Herpesviren

Bei Fröschen und Kröten sind die Herpesviren Ranid herpesvirus 1 (RaHV1), Ranid herpesvirus 2 (RaHV2), Ranid herpesviurs 3 (RaHV3) und Bufonid herpesvirus 1 (BfHV1) bekannt. Alle diese vier Viren gehören zur Gattung Batrachovirus der Familie Alloherpesviridae.
RaHV1 und RaHV2 sind von Auge nicht erkennbar, führen zu keinen Hautveränderungen und wurden bisher erst in Nordamerika nachgewiesen. In Europa nachgewiesen wurden RaHV3 und BfHV1, beide verursachen Hauterkrankungen.

Bufonid herpesvirus 1 (BfHV1)

BfHV1 wurde erst 2018 beschrieben (Origgi et al. 2018 ^[1]) und wurde seit 2014 jedes Jahr bei Erdkröten (Bufo bufo) in der Schweiz beobachtet. BfHV1 wird in der Haut und manchmal auch im Gehirn gefunden. BfHV1 führt bei der Erdkröte zu einer wuchernden Hauterkrankung mit schweren Hautläsionen und fleckiger Braunfärbung der Haut (vgl. Abbildung 1). Die Hautläsionen können so groß werden, dass sie als klinisch relevant betrachtet werden müssen. Es wurde BfHV1 an toten Erdkröten nachgewiesen. Unklar ist jedoch ob BfHV1 die alleinige Todesursache war und wie hoch die Mortalität ist.

Die BfHV1 Nachweise aus der Schweiz stammen, von während der Laichzeit, betreuten Amphibienzugstellen und anderen Beobachtungen aus verschiedenen Regionen der Schweiz (Anwil BL, Neuenburg, Raum Zürich). Von gewissen beobachteten Populationen waren ungefähr 10% der Erdkröten betroffen.

BfHV1 auch in Deutschland

In Deutschland wurde ein weiterer Stamm von BfHV1 oder ein mit BfHV1 nahverwandter Herpesvirus entdeckt (Eisenberg et al. 2020 ^[2]). Bei einer Amphibienzugstelle in Hessen sind 2018 ein paar wenige Erdkröten mit Hauterkrankungen aufgefallen. Nachdem im März 2020 über ein Drittel aller gefangenen Erdrköten charakteristische Hautläsionen zeigten, wurde eine mikobiologische Untersuchungen angeordnet. Ein größeres Fragment (1’552 bp) des mutmaßlichen DNA Polymerase Gens zeigt im Vergleich mit BfHV1 nur vier unterschiedliche Nukleinsäuren. Diese vier Mutationen verursachen nur einen Aminosäurenaustausch nach der Translation. Wegen der phylogenetischen Ähnlichkeit wird das Virus als BfHV1_G/H/20_1 bezeichnet. Es handelt sich evt. bloss um einen anderen Stamm von BfHV1 (BfHV1_FO1_2015). Die Abbildung 2-5 zeigen eine Erdkröte (Bufo bufo) mit gesunder Haut (links) und ein Erdkröte mit Hausläsionen (mitte & rechts).

BfHV1 wohl weit verbreitetet

Auch ausserhalb der Schweiz und Deutschland werden die Kröten von Herpesviren nicht verschont. Vor über 10 Jahren wurde bereits ein Erdkröte (Bufo bufo) mit Hauterkrankung und BfHV1 Symptomen mittels Molekulardiagnostik positiv auf Herpesviren getestet (F. Pasmans, nicht veröffentliche Daten). In den Niederlanden wurden ebenfalls Erdkröten mit BfHV1 Symptomen dokumentiert (vgl. Abbildung 6). Schlussfolgernd soll gesagt sein: „Das Herpesvirus ist keine neue Krankheit. Das Herpesvirus dürfte weit verbreitet sein.“ (Schmidt 2018 ^[3])

Verwechslung mit natürlicher Befleckung

Die natürliche Befleckung mancher Erdkröten sollte nicht mit den Sympoten von BfHV1 verwechselt werden (vgl. Abbildung 7).

Verwechslung mit „Schwärzepilzen“

Schwarze Flecken bei Erdkröten (Bufo bufo) können auch durch Schwärzepilze verschiedenster Art ausgelöst werden. Es könnte in der Vergangenheit zu Verwechslungen gekommen sein. Die vereinzelten Erdkröten, die 2012 bei einer Amphibienzugstelle im Raum Geldern/Niederrhein (NRW) mit Hauterkrankungen vorgefunden wurden (David 2013 ^[4]), könnten auch mit einem Stamm von BfHV1 infiziert gewesen sein (PD Dr. med. vet. Francesco Origgi, persönliche Kommunikation 24. August 2021).

Ranid herpesvirus 3 (RaHV3)

Ende März 2015 wurden Grasfrösche (Rana temporaria) mit Hautveränderungen in einem Teich nahe Zürich beobachtet, die an Symptome erinnern, die bereits 20 Jahre vorher bei europäischen Fröschen festgestellt wurden. Die Grasfrösche zeigten weisse oder v. a. graue Hautflecken (vgl. Abbildung 8). Einige Exemplare aus dem Teich in Zürich wurden eingesammelt und umfangreich untersucht. Dabei wurde mit RaHV3 ein neues Herpesvirus beschrieben (Origgi et al. 2017 ^[5]). Es wurde festgestellt, dass die Infektion mit RaHV3 beim Grasfrosch in der Regel nicht letal ist. Desweiteren konnte der Befall innerer Organe oder Tumorbildungen nicht beobachtet werden.

Nachweise auch in anderen Ländern

In Großbritanien wurden Symptome von RaHV3 bereits seit den frühen 1990er Jahren an mehreren Orten in England und Wales beobachtet. Wobei alle Beobachtungen ausschließlich an Grasfröschen gemacht wurden. Untersuchungen zeigten, dass es sich um RaHV3 oder einen RaHV3 ähnlichen Virus handelt, der in der Regel nicht lethal ist (Franklinas et al. 2018 ^[6]).

In Italien wurden Symptome von RaHV3 bereits 1994 an Springfröschen (Rana dalmatina) beschrieben. Das Herpesvirus war lange Zeit nur durch histologische Untersuchungen bestätigt und es war nicht klar ob es sich um RaHV3 handelte. Erst vor wenigen Jahren wurde ein Stück vom orginalen Gewebe analysiert und es gelang ein Teil des Genoms zu sequenzieren, somit konnte RaHV3 oder ein nahverwandtes Virus bestätigt werden (Origgi et al. 2017 ^[5]). In einer neueren Publikation wird nur noch RaHV3 und kein RaHV3 nahverwandtes Virus im Zusammenhang mit den Springfröschen aus Italien erwähnt (Origgi et al. 2021 ^[7]). Auf Nachfrage wurde bestätigt, dass es sich bei der Infektion der Springfrösche in Italien um RaHV3 handelt (PD Dr. med. vet. Francesco Origgi, persönliche Kommunikation 24. August 2021).

In Deutschland im nordöstlichen Berlin wurden von 2000 bis 2003 während des Frühjahrs Moorfrösche (Rana arvalis), Grasfrösche (Rana temporaria) und Knoblauchkröten (Pelobates fuscus) mit RaHV3 Symptomen gesichtet. Die Herpesviren wurde allerdings nur histologisch bestätigt. Die Haut aller Arten verheilten innerhalb von 2-3 Wochen. Fünf Knoblauchkröten wurden im Labor behalten, alle fünf starben ein paar Wochen später. Bei allen fünf Exemplaren wurde ein Adenokarzinom der Nieren diagnostiziert (Mutschmann et al. 2008 ^[8]). Es gibt leider weder von der DNA noch vom Gewebe Proben, so ist nicht viel mehr bekannt (PD Dr. med. vet. Francesco Origgi, persönliche Kommunikation 24. August 2021).

In Österreich in der Nähe von Wien genauer in Bad Vöslau wurden Ende März 2021 Grasfrösche mit RaHV3 Symptomen in einem Privatteich dokumentiert (vgl. Abbildung 9-11). Die Fotos wurden zuerst auf Instagram geteilt und später an involvierte Forscher weitergeleitet. Hautabstriche resp. sogennante Swabs mittels steriler (DNAse freier) Wattestäbchen zu entnehmen gelang leider nicht, da die Grasfrösche nachdem Ablaichen rasch wieder abgewandert waren.

In Schweden meinte ein aufmerksamer Anwohner ebenfalls Grasfröschen mit solchen Symptomen bereits gesehen zu haben. Jedoch waren die meisten Grasfrösche in der Natur wohl bereits verheilt, als er auf die Suche ging.

In Norwegen wurden infizierte Grasfrösche gesichtet. Erstmals wurden in diesem Zusammenhang Kaulquappen auf RaHV3 untersucht. Die Kaulquappen wurden eingesammelt und auf humane Weise eingeschläfert. Fünf Teiche in Lillehammer, Skytta und Gjelleråsen wurden untersucht und RaHV3 DNA wurde in 7 Kaulquappen nachgewiesen. Bei den Probenahmestellen wurde kein offensichtliches Absterben von Kaulquappen oder eine verminderte Fitness der Kaulquappen gemeldet; allerdings werden diese Stellen derzeit nicht überwacht. (Origgi et al. 2023 ^[8B]).

Ranid herpesvirus 1 (RaHV1)

RaHV1, auch als Lucke’s Herpesvirus bezeichnet, ist unter den Herpesviren der Amphibien am längsten bekannt. RaHV1 ist bekannt Nierentumore in Leopardfröschen (Lithobates pipiens) aus Nordamerika auszulösen. Der Tumor in den Leopardfröschen wurde bereits 1905 von Smallwood fälschlicherweise als Nebennierentumor beschrieben (Smallwood 1905 ^[9]). Dieser Fehler wurde bereits drei Jahre später durch Murray angeprangert (Murray 1908 ^[10]). Baldwin Lucké untersuchte Tumore in 158 Leopardfröschen, also einer genügend großen Anzahl, und bestätigte sie als Nierentumore (Lucké 1934 ^[11]). Später bestätigte Lucké zudem mittels Lichtmikroskop die intranuklearen Einschlusskörperchen im Epithel der Nierentumore, die ähnlich mit Einschlusskörperchen von anderen Herpesviren sind (Lucké 1938 ^[12]). Das Virus selber, viel zu klein für das Lichtmikroskop, wurde allerdings erst 1956 mittels Elektronenmikroskop bestätigt (Fawcett 1956 ^[13]). 2006 erfolgte die vollständige Genomsequenzierung von RaHV1 (Davison et al. 2006 ^[14]). Daraufhin wurde auch die phylogenetische Beziehungen innerhalb der Familie Alloherpesviridae durch den Vergleich von DNA Polymerase Gensequenz und anderen gut konservierten Gensequenzen ermittelt (Waltzek et al. 2009 ^[15]). Der Vorschlag für die Gründung einer neuen Gattung «Batrachovirus» mit RaHV1 und RaHV2 innerhalb der Familie Alloherpesviridae wurde von Waltzek an das Internationale Komitee für die Taxonomie von Viren (ICTV) eingereicht und von diesem akzeptiert.

Nachweis von RaHV1 am einfachsten nach Überwinterung

RaHV1 repliziert resp. vermehrt sich im Tumor während den kälteren Temperaturen im Winter und wird besonders bei der Laichsession im Frühjahr abgegeben. Während den wärmeren Temperaturen im Sommer stellt sich die Virus Replikation ein. Umgekehrt verhält sich das Wachstum des Tumor, der bei wärmeren Temperatur stärker wächst und im Winter kaum (McKinnell 1967 ^[16], Mizell 1985 ^[17]; Williams et al. 1996 ^[18]). Der Nachweis von RaHV1 kann vor der Überwinterung negativ sein, während er danach positiv ist. In einem späteren Verlauf, kann der Virus neben dem Primärtumor in den Nieren, auch in den metastatischen Zellen der Blase, des Fettkörpers und der Leber nachgewiesen werden. In einem späteren Krankheitsverlauf ist es möglich, dass in beiden Nieren einzelne oder mehrere Tumore wachsen (Lucké 1934 ^[11]). Die RaHV1 Tumore können von anderen Tumoren mittels Licht- oder Elektronenmikroskop unterschieden werden, so gelingt die Ermittlung der Krankheitsursache auch ohne den direkten Nachweis von RaHV1 (Densmore et al. 2007 ^[19]). Betroffene Frösche zeigen möglicherweise keine Anzeichen, bis die Krankheit weit fortgeschritten ist. Eine Heilung ist nicht möglich, betroffene Frösche sollten von anderen Amphibien isoliert und erlöst werden.

Weitere betroffene Arten

Untersuchungen zeigen, dass auch der Amerikanische Grünfrosch (Lithobates clamitans) und der Amerikanische Sumpffrosch (Lithobates palustris) für RaHV1 empfänglich sind (Encyclopedia of Virology 4^th Edition ^[20]).

Ranid herpesvirus 2 (RaHV2)

RaHV2 ist auch als Frog Virus 4 (FV-4) bekannt und wurde aus dem Urin von Adenokarzinom-tragenden Leopardfröschen (Rana pipiens) isoliert (Rafferty 1965 ^[21]). RaHV2 unterscheidet sich deutlich von RHV1, da er bei Fröschen keine Tumore auslöst. Bis auf das Auftreten massiver Ödeme bei Fröschen, die dem Virus als Kaulquappen ausgesetzt waren, sind keine Ausbrüche oder Krankheiten im Zusammenhang mit einer RaHV2-Infektion dokumentiert worden (Rafferty 1967 ^[22], McKinnell 1973 ^[23]). RaHV2 wird bisher nur mit Leopardfröschen in Verbindung gebracht (Encyclopedia of Virology 4^th Edition ^[20]). Ohne RaHV1 wäre das Urin der Leopardfrösche nicht untersucht worden und RaHV2 heute vermutlich noch unbekannt.

Interview mit PD Dr. med. vet. F. Origgi (24. August 2021)

Ist der Eisfrosch (Lithobates sylvaticus) nicht betroffen von RaHV1?
„Zur Anfälligkeit vom Eisfrosch (L. sylvaticus) für RaHV1 liegen meines Wissens keine spezifischen Informationen vor.“

Können der Grasfrosch (Rana temporaria) oder andere Arten in Europa von RaHV1 betroffen sein? Wurde das schon getestet?
„Dies ist eine gute Frage. Ich denke, die definitive Antwort würde aus einer Übertragungsstudie kommen.“

Haben Sie dem ICTV ( Internationale Komitee für die Taxonomie von Viren) bereits einen Vorschlag unterbreitet, BfHV1 als Batrachovirus aufzulisten? Falls ja, warum wurde es noch nicht als Batrachovirus aufgelistet? Falls nein, warum haben Sie den Vorschlag noch nicht eingereicht?
„Dies wird derzeit ausgearbeitet. Ich habe vor, den Vorschlag in Kürze dem ICTV vorzulegen.“

Was denken Sie zum Risiko, dass sich die Batrachoviren innerhalb des Wirtes rekombinieren?
„Es ist bekannt, dass Herpesviren in der Lage sind, eine homologe Rekombination zu durchlaufen, jedoch haben wir meines Wissens (noch) keine Beweise dafür, dass dies bei Batrachoviren auftritt.“

Quellenverzeichnis

[1] F. C. Origgi, B. R. Schmidt, P. Lohmann, P. Otten, R. K. Meier, S. R. R. Pisano, G, Moore-Jones, M. Tecilla, U. Sattler, T. Wahli, V. Gaschen, M. H. Stoffel, 2018: Bufonid herpesvirus 1 (BfHV1) associated dermatitis and mortality in free ranging common toads (Bufo bufo) in Switzerland. Sci Rep 8, 14737 (2018). link

[2] T. Eisenberg, HP. Hamann, C. Reuscher, A. Kwet, K. Klier-Heil, B. Lamp, 2021: Emergence of a bufonid herpesvirus in a population of the common toad Bufo bufo in Germany. Dis Aquat Organ. 2020 Jun 3;145:15-20. link

[3] B. R. Schmidt, 2018: Auch Frösche und Kröten können am Herpesvirus erkranken. PowerPoint Presentation der Koordinationsstelle für Amphibien- und Reptilienschutz in der Schweiz link

[4] M. David, 2013: Schwärzepilz bei Erdkröten am Niederrhein entdeckt. Feldherpetologisches Magazin. 20, 249 (2013).

[5] F. C. Origgi, B. R. Schmidt, P. Lohmann, P. Otten, E. Akdesir, V. Gaschen, L. Aguilar-Bultet, T. Wahli, U. Sattler, M. H. Stoffel, 2017: Ranid Herpesvirus 3 and Proliferative Dermatitis in Free-Ranging Wild Common Frogs (Rana Temporaria). Vet Pathol. 2017 Jul;54(4):686-694. link

[6] L. H. V. Franklinos, J. R. Fernandez, H. B. Hydeskov, K. P. Hopkins, D. J. Everest, A. A. Cunningham, B. Lawson, 2018: Herpesvirus skin disease in free-living common frogs Rana temporaria in Great Britain. Dis Aquat Organ. 2018 Aug 14;129(3):239-244. link

[7] F. C. Origgi, P. Otten, P. Lohmann, U. Sattler, T. Wahli, A. Lavazza, V. Gaschen, M. H. Stoffel, 2021: Herpesvirus-Associated Proliferative Skin Disease in Frogs and Toads: Proposed Pathogenesis. Vet Pathol. 2021 Jul;58(4):713-729. link

[8] F. Mutschmann, D. Schneeweiss, 2008: Herpes-Virus-Infektionen bei Pelobates fuscus und anderen Anuren im Berlin-Brandenburger Raum. Rana. 2008;5:113–118

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[16] R. G. McKinnell, 1967: Evidence for seasonal variation in incidence of renal adenocarcinoma in Rana pipiens. J. Minn. Acad. Sci. 34:173-175 link

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[19] C. L. Densmore, D. E. Green, 2007: Diseases of Amphibians. ILAR Journal, Volume 48, Issue 3, 2007, Pages 235–254 link

[20] D. Bamford, M. Zuckermann, 2021: Encyclopedia of Virology 4^th Edition, Chapter: Fish and Amphibian Alloherpesviruses (Herpesviridae); Page 307 link

[21] K. A. Rafferty Jr., 1965: The cultivation of inclusion-associated viruses from Lucke ́tumor frogs. Ann N Y Acad Sci. 1965;126(1):3–21 link

[22] K. A. Rafferty Jr., 1967: The biology of spontaneous renal carcinoma of the frog. In: King JS, ed. Renal Neoplasia. Boston, MA: Little, Brown; 1967:311–315.

[23] R. G. McKinnell, 1973: The Lucke ́ frog kidney tumor and its herpesvirus. American Zoologist. 1973;13(1):97–114 link