Articles

Przenoszenie chorób nietoperza-człowieka: przenoszenie patogenów odzwierzęcych z rezerwuarów dzikich zwierząt do populacji ludzkich

Nietoperze są uznawane za ważne rezerwuary różnych rodzin wirusów, z których większość staje się patogenami człowieka, takich jak wirusy Ebola i Marburg, SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome) i MERS (Middle East Respiratory Syndrome). Ponad 200 wirusów zostało powiązanych z nietoperzami, a prawie wszystkie z nich to wirusy RNA, prawdopodobnie ze względu na ich dużą zdolność adaptacji do zmieniających się warunków środowiska poprzez większą zmienność genetyczną.3,9 W rzeczywistości wirusy RNA mają wyższe tempo mutacji w porównaniu z wirusami DNA, ponieważ wirusowe polimerazy RNA nie posiadają aktywności korekty. Ponadto wirusy RNA o segmentowanych genomach mają zdolność do modyfikowania swojego genomu poprzez reasortację genetyczną (np. ortomyksowirusy). Poniżej podajemy kilka przykładów chorób zakaźnych człowieka związanych z wirusami nietoperzy.

Rhabdoviridae

Rhabdoviridae zawierają sześć rodzajów, w tym Lyssavirus, najważniejszy wirus związany z nietoperzami. Co najmniej 14 gatunków z rodzaju Lyssavirus można wykryć u nietoperzy, które są uważane za żywicieli przodków tych wirusów. Lyssavirusy występują na całym świecie i mogą być klasyfikowane na podstawie różnych kryteriów, takich jak odległość genetyczna, wzory antygenowe, rozmieszczenie geograficzne i zasięg żywiciela.10,11 Charakterystyczny wirus o kształcie pocisku, przenoszony na ludzi przez ugryzienie zakażonych zwierząt, wywołuje ostrą i często śmiertelną chorobę encefaliczną.

Pierwsze doniesienie o przeniesieniu choroby wirusowej z nietoperzy na ludzi pochodzi z 1911 roku i dotyczyło wirusa wścieklizny (RABV) należącego do rodzaju Lyssavirus.12 Carini12 zasugerował związek między zakażeniem wścieklizną a hematofagicznymi nietoperzami, zwanymi wampirami, w Ameryce Środkowej i Południowej. Kilka lat później wściekliznę wykryto również u niehematofagicznych gatunków nietoperzy.13 Chociaż RABV występuje na całym świecie u kilku żywicieli lądowych, jego obecność u nietoperzy obserwuje się tylko w obu Amerykach. W Europie, cztery różne lizawirusy zostały wyizolowane od nietoperzy: European Bat Lyssavirus type 1 (EBLV-1) i European Bat Lyssavirus type 2 (EBLV-2), Bokeloh Bat Lyssavirus (BBLV) i West Caucasian Bat Virus (WCBV).14 Ostatnio w Hiszpanii znaleziono nowy przypuszczalny lizawirus nietoperzy, nazwany Lleida Bat Lyssavirus (LLBV).15 Do tej pory nie odnotowano ekspozycji człowieka na LLBV. EBLV-1, z podtypami EBLV-1a i EBLV-1b, jest najbardziej izolowanym typem w całej Europie. Ponadto zaobserwowano również zakażenia rozlane EBLV-1 u innych ssaków.13,14 Uważa się, że typ 2 EBLV jest mniej zjadliwy niż typ 113 i występuje rzadziej, jest obecny tylko w kilku krajach, a zakażenie ludzi odnotowano tylko w dwóch przypadkach.14 Dwaj inni członkowie tej rodziny występują u nietoperzy, ale znacznie rzadziej niż poprzedni: BBLV izolowany w Niemczech i Francji13,16,17; WCBV izolowany jednorazowo w Górach Kaukazu, ale wykryty również w Kenii u seropozytywnych nietoperzy, co sugeruje większą dystrybucję geograficzną.14,18 Australian Bat Lyssavirus (ABLV) jest pierwszym endemicznym lizawirusem zidentyfikowanym w Australii i jest filogenetycznie spokrewniony z RABV i EBLV1.10,19 ABLV został zidentyfikowany u wszystkich gatunków lisów latających występujących na terenie Australii. Odnotowano trzy przypadki śmiertelnego zakażenia ludzi przez ABLV. Dodatkowo, inne wirusy z tej rodziny wykryte u nietoperzy są podsumowane w Tabeli 1.

Tabela 1 Przegląd czynników zakaźnych związanych z nietoperzami i mających potencjał zoonotyczny

Paramyxoviridae

Paramyxoviridae stanowią szeroką rodzinę wirusów, która obejmuje patogeny ludzkie i zwierzęce. Rozpoznano kilka paramyksowirusów przenoszonych przez nietoperze, takich jak wirus parainfluenzy typu 2, wirusy Mapuera, Menangle i Tioman oraz dwa czynniki zakaźne nowo pojawiających się chorób, takie jak wirusy Nipah i Hendra.20 Wirusy Nipah i Hendra, zaliczane do rodzaju Henipavirus, są zdolne do wywoływania ciężkich, potencjalnie śmiertelnych chorób u ludzi.20 Nietoperze owocożerne z rodzaju Pteropus są powszechnymi żywicielami rezerwuarowymi wirusów Nipah i Hendra.20

Wirus Nipah (NiV) pojawił się po raz pierwszy w 1998 roku w Malezji, powodując epidemię chorób układu oddechowego i zapalenia mózgu u świń.21 Opisano przenoszenie wirusa Nipah z człowieka na świnię – związane z ciężkim gorączkowym zapaleniem mózgu – i uważano, że dochodzi do niego przez bliski kontakt z zakażonymi zwierzętami. Chociaż rzadko, opisano również przenoszenie wirusa z człowieka na człowieka.21 W dwóch innych ogniskach w Bangladeszu i Indiach nie zidentyfikowano zwierzęcia będącego żywicielem pośrednim, co sugeruje przenoszenie wirusa z nietoperza na człowieka i z człowieka na człowieka.

Wirus Hendra (HeV) powoduje śmiertelną chorobę układu oddechowego zarówno u ludzi, jak i u koni.20,22 Kilka ognisk HeV wystąpiło w Australii. Koń jest żywicielem pośrednim, a wirus jest prawdopodobnie przenoszony poprzez spożycie paszy, pastwiska lub wody zanieczyszczonej moczem, śliną i kałem zakażonych nietoperzy. Do przeniesienia wirusa z konia na człowieka dochodzi w przypadku bliskiego kontaktu z chorym zwierzęciem.20 Do tej pory nie zaobserwowano przeniesienia wirusa z człowieka na człowieka.

Coronaviridae

Coronaviruses (CoVs) przed wybuchem SARS były znane jako druga po rinowirusach przyczyna przeziębienia. Przynajmniej cztery różne gatunki mogą powodować łagodne, samoograniczające się infekcje górnych dróg oddechowych u ludzi: alfakoronawirusy HCoV-229E i HCoV-NL63, oraz betakoronawirusy HCoV-HKU1 i HCoV-OC43. Ostatnio zidentyfikowano dwa dodatkowe patogenne ludzkie-CoV: SARS-CoV (Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus) i MERS-CoV (Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus).23 SARS-CoV został po raz pierwszy zidentyfikowany w Chinach w lutym 2003 r., a 4 miesiące później odnotowano >8000 przypadków z około 800 zgonami w 27 różnych krajach świata.24 SARS-CoV ma szeroki zakres gospodarza i jest związany z przemysłem mięsnym dzikich zwierząt. Naturalna historia wirusa obejmuje nietoperze jako żywicieli pierwotnych, które następnie przenoszą go na pośrednich żywicieli wzmacniających, takich jak cywety maskowe i szopy pracze, które następnie mogą przenosić go na ludzi.23,25 Następnie dochodzi do przenoszenia wirusa z człowieka na człowieka, co może prowadzić do dużej liczby zakażonych pacjentów i jest uważane za główną drogę zakażenia w przypadku epidemii na dużą skalę.9

MERS-CoV jest filogenetycznie spokrewniony z SARS-CoV i ma wspólne z SARS-CoV pochodzenie od nietoperzy.23,26,27 Kilka wirusów CoV zostało zidentyfikowanych u owadożernych i owocożernych gatunków nietoperzy w różnych krajach, co wskazuje, że nietoperze mogą stanowić ważny rezerwuar tych wirusów.23 MERS-CoV został po raz pierwszy zidentyfikowany w Arabii Saudyjskiej w 2012 roku, a następnie rozprzestrzenił się do innych krajów, powodując setki zgonów.26,28 Cechy kliniczne MERS-CoV są podobne do SARS-CoV, chociaż wirus ten był również związany z kilkoma manifestacjami pozapłucnymi, takimi jak ciężkie powikłania nerkowe. Ostatnie badania wskazują, że wielbłądy dromadera mogą być żywicielami pośrednimi i potencjalnym źródłem wirusa dla ludzi.26,29 Ponadto opisano pierwsze eksperymentalne zakażenie nietoperzy wirusem MERS-CoV. Wirus zachowuje zdolność do replikacji u gospodarza bez klinicznych objawów choroby, co potwierdza ogólną hipotezę, że nietoperze są rezerwuarem przodków dla MERS-CoV.30 Odnotowano również przenoszenie wirusa z człowieka na człowieka. W oparciu o dane epidemiologiczne uważa się, że zarówno przenoszenie z człowieka na zwierzę, jak i z człowieka na człowieka jest ważnym elementem epidemii MERS.26

Filoviridae

Ebolavirus i Marburgvirus to dwa rodzaje z rodziny Filoviridae, odpowiedzialne za ciężkie, często śmiertelne choroby gorączkowe u ludzi i innych naczelnych.31 Pierwsze doniesienie o wirusie marburskim pojawiło się w 1967 roku32 u niemieckich pracowników laboratorium w Marburgu, którzy zarazili się nim od małp afrykańskich przywiezionych z Ugandy. W 1976 r. w północnej Demokratycznej Republice Konga wyizolowano wirusa o podobnych cechach, ale odrębnego immunologicznie, który otrzymał nazwę Ebolavirus.32 Oba wirusy wygenerowały kilka epidemii w ciągu ostatnich lat.31 Ostatnio, w 2014 r., w Afryce Zachodniej rozpoczęła się największa w historii zarejestrowana epidemia Ebola, która objęła kilka krajów z >10 000 potwierdzonymi przypadkami i tysiącami zgonów (Źródło CDC Atlanta, USA: 2014 Ebola outbreak in West Africa, aktualizacja 22 września 2015 r.). Naturalnymi rezerwuarami Marburgvirusa i Ebolavirusa są zarówno owocowe, jak i owadożerne gatunki nietoperzy, co wskazuje, że te filowirusy są pasożytami wielożywicielskimi.31,33 Wirus przenosi się na ludzi poprzez kontakt z płynami ustrojowymi – głównie krwią i kałem – oraz martwymi ciałami zakażonych nietoperzy. Inne zwierzęta, takie jak małpy i małpiatki, również mogą zachorować na tę chorobę i z kolei przenieść ją na ludzi. Epidemie są zazwyczaj konsekwencją przenoszenia wirusa z człowieka na człowieka (rysunek 3).

Rysunek 3
figure3

Schematyczne przedstawienie przenoszenia wirusa Ebola. Nietoperze są potencjalnym źródłem wirusa. Zakażone nietoperze mogą bezpośrednio lub za pośrednictwem żywicieli pośrednich przenosić zakażenie na ludzi. Przenoszenie wirusa z człowieka na człowieka może prowadzić do epidemii.

Trzeci gatunek filowirusa z nowego rodzaju Cuevavirus, nazwany wirusem Lloviu, został niedawno wykryty u owadożernych nietoperzy w Hiszpanii.34 Wirus Lloviu, genetycznie odmienny od pozostałych, jest pierwszym filowirusem wykrytym w Europie, który nie został przywieziony z Afryki. W przeciwieństwie do pozostałych dwóch gatunków, wirus ten może być zjadliwy u nietoperzy.34 Ponieważ wirus ten nie został jeszcze wyizolowany, jego zdolność do zakażania komórek innych ssaków lub wywoływania chorób u ludzi pozostaje do ustalenia.

Orthomyxoviridae

Orthomyxoviridae są otoczkowymi segmentowanymi wirusami RNA obejmującymi pięć rodzajów, z których wirus grypy A jest najbardziej rozpowszechnionym patogenem u ludzi. Wywołuje on infekcje dróg oddechowych, powodując umiarkowaną lub ciężką chorobę, a czasami śmierć. Wirusy grypy A dzielą się na podtypy na podstawie dwóch glikoprotein powierzchniowych, mianowicie hemaglutyniny (H) i neuraminidazy (N). Wirus grypy A jest rzadko spotykanym wirusem o szerokim zakresie żywicieli, do których należą ludzie, świnie i ptaki. Ostatnio dwa nowe podtypy ewolucyjnie odrębne od wszystkich innych – H17N10 i H18N11 – zostały wykryte u różnych gatunków nietoperzy owocożernych w Ameryce Środkowej i Południowej.35,36 Zaobserwowano, że chociaż podtyp H17N10 jest filogenetycznie odrębny od wszystkich innych podtypów, genom wirusa jest kompatybilny z wymianą genetyczną z ludzkimi wirusami grypy A, co sugeruje potencjalną zdolność do reasortacji pomiędzy podtypami i wynikającą z tego zdolność do generowania wysoce patogennych form hybrydowych.35 Ostatnio u afrykańskich nietoperzy owocożernych odnotowano serologiczne dowody obecności podtypów wirusa grypy A innych niż H17N10 i H18N11.37 W szczególności stwierdzono około 30% wskaźnik wykrywalności przeciwciał przeciwko ptasiemu podtypowi H9, który jest znany jako czynnik wywołujący infekcje u ludzi na całym świecie.38 Dane te, aczkolwiek wstępne, sugerują, że nietoperze mogą być bezobjawowymi nosicielami wirusów grypy A wśród ssaków.37 Tak więc, podobnie jak w przypadku innych patogenów, nietoperze mogą stanowić znaczący rezerwuar tych wirusów.

Bunyaviridae

Rodzaj Hantavirus (z rzeki Hantan w Korei Południowej) składa się z kilku pojawiających się segmentowanych wirusów RNA, które mogą powodować zakażenia u ludzi, w tym ciężkie i śmiertelne choroby, takie jak gorączka krwotoczna z zespołem nerkowym i hantawirusowy zespół sercowo-płucny.39,40 Od dawna uważa się, że gryzonie są głównymi rezerwuarami hantawirusów, jednak doniesienia dotyczą szerszego zakresu ssaków-żywicieli, w tym owadożernych nietoperzy.39,40 Historia ewolucyjna tego rodzaju charakteryzuje się stosunkowo częstym przenoszeniem międzygatunkowym, co również uważa się za główną siłę w jego ewolucji. Pierwszym hantawirusem wyizolowanym od nietoperzy był wirus Hantaan, czynnik etiologiczny gorączki krwotocznej z zespołem nerkowym.41 Następnie hantawirusy zostały zidentyfikowane u innych gatunków nietoperzy, jednak do tej pory nie zaobserwowano przenoszenia hantawirusów z nietoperzy na ludzi.39

Reoviridae

Mammalian orthoreovirus z rodzaju Orthoreovirus może wywołać łagodną chorobę układu oddechowego lub pokarmowego do ciężkich chorób, w tym zapalenie mózgu i biegunkę. Wirus ten występuje w różnych serotypach na całym świecie i został wyizolowany od kilku ssaków, w tym ludzi.42 Ortoreowirusy ssaków zostały również wyizolowane u kilku gatunków nietoperzy, co sugeruje szerokie rozpowszechnienie wirusa u tych zwierząt.42,43,44 Kilka dowodów wskazuje na to, że nietoperze mogą być naturalnym rezerwuarem tych wirusów.42 Chociaż ortoreowirusy pochodzące od nietoperzy zostały wyizolowane od pacjentów ludzkich, potencjał zoonotyczny tych wirusów jest nadal niejasny.43,44,45

Inne wirusy

Nietoperze wykryły kilka innych wirusów ssaków, których potencjał zoonotyczny lub zakres żywicieli jest niejasny.9,46-48 Przykładem są wirusy ospy – ważne czynniki zakaźne zarówno dla ludzi jak i zwierząt, zdolne do zakażania wielu gatunków żywicieli i wywoływania zakażeń międzygatunkowych, które również zostały ostatnio zidentyfikowane u nietoperzy.49 Innym przykładem jest wirus dengi, przenoszony przez stawonogi wirus należący do rodzaju Flavivirus (Flaviviridae), który obejmuje kilka istotnych patogenów ludzkich związanych z zapaleniem mózgu i gorączkami krwotocznymi. Pomimo faktu, że Flaviviridae są drugimi co do częstości występowania wirusami występującymi u nietoperzy, a wirus dengi został opisany u kilku gatunków nietoperzy na całym świecie, rola tych zwierząt w dynamice rozprzestrzeniania się wirusa pozostaje niedostatecznie poznana.50

.