat einen kleinen DNA Anteil, der sich innerhalb des viralen Nukleokapsids repliziert durch reverse Transkription eines RNA Intermediates, der prägenomischen RNA (pgRNA). Jedoch ein kleiner Anteil des pgRNA Transcriptes wird nicht abgeschrieben, sondern mit eingeschlossen und entlässt HBV RNA enthaltende Kapside in das Serum. Verschiedene Methoden werden zur quantitativen Bestimmung von pgRNA angewendet.
HBcRAg: Bei Messung von HBcRAg wird eine Kombination von HBeAg, HBcAg, and p22er protein (ein 22 kD verstümmeltes Core protein) bestimmt.

Sowohl HBV-RNA und HBcRAg haben das Potential Patienten mit erhöhtem Risiko einer progressiven Hepatitis B zu erkennen. Beide Marker sind potentiell fähig zur Unterscheidung der HBeAg negativen Hepatitis B von der weniger aktiven Infektion, was einen Einfluss auf die Auswahl der Therapie hat.

Tabelle 43.31-1 Herpes simplex-Viruskrankheiten

Lokalisation	Krankheitsbild
Haut	Herpes simplex (primär und rezidivierend), Ekzema herpeticum (primär), traumatischer Herpes (primär und rezidivierend)
Schleimhaut	Gingivostomatitis (primär), Vulvovaginitis (primär, häufig rezidivierend), Herpes progenitalis (primär, häufig rezidivierend)
Auge	Keratokonjunktivitis (primär und rezidivierend)
Zentralnervensystem	Meningo-Enzephalitis (primär, selten rezidivierend)
Generalisiert, z.B. viszerale Organe	Herpes-Sepsis (primär) des Neugeborenen

Tabelle 43.33-1 Herpesviren des Menschen

Virus	Abkürzung	Ziel(organ)zellen	Krankheit
Herpes simplex 1	HSV-1	Verschiedene Organe, Persistenz in sensorischen Ganglienzellen des Rückenmarks	Extragenitaler Herpes simplex, ZNS-Erkrankungen
Herpes simplex 2	HSV-2	Verschiedene Organe, Persistenz in sensorischen Ganglienzellen des Rückenmarks	Genitaler, analer Herpes simplex, generalisierter Herpes neonatorum
Varizella zoster-Virus	VZV	Verschiedene Organe, Persistenz in sensorischen Ganglienzellen des Rückenmarks	Windpocken, Herpes zoster
Cytomegalievirus	CMV	Zellen der Hämatopoese, Endothelien, epitheloide Organzellen, ZNS	Viszerale Cytomegalie, kongenitale Erkrankungen, CMV-Mononukleose
Epstein-Barr-Virus	EBV	Epithelzellen des Rachenrings, B-Lymphozyten	Infektiöse Mononukleose, Lymphome, Nasopharynx-Karzinom
Humanes Herpesvirus 6	HHV-6	Lymphozyten	3-Tage-Fieber (Exanthema subitum), Transplantat-Abstoßungskrise, chronisches Müdigkeits-Syndrom
Humanes Herpesvirus 7	HHV-7	Lymphozyten	Ungeklärt, vereinzelt wie HHV-6
Humanes Herpesvirus 8	HHV-8 KSHV	Mononukleäre Zellen, PBL’s	Kaposi-Sarkom, Lymphome

Tabelle 43.37-1 Spektrum wichtiger klinischer Manifestationen bei AIDS

Neurologische Manifestation	Internistische Manifestation	Dermatologische Manifestation	Ophthalmologische Manifestation
Primäre	Opportunistischer Infekt	Opportunistischer Infekt
AIDS-Enzephalopathie	Pn. carinii-Pneumonie Generalisierte CMV-Infektion Kryptosporida-Enterocolitis Atypische Mykobakteriose Candida-Ösophagitis	Nekrotisierender Herpes genitalis Zoster generalisatus	CMV-Retinitis Toxoplasmose-Retinitis
Sekundäre	Tumore	Tumore
Toxoplasmose-Enzephalitis ZNS-Kryptokokkose ZNS-Lymphome	Disseminierte Kaposi-Sarkome Non-Hodgkin-Lymphome HIV-Kachexie-Syndrom	Kaposi-Syndrom

Tabelle 43.37-2 Beurteilung von HIV-1-Immunoblot-Ergebnissen

Organisation	Kriterien für ein positives Immunoblot-Ergebnis
Deutsches Institut für Normung (DIN)	Eine env-Bande, mindestens eine weitere Bande: p18, p24, p55 (gag); gp41, gp120, gp160 (env); p31, p51, p65 (env)
American Red Cross	Mindestens je eine Bande aus folgenden Gruppen: p18, p24, p55 (gag); gp41, gp120, gp160 (env); p31, p51, p65 (env)
Association of State and Territorial Public, Health Laboratory Directors (ASTPHLD), Department of Defense (DOD), Consortium for Retrovirus Serology Standardization (CRSS)	Mindestens zwei der folgenden Banden: p24 oder p31 und gp41 oder gp120/gp160
Food and Drug Administration (FDA)	p24 und p31 und gp41 oder gp120/gp160
National Institutes of Health (NIH)	p24 und gp41
World Health Organization (WHO)	Mindestens zwei Envelope-Banden (gp160, gp120, gp41)

Tabelle 43.37-3 Beurteilungskriterien für HIV-1 Viruslast-Bestimmungen*

Klassifizierungen nach der HIV-RNA-Plasmakonzentration ergeben gute Vorhersagewerte:

Risiko einer Progression bei > 100.000 Kopien/ml ist 12-mal so hoch als bei < 10.000 Kopien/ml
Non-progressor ≤ 10.000 Kopien/ml
AIDS-Vollbild > 1.000.000 Kopien/ml
Bei < 10.000 Kopien/ml ist ein Therapieeinstieg in der Regel nicht erforderlich
Therapieeinstieg (je nach Testsystem) bei 50.000 bis 100.000 Kopien/ml

* Konsensus-Konferenz, Paul-Ehrlich-Institut, Langen 1996

Tabelle 43.37-4 Ausgang einer HIV-positiven Schwangerschaft in Abhängigkeit von der antiretroviralen Therapie, modfiziert nach Lit. /14/

Therapie	Nachteiliger Ausgang
Tenovofovir disoproxil fumarat (TDF), Emtricitabin, Lamivudin	WHO perinatal HIV guideline 2021
Tenovofovir alafenamid (TAF), Emtricitabin, TDF, Lamivudin, Abacavir	DHHS guideline 2023
TAF (nach der 14. Schwangerschaftswoche), Emtricitabin, TDF, Lamivudin, Abacavir	EACS perinatal HIV guideline 2022

Tabelle 43.39-1 Verbreitung der Influenza-Subvirustypen nach Ort und Zeit

Zeitraum	Prototyp/Stamm	Oberflächenantigen
1889–1900		H2N2^{1, 2)}
1900–1918		H3N8¹⁾
1918–1929	A/Swine/Wisconsin/30	Hsw1N1²⁾
1929–1946	A/Puerto Rico/8/34	H0N1
1946–1957	A/FM/1/47	H1N1
1957–1968	A/Singapore/1/57	H2N2²⁾
1968–heute	A/Hongkong/1/68	H3N2
1977–2009	A/USSR/90/77	H1N1
2009–	A/California7/2009	H1N1 like virus dominierender Subtyp
2009–	A/Perth/16/2009	H3N2 like

1) Zuordnung nach serologischen Daten

2) Schwere klinische Verläufe während der Pandemien

Quelle: Lit. /1/

Tabelle 43.48-1 Typen und Läsionen durch HPV

Typ	Läsionen
HPV-1	Verruca plantaris und vulgaris
HPV-2	Verruca vulgaris, Karzinom in Mundhöhle
HPV-3, 10	Verruca plana
HPV-4	Verruca vulgaris, plantaris
HPV-5 bei 85 %	EV mit Hautkarzinom
HPV-9, 12, 14, 15	Epidermodysplasia verruciformis (EV)
HPV-8, 17, 19–29, 36–38, 46–50	EV mit Hautkarzinom
HPV-6, 11	In 80 % aller Kehlkopfpapillome, Kondylomata acuminata und plana, Konjunktival-Papillom, CIN I und II
HPV-7	Verruca vulgaris, Butchers warts
HPV-16, 18, 31, 33, 35 u.a.	M. Bowen, Kondylomata acuminata, CIN III, Zervix-, Penis-, Anus-Karzinom, Kehlkopf-Karzinom, Karzinom in der Mundhöhle

CIN, zervicale intraepitheliale Neoplasie, Stadium I, II, III

Tabelle 43.58-1 Spongiforme Enzephalopathien bei Mensch und Tier

Krankheit	Wirtsspezies	Quelle	Verbreitung	Erstmaliger Erregernachweis
Kuru*	Mensch	Orale Aufnahme (Kannibalismus)	Papua-Neuguinea	1996
Jakob-Creutzfeldt-Krankheit** (CJD)	Mensch	1. Sporadische Form (Ursache unbekannt)	Weltweit, Inzidenz 1 : 10⁶
		2. 10–15 % (familiär) durch Mutation im PrP-Gen	Ca. 100 betroffene Verwandtschaftskreise bekannt	1968
		3. Iatrogen	Mehr als 60 Fälle bekannt
Neue Form der CJD (nvCJD)	Mensch	BSE-infizierte Rinder?? andere?	15 Fälle in GB 1 Fall in Frankreich	1996
Gerstmann-Sträussler-Scheinker-Syndrom	Mensch	Mutation im PrP-Gen	Ca. 50 betroffene Verwandtschaftskreise bekannt	1981
Fatale familiäre Insomnie	Mensch	Mutation im PrP-Gen	10 betroffene Verwandtschaftskreise (Italien, Frankreich, GB, Amerika, Deutschland) bekannt	1992
Traberkrankheit oder Scrapie	Schaf, Ziege		Weltweites Auftreten	1936****
Transmissible mink encephalopathy (TME)	Nerz		Selten, Mortalität bis 100 %	1969
Chronic wasting disease (CWD)	Großohrhirsch, Maultierhirsch, Elch		Colorado und Wyoming	1983
Bovine spongiforme Enzephalopathie	Rinder		Epidemisch in GB, sporadisch in anderen Staaten	1986
Exotic ungulate encephalopathy	Kudu und andere			1986 und später
Feline spongiforme Enzephalopathie	Katze		Sporadisch in GB	1990

* Kuru bedeutet in der einheimischen Sprache (Fore) zittern oder beben.

** Benannt nach den Neurologen Hans G. Creutzfeldt (1885–1964) und Alfons Jakob (1884–1931). Das Krankheitsbild wurde Anfang der zwanziger Jahre erstmals beschrieben.

*** 1936 erstmals beschrieben. Benannt nach Joseph G. Gerstmann und seinen Mitarbeitern Ernst Sträussler und I. Scheinker.

**** Das Krankheitsbild wurde erstmals 1732 beschrieben.

Abbildung 43.1-1 Baumuster von humanmedizinisch wichtigen Viren. Mit freundlicher Genehmigung modifiziert aus Virus Taxonomy, San Diego, Academic Press, S. 30.

43 Viruskrankheiten

43.1 Virale Infektion und Infektionskrankheit

43.1.1 Klassifikation der Viren

43.1.2 Struktur der Viren

43.1.3 Virale Replikation

43.1.4 Virale Pathogenese: Abortive Infektion

43.1.5 Virale Pathogenese: Produktive Infektion

43.1.6 Pathogenese: Latente Infektion

43.1.7 Virale Pathogenese: Onkogene Infektion

43.1.8 Virale Pathogenese: Slow Virusinfektion

43.1.9 Klinischer Verlauf der Virusinfektion

43.1.10 Zeitlicher Verlauf der Virusinfektion

43.2 Diagnostik viraler Erkrankungen

43.2.1 Untersuchungen in der viralen Diagnostik

43.2.2 Direkter Virusnachweis

43.2.2.1 Virusisolierung

43.2.2.2 Molekularbiologische Methoden

43.2.3 Virusserologie

43.2.3.1 Antikörperentwicklung

43.2.3.2 Qualitative Antikörperuntersuchung

43.2.3.3 Quantitative Antikörperuntersuchung

43.2.3.4 Quantitativer Antigennachweis

43.2.3.5 Testinterpretation

43.2.3.6 Virusdiagnostik im Rahmen der Seuchenhygiene und zum Ausschluss einer Infektionsgefährdung

43.2.3.6.1 Ätiologie einer Durchfallerkrankung bei Kindern mit stationärer Aufnahme

43.3 Adenoviren

43.3.1 Verbreitung und klinische Infektsymptomatik

43.3.2 Virusnachweis

43.3.3 Virusserologie

43.4 Alphaviren

43.4.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

43.4.2 Labordiagnostik

43.5 Arboviren

43.6 Arenaviren

43.6.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

43.6.2 Labordiagnostik

43.7 Astroviren

43.7.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

43.7.2 Labordiagnostik

43.8 Bocavirus

43.9 Bornaviren

43.9.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

43.10 Bunyaviren

43.10.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

43.11 Caliciviren

43.11.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

43.11.2 Labordiagnostik

43.12 Chikungunyavirus

43.12.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

43.12.2 Labordiagnostik

43.13 Coronaviren

43.13.1 Verbreitung von Coronavirus

43.13.2 SARS-COV-2: Coronavirus Erkrankung 2019 (COVID-19)

43.13.2.1 Cognitive Defizite bei long Covid-19

43.13.3 Laboruntersuchungen

43.13.3.1 Reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR)

43.13.3.2 Antigen-basierte Tests

43.13.3.3 Bestimmung von Antikörpern

43.13.3.4 Antikörper

43.13.3.5 Antikörperkonzentration nach Covid-19 mRNA Impfung

43.13.4 SARS-COV-2: Coronavirus Erkrankung 2019 (COVID-19)

43.14 Coxsackie­viren

43.14.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

43.14.2 Labordiagnostik

43.15 Cytomegalie­virus

43.15.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

43.15.2 Virusserologie

43.15.3 Virusnachweis

43.16 Dengue-Virus

43.16.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

43.16.2 Virusserologie

43.16.3 Virusnachweis

43.17 ECHO-Viren

43.17.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

43.17.2 Labordiagnostik

43.18 Enteroviren

43.18.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

43.18.2 Labordiagnostik

43.19 Epstein-Barr-Virus (EBV)

43.19.1 Verbreitung und klinische Symptomatik

43.14 Coxsackieviren

43.15 Cytomegalievirus

43.22 Frühsommermeningoenzephalitis-Virus (FSME-Virus)