mini|Abgottschlange (Boa constrictor) Die Einschlusskörperchenkrankheit der Riesenschlangen (boid inclusion body disease BIBD, auch Einschlusskörperchenkrankheit (EK) der Boas oder Boide EK genannt) ist eine tödlich verlaufende Infektionskrankheit, die bei Boas (Boidae) und Pythons (Pythonidae) vorkommt. Die BIBD gilt heute auch aufgrund der sich mehrenden Fälle als wichtigste Infektionskrankheit bei Schlangen in Gefangenschaft. Sie konnte zuerst Ende der 1970er Jahre bei Tieren in privaten Sammlungen und in zoologischen Gärten der Vereinigten Staaten, später auch in Afrika und Europa beobachtet werden.J. Schumacher et al. (1994)M. K. Axthelm: Clinicopathologic and virologic observations of a probable viral disease affecting boid snakes. Proc. Annu. Meet. Am. Assoc. Zoo Vet. (1985): S. 108–109 (Abstract) Als Krankheitserreger waren seit 1994 Retroviren in den Fokus geraten, da in den Zellen fast aller infizierten Organe der Tiere neben den typischen Einschlusskörperchen auch virusähnliche Partikel vom retroviralen C-Typ gefunden wurden. Dies hat sich in weiteren Studien als nicht haltbar erwiesen. Seit 2012 wird eine Virusinfektion mit verschiedenen neu entdeckten Viren der Gattung Reptarenavirus (Familie Arenaviridae) als Krankheitsursache angenommen. Diese neu entstandenen Viren sind sehr wahrscheinlich als sogenannte Emerging Viruses genetische Neukombinationen und Varianten von zuvor nicht krankheitsauslösenden Arenaviren bei Schlangen.

Die Virusinfektion verläuft bei erwachsenen Schlangen schleichend, chronisch und in den ersten Wochen und Monaten mit keiner oder nur sehr geringer klinischer Symptomatik. In dieser Zeit kann es sehr wahrscheinlich durch Schmierinfektion von Tier zu Tier oder durch Kontakt mit infizierten Gegenständen zur Übertragung auf weitere Tiere kommen. Bei Boas ist auch eine Übertragung durch das Muttertier auf die Jungtiere möglich. Eine Übertragung durch Schlangenmilben (Ophionyssus natricis) als Vektor wird ebenfalls diskutiert. Die erkrankten Schlangen sterben an schweren neurologischen Störungen, die eine Nahrungsaufnahme verhindern. Da weder eine spezifische antivirale Therapie noch eine vorbeugende Impfung verfügbar sind, bestehen die einzig verfügbaren Maßnahmen zur Eindämmung der Infektion in einer strikten drei- bis sechsmonatigen Quarantäne, Einhaltung der Hygiene bei der Haltung (Desinfektion von Gegenständen und Händen) sowie der Tötung erkrankter Tiere. Eine strikte Isolierung infizierter, aber noch nicht erkrankter Tiere ist möglich.

Ätiologie Histopathologie

mini|TEM-Aufnahme eines Einschluss­körperchens in der Nierenzelle einer Boa constrictor (Balken 1 µm). Das Präparat wurde zusätzlich zur Negativ­kontrastierung (Uranylacetat) mit Gold-markierten, Anti-IBD-Protein-Antikörpern gefärbt, die Bindung ist an den kleinen schwarzen Punkten im Inneren des großen EK zu erkennen (L.-W. Chang et al. 2013). Als besonderes histologisches Merkmal fielen bei den ersten Fallbeschreibungen der BIBD die sogenannten Einschlusskörperchen (EK) auf. Man fand sie in ganz unterschiedlichen Zelltypen fast aller Organe, bei Boas in sehr hoher Zahl in Epithelzellen aller Organe des Gastrointestinaltraktes (einschließlich Bauchspeicheldrüse, Leber, Tonsillen der Speiseröhre), im Epithel des Atemtraktes und der Nierenkanälchen sowie in Nervenzellen des Zentralnervensystems (im Unterschied zu Pythons bei Boas auch in Gliazellen).J. Schumacher et al. 1994, S. 511L.-W. Chang und E. R. Jacobson, 2010, S. 218 Vermehrt nachweisbare Lymphozyten im umgebenden Gewebe sind als Zeichen einer Entzündungsreaktion nur in wenigen Fällen zu beobachten.

Die EK als histopathologische Veränderung sind charakteristisch für eine ganze Reihe verschiedener Infektionen mit intrazellulären Erregern wie Viren, so dass nach diesen ersten Befunden bereits eine den gesamten Organismus betreffende (systemische) Virusinfektion als Krankheitsursache vermutet wurde. Die bei der BIBD im Zytoplasma vorkommenden EK sind in der Hämatoxylin-Eosin-Färbung besonders intensiv mit dem sauren Farbstoff Eosin anfärbbar (eosinophil), was auf eine basophile Eigenschaft der EK hindeutet. In elektronenmikroskopischen Aufnahmen gehen die sehr dunkel (elektronendicht) erscheinenden EK von Polyribosomen aus und der Rand großer EK ist oft von einem Kranz kleinerer, sich abschnürender EK umgeben. Gelegentlich sind konzentrische Strukturen innerhalb der EK zu beobachten.E. R. Jacobson und D. A. Samuelson: Identifying reptil pathogens using electron microscopy. In: E. R. Jacobson (Hrsg.): Infectious Diseases and Pathology of Reptiles: A Color Altlas and Text, CRC Press, Boca Raton, 2007, ISBN 978-0-84-932321-8, S. 299 ff Als Hauptbestandteil der Einschlusskörperchen konnte ein etwa 68 kDa großes Protein identifiziert werden.E. Wozniak et al.: Isolation and characterization of an antigenically distinct 68-kd protein from nonviral intracytoplasmic inclusions in Boa constrictors chronically infected with the inclusion body disease virus (IBDV: Retroviridae). Veterinary Pathology (2000) 37(5): S. 449–459, PMID 11055868. Spezifische Antikörper gegen dieses sogenannte IBD-Protein wurden im Blut erkrankter Schlangen nachgewiesen.L.-W. Chang et al.: Immunohistochemical detection of a unique protein within cells of snakes having inclusion body disease, a world-wide disease seen in members of the families Boidae and Pythonidae. PLoS One (2013) 8 (12), PMID 24340066. Mit monoklonalen Antikörpern gegen dieses Protein können die Einschlusskörperchen in immunhistologischen Färbungen von Gewebeproben spezifisch angefärbt und dargestellt werden (siehe Abbildung).

Erreger

In elektronenmikroskopischen Aufnahmen entdeckte Schumacher 1994 membranumhüllte, virusähnliche Partikel innerhalb der histologisch veränderten Zellen. Die Partikel waren 110 nm im Durchmesser groß und hatten im Inneren ein hexagonales, möglicherweise ikosaedrisches Kapsid. Außerhalb der Zelle waren diese Viruspartikel nicht zu beobachten.J. Schumacher et al.: Inclusion Body disease in Boid Snakes. Journal of Zoo and Wildlife Medicine (1994) 25, 4: S. 511–524 Ähnliche Partikel fanden sich in primären Nieren-Zellkulturen erkrankter Abgottschlangen. Nach Injektion von zellfreien Überständen dieser Zellkulturen in zwei Dunkle Tigerpythons (Python molurus bivittatus) erkrankten die Tiere an BIBD und wiesen im Gewebe die typischen EK auf. Die zuvor beobachteten Partikel waren jedoch nicht mehr zu finden. Aufgrund ihrer Größe und des konzentrischen Kapsids nahm Schumacher an, dass es sich um Retroviren mit einer sogenannten C-Typ-Morphologie (Alpharetroviren) handeln könnte. Wozniak und Kollegen infizierten daraufhin gesunde Boas mit homogenisiertem Lebergewebe einer erkrankten Abgottschlange, das sie zuvor filtrierten (Porengröße bis 45 µm). Die Schlangen wiesen nach etwa zehn Wochen die typischen EK auf, die virusähnlichen Partikel waren wieder zu beobachten, jedoch zeigten die Tiere auch nach einem Jahr keinerlei Krankheitszeichen. Damit waren zwei der drei Koch’schen Postulate zum Beweis eines Krankheitserregers als krankheitsauslösende Ursache nicht erfüllt. Eine spätere Untersuchung über das Vorkommen von Retroviren bei BIBD-erkrankten Schlangen konnte keinen Zusammenhang zwischen Viruspräsenz und Erkrankung aufzeigen.J. B. Huder et al.: Identification and characterization of two closely related unclassifiable endogenous retroviruses in pythons (Python molurus and Python curtus). J. Virol. (2002) 76(15): S. 7607–7615, PMID 12097574. Retroviren, besonders Endogene Retroviren, sind bei Amphibien und Reptilien häufig zu finden, auch Genomsequenzen von Endogenen Retroviren des C-Typs sind bei Reptilien weit verbreitetE. Herniou et al.: Retroviral diversity and distribution in vertebrates. J. Virol. (1998) 72(7): S. 5955–5966, PMID 9621058.. Obwohl Retroviren bei Schlangen in der Lage sind, Tumorerkrankungen auszulösen, können diese Viren auch ohne eine krankheitsauslösende Bedeutung in Zellen gesunder Pythons beobachtet werden. Gegen ein Retrovirus als Erreger der BIBD spricht zusätzlich, dass für diese Viren die Bildung großer zytoplasmatischer Einschlusskörperchen untypisch ist.

mini|Schematischer Aufbau eines Arenavirus: Das Genom liegt in zwei getrennten Segmenten vor, dem L(arge)- und S(mall)-Segment, die jeweils vom helikal angeordneten Nukleoprotein ummantelt sind. Die Suche nach einem Erreger erfuhr 2012 eine neue Wendung, als bei erkrankten Abgottschlangen und Ringelboas zwei Viren und eine weitere inkomplette virale Genomsequenz identifiziert wurden, die aufgrund ihrer Sequenzähnlichkeit und ihrem Genomaufbau der Familie Arenaviridae zugehörig erschienen.M. D. Stenglein et al.: Identification, characterization, and in vitro culture of highly divergent arenaviruses from boa constrictors and annulated tree boas: candidate etiological agents for snake inclusion body disease. MBio. (2012) 3 (4):e00180-12, PMID 22893382. Dies gelang mit einer moderneren Methode, der Metagenomanalyse und Sequenzierung mit einer Deep-Sequencing-Technik. Dies war der erste Nachweis von Arenaviren außerhalb von Säugetieren als Wirt. Die neuentdeckten Virusisolate wurden Golden-Gate-Virus (GGV) und California-Academy-of-Sciences-Virus (CASV) benannt. Innerhalb der Arenaviridae sind die beiden Viren deutlich von den bisherigen Gattungen verschieden, unter anderem sind die viralen Glykoproteine der Virushülle jenen der Filoviridae ähnlicher als den bisher bekannten Arenaviren. Eine weitere Arbeitsgruppe bestätigte unabhängig hiervon kurz darauf die Ergebnisse in erkrankten Abgottschlangen, in primären Zellkulturen und durch Strukturanalysen der Virionen.U. Hetzel et al.: Isolation, identification, and characterization of novel arenaviruses, the etiological agents of boid inclusion body disease. J. Virol. (2013) 87 (20): S. 10918–10935, PMID 23926354. Sie fanden ein weiteres, dem GGV und CASV sehr ähnliches Arenavirus, das Universität-Helsinki-Virus (UHV). Eine weitere Studie identifizierte im gleichen Jahr das Boa-Arenavirus NL B3 (jetzt ROUT-Virus genannt), das auf der Basis von Sequenzvergleichen dem UHV am nächsten steht.R. Bodewes et al.: Detection of novel divergent arenaviruses in boid snakes with inclusion body disease in The Netherlands. J. Gen. Virol. (2013) 94 (6): S. 1206–1210, PMID 23468423. Als neu zu schaffende Virusgattung schlugen die Entdecker des UHV die Virusgruppe der Boid Inclusion Body Disease-associated Arenaviruses (BIBDAV) vor, durch das International Committee on Taxonomy of Viruses wurde die neue Gattung jedoch als Reptarenavirus in die Taxonomie aufgenommen.S. R. Radoshitzky et al.: Past, present, and future of arenavirus taxonomy. Arch. Virol. (2015) 160 (7): S. 1851–1874, PMID 25935216.

Nach einer Aufreinigung des 68 kDa-Proteins (IBD-Protein) aus infizierten, primären Schlangenzellkulturen und einer darauf folgenden Proteinanalyse mittels Massenspektrometrie (MALDI-TOF), wurde es als virales Nukleoprotein von Reptarenaviren identifiziert. Es liegt mit seiner Größe im Bereich der Nukleoproteine anderer Arenaviren (63 bis 68 kDa), die ebenfalls an Membranen zusammengelagert im Zytosol vorliegen und mit der Replikation der viralen RNA assoziiert sind.N. L. Baird et al.: Arenavirus infection induces discrete cytosolic structures for RNA replication. J. Virol. (2012) 86 (20): S. 11301–11310, PMID 22875974. Neben dieser Funktion als wichtiger Bestandteil des Replikationskomplexes (Viroplasma) macht das Nukleoprotein auch mit etwa 70 % die Hauptmasse der Virionen aus. Es ist wie alle viralen Nukleo- und Kapsidproteine basisch, was die lange bekannte eosinophile, basophile Eigenschaft der Einschlusskörperchen erklärt.