Hepatitis E virus: isolation of porcine virus strains and characterization of serum antibodies

Gremmel, Nele

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Hepatitis E virus : isolation of porcine virus strains and characterization of serum antibodies

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Das Hepatits-E-Virus (HEV) ist verantwortlich für etwa 3,3 Millionen symptomatische Infektionen beim Menschen und etwa 44.000 Todesfälle pro Jahr. Das einzelsträngige, quasi-umhüllte RNA-Virus gehört zur Familie der Hepeviridae und mindestens vier der acht Genotypen innerhalb der Virusspezies Paslahepevirus balayani können Menschen infizieren. Hausschweine und Wildschweine gelten als die wichtigsten Reservoirwirte. In diesem Projekt war sowohl möglich Wildschwein-Serum- und Leberproben mit den bereits etablierten ELISA- und RT-qPCR-Verfahren zu untersuchen als auch neutralisierende Eigenschaften von anti-HEV-Antikörpern zu charakterisieren und die Infektiosität des Virus mit einem neu etablierten Zellkultursystem zu bestimmen. Dabei wurden 13 von 222 Wildschweinleberproben mittels RT-qPCR positiv auf HEV RNA getestet, was einer Rate von 5,9% infizierter Tiere entspricht. Insgesamt wurden 16 Wildschweinlebern und zwei Organproben von Hausschweinen in Versuche einbezogen, durch welche 15 porzine HEV-Stämme isoliert werden konnten. Eine hohe Viruslast und Virustiter von 10⁴ FFU/ml wurden im Zellkulturüberstand nachgewiesen. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Mehrzahl der hier untersuchten RNA-positiven Proben noch infektiöses Virus enthält. Mittels ELISA wurde anhand von 343 untersuchten Wildschwein-Seren eine HEV-Seroprävalenz von 19% nachgewiesen. Diese Seren zeigten im Neutralisationstest eine gute Korrelation zwischen den ELISA-Ergebnissen und den berechneten Neutralisationstitern ND₅₀. Des Weiteren wurden zum Zeitpunkt der Serokonversion in experimentell infizierten Schweinen neutralisierende Antikörper nachgewiesen. Das Zellkultursystem zur Virusisolierung kann Grundlage für weitere risikobewertende Untersuchungen von RNA-positiven Fleischprodukten sein. Darüber hinaus wurden Erkenntnisse über neutralisierende Eigenschaften von Schweineantikörper gewonnen, wobei der Neutralisationstest detaillierte Studien zur humoralen Immunantwort ermöglicht.

The hepatits E virus (HEV) is responsible for approximately 3.3 million symptomatic human infections and roughly 44,000 deaths every year. The single-stranded, quasi-enveloped RNA virus belongs to the family Hepeviridae and at least four of the eight genotypes within the species Paslahepevirus balayani can infect humans. Domestic pigs and wild boar are considered the main reservoir hosts. In this project, it was not only possible to investigate wild boar serum and liver samples by previously established ELISA and RT-qPCR, but also to characterize the neutralizing properties of anti-HEV antibodies and to determine the virus’s infectivity using a newly established cell culture system. Here, 13 of 222 wild boar liver samples were determined as HEV RNA positive by RT-qPCR, indicating a rate of 5.9 % infected animals. A total of 16 wild boar livers and two domestic pig organ samples were included in the isolation experiments, resulting in 15 succesfully isolated porcine HEV strains. High viral loads and viral titers of 10⁴ FFU/mL were detected in the cell culture supernatant. These results prove that the majority of RNA-positive samples still contain infectious hepatitis E viral particles. With ELISA, an HEV seroprevalence of 19% was detected in 343 examined wild boar sera. In the neutralization assay these sera revealed good correlation between the ELISA results and the calculated neutralization titers ND₅₀. Furthermore, high neutralization capacities were observed for antibodies from experimentally infected pigs at the time point of seroconversion. The cell culture based method for virus istolation will pave the way for future experiments addressing the infection risk arising from RNA-positive meat products. Furthermore, insight into neutralizing properties of porcine antibodies following an HEV infection was obtained and the neutralization assay will allow detailed studies concerning the humoral immune response.