Hepatitis E is a notifiable disease in Germany, which is caused by the hepatitis E virus (HEV). In 2010, 220 hepatitis E cases have been recorded; 165 cases of these have been acquired in Germany. The reason for these cases has still to be elucidated but a zoonotic transmission seems to be likely. Wild boars and domestic pigs are worldwide regarded as the main animal reservoirs of HEV and several studies report food-borne hepatitis E cases after the consumption of undercooked or raw meat of wild boars or pigs. Other animal species, especially rats, have been discussed as HEV reservoir but so far only HEV-specific antibodies have been detected in these animals. By 2008, no data about the HEV prevalence in Germany in wild as well as domestic animals are available. Hence, the aim of the studies was to assess the HEV prevalence in different animal species in Germany, which are considered as HEV animal reservoirs, and to reveal possible zoonotic transmission routes. After the development and establishment of suitable detection methods, wild boars, domestic pigs and rats from different regions in Germany have been investigated for the presence of HEV or HEV-specific antibodies. In average, 14.9% (22/148) of the investigated wild boar liver samples have been tested positive for HEV RNA using real time RT-PCR. However, in the rural regions of Brandenburg and Thuringia a significantly higher prevalence rate (25.9% & 23.8%, respectively) have been found compared to the cities Berlin and Potsdam (4.1%). From the HEV positive wild boars the HEV genotypes 3a, 3c, 3h and 3i have been detected, which show a high sequence identity to human HEV strains from autochthonous hepatitis E cases. The genome of the strain wbGER27 has been sequenced completely and represents the first full-length sequence of HEV genotype 3i. In a second study, the HEV seroprevalence has been determined in domestic pigs using three different immunoassays, which results have been compared to each other. In general, the HEV seroprevalences determined ranged between 21.7% and 64.8% depending on the used immunoassay. By the development of a novel HEV broad-spectrum RT-PCR it was possible to detect for the first time an HEV-like virus in faecal samples of wild Norway rats from Germany showing about 50 to 60% sequence identity to other HEV genotypes. Using electron microscopy an HEV-like virus of 32-34 nm in diameter was demonstrated tentatively designated as rat HEV. Screening of organ samples of further wild Norway rats trapped at the same location resulted in the detection of two full-length genomic sequences of rat HEV. Phylogenetic analyses showed that rat HEV builds a separated branch between mammalian and avian HEV genotypes, probably representing a novel HEV genotype. Using a specific real time RT-PCR for rat HEV and immunohistochemical methods a hepatotropism of rat HEV could be revealed. In summary, in wild boars and domestic pigs HEV or HEV-specific antibodies have been detected; in rats an HEV-like virus has been discovered. Thus, a zoonotic HEV transmission from animal reservoirs to humans might be possible in Germany. Further studies are needed, investigating the presence of infectious HEV in meat of wild boars and domestic pigs and assessing the transmissibility of rat HEV from rats to humans. In addition, rat HEV might be used for the establishment of a rodent model for human hepatitis E. Using such a rodent model, the efficiency of different transmission routes may be assessed. Finally, other animal species should be screened for the presence of HEV-like viruses using the novel detection methods.
Hepatitis E ist eine in Deutschland meldepflichtige Krankheit, die durch Hepatitis E-Viren (HEV) ausgelöst wird. Im Jahr 2010 wurden 220 Hepatitis E-Fälle an das Robert Koch-Institut (RKI) übermittelt, wovon 165 Fälle in Deutschland erworben wurden. Die Ansteckungsquelle dieser Fälle ist zurzeit unbekannt, es wird aber eine zoonotische Übertragung diskutiert. Wildschweine und Hausschweine gelten weltweit als die wichtigsten Tierreservoire für HEV; in mehreren Studien wurde von Hepatitis E-Fällen berichtet, die auf den Verzehr von HEV-kontaminiertem Wildschwein- oder Schweinefleisch zurückzuführen waren. Bei anderen Tieren, speziell bei Ratten, konnten bislang nur HEV-spezifische Antikörper nachgewiesen werden. Bis 2008 waren keine Daten zur HEV-Prävalenz in deutschen Haus- und Wildtieren verfügbar. Im Rahmen dieser Dissertation sollte eine erste Einschätzung der HEV-Prävalenz in Deutschland bei verschiedenen Tierarten, die als HEV-Reservoir dienen können, erfolgen, um mögliche Übertragungswege aufzudecken. In verschiedenen Studien wurden hierzu Nachweissysteme entwickelt und nachfolgend Wildschweine, Hausschweine sowie Ratten aus unterschiedlichen Regionen in Deutschland auf HEV oder HEV-spezifische Antikörper untersucht. Mittels Real-time RT-PCR konnte in 14,9 % (22/ 148) der untersuchten Wildschwein-Leberproben HEV RNA detektiert werden. Die Nachweisrate lag in den ländlichen Regionen in Brandenburg und Thüringen (25,9 % bzw. 23,8 %) dabei signifikant höher als in den Städten Berlin und Potsdam (4,1 %). Die detektierten Genotypen 3a, 3c, 3h und 3i zeigten starke Sequenzhomologien zu humanen HEV-Stämmen von autochthonen Hepatitis E-Fällen. Das Genom des HEV-Stammes wbGER27 wurde komplett sequenziert und stellt somit die erste vollständige Nukleotidsequenz des Genotyps 3i dar. In einer zweiten Studie wurde die HEV-Seroprävalenz in deutschen Hausschweinen untersucht. Die Ergebnisse von drei verschiedenen Immunoassays wurden dabei miteinander verglichen. Die Seroprävalenzen waren generell hoch, schwankten jedoch zwischen 21,7 % und 64,8 % abhängig vom verwendeten Assay. Durch die Entwicklung einer Breitspektrum-nested RT-PCR für HEV konnte zum ersten Mal ein Hepatitis E-ähnliches Virus in Kotproben von Wanderratten in Deutschland nachgewiesen werden. Elektronenmikroskopische Aufnahmen zeigen ein HEV-ähnliches Virus von 32-34 nm Größe. Dieses Virus wird vorläufig als rat HEV bezeichnet und zeigt etwa 50-60 % Sequenzhomologien zu den anderen HEV-Genotypen. Die Untersuchung von Organproben weiterer Wanderratten aus derselben Region führte zu der Detektion von zwei weiteren rat HEV-Stämmen, deren Genom komplett sequenziert werden konnte. Phylogenetische Analysen zeigten, dass rat HEV einen separaten Zweig zwischen anderen Säuger- und aviären HEV-Stämmen bildet. Durch eine spezifische Real- time RT-PCR für rat HEV und immunhistologische Untersuchungen konnte ein Hepatotropismus des Virus festgestellt werden. Zusammenfassend konnte sowohl in Wildschweinen als auch in Hausschweinen aus Deutschland HEV direkt oder indirekt nachgewiesen werden; in Ratten wurde darüber hinaus ein HEV-ähnliches Virus entdeckt. Eine zoonotische Übertragung von HEV von den Tierreservoiren auf den Menschen scheint also in Deutschland möglich zu sein. Weitere Studien sind nötig, um zu ermitteln, inwieweit infektiöse Viren im Fleisch der Wildschweine oder Hausschweine enthalten sind und ob rat HEV auf den Menschen übertragbar ist. Rat HEV könnte zur Etablierung eines Nagermodells für die humane Hepatitis E verwendet werden. Mit einem solchen Modell wäre es unter anderem auch möglich, die Effizienz der verschiedenen Übertragungswege des HEV zu ermitteln. Mit Hilfe der neu entwickelten Nachweissysteme sollten andere Tierarten ebenfalls auf HEV-ähnliche Viren untersucht werden.
