In einer umfassenden Querchnittsstudie, die von 2020 bis 2023 durchgeführt wurde, untersuchten wir die Exposition von Flughunden im Senegal gegenüber dem Chikungunya-Virus (CHIKV). Unsere Ergebnisse zeigen eine serologische Prävalenz von 13,3 % (89 von 671 untersuchten Tieren), was auf eine natürliche Exposition dieser Tiere gegenüber dem Virus hindeutet. Besonders betroffen waren die Arten Eidolon helvum (18,3 %) und Epomophorus gambianus (13,7 %). Diese Erkenntnisse sind entscheidend für das Verständnis der Übertragungszyklen von Arboviren in Westafrika und die potenziellen zoonotischen Risiken.
Hintergrund: Das Chikungunya-Virus und seine Übertragung
Das Chikungunya-Virus (CHIKV) ist ein Alphavirus, das durch Mücken übertragen wird und in den letzten zwei Jahrzehnten über 10 Millionen Infektionen in mehr als 125 Ländern und Gebieten verursacht hat. Die Krankheit ist durch akute und chronische Symptome gekennzeichnet und kann in einigen Fällen zu neurologischen Komplikationen und tödlichen Verläufen führen. Die Hauptübertragung auf den Menschen erfolgt durch die Mückenarten Aedes aegypti und Aedes albopictus in einem städtischen Zyklus, der durch den Menschen verstärkt wird. In Afrika existieren jedoch auch angestammte, endemische Zyklen, die verschiedene Baumstechmückenarten einbeziehen und auf verschiedene Primaten sowie potenziell andere Wirte übergreifen können. Die Rolle von Altwelt-Flughunden (Pteropodidae) bei der CHIKV-Übertragung in Westafrika ist bisher wenig erforscht.
Methodik der Studie im Kédougou-Region
Unsere Untersuchung konzentrierte sich auf die Kédougou-Region im Südosten des Senegal, eine Region, in der das CHIKV endemisch vorkommt und in der es in der Vergangenheit zu Ausbrüchen gekommen ist, jedoch ohne durch Ae. aegypti verstärkte Epidemien (A. Padane et al., unveröffentlichte Daten). Zwischen dem 23. Oktober 2020 und dem 4. März 2022 sammelten wir Blutproben von Flughunden an fünf verschiedenen Standorten in dieser Region. Die Identifizierung der Tiere erfolgte anhand ihrer äußeren Merkmale. Alle Serumproben wurden (im Verdünnungsverhältnis 1:100) doppelt mittels eines In-house-ELISA auf das Vorhandensein von CHIKV-IgG-Antikörpern getestet. Als Antigen diente ein rekombinantes Envelope-2-Protein, und als Sekundärantikörper wurde ein Anti-Fledermaus-Antikörper verwendet. Der Grenzwert für positive Ergebnisse wurde als Mittelwert der Negativkontrollen (nicht infizierte Mäuse) plus dem dreifachen Standardabweichung definiert. Alle gesammelten Tiere waren zum Zeitpunkt der Probennahme erwachsen und schienen gesund zu sein. Sämtliche Verfahren wurden gemäß den Genehmigungen des Nationalen Ethikkomitees für Forschung des Senegal und des Institutional Animal Care and Use Committee der University of Texas Medical Branch durchgeführt.
Ergebnisse: Seroprävalenz und betroffene Arten
Wir analysierten Blutproben von insgesamt 671 Flughunden, die 13 verschiedenen Arten aus 6 Familien angehörten. Die Art Epomophorus gambianus machte mit 68,7 % (461 von 671) den größten Anteil der gefangenen Exemplare aus, gefolgt von Micropteropus pusillus (13,1 %) und Eidolon helvum (12,1 %). Bei 13,3 % (89 von 671) der getesteten Flughunde wurden IgG-Antikörper gegen das CHIKV-Envelope-2-Protein nachgewiesen. Die Untersuchungen zeigten, dass die am häufigsten seropositiven Fledermausarten in vier der fünf analysierten Standorte E. helvum (18,3 %, 15/82), E. gambianus (13,7 %, 63/461) und M. pusillus (8 %, 7/88) waren. Die Standorte mit der höchsten Seroprävalenz waren Ndebou (20,9 %, 18/86) und Samecouta (18,4 %, 58/316). Die CHIKV-Seropositivitätsraten waren sowohl in den 2020 (13,7 %, 17/124) als auch in den 2021 (13,2 %, 72/325) gesammelten Proben konsistent. Ebenso waren die Raten zwischen männlichen (14,2 %, 69/485) und weiblichen (13,2 %, 19/144) Tieren ähnlich.
Abbildung der Serosurvey des CHIKV in der Kédougou-Region, Senegal. A) Lage der Kédougou-Region (dunkelgelb) innerhalb des Senegal (hellgelb). B) Farbbalken zeigen den Anteil der Fledermäuse, die an jedem Fangort positiv auf CHIKV-IgG getestet wurden. Jede Farbe entspricht einer bestimmten Fledermausart, wie im Schlüssel über dem Diagramm angegeben. CHIKV, Chikungunya-Virus.
Implikationen für das Verständnis von Arboviren-Zyklen
Wir identifizierten IgG-Antikörper spezifisch für CHIKV bei fünf Fledermausarten in mehreren ländlichen Gebieten der Kédougou-Region im Südosten des Senegal, und das noch vor dem Ausbruch im Jahr 2023 (A. Padane et al., unveröffentlichte Daten). Flughunde sind dafür bekannt, wilde, ländliche und städtische Zonen zu durchqueren und besitzen biologische Merkmale, die sie zu geeigneten Wirten und Verstärkern für verschiedene neu auftretende Viren machen, einschließlich der Ausbreitung über große geografische Gebiete, die mit Migrationen verbunden ist. CHIKV wurde zuvor bereits aus Scotophilus-Arten von Flughunden im Senegal isoliert. Experimentelle Infektionen von Eptesicus fuscus-Flughunden mit CHIKV zeigten eine anhaltende Virämie, gefolgt von einer Produktion neutralisierender Antikörper ohne offensichtliche klinische Anzeichen, was auf eine Rolle als verstärkender Wirt und Reservoirwirt hindeutet. Andere Haus- und Wildtiere (z. B. Vögel und Nutztiere) scheinen CHIKV nicht effektiv zu verstärken. Eine Studie zeigte, dass 36 % (15 von 42) der Flughunde, die in der Nähe menschlicher Siedlungen gefangen wurden, nach einem anfänglichen Ausbruch auf der Insel Grenada positiv auf CHIKV getestet wurden, was darauf hindeutet, dass CHIKV auch Flughunde während durch den Menschen verstärkter Ausbrüche infizieren kann. Eine andere Studie ergab, dass nur 0,7 % (2 von 303) der Rousettus aegyptiacus-Flughunde in Uganda neutralisierende Antikörper gegen CHIKV aufwiesen.
Einschränkungen und zukünftige Forschungsrichtungen
Zusammenfassend deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass die Arten E. gambianus, E. helvum und M. pusillus im endemischen Zyklus in Westafrika mit CHIKV infiziert werden. Zu den Einschränkungen unserer Studie gehört das Fehlen spezifischerer neutralisierender Antikörpertests, da nur begrenzte Blutvolumina gesammelt wurden. Dies birgt das Risiko von Kreuzreaktionen mit anderen zirkulierenden Alphaviren in der Region, insbesondere dem O’nyong-nyong-Virus. Dennoch sind E. gambianus-Flughunde, im Gegensatz zu den stark wandernden E. helvum-Tieren, selten für weite Wanderungen bekannt. Dies legt nahe, dass die hohe Seropositivität unwahrscheinlich auf eine Kreuzreaktion mit dem O’nyong-nyong-Virus zurückzuführen ist, einem Virus, das in Westafrika selten nachgewiesen wird. Die begrenzten Blutprobenvolumina verhinderten auch molekulare Tests (z. B. Reverse-Transkriptions-PCR) zur Identifizierung aktiver CHIKV-Infektionen. Zukünftige Untersuchungen sollten sich auf den direkten Virusnachweis und die Isolierung aus Flughunden konzentrieren. Darüber hinaus konnten wir trotz der serologischen Daten, die auf vergangene Expositionen hindeuten, das Timing der CHIKV-Infektion bei den untersuchten Tieren nicht bestimmen. Das Wiederauffangen von Flughunden, insbesondere während interepidimischer Perioden, würde wertvolle Einblicke in die Infektionsdynamik und das Reservoirpotenzial liefern. Schließlich sind experimentelle Infektionen der hochseropositiven Fledermausarten notwendig, um festzustellen, ob sie eine Virämie in ausreichendem Maße entwickeln, um an der Mückenübertragung teilzunehmen.
Zusammenfassend stärkt unsere Studie die Evidenz für eine natürliche CHIKV-Exposition bei einigen Altwelt-Flughundarten in Westafrika. Dieses Wissen ist von unschätzbarem Wert für die Entwicklung von Strategien zur Überwachung und Kontrolle von Arboviren in der Region.