Sapoviren – Bedeutung in Deutschland Marina Höhne Robert Koch-Institut, Berlin Konsiliarlabor für Noroviren 26.03.2015, REMMDI 2015
Ursachen von Gastroenteritiden in Deutschland, 2001 bis 2014 Labor-bestätigte Meldungen, 2001-2014 (Übermittlungen nach IfSG) 350.000
300.000 Norovirus Rotavirus
250.000
Shigellose
200.000
Giardiasis Kryptosporidien
150.000 E. coli sonst. Yersiniose
100.000
Campylobacter 50.000
Salmonellen
0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014
Ursachen von Gastroenteritiden in Deutschland, 2001 bis 2014 Labor-bestätigte Meldungen, 2001-2014 (prozentualer Anteil) 100% 90% Norovirus
80%
Rotavirus
70%
Shigellose
60%
Giardiasis
50%
Kryptosporidien E. coli sonst.
40%
Yersiniose 30%
Campylobacter Salmonellen
20% 10% 0% 2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
Familie Caliciviridae 5 Genera
5 weitere Genera vorgeschlagen: Bavo-, Naco-, Reco-,Valo-, Secav.
Sapoviren - Historie • erstmalig 1976 in GB in Stuhlproben mittels EM • 1982 Prototyp aus GE Ausbruch in Sapporo/ Japan, „Sapporo-like virus“ • 1993 erste vollständige NS-Sequenz (Manchester, UK) • weltweite Verbreitung • zunächst überwiegend als Ursache sporadischer Fälle hauptsächlich bei Kindern • zunehmend Nachweise auch bei Ausbrüchen aller Altersgruppen (Kindereinrichtungen, Krankenhäuser, Pflegeheimen, Restaurants, Kreuzfahrtschiffe) • z.B. > 600 Fälle in Japan 2010 durch kontaminierte Lunch-Boxen
Sapovirusinfektion Klinik:
Inkubationszeit: 1-4 Tage fäkal-orale Transmission (Mensch-zu Mensch, kontaminierte Lebensmittel/Wasser, Oberflächen) akute Gastroenteritis starke Übelkeit plötzlich einsetzendes Erbrechen (schwallartig) abdominale Krämpfe einige Tage wässrige Diarrhoe selten Fieber i.d.R. selbstlimitierend Virusausscheidung bei Immunkompetenten 1 – 4 Wochen
Diagnostik aus Stuhlproben
real-time PCR RT/PCR ELMI
Therapie: symptomatisch Substitution Wasser/Elektrolyt
Vergleich Sapoviren-Noroviren
Oka et al. Clin. Microbiol. Rev. 2015;28:32-53
Morphologie:
nicht umhüllt, typische icosaedrische Calicivirus-Struktur (cup-shaped), 180 Kapsidproteine bilden Kapsid
Durchmesser: Dichte: Stabilität:
30 - 38 nm 1,36 – 1,41 g/cm3 pH 3 – 8
35 - 40 nm 1,31 g/cm3 pH 3 - 7
Genomvergleich Sapoviren - Noroviren Norovirus 5’
VPg
p37
Kapsid (VP1) NTPase
p20
VPg 3C pro
3D pol
ORF 1 Sapovirus 5’ VPg p11 p28
NTPase
p32
VPg
VP2
ORF2
3C pro 3D pol
3’
ORF3
3’
Kapsid (VP1) VP2
ORF 1
• Genom: lineare ss-RNA, positiver Orientierung ca. 7,1 – 7,7 kb, 3‘-term poly A, 2 ORF • 5 Genogruppen: GI, II, IV u. V humane SaV, GIII porcine SaV • bisher 17 humane Genotypen (GI.1-7; GII.1-7; GIV; GV.1-2) • humane SaV nicht kultivierbar
Poly A
ORF2
Poly A
Nachweis Sapoviren – real time RT-PCR Sapovirus Typisierung
5’
VPg p11 p28
NTPase
p32
VPg
3C pro 3D pol
3’
Kapsid (VP1) VP2
ORF 1
Poly A
ORF2
• Primer, Sonden für Nachweis humane SaV GI, II, IV u. V (modifiziert nach Oka T., J Med Virol. 2006)
Multiplex real time RT-PCR Sapoviren
positive Patientenproben (VIC)
interne MS2-RNA-Kontrolle (Cy5)
Sapoviren in Deutschland Zwischen November 2006 und Dezember 2008 retrospektiv 414 Stuhlproben aus NV neg. Ausbrüchen untersucht 38 Sapovirus positive Proben aus 19 Gastroenteritisausbrüchen SaV pos. Patienten
• 27 % zwischen 18 – 53 Jahre alt • 73 % zwischen 1 - 14 Jahre alt • 67 % Kindergärten/Schulen • 15 % Picknickgruppe •
9 % Familie
•
3 % Krankenhaus
Genotypverteilung SaV positiver Proben in Deutschland, 2006 - 2008 (Polymerase-Gen)
9 8 7
unknown
6
V II.2
5
II.1 4
I.5
3
I.2 I.1
2 1
copies/ ml
•
38 SaV pos (19 Ausbrüche), aus 3 Genogruppen (I, II, V), versch. Genotypen überwiegend in den Wintermonaten
number of cases
•
10 11 10 10 10 9 10 8 10 7 10 6 10 5 10 4 10 3 10 2 10 1 10 0
n = 31
• median 107 Kopien/ml Stuhlsusp. (zw. 101 und 1011 Kop./ml)
0 11 12 1 2006
2
3
4
5
6
7
2007
8
9 10 11 12 1
2
3
4
5
6
7
2008
zwischen November 2007 und Januar 2009 erhöhte Sapovirus Aktivität in Niederlanden, Schweden, Slowenien und Ungarn (GI.2)
Sapoviren - Gastroenteritisausbruch • Juli 08: 36 h nach Grillparty in Rheinland-Pfalz bei 30/50 Gästen Symptome einer Gastroenteritis auf (Diarrhöe, Erbrechen, Bauchkrämpfe, kein Fieber)
• nach 12 h überwiegend keine Symptome mehr, 1 Patient hospitalisiert – keine bakteriellen Gastroenteritiserreger, virale Erreger nicht getestet • wahrscheinliche Ursache: Büchsenbier, gekühlt in Wasser aus nahe gelegenem Fluss • Ort der Grillparty: unterhalb eines Klärwerksabflusses • In Proben des Flusswassers: E.coli O78, O58 (Verotoxin neg) • Norovirus neg., 5/5 Stuhlproben Sapovirus positiv
Nachweis von Sapoviren in Deutschland, 2006 bis 2014 9 8
Anzahl Fälle
7 6 5 4 3 2 1 0 Jan Apr Jul Okt Jan Apr Jul Okt Jan Apr Jul Okt Jan Apr Jul Okt Jan Apr Jul Okt Jan Apr Jul Okt Jan Apr Jul Okt Jan Apr Jul Okt Jan Apr Jul Okt 2006
2007
2008 I.1
I.2
I.5
2009 II.1
II.2
2010 IV
V
I.2/II.4
2011 II.P2/II.4
2012 II.P2/IV
2013
2014
unknown
- Genotypen aus Genogruppe I, II, IV und V plus rekombinante Genotypen - durchschnittlich 2,5 % SaV positiv - 2006 – 2008: 9% SaV positiv, - 2009 – 2014: 1,5% SaV positiv
Vorkommen intra-und intergenogruppen-Rekombinanten GIII GV GII.1
GIII
GII.3 GII.2 GII.1
GII.2
GII.4 GV GI.5
GIV GI.1
GI.3 GI.2 GI.1
GI.2
GI.5
Polymerase-Gen
Kapsid-Gen
Rekombinationsort
Katayama K. et al., Emerging Infectious diseases 2004, 10; 1874
Zusammenfassung große genetische Variabilität der in Deutschland zirkulieren SaV nachgewiesen (4 Genogruppen) Nachweis von Intra – und Intergenogruppen-Rekombinanten erhöhte SV-Aktivität 2007/2008 in Deutschland und Europa In Deutschland 2006 -2008: 38/414 (9%) SV positiv, 19 Ausbrüche 2009 -2014: 38/2557 (1,5%), überwiegend sporadisch multiplex real-time RT-PCR erfasst alle bisher bekannten hu SaV Genotypen
Danke!
SaV-Ausbruch • Oktober 2008 Ober-Österreich – 33 Patienten/Personal einer Rehabilitationsklinik erkrankt – Alter 20 bis 81 Jahre – alle Proben NV negativ, Österreich. Agentur f. Gesundheit u. Ernährungssicherheit (AGES) Graz, schickt Proben ins KL NV – 9/10 Stuhlproben SaV pos.
Genogroup and genotypes of GI, GII, GIII, GIV, and GV sapovirus strains based on complete VP1 nucleotide sequences.
Tomoichiro Oka et al. Clin. Microbiol. Rev. 2015;28:32-53
Comparative phylogenetic analysis of sapoviruses based on complete RdRp and VP1 nucleotide sequences.
Tomoichiro Oka et al. Clin. Microbiol. Rev. 2015;28:32-53
