Diplomarbeit - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2021

Herpesviren sind eine Familie von DNS-Viren, die genetisch heterolog, funktionell jedoch sehr ähnlich sind. Dies beinhaltet auch deren Fähigkeit, eine lebenslange, latente Infektion in ihrem Wirt zu etablieren. Herpesviren bei Menschen und Tieren werden in Alpha-, Beta- und Gamma-Herpesviren unterteilt. Bei Menschen sind bestimmte Gamma-Herpesviren krebserregend, so das Epstein-Barr-Virus (EBV), das bestimmte Formen von Lymphomen und Hals-Kopf-Plattenepithelkarzinomen induziert. Beim Pferd ist das Plattenepithelkarzinom (PEK) ein häufiger, maligner Tumor, der aus epithelialen Keratinozyten hervorgeht. Bei Equiden entstehen PEK hauptsächlich an mukokutanen Übergängen - d.h. in der Anogenital, der Hals-Kopf- und der Augenregion. Man weiß inzwischen, dass faktisch 100 % aller anogenitalen PEK durch das Equine Papillomvirus Typ 2 (EcPV-2) induziert sind. Dieses Virus verursacht wahrscheinlich auch 20-25 % aller Hals-Kopf-PEK bei Pferdeartigen. Okuläre PEK dürften allerdings eine eigene Entität darstellen, bei deren Entstehung Papillomviren keine Rolle spielen, sondern vielmehr Ultraviolette-Strahlung (UV-Strahlung) und bislang unbekannte Faktoren. Auf Basis humanmedizinischer Daten hinsichtlich der aktiven Beteiligung von Herpesviren bei bestimmten PEK-Formen im Hals-Kopf-Bereich, stellten wir die Hypothese auf, dass Herpesviren mit der Entstehung okulärer PEK bei Equiden assoziiert sind. Um diese Hypothese zu überprüfen wurden DNS-Isolate aus okulären PEK und deren Vorstufen bzw. Augentupferproben von tumorfreien Kontrollpferden auf Anwesenheit von Herpesvirus-DNS mittels Herpesvirus-consensus-PCR untersucht. Amplifikationsprodukte in hoher Konzentration wurden zudem sequenziert und mittels Sequenzvergleich identifiziert. Insgesamt testeten 21/44 Tumor-DNS-Isolate bzw. 17/29 equinen Patienten positiv für Herpesvirus-DNS. Von den 30 gesunden Pferden (30 Proben) testeten 14 positiv für Herpesvirus-DNS. Erkrankte Pferde waren bei p<0,05 nicht signifikant häufiger Herpesvirus-DNS-positiv, als tumorfreie Pferde. In den Tumorproben wurde EHV-2 in 6/21, EHV-5 in 6/21 und AHV-5 (einmal in Form einer Ko-Infektion mit EHV5) in 2/21 Fällen nachgewiesen. In gesunden Pferden wurde EHV-2 in 4/14, EHV-5 in 3/14 und AHV-5 in 2/14 Augentupfern nachgewiesen. Bei all diesen Herpesvirustypen handelte es sich um Gamma-Herpesviren. Da eine Vielzahl von Equiden weltweit latent mit Gamma-Herpesviren infiziert ist, war dieses Ergebnis nicht ganz überraschend. In einem nächsten Schritt ist nun geplant, die jeweils Herpesvirus-positiven Zelltypen in okulären PEK zu identifizieren, um nach dieser erstmaligen Studie auf dem Gebiet präzisere Informationen zur Ätiologie okulärer PEK in Zusammenhang mit Gamma-Herpesvirus-Infektionen zu erhalten.

Herpesviruses are a family of DNA viruses that are genetically highly heterogeneous but share common functional features. These include the ability to switch from lytic to latent infection with livelong persistence. Herpesviruses in birds and mammals are sub-classified as alpha-, beta- and gamma-herpesviruses. In humans, specific gamma-herpesviruses have been shown to induce cancer disease. Notably Epstein-Barr-Virus (EBV) has been recognized as major aetiological agent of lymphomas and subtypes of head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC). In equids, squamous cell carcinoma (SCC) is a common, malignant tumour disease arising from epithelial keratinocytes. Tumours mainly develop at muco-cutaneous junctions, i.e. the anogenital, the head-and–neck and the ocular regions. It is widely accepted today that equine papillomavirus type 2 (EcPV-2) infections cause virtually 100 % of anogenital SCCs in equids. In addition, 20 to 25 % of equid HNSCCs has likely induced by EcPV-2. Ocular SCC seem to represent a different tumour entity that is not related to papillomavirus infection, but rather associated with overexposure to ultraviolet light and other, so far unknown factors. Based on the reported association of human HNSCC subtypes with gamma-herpesvirus, and possibly also alpha-herpesvirus infection (Herpes simplex virus), we hypothesized that equid ocular SCCs and related precursor lesions are caused – at least in part – by herpesviruses. To address this postulate, a series of DNA isolates derived from ocular SCC versus ocular swabs collected from tumour-free horses were subjected to herpesvirus DNA screening using a herpesvirus consensus PCR approach. High-yield amplicons were sequenced to identify the detected herpesvirus type. In total 21/44 samples from 29 horses affected by ocular SCCs or SCC precursor lesions scored positive for herpesvirus DNA. From the 30 control horses, 14/30 swabs tested positive. At p<0.05, the difference between herpesvirus detection rates in the patient and the control group was not significant. However, a tendency towards tumour samples more frequently harbouring herpesvirus DNA was noted. In the patient group, EHV-2 DNA was identified in 6/21, EHV-5 in 6/21, and AHV-5 in 2/21 PCR-positive cases (in one case in combination with EHV-5). In the control group, EHV-2 DNA was found in 4/14, EHV-5 in 3/14, and AHV-5 in 2/14 PCR-positive cases. Due to the high numbers of clinically healthy horses being latently infected by gamma-herpesviruses, this finding is not completely surprising. In a next step, focus will be put on identifying the cell type infected by gamma-herpesviruses in ocular SCC.

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