SchwerpunktSeptember 2020
01. September 2020 Seite 1/3
Saisonale Influenza: Basiswissen Impfstoff – Herbst 2020
Influenza-Subtypen durch häufige Mutation
Die Viren der saisonalen Influenza gehören zur Familie der Orthomyxoviridae und treten in den 4 Typen Influenza A, B, C und D auf. Influenza A und B sind für die saisonalen Ausbrüche der Influenza beim Menschen verantwortlich (1).
Die verschiedenen Subtypen von Influenza A werden nach dem Auftreten der Proteine Hämagglutinin (H) und Neuraminidase (NA) benannt, die wie Stacheln (Spikes) auf der Virusoberfläche sitzen. Das Virus heftete sich mithilfe von Hämagglutinin an α-2,3-Sialinsäurerezeptoren an, die beim Menschen besonders im unteren Atmungstrakt vorkommen; mithilfe von Neuraminidase spaltet das Virus Sialinsäurereste der Zellmembran und ermöglicht so die Aufnahme in die Zelle. Für beide Proteine sind mehrere Varianten bekannt (H1-H18 sowie N1-N11), aus deren Kombination die Bezeichnung der Subtypen und Stämme abgeleitet wird. Die Benennung der Influenza B-Stämme erfolgt über den Ort des ersten Auftretens. Die bisher zugelassenen Impfstoffe gegen saisonale Influenzaviren enthalten überwiegend HA-Antigene, wenn auch zunehmend NA-Antigene in den Fokus geraten (2).
Virenvariabilität
Anders als die humane Influenza, wird die Tierseuche Geflügelpest („Vogelgrippe“) durch aviäre Subtypen von Influenza A (H5N1, H5N8, H7N9) ausgelöst, die für den Menschen weniger ansteckend sind, aber hoch pathogen sein können, wie sich im Jahr 2005 in Südostasien zeigte. Auch die Schweineinfluenza (porzine Virusstämme) wird durch Varianten der Influenza A (H1N1) ausgelöst und verursachte 2009 eine Pandemie unter Schweinen und einige eher milde Verläufe beim Menschen. Influenza C und D sind weniger virulent und genetisch stabiler, sodass sie derzeit als lediglich tierpathogen betrachtet werden (2).
Die vielen Varianten der Viren entstehen durch die Variabilität des Influenzagenoms aus segmentierter einzelsträngiger RNA. Mutationen treten bei Nukleinsäuren ganz natürlich und spontan durch Lesefehler in der der Replikation (Vermehrung) auf. Bei Einzelstrang-RNA sind sie allerdings besonders durchdringend, weil die gängigen Reparaturmechanismen von Organismen mit Doppelstrang-DNA (Mensch, Tier und Bakterien) hier nicht greifen und keine Korrektur der Fehler erfolgt. Neue Stämme entstehen durch einzelne Punktmutationen, was als Antigendrift bezeichnet wird. Ein sogenannter Antigenshift dagegen wird durch das Rearrangement ganzer Virussegmente ausgelöst, wodurch komplett neue Antigene entstehen können (2).
Die Bestimmung von Influenzastämmen in Patientenproben erfolgt mittels Polymerasekettenreaktion (PCR) als Goldstandard, Antigennachweis mittels ELISA oder im Schnelltest, der teils nur mäßige Sensitivität zeigt. Ein serologischer Antikörpernachweis mittels Hämagglutinationstest und Mikroneutralisationstest erfolgt in der Regel im Rahmen epidemiologischer Studien und die Virusisolierung nach Kultur wird in der Regel am Nationalen Referenzzentrum für Influenza des RKI zur definitiven Stammbestimmung im Rahmen der Influenza Surveillance durchgeführt (1).
Die Viren der saisonalen Influenza gehören zur Familie der Orthomyxoviridae und treten in den 4 Typen Influenza A, B, C und D auf. Influenza A und B sind für die saisonalen Ausbrüche der Influenza beim Menschen verantwortlich (1).
Die verschiedenen Subtypen von Influenza A werden nach dem Auftreten der Proteine Hämagglutinin (H) und Neuraminidase (NA) benannt, die wie Stacheln (Spikes) auf der Virusoberfläche sitzen. Das Virus heftete sich mithilfe von Hämagglutinin an α-2,3-Sialinsäurerezeptoren an, die beim Menschen besonders im unteren Atmungstrakt vorkommen; mithilfe von Neuraminidase spaltet das Virus Sialinsäurereste der Zellmembran und ermöglicht so die Aufnahme in die Zelle. Für beide Proteine sind mehrere Varianten bekannt (H1-H18 sowie N1-N11), aus deren Kombination die Bezeichnung der Subtypen und Stämme abgeleitet wird. Die Benennung der Influenza B-Stämme erfolgt über den Ort des ersten Auftretens. Die bisher zugelassenen Impfstoffe gegen saisonale Influenzaviren enthalten überwiegend HA-Antigene, wenn auch zunehmend NA-Antigene in den Fokus geraten (2).
Virenvariabilität
Anders als die humane Influenza, wird die Tierseuche Geflügelpest („Vogelgrippe“) durch aviäre Subtypen von Influenza A (H5N1, H5N8, H7N9) ausgelöst, die für den Menschen weniger ansteckend sind, aber hoch pathogen sein können, wie sich im Jahr 2005 in Südostasien zeigte. Auch die Schweineinfluenza (porzine Virusstämme) wird durch Varianten der Influenza A (H1N1) ausgelöst und verursachte 2009 eine Pandemie unter Schweinen und einige eher milde Verläufe beim Menschen. Influenza C und D sind weniger virulent und genetisch stabiler, sodass sie derzeit als lediglich tierpathogen betrachtet werden (2).
Die vielen Varianten der Viren entstehen durch die Variabilität des Influenzagenoms aus segmentierter einzelsträngiger RNA. Mutationen treten bei Nukleinsäuren ganz natürlich und spontan durch Lesefehler in der der Replikation (Vermehrung) auf. Bei Einzelstrang-RNA sind sie allerdings besonders durchdringend, weil die gängigen Reparaturmechanismen von Organismen mit Doppelstrang-DNA (Mensch, Tier und Bakterien) hier nicht greifen und keine Korrektur der Fehler erfolgt. Neue Stämme entstehen durch einzelne Punktmutationen, was als Antigendrift bezeichnet wird. Ein sogenannter Antigenshift dagegen wird durch das Rearrangement ganzer Virussegmente ausgelöst, wodurch komplett neue Antigene entstehen können (2).
Die Bestimmung von Influenzastämmen in Patientenproben erfolgt mittels Polymerasekettenreaktion (PCR) als Goldstandard, Antigennachweis mittels ELISA oder im Schnelltest, der teils nur mäßige Sensitivität zeigt. Ein serologischer Antikörpernachweis mittels Hämagglutinationstest und Mikroneutralisationstest erfolgt in der Regel im Rahmen epidemiologischer Studien und die Virusisolierung nach Kultur wird in der Regel am Nationalen Referenzzentrum für Influenza des RKI zur definitiven Stammbestimmung im Rahmen der Influenza Surveillance durchgeführt (1).
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