Wissenschaftler kartieren 239 für den Menschen infektiöse RNA-Viren, um künftige Ausbruchsrisiken zu verfolgen

Ein neuer globaler Datensatz von 239 für den Menschen infektiösen RNA-Viren zeigt, wie tierische Wirte, Vektorübertragung, Überwachungslücken und virale Merkmale den Weg vom Spillover zur epidemischen Bedrohung prägen.

Eine kürzlich in der Zeitschrift veröffentlichte Rezension Wissenschaftliche Daten präsentiert einen aktualisierten globalen Katalog, der die Zahl der Ribonukleinsäureviren (RNA), von denen bekannt ist, dass sie Menschen infizieren, auf 239 Arten erhöht, 25 mehr als im Jahr 2018, und neue Einblicke in Entstehung und Ausbreitung bietet.

Die meisten Viren treten nicht zufällig auf, sondern gruppieren sich innerhalb weniger Familien, sind mit nichtmenschlichen Wirten, insbesondere Säugetieren, verknüpft und werden im Laufe der Zeit im Zuge der Weiterentwicklung der Taxonomie, Berichterstattung, Überwachung und Sequenzierungstechnologien unterschiedlich häufig entdeckt.

Während eine Übertragung auf den Menschen weltweit häufig vorkommt, erreicht nur eine Minderheit der Arten epidemische oder endemische Ausmaße beim Menschen, was einen kritischen Engpass zwischen Exposition und epidemischer Ausbreitung verdeutlicht.

RNA-Viren stellen auch heute noch eine wachsende Bedrohung für die globale Gesundheit dar, da sie Krankheiten wie Masern, Grippe und AIDS, die durch HIV verursacht werden, auslösen und neue Ausbrüche verursachen. Die jüngsten Ereignisse im Zusammenhang mit dem Oropouche-Virus und dem schweren akuten respiratorischen Syndrom-Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) unterstreichen das epidemische Potenzial dieser Viren. Dennoch verändert sich die Virenlandschaft ständig rasant.

Forscher identifizieren fast jedes Jahr neue für den Menschen infektiöse Arten, überarbeiten Klassifizierungen und erweitern genomische und ökologische Daten. Da sich Hinweise auf Übertragung, Wirtsreichweite und Ausbreitung häufen, wird die Notwendigkeit eines aktualisierten Katalogs von entscheidender Bedeutung, um das Bekannte nachzuverfolgen und zukünftige Risiken vorherzusehen.

Methoden des Human-RNA-Virus-Katalogs

In diesem Artikel entwickelten Forscher einen aktualisierten, erweiterten Datensatz von RNA-Viren, von denen bekannt ist, dass sie Menschen infizieren, und erfassen den aktuellen Wissensstand bis Dezember 2024.

Aufbauend auf früheren Katalogen aus den Jahren 2001 und 2018 führten sie alle ein bis drei Jahre systematische Literaturrecherchen unter Verwendung von Datenbanken wie Web of Science, PubMed, Scopus und Google Scholar durch, ergänzt durch Quellen wie die Weltgesundheitsorganisation (WHO), Centers for Disease Control and Prevention (CDC), ProMed und Genomdatensätze des National Center for Biotechnology Information (NCBI).

Der Datensatz enthielt nur von Experten begutachtete Primärberichte, die belastbare Beweise dafür lieferten, dass vom Internationalen Komitee für die Taxonomie von Viren (ICTV) anerkannte RNA-Viren Menschen unter natürlichen oder realen Bedingungen infizieren, mit Ausnahme absichtlicher experimenteller Inokulationen oder In-vitro-Beweisen.

Das Team löste Unklarheiten durch unabhängige Bewertungen und Konsens und schloss in einigen Fällen fehlende Merkmale von eng verwandten Viren ab. Sie stellten Daten auf Artenebene zusammen, indem sie Informationen über bekannte Subtypen integrierten und jedes Virus mit seinem ersten gemeldeten menschlichen Fall, seiner Genomsequenz und seinem geografischen Ursprung verknüpften.

Die Forscher erfassten anhand standardisierter Kriterien Schlüsselmerkmale wie Übertragbarkeit, Wirtsreichweite und Übertragungswege. Sie klassifizierten die Übertragbarkeit in die Stufen 2, 3 und 4 und reichten von zoonotischen Infektionen ohne Übertragung auf den Menschen bis hin zu Viren, die sich epidemisch oder endemisch auf den Menschen übertragen können.

Schließlich kartierte das Team Entdeckungsdaten und -orte und ermöglichte so zeitliche und räumliche Analysen der Virusentstehung. Durch die Integration genomischer, ökologischer und epidemiologischer Daten in einem einzigen Rahmen bietet der aktualisierte Datensatz eine solide Grundlage für die Untersuchung der Virusvielfalt, -entwicklung und des Risikos für die öffentliche Gesundheit.

Die jährliche Anzahl neuer und (derzeit) ICTV-anerkannter, für den Menschen infektiöser RNA-Virusarten ist in Abbildung 2a dargestellt. Abbildung 2b zeigt die Anhäufung von Arten im Laufe der Zeit sowie die Anhäufung von Gattungen und Familien, die eine oder mehrere für den Menschen infektiöse RNA-Virusarten enthalten. Das erste menschliche RNA-Virus – das Gelbfiebervirus – wurde 1901 gemeldet. Die Artenzahl nimmt bis Mitte der 1950er Jahre langsam und danach etwas schneller zu. Bis zum Ende des 20. Jahrhunderts wurden 178 Arten identifiziert, im 21. Jahrhundert kamen bisher weitere 61 hinzu. Die 1960er Jahre brachten innerhalb eines Jahrzehnts deutlich die größte Zahl neuer Arten hervor (42). Als nächstes folgten die 2000er Jahre (31), aber in den 2010er Jahren sank die Rate erneut.

Globale Erkennungsmuster für RNA-Viren

Der aktualisierte Datensatz umfasst 239 RNA-Viren, von denen bekannt ist, dass sie Menschen infizieren, wie vom ICTV klassifiziert. Im Vergleich zu 2018 spiegelt dies 25 zusätzliche Arten wider, die durch neue Entdeckungen und taxonomische Aktualisierungen identifiziert wurden.

Diese Arten umfassen 61 Gattungen und 23 Familien, obwohl sich die Vielfalt weiterhin auf einige wenige Familien konzentriert und die meisten Viren gemeinsame genomische Merkmale aufweisen, insbesondere einzelsträngige RNA-Genome.

Im Laufe der Zeit haben die Entdeckungen seit der Mitte des 20. Jahrhunderts zugenommen, die Autoren weisen jedoch darauf hin, dass eine formale Analyse erforderlich ist, um festzustellen, ob die Entdeckungsraten insgesamt steigen oder fallen.

Nach einem minimalen Wachstum zu Beginn des 20. Jahrhunderts stiegen die Identifizierungsraten ab Mitte des 20. Jahrhunderts stark an, mit bemerkenswerten Spitzenwerten in den 1960er und frühen 2000er Jahren. Die meisten neu identifizierten Arten erweitern jedoch bestehende Gattungen und Familien, anstatt völlig neue taxonomische Gruppen einzuführen.

Geografisch gesehen sind die ersten Fälle beim Menschen auf allen bewohnten Kontinenten aufgetreten, mit Häufungen in Regionen mit stärkeren Überwachungssystemen. Dieses Muster verdeutlicht sowohl die globale Natur des viralen Spillovers als auch den Einfluss der Erkennungskapazität auf die Entdeckung.

Spillover, Übertragung und epidemisches Potenzial

Aus ökologischer Sicht sind die meisten Viren (62 %) rein zoonotisch (Stufe 2) und können nicht von Mensch zu Mensch übertragen werden. Nur 60 Arten erreichen Stufe 4, was bedeutet, dass sie beim Menschen endemisch sind oder sich epidemisch ausbreiten können, und viele von ihnen verfügen noch immer über Tierreservoirs.

Die meisten Viren sind mit nichtmenschlichen Säugetierwirten assoziiert, was ihre zentrale Rolle bei der Entstehung unterstreicht. Die Übertragungswege sind vielfältig, aber die vektorübertragene Ausbreitung, vor allem über Mücken und Zecken, dominiert, gefolgt von Inhalation und direkten Kontaktwegen.

Insbesondere sind die Übertragungswege einer Untergruppe von Viren weiterhin ungewiss, was auf anhaltende Wissenslücken zurückzuführen ist. Zusammengenommen unterstreichen diese Ergebnisse deutlich eine Landschaft, die durch wiederholte dokumentierte Spillover-Effekte, zunehmende Entdeckungen und begrenzte Anpassung an die anhaltende Übertragung durch den Menschen gekennzeichnet ist.

RNA-Virusüberwachung und Risikovorhersage

Diese Ergebnisse deuten auf einen gezielteren und proaktiveren Ansatz bei neu auftretenden viralen Bedrohungen hin. Anstatt umfassend nach völlig neuartigen Krankheitserregern zu suchen, könnten zukünftige Bemühungen diesen Datensatz nutzen, um Hochrisiko-Virusfamilien, Säugetierreservoirs und Regionen mit begrenzter Überwachung zu untersuchen, in denen ein unentdecktes Übergreifen am wahrscheinlichsten ist.

Die Ausweitung der Genomsequenzierung, der Metagenomik und der Echtzeitüberwachung wird von entscheidender Bedeutung sein, um anhaltende Wissenslücken zu schließen, insbesondere in Bezug auf Übertragungswege und Wirtsbereiche.

Gleichzeitig bietet der Datensatz eine wertvolle Grundlage für die Modellierung von Entdeckungstrends und die Identifizierung von Merkmalen, die mit dem epidemischen Potenzial verbunden sind. Während es sich weiterentwickelt, kann es dazu beitragen, die Risikovorhersage zu verfeinern und Frühwarnsysteme zu leiten.

Letztendlich besteht die Herausforderung nicht nur darin, neue Viren zu entdecken, sondern auch zu verstehen, welche sich am wahrscheinlichsten anpassen, verbreiten und die nächste globale Gesundheitsbedrohung darstellen.

Quellen: