European Bats as Carriers of Zoonotic Viruses?

Abstract

Fledermäuse wurden in den letzten Jahren vermehrt als Reservoir hochpathogener zoonotischer Erreger identifiziert (Marburg-Virus, Nipah-Virus, Hendra-Virus). Während sich zu Beginn der Arbeit die meisten Studien auf die tropische Regionen konzentrierten, war über Viren in europäischen Fledermäusen nur wenig bekannt. Die vorliegende Arbeit wurde als Teil der virologischen Untersuchungen zur Erfassung der zoonotischen Erreger in europäischen Fledermäusen mittels Virologie, Bakteriologie, Pathologie und Histopathologie erstellt. Der Nachweis von Viren erfolgte durch die Anwendung von generischen Screening-PCRs, passend auf verschiedene Familien hochpathogener Viren sowie durch Virusisolation mit unterschiedlichen Zelllinien. Es wurden bisher unbekannte Adeno-, Corona- und Paramyxoviren mittels PCR nachgewiesen, sowie bisher unbekannte Orthoreoviren isoliert. Die komplette Genomsequenz eines isolierten Orthoreovirus und eines vor Beginn der vorliegenden Arbeit isolierten Adenovirus wurden generiert, annotiert und phylogenetisch analysiert. Um die Nachweismethoden ausgehend von infiziertem Gewebe zu verbessern, wurde eine neue Virusaufreinigungsmethode (TUViD-VM) entwickelt und durch Metagenomsequenzierung umfassend validiert. Die Ergebnisse der Validierung bestätigten die deutliche Steigerung der Nachweiswahrscheinlichkeit für bekannte und neuartige Viren. Nachfolgend wurde das TUViD-VM-Protokoll an histopathologisch auffälligem Fledermausgewebe mit Verdacht auf Virusinfektion angewendet, und in späteren Studien wird die bioinformatische Analyse erfolgen. Zusammenfassend wurde kein Beweis für das Vorhandensein zoonotischer Viren (außer Lyssaviren) in den untersuchten Fledermäusen gefunden. Obwohl bisher unbekannte Viren detektiert wurden, muss deren zoonotisches Potential erst durch weitere Studien geklärt werden. Nach bisherigem Kenntnisstand ist das Risiko, das von Fledermäusen für die Bevölkerung ausgeht, als verhältnismäßig gering einzustufen. Die meisten europäischen Fledermausarten sind in ihrem Bestand zumindest gefährdet, so dass die wachsende Angst der Bevölkerung vor Fledermausviren dem Schutz der Tiere entgegensteht. Die Aufklärung der Bevölkerung bezüglich Fledermaus-Lyssaviren könnte die Gefahr für die Bevölkerung und die Fledermäuse gleichermaßen verringern.

Bats have been increasingly recognized as reservoir hosts of highly pathogenic and zoonotic emerging viruses (Marburg virus, Nipah virus and Hendra virus). While in the beginning of the study numerous studies focused on tropical regions, little was known on pathogens of European bats. The presented thesis was conducted as part of the virological examinations within a comprehensive study examining European bats for zoonotic pathogens by virology, bacteriology, pathology and histo-pathology. Virus detection approaches comprised PCR screening for numerous highly pathogenic virus families by generic assays and virus isolation with different cell lines. The screening resulted in the detection of novel adeno-, corona- and paramyxoviruses and novel orthoreovirus isolates. The full genome sequence of one orthoreovirus and a previously isolated adenovirus was obtained, annotated and phylogenetically analyzed. To improve virus detection from tissue, a novel virus purification protocol (TUViD-VM) was developed and extensively validated with metagenomic Next Generation Sequencing. The results confirmed the dramatically increased unbiased detection likelihood for both known and novel viruses. Consecutively, the TUViD-VM protocol was applied to bat tissues displaying histo-pathological alterations related to viral infections and will be bioinformatically analyzed in future studies. To conclude, no evidence for the presence of zoonotic viruses in addition to the already known lyssaviruses has been found in any of the bats. Although novel viruses were detected, their zoonotic potential remains unclear unless further studies are conducted. At present, it is assumed that the risk posed by bats to the general public is considerably low. Anyhow, most European bats are at least endangered, and the increasing public fear of bats and their viruses is an obstacle to their protection. Educating the public regarding bat lyssaviruses might result in reduced threats to both the public and the bats.