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Members of different virus families including Hantaviridae cause viral hemorrhagic fevers (VHFs). The decisive determinants of hantavirus-associated pathogenicity are still enigmatic. Pathogenic hantavirus species, such as Puumala virus (PUUV), Hantaan virus (HTNV), Dobrava-Belgrade virus (DOBV), and Sin Nombre virus (SNV), are associated with significant case fatality rates. In contrast, Tula virus (TULV) only sporadically causes mild disease in immunocompetent humans and Prospect Hill virus (PHV) so far has not been associated with any symptoms. They are thus defined here as low pathogenic/apathogenic hantavirus species. We found that productive infection of cells of the mononuclear phagocyte system (MPS), such as monocytes and dendritic cells (DCs), correlated well with the pathogenicity of hantavirus species tested. HTNV (intermediate case fatality rates) replicated more efficiently than PUUV (low case fatality rates) in myeloid cells, whereas low pathogenic/apathogenic hantavirus species did not produce any detectable virus titers. Analysis of PHPUV, a reassortant hantavirus derived from a pathogenic (PUUV) and an apathogenic (PHV) hantavirus species, indicated that the viral glycoproteins are not decisive for replication in MPS cells. Moreover, blocking acidification of endosomes with chloroquine decreased the number of TULV genomes in myeloid cells suggesting a post-entry block for low pathogenic/apathogenic hantavirus species in myeloid cells. Intriguingly, pathogenic but not low pathogenic/apathogenic hantavirus species induced conversion of monocytes into inflammatory DCs. The proinflammatory programming of MPS cells by pathogenic hantavirus species required integrin signaling and viral replication. Our findings indicate that the capacity to replicate in MPS cells is a prominent feature of hantaviral pathogenicity.

Hantaviruses are small mammal-associated pathogens that are found in rodents but also in shrews, moles and bats. Aim of this manuscript is to give a current overview of the epidemiology and ecology of hantaviruses in Germany and to discuss respective models for the prediction of virus outbreaks. In Germany the majority of human disease cases are caused by the Puumala virus (PUUV), transmitted by the bank vole (Myodes glareolus). PUUV is associated with the Western evolutionary lineage of the bank vole and is not present in the eastern and northern parts of Germany. A second human pathogenic hantavirus is the Dobrava-Belgrade virus (DOBV), genotype Kurkino; its reservoir host, the striped field mouse (Apodemus agrarius), is mostly occurring in the eastern part of Germany. A PUUV-related hantavirus is the rarely pathogenic Tula virus (TULV), that is associated with the common vole (Microtus arvalis). In addition, Seewis virus, Asikkala virus, and Bruges virus are shrew- and mole-associated hantaviruses with still unknown pathogenicity in humans. Human disease cases are associated with the different hantaviruses according to their regional distribution. The viruses can cause mild to severe but also subclinical courses of the respective disease. The number of human PUUV disease cases in 2007, 2010, 2012, 2015 and 2017 correlates with the occurrence of high levels of seed production of beech trees ("beech mast") in the preceding year. Models based on weather parameters for the prediction of PUUV disease clusters as developed in recent years need further validation and optimisation. in addition to the abundance of infected reservoir rodents, the exposure behaviour of humans affects the risk of human infection. The application of robust forecast models can assist the public health service to develop and communicate spatially and temporally targeted information. Thus, further recommendations to mitigate infection risk for the public may be provided. Hantaviren sind Kleinsäuger-assoziierte Krankheitserreger, die vor allem in Nagetieren, aber auch in Spitzmäusen, Maulwürfen und Fledermäusen vorkommen. Ziel dieser Arbeit ist es, einen aktuellen Überblick zur Epidemiologie und Ökologie der Hantaviren in Deutschland zu geben und Modelle zur Vorhersage von Virusausbrüchen zu diskutieren. In Deutschland werden die meisten humanen Erkrankungsfälle beim Menschen durch das von der Rötelmaus (Myodes glareolus) übertragene Puumalavirus (PUUV) verursacht. PUUV ist mit der westlichen evolutionären Linie der Rötelmaus assoziiert und fehlt im östlichen und nördlichen Teil Deutschlands. Ein zweites humanpathogenes Hantavirus ist das Dobrava-Belgrad-Virus (DOBV), Genotyp Kurkino, dessen Reservoir die vor allem im östlichen Teil Deutschlands vorkommende Brandmaus (Apodemus agrarius) ist. Ein PUUV-verwandtes Hantavirus ist das selten humanpathogene Tulavirus (TULV), das mit der Feldmaus (Microtus arvalis) assoziiert ist. Darüber hinaus wurden mit dem Seewis-, Asikkala- und Brugesvirus Spitzmaus- und Maulwurf-assoziierte Hantaviren mit noch unklarer Humanpathogenität gefunden. Die humanen Erkrankungen sind jeweils mit den verschiedenen Hantaviren in deren regionaler Verteilung assoziiert und können mild bis schwer, aber auch subklinisch verlaufen. Das Auftreten von Häufungen humaner, durch PUUV verursachter Erkrankungen in den Jahren 2007, 2010, 2012, 2015 und 2017 korreliert mit dem Auftreten einer starken Fruktifikation der Buche („Buchenmast“) im jeweiligen Vorjahr. Auf der Basis von Wetterparametern sind Modelle zur Vorhersage von PUUV-Erkrankungshäufungen entwickelt worden, die zukünftig validiert und optimiert werden müssen. Neben dem Ausmaß des Virusvorkommens im Reservoir wird das Risiko humaner Infektionen durch das Expositionsverhalten des Menschen beeinflusst. Durch die Anwendung von Prognosemodellen soll der öffentliche Gesundheitsdienst in die Lage versetzt werden, räumlich und zeitlich gezielte und sachgerechte Präventionsempfehlungen für die Bevölkerung abzugeben.