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Torovirus

Die Gattung Torovirus umfasst derzeit vier Arten von behüllten Viren mit einer einzelsträngigen, sense-RNA (+ssRNA) als Genom. Der Name der Gattung leitet sich von ihrem charakteristischen Merkmal ab, einem ringförmigen Nukleokapsid mit helikaler Symmetrie. Diese geometrische Form wird Torus genannt, was im Lateinischen den Basiswulst an einer Säulenbasis beschreibt. Toroviren sind Erreger von viraler Gastroenteritis und Diarrhoe bei Menschen und einigen anderen Säugetieren. Sie werden auch ohne eine Krankheit zu verursachen bei einigen Tierspezies gefunden.

Morphologie

Schematischer Aufbau eines Torovirus

Aufgrund der ringförmigen (toroiden) Struktur des Nukleokapsids haben die Viruspartikel der Toroviren im Elektronenmikroskop ein ovales oder scheiben- bis nierenförmiges Aussehen. Sie sind etwa 120 bis 140 nm im größten Durchmesser groß. Wie bei den Mitgliedern der Gattung Coronavirus ist ein doppelter Kranz aus Hüllproteinen (spikes) typisch; dieser wird aus dem nicht-glykosylierten Membranprotein M (27 kDa) und dem großen glykosylierten Spikeprotein S (200 kDa) gebildet. Die großen spikes des S-Proteins werden auch wie bei der Gattung Coronavirus als Peplomere bezeichnet (griech. peplos: Umhang, Mantel). Zusätzlich ist ein Hämagglutinin-Esterase-Protein HE (65 kDa) in die Lipidmembran eingelagert. Bisher konnte bei den Toroviren nicht das bei der Gattung Coronavirus gefundene kleine Hüllprotein E nachgewiesen werden.
Im Inneren der Virushülle liegt das ringförmige Nukleokapsid. Es besteht aus dem Nukleokapsid-Protein N (19 kDa), das sich in helikaler Symmetrie zu einem Torus schließt. Das Nukleokapsid umschließt einen linearen Einzelstrang der genomischen (+)ssRNA.

Geometrie eines toroiden Kapsids

Das virale Genom ist etwa 25 bis 28 kb groß und umfasst sechs Offene Leserahmen (ORFs, open reading frames) für die vier Strukturproteine (S, M, HE und N) und zwei Nicht-Strukturproteine (RNA-Polymerase, virale Replikase/Transkriptase). An den Enden der RNA befinden sich zwei Nicht-codierende Regionen (NCR): am 5´-Ende eine 820 Basen lange regulatorische Sequenz und als 3´-NCR eine etwa 200 Basen langer Abschnitt mit einem zusätzlichen Poly(A)-Schwanz.

Toroviren vermehren sich im Zytoplasma von Darm-Epithelzellen, von dem aus sich an der Membran des Golgi-Apparates neue Viruspartikel bilden und ohne Zerstörung der Zelle ausgeschleust werden. Die vorkommende (aber nicht notwendige) Zerstörung der infizierten Zelle wird auf die Toxizität von Virusproteinen oder einen immunologischen Effekt zurückgeführt. Es gibt Hinweise aufgrund von Sequenzanalysen, dass eine Rekombination von viraler RNA bei gleichzeitiger Infektion mehrerer Torovirus-Spezies innerhalb derselben Zelle vorkommt.^[1]

Biologische Eigenschaften

Einige Toroviren verursachen Gastroenteritiden. So ist das Bredavirus als Erreger einer Gastroenteritis mit lebensbedrohlicher Diarrhoe bei Kälbern ^[2] und möglicherweise auch einer Pneumonie gefunden worden. Keine Erkrankung konnte dem Equinen Torovirus (Bern-Virus) zugeordnet werden, das bei Pferden isoliert wurde. Torovirus-ähnliche Viruspartikel wurden bei Menschen, Hunden und Katzen elektronenmikroskopisch beobachtet ohne jedoch einen Beweis für einen Krankheitszusammenhang zu erbringen, da auch chronische Virusinfektion ohne Symptomatik beschrieben wurden. Alle Toroviren scheinen gemeinsame Antigene auf dem S-Protein zu besitzen, so daß auch Kreuzreaktionen der Spezies untereinander beschrieben sind. Der Nachweis von Antikörpern gelang auch in Schafen und Ziegen.

Hinweis für eine Infektion mit dem Bredavirus ist ein signifikanter Titeranstieg der Antikörper bei einer vorliegenden Symptomatik. Die Infektion mit Toroviren ist weltweit häufig verbreitet und die durch einige Spezies verursachte Gastroenteritis dürfte der wirtschaftlichen Bedeutung der Gattung Coronavirus nicht nachstehen.

Systematik

• Gattung Torovirus

• Spezies Bovines Torovirus

• Subtyp Bovines Torovirus (BToV)
• Subtyp Bredavirus (BRV) (2 Subtypen)

• Spezies Equines Torovirus

• Subtyp Bern-Virus (BEV)
• Subtyp Equines Torovirus (EToV)

• Spezies Humanes Torovirus (HToV)
• Spezies Porzines Torovirus (PToV)

Literatur

• E.J. Snijder und M. C. Horzinek: The molecular biology of toroviruses. In: S. G. Sidell (ed.): The Coronaviridae, New York 1995
• David M. Knipe, Peter M. Howley et al. (eds.): Fields´ Virology, 3. Auflage, Philadelphia 1996
• C.M. Fauquet, M.A. Mayo et al.: Eighth Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses, London, San Diego, 2004

Anmerkungen

1. ↑ S. L. Smits et al.: Phylogenetic and evolutionary relationship among torovirus field variants: evidence for multiple intertypic recombination events. Journal of Virology (2003) 77, S. 9567-9577
2. ↑ Liebler EM, Klüver S, Pohlenz J, Koopmans M: Zur Bedeutung des Bredavirus als Durchfallerreger in niedersächsischen Kälberbeständen. Dtsch Tierärztl Wschr 99: 195-200, 1992

Weblinks

• Torovirus, Spezies (NCBI)
• EM-Bild eines Torovirus (Queen´s University of Belfast)
• EM-Bild eines Torovirus (University of Hawaii at Manoa)