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Jüngstes Beispiel der Virus-Wirt-Evolution bezüglich PRRSV Typ 1 unter Beteiligung nasaler Makrophagen
Wie in unserem vorherigen Artikel erläutert, hat sich PRRSV Typ 1 weiterentwickelt und 2013 gab es mit der Charakterisierung eines neuen Stamms, der bei Ferkeln in Belgien entdeckt wurde und den Namen „Flanders 13“ erhielt, einen eindeutigen Beweis dafür. In den Schweinebetrieben tätige Tierärzte beschrieben die klinischen Anzeichen dieses Stammes als „endemische Influenza“. Die Untersuchungen von Dr. Nauwynck zeigten, dass sich das Virus weiterentwickelt hatte. Es war nicht nur in der Lage, Alveolarmakrophagen zu infizieren, sondern konnte nun auch in hohem Maße nasale Makrophagen infizieren (das Lelystad-Virus (LV) hat einen geringen Tropismus für diese Zellen). Diese Replikation in nasalen Makrophagen fand bei dem PRRSV Typ 2 (nordamerikanischer PRRSV Typ 2 VR-2332 Stamm) bereits von Anfang an statt.
In der Nase war diese neue Population betroffener Makrophagen Sialoadhesin-negativ. Dr. Nauwynck bezeichnete sie als „superfizielle nasale Makrophagen“, weil sie nur in der Lamina propria der Nasenschleimhaut zu finden sind. Diese Entwicklung der Virus-Wirt-Interaktion aktivierte die Fähigkeit des Virus, sich zwischen den Schweinen auszubreiten (Prinzip der natürlichen Selektion bzw. des „Überlebens des Angepasstesten“). Da die Übertragung von PRRSV Typ 1 in Europa in den neunziger Jahren nicht sehr effektiv war (es dauerte eine ganze Mastperiode, bis LV-ähnliche Viren alle Schweine infiziert hatten), was in starkem Gegensatz zu den in den USA zirkulierenden PRRSV Typ 2 Stämmen stand, hatten Dr. Nauwynck und die meisten anderen EU-Forscher damals kritisiert, dass der Fokus in Nordamerika auf der Fähigkeit von PRRSV, in Aerosolen übertragen zu werden, lag. Mit den neuen Erkenntnissen zu den neuen Targets verstand er in den 90er Jahren die Unterschiede im Übertragungsverhalten der beiden PRRSV-Typen voll und ganz.
Was können wir von der zukünftigen PRRSV Typ 1 Virus-Wirt-Evolution auf Grundlage von Nauwyncks Forschung erwarten ?
Dr. Nauwyncks Forschungen deuten darauf hin, dass sich das Virus wahrscheinlich zu einem Syndrom entwickelt, das durch hohes Fieber und eine erhöhte Durchlässigkeit der Blutgefäße gekennzeichnet ist. Er hat Sialoadhesin-negative Makrophagen in Venen nachgewiesen, die durch PRRSV infiziert werden können. Er ist außerdem davon überzeugt, dass der erworbene Tropismus für diese Makrophagenpopulation wahrscheinlich nicht nur die Evolution und das Auftreten hochpathogener PRRSV-Stämme in Belarus (Lena-Stamm) und China (Stämme, die hohes Fieber auslösen) erklärt, sondern auch, was derzeit in den Vereinigten Staaten passiert. Dr. Nauwynck beschreibt die Evolution des Virus als eine tickende Zeitbombe und glaubt, dass es nur eine Frage der Zeit ist, bis andere PRRSV-Linien in ihren jeweiligen Verbreitungsgebieten auf der Welt die gleichen unterschiedlichen Evolutionsstufen (Alveolarmakrophagen, nasale Makrophagen, venöse Makrophagen) durchlaufen (Bild 1).
Abbildung 1: Tickende Zeitbombe PRRSV. Es ist nur eine Frage der Zeit, bis andere PRRSV-Linien pathogenere Evolutionsstufen durchlaufen.
Der europäische Stamm ist im Vergleich zu anderen Teilen der Welt in seiner Entwicklung immer noch 10 Jahre zurück
Was ist der Grund für diese evolutionäre Verzögerung in der EU? 1990 war Dr. Nauwynck ein aktives Mitglied einer Forschergruppe, die die ersten PRRS-Ausbrüche in Deutschland untersuchte. Er glaubt, dass die ursprüngliche Quelle des Virus über einen langen Zeitraum in Russland oder China in freier Wildbahn zirkulierte. Nach dem Fall des Eisernen Vorhangs wurde Deutschland im Jahr 1990 mit einem niedrigvirulenten Stamm infiziert, der sich später über die Niederlande und Belgien und das restliche Westeuropa ausbreitete. Dies war der Stamm, der 1991 von der Lelystad-Gruppe isoliert wurde. Im Gegensatz dazu wurde Nordamerika mit verschiedenen Virusclustern infiziert, die sich genetisch voneinander unterschieden. Diese Viruscluster zirkulierten gleichzeitig, was zu einer erhöhten Diversität und einer schnellen Evolution des Virus führte. Das Gleiche geschah in den östlichen Teilen Europas, in Russland und in China.
Lelystad-ähnliche Viren, die zum ersten Mal in Deutschland, den Niederlanden und Belgien gefunden wurden, bildeten ein sehr kleines Cluster von PRRSV-Stämmen, die sich in ganz Westeuropa ausbreiteten und eine Population eng verwandter Viren bildeten, die im Vergleich zu den anderen Viren, die zu diesem Zeitpunkt im Umlauf waren, eine geringere Virulenz aufwiesen. Dr. Nauwynck ist davon überzeugt, dass die westeuropäischen PRRSV-Stämme in ihrer Virus-Makrophagen-Evolution im Vergleich zu Stämmen aus Russland, China und Nordamerika etwa 10 Jahre zurückliegen.
Innerhalb der EU scheint Italien bei evolutionären Veränderungen von PRRSV immer an führender Stelle zu liegen und er ist sich nicht sicher, wie diese Beobachtung zu erklären ist. Eine Theorie könnte sein, dass die verlängerte Mastzeit von Schweinen für die Produktion von Parmaschinken dem Virus ein besseres Umfeld bietet, um sich in einzelnen Schweinen und Schweinepopulationen schneller entwickeln zu können. In den frühen 2000er Jahren konnte Dr. Nauwyncks Gruppe zeigen, dass italienische Schweine mit dem Standardimpfstoff nicht mehr vollständig gegen die zirkulierenden italienischen PRRSV-Stämme geschützt waren. Dieses Phänomen zeigt sich in Italien erneut bei den aktuellen Stämmen, die mehrere Wochen lang zu hohem Fieber führen können. Dr. Nauwynck glaubt, dass diese Beobachtungen Hinweise darauf sind, was in Zukunft wahrscheinlich in ganz Westeuropa passieren wird.
