Untersuchungen zur Diagnostik und Prävalenz von Infektionen

Aktiengesellschaft für Dienstleistungen in der Schweineproduktion
Geschäftsbereich SGD-SSP
Literaturrecherche
Transmission of encephalomyocarditis virus in pigs estimated from field data
in Belgium by means of R0
M. Kluivers et al.
Veterinary Research 37, 2006, 757-766
Das Encephalomyokarditisvirus (EMCV) gehört zum Genus der Cardioviren aus der Familie der
Picornaviridae. Erstmals wurde das Virus 1940 als Infektionserreger bei Labornagern beschrieben.
Heutzutage werden Nager als Wirtstiere der EMCV angenommen, in welchen die Viren ohne klinische
Anzeichen persistieren. Beim Schwein konnte eine Infektion mit EMCV erstmals 1958 diagnostiziert
werden. Als häufigste Infektionsquellen dienen Futter und Wasser, die von Ratten oder anderen
Nagern verunreinigt wurden. Die klinischen Erscheinungsbilder variieren innerhalb der verschiedenen
Altersgruppen. Bei Jagern und Mastschweinen werden spontane Todesfälle bedingt durch
Myokarditiden am häufigsten beobachtet. Bei Sauen kann es zu Fruchtbarkeitsstörungen kommen.
Die myokardiale Form wurde bisher in Griechenland, Belgien und Italien beschrieben, während die
reproduktive Form nur in Belgien bekannt ist. Subklinische Infektionen wurden aus Europa, USA und
Asien gemeldet. In England wurde eine Seroprävalenz von 28%, in Italien von 69%, in Amerika von
8.5% und in Japan von 25.8% gemessen. Neutralisierende Antikörper können 5 Tage nach erfolgter
Infektion nachgewiesen werden, während das Virus bereits einen Tag nach erfolgter Inokulation in
Blut und Exkrementen gefunden werden kann. Die Übertragung von Schwein zu Schwein konnte
experimentell erreicht werden. Es war bisher jedoch nicht bekannt, wie wichtig dieser ÜbertragungsWeg unter Feldbedingungen ist. Um eine gezielte Prophylaxe durchführen zu können ist es wichtig,
das Risiko einer Tier-zu-Tier Übertragung verglichen mit der Infektion via Nagetiere richtig
einschätzen zu können. Ein häufig verwendeter Parameter, um die Übertragungsrate von Viren zu
messen ist die basic reproduction ratio (R0) welche definiert ist als die durchschnittliche Anzahl von
sekundären Fällen, die durch ein typisches infiziertes Individuum während seiner ganzen infektiösen
Zeit in einer komplett empfänglichen Population ausgelöst wurden. Der Schwellenwert beträgt dabei 1.
Ist der erhaltene R0 Wert < als 1, so werden nur geringfügige Ausbrüche zu erwarten sein und die
Infektion stirbt aus. Ist R0 jedoch ≥ 1, so sind grosse Ausbrüche möglich. Eine wichtige Frage ist, ob
unter natürlichen Umständen R0 für EMCV den Wert 1 übersteigt und somit nach einem Eintrag des
Virus in einen Bestand mit einem grösseren Ausbruch gerechnet werden muss. Ziel dieser Arbeit war
die horizontale Übertragung von EMCV unter Feldbedingungen zu quantifizieren.
Im Herbst 2001 wurde bei 2 Mastschweinen aus einem Betrieb in Belgien (2700 Mastplätzen, verteilt
auf 5 Ställe) während einer Sektion eine Infektion mit dem ECMV diagnostiziert. Gemäss Anamnese
trat in 2 der 5 Ställe eine hohe Mortalität auf. Der Stall, aus dem die beiden Tiere seziert wurden,
wurde für die Blutentnahme ausgesucht. Der Stall bestand nur aus einem Raum, in dem 630
Schweine auf 44 Buchten verteilt wurden. 25 ältere Tiere, die aus einem früheren Umtrieb
zurückgeblieben waren, waren ebenfalls dort untergebracht. 3 Wochen nach der Ankunft der Tiere im
Stall kam es zu einem (möglichen) Influenza-Ausbruch und die meisten der Tiere waren für einige
Tage krank. In der Woche vor diesem Ausbruch konnten plötzliche Todesfälle ohne vorangehende
Krankheitsanzeichen beobachtet werden. Diese Sterblichkeit dauerte über einen Zeitraum von 2
Monate an. Zum Zeitpunkt der Blutentnahme (ca. 2.5 Mte. nach der Ankunft) waren bereits 5% der
Jager umgestanden. In der Woche direkt vor der Blutentnahme und zwischen den beiden
Blutentnahmen traten keine Todesfälle mehr auf. Sowohl der Tierarzt als auch der Betriebsleiter
glaubten, dass die Todesfälle mit einer EMCV Infektion im Zusammenhang standen. Gemäss
Beobachtungen des Landwirtes starben die Tiere vor allem in der ersten Stallhälfte. Es konnten
jedoch keine Unterschiede in den Belegungen der Buchten ausgemacht werden und es gab auch
keine verwertbaren Aufzeichnungen. Die Buchten waren mit Trennwänden unterteilt, die jedoch
wegen ihrer geringen Höhe einen Kontakt zwischen den Tieren nicht vollständig verhinderten. Wasser
und Futter stand den Tieren ad libitum zur Verfügung. Die Trockenfutterautomaten waren oben offen,
unter anderem für die Zugabe von Medikamenten. Beim ersten Besuch war die Anzahl Ratten, die
vorhanden war alarmierend. Sie konnten sowohl tot als auch lebend in Futtertrögen, Futterautomaten,
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im Gang und in den Buchten ausgemacht werden. Beim 2. Besuch war die Anzahl deutlich reduziert,
da eine Schadnagerbekämpfung durchgeführt worden war.
2 Cluster von jeweils 3 Buchten in denen die Tierzahl deutlich verringert war wurden für die
Blutentnahme ausgewählt, wobei ein Cluster in der ersten Hälfte und das andere Cluster in der 2.
Hälfte des Stalles lag. Alle Schweine in diesen 6 Buchten wurden beprobt. In den verbleibenden 40
Buchten wurden jeweils 2 Tiere ausgesucht, markiert und Blut entnommen, so dass insgesamt 155
Proben gewonnen wurden. 2 Wochen später wurden alle Tiere nochmals geblutet (mit Ausnahme der
4 älteren Tiere, die bereits geschlachtet worden waren).
Ein Virusneutralisationstest (VNT) wurde benutzt, um Antikörper gegen EMCV nachzuweisen.
Beim ersten Betriebsbesuch wurden Proben von Wasser und Futter in den mittleren Buchten der
beiden Cluster entnommen. Während des 2. Besuchs wurden 7 lebende Ratten gefangen und getötet.
Futter, Wasser, Herzen und Milzen der Ratten wurden mittels Virusisolation (VI) und RT-PCR
getestet.
Bei der Analyse wurden die einzelnen Buchten als separate, unabhängige Gruppen gehandhabt.
Bei den 151 Schweinen, die 2x geblutet wurden, konnten bei 62 (41%) AK gegen EMCV
nachgewiesen werden. Bei der 2. Blutentnahme waren 65 (43%) Tiere positiv. In den 6 Buchten die
ganzheitlich beprobt wurden waren 32 (43%) der 75 Schweine bei der 1. Entnahme und 29 (39%) bei
der 2. Entnahme positiv. In den restlichen 38 Buchten, wo nur jeweils 2 Tiere beprobt wurden waren
30 (39%) bzw. 36 (46%) der total 76 Schweine positiv. Die älteren Tiere, die nur 1x beprobt wurden
waren alle seropositiv. Seropositive Tiere konnten in 35 der 44 Buchten gefunden werden. Bei 12
Tieren konnten zwischen den beiden Probeentnahmen eine Serokonversion (4-facher Titeranstieg)
beobachtet werden. 10 weitere wiesen bei der 2. Beprobung niedrigere Titer auf, jedoch nur 3 eine 4fache Reduktion.
VI und RT-PCR von Futter, Wasser und Organproben der Ratten waren negativ.
Der durchschnittliche R0 Wert pro Bucht variierte zwischen 1.4 und 1.3 bei einem cut-off Wert von 1:40
bzw. zwischen 1.5 und 1.3 bei einem cut-off Wert von 1:20.
Die beobachtete Seroprävalenz von 40% ist vergleichbar mit den Werten, die bei einer Untersuchung
an belgischen Schlachthöfen erhalten wurden (lagen bei 52%).
Für die Berechnung der R0 Werte wurde angenommen, dass die Buchten unabhängig voneinander
sind, nur 1 Schwein pro Bucht anfänglich infiziert war und alle Übertragungen innerhalb der Buchten
durch Tier-zu-Tier Kontakt zustanden kamen. Angenommen es kam zu multiplen Eintragungen in die
Buchten, hätten diese grosse Konsequenzen für den erwarteten R0 Wert. Er würde signifikant
abgesenkt werden. Der Grund, warum vermutet wurde, dass eine multiple Eintragung innerhalb der
Buchten stattgefunden hatte war, dass eine Buchtenprävalenz von 80% nicht sehr wahrscheinlich ist
mit nur einer Infektion und einem niedrigen R0 Wert. Da der R0 Wert innerhalb der Buchten zwischen 1
und 2 lag kann angenommen werden, dass er zwischen den Buchten noch niedriger ist. Experimente
mit KSP haben gezeigt, dass die R0 Werte zwischen den Buchten 4-5 x kleiner waren als zwischen
den Tieren innerhalb derselben Bucht. Dies macht es doch unwahrscheinlich, dass die weite
Verbreitung innerhalb des Stalles auf einen einzigen Erregereintrag zurückzuführen ist. Auch wird
angenommen, dass nach einer einzelnen Anfangsinfektion die seropositiven Tiere gehäuft um die
betreffende Bucht nachgewiesen werden sollten. Somit ist eine multiple Eintragung des Erregers ins
Gebäude und in die verschiedenen Buchten wahrscheinlich. Mögliche Einschleppungswege verlaufen
über den Betriebsleiter, Nadeln, Futter, Wasser und/oder Nagetiere. In diesem Fall waren per orale
und parenterale Behandlungen der Tiere während der vermuteten Grippe sehr verdächtig. Auch das
Betreten von einer Bucht nach der anderen während dieser Behandlungen stellt ein Risiko dar. Am
augenfälligsten war jedoch das enorme Vorkommen der Ratten. Obwohl keine Viren in den
gefangenen und getöteten Tieren nachgewiesen werden konnten ist eine Infektion über sie am
wahrscheinlichsten. Da noch nicht viel über die zeitliche Verknüpfung zwischen Erregerausscheidung
der Ratten und Erkrankung der Schweine bekannt ist, ist es schwierig die negativen Resultate zu
interpretieren.
Eine weitere Annahme war, dass die 2. Beprobung die Endgrösse der Infektion darstellte. Einige
Serokonversionen fanden zwischen den Probenentnahmen statt und es kann nicht ausgeschlossen
werden, dass noch weitere zu einem späteren Zeitpunkt stattgefunden hätten. Allerdings starben
keine Tiere mehr während der Zeit zwischen der 1. und 2. Probennahme was darauf hinweist, dass
keine empfindlichen Tiere mehr angesteckt wurden. Der R0 Wert wäre grösser, wenn die finale Grösse
noch nicht erreicht worden wäre.
Bei zukünftigen Untersuchungen sollte mit der Beprobung früher, d.h. direkt nach Beginn der
Todesfälle begonnen werden. Weiters sollten mehrere Beprobungen stattfinden um sicher zu gehen,
dass eine finale Grösse der Ansteckung erreicht wurde. Auch die Untersuchung von Schadnagern
sollte häufiger durchgeführt werden.
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Die errechneten R0 Werte weisen darauf hin, dass EMCV nicht sehr effektiv zwischen den Schweinen
übertragen wird. Die Kombination von niedrigen R0 Werte innerhalb der Buchten und vielen infizierten
Buchten kann nicht mit der Infektion eines Einzeltieres vereinbart werden. Vielmehr fand eine weite
Einschleppung statt, die in diesem speziellen Fall wohl auf die grosse Rattenpopulation zurückzuführen war.
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Auf einem Betrieb in Belgien mit nachgewiesener EMCV Geschichte wurde mittels
Serologie die Ansteckungsrate R0 mit dem Virus erfasst.
Insgesamt wurden 151 Tiere zweimal beprobt. Die Seroprävalenz betrug 41% bzw. 43%
mit einem cut-off Wert von 1:40.
Die niedrigen R0 Werte lassen vermuten, dass EMCV nicht sehr effizient zwischen den
Schweinen übertragen wird.
Sie Anzahl seropositiver Tiere und die Verbreitung der Erkrankung weisen auf andere
Infektionsrouten hin, meist über Schadnager.
Um eine Verbreitung der Infektion einzudämmen ist eine gute Schadnagerbekämpfung
wichtiger als die Reduktion des Tierkontakts.
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