Articles

Bat-man disease transmission: zoonotic pathogens from wildlife reservesoirs to human populations

Lepakot ovat tunnetusti tärkeitä reservoireja eri virusperheille, joista useimmat ovat nousemassa ihmisen taudinaiheuttajiksi, kuten ebola- ja marburg-virukset, vakava akuutti hengitystieoireyhtymä (SARS) ja Lähi-idän hengitystieoireyhtymä-virukset. Lepakoihin on yhdistetty yli 200 virusta, ja lähes kaikki niistä ovat RNA-viruksia, mikä johtuu todennäköisesti niiden suuresta kyvystä sopeutua muuttuviin ympäristöolosuhteisiin suuremman geneettisen vaihtelevuuden ansiosta.3,9 RNA-viruksilla on itse asiassa korkeampi mutaatioluku kuin DNA-viruksilla, koska viruksen RNA-polymeraaseilta puuttuu oikolukuaktiivisuus. Lisäksi RNA-viruksilla, joiden genomi on segmentoitu, on kyky muuttaa genomiaan geneettisen uudelleenlajittelun avulla (esim. ortomyxovirukset). Seuraavassa raportoidaan joitakin esimerkkejä lepakkoviruksiin liittyvistä ihmisen tartuntataudeista.

Rhabdoviridae

Rhabdoviridae-heimoon kuuluu kuusi sukua, mukaan lukien Lyssavirus, joka on tärkein lepakkoihin liittyvä virus. Ainakin 14 Lyssavirus-suvun lajia voidaan havaita lepakoissa, joita pidetään näiden virusten esi-isäntinä. Lyssaviruksia esiintyy maailmanlaajuisesti, ja niitä voidaan luokitella eri kriteerien, kuten geneettisen etäisyyden, antigeenisten mallien, maantieteellisen levinneisyyden ja isäntäalueen perusteella.10,11,11 Tyypillinen luodinmuotoinen virus, joka tarttuu ihmiseen tartunnan saaneiden eläinten pureman välityksellä, aiheuttaa akuutin ja usein kuolemaan johtavan enkefalitaudin.

Ensimmäinen raportti virustautien siirtymisestä lepakoista ihmisiin tehtiin vuonna 1911, ja se liittyi Lyssavirusten sukuun kuuluvaan raivotautivirukseen (RABV).12 Carini12 ehdotti, että raivotautitartunnan ja vampyyreiksi kutsuttujen hematofagisten lepakoiden välillä olisi yhteys Keski- ja Etelä-Amerikassa. Useita vuosia myöhemmin raivotautia havaittiin myös muilla kuin hematofagisilla lepakkolajeilla.13 Vaikka RABV:tä esiintyy maailmanlaajuisesti useissa maalla elävissä isäntäeläimissä, sen esiintyminen lepakoissa on havaittu vain Amerikassa. Euroopassa lepakoista on eristetty neljä eri lyssavirusta: Eurooppalaisen lepakon lyssaviruksen tyyppi 1 (EBLV-1) ja eurooppalaisen lepakon lyssaviruksen tyyppi 2 (EBLV-2), Bokelohin lepakon lyssaviruksen (BBLV) ja Länsi-Kaukasian lepakkoviruksen (WCBV).14 Hiljattain Espanjasta löydettiin uusi lepakon oletettu lyssavirus, nimeltään Lleidan lepakon lepakon lepakon lyssavirus (LLBV).15 Toistaiseksi ei ole raportoitu ihmisten altistumisesta LLBV:lle. EBLV-1, jonka alatyypit ovat EBLV-1a ja EBLV-1b, on eniten eristetty tyyppi kaikkialla Euroopassa. Lisäksi EBLV-1:n aiheuttamia tartuntoja on havaittu myös muissa nisäkkäissä.13,14 EBLV:n tyypin 2 uskotaan olevan vähemmän virulentti kuin tyypin 113, ja sitä esiintyy harvemmin vain muutamissa maissa, ja ihmisen tartunnasta on raportoitu vain kahdessa tapauksessa.14 Kaksi muuta tämän perheen jäsentä esiintyy lepakoissa, mutta huomattavasti harvemmin kuin edelliset: BBLV on eristetty Saksassa ja Ranskassa13,16,17; WCBV on eristetty kerran Kaukasusvuorilla, mutta se on havaittu myös Keniassa seropositiivisissa lepakoissa, mikä viittaa laajempaan maantieteelliseen levinneisyyteen.14,18 Australian lepakkolyssavirus (ABLV) on ensimmäinen Australiassa tunnistettu endeeminen lyssavirus, ja se on fylogeneettisesti sukua RABV:lle ja EBLV:lle1.10,19 ABLV:tä on tunnistettu kaikissa Australian maa-alueella esiintyvissä lentävän kärpäsen lajeissa. ABLV:n aiheuttamia kuolemaan johtaneita ihmistartuntoja on raportoitu kolme. Lisäksi taulukossa 1 on yhteenveto muista lepakoissa havaituista tämän perheen viruksista.

Taulukko 1 Yleiskatsaus lepakkoihin liittyvistä tartunnanaiheuttajista, joilla on zoonoosipotentiaalia

Paramyxoviridae-heimo

Paramyxoviridae-heimo koostuu laajasta virussukupuolesta, johon kuuluu ihmis- ja eläinpatogeeneja. Useita lepakoiden levittämiä paramyxoviruksia on tunnistettu, kuten parainfluenssavirus tyyppi 2, Mapuera-, Menangle- ja Tioman-virukset sekä kaksi uusien tautien aiheuttajaa, kuten Nipah- ja Hendra-virukset.20 Nipah- ja Hendra-virukset, jotka luokitellaan Henipavirus-sukuun, kykenevät aiheuttamaan vakavia, potentiaalisesti kuolemaan johtavia tauteja ihmisille.20 Pteropus-suvun hedelmälepakot ovat Nipah- ja Hendra-virusten yleisiä reservoari-isäntiä.20

Nipah-virus (NiV) ilmaantui ensimmäisen kerran vuonna 1998 Malesiassa aiheuttaen sikojen hengitystiesairauden ja aivotulehduksen puhkeamisen.21 Nipah-viruksen siirtyminen sioilta ihmiselle – johon liittyi vakava kuumeinen aivotulehdus – kuvattiin, ja sen uskottiin tapahtuvan läheisessä kosketuksessa tartunnan saaneiden eläinten kanssa. Vaikka se on harvinaista, viruksen tarttuminen ihmisestä ihmiseen on myös kuvattu.21 Kahdessa muussa taudinpurkauksessa Bangladeshissa ja Intiassa ei tunnistettu väli-isäntänä olevaa eläintä, mikä viittaa lepakosta ihmiseen ja ihmisestä ihmiseen tapahtuviin tartuntoihin.

Hendra-virus (HeV) aiheuttaa kuolemaan johtavan hengitystie-sairauden sekä ihmisillä että hevosilla.20,22 Australiassa on esiintynyt useita HeV:n taudinpurkauksia. Hevonen on väli-isäntä, ja virus tarttuu todennäköisesti tartunnan saaneiden lepakoiden virtsan, syljen ja ulosteiden saastuttaman rehun, laitumen tai veden nauttimisen kautta. Hevoselta ihmiselle tarttumista tapahtuu, kun ollaan läheisessä kosketuksessa sairastuneisiin eläimiin.20 Toistaiseksi ihmiseltä ihmiselle tarttumista ei ole havaittu.

Coronaviridae

Coronavirukset (CoV) tunnettiin ennen SARS-epidemian puhkeamista vasta toiseksi suurimmaksi flunssan aiheuttajaksi rinovirusten jälkeen. Ainakin neljä eri lajia voi aiheuttaa ihmisille lieviä, itsestään rajoittuvia ylähengitystieinfektioita: alfakoronavirukset HCoV-229E ja HCoV-NL63 sekä betakoronavirukset HCoV-HKU1 ja HCoV-OC43. Hiljattain tunnistettiin vielä kaksi muuta patogeenistä ihmisen COV-virusta: Vakavan akuutin hengitystieoireyhtymän koronavirus (SARS-CoV) ja Lähi-idän hengitystieoireyhtymän koronavirus (MERS-CoV).23 SARS-CoV tunnistettiin ensimmäisen kerran Kiinassa helmikuussa 2003, ja neljä kuukautta myöhemmin oli raportoitu >8000 tapausta, joihin liittyi noin 800 kuolemantapausta 27:ssä eri maassa eri puolilla maailmaa.24 SARS-CoV:lla on laaja isäntälaji, ja se liitetään luonnonvaraisten eläinten lihanjalostukseen. Viruksen luonnonhistoriaan kuuluu, että lepakot ovat ensisijaisia isäntiä, jotka sitten levittävät sitä väli-isäntiin – kuten naamiopalmusivetteihin ja pesukarhukoiriin – jotka sitten voivat levittää sitä ihmisiin.23,25 Tämän jälkeen seuraa ihmisestä ihmiseen tapahtuva tartunta, joka voi johtaa suuriin määriin tartunnan saaneita potilaita, ja sitä pidetään tärkeimpänä tartuntareittinä laajamittaisissa epidemioissa.9

MERS-CoV on fylogeneettistä sukua SARS-CoV:lle, ja se on SARS-CoV:n kanssa samasta lähteestä kuin se, että se saa alkunsa lepakoista.23,26,27,27 Useita CoV-viruksia on tunnistettu hyönteissyöjä- ja frugivoristisista lepakkolajeista eri maissa, mikä viittaa siihen, että lepakot voivat olla näiden virusten tärkeä reservuaari.23 MERS-CoV tunnistettiin ensimmäisen kerran Saudi-Arabiassa vuonna 2012, minkä jälkeen se levisi muihin maihin aiheuttaen satoja kuolemantapauksia.26,28 MERS-CoV:n kliiniset piirteet ovat samankaltaisia kuin SARS-CoV:lla, vaikkakin kyseiseen virukseen on liitetty myös useita keuhkojen ulkopuolisia ilmenemismuotoja, kuten vakavia munuaiskomplikaatioita. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että dromedaarikamelit voivat olla väli-isäntiä ja mahdollinen viruksen lähde ihmisille.26,29 Lisäksi on kuvattu ensimmäinen kokeellinen lepakoiden MERS-CoV-infektio. Virus säilyttää kykynsä lisääntyä isännässä ilman kliinisiä taudin oireita, mikä tukee yleistä hypoteesia, jonka mukaan lepakot ovat MERS-CoV:n esi-isien reservuaari.30 Myös ihmisestä ihmiseen tapahtuvaa tartuntaa on raportoitu. Epidemiologisten tietojen perusteella sekä eläimestä ihmiseen että ihmisestä ihmiseen tapahtuvaa tarttumista pidetään tärkeinä tekijöinä MERS-epidemiassa.26

Filoviridae

Ebolavirus ja Marburgvirus ovat kaksi Filoviridae-heimoon kuuluvaa sukua, jotka aiheuttavat vakavia, usein kuolemaan johtavia verenvuotokuumeisia tauteja ihmisillä ja muilla kädellisillä.31 Marburgviruksesta raportoitiin ensimmäisen kerran vuonna 196732 Marburgissa työskentelevillä saksalaisilla laboratoriotyöntekijöillä, jotka saivat tartunnan Ugandasta tuoduista afrikkalaisista apinoista. Vuonna 1976 Kongon demokraattisen tasavallan pohjoisosassa eristettiin virus, jolla oli samankaltaisia ominaisuuksia mutta joka oli immunologisesti erilainen, ja se sai nimekseen Ebolavirus.32 Molemmat virukset ovat aiheuttaneet useita epidemioita viime vuosina.31 Hiljattain, vuonna 2014, Länsi-Afrikassa alkoi kaikkien aikojen suurin rekisteröity Ebola-epidemia, joka on vaikuttanut useisiin maihin, ja siinä on esiintynyt >10 000 vahvistettua tapausta ja tuhansia kuolonuhreja (Lähde CDC, Atlanta, Yhdysvallat: 2014 Ebola outbreak in West Africa (CDC Atlanta, Yhdysvallat: 2014 Ebola outbreak in West Africa), päivitetty 22.9.2015). Marburgviruksen ja Ebolaviruksen luonnollisia reservoareja ovat sekä hedelmä- että hyönteissyöjälepakko-lajit, mikä osoittaa, että nämä filovirukset ovat moni-isäntäparasiitteja.31,33 Virus tarttuu ihmiseen kosketuksen kautta kehon nesteisiin – pääasiassa vereen ja ulosteisiin – ja tartunnan saaneiden lepakoiden kuolleisiin ruumiisiin. Myös muut eläimet, kuten apinat ja apinat, voivat sairastua tautiin ja levittää sitä ihmisiin. Epidemiat ovat yleensä seurausta viruksen tarttumisesta ihmisestä ihmiseen (kuva 3).

Kuva 3
kuva3

Skeemaattinen esitys Ebola-viruksen tarttumisesta. Lepakot ovat mahdollinen viruksen lähde. Tartunnan saaneet lepakot voivat suoraan tai väli-isäntien välityksellä levittää tartuntaa ihmisiin. Ihmisestä ihmiseen tapahtuva tartunta voi sitten johtaa epidemioihin.

Uuteen Cuevavirus-sukuun kuuluva kolmas filoviruslaji, nimeltään Lloviu-virus, havaittiin hiljattain hyönteissyöjälepakoista Espanjassa.34 Lloviu-virus, joka eroaa geneettisesti muista viruksista, on ensimmäinen Euroopassa havaittu filovirus, jota ei ole tuotu Afrikasta. Toisin kuin kaksi muuta lajia, tämä virus saattaa olla virulentti lepakoissa.34 Koska tätä virusta ei ole vielä eristetty, sen kyky infektoida muita nisäkässoluja tai aiheuttaa tautia ihmisessä on vielä selvittämättä.

Orthomyxoviridae

Orthomyxoviridae ovat kuorellisia segmentoituneita RNA-viruksia, joihin kuuluu viisi sukua, joista influenssa A -virus on hallitsevin taudinaiheuttaja ihmisissä. Se aiheuttaa hengitystieinfektioita, jotka johtavat keskivaikeaan tai vaikeaan sairauteen ja toisinaan kuolemaan. Influenssa A -virukset jaetaan alatyyppeihin kahden pintaglykoproteiinin eli hemagglutiniinin (H) ja neuraminidaasin (N) perusteella. Influenssa A -virus on harvinainen monikulttuurinen virus, jolla on laaja isäntälaji, mukaan lukien ihmiset, siat ja linnut. Hiljattain havaittiin kaksi uutta alatyyppiä, jotka eroavat evolutiivisesti kaikista muista alatyypeistä – H17N10 ja H18N11 – eri hedelmälepakko-eläinlajeissa Keski- ja Etelä-Amerikassa.35,36 On havaittu, että vaikka alatyyppi H17N10 on fylogeneettisesti erillinen kaikista muista alatyypeistä, viruksen genomi on yhteensopiva geneettisen vaihdon kanssa ihmisen influenssa A -virusten kanssa, mikä viittaa alatyyppien väliseen mahdolliseen uudelleensortoitumiskykyyn ja siten kykyyn synnyttää korkeapatogeenisia hybridimuotoja.35 Viime aikoina afrikkalaisissa frugivoreissa lepakoissa on raportoitu serologisia todisteita muista influenssa A -viruksen alatyypeistä kuin H17N10 ja H18N11.37 Erityisesti noin 30 prosentin vasta-ainetunnistusprosentti havaittiin lintujen H9-alatyyppiä vastaan, jonka tiedetään aiheuttavan infektioita ihmisissä maailmanlaajuisesti.38. Nämä tiedot, vaikkakin alustavat, viittaavat siihen, että lepakot saattavat olla nisäkkäiden influenssa A -virusten oireettomia kantajia.37 Näin ollen lepakot voivat muiden taudinaiheuttajien tavoin muodostaa huomattavan reservoarin näille viruksille.

Bunyaviridae

Hantavirus-suku (Hantan-joesta Etelä-Koreasta) koostuu useista kehittyvistä segmentoituneista RNA-viruksista, jotka voivat aiheuttaa ihmiselle infektioita, mukaan lukien vakavia ja tappavia tauteja, kuten hemorraginen kuume, johon liittyy munuaisoireyhtymä, ja hantaviruksen kardiopulmonaalinen oireyhtymä.39,40. Jyrsijöitä on pitkään pidetty hantavirusten ensisijaisina reservaareina; on kuitenkin raportoitu laajemmasta valikoimasta nisäkkäiden isäntiä, mukaan lukien hyönteissyöjälepakot.39,40 Tämän suvun evoluutiohistorialle on ominaista suhteellisen usein esiintyvä lajien välinen siirtyminen, jota pidetään myös merkittävänä tekijänä sen evoluutiossa. Ensimmäinen lepakoista eristetty hantavirus oli Hantaan-virus, joka on munuaisoireyhtymään liittyvän verenvuotokuumeen aiheuttaja.41 Myöhemmin hantaviruksia on tunnistettu myös muista lepakkolajeista, mutta tähän mennessä hantavirusten siirtymistä lepakosta ihmiseen ei ole kuitenkaan havaittu.39

Reoviridae

Nisäkkäiden ortoreovirussukuun kuuluva ortoreovirus voi aiheuttaa lieviä hengitystie- tai ruoansulatuskanavan sairauksia vakaviin sairauksiin, mukaan lukien enkefaliitti ja ripuli. Virusta esiintyy eri serotyyppejä eri puolilla maailmaa, ja sitä on eristetty useista nisäkkäistä, myös ihmisistä.42 Nisäkkäiden ortoreoviruksia on eristetty myös useista lepakkolajeista, mikä viittaa viruksen laajaan levinneisyyteen näissä eläimissä.42,43,44 Useat todisteet viittaavat siihen, että lepakot voivat toimia näiden virusten luonnollisena reservuaarina.42 Vaikka lepakko-peräisiä ortoreoviruksia on eristetty ihmispotilailta, niiden zoonoottinen potentiaali on edelleen epäselvä.43,44,45

Muut virukset

Lepakoista on havaittu useita muita nisäkäsviruksia, joiden zoonoosipotentiaali tai isäntälaji on epäselvä.9,46-48 Esimerkkinä voidaan mainita rokkovirukset, jotka ovat tärkeitä tartunnanaiheuttajia sekä ihmisille että eläimille ja jotka kykenevät tartuttamaan useita isäntälajeja ja aiheuttamaan lajien välisiä infektioita ja jotka on äskettäin tunnistettu myös lepakoista.49 Toinen esimerkki on Dengue-virus, niveljalkaisten levittämä virus, joka kuuluu Flavivirus-sukuun (Flaviviridae), johon kuuluu useita ihmiselle merkityksellisiä taudinaiheuttajia, jotka aiheuttavat enkefaliittia ja verenvuotokuumetta. Huolimatta siitä, että Flaviviridae-suvun virukset ovat toiseksi yleisimpiä lepakoissa esiintyviä viruksia ja että Dengue-virus on kuvattu useissa lepakkolajeissa eri puolilla maailmaa, näiden eläinten roolia viruksen leviämisen dynamiikassa ei tunneta riittävästi.50

.