Influenza Viren
Influenza-Viren sind verantwortlich für die jährlich in den Wintermonaten auftretenden Grippeepidemien. Diese “Grippewelle” dauer etwa 8 Wochen und im Allgemeinen sind ein oder zwei Influenza A- Viren beteiligt. Daneben können auch Influenza B-Viren in der Bevölkerung zirkulieren und Erkrankungen auslösen.
Influenza-Viren gehören zur Familie der Orthomyxoviren (Orthomyxoviridae). Orthomyxoviren sind mittelgroße, behüllte RNA-Viren. Man unterscheidet vier Arten, Influenza A, Influenza B, Influenza C und Influenza D. Die verschiedenen Arten („Typen“) werden anhand ihres Matrix Proteins M1 und ihrer Nukleoproteine (NP) unterschieden.
Hier findet man den vollständigen Stammbaum https://talk.ictvonline.org/taxonomy/
Es handelt sich um mittelgroße, ca. 80 bis 120 nm im Durchmeser, behüllte Viren. Das Genom besteht aus linearer einzelsträngiger negative-sense RNA die in mehreren Segmenten vorliegt.
Die Struktur von HA und NA ändert sich durch Mutationen relativ häufig, so daß bei einer Infektion die existierenden Antikörper aus früheren Infektionen nicht mehr zu den veränderten Proteinen passen (Antigendrift, antigenic drift). Das ist der Grund dass der seit etwa 1940 zur Verfügung stehende Impfstoff regelmäßig angepasst werden muß.
Wenn verschiedene Influenzaviren eine Zelle gleichzeitig infizieren können sie Teile ihres Genoms austauschen (Antigenshift, antigenic shift, Reassortment). Besonders ausgeprägt ist dieses Phänomen bei Influenza A. Dadurch entstehen neue Kombinationen von HA und NA die in der Folge zu schweren Epidemien und Influenza-Pandemien führen können.
Ein Reassortment zwischen verschiedenen Typen des Influenza-Virus wurde noch nie beobachtet.
Seit 1940 existiert ein Impfstoff gegen Influenza. Aufgrund der hohen Variabilität vor allem der Influenz-A-Viren ist es notwendig den Impfstoff halbjährlich an die vorherrschenden Influenza-Stämme anzupassen. Um die Auswahl der für den Impfstoff verwendeten Virenstämme zu erleichtern wurde von der WHO bereits 1948 ein Prgramm ins Leben gerufen dass das Auftreten von Influenzaviren weltweit überwacht und auf dieser Basis Empfehlungen für die Zusammensetzung des aktuellen Impfstoffs gibt. (Impfstoffempfehlungen)
Neben der Impfung gibt es einige wenige spezifisch gegen Influenza-Viren wirkende Medikamente.(Antivirale Mittel gegen Influenzaa) von denen heute nur noch die Neuraminidase-Inhibitoren verwendet werden.
Während der letzen 300 Jahre gab es vermutlich sieben durch Influenzaviren ausgelöste Pandemin; drei davon im 20. Jahrhundert (1918, 1957 und 1968) und eine mit Beginn im Jahr 2009. Von einer Pandemie in den Jahren 1889 – 1895, bekannt als „Russische Grippe“, vermutet man heute dass der Auslöser kein Influenza-Virus sondern ein Corona-Virus war (https://www.spektrum.de/news/russische-grippe-ausgeloest-durch-ein-coronavirus/1998340). Beschreibungen aus der damaligen Zeit zeigen größe Ähnlichkeiten mit der seit 2020 durch das Virus SARS-CoV-2 ausgelösten Pandemie.
Influenza Virus A
Erstmalig beschrieben in den 1920er Jahren (Vogelgrippe bei Hühnern 1901; ein Schweinegrippevirus vermutlich vom Menschen 1918 während der Pandemie auf Schweine übertragen 1931; humanes Virus 1933 isoliert). Zu den natürlichen Wirten gehören neben dem Menschen viele Vogelarten und Säugetiere, vor allem Schweine.
Die Virionen haben einen Durchmesser von etwa 100 nm und sind kugelförmig oder unregelmäßig geformt. Die Hülle bekommt das Virion beim Verlassen der Zelle indem es einen Teil der Zellmembran mitnimmt. In der Hülle sind vor allem zwei Proteine von Bedeutung: Hämagglutinin (HA) und Neuraminidase (NA).
HA erlaubt dem Virus die Anlagerung an spezielle Rezeptoren auf der Zelloberfläche; NA beschleunigt nach erfolgreicher Vervielfältigung die Freisetzung neuer Virionen aus der Zelle. An welches Molekül die Viren binden ist nicht genau bekannt. Man weiß allerdings dass es sich um ein Glycoprotein handelt das Sialinsäure enthält.
HA und NA dienen in der Nomenklatur zur Unterscheidung zwischen verschiedenen Subtypen des Infuenza A- Virus. Man kennt 18 verschiedene Formen HA (H1 bis 18) und 11 Varianten der NA (N1 bis 11). Von denen infizieren nur die Viren mit den Varianten H1, H2 oder H3 und N1 oder N2 den Menschen. Alle anderen zirkulieren in Vögeln, vor allem wildlebenden Wasservögeln, oder anderen Säugetieren wie Schweine oder Pferde, aber auch Meeressägern, Frettchen, Hunden und Wiederkäuern. 2009 und 2012 wurde die RNA zweier neuer Subtypen mit HA 17 und 18 sowie NA 10 und 11 in Fledermäusen entdeckt, die allerdings keine anderen Arten infizieren können.
Da Influenza-Viren auch in verschiedenen Tieren zirkulieren ist es nicht möglich das Virus auszurotten.
In jedem der möglichen Subtypen gibt es zusätzlich verschiedene Linien. Man bezeichnet die durch Angabe des Virustyps, bei nicht humanpathogenen Linien die Tierart, Ort der Erstbisolierung, Nummer des Stamms und Jahr in dem der Stamm zuerst isoliert wurde. Es folgt der entsprechende Subtyp in Klammern. Beispiel: A/California/7/2009 (H1N1). Bei Linien die natürlicherweise Schweine und nur gelegentlich Menschen infizieren setzt man ein „v“ vor die Bezeichnung des Subtyps: v(H3N2).
Das Genom besteht aus acht einzelsträngigen negative-sense RNA-Segmenten die für mindestens 11 verschiedene Proteine codieren. Im Virion befinden sich neben der RNA noch verschiedene Proteine, RNA-Polymerase, Matrix-Proteine M1 und M2 und Nukleoproteine, die für die verschiedenen Phasen der Vermehrung notwendig sind.
Die Replkation selbst findet hauptsächlich im Zellkern statt.
Influenza Virus B
Das Influenza Viirus B wurde1940 das erste Mal beschrieben.
Sein Genom enthält wie das des Influenza Virus A acht RNA-Segmente. Jedes Segment codiert füe mindestens ein Protein.
Man unterscheidet zwei Virenstämme: Yamagata und Victoria. Eine Differenzierung in verschiedene Subtypen ähnlich wie beim Influenza Virus A gibt es nicht
Man findet Influenza B-Viren hauptsächlich in Menschen, aber auch Infektionen von Hunden, Seehunden, Katzen und Schweinen sind möglich. Übertragung von Mensch auf Tier und umgekehrt wurde bisher in großem Umfang allerdings bisher nicht beobachtet.
Influenza Virus C
Dieses Virus wurde1947 erstmalig beschrieben und aus Schweinen isoliert.
Das Genom besteht aus nur sieben Segmenten die für mindestens neun Proteine codieren.
Dem Influenza-Virus C fehlt die Neuraminidase, es hat aber stattdessen ein Glykoprotein dessen Funktion ähnlich ist.
Auch für das Influenza Virus C werden unterschiedliche Stämme beschrieben.
Influenza Virus D
Dieser Typ, der dem Influenza Virus C sehr ähnlich ist, ist noch nicht lange bekannt. Man findet es hauptsächlich in Schweinen und Rindern.
Literatur:
RKI: Arbeitsgemeinschaft Influenza
Influenza A Virus Cell Entry, Replication, Virion Assembly and Movement
Estimates of global seasonal influenza-associated respiratory mortality: a modelling study
Bat-derived influenza-like viruses H17N10 and H18N11
Knowns and unknowns of influenza B virus
Epidemiology and Clinical Characteristics of Influenza C Virus