Marburgvirus & Ebolavirus: Arten, Vergleich

Ebolavirus/Marburgvirus

Ebolaviren und Marburgviren gehören zur Familie der Filoviridae. Es handelt sich um einzelsträngige RNA-Viren RNA-Viren Viren: Merkmale, Aufbau und Vermehrung mit negativer Polarität, die eine charakteristische filamentöse, pleomorphe Morphologie aufweisen. Die Übertragung erfolgt hauptsächlich durch Kontakt mit infzierten Sekreten. Die beiden Viren verursachen ähnliche Krankheiten mit grippeähnlichen Symptomen, Durchfall Durchfall Durchfall (Diarrhö), Blutungen, Multiorganversagen und Schock Schock Schock: Überblick. Die Diagnose erfolgt mittels PCR, Antigennachweis und Serologie können zur Bestätigung dienen. Die Therapie ist hauptsächlich supportiv, im Rahmen von Ausbrüchen erfolgt allerdings auch der experimentelle Einsatz von monoklonalen Antikörpern.

Redaktionelle Verantwortung: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Inhalt

Diagnostik und Therapie

Vergleich von viralen hämorrhagischen Fiebern

Differenzialdiagnosen

Quellen

Kostenloser
Download

Lernleitfaden
Medizin ➜

Mit Video-Repetitorien von Lecturio kommst du sicher
durch Physikum, M2 und M3.

Kostenlos testen

Klassifikation

RNA-Viren Flussdiagramm Klassifizierung — Identifikation von RNA-Viren:
Viren können auf viele Arten klassifiziert werden. Die meisten Viren haben jedoch ein Genom, das entweder aus DNA oder RNA besteht. RNA-Genom-Viren können außerdem durch eine einzel- oder doppelsträngige RNA gekennzeichnet sein. “Behüllte” Viren sind von einer dünnen Hülle aus Zellmembranen umgeben (die in der Regel von der Wirtszelle stammt). Fehlt die Hülle, werden die Viren als „unbehüllte” Viren bezeichnet. Viren mit einzelsträngigen Genomen haben eine positive Polarität, wenn das Genom direkt als mRNA eingesetzt wird, die in Proteine übersetzt wird. Einzelsträngige Viren mit negativer Polarität verwenden die RNA-abhängige RNA-Polymerase, ein virales Enzym, um ihr Genom in mRNA umzuschreiben.

Bild von Lecturio. Lizenz: CC BY-NC-SA 4.0

Allgemeine Merkmale

Taxonomie

Familie: Filoviridae
Gattung Ebolavirus:
- Zaire-Ebolavirus
- Tai-Forest-Ebolavirus
- Sudan-Ebolavirus
- Bundibugyo-Ebolavirus
- Bombali-Ebolavirus
- Reston-Ebolavirus (verursacht beim Menschen keine Krankheit)
Gattung Marburgvirus: Marburgvirus

Grundlegende Merkmale der Ebola- und Marburg-Viren

RNA-Virus:
- Nicht segmentiert
- Negative Polarität
- Einzelsträngig
Struktur und Morphologie:
- Helikales Nukleokapsid
- Lipidmembran
- Fadenförmig
- Pleomorphe Form:
  - “6”-förmig
  - “U”-förmig
  - Zirkulär

Electron Micrograph of an Ebola virus virion — Elektronenmikroskopische Aufnahme eines Ebola-Virus-Virus:
Beachten Sie die fadenförmige Struktur.
Bild: “Ebola-Virus-Virion” von Cynthia Goldsmith. Lizenz: Public Domain

Electron micrograph of Marburg virus virions — Elektronenmikroskopische Aufnahme eines Ebola-Virus-Virus:
Beachten Sie die fadenförmige Struktur.
Bild: “Ebola-Virus-Virion” von Cynthia Goldsmith. Lizenz: Public Domain

Assoziierte Krankheit

5 Arten des Ebolavirus verursachen das Ebolafieber (auch Ebola virus disease, EVD).
Das Marburg-Virus verursacht das Marburgfieber (auch Marburg virus disease, MVD), früher bekannt als hämorrhagisches Marburg-Fieber.

Epidemiologie

Ebolafieber

Die meisten Ausbrüche haben ihren Ursprung in Afrika südlich der Sahara.
Jede Altersgruppe kann infiziert werden.
Infektionen unabhängig von ethnischer Herkunft und Sexualität
Sterblichkeitsrate (variiert zwischen den Ausbrüchen): ca. 40–90 %

Marburgfieber

Selten
Ausbrüche und sporadische Fälle wurden aus folgenden Ländern gemeldet:
- Angola
- Uganda
- Demokratische Republik Kongo
- Kenia
- Südafrika
Sterblichkeitsrate (variiert zwischen den Ausbrüchen): ca. 23–90 %

Pathogenese

Reservoir

Nicht vollständig bekannt
Möglicherweise Fledermäuse

Wirt

Primaten
Menschen

Übertragung

Von Mensch zu Mensch:
- Direkter Kontakt mit infizierten Körperflüssigkeiten
- Infektionsträger
- Sexueller Kontakt
Von Primaten auf Menschen über infizierte Körperflüssigkeiten
Möglicherweise von Fledermaus zu Mensch

Risikofaktoren des Wirtes

Zu den gefährdeten Berufen gehören:
- Beschäftigte im Gesundheitswesen
- Tierärzt*innen
- Laborant*innen
- Bergleute oder Höhlenforscher*innen, die in Fledermaushöhlen eindringen.
Sexualpartner eines EBD- oder MVD-Überlebenden (Virusausscheidungen können noch Wochen bis Monate nach der Infektion im Sperma persistieren)

Pathophysiologie

Die spezifischen Mechanismen, die der Pathogenität von Ebola- und Marburg-Viren zugrunde liegen, sind noch nicht vollständig geklärt.
Beide Viren dringen durch Schleimhäute ein → greift als erstes Makrophagen Makrophagen Zellen des angeborenen Immunsystems und dendritische Zellen an
Replikation → Tod der infizierten Zellen → Freisetzung neuer Virionen
Ausbreitung in regionale Lymphknoten Lymphknoten Lymphsystem → Replikation → Verbreitung über den Blutkreislauf
Auch hier zielen die Viren auf dendritische Zellen und Makrophagen Makrophagen Zellen des angeborenen Immunsystems (und andere Zelltypen, einschließlich Endothelzellen) in lymphatischem Gewebe ab → Gewebsnekrose:
- Leber Leber Leber
- Milz Milz Milz
- Thymus
Virus verursacht:
- Beeinträchtigte adaptive Immunantwort:
  - Infektion der dendritischen Zellen → unfähig, Antigene zu präsentieren
  - Verlust von Lymphozyten Lymphozyten Lymphozyten
- Freisetzung von entzündlichen Zytokinen aus Makrophagen Makrophagen Zellen des angeborenen Immunsystems → systemische Entzündungsreaktion → kann assoziiert sein mit:
  - GI-Symptomen
  - ↑ Gefäßpermeabilität → diffuses Gefäßleck
  - Multiorganversagen
  - Gerinnungsstörungen

Übertragungswege für das Ebolavirus: Das höchste Übertragungsrisiko besteht bei Kontakt mit Körperflüssigkeiten wie Blut, Stuhl, Sperma, Muttermilch und Speichel. Die infektiösen Flüssigkeiten können auch in Aerosol-Tröpfchen gebildet werden, die ein geringeres Übertragungsrisiko bergen.
Bild von Lecturio

Klinik

Das Ebola- und das Marburgfieber haben ein sehr ähnliches Erscheinungsbild und können schwer zu unterscheiden sein.

Inkubationszeit:
- EVD: 2–21 Tage
- MVD: 5–10 Tage
Erste Anzeichen und Symptome:
- Hohes Fieber Fieber Fieber
- Schüttelfrost
- Kopfschmerzen
- Arthralgie und Myalgie
- Fatigue
- Pharyngitis Pharyngitis Pharyngitis
- Abdominalschmerzen
- Wässrige Diarrhö
- Übelkeit und Erbrechen Erbrechen Erbrechen im Kindesalter
- Konjunktivitis Konjunktivitis Konjunktivitis
- Makulopapulöser Hautausschlag Hautausschlag Generalisierte und lokalisierte Exantheme (kann schuppenförmig werden):
  - Gesicht
  - Torso
  - Obere Extremität
Spätere, schwerere Erscheinungsformen:
- Dehydrierung Dehydrierung Volumenmangel und Dehydration → Hypotonie Hypotonie Hypotonie
- Blutungen:
  - Blutungen aus der Schleimhaut
  - Ekchymosen
  - Nässen aus Venenpunktionsstellen
  - GI-Blutungen
- Neurologisch:
  - Veränderter mentaler Status
  - Hyperreflexie
  - Nackensteifigkeit
  - Gangunsicherheit
  - Krampfanfälle Krampfanfälle Krampfanfälle im Kindesalter
  - Koma Koma Koma
- Bradykardie Bradykardie Bradyarrhythmien
- Atmung:
  - Dyspnoe Dyspnoe Dyspnoe (Atemnot/Luftnot)
  - Hypoxie
  - Atemstillstand
- Hepatitis
- Nierenversagen
- Schock Schock Schock: Überblick
Nach der Genesung können die Patient*innen folgende Symptome aufweisen
- Sehstörungen (z. B. Katarakt Katarakt Katarakt bei Erwachsenen, Uveitis Uveitis Uveitis)
- Gehörverlust
- Veränderungen der Kognition
- Gelenkschmerzen
- Erneute Erkrankung (aufgrund des Fortbestehens des Virus im Körper)

Anzeichen und Symptome von Ebolafieber
Bild: *“Symptoms of ebola” von Mikael Häggström. Lizenz:* CC0 1.0, bearbeitet von Lecturio.

Diagnostik und Therapie

Diagnostik

Die Diagnose des Ebola- und Marburgfiebers in einem frühen Stadium kann schwierig sein (frühe Symptome ähneln anderen, häufigeren Krankheiten). Eine frühzeitige Isolierung von Patient*innen, bei denen der Verdacht auf Ebola- oder Marburgfieber besteht, ist für die Eindämmung eines Ausbruchs allerdings unerlässlich und ein aufmerksames Vorgehen daher entscheidend.

PCR:
- Am häufigsten zur endgültigen Diagnosestellung eingesetzt
- Detektiert virale RNA RNA Die Ribonukleinsäure – Aufbau, Struktur und verschiedene Arten von RNA
Antigennachweis mittels ELISA:
- Detektiert virale Antigene
- Die Ergebnisse müssen durch PCR bestätigt werden.
Serologie:
- ELISA
- Indirekter Fluoreszenz-Antikörper

Therapie

Bislang keine Zulassung einer spezifischen Therapie in Deutschland.
Seit 2020 Zulassung von Inmazaneb und Ebanga gegen Zaire-Ebola durch die FDA
Die Therapie ist im Allgemeinen supportiv:
- I.v.-Hydratation
- Elektrolyt-Ausgleich
- Maschinelle Beatmung bei Atemstillstand
- Fiebersenkende Medikamente (z. B. Paracetamol Paracetamol Paracetamol)
- Analgetika
- Antidiarrhoika Antidiarrhoika Antidiarrhoika (z. B. Loperamid Loperamid Antidiarrhoika)
- Blutprodukte
Im Rahmen von Ausbrüchen experimenteller Einsatz von monoklonalen Antikörpern

Vergleich von viralen hämorrhagischen Fiebern

In der folgenden Tabelle werden verschiedene virale Ursachen für hämorrhagisches Fieber Fieber Fieber verglichen und gegenübergestellt:

Tabelle: Vergleich der viralen hämorrhagischen Fieber Fieber Fieber
Organismus	Ebola-Virus	Gelbfieber-Virus	Hantavirus	Lassa-Virus Lassa-Virus Lassavirus
Familie	Filoviridae	Flaviviridae	Bunyaviridae	Arenaviridae
Merkmale	RNA-Virus: Einzelsträngig Linear Nicht segmentiert Negative Polarität Fadenförmige, pleomorphe Form Behüllt	RNA-Virus: Einzelsträngig Linear Nicht segmentiert Positive Polarität Sphärisch Behüllt	RNA-Virus: Einzelsträngig Linear Segmentiert Negative Polarität Sphärisch Behüllt	RNA-Virus: Einzelsträngig Linear Segmentiert Negative Polarität Sphärisch Behüllt
Übertragung	Direkter Kontakt mit infizierten Sekreten Infektionsträger Kontakt mit infizierten Primaten oder Fledermäusen	Vektor: Stechmücke	Aerosole Kontakt mit Nagetierexkrementen, Urin oder Speichel	Aerosole Direkter Kontakt Verschlucken Exposition gegenüber Blut, Sekreten, Gewebe von infizierten Personen
Klinik	Grippeähnliche Symptome Ausschlag Hämorrhagische Manifestationen Neurologische Manifestationen	Grippeähnliche Symptome Hämorrhagische Manifestationen Hepatische Funktionsstörung ( Ikterus Ikterus Ikterus)	Fieber Fieber Fieber Hämorrhagische Manifestationen Akutes Nierenversagen	Die Mehrzahl der Patient*innen ist asymptomatisch oder hat leichte Symptome. Hämorrhagische Manifestationen Taubheit ist weit verbreitet.
Diagnostik	PCR Nachweis viraler Antigene Serologie	Serologie PCR Virale Kultur	Serologie PCR	Serologie PCR
Therapie	Supportiv Experimentelle Therapie mit monoklonalen Antikörpern	Supportiv	Supportiv	Supportiv Ribavirin

Differenzialdiagnosen

Malaria Malaria Malaria: eine durch Stechmücken übertragene Infektionskrankheit, die durch Plasmodien verursacht wird. Malaria Malaria Malaria äußert sich häufig durch Fieber Fieber Fieber, Rigor, Diaphorese, Ikterus Ikterus Ikterus, Bauchschmerzen, hämolytische Anämie hämolytische Anämie Anämie: Überblick und Formen, Hepatosplenomegalie und Niereninsuffizienz. Zur Diagnostik wird ein Blutausstrich angefertigt. Auch Schnelltests auf Plasmodium-Antigene können durchgeführt werden. Die Therapie erfordert eine langwierige Einnahme mehrerer Malariamedikamente.
Typhus Typhus Typhus (Enterisches Fieber): eine systemische Erkrankung, die durch das gramnegative Bakterium Salmonella enterica Salmonella enterica Salmonellen Serovar Typhi verursacht wird. Zu den Symptomen gehören hohes Fieber Fieber Fieber, Bauchschmerzen, ein rosafarbener Ausschlag und Durchfall Durchfall Durchfall (Diarrhö). Magen-Darm-Blutungen Magen-Darm-Blutungen Gastrointestinale Blutungen (Magen-Darm-Blutungen) sind eine Komplikation einer unbehandelten Infektion. Die Diagnose wird durch eine Kultur bestätigt. Die Behandlung umfasst Fluorchinolone Fluorchinolone Fluorchinolone oder Azithromycin.
Influenza Influenza Influenzaviren/Influenza: eine häufige, selbstlimitierende Virusinfektion, die typischerweise mit Fieber Fieber Fieber, Myalgien, Kopfschmerzen und Symptomen einer Infetkion der oberen Atemwege einhergeht. Bauchschmerzen, Erbrechen Erbrechen Erbrechen im Kindesalter und Durchfall Durchfall Durchfall (Diarrhö) können ebenfalls häufiger bei Kindern auftreten. Hämorrhagische Manifestationen werden nicht beobachtet. Die Diagnose wird durch PCR oder ELISA bestätigt. Die Behandlung ist im Allgemeinen supportiv, obwohl Neuraminidase-Hemmer innerhalb der ersten 48 Stunden der Erkrankung eingesetzt werden können.
Reisedurchfall: eine Art der Gastroenteritis Gastroenteritis Gastroenteritis, die in der Regel durch Bakterien oder Viren, wie enterotoxinbildende Escherichia coli Escherichia coli Escherichia coli (ETEC) oder Noroviren, im lokalen Wasser verursacht wird. Die Symptome treten nach dem Verzehr von kontaminiertem Wasser oder Lebensmitteln auf und umfassen wässrigen Durchfall Durchfall Durchfall (Diarrhö), Unwohlsein und Bauchkrämpfe. Anders als bei Ebola- und Marburgfieber beschränken sich die Symptome in der Regel auf den Magen-Darm-Trakt. Die Diagnose wird klinisch gestellt und die Krankheit ist selbstlimitierend.
Bakterielle Meningitis Meningitis Meningitis: eine akute Infektion der Hirnhäute Hirnhäute Hirnhäute (Meningen). Die Patient*innen präsentieren sich mit Kopfschmerzen, Fieber Fieber Fieber, Meningismus und einer raschen klinischen Verschlechterung. Zur Diagnosestellung wird eine Lumbalpunktion durchgeführt. Die Analyse des Liquors zeigt eine trübe Flüssigkeit, niedrige Glukose und eine hohe Anzahl von Leukozyten mit überwiegend neutrophilen Granulozyten. Gram-Färbung und Kultur werden zur Bestimmung der verursachenden Bakterien eingesetzt. Die Behandlung umfasst Antibiotika und Kortikosteroide.

Quellen

Emanuel, J., Marzi, A., Feldmann, H. (2018). Filoviruses: Ecology, Molecular Biology, and Evolution. Adv Virus Res. 100, 189–221. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29551136/
Negredo, A., et al. (2011). Discovery of an ebolavirus-like filovirus in Europe. PLoS Pathog. 7(10), e1002304. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22039362/
Dixon, M.G., Schafer, I.J. (2014). Ebola viral disease outbreak–West Africa, 2014. MMWR Morb Mortal Wkly Rep. 63(25), 548–551. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24964881/
Zawilińska, B., Kosz-Vnenchak, M. (2014). General introduction into the Ebola virus biology and disease. Folia Med Cracov. 54(3), 57–65. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25694096/
Maxmen, A. (2019). Ebola outbreak declared an international public health emergency. Nature. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32669721/
Nkoghe, D., et al. (2005). Multiple Ebola virus haemorrhagic fever outbreaks in Gabon, from October 2001 to April 2002. Bull Soc Pathol Exot. 98(3), 224–229. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16267965/
Jacob, S.T., et al. (2020). Ebola virus disease. Nat Rev Dis Primers. 6(1), 13. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32080199/
Baseler, L., et al. (2017). The pathogenesis of Ebola virus disease. Annu Rev Pathol. 12, 387–418. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27959626/
Sanchez, A., Geisbert, T., Feldmann, H. (2007). Filoviridae – Marburg and ebola viruses. In Knipe, D. (Ed.) Fields Virology. Lippincott Williams and Wilkins; PA, USA. pp. 1410–1448.
Martini, G.A. (1971). Marburg virus disease. Clinical syndrome. In Martini, G.A., Siegert, R., (Eds.). Marburg Virus Disease. Springer–Verlag; NY, USA. pp. 1–9.
Henderson, B.E., et al. (1971). Epidemiological studies in Uganda relating to the ‘Marburg’ agent. In Martini, G.A., Siegert, R., (Eds.). Marburg VirusDisease. Springer–Verlag; NY, USA. pp. 166–176.
Martini, G.A., et al. (1968). On the hitherto unknown, in monkeys originating infectious disease: Marburg virus disease. Dtsch Med Wochenschr. 93(12), 559–571. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/4966280/
Conrad, J.L., et al. (1978). Epidemiologic investigation of Marburg virus disease, Southern Africa, 1975. Am J Trop Med Hyg. 27(6), 1210–1215. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/569445/
Peterson, A.T., et al. (2006). Geographic potential for outbreaks of Marburg hemorrhagic fever. Am J Trop Med Hyg. 75(1), 9–15. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16837700/
Bausch, D.G., et al. (2006). Marburg hemorrhagic fever associated with multiple genetic lineages of virus. N Engl J Med 355(9), 909–919. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16943403/
Kuhn, J.H., et al. (2010). Proposal for a revised taxonomy of the family Filoviridae: Classification, names of taxa and viruses, and virusabbreviations. Arch Virol. 155(12), 2083–2103. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21046175/
Spickler, A. (2014). Ebolavirus and Marburgvirus Infections. (Zugriff am 17. Juni 2021) https://www.cfsph.iastate.edu/Factsheets/pdfs/viral_hemorrhagic_fever_filovirus.pdf
WHO. (2018). Marburg virus disease-Fact sheet. Retrieved June 17, 2021, from http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs_marburg/en/
Bharat, T.A.M., et al. (2011). Cryo-electron tomography of Marburg virus particles and their morphogenesis within infected cells. PLoS Biol. 9(11), e1001196. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22110401/
Bray, M., Chertow, D.S. (2021). Epidemiology and pathogenesis of Ebola virus disease. In Mitty, J. (Ed.), UpToDate. https://www.uptodate.com/contents/epidemiology-and-pathogenesis-of-ebola-virus-disease (Zugriff am 17.06.2021)
Chertow, D.S., Bray, M., and Palmore, T.N. (2021). Clinical manifestations and diagnosis of Ebola virus disease. In Mitty, J. (Ed.), UpToDate. https://www.uptodate.com/contents/clinical-manifestations-and-diagnosis-of-ebola-virus-disease (Zugriff am 17.06.2021)
Chertow, D.S., Bray, M., and Palmore, T.N. (2021). Treatment and prevention of Ebola virus disease. In Mitty, J. (Ed.), UpToDate. https://www.uptodate.com/contents/treatment-and-prevention-of-ebola-virus-disease (Zugriff am 17.06.2021)
Bray, M., Chertwo, D.S. (2021). Marburg virus. In Mitty, J. (Ed.), UpToDate. https://www.uptodate.com/contents/marburg-virus (Zugriff am 17.06.2021)
Yuill, T.M. (2020). Marburg and Ebola virus infections. MSD Manual Professional Version. https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/arboviruses-arenaviridae-and-filoviridae/marburg-and-ebola-virus-infections (Zugriff am 17.06.2021)
Centers for Disease Control and Prevention. (2021). Ebola (Ebola virus disease). https://www.cdc.gov/vhf/ebola/index.html (Zugriff am 17.06.2021)
Centers for Disease Control and Prevention. (2014). Marburg hemorrhagic fever (Marburg HF). (Zugriff am 17. Juni 2021 https://www.cdc.gov/vhf/marburg/index.html
RKI – Antworten auf häufig gestellte Fragen zu Ebolafieber. https://www.rki.de/SharedDocs/FAQ/Ebola/Ebola.html (Zugriff am 06.10.2022)