Flavivirus

Flavivirus
TEM-Abbildung des West-Nil-Virus
Systematik
Reich: Viren Ordnung: nicht klassifiziert Familie: Flaviviridae Gattung: Flavivirus
Taxonomische Merkmale
Genom: (+)ssRNA linear Baltimore: Gruppe 4 Symmetrie: ikosaedrisch Hülle: vorhanden
Wissenschaftlicher Name
Flavivirus (engl.)
Links
NCBI Taxonomie: 11051 ICTVdB Virus Code: 00.026.0.01

Die Gattung Flavivirus umfasst behüllte Viren mit einem positivsträngigen RNA-Einzelstrang als Genom, die durch Arthropoden (Zecken und Stechmücken) als Vektoren auf Vögel und Säugetiere übertragen werden. Der Name der Gattung und der gesamten Virusfamilie Flaviviridae leitet sich vom Gelbfiebervirus beim Menschen ab (von lat. flavus, „gelb“), das bereits 1904 von Walter Reed als durch Stechmücken übertragbar erkannt wurde.

Viren der Gattung Flavivirus verursachen wichtige Erkrankungen bei Tieren und Menschen. Darunter sind Krankheiten, die einem viralen hämorrhagischen Fieber entsprechen oder durch eine Infektion des Zentralnervensystems im Sinne einer Enzephalitis, Meningoenzephalitis oder Leukenzephalitis gekennzeichnet sind. Dies sind neben dem Gelbfieber beispielsweise auch die Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME), die Japanische Enzephalitis, das Dengue-Fieber und das West-Nil-Fieber. ^[1]

Morphologie

Die Virionen der Flaviviren sind etwa 50 nm im Durchmesser groß und in der elektronenmikroskopischen Darstellung von sphärischer, unregelmäßiger Gestalt. Analysen mittels Cryo-Elektronenmikroskopie zeigten beim Dengue-Virus eine ikosaedrische Symmetrie der Virushülle, was auf eine Interaktion der Hüllproteine mit den Kapsidproteinen schließen lässt.^[2] Das Kapsid ist aus nur einem Kapsidprotein (C, 11 kDa) aufgebaut. In die Virushülle des Virions sind 90 Dimere des E-Proteins (50 kDa) eingelagert. Zwischen diesem Netzwerk der E-Dimere findet sich ein weiteres, kleineres Hüllprotein (M-Protein, 26 kDa). ^[3]

Genomorganisation

Die positivsträngige RNA ist etwa 11.000 Nukleotide lang und umfasst nur einen Offenen Leserahmen, der für ein Polyprotein kodiert. Wirtseigene Proteasen schneiden dieses Polyprotein in die 3 strukturellen (C, prM, E) und in die 7 nicht-strukturellen Proteine (NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B, NS5); die Aufzählung entspricht der Anordnung der für die Proteine kodierenden Gene auf dem Genom.^[3] Im Gegensatz zu den anderen Gattungen der Familie Flaviviridae, besitzen Viren der Gattung Flavivirus am 5'-Ende der RNA eine 5'-Cap-Struktur vom Typ 1 (m-7GpppAmp) gefolgt von einem konservierten Dinukleotid AG. Am 3'-Ende findet sich bei Flaviviren im Gegensatz zu den anderen Gattungen kein poly(A)-Schwanz.

Replikation

Die Viren befallen unter Anderem Monozyten, Makrophagen und Dendritische Zellen. Sie heften sich über spezifische Rezeptoren an der Zelloberfläche an und werden durch ein sich ausbildendes Endosomvesikel aufgenommen. Im Innern des Endosoms induziert der saure pH die Fusion von Endosommembran und Virushülle. Dadurch gelangt das Kapsid in das Zytosol, zerfällt und gibt das Genom frei. Sowohl die Rezeptorbindung als auch die Membranfusion werden durch das Protein E katalysiert, das bei saurem pH-Wert eine Konformationsänderung durchlebt, die dazu führt, dass die 90 Homodimere sich zu 60 Homotrimeren neu organisieren.^[3]

Nach dem Eindringen in die Wirtszelle wird das virale Genom im rauen ER und in so genannten vesicle packets repliziert. Innerhalb des ER wird zuerst eine unreife Form der Viruspartikel produziert, bei der das M-Protein noch nicht durch einen Reifungsschritt gespalten wurde und als prM (precursor M) in einem Komplex mit E vorliegt. Die unreifen Partikel werden im Golgi-Apparat durch das Wirtsprotein Furin prozessiert, welches prM zu M schneidet. Dadurch wird E aus dem Komplex entlassen und kann seinen Platz im maturen, infektiösen Virion einnehmen.^[3]

Übertragung

Flaviviren können indirekt durch blutsaugende Insekten oder in seltenen Fällen (beispielsweise beim Rio-Bravo-Virus) auch direkt von einem Wirbeltier auf ein anderes übertragen werden. Einige Flaviviren zirkulieren zwischen Nagetieren und Fledermäusen, ohne das ein weiterer Vektor bekannt ist.

Systematik

Die Viren der Gattung Flavivirus wurde aufgrund ihrer Übertragung durch Gliederfüßer (Arthropoden) früher als Arboviren Gruppe B von den Arboviren Gruppe A unterschieden, aus denen später die Gattung Alphavirus der Familie Togaviridae hervorging.

Die Gattung Flavivirus beinhaltet 53 Virusspezies (Stand 2009), insgesamt werden 73 Serotypen unterschieden. Nach der Art des Vektors (Stechmücke, Zecke), unbekanntem Vektor (NKV-Gruppe: no known vector) sowie auf der Grundlage von phylogenetischen Untersuchungen, werden die Spezies in (nicht-taxonomische) Gruppen zusammengefasst.

1. Durch Zecken übertragene Flaviviren

Gruppe der Zecken-übertragenen Flaviviren bei Säugetieren

• Spezies Gadgets-Gully-Virus
• Spezies Kyasanur-Forest-Disease-Virus
• Spezies Louping-Ill-Virus
• Spezies Omsk-hämorrhagisches-Fieber-Virus
• Spezies Powassan-Virus
• Spezies Royal-Farm-Virus
• Spezies FSME-Virus

Gruppe der Zecken-übertragenen Flaviviren bei Seevögeln

• Spezies Kadam-Virus
• Spezies Meaban-Virus
• Spezies Saumarez-Reef-Virus
• Spezies Tyuleniy-Virus

2. Durch Stechmücken übertragene Flaviviren

Aroa-Virus-Gruppe

• Spezies Aroa-Virus

Dengue-Virus-Gruppe

• Spezies Dengue-Virus
• Spezies Kedougou-Virus

Japanische-Enzephalitis-Virus-Gruppe

• Spezies Cacipacore-Virus
• Spezies Japanisches-Enzephalitis-Virus
• Spezies Koutango-Virus
• Spezies Murray-Valley-Enzephalitis-Virus
• Spezies St. Louis-Enzephalitis-Virus
• Spezies Usutu-Virus
• Spezies West-Nil-Virus
• Spezies Yaounde-Virus

Kokobera-Virus-Gruppe

• Spezies Kokobera-Virus

Ntaya-Virus-Gruppe

• Spezies Bagaza-Virus
• Spezies Ilheus-Virus
• Spezies Israel-Truthahn-Meningoenzephalitis-Virus
• Spezies Ntaya-Virus
• Spezies Tembusu-Virus

Spondweni-Virus-Gruppe

• Spezies Zika-Virus

Gelbfiebervirus-Gruppe

• Spezies Banzi-Virus
• Spezies Bouboui-Virus
• Spezies Edge-Hill-Virus
• Spezies Jugra-Virus
• Spezies Saboya-Virus
• Spezies Sepik-Virus
• Spezies Uganda-S-Virus
• Spezies Wesselsbron-Virus
• Spezies Gelbfiebervirus

3. Flaviviren mit unbekanntem Vektor

• Spezies Entebbe-Fledermaus-Virus
• Spezies Yokose-Virus

Modoc-Virus-Gruppe

• Spezies Apoi-Virus
• Spezies Cowbone-Ridge-Virus
• Spezies Jutiapa-Virus
• Spezies Modoc-Virus
• Spezies Sal-Vieja-Virus
• Spezies San Perlita-Virus

Rio-Bravo-Virus-Gruppe

• Spezies Bukalasa-Fledermaus-Virus
• Spezies Carey-Island-Virus
• Spezies Dakar-Fledermaus-Virus
• Spezies Montana-Myotis-Leukenzephalitis-Virus
• Spezies Phnom-Penh-Fledermaus-Virus
• Spezies Rio-Bravo-Virus

nicht-klassifizierte Spezies innerhalb der Gattung Flavivirus:

• Spezies Tamana-Fledermaus-Virus

Quellen

• H.-J. Thiel, M. S. Collett et al.: Genus Flavivirus. In: C. M. Fauquet, M. A. Mayo et al.: Eighth Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. London, San Diego, 2005 ISBN 0-12-249951-4
• D. Gubler, G. Kuno, L. Markoff: Flaviviruses. In: David M. Knipe, Peter M. Howley (eds.-in-chief): Fields’ Virology. 5. Auflage, Band 1, Philadelphia 2007, S. 1153ff ISBN 0-7817-6060-7
• Gould EA, Solomon T. Pathogenic flaviviruses. Seminar. Lancet 2008;371:500-9

Einzelnachweise

1. ↑ Gould EA, Solomon T: Pathogenic flaviviruses. In: Lancet. 371, Nr. 9611, Februar 2008, S. 500–9. doi:10.1016/S0140-6736(08)60238-X. PMID 18262042.
2. ↑ Kuhn RJ, Zhang W, Rossmann MG, et al.: Structure of dengue virus: implications for flavivirus organization, maturation, and fusion. In: Cell. 108, Nr. 5, März 2002, S. 717–25. PMID 11893341.
3. ↑ ^{a b c d} Sampath A, Padmanabhan R: Molecular targets for flavivirus drug discovery. In: Antiviral Research. 81, Nr. 1, Januar 2009, S. 6–15. doi:10.1016/j.antiviral.2008.08.004. PMID 18796313.

Weblinks

• Gattung Flavivirus in der Datenbank des NCBI
• Gattung Flavivirus in der Datenbank des ICTV