Forscher fanden die ältesten Beweise für HBV in alten Skeletten, einschließlich derer, die zu den Kampfopfern aus der Xiongnu-Zeit in Omnogobi in der Mongolei gehören, die hier abgebildet sind. Foto: Alexey A. Kovalev

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24.05.2018

Institut für Virologie der Charité ist an Entdeckung von Hepatitis-B-Virussequenzen in 4.500 Jahre alten menschlichen Skeletten beteiligt

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Historische Isolate des Hepatitis-B-Virus (HBV) in menschlichen Skeletten in ganz Eurasien entdeckt

Eine neue Studie unter der Leitung von Wissenschaftlern des Department of Zoology, University of Cambridge, identifizierte einen der bislang größten und ältesten Datensätze von uralten HBV-Isolaten, der verbesserte Schätzungen der viralen Substitutionsraten aufzeigt und das Vorhandensein von mittlerweile ausgestorbenen Virenstämmen zeigt. Die wissenschaftliche Bedeutung der Forschungsergebnisse wurde mit der Entdeckung der ersten Fossilien verglichen.

Der heutige Erregerstamm des HBV betrifft weltweit Millionen von Menschen. Im Jahr 2015 waren schätzungsweise 257 Millionen Menschen chronisch mit HBV infiziert und 887.000 starben an den damit verbundenen Komplikationen wie Leberzirrhose und Leberkrebs.

Diese Forschungsarbeit, die von einer Gruppe von Wissenschaftlern am Department of Zoology der University of Cambridge und dem Centre for GeoGenetics an der University of Copenhagen geleitet wurde, umfasste genetische Proben von menschlichen Skeletten aus ganz Europa und Asien von der Bronzezeit bis ins Mittelalter und fand zwölf HBV-positive Skelette unter den Überresten – von denen das älteste 4.500 Jahre alt war.

Aus diesen Daten konnten sie die genetischen Sequenzen des HBV gewinnen, das die Menschen vor Tausenden von Jahren infizierte. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Nature (Mittwoch, 09. Mai 2018) veröffentlicht und geben neue Einblicke in die Entstehung und Entwicklung des HBV.

Die ältesten Virussequenzen, sind mit wenigen Ausnahmen, weniger als 50 Jahre alt. Die publizierte Studie präsentiert nun einen der größten und ältesten Datensätze von historischen Virussequenzen.

Barbara Mühlemann, eine der Erstautoren der Studie und Doktorandin an der Universität Cambridge sagt: "Dies sind die ältesten exogene Virussequenzen, die bis heute gefunden wurden. Es ist auch das erste Mal, dass hier gezeigt werden konnte, dass es überhaupt möglich ist, Virussequenzen in menschlichen Proben dieses Alters zu finden."

Dr. Terry Jones, einer der Erstautoren der Studie am Department of Zoology an der University of Cambridge verglich die Resultate mit der Entdeckung der ersten Fossilien: "Zu versuchen, die Evolution von Viren zu studieren ohne Zugang zu historischen Sequenzen, ist vergleichbar mit dem Versuch, die Evolution von Tieren zu studieren ohne den Zugang zu entsprechenden Fossilien. Wenn nur die Tiere in Betracht gezogen würden, die heute lebten, könnten wir nur falsche oder ungenaue Rückschlüsse darüber ziehen, wo sie her kamen und wie sie sich verändert haben, und wir wüssten nichts über Arten, die zwischenzeitlich ausgestorben sind."

"Das Gleiche gilt für Viren. Die meisten unserer Erkenntnisse über Virusevolution basieren auf Sequenzen die weniger als 50 Jahre alt sind, und wir wissen sehr wenig darüber, wie sich das Virus in der Vergangenheit verändert hat. Wissenschaftler haben über Jahre und Jahrzehnte versucht, die Evolution des HBV zu verstehen. Unsere Forschung zeigt nun, dass einer der Gründe, warum wir das nicht konnten, wahrscheinlich darin liegt, dass die virale Vergangenheit des HBV von viralen Isolaten überschrieben wurde, die in der Gegenwart zirkulieren."

Die Kenntnisse über das Genom der historischen Viren liefern wichtige Ansatzpunkte für zukünftige Studien. Professor Willerslev, der leitende Autor der Arbeit, und Professor in Cambridge und Kopenhagen, erklärt: "Diese Daten, einschließlich eines ausgestorbenen HBV-Genotyps, können uns eine Vorstellung davon geben, wie sich dieses Virus verhalten kann, und uns einen größeren Überblick darüber geben, was in Zukunft biologisch möglich ist." Dies kann uns helfen, diagnostische Tests, Medikamente und Impfungen aktuell zu halten.

Obwohl HBV ein globales Gesundheitsproblem ist, ist wenig über seine Entstehung und Evolution bekannt. Wie bei vielen Viren ist dies größtenteils auf einen Mangel an historischen Genom-Spuren zurückzuführen, die schwer zu finden und zu identifizieren waren.

Ein besseres Verständnis über dieses tückische Virus scheint nun in greifbarer Nähe. Allein der Nachweis, dass das Virus vor mindestens 4.500 Jahren beim Menschen vorhanden war, ist ein wichtiger Fortschritt.

Die Studie zeigt auch die Existenz von uralten HBV-Genotypen an historischen Orten, die mit der heutigen Verbreitung unvereinbar sind, was im Widerspruch zu den zuvor suggerierten geographischen Ursprüngen des Virus steht.

Der Forschungsansatz der Studie, genannt "Shotgun sequencing", ermöglicht es, alles genetische Material in einer Probe zu sequenzieren, anstatt nur das menschliche Genom. Vorhergehende Studien haben gezeigt, dass Sequenzen von Bakterien, wie die des bakteriellen Erregers der Pest, in historischen Proben gefunden werden können. Basierend auf diesen Erkenntnissen hat Professor Willerslev mit Jones und Mühlemann Kontakt aufgenommen, die sich auf die Identifizierung von Virusgenomen in großen Sequenzdatenbanken und der Evolution von Viren im Allgemeinen spezialisiert haben. In die Interpretation der Ergebnisse waren unter anderem die Virologen Christian Drosten von der Charité, Berlin, und Dieter Glebe vom Nationalen Referenzzentrum für Hepatitis-B- und Hepatitis-D-Viren des Instituts für Medizinische Virologie an der Justus-Liebig-Universität Gießen mit einbezogen.

Professor Willerslev sagt: "Diese Studie ist erst der Anfang. Es gibt noch viele weitere Viren, nach denen wir suchen können."

Dieser Text ist eine Übersetzung der Meldung "Oldest genetic evidence of Hepatitis B virus found in ancient DNA from 4,500 year-old skeletons" der University of Cambridge mit einigen Textänderungen. Textlizenz: CC BY 4.0, Foto: Alexey A. Kovalev

Links

Link zur Originalpublikation in der Fachzeitschrift "Nature: a weekly journal of science"

Link zur Originalmeldung

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