Igazi szúnyogok terjesztette fontosabb vírusok hazánkban

Magyar Parazitológusok Társasága Tudományos Ülés Budapest, 2008. november 27.

Igazi szúnyogok terjesztette fontosabb vírusok hazánkban Bakonyi Tamás1, Papp László2, Nyárády Kata2, Erdélyi Károly3, Ferenczi Emőke4, Bernhard Seidel5, Norbert Nowotny6

1SzIE,

Állatorvos-tudományi Kar, Járványtani és Mikrobiológiai Tanszék, Budapest 2Természettudományi Múzeum, Állattár, Budapest 3MgSzH, Állategészségügyi Diagnosztikai Igazgatóság, Budapest 4Országos Epidemiológiai Központ, Vírusdiagnosztikai Osztály, Budapest 5Ökológiai Kutatóiroda, Persenbeug, Ausztria 6Állatorvos-tudományi Egyetem, Pathobiológiai Tanszék, Klinikai Virológia, Bécs, Ausztria

Arbovírusok • Ízeltlábú vektorok által közvetített vírusok (arthropod-borne) • WHO definíció: "Viruses, which are maintained in nature principally, or to an important extent, through biological transmission between susceptible vertebrate hosts by hematophagous arthropods; they multiply and produce viraemia in the vertebrates, multiply in the tissues of arthropods, and are passed on to new vertebrates by the bites of arthropods after a period of extrinsic incubation"

• DNS vírusok: – Poxviridae (myxomatosis, madárhimlő, sertéshimlő) – Asfarviridae, Asfivirus (afrikai sertéspestis)

• RNS vírusok: – – – –

Togaviridae, Alphavirus Flaviviridae, Flavivirus Bunyaviridae, Orthobunya-, Phlebo-, Nairovirus Reoviridae, Orbi-, Coltivirus

Szúnyogok által terjesztett flavivírusok • Flaviviridae család, Flavivirus nemzetség, "mosquito-borne" csoport, 7 szerokomplex • 27 vírusfaj • Többségük trópusi, szubtrópusi területeken fordul elő • Európában kimutatott fajok: – Nyugat-nílusi vírus (WNV) – Usutu vírus (USUV) – Egyéb fajok: importált esetek

A nyugat-nílusi láz (West Nile fever) • Szúnyogok közvetítette, lázas általános tünetekkel és az esetek egy részében agy- és gerincvelő-gyulladással járó fertőző betegség • Első izolálás: Uganda 1937, humán encephalitis • Előfordulás: – Afrika, Európa, Ázsia, Ausztrália (Kunjin virus) - sporadikus – Behurcolás az Egyesült Államokba • New York, 1999 • Vadmadarak, emberek, lovak

Európai előfordulás • Első kimutatás:

Hubalek & Halouzka, 1999

– Albánia 1958 (szerológia)

• Vírusizolálás: – Franciaország, Oroszország, Portugália, Szlovákia, Moldávia, Ukrajna, Magyarország, Románia, Csehország, Olaszország

• Esetek, járványok: – Franciaország, Oroszország, Spanyolország, Románia, Fehéroroszország, Ukrajna, Csehország, Olaszország

vírusizolálás eset szeropozitivitás

A nyugat-nílusi vírus elterjedése az USA-ban

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

1999

Járványtan – Elsődleges gazdái: madarak • számos madárfajból kimutatták • 20-100 nap viraemia • eltérések a viraemia szintjében ~ a terjesztőképességben • vonuló madarak szerepet játszhatnak a terjesztésben

– Ízeltlábú vektorok: szúnyogok (kullancsok) • több mint 60 szúnyogfajból kimutatták • elsődleges vektor: Culex pipiens • biológiai vektorok, vertikális terjedés

– Alkalmi gazdák: • ember, ló, kisemlősök, kétéltűek, hüllők

– Nem-vektor terjedés: ritka, főleg humán

Nyugat-nílusi vírusfertőzések Magyarországon • Szerológiai vizsgálatok (1969): vadlúd, humán • Izolálás (’70-es évek): erdei pocok, erdei egér → Nincs dokumentált klinikai eset • 2003: – Lúd encephalitis • • • •

Alföld, augusztus közepén 6 hetes libák között 14% mortalitás szerokonverzió, PCR pozitivitás Lineage 1 WNV törzs

– Sporadikus humán meningitis, encephalitis • Alföld, nyár vége – ősz • szerokonverzió

• 2004-2005: – Ragadozó madár encephalitis esetek • • • • •

Körös-Maros nemzeti park területén 2004 szeptember, 2005 augusztus héja, karvaly; i.r. tünetek, elhullások PCR, immunhisztokémia, izolálás, szeropozitivitás Lineage 2 WNV törzs!

– Juh agyvelőgyulladás • • • • • •

Alföld, 2005 szeptember közepe 4 éves anyajuh ellés után 1 hónappal idegrendszeri tünetek közepette elhullott lymphocytás agyvelőgyulladás vírusizolálás, PCR a ragadozó madarakból kimutatott törzshöz > 99%-os hasonlóság

• 2006: – Nem találtunk nyugat-nílusi vírusfertőzéses eseteket

• 2007: – Idegrendszeri tünetek és elhullások két lúdállományban • • • •

augusztus közepe mozgászavarok, sántaság, alacsony mortalitás RT-PCR: WNV pozitív > 90%-os hasonlóság a héja/2004, lineage 2 törzshöz

– Ló agyvelőgyulladás • • • • •

szeptember elején felvétel az üllői nagyállatkórházba súlyosbodó i.r. tünetek – a 4. napon euthanasia agy- és gerincvelő-gyulladás PCR és gerincvelő immunhisztokémia: WNV pozitív > 90%-os hasonlóság a héja/2004, lineage 2 törzshöz

– Vadmadár-elhullások • héja, Hortobágy, szeptember, i.r. tünetek, elhullás • kékvércse (6 madár), Körös-Maros nemzeti park területén • PCR: WNV pozitív

– Humán esetek: 4 diagnosztizált heveny fertőzés

• 2008: • Ragadozó madár elhullások – – – – –

döntően héják 2008 augusztus 20 és október 31 között 20 WNV pozitív eset főként Pest megyéből és a Dunántúlról WNV lineage 2 törzs kimutatása, izolálása Ausztria keleti részén is felbukkant a vírus (héjában, keában, saskeselyűben)

• Idegrendszeri tünetekben beteg lovak – halmozott esetszám – magas ellenanyag titerek (12 ló, IIF ≥ 1:640)

• Humán esetek – augusztustól októberig 14 igazolt eset – agyhártyagyulladás, agyvelőgyulladás

héja északi sólyom

Harris-ölyv saskeselyű

karvaly kékvércse

juh lúd

ló

A 2008-as járvány hatásai • Halmozott emberi megbetegedések – Nemzetközi bejelentés – Járványtani nyomozások

• Halmozott ló megbetegedések – Igény a vakcinás védelemre

• Halmozott ragadozó madár megbetegedések – Természetvédelmi aggodalmak – Igény a vakcinás védelemre

• Nemzetközi terjedés – Fokozott nemzetközi érdeklődés

A 2008-as járvány tanulságai, kérdései • A vadmadár (héja) elhullások megelőzték a ló és emberi eseteket → indikátorfaj • Mi az oka a jelentős földrajzi terjedésnek? – rezervoár vadmadarak?

• Várható-e jövőre újabb járvány? – a szúnyogok szaporodási dinamikájától függ – a szúnyogokban a vírus szaporodási dinamikájától függ → az időjárástól függ

• Monitoring rendszer szükségessége – vadmadár elhullások a nyár közepétől – szerológiai felmérés: ló, szarvasmarha (?) – szúnyog-monitoring

fertőzött szúnyogok

szúnyogok aránya

vérszívás után eltelt idő (nap) generalizált fertőzés

fertőző szúnyogok

Kilpatrik et al., PloS Path. 2008. 4/6, e10000092

• A WNV előfordulásának vizsgálata magyarországi szúnyogokban – Mintagyűjtés: • • • • •

2004: 1 gyűjtőhely, 6 szúnyogfaj, 25 minta, 378 egyed 2005: 4 gyűjtőhely, 11 szúnyogfaj, 53 minta, 824 egyed 2006: 2 gyűjtőhely, 3 szúnyogfaj, 47 minta, 778 egyed 2008: 1 gyűjtőhely, 6 szúnyogfaj, 19 minta, 194 egyed Nehézségek: – Szúnyogokhoz értő entomolóus hiánya (gyűjtés, határozás) – Tárolási problémák (alkoholban vagy fagyasztva?) – Költségek (kiszállások) → viszonylag kis számú minta

– Mintafeldolgozás: • RT-PCR • Nehézségek: – Sok aspecifikus termék (érzékenység ↔ specifikusság) – Nem konzekvens / nem validálható eredmények – Költségek (RNS izolálás, RT-PCR, szekvenálás) → TaqMan real time RT-PCR igénye

Az Usutu vírus • Flaviviridae, Flavivirus • Japán encephalitis vírus csoport – szúnyog vektor – Nyugat-Nílusi vírus, Japán Encephalitis vírus, Murray-völgyi láz

• Első izolálás: Dél-Afrika, 1959, Culex naevei – szúnyogok, madarak – rágcsálók (Praomys sp), ember (1 eset, kiütés, láz)

• Bécs, 2001: – Vadmadár elhullások, döntően feketerigók (Turdus merula) – lymphocytás agyvelőgyulladás – WNV immunhisztokémia: pozitív – Flavivírus specifikus PCR: pozitív → Usutu vírus, 97%-ban hasonlít a dél-afrikai törzshöz

USUV pozitív feketerigó

USUV pozitív szakállas bagoly

USUV pozitív feketerigó

USUV pozitív háziveréb

USUV-negatív

feketerigó

széncinege

vörösbegy

csuszka

USUV-negatív

USUV pozitív feketerigó

USUV-negatív

USUV pozitív feketerigó

USUV-negatív

Diagnosztizált USUV esetszámok Ausztriában 2001 - 2006

90 80 Szakállas bagoly Háziveréb Kékcinage Énekes rigó Csuszka Vörösbegy Széncinege Feketerigó

70 60 50 40 30 20 10 0

2001

2002

2003

2004

2005

2006

Az USUV-pozitív madarak aránya 2003 - 2005

250

11

200 150

92 213

100 50 0

99

85 2003

4

2004

2005

USUV-pozitív USUV-negatív

Szerológiai vizsgálatok N=398 Hemagglutináció gátlási (HAG) próba Plakkredukciós VN próba (90% redukció) a HAG pozitív savókon

160 140 120 100

10

6

82 pozitív negatív

80 60 40

104

100 73

20 0

9 14 2003

2004

2005

2006

Hazai vizsgálatok • Elhullott vadmadár surveillance – A nyugati országrészből kevés minta érkezett – Ócsai madárvárta • 2003-2008 között

– Országos Állategészségügyi Intézet – Évente több mint száz madárminta feldolgozása – RT-PCR JEV-csoport specifikus primerekkel • A 2003-2004-ben gyűjtött madarak (n=155) mindegyike negatív • 2005 augusztus – – – –

feketerigó; Budapest, XI. kerület lymphocytás agyvelőgyulladás JEV-csoport specifikus RT-PCR: pozitív a PCR-termék szekvenálása: USUV, 99,9% nt hasonlóság a bécsi törzshöz

• 2006 augusztus – további öt USUV pozitív feketerigó – retrospektív vizsgálattal még egy pozitív feketerigó 2005-ből – mindegyik pozitív minta Budapestről származik

• Zürich, 2006 július-augusztus – – – –

vadmadár elhullások a városi állatkertben (baglyok) vadmadár elhullások a városi parkokban (feketerigók, verebek) lymphocytás agyvelőgyulladás USUV IHC, RT-PCR: pozitív, >99% hasonlóság a bécsi/budapesti törzsekhez

• Olaszország, 2006 augusztus – Bagolytenyészet Milánó mellett • szakállas bagoly (Strix nebulosa) encephalitisek, elhullások • IHC, RT-PCR: USUV pozitív • szekvencia: >99% hasonlóság az osztrák/magyar/svájci törzsekhez

• 2007 – Budapest: 2 feketerigó – Zürich: 1 feketerigó, 2 háziveréb – Milánó: 1 feketerigó, 1 kuvik

• 2008 – Budapest: 1 feketerigó – Milánó: 1 feketerigó

• Az USUV előfordulása ausztriai szúnyogokban – 2002 augusztus - 2005 december – 11 szúnyogfaj, 573 mintájának (kb. 20 000 egyedének) vizsgálata – RT-PCR, real-time RT-PCR, vírusizolálás – Pozitív minták: döntően Culex pipiens, de Culex hortensis, Culex territans, Culiseta annulata, Aedes vexans és Aedes cinereus is – Cx. pipiens pozitív minták aránya: 1-2% – Összefüggés a vadmadarakban tapasztalt elhullások gyakorisága és a szúnyogminták pozitivitási aránya között (2003 ↔ 2005)

Bunyaviridae • • • • •

Orthobunyavirus Hantavirus Phlebovirus Nairovirus Tospovirus

Orthobunyavirus – Arbovírusok: főként szúnyog vektor – legalább 180 vírusfaj és szerotípus

Orthobunyavirus species, serotypes, and their arthropod vectors I Acara virus Moriche virus Akabane virus

{mosquitoes} {mosquitoes} {mosquitoes, culicoid flies}

Anopheles B virus

{mosquitoes}

Boraceia virus

{mosquitoes}

Bakau virus

Sabo virus

{culicoid flies}

MM-2325 virus

{mosquitoes}

Tinaroo virus

{culicoid flies}

Ketapang virus

{mosquitoes}

Yaba-7 virus

{N.D.}

Nola virus

{mosquitoes}

{mosquitoes}

Tanjong Rabok virus

{N.D.}

San Juan virus

{mosquitoes}

Telok Forest virus

{N.D.}

75V-2374 virus

{mosquitoes}

Batama virus

{N.D.}

78V-2441 virus

{mosquitoes}

Benevides virus

{mosquitoes}

Anopheles A virus

{mosquitoes}

Bertioga virus

{N.D.}

Alajuela virus

CoAr-3624 virus

{mosquitoes}

Cananeia virus

{mosquitoes}

ColAn-57389 virus

{mosquitoes}

Guaratuba virus

{mosquitoes}

Las Maloyas virus

{mosquitoes}

Itimirim virus

{N.D.}

Lukuni virus

{mosquitoes}

Mirim virus

{mosquitoes}

Trombetas virus

{mosquitoes}

Orthobunyavirus species, serotypes, and their arthropod vectors II Bimiti virus

{mosquitoes}

Ngari virus

{mosquitoes}

Botambi virus

{mosquitoes}

Northway virus

{mosquitoes}

Bunyamwera virus

{mosquitoes}

Playas virus

{mosquitoes}

AG83-1746 virus

{mosquitoes}

Potosi virus

{mosquitoes}

Batai virus

{mosquitoes}

Santa Rosa virus

{mosquitoes}

Birao virus

{mosquitoes}

Shokwe virus

{mosquitoes}

Bozo virus

{mosquitoes}

Tensaw virus

{mosquitoes}

Cache Valley virus

{mosquitoes}

Tlacotalpan virus

{mosquitoes}

CbaAr 426 virus

{mosquitoes}

Tucunduba virus

{mosquitoes}

Fort Sherman virus

{mosquitoes}

Xingu virus

{mosquitoes}

Germiston virus

{mosquitoes}

Iaco virus

{mosquitoes}

Benfica virus

{mosquitoes}

Ilesha virus

{mosquitoes}

GU71U-344 virus

{mosquitoes}

Lokern virus

{mosquitoes, culicoid flies}

Juan Diaz virus

{mosquitoes}

Maguari virus Mboke virus

Bushbush virus

{mosquitoes}

Bwamba virus

{mosquitoes}

{mosquitoes}

M459 virus

{mosquitoes}

{mosquitoes}

Pongola virus

{mosquitoes}

Orthobunyavirus species, serotypes, and their arthropod vectors III California encephalitis virus

{mosquitoes}

Capim virus BeAn 8582 virus

{mosquitoes} {mosquitoes}

AG83 497 virus

{mosquitoes}

CEV BFS-283

{mosquitoes}

Caraparu virus

{mosquitoes}

Inkoo virus

{mosquitoes}

Apeu virus

{mosquitoes}

Jamestown Canyon virus

{mosquitoes}

Bruconha virus

{mosquitoes}

Keystone virus

{mosquitoes}

Ossa virus

{mosquitoes}

La Crosse virus

{mosquitoes}

Vinces virus

{mosquitoes}

Lumbo virus

{mosquitoes}

Catu virus

{mosquitoes}

Melao virus

{mosquitoes}

Estero Real virus

{ticks}

San Angelo virus

{mosquitoes}

Gamboa virus

Serra do Navio virus

{mosquitoes}

MARU 10962 virus

{mosquitoes}

Snowshoe hare virus

{mosquitoes}

Pueblo Viejo virus

{mosquitoes}

South River virus

{mosquitoes}

75V-2621 virus

{mosquitoes}

Tahyna virus

{mosquitoes}

Trivittatus virus

{mosquitoes}

Guajara virus GU71U-350 virus

{mosquitoes} {mosquitoes}

Orthobunyavirus species, serotypes, and their arthropod vectors IV Guama virus

{mosquitoes} Marituba virus

{mosquitoes}

BeAn 277 virus

{mosquitoes}

Ananindeua virus

{mosquitoes}

63U-11 virus

{mosquitoes}

Moju virus

{mosquitoes}

Gumbo Limbo virus

{mosquitoes}

Mahogany Hammock virus

{N.D.}

Murutucu virus

{mosquitoes}

Guaroa virus

{mosquitoes}

Restan virus

{mosquitoes}

Kairi virus

{mosquitoes}

Nepuyo virus

{mosquitoes}

Minatitlan virus

Koongol virus MRM31 virus

{mosquitoes}

M67U5 virus

{N.D.}

Wongal virus

{mosquitoes}

Palestina virus

{mosquitoes}

Madrid virus

{mosquitoes}

Main Drain virus

{mosquitoes, culicoid flies}

Manzanilla virus

{N.D.}

M'Poko virus Yaba-1 virus Nyando virus

{mosquitoes} {mosquitoes} {mosquitoes}

Buttonwillow virus

{culicoid flies}

MP 401 virus

{mosquitoes}

Ingwavuma virus

{mosquitoes}

Eret-147 virus

{mosquitoes}

Inini virus

{N.D.}

Mermet virus

{mosquitoes}

Orthobunyavirus species, serotypes, and their arthropod vectors V Olifantsvlei virus SAAAr 5133 virus

{mosquitoes}

Bobia virus

{mosquitoes}

Dabakala virus

{mosquitoes}

Oubi virus

{mosquitoes}

Oriboca virus

{mosquitoes}

Itaqui virus Oropouche virus

{mosquitoes} {mosquitoes, culicoid flies}

Facey's Paddock virus

{N.D.}

Utinga virus

{N.D.}

Utive virus

{N.D.}

Patois virus

Sathuperi virus Douglas virus

{mosquitoes, culicoid flies} {culicoid flies}

Shamonda virus

{culicoid flies}

Peaton virus

{culicoid flies}

Sango virus

{mosquitoes, culicoid flies}

Shuni virus

{mosquitoes, culicoid flies}

Aino virus

{mosquitoes, culicoid flies}

Kaikalur virus

{mosquitoes}

Simbu virus SAAr 53 virus Tacaiuma virus

{mosquitoes, culicoid flies} {mosquitoes}

CoAr 3627 virus

{mosquitoes}

BT 4971 virus

{mosquitoes}

CoAr 1071 virus

{mosquitoes}

Abras virus

{mosquitoes}

H-32580 virus

{mosquitoes}

Babahoya virus

{mosquitoes}

SPAr 2317 virus

{mosquitoes}

Pahayokee virus

{mosquitoes}

Virgin River virus

{mosquitoes}

Shark River virus

{mosquitoes}

Orthobunyavirus species, serotypes, and their arthropod vectors VI

Wyeomyia virus Tete virus

{mosquitoes}

Anhembi virus

{mosquitoes}

SAAn 3518 virus

{N.D.}

BeAr 328208 virus

{mosquitoes}

Bahig virus

{ticks}

Macaua virus

{mosquitoes}

Matruh virus

{ticks}

Sororoca virus

{mosquitoes}

Tsuruse virus

{N.D.}

Taiassui virus

{mosquitoes}

Weldona virus

{culicoid flies}

Thimiri virus

{N.D.}

Timboteua virus

{mosquitoes}

Turlock virus S 1954-847-32 virus

{mosquitoes}

Lednice virus

{mosquitoes}

Umbre virus

{mosquitoes}

Zegla virus

{N.D.}

Tentative Species in the Genus Kaeng Khoi virus

{nest bugs}

Leanyer virus

{mosquitoes}

Mojui dos Campos virus

{N.D.}

Termeil virus

{mosquitoes}

Orthobunyavirus – – – – –

Arbovírusok: főként szúnyog vektor legalább 180 vírus faj és szerotípus Világszerte elterjedtek Főként lázas betegségeket okoznak La Crosse vírus • Évi kb. 300 000 fertőzés és 100 eset USA közép-nyugaton • Következmény: epilepszia (a gyerekek 10%ában), perzisztáló paresis (2%) – Európa • Ťahyňa vírus - lázas megbetegedés • Inkoo vírus - lázas megbetegedés, idegrendszeri tünetek, Skandinávia

Közép-európai Ťahyňa virusok összehasonlítása • Referencia törzs: (G-92) – Ťahyňa, Kelet-Szlovákia, 1958. július 19. – Ochlerotatus (Aedes) caspius pool – Bárdoš, Danielova (1959): J. Hyg. Epid. Immunol. (Prague) 3:264-278

• Magyar törzs: – Murakeresztúr, 1967 – Culiseta (Theobaldia) annulata pool – Molnár (1982): Geographia Medica 12:86-112

Közép-európai Ťahyňa virusok összehasonlítása • Cseh törzs: – Drnholec Mikulov mellett, Dél Morávia, 1974. augusztus 25. – Egy 4 éves, valticei lázban szenvedő fiú fehérvérsejtjeiből – Bárdoš, Medek, Kania, Hubálek (1975) Acta Virologica 19:447

• Osztrák „törzsek”: – Baden, 2004. augusztus 30, és Bécs, 2004. szeptember 15. – lázas, kiütéses betegek fehérvérsejtjeiből • GenBank referenciák: G-92 passzázsok – S szegment: Z68497 – M szegment: AF229129

Nukleinsav hasonlóság •

A konszenzus szekvenciához viszonyított hasonlóságok (mutációk száma)

S szegment

M szegment I

M szegment II

Szlovákia 1958

99% (3 nt)

99% (10 nt)

99% (3 nt)

Magyaro. 1967

99% (1 nt)

99% (4 nt)

99% (2 nt)

Cseho. 1974

99% (2 nt)

99% (4 nt)

100% (0 nt)

Ausztria 2004

100% (0 nt)

99% (6 nt)

99% (2 nt)

GenBank referencia

98% (7 nt)

99% (5 nt)

99% (5 nt)

Következtetések • Az igazi szúnyogok több jelentős vírus vektorai hazánkban • Az esetek valószínűleg aluldiagnosztizáltak • A globális változások eredményeként új, egzotikus vírusok bukkanhatnak fel az országban • Az igazi szúnyogok hazai felmérése, ökológiai jellemzése és vektor-szerepének vizsgálata mind tudományos, mind pedig köz- és állategészségügyi szempontból fontos feladat

Köszönetnyilvánítás Ivanics Éva, Ursu Krisztina, Jolanta Kolodziejek, Helga Lussy, Molnár Beáta, Kutasi Orsolya, Sonja Chvala, Christiane Bukovsky, Tanja Meister, Karin Fragner, Zdenek Hubálek, Hornyák Ákos, Ingrid Friedl, Klaus Bittermann, Anton Maderner, Franz Rubel, Katharina Brugger, Ernest A. Gould, Martin Pfeffer, Glávits Róbert, Kecskeméti Sándor, Palya Vilmos, Drén Csaba, Bajmócy Endre, Bacsadi Árpád, Kiss István, Csörgő Tibor, Rusvai Miklós, Dobos-Kovács Mihály, Vass István, Halmos Gergő , Martin Hofmann, Gerry M. Dorrestein, Hanspeter W. Steinmetz, Giovanni Manarolla, a Körös-Maros Nemzeti Park és a Hortobágyi Nemzeti Park munkatársai és sokan mások OTKA D 048647, OTKA K 67900, „Bolyai János” Kutatói Ösztöndíj

Magyar-osztrák bilaterális TéT A-9/2005

Vadmadarak, szúnyogok...

Köszönöm a figyelmet!