Jingmenvirus

mini|hochkant=1.3|Schemazeichnung: „Jingmenvirus“-Virion

„Jingmenvirus“ oder Jingmenvirus-Gruppe ist der Name einer vorgeschlagenen Gattung (ViralZone) bzw. Klade (NCBI-Taxonomie) von Viren aus der Familie der Flaviviridae. Eine Besonderheit ist, dass das RNA-Genom segmentiert ist: Es besteht nicht wie bei den meisten anderen Viren aus einem durchgehenden Nukleinsäuremolekül, sondern aus vier – in Einzelfällen auch aus fünf – getrennten Abschnitten. Die Gruppe und ihre Mitglieder sind derzeit (Stand Juni 2024) noch nicht vom offiziell bestätigt.ICTV: Taxonomy Browser.

Der erste Vertreter der Jingmenviren, JMTV (; Tick ist das englische Wort für Zecke), wurde 2010 in China aus Zecken der Art Rhipicephalus microplus isoliert und 2014 in einer wissenschaftlichen Veröffentlichung beschrieben. Bei einem Vergleich der Sequenz der vier Genome mit Datenbanken ergab sich, dass ähnliche RNA-Sequenzen bereits bekannt waren: diese wurden einige Jahre zuvor aus Larven des Hundespulwurms isoliert, in denen sie als „reichlich vorhanden“ beschrieben (18 % der isolierten cDNA-Klone) und fälschlicherweise für entwicklungsbiologisch wichtige mRNA gehalten wurden, statt für eine Virusinfektion.

Zahlreiche weitere Vertreter oder deren Erbgut wurden in den folgenden Jahren auf allen Kontinenten entdeckt und in verschiedenen Tiergruppen nachgewiesen, darunter neben Zecken und unterschiedlichen Insektenarten auch verschiedene Säugetiere, Schildkröten, Flusskrebse, Skorpione, Nematoden, Mehltau, Erbsen und einer Bodenprobe. Das Alongshan-Virus wurde aus Menschen mit einer fiebrigen Erkrankung in China isoliert und in Zecken (meist der Gattung Ixodes) in China und Europa nachgewiesen, auch in der Schweiz und in Niedersachsen. Da die Jingmenvirus-Gruppe erst vergleichsweise kurz bekannt ist, ist sie noch nicht ausreichend untersucht. Eine Vermehrung im Labor gelang nur manchmal.

Übertragungswege Eine Übertragung von blutsaugenden oder pflanzensaugenden Zecken oder Insekten auf deren Wirte ist bei manchen Vertretern wahrscheinlich oder erscheint möglich, aber auch andere Mechanismen wie direkte Ansteckung von Viruswirt zu Viruswirt, etwa auf die Nachkommen, ist in manchen Fällen denkbar: JMTV wurde auch in Zeckenlarven gefunden, die noch kein Blut gesaugt hatten, so dass sie sich nicht bei einem Wirtstier angesteckt haben können. Hinzu kommt, dass der Hauptwirt von JMTV, die Zecke Rhipicephalus microplus, ihren Wirt während der individuellen Entwicklung nicht wechselt: Von der Larve bis zum Erwachsenenstadium bleibt die Zecke auf demselben Tier. Dies erschwert die Verbreitung des Virus von einem Wirbeltier zum nächsten. Anders der Hauptwirt des Alongshan-Virus, Ixodes persulcatus. Diese Zeckenart lässt sich nach einer Blutmahlzeit zu Boden fallen und sucht sich in jedem Entwicklungsstadium ein neues Wirtstier. In vielen Fällen gibt es keine Hinweise auf den Übertragungsweg (Stand 2022) und er könnte von Virustyp zu Virustyp stark variieren.

Virale Gene und Proteine mini|hochkant=1.3|„Jingmenvirus“: Genomkarte der 4 Segmente Das Genom der Viren der Jingmenvirus-Gruppe besteht meist aus vier Segmenten, die je nach Virus zusammen für bis zu sieben Strukturproteine und zwei Nicht-Struktur-Proteine codieren. Die Segmente 1 und 3 enthalten jeweils ein Gen, das große Ähnlichkeit mit den Proteinen NS3 beziehungsweise NS5 der Viren der Gattung Flavivirus hat. Daher wird die Gruppe in die Familie Flaviviridae eingeordnet. In Veröffentlichungen wird manchmal die Bezeichnungen der beiden Proteine aus den Flaviren übernommen, manchmal werden eigene Namen verwendet. Das NS5-ähnliche Protein wird dann als NSP1 bezeichnet. „NSP“ steht für Nicht-Struktur-Protein, also ein Protein das kein Bestandteil des Kapsids oder der Virushülle ist. Es handelt sich um eine RNA-abhängige RNA-Polymerase. Das NS3-ähnliche Protein wird auch als NSP2 bezeichnet. Es ist eine Helikase und Serinprotease.

Für die Gene der anderen Segmente sind keine Verwandten in anderen Virusgruppen bekannt. Die Genomsegmente 2 und 4 enthalten mehrere offene Leseraster (ORFs), von denen angenommen wird, dass sie Kapsid-Proteine, Hüllenproteine und Membranproteine codieren. Ihre Bezeichnung ist VP für Virusprotein mit einer anschließenden Zahl. Biochemische Analysen zeigten, dass die Viruspartikel eine Hülle haben.

Für das Guaico Culex virus (GCXV), einen in Trinidad, Peru und Panama in Stechmücken der Gattung Culex gefundenen Virus, wurde gezeigt, dass die Genomsegmente in getrennten Partikel verpackt sind. Außerdem wurde für manche Isolate dieses Virus gezeigt, dass ein fünftes Genomsegment vorhanden sein kann.

Während die RNAs von JMTV und ALSV polyadenyliert sind, ist dies bei den Insekten--assoziierten Jingmenviren nicht der Fall.

+ Genomsegmente der Jimengvirus-Gruppe, typische Situation Segment Länge bei JMTV Anzahl ORFs Name bei JMTV Flavivirus-Homolog Funktion(en) 1 3072 1 NSP1 NS5 RNA-abhängige RNA-Polymerase und Methyltransferase 2 2785 2–3 VP1, nuORF - vermutetes Hüllprotein, unbekannt 3 2793 1 NSP2 NSB2/NS3Transmembrandomäne, Serinprotease und Helikase 4 2751 2–3 VP2, VP3 - vermutetes Capsidprotein, vermutetes Membranprotein 5 (nur bei GCXV) - (1260 bei GCXV) 1 VP7 -

Systematik und Vertreter Seit der Veröffentlichung des JMTV der Gruppe 2014 sind zahlreiche weitere Vertreter bekannt geworden. Die meisten publizierten Sequenzdaten stammen aus metagenomischen Studien, also nicht aus der Untersuchung reiner Viruspartikel, sondern aus der Untersuchung aller in einem Tier, einer Pflanze oder einer Bodenprobe vorhandenen Nukleinsäuresequenzen. Vorhandene Stammbaumanalysen wurden generell an der Sequenz der beiden Nicht-Struktur-Proteine durchgeführt, die auch in verwandten Virengruppen vorkommen. Nach diesen Sequenzdaten lassen sich Jingmenviren in zwei Hauptgruppen unterteilen, die vorläufig als „Zecken- und Wirbeltier-assoziierte Jingmenviren“ und als „Insekten-assoziierte Jingmenviren“ bezeichnet werden. Diese Bezeichnungen sind jedoch ungenau: Vertreter der ersten Gruppe wurden auch in Stechmücken gefunden, die zu den Insekten gehören, Vertreter der zweiten auch in Krebsen, Pflanzen und Pilzen.

Zecken- und Wirbeltier-assoziierte Jingmenviren mini|hochkant=2|alt=Stammbaumzeichnung der Verwandtschaftsbeziehungen|Verwandtschaftsanalyse der Zecken- und Wirbeltier-assoziierten Jingmenviren anhand der Aminosäuresequenz, die sich aus dem ORF für NSP1 ergibt. Maßstabsbalken entspricht 0,3 Ersetzungen pro Nukleotid-Position.

JMTV – „Jingmen Tick Virus“

JMTV ist der am längsten bekannte Vertreter der Gruppe. Alternative Namen sind Mogiana Tick Virus (MGTV), Guangxi tick virus, Amblyomma virus und Manych virus. Seit oder kurz vor der veröffentlichten Erstbeschreibung 2014 in China wurde er auch gefunden in Brasilien, Laos, Japan, Türkei, Italien, Kosovo, Rumänien, Russland, Trinidad und Tobago, Französische Antillen, Kolumbien, Uganda, Guinea und Kenia.

JMTV wurde gefunden in 26 Zeckenarten aus mehreren Gattungen, Rindern, Primaten, elf Fledermausarten aus sechs Gattungen, elf Nagetierarten aus sieben Gattungen sowie kenianische Pantherschildkröten (Stigmochelys pardalis), und Menschen. Darunter waren drei Patienten im Kosovo und zwölf in China. Bei einigen der letzteren wurde ein juckendes oder schmerzhaftes Wundschorf und eine histologisch nachweisbare Nekrose an der Einstichstelle sowie häufig geschwollene Lymphknoten beschrieben, bei manchen hohes Fieber. Ob diese Symptome tatsächlich auf die JMTV-Infektion zurückzuführen sind oder andere Ursachen haben blieb jedoch unklar. Es liegt jedoch nahe, dass sich JMTV auch in Wirbeltieren und Menschen vermehren kann, auch wenn unklar ist in welchen Zelltypen und welche pathologischen Folgen dies hat.

Alongshan-Virus

Das „Alongshan-Virus“ oder ALSV wurde erstmals 2017 isoliert, aus der Blutprobe eines chinesischen Patienten mit einem Zeckenbiss. Die wissenschaftliche Veröffentlichung erfolgte 2019. Das Genom unterscheidet sich insofern von JMTV, als dass der ORF des Genomsegments 2 kein durchgehendes VP1 kodiert, sondern zwei Proteine VP1a und VP1b. Ein potentieller „nuORF“ wie bei JMTV wurde hier ebenfalls gefunden. Die Nichtstrukturproteine NSP1 und NSP2 haben bei der Aminosäuresequenz 80 % Ähnlichkeit mit JMTV, die Strukturproteine nur 25–75 %. Auf Grund dieser Unterschiede wird ALSV als eigene Art angesehen.

Eine nachträgliche Untersuchung von Blutproben von Patienten mit unklaren Symptomen wie Kopfschmerzen und Fieber und vorherigen Zeckenbissen aus der Region des ersten Nachweises ergab in 23 % der Fälle Hinweise auf ALSV. Alle Patienten waren vollständig genesen. Wie bei JMTV ist unklar, ob die Symptome tatsächlich durch ALSV hervorgerufen wurden oder womöglich durch eine gleichzeitige Infektion mit einem anderen Erreger.

ALSV wurde nachgewiesen in mehreren Zecken- und Stechmükenarten, in Schafen, Rindern, und einem Hirsch in den Ländern China, Russland, Finland, Deutschland, SchweizStefanie Stegmüller, Cornel Fraefel, Jakub Kubacki: Genome Sequence of Alongshan Virus from Ixodes ricinus Ticks Collected in Switzerland. In: Am journals: Microbiology Resource Announcements, Band 12, Nr. 3, 16. März 2023, S. e0128722; doi:10.1128/mra.01287-22, PMID 36779723, , Epub 13. Februar 2023 ()., Frankreich und Serbien. In Nordostchina wiesen 9 % der Schafe und 5 % der Rinder Antikörper gegen ALSV auf. Hauptüberträger sind wohl Zecken der Gattung Ixodes, zu der der in Deutschland verbreitete Gemeine Holzbock gehört. In Europa sind Ixodes-Arten auch Hauptursache für die Übertragung von FSME.

„Yanggou Tick Virus“ Das „Yanggou Tick Virus“ (YGTV) wurde ebenfalls zuerst in China gefunden. Die Entdeckung von 2014 wurde nicht als wissenschaftlicher Artikel veröffentlicht, sondern nur in der Datenbank GenBank hochgeladen. Die RNA-Sequenzen konnten aus Zecken isoliert werden, von denen drei als Dermacentor nutalli bestimmt wurden. Eine Untersuchung an russischen Zecken, die zwischen 2011 und 2019 gesammelt wurden, fand YGTV ebenfalls in Dermacentor nutalli sowie in Dermacentor marginatus.

Wie bei ALSV kodiert das zweite Segment für getrennte VP1a und VP1b-Proteine. Die Aminosäuresequenzen von NSP1 und NSP2 haben eine Ähnlichkeit von 80 % zu beiden, ALSV und JMTV. Bei den Strukturproteinen liegt die Ähnlichkeit bei 50–60 %.

„Takachi-Virus“ Die RNA-Sequenzen des „Takachi-Virus“ (engl. „Takachi virus“, TAKV) wurden in Japan aus Nymphen der Zeckenart Haemaphysalis formosensis isoliert, die 2019 und 2020 gesammelt wurden. Die Ähnlichkeiten der Aminosäuresequenzen zu JMTV und ALSV liegt bei 55–85 %.

„Xinjiang Tick Virus 1“ RNA des „Xinjiang Tick Virus 1“ (XJTV1) wurde aus nicht näher bestimmten Zecken aus China isoliert und die Sequenz 2021 direkt in GenBank eingegeben, ohne das nähere Informationen bekannt gemacht wurden (Stand 2022). Die Sequenzähnlichkeit ist zu YGTV am größten.

„Pteropus lylei Jingmenvirus“ Aus Urinproben von Fledermäusen der Art Pteropus lylei in Kambodscha würde eine vollständige Jingmenvirus-Sequenz isoliert und 2019 veröffentlicht. Die Sequenz des „Pteropus lylei Jingmenvirus“ (PLJV) wies eine Ähnlichkeit von 70–80 % bei NSP1 und NSP2 zu JMTV und ALSV auf sowie 40–50 % bei den Strukturproteinen. Wie bei JMTV (und anders als bei ALSV) kodiert Segment 2 für ein durchgehendes VP1.

Guandong Jingmen-like Virus und Hainan Jingmen-like Virus Zwei weitere vollständige Virussequenzen der Jingmenvirus-Gruppe konnten in China aus Rinderkot und aus einer Bodenprobe isoliert werden. Diese wurden „Guandong Jingmen-like Virus“ (GDJLV) respektive „Hainan Jingmen-like Virus“ (HJLV) genannt. Aus welchem Wirt diese 2022 veröffentlichten Viren stammen, ist unklar.

Teilsequenzen