Was sind Coronaviren?
Bei den Coronaviren handelt es sich um virale Krankheitserreger, die systematisch der Gruppe der behüllten RNA-Viren zugeordnet werden. Diese erstmals Mitte der 1960er Jahre beschriebe Familie der Coronavirinae beinhaltet vier verschiedene Gattungen sogenannte Genera (Alphacoronavirus, Betacoronavirus, Gammacoronavirus und Deltacoronavirus).
Nur einige wenige Coronaviren sind ausschließlich an den Menschen adaptiert und lösen im Allgemeinen eher unkomplizierte, respiratorische (Atemwegs-) Erkrankungen wie Schnupfen aus. Demgegenüber können insbesondere die primär tieradaptierten Vertreter des Genus Betacoronavirus beim Menschen schwer verlaufende Erkrankungen verursachen (meist handelt es sich um schwere Lungenentzündungen). Beispiele aus der Vergangenheit sind SARS assoziierte-CoV (Severe acute respiratory syndrome- related Coronavirus) im Jahr 2002/2003, MERS-CoV (middle East respiratory syndrome coronavirus im Jahr 2012 und aktuell die Infektion mit dem neuartigen Coronavirus SARS-CoV-2.
Auch im Bereich der Veterinärmedizin sind Coronavirus-induzierte Erkrankungen bei Klein- und Heimtieren, landwirtschaftlichen Nutztieren und bei Wild- und Zootieren bekannt.
Klein- und Heimtiere
Hunde
Bei Haushunden verursacht das canine Coronavirus eine eher milde Magen-Darminfektion (Gastroenteritis). Abhängig vom Alter können allerdings auch schwerere Krankheitsverläufe, z.B. bei Welpen beobachtet werden. Nach einer Infektion kommt es zu Durchfällen unterschiedlicher Ausprägung. In aller Regel genesen die betroffenen Hunde innerhalb von ein bis zwei Wochen.
Katzen
Schwerere Coronavirusinfektionen werden bei Katzen (Felidae) beobachtet. Die im deutschen Sprachgebrauch als ansteckende Bauchfellentzündung bezeichnete Feline (katzenartige) Infektiöse Peritonitis (FIP) ist eine durch das Katzen-Coronavirus hervorgerufene Infektionskrankheit, die nach wie vor die bedeutendste infektiöse Todesursache bei der Katze darstellt. Es ist eine den gesamten Körper betreffende und stets tödlich verlaufende Erkrankung.
Junge Katzen im Alter zwischen sechs Monaten und zwei Jahren oder ältere (meist über 14 Jahren alt) erkranken am häufigsten. Für die FIP-Erkrankung sind dabei Varianten der felinen, enteralen (darmgebundenen) Coronaviren (FCoV) verantwortlich, welche durch spontane Mutation (Veränderung der genetischen Information) entstehen. Dabei geht die Infektion häufig von dauerhaft infizierten Tieren aus und findet in der Regel bereits in den ersten Lebenswochen statt. Sie kann ausnahmsweise auch vor der Geburt erfolgen.
Die Übertragung des Erregers zwischen älteren Tieren soll nur eine geringe Bedeutung haben. In der Regel verläuft die Infektion mit milden Krankheitssymptomen wie leichten Durchfällen und Schnupfen. Entstehen jedoch durch Mutation eine gefährliche FIP-auslösende Varianten im infizierten Tier, verbreiten sich diese im gesamten Organismus. Es werden Entzündungen und Schäden in diversen Organen verursacht, welche letztendlich zum Tod des Tieres führen. Einer besonderen Gefährdung an einer FIP zu erkranken, unterliegen Katzen, die zusätzlich das Feline Leukose Virus (FeLV), ein weiteres für Katzen gefährliches Virus, in ihrer Abwehrkraft geschwächt sind.
Symptome der FIP Erkrankung sind zu Beginn meist Fieber und Appetitlosigkeit, verbunden mit Müdigkeit und leichten Atembeschwerden. Im weiteren Verlauf kann es zu einer exsudativen (feuchten) oder einer trockenen Form der FIP-Erkrankung kommen. Für die s.g. exsudative Form der FIP ist eine Bauchwassersucht (Ascites) typisch. Die Katzen magern ab und haben einen prallen, flüssigkeitsgefüllten Bauch.
Landwirtschaftliche Nutztiere
Schweine
Für Schweine sind nach derzeitigem Kenntnisstand insgesamt fünf Coronaviren von Bedeutung: Das Transmissible Gastroenteritis Virus (TGEV), das Porcine Epidemic Diarrhea Virus (PEDV) und das Porcine Respiratory Coronavirus (PRCV) aus dem Genus Alphacoronavirus, weiterhin das porcine Hemagglutinating Encephalomyelitis Virus (PHEV aus dem Genus Betacoronavirus und das Porcine Deltacoronavirus (PDCoV) aus dem Genus Deltacoronavirus.
TGEV und PEDV zeigen eine besonders hohe Affinität zu Zellen des Magen-Darm- und des Atemtraktes, sowie zu Makrophagen (Fresszellen) des Abwehrsystems. Beides sind weltweit vorkommende Infektionskrankheiten, die aufgrund ihres Krankheitsbildes nicht voneinander unterschieden werden können. Es treten profuse Durchfälle, Erbrechen und hohe Verluste bei Saugferkeln auf.
Gegenüber des vorgenannten Coronaviren besitzt das PRCV hingegen keinerlei Affinität zu Epithelzellen des Magen-Darm-Traktes. Es führt ausschließlich zu Atemwegserkrankungen, die zumeist sehr mild verlaufen und keine oder nur sehr geringe Krankheitssymptome verursachen. Es wird angenommen, dass es sich beim PRCV um eine Variante des TGEV handelt.
Das hämagglutinierende Enzephalomyelitis-Virus (PHEV) ist der Erreger einer das Nervensystem betreffenden Erkrankung und / oder Durchfall- Erkrankung inkl. Erbrechen bei Schweinen, insbesondere bei Ferkeln unter vier Wochen. PHEV scheint in hohem Maße symptomlos in der Schweinepopulation zu zirkulieren. PHEV stellt in besonderem Maße eine potenzielle Bedrohung für Herden von Jungsauen dar. Verschiedene durch PHEV hervorgerufene Ausbrüche des s.g. Vomiting- and Wasting-Syndroms (Erbrechen und Kümmern) verbunden mit Enzephalomyelitiden (Gehirn-/Rückenmarksentzündung) bei neugeborenen Schweinen mit einer Sterblichkeitsrate von 100% belegen dies.
Das Porcines Deltacoronavirus (PDCoV) wurde ebenfalls als Verursacher mehrerer hochgradiger akuter Durchfallgeschehen festgestellt. Im Jahr 2009 zum Beispiel wurde das Schweine-Deltacoronavirus (PDCoV) in Kotproben von Schweinen in Asien nachgewiesen, seine ursächliche Rolle bei diesen Krankheitsgeschehen wurde jedoch erst in 2014 identifiziert, als in den USA schwere Durchfallausbrüche bei Schweinen bis dahin unklarer Ursache auftraten.
Rinder
Bei Rindern können Infektionen mit bovinen Coronaviren (BCV oder BCoV) auftreten. Sie werden zu den Betacoronaviren gerechnet und verursachen - ähnlich wie bei Schweinen – vornehmlich Erkrankungen bei den Jungtieren mit Durchfall und Lungenentzündung. Eine Infektion tritt normalerweise bei Kälbern im Alter zwischen einer Woche und drei Monaten auf. Die genannten Krankheitszeichen können durch zusätzliche bakterielle Infektionen verkompliziert, d.h. in ihrem Schweregrad verändert werden. Die Infektion bei erwachsenen Rindern verläuft oftmals äußerst mild. Lediglich bei der sogenannten Winterruhr, die gelegentlich in den Wintermonaten auftreten kann, zeigen die betroffenen deutliche Krankheitssymptome, wie starken Durchfall. Meist kommt es zusätzlich zu einem deutlichen Rückgang der Milchleistung.
Pferde
Auch Infektionen mit Coronaviren bei Pferden (Pferde-Coronavirus, Equines Coronavirus [ECoV]) verursachen hauptsächlich Durchfall- und Atemwegserkrankungen. Das Virus wurde im Jahr 2000 erstmals in einer Studie beschrieben, welche das Vorkommen von ECoV in Frankreich untersuchte.
Wild- und Zootiere
Dromedare
Dromedare wurden hauptsächlich nach dem Auftreten des MERS-CoV (Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus) 2012 intensiv auf Coronaviren untersucht. Anhand verschiedener Studien wurde damals belegt, dass Dromedare ein Virusreservoir für MERS-CoV darstellen und dieses auf den Menschen übertragen können. Dies ist v.a. bedeutsam für arabische Länder, in denen Dromedare unter anderem für den Rennsport gehalten werden. Das Virus zirkuliert stark in den Dromedar Populationen ohne nennenswerte Erkrankungen hervorzurufen. Eine Infektion des Menschen ist jedoch mit einer hohen Todesrate verbunden. Eine Übertragung von MERS-CoV von Mensch zu Mensch ist relativ ineffizient und beschränkt sich auf sehr enge, ungeschützte Kontakte, wie sie z.B. in Krankenhäusern auftreten können.
Mäuse und Ratten
Auch bei Mäusen und Ratten (v.a. in Labortierhaltungen) sind Infektionen mit Beta-Coronaviren bekannt. Das Maus-Hepatitis-Virus (MHV) verursacht epidemische Erkrankung mit Leberentzündungen und hoher Sterblichkeit. Einige MHV-Stämme verursachen bei Mäusen neben den bekannten Leberschäden auch Nervenschäden (progressive demyelinisierende Enzephalitis). Daher wurde diese Infektion als Versuchstiermodell für Multiple Sklerose herangezogen.
Ratten-Coronaviren (auch Ratten-Sialodacryoadenitis-Virus oder Sialodacryoadenitis-Virus (SDAV)) werden nach derzeitigem Kenntnisstand nur bei Farbratten nachgewiesen, die in Forschungseinrichtungen zu Versuchszwecken gehalten werden. Dieses Virus verursacht bei betroffenen Tieren eine akute Entzündung der Atemwege, häufig verbunden mit einer Entzündung der Speicheldrüsen, der Tränendrüsen sowie der Lymphknoten.
Coronaviren bei Fledermäusen und Ihre Bedeutung für den Menschen
Fledermäuse spielen als natürliche Reservoir-Wirte von Coronaviren eine besondere Rolle, da bereits der erste SARS-Ausbruch 2002/2003 auf Coronaviren von Fledermäusen zurückgeführt wurde. Daraufhin konnten eine große Anzahl nah verwandter Coronaviren bei diesen Tieren gefunden werden. Studien der letzten Jahre haben darauf hingewiesen, dass einige dieser Fledermaus-Coronaviren auch über das Potenzial verfügen Menschen zu infizieren. Ein solcher mit Fledermaus-Coronaviren verwandter Erreger (2019-nCoV, SARS-CoV-2), löste schließlich im Dezember 2019 bei Menschen in Wuhan, China, eine erneute Epidemie des akuten respiratorischen Syndroms (SARS, Severe Acute Respiratory Syndrome) aus. Diese Erkrankungswelle wurde von der WHO mit der Bezeichnung „Covid-19“ versehen und hat sich seitdem zur Pandemie ausgeweitet. Aktuelle Informationen zu den menschlichen Erkrankungen findet man auf der Homepage des Robert-Koch-Institutes (RKI, www.rki.deÖffnet sich in einem neuen Fenster).
Der Sequenzvergleich zwischen den von Menschen isolierten SARS-CoV-2 Stämmen und Fledermaus-Coronaviren zeigt eine Übereinstimmung von 96 Prozent. Unbekannt ist allerdings nach wie vor, ob eine Übertragung von SARS-CoV-2 ursprünglich direkt von Fledermäusen auf den Menschen stattgefunden hat oder ob eine weitere Tierart als Zwischenwirt eine Bedeutung hatte.
Aktuelles Infektionsgeschehen
- Anfang 2020 machte der Virusnachweis bei einem Hund eines SARS CoV-2 infizierten Patienten in Hongkong Schlagzeilen. Seitdem wird die Empfänglichkeit von Haus- und Nutztieren sowie deren mögliche epidemiologische Bedeutung diskutiert. Nach derzeitigem Kenntnisstand liegen allerdings keine Informationen vor, die darauf hinweisen, dass Haus- und Nutztiere das Virus übertragen oder dass Hunde und Katzen eine Rolle als Erregerreservoir spielen. Wahrscheinlicher ist, dass das Sars-CoV-2 zufällig auf den Körper des oben erwähnten Hundes gelangte, ähnlich wie dies auch für unbelebte Oberflächen durch Husten, Niesen oder Schmierübertragung möglich ist. Wie die Gesundheitsbehörde in Hongkong berichtete, konnte das Virus lediglich auf der äußere Haut (Schnauze) des betreffenden Hundes isoliert werden.
- Nach einem aktuellen (04/2020) Bericht aus Belgien soll bei einer Katze, deren Besitzerin an Sars-CoV-2 erkrankt war, und die Krankheitserscheinungen zeigte, das Virus auch nachgewiesen worden sein. Insofern gilt die Empfehlung engen Kontakt zu vermeiden auch für Haustiere – insbesondere Haustiere von infizierten Personen. Entsprechende Stellungnahmen findet man bei nationalen und internationalen Behörden: z.B.: Friedrich-Loeffler-Institut (FLI, www.fli.deÖffnet sich in einem neuen Fenster), RKI, European Centre for Disease Control (ECDC), Weltgesundheitsorganisation (WHO).
- Anfang April 2020 wurde mitgeteilt, dass in einem New Yorker Zoo ein Malaysia-Tiger positiv auf SARS-CoV-2 getestet wurde. Auch das Schwestertier und zwei Sibirische Tiger sowie drei afrikanische Löwen zeigten milde Krankheitserscheinungen, wie leichten trockenen Husten und Appetitlosigkeit. Als Ansteckungsquelle wurde von der Zooverwaltung ein Tierpfleger genannte.
Um für die Zukunft gesicherte wissenschaftliche Informationen über die Empfänglichkeit von Tieren für SARS-CoV-2 zu gewinnen, hat das FLI gemäß seiner Aufgabe bereits im Frühjahr 2020 mit Infektionsstudien an Tieren begonnen. Erste Ergebnisse zeigen, dass Schweine, Hühner und Meerschweinchen nicht infizierbar sind. Bei einem Infektionsversuch mit Rindern konnten bei zwei von sechs infizierten Tieren eine geringgradige Virusvermehrung sowie die Bildung von Antikörpern nachgewiesen werden. Kontakttiere haben sich nicht infiziert. Insofern deuten die Ergebnisse darauf hin, dass Rinder wenig empfänglich für SARS CoV-2 sind sowie für die Verbreitung als auch als Infektionsquelle für den Menschen keine relevante Rolle spielen (https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.08.25.254474v1Öffnet sich in einem neuen Fenster).
Ergebnisse des FLI zur Empfänglichkeit bei Katzen und Frettchen sowie Resultate einer chinesischen Arbeitsgruppe (Jianzhong et al. 2020) belegen, dass diese Tiere das Virus offensichtlich replizieren können und auch über eine Tröpfcheninfektion ihre Artgenossen infizieren können. Diese Tiere erkranken allerdings selbst nicht oder klinisch nur sehr mild. Diese Ergebnisse lassen allerdings keinerlei Rückschlüsse auf eine besondere Infektionsgefahr für den Menschen ableiten. Es gibt bisher weder Hinweise auf eine Verbreitung von SARS-CoV-2 in der Katzenpopulation noch eine Übertragung auf den Menschen. Somit stellen sowohl die Katzen- als auch die Frettchen- Haltungen kein Risiko für den Menschen dar.
Durch die seitens des FLI nachgewiesenen Empfänglichkeit von Frettchen steht nun ein Infektionsmodell zur Verfügung, das bei der Erprobung von Medikamenten und Impfstoffen hilfreich sein kann. Frettchen wurden als Testsystem für menschliche Atemwegsinfektionen in der Vergangenheit bereits bei Influenzaviren erfolgreich eingesetzt.
Untersuchungsmöglichkeiten am Hessischen Landeslabor
Auch am LHL ist es möglich, im Einzelfall und bei Auftreten von klinischen Symptomen eine Beprobung und Testung von Tieren auf eine SARS-CoV-2 Infektion durchzuführen. So können zusätzliche Informationen über die Infektion und Verbreitung des Virus zu erlangen.
Generell gilt: Bei Tierkontakt sollte man nicht nur im Hinblick auf SARS CoV-2 prinzipiell immer grundlegende Prinzipien der Hygiene berücksichtigen. Das gründliche Waschen der Hände mit Seife ist selbstverständlich.
Links:
Friedrich-Löffler-InstitutÖffnet sich in einem neuen Fenster
Robert-Koch-InstitutÖffnet sich in einem neuen Fenster
WHOÖffnet sich in einem neuen Fenster
ECDCÖffnet sich in einem neuen Fenster
Jianzhong et al, 2020 (Studie aus China)Öffnet sich in einem neuen Fenster