RNA-Viren: Welche Infektionskrankheiten lösen sie aus?

RNA-Viren im Überblick

Es gibt DNA-Viren und RNA-Viren. RNA-Viren kommen häufiger vor als Viren, deren Erbgut aus DNA besteht. RNA-Viren sind Viren, deren Erbmaterial (Genom) aus Ribonukleinsäure besteht. Die Ribonukleinsäure spielt bei der Umsetzung der Erbinformation in Proteine eine essenzielle Rolle. Die RNA eines Virus enthält alle genetischen Informationen, die das Virus benötigt, um sich in Wirtszellen zu vermehren. Die RNA liegt fast immer als Einzelstrang, selten auch als Doppelstrang vor. RNA-Viren mutieren häufiger als DNA-Viren und verändern sich deshalb besonders schnell.

Wie bei DNA-Viren wird das Genom bei den RNA-Viren schützend von einer Struktur aus Proteinen umlagert: dem Kapsid. Bei manchen RNA-Viren ist das Kapsid außerdem zusätzlich von einer Hülle umgeben. Die Symmetrie des Kapsids sowie das Vorhandensein oder Fehlen einer Hülle dienen als weitere Kriterien, mit denen Fachleute die RNA-Viren einteilen.

Bei unbehüllten Viren wie den Noroviren ist die Struktur aus Proteinen dafür zuständig, das Virus an die Wirtszelle zu binden. Sie lassen sich meist nur durch spezielle Desinfektionsmittel (dann steht drauf: viruzid) beseitigen. Unbehüllte Viren verlassen eine Zelle stets durch Zerstörung.

Bei behüllten Viren wie zum Beispiel den Corona- und den Influenzaviren liegt eine zusätzliche Lipidschicht vor, die empfindlich gegenüber Desinfektionsmitteln (begrenzt-viruzid) ist. Aus der Hülle heraus ragen Proteine, sogenannte Spikes, die es dem Virus ermöglichen, an Zellen zu binden. Behüllte Viren können die Zelle verlassen, ohne sie zu zerstören. Auf diese Weise unterwandern sie leichter das Immunsystem. Die meisten neuen Viren sind behüllte Viren und häufig besonders gefährlich. Für einige RNA-Viren stehen Impfstoffe zur Verfügung.

Zu den RNA-Viren zählen mehrere Virusfamilien. Zu den wichtigsten RNA-Viren, die auch beim Menschen Infektionskrankheiten hervorrufen, gehören unter anderem:

• Picornaviren (z. B. Polio-Virus)
• Hepeviren (z. B. Hepatitis-E-Virus)
• Reoviren (z. B. Rotavirus)
• Coronaviren (z. B. SARS-Virus)
• Togaviren (z. B. Röteln-Virus)
• Flaviviren (z. B. FSME-Virus, Dengue-Virus)
• Arenaviren (z. B. Lassa-Virus)
• Filoviren (z. B. Ebola-Virus oder Marburgvirus)
• Retroviren (z. B. HIV)
• Bunyaviren (z. B. Hanta-Virus)

Um sich in einer Wirtszelle zu vermehren, nutzen RNA-Viren genauso wie die DNA-Viren die Zellmaschinerie der befallenen Zelle aus und zwingen sie förmlich, neue Viruspartikel herzustellen.

RNA-Viren: Picornaviren, Caliciviren & Hepeviren 

Picornaviren (Picornaviridae)

Die Familie der Picornaviren (Picornaviridae) beinhaltet mit die kleinsten RNA-Viren. Von dieser Eigenschaft leitet sich auch ihr Name ab (ital. pico = klein). 

Picornaviren kommen weltweit vor und werden durch Schmier- oder Tröpfcheninfektion übertragen. Die Infektionen verlaufen bei Menschen und Tieren meist ohne Symptome. Kommt es zu einer Erkrankung durch Picornaviren, können die Atemwege, der Magen-Darm-Trakt oder das zentrale Nervensystem betroffen sein.

Enteroviren

Enteroviren sind säureresistent und überstehen eine Passage durch den Magen daher größtenteils schadlos. Sie vermehren sich im Darm und auch im Nasenrachenraum. Infizierte Personen scheiden die Viren mit dem Stuhl aus – diese sind auch im Abwasser noch lange nachweisbar. Enteroviren kommen weltweit beim Menschen vor sowie auch bei Nagetieren, Schweinen, Rindern und Affen. Meist werden Enteroviren durch Tröpfchen- und Schmierinfektionen übertragen.

Eine Infektion verläuft jedoch in den meisten Fällen ohne Beschwerden oder äußert sich in Magen-Darm-Beschwerden. Bei den Enteroviren verursachen vor allem vier verschiedene Arten Erkrankungen beim Menschen:

• Polio-Virus: Kinderlähmung (Poliomyelitis)
• Coxsackie-A-Viren: u.a. Atemwegsinfektionen, Lungenentzündung bei Säuglingen, Hirnhautentzündung
• Coxsackie-B-Viren: u.a. Durchfall, Hirnhautentzündung, Herzmuskelentzündung
• ECHO-Viren (enteric cytopathogenic humanorphan): Entzündung der Bronchiolen (Verästelung der unteren Atemwege), Lungenentzündung, Hirnhautentzündung

Rhinoviren

Rhinoviren zählen zu den Enteroviren und führen beim Menschen zu Schnupfen. Sie werden vor allem über virenbehaftete Hände (Nasensekret) und Gegenstände übertragen oder durch Tröpfcheninfektion (also beim Niesen, Sprechen oder etwa Husten). Vom Zeitpunkt der Infektion bis zum Ausbruch der ersten Symptome vergehen in der Regel etwa ein bis vier Tage.

Caliciviren (Caliciviridae)

Caliciviren (Caliciviridae) besitzen einzelsträngige RNA und haben keine Hülle. Ihr Name leitet sich von den kelchförmigen Vertiefungen ab, die sich auf der Oberfläche finden (lat. calix = Kelch). Virale Infektionen mit Caliciviren führen vor allem zu Magen-Darm-Beschwerden wie einer Magen-Darm-Grippe (Gastroenteritis).

Zu den Caliciviren gehört das Norovirus, das durch Schmierinfektionen und durch verunreinigte Lebensmittel auf den Menschen übertragen wird. Eine Norovirus-Infektion kann innerhalb von 24 Stunden zu heftiger Übelkeit, Durchfall und Erbrechen führen.

Hepeviren (Hepeviridae)

Hepeviren (Hepeviridae) besitzen keine Hülle. Für den Menschen hat in dieser Viren-Familie das Hepatitis-E-Virus (HEV) als Krankheitserreger Bedeutung. Das Virus wird hauptsächlich durch fäkal-orale Schmierinfektionen übertragen und kommt gehäuft in Ländern mit schlechter Hygienesituation vor.

RNA-Viren: Reoviren, Coronaviren & Togaviren

Reoviren (Reoviridae)

Reoviren (Reoviridae) sind hüllenlos und besitzen doppelsträngige RNA. Sie kommen weltweit vor und werden durch Schmier- und Tröpfcheninfektionen übertragen. Der Wortteil Reo- leitet sich vom englischen Begriff "respiratory enteric orphan" her und weist darauf hin, dass Reoviren unterschiedliche Krankheitsbilder im Bereich der Atemwege ("respiratory") und des Darmtrakts ("enteric") hervorrufen können. In manchen Fällen läuft eine Infektion mit Reoviren jedoch auch ohne weitere Beschwerden ab.

Für den Menschen sind vor allem die Gattungen Rotavirus und Coltivirus von Bedeutung. Rotaviren rufen vor allem bei Säuglingen und Kleinkindern Darmerkrankungen hervor. Vertreter der Gattung der Coltiviren sind dagegen für das Colorado-Zeckenfieber verantwortlich, das sich unter anderem in einer schweren Fiebererkrankung äußert.

Coronaviren (Coronaviridae)

Bei den Coronaviren (Coronaviridae) handelt sich um Viren mit einer Hülle und einer einzelsträngigen RNA. Sie tragen an ihrer Oberfläche kranz- oder blütenartige Strukturen, woraus sich ihr Name ableitet (lat. corona = Kranz).

Coronaviren werden vor allem durch Schmier- und Tröpfcheninfektion übertragen. Beim Menschen verursachen Coronaviren hauptsächlich Beschwerden des Magen-Darm-Trakts (z. B. Magen-Darm-Grippe) sowie Erkrankungen der oberen Atemwege (z. B. Schnupfen). Zu den Coronaviren gehören auch das Virus SARS-Coronavirus (SARS-CoV), welches beim Menschen zu SARS (schweres akutes respiratorisches Syndrom) sowie SARS-CoV-2, das Covid-19 auslösen kann.

Togaviren (Togaviridae)

Togaviren (Togaviridae) haben ein zwanzigflächiges Kapsid (Ikosaeder) und besitzen eine Hülle. Das Kapsid enthält eine einzelsträngige RNA. Togaviren kommen weltweit in wasserreichen und eher tropischen Gebieten vor. Hauptüberträger der Viren sind Mücken und Zecken.

Togaviren führen meist zu fiebrigen Erkrankungen mit Hautausschlägen, Entzündungen mehrerer Gelenke, Hirnhautentzündungen und hämorrhagischen Fieber. Für den Menschen sind vor allem die beiden Gattungen Alphavirus und Rubivirus von Bedeutung.

Alphavirus

Die Gattung Alphavirus beinhaltet mehr als 20 verschiedene Arten und wird vor allem durch Mücken übertragen. Die durch Alphaviren verursachten Erkrankungen treten oft regional und sporadisch auf. Eine Infektion führt meist zu fieberhaften Beschwerden oder einer Gehirnentzündung (Enzephalitis). Erkrankungen durch Alphaviren kommen hauptsächlich in tropischen und subtropischen Ländern vor, wie in Nord- und Südamerika, Afrika, Teilen Asiens und Australiens.

Rubivirus

Der einzige Vertreter der Gattung Rubivirus ist das Rubella- oder Röteln-Virus, welches besonders bei Kindern und Jugendlichen zu Röteln führen kann. Eine Infektion mit dem Rubellavirus in der Schwangerschaft kann zu schweren Missbildungen beim Embryo (Embryopathie) führen.

RNA-Viren: Flaviviren, Arenaviren & Filoviren

Flaviviren (Flaviviridae)

Das Kapsid der Flaviviren (Flaviviridae) ist umhüllt und enthält einzelsträngige RNA. Die Gruppe der Flaviviren beinhaltet über fünfzig Vertreter. Etwa die Hälfte kann Erkrankungen beim Menschen auslösen. Flaviviren werden durch Mücken und Zecken auf den Menschen übertragen. Eine Übertragung der Flaviviren von Mensch zu Mensch ist dagegen selten. Da die Krankheiten an die Überträger gebunden sind, kommen sie zwar weltweit vor, jedoch örtlich begrenzt (endemisch) und nur gelegentlich (sporadisch).

Die Erkrankungen reichen von leichten grippeähnlichen Symptomen, bis hin zu Hirnhautentzündungen und Blutungen mit schwerem, oft tödlichem Verlauf. Für den Menschen sind die beiden Gattungen Flavivirus und Hepacivirus als Krankheitserreger von Bedeutung.

Flavivirus

Die bekanntesten Vertreter aus der Gattung Flavivirus sind das FSME-Virus, das bei Menschen zur Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME) führt, sowie das Gelbfieber-Virus und das Dengue-Virus.

Einige Vertreter der Flaviviren

Hepacivirus

Der wichtigste Vertreter aus der Gattung Hepacivirus ist das Hepatitis-C-Virus (HCV). Dieses wird vor allem durch kontaminiertes Blut übertragen, zum Beispiel bei Bluttransfusionen oder beim sogenannten "Needle-Sharing" von Drogenabhängigen. Hepatitis C ist die häufigste Form der durch Transfusionen entstehenden Hepatitis-Erkrankungen.

Arenaviren (Arenaviridae)

Arenaviren (Arenaviridae) besitzen eine einzelsträngige RNA, die im Virus in zwei ringförmigen Segmenten vorliegt. Beide RNA-Segmente sind von einem ringförmigen Kapsid umschlossen. Die Viren besitzen außerdem eine Hülle. Im Inneren des Virus sind unter dem Elektronenmikroskop Körnchen sichtbar, bei denen es sich um Ribosomen der Wirtszelle handelt.

Arenaviren werden vor allem über die Exkremente von Nagern (Hausmäuse) auf den Menschen übertragen. Allerdings sind auch direkte Infektionen von Mensch zu Mensch möglich. Die durch Arenaviren verursachten Erkrankungen führen zu grippeähnlichen Beschwerden. Es kommen aber auch schwere Verläufe mit atypischen Lungenentzündungen, Blutungen oder Beteiligung des zentralen Nervensystems vor. Bekanntester Vertreter der Arenaviren ist das Lassa-Virus.

Filoviren (Filoviridae)

Filoviren (Filoviridae) sind behüllt und besitzen ein helikales Kapsid, in dem sich einzelsträngige RNA befindet. Für den Menschen sind vor allem die beiden Gattungen Marburg-Virus und Ebola-Virus von Bedeutung, die häufig tödlich verlaufenden Erkrankungen mit schwerem Fieber und heftigen Blutungen führen können.

RNA-Viren: Orthomyxoviren & Paramyxoviren

Orthomyxoviren (Orthomyxoviridae)

Orthomyxoviren (Orthomyxoviridae) besitzen ein helikales Kapsid, das einzelsträngige RNA enthält und eine Hülle. Zur Gruppe der Orthomyxoviren gehört zum Beispiel das Grippe-Virus (Influenzavirus), das zu weltweiten Grippewellen führen kann.

Paramyxoviren (Paramyxoviridae)

Paramyxoviren (Paramyxoviridae) besitzen eine Hülle und ein helikales Kapsid. Das Kapsid enthält einzelsträngige RNA. Paramyxoviren werden durch Tröpfcheninfektion übertragen. Von den Paramyxoviren lösen vor allem

• Respirovirus,
• Rubulavirus,
• Morbillivirus und
• Pneumovirus

beim Menschen Erkrankungen unterschiedlicher Art aus.

Respirovirus

Rubulavirus

Morbillivirus

Pneumovirus

RNA-Viren: Rhabdoviren & Retroviren

Rhabdoviren (Rhabdoviridae)

Rhabdoviren (Rhabdoviridae) sind von einer Hülle umgeben und besitzen einzelsträngige RNA, die von einem helikalen Kapsid geschützt wird. Vor allem die beiden Gattungen Lyssavirus und Vesikulovirus können beim Menschen zu Erkrankungen führen.

Lyssavirus

Vesikulovirus

Retroviren (Retroviridae)

Retroviren (Retroviridae) sind umhüllte, kugelförmige Viren mit einer einzelsträngigen RNA. Die Viren transportieren im Viruspartikel außerdem das Enzym Reverse Transkriptase. Im Rahmen des Vervielfältigungsprozesses wird die RNA mithilfe der Reversen Transkriptase in eine DNA-Zwischenstufe überführt, die in die DNA der Wirtszelle eingebaut wird.

Bei den Retroviren führen vor allem die beiden Gattungen Deltaretrovirus und Lentivirus zu Erkrankungen. Bei Lentiviren kann die Zeit von der Infektion bis zum Ausbruch der Erkrankung mitunter Jahre dauern. Die Erkrankung selbst hat meist auch einen langsamen, chronischen Verlauf. Bekanntester Vertreter der Lentiviren ist das humane Immundefizienz-Virus (HIV), das zu AIDS führen kann.