Humanes Coronavirus NL63

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Humanes Coronavirus NL63
Systematik
Klassifikation: Viren
Bereich: Riboviria[1]
Reich: Orthornavirae[2]
Phylum: Pisuviricota[2]
Klasse: Pisoniviricetes[2]
Ordnung: Nidovirales
Unterordnung: Cornidovirineae[2]
Familie: Coronaviridae
Unterfamilie: Orthocoronavirinae
Gattung: Alphacoronavirus
Untergattung: Setracovirus
Art: Humanes Coronavirus NL63
Taxonomische Merkmale
Genom: (+)ssRNA linear
Baltimore: Gruppe 4
Symmetrie: helikal
Hülle: vorhanden
Wissenschaftlicher Name
Human coronavirus NL63
Kurzbezeichnung
HCov-NL63
Links

Das Humane Coronavirus NL63 (wissenschaftlich Human coronavirus NL63, HCoV-NL63) ist eine Spezies in der Virus-Familie Coronaviridae, die Ende 2004 bei einem sieben Monate alten Kind mit Bronchiolitis in den Niederlanden identifiziert wurde.[3][4]

Das Virus ist behüllt und hat ein Genom aus einer Einzelstrang-RNA mit positiver Polarität.

Die Virusteilchen (Virionen) treten in die Wirtszelle ein, in dem sie an ihre Angiotensin-konvertierendes Enzym 2-Rezeptoren (ACE2-Rezeptor) binden.[5][6]

Weltweit wurden Infektionen mit dem Virus bestätigt und die Infektion ist mit einer ganzen Reihe von häufigen Symptomen und Krankheiten verbunden. Die damit verbundenen Anzeichen umfassen leichte bis mittelschwere Infektionen der oberen Atemwege und schwere Infektionen der unteren Atemwege, Kruppe und Bronchiolitis.[3]

HCoV-NL63 tritt hauptsächlich bei kleinen Kindern, älteren Menschen und immungeschwächten Patienten mit akuten Atemwegserkrankungen in Erscheinung. In den gemäßigten Klimazonen gibt es eine saisonale Assoziation. In einer in Amsterdam durchgeführten Studie wurde das Vorhandensein von HCoV-NL63 bei etwa 4,7 % der häufigsten Atemwegserkrankungen geschätzt.[7] HCoV-NL63 hat seinen Ursprung bei Coronaviren von infizierten Musangs und Fledertieren.[8][9] HCoV-NL63 ist eines von sieben bekannten Vertretern der Coronaviridae, die den Menschen infizieren, darunter HCoV-229E, HCoV-OC43, HCoV-HKU1, MERS-CoV, das ursprüngliche SARS-CoV (d. h. SARS-CoV-1) und SARS-CoV-2. Schätzungen zufolge existierte der letzte gemeinsame Vorfahr mit HCoV-229E vor etwa 1000 Jahren; es zirkuliert wahrscheinlich seit Jahrhunderten beim Menschen.[10]

Symptome[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die ersten Fälle der Infektion mit HCoV-NL63 wurden bei kleinen Kindern gefunden, die wegen schweren Erkrankungen der unteren Atemwege in Krankenhäusern aufgenommen wurden. Das klinische Erscheinungsbild einer Infektion kann schwerwiegend sein, aber es gibt auch milde Fällen von Atemwegsinfektionen. Weil es häufig Mehrfachinfektionen von HCoV-NL63 und anderen Erregern gibt, ist es schwierig, die spezifischen Symptome des Virus zu bestimmen. Eine Studie über klinische Symptome bei HCoV-NL63-Patienten ohne Sekundärinfektion ergab, dass Fieber, Husten, Rhinitis, Halsschmerzen, Heiserkeit, Bronchitis, Bronchiolitis, Lungenentzündung und Krupp die häufigsten Symptome sind. Eine frühe Studie an Kindern mit Erkrankungen der unteren Atemwege ergab, dass HCoV-NL63 häufiger bei ambulanten Patienten als bei Krankenhauspatienten gefunden wurde. Dies deutet darauf hin, dass es sich um ein Erkältungsvirus handelt, und darin HCoV-229E und HCoV-OC43 ähnelt, also im Allgemeinen weniger schwere Symptome verursacht.[11] Die hohe Häufigkeit der Kruppe ist jedoch spezifisch für eine HCoV-NL63-Infektion.

Ausbreitung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die saisonale Verteilung von HCoV-NL63 zeigt eine höchste Nachweishäufigkeit zwischen November und März

Es wird angenommen, dass sich HCoV-NL63 durch direkte Übertragung von Person zu Person in dicht besiedelten Gebieten ausbreitet. Die Virusteilchen können außerhalb des menschlichen Körpers in wässrigen Lösungen bei Raumtemperatur bis zu einer Woche und auf trockenen Oberflächen bis zu drei Stunden überdauern.[12] Die meisten Menschen werden im Laufe ihres Lebens irgendwann einmal mit einem Coronavirus infiziert werden, aber einige Bevölkerungsschichten sind anfälliger für HCoV-NL63. Diese umfassen Kinder unter 5 Jahren, ältere Menschen und immungeschwächte Personen. HCoV-NL63 scheint eine saisonale Präferenz zu haben, in gemäßigten Klimazonen tritt es am häufigsten in den Wintermonaten auf. In extremeren und tropischeren Klimazonen hat das Virus keine Präferenz für eine bestimmte Jahreszeit. Viele Studien haben das gleichzeitige Auftreten von HCoV-NL63 mit anderen humanen Coronaviren, Influenza A-Viren, Humanen Orthopneumoviren (Humanes Respiratorisches Synzytial-Virus, hRSV), Parainfluenzaviren und humanen Metapneumoviren (hMPV) berichtet.[3]

Übertragung und Vermehrungszyklus[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Übertragung von HCoV-NL63 erfolgt wahrscheinlich durch Tröpfchenausstoß aus den Atemwegen, entweder über die Luft oder durch Schmierinfektion, etwa engen persönlichen Kontakt ausbreiten kann. Die Virionen können in Atemsekreten bis zu sieben Tage überdauern und bleiben bei Raumtemperatur infektiös.[13] Sobald das Viruspartikel in den Wirtsorganismus eingedrungen ist, bindet es mithilfe von Spike-Proteinen an zelluläre Rezeptoren, ähnlich wie bei anderen Coronaviren (SARS-CoV, MERS-COC,), aber auch HIV-1. Die Virionen können das Angiotensin-konvertierende Enzym 2 (englisch Angiotensin-Converting-Enzym 2, ACE2) als Eintrittsrezeptor verwenden, um an die Zielzellen zu binden und in diese einzutreten.[13] Die genaue Art und Weise des Eintritts der Virionen in die Wirtszellen wurde noch nicht bestimmt, der Eintritt in die Zelle erfolgt entweder durch direkte Zellfusion mit der Plasmamembran oder durch Endozytose, gefolgt von einer Fusion (Verschmelzung) der Kapsidhülle der Virionen mit der sie umschließenden zellulären Membran. Da noch kein cDNA-Klon des Genoms von HCoV-NL63 zur Verfügung steht, sind die Forschungsergebnisse zum Replikationszyklus begrenzt. Da es sich um ein einzelsträngiges RNA-Virus (ssRNA-Virus) positiver Polarität handelt, sollten die Replikationsprozesse über Transkription und Translation im Zytoplasma der infizierten Zelle erfolgen.

Diagnose[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Es ist schwierig, zwischen Symptomen zu unterscheiden, die durch eine Infektion mit dem HCoV-NL63-Virus verursacht werden, und solchen, die durch andere häufig vorkommende menschliche Viren verursacht werden, was die Diagnose und Erkennung komplex macht. Die Reverse-Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion von Proben, die durch einen Nasopharynxabstrich entnommen wurden, ist die am häufigsten verwendete Methode zum Nachweis des Virus.[3] Zur Bestätigung der Infektion können auch Viruskultur- oder Blutserumtests auf Antikörper verwendet werden.

Vorbeugung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die US-amerikanischen Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten (englisch Centers for Disease Control and Prevention, CDC) empfehlen verschiedene Maßnahmen zur Verhinderung einer Infektion mit HCoV-NL63, darunter: Häufiges Händewaschen mit Wasser und Seife, Vermeiden des engen Kontakts mit kranken Personen und Nichtberühren von Augen, Mund oder Nase.[14]

Krankheitsverlauf und Behandlung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Behandlung von Infektionen mit HCoV-NL63 hängt von der Schwere der damit verbundenen Symptome ab. Die meisten leichten bis mittelschweren Infektionen verschwinden von selbst. Die Symptome können durch Einnahme eines Schmerzmittels oder Fiebermedikaments, durch eine heiße Dusche oder durch Verwendung eines Luftbefeuchters gelindert werden. Bei infizierten Patienten, die aufgrund einer akuten Atemwegsinfektion intensivmedizinisch versorgt werden, kann eine antivirale Behandlung erforderlich sein. Intravenöses Immunglobulin ist ein von der U. S. Food and Drug Administration (FDA) zugelassener HCoV-NL63-Inhibitor, der auch zur Behandlung von primärem Immundefekt (primär meint keine Folgeerscheinungeiner anderen Erkrankung), hRSV und Kawasaki-Syndrom eingesetzt wird.[7]

Systematik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Äußere Systematik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Nach ICTV (und NCBI)[15] wird die Spezies HCov-NL63 zusammen mit der verwandten Spezies NL63-related bat coronavirus strain BtKYNL63-9b in die gemeinsame Untergattung Setracovirus der Gattung Alphacoronavirus gestellt:

  • Gattung Alphacoronavirus
  • Untergattung Setracovirus

Innere Systematik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Das NCBI listet in der Spezies HCov-NL63 drei Stämme:[18]

  • Spezies Human coronavirus NL63
  • Human coronavirus 1196/2001/NL
  • Human coronavirus 3363/2000/NL
  • Human group 1 coronavirus associated with pneumonia

Nach anderen Quellen scheint ein in New Haven (Connecticut) ursprünglich gefundenes Coronavirus

  • „New Haven Coronavirus“ („HCoV-NH“)

ein Subtyp von HCoV-NL63 zu sein (ein später dort gefundenes Coronavirus gehört jedoch zu HCoV-HKU1).[19][20]

Aktuelle Forschung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Jüngste Daten deuten auf einen Zusammenhang der HCoV-NL63-Infektion mit dem Kawasaki-Syndrom hin, einer systemischen Vaskulitis (Gefäßentzündung) im Kindesalter, die zu Aneurysmen der Koronararterien (Herzkranzgefäße) führen kann. In den Industrieländern ist das Kawasaki-Syndrom die häufigste Ursache für erworbene Herzkrankheiten bei Kindern.[21]

Eine weitere Analyse der HCoV-NL63-Pathogenität erscheint daher angebracht, insbesondere aufgrund der neueren Belege dafür, dass dieses Virus denselben zellulären Rezeptor ACE2 benutzt wie die Vertreter der Spezies SARS-CoV (darunter der Verursacher de Pandemie COVID-19).[13]

HCoV-NL63 wurde auch im Darmtrakt infizierter Personen gefunden und steht dann im Zusammenhang mit Gastroenteritis.[22] Diese Art der Infektion ist das direkte Ergebnis der viralen Invasion der Schleimhaut des Darms. Die Rolle von HCoV-NL63 bei Gastroenteritis ist auch hier aufgrund unter den gegebenen Bedingungen einer typischen Koinfektion mit anderen Viren unklar. Eine Infektion mit HCoV-NL63 wird aufgrund seiner Rolle bei vielen leichten bis mittelschweren Infektionen der Atemwege und der Komorbidität (dem gleichzeitigen Auftreten) mit anderen Krankheiten wahrscheinlich oft nicht erkannt. Es wurden daher umfassendere, bevölkerungsbasierte Studien vorgeschlagen, um die Auswirkungen dieses Virus auf Körperregionen außerhalb der Atemwege zu erforschen.

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. ICTV Master Species List 2018b v2 MSL #34v, März 2019.
  2. a b c d ICTV: ICTV Taxonomy history: Severe acute respiratory syndrome-related coronavirus, EC 51, Berlin, Germany, July 2019; Email ratification March 2020 (MSL #35)
  3. a b c d S. Abdul-Rasool, B. C. Fielding: Understanding Human Coronavirus HCoV-NL63. In: The Open Virology Journal. 4, Mai 2010, S. 76–84. doi:10.2174/1874357901004010076. PMID 20700397. PMC 2918871 (freier Volltext).
  4. Alex Knapp: The secret history of the first coronavirus 229E
  5. RefSeq: ACE2 angiotensin I converting enzyme 2 - Gene. 28. Februar 2020. Abgerufen am 21. März 2020: „Das von diesem Gen kodierte Protein gehört zur Angiotensin-converting-Enzym-Familie der Dipeptidylcarboxydipeptidasen und hat eine beträchtliche Homologie zum humanen Angiotensin-1-converting-Enzym. Dieses sekretierte Protein katalysiert die Spaltung von Angiotensin I in Angiotensin 1-9, und Angiotensin II in das Vasodilatator-Angiotensin 1-7. Die organ- und zellspezifische Expression dieses Gens legt nahe, dass es eine Rolle bei der Regulation der Herz-Kreislauf- und Nierenfunktion sowie der Fertilität spielen könnte. Zudem ist das kodierte Protein ein funktioneller Rezeptor für das Spike-Glykoprotein des humanen Coronavirus HCoV-NL63 und der humanen Schweres-akutes-Atemwegssyndrom-Coronaviren SARS-CoV und SARS-CoV-2 (COVID-19-Virus).“
    Englischer Originaltext:
    "The protein encoded by this gene belongs to the angiotensin-converting enzyme family of dipeptidyl carboxydipeptidases and has considerable homology to human angiotensin 1 converting enzyme. This secreted protein catalyzes the cleavage of angiotensin I into angiotensin 1-9, and angiotensin II into the vasodilator angiotensin 1-7. The organ- and cell-specific expression of this gene suggests that it may play a role in the regulation of cardiovascular and renal function, as well as fertility. In addition, the encoded protein is a functional receptor for the spike glycoprotein of the human coronavirus HCoV-NL63 and the human severe acute respiratory syndrome coronaviruses, SARS-CoV and SARS-CoV-2 (COVID-19 virus)."
  6. A. R. Fehr, S. Perlman: Coronaviruses: an overview of their replication and pathogenesis. In: Springer: H. J. Maier, E. Bickerton, P. Britton (Hrsg.): Methods in Molecular Biology. 1282, 2015, S. 1–23. doi:10.1007/978-1-4939-2438-7_1. PMID 25720466. PMC 4369385 (freier Volltext).
  7. a b L. van der Hoek, K. Pyrc, B. Berkhout: Human coronavirus NL63, a new respiratory virus. In: FEMS Microbiology Reviews. 30, Nr. 5, September 2006, S. 760–773. doi:10.1111/j.1574-6976.2006.00032.x. PMID 16911043.
  8. Yvonne Xinyi Lim, Yan Ling Ng, James P. Tam, Ding Xiang Liu: Human Coronaviruses: A Review of Virus–Host Interactions. In: Diseases. 4, Nr. 3, 25. Juli 2016, ISSN 2079-9721, S. 26. doi:10.3390/diseases4030026. PMID 28933406. PMC 5456285 (freier Volltext). „Siehe Tabelle 1.“
  9. David Cyranoski: Virologie: Porträt eines Killers, Online-Ausgabe des Artikels in Spektrum der Wissenschaft Nr. 8, August 2020, S. 40–49
  10. K Pyrc: Mosaic structure of human coronavirus NL63, one thousand years of evolution.. In: J. Mol. Biol.. 364, 2006, ISSN 0022-2836, S. 964-973.
  11. L. van der Hoek, B. Berkhout: Questions concerning the New Haven coronavirus. In: The Journal of Infectious Diseases. 192, Nr. 2, Juli 2005, S. 350–351; Antwort der Autoren S. 353–354. doi:10.1086/430795. PMID 15962232.
  12. Human Coronavirus. In: Public Health Agency of Canada. 19. August 2011. Abgerufen am 22. Juli 2015.
  13. a b c H. Hofmann, K. Pyrc, L. van der Hoek, M. Geier, B. Berkhout, S. Pöhlmann: Human coronavirus NL63 employs the severe acute respiratory syndrome coronavirus receptor for cellular entry. In: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 102, Nr. 22, Mai 2005, S. 7988–7993. bibcode:2005PNAS..102.7988H. doi:10.1073/pnas.0409465102. PMID 15897467. PMC 1142358 (freier Volltext).
  14. About Coronavirus. In: Center for Disease Control. Abgerufen am 22. Juli 2015.
  15. NCBI : Setracovirus (subgenus)
  16. ICTV: ICTV Taxonomy history: NL63-related bat coronavirus strain BtKYNL63-9b, EC 51, Berlin, Germany, July 2019; Email ratification March 2020 (MSL #35)
  17. NCBI : NL63-related bat coronavirus strain BtKYNL63-9b (species)
  18. NCBI: Human coronavirus NL63 (species)
  19. Lia van der Hoek, Ben Berkhout: Questions concerning the New Haven Coronavirus, The Journal of Infectious Diseases 192(2):350-351, August 2005; doi:10.1086/430795, PMID 15962232
  20. Frank Esper, Carla Weibel, David Ferguson, Marie L. Landry, Jeffrey S. Kahn: Coronavirus HKU1 Infection in the United States. In: Emerging Infectious Diseases. 12, Nr. 5, 2006, S. 775–779. doi:10.3201/eid1205.051316. PMID 16704837. PMC 3374449 (freier Volltext).
  21. Kawasaki Disease. In: Mayo Clinic. Abgerufen am 22. Juli 2015.
  22. B. C. Fielding: Human coronavirus NL63: a clinically important virus?. In: Future Microbiology. 6, Nr. 2, Februar, S. 153–159. doi:10.2217/fmb.10.166. PMID 21366416.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]