Ecology and evolution of shrew-borne orthohantaviruses in Finland

Näytä kaikki kuvailutiedot

Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-4081-4
Julkaisun nimi: Ecology and evolution of shrew-borne orthohantaviruses in Finland
Tekijä: Ling, Jiaxin
Muu tekijä: Helsingin yliopisto, lääketieteellinen tiedekunta, Medicum
Opinnäytteen taso: Väitöskirja (artikkeli)
Tiivistelmä: More than 60% of human emerging infectious diseases (EIDs) are zoonotic. Zoonoses are infectious diseases of animals (usually vertebrates) that can be transmitted to humans. Hantaviruses are emerging zoonotic pathogens that belong to the genus Orthohantavirus and family Hantaviridae in order Bunyavirales. Hantaviruses pose a serious threat to human health because their infection causes two highly fatal diseases: haemorrhagic fever with renal syndrome (HFRS) and hantavirus cardiopulmonary syndrome (HCPS). Rodents have been regarded as the main reservoir and evolutionary scene of hantaviruses. In the last three decades, our knowledge of hantaviruses has broadened significantly. In contrast to the initial assumption that hantaviruses are mainly carried by rodents, many novel hantaviruses have been detected in shrews, moles and bats during the last few years. These findings raise a number of significant questions about the evolutionary history of hantaviruses, their host association and adaptation, the role and frequency of spillover infections and host-switch events, and most importantly, their pathogenicity.   In Finland, Puumala virus (PUUV) has been regarded as the only rodent-borne hantavirus present in the country. To search for novel hantaviruses other than PUUV, various novel hantaviruses were molecularly identified in different species of Soricomorpha ("shrew-form"). Genetic analyses revealed that four soricomorph-borne hantaviruses circulate in Finland, including Boginia virus (BOGV) in Neomys fodiens and Asikkala virus (ASIV) in Sorex minutus. Common shrews (Sorex araneus) harboured two different hantaviruses: Seewis virus (SWSV) and an Altai-like virus, showing the first evidence of co-existence of two distinct hantavirus species circulating simultaneously in one host species population. This host sharing of two divergent hantaviruses in the European common shrews contradicts hantavirus-host specificity, further implying the complexity of hantavirus evolution.   After screening hundreds of S. araneus from all of Finland, we obtained a large data set of new SWSV sequences that enabled phylogeographic analyses of SWSV. The results demonstrated that this shrew-borne hantavirus is similar to rodent-borne hantaviruses, and the post-glacial spread of SWSV into Finland mirrors that of the host, S. araneus: these shrews colonized Finland from the east after the last ice age (12,000–8,000 years ago) and then subsequently spread along emerging land bridges towards the west or north.   Most new hantaviruses discovered in soricomorph and bat hosts instead of rodents have raised questions as to whether any of them will emerge as human pathogens. Therefore, to predict human exposure risk, novel laboratory techniques for molecular and serological hantavirus detection were developed. No evidence of SWSV infection was found among a panel of 486 patient serum samples; however, we demonstrated a cross-reaction of anti-PUUV serum with shrew-borne hantavirus nucleocapsid (N) protein.   This thesis focused on the diversity, host maintenance and cross-species transmission dynamics of soricomorph-borne hantaviruses. The study presented innovative methods to investigate this pertinent topic at the interface of wildlife diseases and human health. The results provided new insights about the ecology, evolutionary origins and phylogeography, and most importantly, the potential pathogenicity of soricomorph-borne hantaviruses. This knowledge in combination with future studies will hopefully lead to a better understanding of host-parasite relationships.Mer än 60 % av alla infektionssjukdomar som drabbar människor är s.k. zoonoser. En viktig zoonos som kan ge blödarfeber är de som orsakas av Hantavirus. Olika typer av Hantavirus orsakar hos människor allt från lätt feber till mycket allvarlig blödarfeber som kan ha dödlig utgång. Hantavirus bärs huvudsakligen av gnagare, varför gnagare har betraktas som den huvudsakliga s.k. reservoaren för Hantavirus. Under de tre senaste decennierna har dock kunskapen kring Hantavirus ökat kraftigt. Idag anses inte längre Hantavirus bäras enbart av gnagare, utan Hantavirus har även hittats i näbbmöss, mullvadar, fladdermöss och till och med insekter. Dessa fynd föranleder flertalet frågor beträffande Hantavirusens evolutionära historia, deras förhållande och anpassningar till sina värddjur, betydelsen av sporadisk smittöverföring till andra djurarter, förändringar i värdart och framförallt ur ett medicinskt perspektiv deras förmåga att framkalla sjukdom. I Finland har historiskt sett Puumulavirus (PUUV) betraktas som den enda typ av gnagarburet-Hantavirus som funnits i landet. I människor orsakar PUUV en mildare form av blödarfeber som kallas för sorkfeber. I sökandet efter nya Hantavirus skilda från PUUV i Finland provtogs olika insektsätare som bl.a. näbbmöss och mullvadar. Genetisk analys visade att fyra olika insektsätarburna Hantavirus cirkulerar i Finland. Bland dessa återfinns Boginiavirus (BOGV) i vattennäbbmus och Askikkalavirus (ASIV) i dvärgnäbbmus. I vanlig näbbmus återfanns två olika Hantavirus (Seewisvirus, SWSV, och ett Altai-likt virus), vilket var det första fyndet av två olika Hantavirus som samexisterar i en och samma värdartspopulation. Samexistensen av två olika Hantavirus i vanlig näbbmus är kontradiktorisk mot den tidigare för Hantavirus så karaktäristiska värdartsspecificiteten, vilket påvisar komplexiteten i evolutionen av Hantavirus. Vanlig näbbmus som fanns bära på SWSV är vida spridd i euroasien med en utbredning från centrala Sibirien till västra Europa. Fältprovtagning av hundratals vanlig näbbmus från hela Finland och isolering av SWSV från dessa möjliggjorde fylogenetisk analys av finska SWSV. Resultaten visade att detta insektsätarassocierade Hantavirus liknar de gnagarburna Hantavirusen. Introduktionen och spridningen av SWSV i Finland efter den senaste istiden återspeglar dess värd, den vanliga näbbmusens kolonialisering av Finland. Näbbmössen kolonialiserade Finland från öster för ca 8-12 tusen år sedan och spred sig därefter mot väst-nordväst. Upptäckten av Hantavirus bland insektsätare, så som näbbmöss och fladdermöss, har väckt frågan huruvida något av dessa virus kan orsaka sjukdom hos människor likt deras gnagarburna släktingar. För att utvärdera risken av SWSV-smitta till människor upprättades nya diagnostiska metoder för SWSV-diagnostik. Inga tecken av SWSV-infektion hittades bland 486 testade patientblodprov. Däremot observerades en korsreaktivitet mellan α-PUUV antikroppar och nukleokapsidproteinet hos Hantavirus isolerat från näbbmöss. Denna doktorsavhandling fokuserade på mångfalden, bibehållandet av virus hos värddjuret och spridning mellan olika värdarter av Hantavirus isolerade från olika insektsätare. Under arbetes gång har innovativa metoder använts för att studera detta viktiga ämne i gränslandet mellan vilddjurssjukdomar och människors hälsa. Denna doktorsavhandling tillsammans med framtida studier kommer förhoppningsvis att leda till en ökad förståelse av relationen mellan värddjur och de virus de bär på.
URI: URN:ISBN:978-951-51-4081-4
http://hdl.handle.net/10138/232004
Päiväys: 2018-03-02
Avainsanat:
Tekijänoikeustiedot: Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.


Tiedostot

Latausmäärä yhteensä: Ladataan...

Tiedosto(t) Koko Formaatti Näytä
Ecologya.pdf 4.788MB PDF Avaa tiedosto

Viite kuuluu kokoelmiin:

Näytä kaikki kuvailutiedot