Experimental ecology on the interaction between the Puumala hantavirus and its host, the bank vole

Eva Kallio tutki väitöskirjatyössään ihmisissä myyräkuumetta aiheuttavan, Hantaviruksiin kuuluvan Puumala-viruksen ja sen isäntälajin metsämyyrän välistä vuorovaikutussuhdetta. Tutkimuksessa selvisi viruksen säilyvän infektiokykyisenä pitkään isännän ulkopuolellakin ja voivan tarttua myyrästä toiseen tai myyrästä ihmiseen ilman suoraa kontaktia. Kallio osoitti myös ensimmäisen kerran hantaviruksen olevan haitallinen isäntälajilleen.Kallion osoittaman Puumala-viruksen ja metsämyyrän välisen vuorovaikutussuhteen piirteet voivat osaltaan vaikuttaa ihmisten myyräkuume-epidemioiden ilmentymiseen. Uuden tiedon avulla pystytään myös yhä luotettavammin mallintamaan ja ennustamaan epidemioiden esiintymistä niin myyrillä kuin ihmisilläkin.Hantavirusten tartuntatapa myyrästä toiseen ja toisaalta ihmiseen on ollut vilkkaan tutkimuksen ja keskustelun kohde. Kallio tutki Puumala-viruksen infektiokyvyn säilymistä isännän ulkopuolella erilaisissa olosuhteissa. Huoneenlämmössä virus säilyi tartuntakykyisenä myyrille noin kahden viikon ajan, ja kylmässä ja kosteassa ympäristössä vielä kauemmin. Suorat kontaktit eivät myöskään ole edellytys viruksen leviämiseksi myyrien välillä tai myyristä ihmiseen. Puumala-viruksen tartuntakyvyn pitkä säilyminen isännän ulkopuolella tehostaa viruksen leviämistä ja edistää sen säilymistä alueellisesti metsämyyrätiheyden ollessa ajoittain alhainen.Metsämyyrän alttius infektoitua riippuu muun muassa perinnöllisistä tekijöistä, yksilön iästä, sukupuolesta ja lisääntymistilasta. Infektioalttiuteen vaikuttavat myös maternaaliset vasta-aineet. Suomessa on diagnosoitu viimeisen kymmenen vuoden aikana vuosittain 750–2600 Puumala-viruksen ihmiselle aiheuttamaa myyräkuumetapausta. Ihmisepidemioiden on katsottu riippuvan lähinnä myyräsyklin vaiheesta ja myyrätiheydestä. Metsämyyrien tiheys ei kuitenkaan yksin selitä myyräkuume-epidemioita. Kallion osoittama Puumala-viruksen pitkäaikainen säilyminen isännän ulkopuolella, etenkin kylmissä olosuhteissa, edistää viruksen yleisyyttä metsämyyräpopulaatioissa. Tämä voi osaltaan selittää usein loppusyksyyn ja alkutalveen ajoittuvia myyräkuume-epidemioita.

More than half of the known human pathogens have their origins in various animal species in nature. To understand the zoonotic risks for humans, the biology and relationships between a specific pathogen and its carrier host species need to be well known. In this thesis, the relationship between Puumala hantavirus (PUUV), and its carrier, the bank vole (Myodes [Clethrionomys] glareolus) was investigated using an experimental approach. Laboratory experiments showed that PUUV remains infectious outside the host for a prolonged period of time. This is influenced by the environmental conditions. The maternal antibodies that infected females provide to their progeny postponed the PUUV infection and enhanced the breeding success of young bank voles. The role of the infection status of breeding females in the transmission dynamics of PUUV in bank vole populations was studied using two experiments in nature. Accordingly, the infection status of breeding females has substantial influence on the transmission of PUUV to and among the young bank voles during and soon after the breeding season. PUUV infection had a negative influence on the over-winter survival of bank voles, whereas the breeding success or survival during the breeding season was not affected by the infection. These studies suggest that PUUV transmission in the bank vole populations is influenced by the temporary immunity the maternal antibodies provide, by the prolonged survival of PUUV outside the host and by the decreased winter survival of PUUV infected bank voles.