BVD_Sammelmappe_2015
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Infektionsimmunologie 2. Teil: Pestiviren, Schwerpunkt BVDV 4.JK, Herbstsemester 2015 Aufgabe/Ziele • Jede Gruppe soll die Unterlagen konsultieren um je eine der Fragen (1 bis 12) kompetent beantworten zu können. • Jede Gruppe soll ein Poster erstellen, welches dazu dient, den erfragten Sachverhalt den anderen Gruppen zu erklären. • Jede Gruppe erarbeitet ein Handout, damit die anderen den Stoff daraus lernen können • Jeder Teilnehmer soll am Ende der Veranstaltung alle Fragen kompetent beantworten können 2 Aufgabe/Ziele 3 Zeitplan Wann Was Wo Mi 23.09. 10.15-12.00 Einführung - Aufgabenbesprechung - Downloaden und Sichtung der Unterlagen - Selbststudium GHS Fr 25.09. 13.15-15.00 - Bei Bedarf Fragen an die Tutorin (13.15 Uhr) - Selbststudium AHS Mo 28.09. 13.15-15.00 - Selbststudium - Poster erstellen AHS Di 29.09. 10.15-12.00 Poster präsentieren und diskutieren Mikroskopiehörsa al Diagnostikzentrum Handouts: 13. Oktober; Testat: 04. November ab 8:15 Uhr 4 Unterlagen • • • • Virus-Handbuch, pp173-185. Vorlesungsunterlagen (handouts) Allgemeine Virologie; Virustaxonomie Eigene Quellen (Google, PubMed,…) • Beispiele anderer Sammelmappen auf unserer Homepage (Lehre) http://www.vetvir.uzh.ch/de/lehre/vorlesungen/vetsuissev orlesungen/zusatzunterlagen.html 5 Vorgeschlagene Literatur • Molecular Biology of Pestiviruses; Rümenapf und Thiel, 2008 Buch-Kapitel, deckt viele Aspekte zu Pestiviren recht detailliert ab, v.a. gut für Taxonomie, Genom, Proteine, Replikation, Pathogenese, aber auch Bekämpfung, Impfung, Diagnostik,… • Bovine Virusdiarrhöe: Von der Biologie zur Bekämpfung; Bachofen et al., 2013 Viele Aspekte kurz und bündig, v.a. Immunologie, Epidemiologie, Bekämpfung • BVDV control and eradication in Europe – an update; Stahl und Alenius, 2012 Übersicht zu Bekämpfung und Eradikation allgemein und in Europa • Control of Bovine Viral Diarrhea Virus in Ruminants; Walz et al., 2010 Gute Übersicht zu Wirtsspektrum, Klinik, Bekämpfung,…etwas USA-lastig 6 Online Informationen • http://www.bvd-info.ch/ siehe unter „Tierärzte“: Pathogenese, Immunantwort, Diagnostik,…online Infos zu eigentlich allem rund um BVDV! • http://www.blv.admin.ch/gesundheit_tiere/00286/index.html ?lang=de Stop BVD: Infos vom Bundesamt für Lebensmittelsicherheit und Veterinärwesen (BLV) zur Bekämpfung in der Schweiz 7 Poster, Handout, Plagiat • • • • • • Das Poster soll die wichtigsten Sachverhalte zur Lösung der Aufgabe enthalten. Die Darstellung soll so erfolgen, dass alle Informationen auch aus einer Entfernung von 4 bis 5 Metern aufgenommen werden können (Grösse und Dicke der Schrift bzw. der Zeichnungen). Es werden handschriftliche Darstellungen und eigene Zeichnungen verlangt. Computer-Darstellungen sind nur in Ausnahmefällen möglich und bedürfen einer hinreichenden Begründung. Für die Poster-Produktion werden Packpapier und Buntstifte zur Verfügung gestellt (können im Sekretariat Virologie abgeholt werden; Stifte müssen retourniert werden!). Ein Handout ist zu erstellen, welches den Mitstudierenden für die Vorbereitung des Testats dient. (Regeln und downloads bezüglich Plagiaten beachten, siehe homepage der UZH http://www.lehre.uzh.ch/plagiate.html ) Jedes Gruppenmitglied muss in der Lage sein, sein Poster zu erklären. 8 Warum BVDV? 9 Warum BVDV? 10 „Aus 1 mach 143…“ 05.12.2011: „patient zero“ 11 „Aus 1 mach 143…“ 06.08.2015 12 Zusammenfassung • BVDV als aktuelles Beispiel für die Schwierigkeiten bei der Virusbekämpfung • Rolle des Tierarztes in der Früherkennung und Prävention (disease awareness) • Selbstständiges Erarbeiten eines Themas • Den anderen das Erarbeitete vermitteln können „Beim lehren lernt man“ (Seneca) 14 Infektionsimmunologie 2015 (Virologie-Teil) BVD Virus?! Das ist doch schon fast ausgerottet in der Schweiz! ……Oder doch nicht?? Aufgaben/Ziele • Jede Gruppe soll die Unterlagen konsultieren um je eine der Aufgaben (1 bis 12) kompetent lösen und darstellen zu können. • Jede Gruppe soll ein Poster erstellen, welches dazu dient, den erfragten Sachverhalt den anderen Gruppen zu erklären. Zu jedem Poster ist zudem ein Handout zu erstellen, das den Kolleg/innen eine sorgfältige Vorbereitung auf die Testatprüfung erlaubt. • Jede Teilnehmerin und jeder Teilnehmer soll am Ende der Veranstaltung alle Aufgaben kompetent lösen können. Aufgabenkatalog: 1. BVDV Innen und Aussen Beschreiben Sie das Viruspartikel (Morphologie, Genom), die viralen Proteine und deren Funktionen ausserhalb- und innerhalb der Zelle. 2. Taxonomie Wie ist BVD Virus taxonomisch eingeteilt? Beschreiben Sie Gemeinsamkeiten und wichtigsten Unterschiede zur Verwandtschaft - auf Genombasis und hinsichtlich Strategie. 3. Infektionen Welche verschiedenen Formen der BVDV Infektion gibt es? Welchen Einfluss haben Infektionszeitpunkt und Biotyp und was sind die Folgen für den Wirt? Vergleichen Sie auch kurz mit den anderen wichtigen Vertretern des Genus Pestivirus. 4. Unterschiede und Gemeinsamkeiten Vergleichen Sie BVDV, BoHV-1 (IBR) und OvHV-2 (BKF) bezüglich Klinik, Virusstrategie, Nachweis und Bekämpfung. 5. Persistente Infektion Wie entsteht Mucosal Disease? Vergleichen Sie auch kurz die Bedeutung, Klinik/Pathologie der persistenten Infektion mit Pestiviren bei Rind, Schaf und Schwein. 6. Immuntoleranz Wie/wann kommt es dazu? Welche viralen und zellulären Mechanismen sind involviert? Was sind die Folgen für Virus und Wirt? 7. Immunantwort Wie reagiert das Immunsystem auf die verschiedenen Formen der Infektion? Gegen welche Proteine werden Antikörper gebildet und was ist deren Funktion und diagnostische Bedeutung? 8. Diagnostik Welche Methoden für den Virus- und Antikörpernachweis stehen Ihnen zur Verfügung - auf Einzeltierund Herden-Niveau? Was sind die Vor- und Nachteile der einzelnen Tests? Berücksichtigen Sie dabei die Art der Infektion und das Alter des Tieres. 9. Epidemiologie Wie gross ist die Verbreitung/Bedeutung von BVDV global? Wie breitet sich BVDV aus (Strategie) und welchen Einfluss haben landwirtschaftliche Management-Faktoren/Traditionen auf die Verbreitung? Welche Schlüsse ziehen Sie daraus für die Bekämpfung/Kontrolle von BVDV? 10. Bekämpfung Wie ist der Stand der BVDV Bekämpfung in Europa? Beschreiben Sie den Ablauf des Schweizerischen Eradikationsprogrammes. Was unterscheidet das Vorgehen in der Schweiz grundsätzlich von denjenigen in Skandinavien und Deutschland? Was ist der aktuelle Stand und wo liegen allfällige Probleme/Risiken? 11. Interspeziesübertragung Beschreiben Sie das Wirtsspektrum von BVDV und seinen Verwandten. Welche Eigenschaft der RNAViren ist für die Interspezies-Übertragung besonders wichtig? Welche Bedeutung hat die Interspeziesübertragung für die Bekämpfung von Pestiviren? 12. Impfstoffe gegen BVDV Welches sind die Vor- und Nachteile von verschiedenen Arten von BVD-Impfstoffen? Welche Bedeutung haben sie für die Bekämpfung/Kontrolle? In welchen Ländern/unter welchen Bedingungen werden sie eher eingesetzt – wo nicht, und warum? Gruppe 1 Michal, Liliane, Daphne, Patrick, Jakob BVDV Innen und Aussen: Das Viruspartikel und seine Proteine Das Viruspartikel: Das sphärische BVD-Viruspartikel ist mit seinen 30 bis 60nm Durchmesser in die Kategorie der kleinen Viren einzuordnen.1 Trotz der heutigen Zugehörigkeit zu der Familie der Flaviviridae aufgrund des Genoms, ähnelt das Pestivirus mit seiner Morphologie und Grösse den Togaviridae, welchen es früher auch zugeteilt wurde.1 Durch die Lipidmembran besitzt es eine geringe Tenazität und kann somit effektiv durch Desinfektion bekämpft werden. Bereits ein pH von <5.7 oder >9.3 inaktiviert das Virus, bei 56o Celsius bleibt es gerade mal 45min infektiös.1 Die Hülle hat 3 unterschiedliche viruscodierte Oberflächenproteine. Abbildung 1: Das Viruspartikel (http://www.bvd-info.ch/veterinarians/properties.html) Unter der Hülle befinden sich ein ikosahedrales Kapsid (aus einem einzigen Protein) und im Kapsid das Genom mit 12‘500 Nukleotiden, welches aus einer einzelsträngigen RNA mit positiver Polarität besteht und unsegmentiert ist.2 Die Proteine: Da das Virusgenom aus +ssRNA besteht, kann dieses direkt als mRNA verwendet werden. Ein 4000 Codon langes, offenes Leseraster (ORF, open reading frame) codiert für ein langes Polyprotein, welches von zwei UTR’s (Untranslated region) flankiert wird. Vom Polyprotein werden co- und posttranslationell kürzere Proteine abgespalten. Dies geschieht durch zelloder viruscodierte Proteasen und wird „processing“ genannt.1 Die Proteine lassen sich grundsätzlich in Struktur- und Nicht-Strukturproteine unterteilen. Abbildung 2: BVDV Genom (http://www.bvd-info.ch/images/stories/bvd/ta/genom.jpg) Strukturproteine: Die Strukturproteine sind Teil des Virions und weisen innerhalb der BVD-Viren eine hohe Variabilität auf. C Ist ein kleines Polypeptid und ist das eigentliche Kapsidprotein (Core protein). Es bindet an RNA und soll die Virus-Morphogenese initiieren 3. Weiter vermutet man eine Wirkung als Transkriptionsfaktor 3. Gruppe 1 Michal, Liliane, Daphne, Patrick, Jakob Erns Ist eines der drei Hüllen-Glykoproteine (Envelope) und besitzt eine Ribonuclease-Aktivität (RNase secreted) 3. Ausserdem induziert es die Bildung schwach neutralisierender Antikörper und unterdrückt die Bildung des antiviral wirkenden Interferons in der IFN sezernierenden Zelle.1 E1 + E2 Sind die beiden anderen Hüll-Glykoproteine und bilden zusammen Heterodimere. Man vermutet eine Rezeptor/Corezeptorfunktion, welche das Binden und Eindringen des Virus in die Zelle ermöglicht.3 E1 und E2 definieren somit den Wirtstropismus. p7 Ist ein sehr kleines Protein und für Ionenkanäle verantwortlich, von denen angenommen wird, dass sie der Produktion des Virus dienen.3 Leider ist noch nicht viel darüber bekannt. Nichtstrukturproteine (NS): Nichtstrukturproteine werden unter anderem für die Replikation benötigt und sind in den verschiedenen BVD-Viren konserviert. Npro Ist das N-terminale Protein und codiert für eine Cystein-Protease, welche für die Abtrennung vom Core Protein benötigt wird.1 Ausserdem fungiert es als Inhibitor der Iduction von Interferon.3 NS2-3 Codiert unter anderem für eine Serinprotease, die die Spaltung fast aller NichtStrukturproteine katalysiert und ist das grösste Protein des BVD-Virus.1 (Die Strukturproteine werden von zellulären Proteasen abgespalten.) Beim cyto-pathogenen Virus wird das Protein vermehrt geteilt exprimiert, wobei das entstehende NS3 als Marker für cytopathogenes Virus dient. 1 NS2 ist eine Autoprotease. 3 Die Bildung von ungeteiltem NS2-3 wird für die Bildung eines infektiösen Viruspartikels benötigt,1,3 das abgespaltene NS3 für die virale RNAReplikation.3 und fördert somit die Produktion von viralen Proteinen. 3 Dies führt zur Anhäufung viraler RNA in der Zelle und aktiviert Zelluläre Mechanismen welche zur Apoptose führen. 3 NS4A Cofaktor der Serinprotease NS2-3 1 NS4B Spielt vermutlich eine Rolle bei der viralen Cytopathogenität 1. NS5A Teil des Replikationskomplexes 1 NS5B Besitzt RNA-abhängige RNA-Polymerase Aktivität 1 Referenzen: 1. Homepage des Institut für Veterinärvirologie, Bern: http://www.bvd-info.ch/tierarzte/ (Stand 17. Oktober 2015) 2. Ackermann M. (2012): Virusportraits, http://www.vetvir.uzh.ch/dam/jcr:b160fd8cd8ca-4e30-96e6-5bd4b384feee/Portrats_2012.pdf (Seite 140; Pestivirus Infektionen) 3. Rümenapf T., Thiel H-J., Animal Viruses and Molecular Biology (2008) Chapter2; Molecular Biology of Pestiviruses Bilder Viruspartikel und Genom: Homepage des Institut für Veterinärvirologie, Bern: http://www.bvd-info.ch/tierarzte/ (Stand Oktober 2015) Virologie Nora Schreiber, Soraya Arrigoni und Angela Kirchmeier 2. Taxonomie Wie ist das BVD Virus taxonomisch eingeteilt? Das BVD Virus ist ein +ssRNA Virus und gehört zu der Familie der Flaviviridae. Diese wird in folgende 3 Genera unterteilt: Pestivirus, Flavivirus und Hepacivirus.1 Tab. 1: Genera der Falviviridae und deren Spezies Genus Pestivirus BVDV-1 BVDV-2 Border Disease Virus Klassische Schweinepest Virus Unklassifizierte Pestiviren Genus Flavivirus Gelbfieber Virus Dengue Virus West Nile Virus FrühsommerMeningoenzephalitis Virus ... und viele mehr! Genus Hepacivirus Hepatitis C virus ... und einige vorläufig taxonomierte Viren: z.B. Pegivirus Vorerst wurden die Pestiviren aufgrund ihrer Morphologie und Grösse bei den Togaviridae eingeteilt. Wegen ihrer Genomsequenz werden sie heute zu den Flaviviridae gezählt.1 Die Pestiviren können aufgrund der Proteine Npro und Erns von den Flaviviren abgegrenzt werden.2, 3 Anhand von ihren Eigenschaften bezüglich Genomsequenz, Antigenität und Wirtspektrum, können die Pestiviren in 4 Spezies eingeteilt werden. BVDV-1 und BVDV2 sind Abb. 1: Phylogenetischer Baum der Pestiviren basierend auf der pro 3 verschiedene Spezies, die ihrerseits vollständigen Nukleotidsequenz von N . wieder in Untergruppen unterteilt werden. Zur Zeit können 16 BVDV-1 und 3 BVDV-2 Untergruppen unterschieden werden. In der Schweiz sind vor allem BVDV-1h, e, b und k relevant2. Dabei kommt BVDV-1k fast ausschliesslich in der Schweiz vor! Beschreiben Sie die Gemeinsamkeiten und wichtigsten Unterschiede zur Verwandtschaft auf Genombasis und hinsichtlich Strategie. Pestiviren besitzen im Gegensatz zu den anderen zwei Genera zwei zusätzliche Gene. Die aus der Translation resultierenden Proteine (Npround Erns) blockieren das innate Immunsystem, indem sie die IFN-Produktion hemmen.3 1 Mathias Ackermann: Virus-Handbuch für Veterinärmediziner, Haupt Verlag, 2013, Seiten 173-184 Ernst Peterhans, Claudia Bachofen, Hanspeter Stalder, Matthias Schweizer: Cytopathic bovine viral diarrhea viruses (BVDV): emerging pestiviruses dommed to extinction, EDP Science, 2010 3 Claudia Bachofen, Hanspeter Stalder, Hans-Rudolf Vogt, Michael Wegmüller, Matthias Schweizer, Reto Zanoni, Ernst Peterhans: Bovine Virusdiarrhöe (BVD): von der Biologie zur Bekämpfung, Berliner und Münchner Tierärztliche Wochenschrift 126, Heft 11/12 (2013), Seiten 452-461 2 1 Virologie Nora Schreiber, Soraya Arrigoni und Angela Kirchmeier Das Genom der Flaviviridae ist bei allen drei Genera gleich organisiert: Am 5' Ende befinden sich die Strukturproteine, worauf die Nicht-Strukturproteine folgen. Das ganze Genom hat einen open reading frame.2 Abb. 1: Genomorganisation der Genera Flavivirus, Pestivirus und 2 Hepacivirus. Gemeinsamkeiten der Pestiviren: • Infektion von Paarhufern, Wildtieren und Haustieren • Die Spezies sind sehr nahe verwandt, weshalb die Viren auch mal die Speziesgrenze überwinden können.3 • horizontale und vertikale Übertragung • Einschleppung: KB, Handel mit infizierten Tieren • Immuntoleranz • Diagnostik: ELISA für BVD; RT-PCR für BVD und KSP Unterschiede der Pestiviren: • Innerhalb der Spezies sind die Viren genetisch sehr heterogen, weil die RNA-Polymerase sehr fehleranfällig ist.3 • Eradikation (Für BVD gibt es ein Eradikations-Programm, hingegen existieren für Border Disease keine Eradikations-Bemühungen. Die klassische Schweinepest ist eine hochansteckende Tierseuche und in der Schweiz ausgerottet.) • Überlebensstrategie: Die Persistenz von BVDV in einer Population stützt sich v.a. auf PI-Tiere. Dagegen verfolgen BDV und KSP eher die hit-and-run Strategie. • Übertragung: KSP kann durch ungenügend erhitzte Abfälle, die verfüttert werden, übertragen werden. Ebenfalls kann eine Übertragung durch Wildschweine, die ein Reservoir von KSP sind, erfolgen. Sie zeigen gar keine oder nur milde Symptome. Bei KSP und BVD spielt die iatrogene eine wichtige Rolle.1 2 3. BVD INFEKTIONEN Welche verschiedenen Formen der BVD Infektionen gibt es? Transiente Infektion • • • • • • Seronegatives Tier, welches erstmals mit BVD in Kontakt kommtà akut verlaufende Infektion [1] Kurze Krankheitsphase Kommt v.a. zu Problem wenn Kuh zu Infektionszeitpunkt trächtig ist AK bleiben lebenslang vorhanden [1] Virus-­‐Strategie: Hit and run [3] o Infektion àschnelle Vermehrung àImmunabwehr àEliminierung àbereits neuen Wirt infiziert o Gesundheitszustand/ Überleben (=Fitness) des Wirtes spielt keine Rolle für das Virus o Andere Bsp: Influenza, Parvo Klinik [3] o Normalerweise keine / milde Erkrankung: Durchfall, Husten, Fieber, Lymphopenie o Symptome v.a. auf Bestandesebene: Fruchtbarkeitsstörungen, Pneumoenteritis-­‐ Komplex o Selten: Hämorrhagisches Syndrom (v.a. mit BVDV-­‐2) und dann auch potentiell tödlich Persistente Infektion • • • Durch Infektion mit nicht zytopathogene (ncp) Viren, können persistent infizierte Kälber entstehenà bei zytopathogenen (cp) kommt es fast immer zum Abort Virus-­‐Strategie: Infect and persist [3] o Infektion àKeine/untaugliche Immunabwehr àVirus persisitiert à Ausscheidung des Virus ein Leben lang fortlaufend oder intermittierende in allen Sekreten und Exkreten (Speichel, Nasensekrete, Urin, Sperma etc.) in hoher Konzentration o Fitness des Wirtes wichtig für Virus àWirt soll lange überleben damit Virus möglichst viele neue Wirte infizieren kann o Andere Bsp: Herpes, Lenti, Papillomaviren o Für Virus günstige Strategie: § Virus kann in PI-­‐Tier jahrelang überleben und hat so bessere Chancen einen immunologisch naiven Wirt zu finden (z.B. während der Alpung) § PI-­‐Tiere sichern also Überleben von BVDV in einer Wirtspopulation!! Klinik [2] [3] o Klinisch unauffällig o Kümmerer: struppiges Fell, schlechtes Zunehmen, grosser, langer Kopf o Anfällig für chron. Erkrankungen (Durchfall, Pneumonie) àintermittierend Symptome o Angeborene neurologische Defekte: z.B. CerebelläreHypoplasie o andere Missbildungen, ev. Exophtalmus, langer Kopf = Röhrenkopf Gruppe3 Anja Tschuor, Melinda Baschera, Fabienne Kluser, Andrea Faure-Beaulieu &Sabrina Simmen Welchen Einfluss haben Infektionszeitpunkt und Biotyp und was sind die Folgen für den Wirt? Abbildung 1 ( Bachofen et al. 2013) [1] • Bei Infektion trächtiger Kühe = Folgen für Foet : o Infektion im 1.Monat: § Möglicher Verlauf: • Fruchttod, Resorption mit anschliessendem Umrindern der Mutter o Infektion im 2.-­‐4. Monat (oder ca. 30.-­‐120 Trächtigkeitstag) § Epidemiologisch wichtigste Phase [1] § Kalb entwickelt in dieser Zeit gerade adaptives Immunsystem àUnterscheidung zwischen eigen-­‐fremd: • Wenn Virus zu dieser Zeit vorhanden, kann dieses als „nicht fremd“ erkannt werden = Virus wird toleriert § Daher mögliche Geburt von Trägertieren àVirusausscheider • AK-­‐negativ da keine Immunreaktion gegen Virus stattfindet àTräger schwer erkennbar § Mögliche Kandidaten für MD Gruppe3 Anja Tschuor, Melinda Baschera, Fabienne Kluser, Andrea Faure-Beaulieu &Sabrina Simmen Bei PI Tieren wird innates Immunsystem von Virus umgangen durch Blockade der Interferoninduktion durch Proteine Erns und Npro [1] [3] § Vor allem Infektion von lymphatischem Gewebe, Epithel-­‐ und Drüsenzellen § Lebenslange Infektion und Ausscheidung von Viren [1] o Infektion nach dem 5. Mt § Adaptives Immunsystem voll entwickelt = erkennt Virus àImmunantwort = AK-­‐positiv= präkolostrale AK! [1] § Mögliche Verlafsformen • Normales Tier • Aber auch Aborte und evtl. Missbildungen o Missbildungen betreffen v.a. Cerebellumà Kälber mit Koordinationsstärungen [1] Mucosal disease wenn: o Ncp-­‐Virus zufällig zu cp-­‐Virus mutiert àWahrscheinlichkeit, dass irgendwann Mutation passiert ziemlich hoch da Virus sich in Wirt andauernd repliziert und RNA-­‐Polymerase rel. hohe Fehlerquote hat [3] o Den cp Biotypen ist gemeinsam, dass das NS2-­‐3 Protein vermehrt in zwei separate Proteine à NS2 und NS3 gespalten wird [1] o Anderes PI-­‐Kalb in Umgebung diese Mutation hat àAusscheidung von cp-­‐Viren und Superinfektion [3] àEigentlich ist das Betriebsunfall für Virus, da es daraus keinen Vorteil zieht denn Wirt stirbt [1] o Wenn MD: § Ausbreitung des cp-­‐Virus im ganzen Tier möglich, da dieses keine Immunantwort hat à Zelltod àMD § Verlauf immer tödlich [1] § • Vergleichen sie auch kurz mit anderen wichtigen Vertretern des Genus Pestivirus Border disease Virus • • • • • • • Strategie ähnlich wie BVDV PI-­‐Lämmer meist deutlicher zu erkennen [3] o Klinik: Hairy Shaker mit Tremor und Vlies-­‐Veränderungen MD tritt nicht oder sehr selten aufà Krankheit an sich erinnert aber stark an MD [2] In Europa weit verbreitetà über detaillierte Verbreitung wenig bekannt [2] CH: 20% der Schafe AK-­‐positiv, PI-­‐Tiere selten àkeine Eradikationsprogramme [3] Wirtsspektrum: ähnlich wie bei BVDV (Paarhufer) [2] ABER CAVE: BDV kann Rinder infizieren und zur Geburt von PI-­‐Kälbern führen! [3] Klassiches Schweinepest Virus • • Hohe Kontagiosität und damit rasche Ausbreitung in einer immunologisch navien population [3] Lebende Virusreservoirs: immuntolerante Tiere! Gruppe3 Anja Tschuor, Melinda Baschera, Fabienne Kluser, Andrea Faure-Beaulieu &Sabrina Simmen Geschieht Infektion intrauterin kommt es bei einem Teil der Tiere zu Immuntoleranz und persistierenden Infektionen mit chronischer Virusausscheidung [2] Klassiches Gegenstück zur Mucosal Disease existiert nicht [2] o • • Epidemiologie o Reservoir Wildschweineà können chronisch infiziert sein ohne massiv zu erkranken [3] o Letzte klinische Ausbrüche in CH: 1993 [2] § Einschleppung durch kontaminierte, ungenügend erhitzte Abfälle [2] o DE noch nicht offiziell frei [2] o Einschleppung auch durch Handel mit infizierten Tieren Literatur und weiterführende Informationen [1] Claudia Bachofen, Hanspeter Stalder, Hans-Rudolf Vogt, Michael Wegmüller,, Matthias Schweizer, Reto Zanoni, Ernst Peterhans; 2013; Bovine Virusdiarrhöe (BVD): Von der Biologie zur Bekämpfung, Berliner und Münchener Tierärztliche Wochenschrift 126, Heft 11/12 (2013), Seiten 452–461 [2] Mathias Ackermann, Monika Engels, Cornel Fraefel, Andrea Laimbacher, Alfred Metzler, Martin Schwyzer, Kurt Tobler; 2013; Virus Handbuch Veterinärmediziner ; S. 173- 183 [3]Vorlesung Bachofen Frühling 2015à angegebene Quellen: • • http://www.vetvir.uzh.ch/teaching/vorlesungen/virologie/unterlagen.html http://www.bvd-­‐info.ch Abbildung 1: Claudia Bachofen, Hanspeter Stalder, Hans-Rudolf Vogt, Michael Wegmüller,, Matthias Schweizer, Reto Zanoni, Ernst Peterhans 2013, Bovine Virusdiarrhöe (BVD): Von der Biologie zur Bekämpfung, Berliner und Münchener Tierärztliche Wochenschrift 126, Heft 11/12 (2013), Seiten 452–461 Gruppe3 Anja Tschuor, Melinda Baschera, Fabienne Kluser, Andrea Faure-Beaulieu &Sabrina Simmen 25.9.2015 Unterschiede und Gemeinsamkeiten von BVDV, BoHV – 1 und OvHV – 2 Alexandra Kropac, Laura Bastian, Kaspar Sommer, Giachem Vital, Jasmin Flüeli Gruppe 4 BVDV BoHV – 1 (IBR) OvHV – 2 (BKF) Klinik (1) (1, 2) (3) BVD: Oft unauffälliger Verlauf (z.T. subklinisch) • Durchfall infolge akuter Gastroenteritis • respiratorische Symptome (Nasenausfluss, Husten) • allgemeine Symptome (Fieber, Müdigkeit, Anorexie) • angeborene neurologische Defekte (z.B. Cerebelläre Hypoplasie) und andere Missbildungen (evt. Exophthalmus) Virusvermehrung in Lymphozyten => Immunsuppression => Folgeerkrankungen begünstigt (Pneumo-­‐Enteritis-­‐Komplex) Mucosal disease: Läsionen/Erosionen auf Schleimhaut im Maulbereich, Vulva, evt. Euter, Pansenpfeiler, Zwischenklauenspalt • Lahmheit • unstillbarer Durchfall => Tod durch Dehydratation innert Stunden bis Tagen Virus-­‐strategie (4) Transiente/akute Infektion bei naiven Tieren: (5) „Hit-­‐and-­‐run“ Strategie orale Infektion => Vermehrung in den Tonsillen => via Phagozyten in Lymphorgane => leukozyten-­‐assoziierte Virämie => Virusausscheidung in allen Sekreten/Exkreten => Immunabwehr und Elimination des Virus • Fitness des Wirtes spielt keine Rolle für das Virus • Alleine nicht sehr effizient, da langlebige Immunabwehr => Herde bald immun • Schnelle Ausbreitung Persistente Infektion bei Feten im 2.-­‐ 4. Trächtig-­‐keitsmonat: „Infect-­‐ (5) and-­‐persist“ Strategie Toleranz => nicht-­‐zytopathogenes Virus (ncp) persistiert und wird fortlaufend ausgeschieden • Wirt soll möglichst fit bleiben, damit möglichst viele Viren produziert und viele neue Wirte befallen werden können (6) • Virus kann jahrelang im Wirt überleben = bessere Chance einen immunologisch naiven Wirt zu finden (z.B. während der Alpung) => PI Tiere sichern das Überleben von BVDV in der Population! (6) Mucosal disease ist ein „virologischer Betriebs-­‐unfall“ bedingt Vier Verlaufsformen: Hämaturie als Leitsymptom • • • • mild bis schwergradig verlaufende Infektion des oberen Respirationstraktes Abort Enteritis und Encephalitis bei Kalb andere bekannte Krankheitsformen: Konjunktivitis, Metritis, Mastitis und Dermatitis 1. akut/subakut: hohes Fieber, Apathie, Lymphknoten-­‐Schwellung, Dyspnoe (Obstruktion der Atemwege), 90% Letalität 2. Kopf – Augen-­‐Form: schleimig – eitriger Nasenausfluss, Schleimhauterosionen, bilaterale Konjunktivitis mit Korneatrübung und Tränenfluss 3. Darmform: wässrig – blutiger Durchfall 4. Hautform: eher gutartig (7) Aerogene Infektion 1. leukozytenassoziierte Virämie (schwach und transient) => Zielorgane (Fötus, GI-­‐Trakt, ZNS, Euter) => Vermehrung 2. via periphere Nervenendigungen ins periphere Nervensystem => Latenz + evt. Neurodegeneration 3. Reaktivierung durch Stress, GCC, etc. Lokal ist die Virusvermehrung beschränkt auf Mukosa + Submukosa des oberen Respirationstraktes, die Infektion führt aber zu einer transienten Immunsuppression und zusammen mit den Schleimhautläsionen zu erhöhter Empfänglichkeit für bakterielle Sekundärinfektionen! Die Immunantwort verhindert nicht die Etablierung einer Latenz und kann auch Reinfektionen und Reaktivierungen nicht verhindern => kann nur die klinischen Symptome (8) mildern und Virusausscheidung verringern! Breites Wirtszellspektrum Herpes bleibt ein Leben lang! Persistenz (9) Schafe (Reservoirwirte): 1. Virusvermehrung im Respirationstrakt (v.a. in Typ II Pneumozyten) 2. Infektion der T – Zellen im Blut 3. keine Krankheit (lange Co-­‐Evolution), aber Ausscheider Fehlwirte (z.B. Rind): • Virusmenge zuerst nur langsam und nach Ausbruch der Krankheit stark zunehmend • Infektion basiert auf der latenten Infektion der Lymphozyten und geht mit der Proliferation von grossen lymphoblastoiden Zellen einher (zytotoxische Eigenschaften, NK-­‐ Zell-­‐ ähnlich) => Infiltration in versch. Organe • Venenentzündungen charakteristisch • Defizit an IL-­‐2 => Mangel an funktionellen Tregs Enges Wirtszellspektrum Herpes bleibt ein Leben lang! Persistenz 25.9.2015 durch seine hohe Mutationsrate und die lange Persistenz • spontane Mutation von ncp zu cp => Wirt macht keine Immunantwort => Virus breitet sich aus und zerstört Zellen • seltener: homologe Superinfektion mit cp Virus Nachweis (10) (13) • • • • • ELISA: ◦ AG-­‐Nachweis in „buffy coat“ Zellen oder Serum je nach Protein das man nachweisen will ◦ AK-­‐Nachweis im Blut/ Milch Immunhistochemie: Erregernachweis in Hautproben (Ohrstanzen), Organen RT-­‐PCR Virusisolation (dauert mehrere Tage) Allgemein zu beachten: diagnostische Lücken ◦ Kalb: perinatal falsch-­‐negative Ergebnisse (maternale AK) (11) bei Virusnachweis in Blutprobe ◦ Muttertier: bei starker Kolostrum-­‐produktion falsch-­‐ negative Ergebnisse bei AK-­‐Nachweis aus Blutproben (12) möglich (14) • • Virusnachweis: PCR, Virusisolierung in Zellkultur, Elektronenmikroskopie, Neutralisationstest, Immunfluoreszenztest mit Ausstrichen von Tupferproben AK Nachweis im Serum / Milch: ELISA oder SNT • • • • AK Bestimmung aus EDTA Blutproben mittels kompetitivem ELISA RT-­‐PCR Histologie: lymphozytäre Vaskulitis und Infiltration des ZNS u.a. Organe (15) Erreger nicht isolierbar! Bekämpfung • • • • (16) Auszurottende Tierseuche (Anzeigepflicht) PI Tiere erkennen und eliminieren (Keulung der PI-­‐Tiere, nicht (17) der Seropositiven), Sperre 1. Grades (18) serologische Überwachung (Bestände mit Kontakt zu PI Tier haben viele AK+ Tiere) (19) Impfverbot! • • • • (2, 16) Auszurottende Tierseuche (Anzeigepflicht) (20) Impfverbot! Keulung der Seropositiven Serologische Überwachung (z.B. jährlich bei (21) Zuchtstieren > 2 Jahren) • • Kontakt zwischen Schafen und Rindern meiden Virus-­‐freie Schafherde erzeugen (Lämmer kommen virus-­‐frei zur Welt -­‐> Lämmer 24 Stunden nach Geburt von Mutter (22) trennen) Klinik: Vergleicht man die Klinik der drei verschiedenen Viren, fallen wichtige Gemeinsamkeiten auf: BVD Virus und OvHV-­‐2 können Durchfall und Schleimhautläsionen bei Rindern verursachen. BVDV und BoHV-­‐1 zeigen beide Abortgeschehen. BoHV-­‐1 und OvHV-­‐2 können Probleme des oberen Respirationstraktes, wie zum Beispiel Nasenausfluss, machen. OvHV2 und BoHV-­‐1 stellen daher wichtige Differenzialdiagnosen bei BVDV-­‐ Verdacht dar. Virusstrategie: Alle drei Viren können sich in der Population halten, indem sie in gewissen Wirten verbleiben und von diesen dauernd ausgeschieden werden. Die Art der Persistenz unterscheidet sich jedoch: Während sich die beiden Herpesviren an unterschiedlichen Orten vor einer Immunreaktion verstecken (das bovine HV-­‐1 in Ganglien des peripheren Nervensystems, das ovine HV-­‐2 in Lymphozyten), wird das BVDV in den PI-­‐Tieren toleriert. Im Gegensatz zur Situation bei BoHV-­‐1 und OvHV-­‐2 machen diese BVDV-­‐Überträgertiere einen sehr kleinen Anteil der Population aus (6) (lediglich 1.3% vor der Bekämpfung, das Virus muss im genau richtigen Zeitfenster auf ein naives trächtiges Tier treffen) – da jedoch die Virusausscheidung nicht vom Immunsystem gedrosselt wird – und dank der rasanten Hit-­‐and-­‐Run-­‐Ausbreitung als zweiter Strategie – reichen diese wenigen Ausscheider problemlos für das Überleben des Virus aus. Die klinisch verheerenden Krankheiten Mucosal disease und akutes Katarrhalfieber können beide als „Unfall“ bezeichnet werden, da dabei ein PI-­‐Tier verloren geht bzw. ein Fehlwirt infiziert wird, der bis zum Tod kaum zur (23) Übertragung beiträgt . Während bei BVDV und BoHV-­‐1 der Fötus infiziert werden kann (Aborte bei BoHV-­‐1!), verfolgt das ovine HV-­‐2 diese Strategie nicht (virusfrei zur Welt kommende Lämmer können wie erwähnt für den Aufbau von „mit Rindern kompatiblen“ Schafherden verwendet werden!). Nachweis: Der Antikörpernachweis im Serum ist für alle drei Erkrankungen möglich, bei BVD und IBR kann er zusätzlich in der Milch erfolgen. Die Virusisolation ist bei BVD und IBR, nicht jedoch bei BKF möglich (der Erreger konnte bisher nicht isoliert werden)! Ein Nachweis mittels PCR gelingt bei allen drei Erkrankungen. Bei BVD kann man durch eine immunhistochemische Untersuchung 25.9.2015 einer Hautprobe einen direkten Erregernachweis machen, während man bei BKF nur die verursachten Läsionen im Gewebe nachweist. Bekämpfung: BVD und IBR gelten als auszurottende Tierseuchen, sind anzeigepflichtig und werden somit staatlich bekämpft. Beide Erkrankungen werden serologisch überwacht. Während bei BVD die persistent infizierten Tiere (seronegativ) gekeult werden, werden bei IBR die seropositiven Tiere eliminiert. Für beide Erkrankungen gilt ein Impfverbot. BKF wird nicht staatlich bekämpft. Quellenangabe • • • • • • • • • • • • ACKERMANN MATHIAS (HRSG.), Virus-­‐Handbuch für Veterinärmediziner, Haupt Verlag UTB, Bern 2013. (1) S. 178 – 180, (3) S. 48, (4) S. 176 – 178, (7) S. 59, S. 65 – 66, (9) S. 47, (10) S. 182 – 183, (13) S. 68, (14) S. 49, (15) S. 42, (19) S. 182, (20) S. 67, (23) S. 43 (2) BUNDESAMT FÜR LEBENSMITTELSICHERHEIT UND VETERINÄRWESEN BLV, Infektiöse bovine Rhinotracheitis IBR, http://www.blv.admin.ch/gesundheit_tiere/01065/01083/01090/index.html?lang=de (besucht am 24. September 2015). (5) INSTITUT FÜR VETERINÄR-­‐VIROLOGIE, UNIVERSITÄT BERN, BVD-­‐INFO.CH, 2006, 3.2 Infektionstypen, http://www.bvd-­‐info.ch/tierarzte/infektionstypen.html (besucht am 24. September 2015). (6) BACHOFEN C., STALDER H., VOGT H., WEGMÜLLER M., SCHWEIZER M., ZANONI R., PETERHANS E. (2013). Bovine Virusdiarrhöe (BVD): von der Biologie zur Bekämpfung. Berliner und Münchener Tierärztliche Wochenschrift, 126, 452–461. doi: 10.2376/0005-­‐9366-­‐126-­‐452. (8) ACKERMANN M., ENGELS M. (2006). Pro and contra IBR-­‐eradication. Veterinary Microbiology, 113, 293-­‐302. doi: 10.1016/j.vetmic.2005.11.043. (11) VETION.DE, Diagnostische Maßnahmen im Bestand, http://www.vetion.de/focus/pages/FText2.cfm?focus_id=78&text_select=517&farbe=ts (besucht am 09. Oktober 2015). (12) BACHOFEN C., BOLLINGER B., PETERHANS E., STALDER H., SCHWEIZER M. (2013). Diagnostic gap in Bovine viral diarrhea virus serology during the periparturient period in cattle. Journal of Veterinary Diagnostic Investigation, 25(5), 655-­‐61. doi: 10.1177/1040638713501172. (16) BUNDESAMT FÜR LEBENSMITTELSICHERHEIT UND VETERINÄRWESEN BLV, Tierseuchen und –krankheiten auf einen Blick, http://www.blv.admin.ch/gesundheit_tiere/01065/index.html?lang=de (besucht am 24. September 2015). (17) Art. 174 Abs. 2 Lit. a. TSV (18) EIDGENÖSSISCHES DEPARTEMENT DES INNERN EDI, Die Überwachung der Bovinen Virus Diarrhoe (BVD) ab 2013, Die Mutterkuh, März 2013. (21) Art. 171 Abs. 2 TSV (22) ACKERMANN MATHIAS, Bösartiges Katarrhalfieber, was nun?, www.svwassr.ch/images/faelle/2006/01/BKF_Sanierung.pdf (besucht am 25. September 2015). Franziska Baumgartner, Cécile Wuillemin, Bianca Frehner, Tanja Kunz, Isabelle Specker 5) Persistente Infektion & Mucosal Disease Werden seronegative Tiere erstmals mit dem BVD-­‐Virus infiziert, durchlaufen sie eine akute Infektion mit anschliessender Immunität. Ist ein seronegatives Tier trächtig, kann aufgrund der Virämie auch der Fötus infiziert werden. Die Folgen für den Fötus sind abhängig vom jeweiligen Entwicklungsstadium: 1) 1.Phase der Trächtigkeit à frühembryonaler Fruchttod mit anschliessendem Umrindern der Mutter 2) 2. bis Ende 4. Monat à persistente Infektion wird induziert 3) Vom 5. Monat an à gehäuft Aborte und Missbildungen (v.a am Cerebellum) Persistente Infektion Die Infektion erfolgt sehr früh in der Entwicklung, das Immunsystem des Fötus ist deswegen noch unreif. Gegen körpereigene Antigene entwickelt das Immunsystem eine Toleranz, genau dasselbe passiert mit dem nicht-­‐zytopathogenen (ncp) Virus. Wenn das Virus dann immunologisch toleriert und nicht als fremd erkannt wird, kann es zur Entstehung eins PI-­‐Tiers kommen. Ø Das persistent infizierte Tier entwickelt sich meistens mehr oder weniger normal (ev. Kümmerer, gehäuft Infektionen) und scheidet lebenslang grosse Mengen an Virus aus Ø Pathogen-­‐assoziierte molekulare Strukturen (PAMPs) werden normal durch spezifische Rezeptoren des angeborenen Immunsystems erkannt à Spezialfall BVD-­‐ Infektion: Das Enzym Erns des Virus, eine RNAse, baut freie RNS ab. Deswegen ist dann kein PAMP mehr vorhanden, worauf das Immunsystem reagieren könnte. Das Protein Npro des Virus blockiert die Signalkaskade, welche nötig ist um Interferon zu bilden (Rümenapf et al. 2008). Durch diese beiden Prozesse wird also die Bildung von antiviral wirkendem Interferon unterbunden. Ø Wirt lebt mit Virus ohne grosse Beeinträchtigung à Optimal für die Weitergabe der Infektion Ø Keine Antikörper oder zytotoxische Zellen werden gegen das Virus gebildet à PI-­‐Tiere sind normalerweise seronegativ (Ausnahme: Infektion mit einem anderen ncp-­‐Virus) Wie entsteht Mucosal Disease (MD)? MD kann nur in Tieren entstehen, die bereits persistent mit dem ncp-­‐Biotyp infiziert und immuntolerant sind! Ø MD wird durch die zytopathogene (cp) Virus-­‐Form des BVDV ausgelöst Ø cp-­‐Viren bzw. MD entstehen durch: 1) Mutation aus einem ncp-­‐Virus in einem PI-­‐Tier. Das BVD-­‐Virus ist ein RNA-­‐Virus und hat somit eine hohe Mutationsrate. 2) Impfung von PI-­‐Tieren mit mlv-­‐ Impfstoffen, die einen, zum Virus im PI-­‐Tier antigenetisch ähnlichen, cp-­‐Stamm enthalten Ø cp-­‐Biotypen sind antigenetisch weitgehend identisch mit ncp Vorläufern à werden nicht als fremd erkannt und können sich auch ungehemmt in PI-­‐Tieren vermehren Ø Wenn mehrere PI-­‐ Tiere in einer Herde sind ist auch eine horizontale Übertragung des cp Virus möglich (mehrere Tiere erkranken gleichzeitig an MD) MD ist ein virologischer Betriebsunfall: Der Wirt stirbt und das Virus kann sich nicht mehr verbreiten! Franziska Baumgartner, Cécile Wuillemin, Bianca Frehner, Tanja Kunz, Isabelle Specker Symptome MD -­‐ -­‐ -­‐ -­‐ Schleimhautläsionen an Mundschleimhaut, Flotzmaul, Klauenspalt und Naseneingang (DD: MKS) Der Landwirt kann zum Beispiel eine Inappetenz oder eine eventuelle Lahmheit des Rindes bemerken Bild einer akuten und heftigen Infektion mit sehr schnell sehr schlechtem Allgemeinzustand Der starke Durchfall und der damit einhergehende Flüssigkeitsverlust führen in der Regel zum Tod des Tieres Vergleich der Bedeutung und Klinik/Pathologie der persistenten Infektion mit Pestiviren bei Rind, Schaf und Schwein Bedeutung PI-­‐ Tiere allgemein • • • • • • Ausgehend von einem einzigen PI-­‐Tier können sich sehr viele andere Tiere infizieren Mehrere PI-­‐Tiere in einer Herde: Kommt es zu einer MD ist es möglich, dass sich alle diese infizieren und daran zugrunde gehen „Trojanische Kuh“: Trächtige infizierte Kuh die ein PI-­‐Kalb in sich trägt àBringt so z.B. unbemerkt das BVD Virus von der Alp nach Hause in den heimischen Betrieb à Besonders grosses Risiko besteht, wenn die Tiere auf ausländischen Alpen gesömmert werden Trächtige Tiere in Bestand müssen sofort gesperrt werden, wenn ein Hinweis auf BVD im Bestand besteht ( Überwachungssystem z.B. durch Tankmilchproben) Heikle Situation in der Schweiz: Immunologisch zunehmend naiver und somit anfälliger Rinderbestand Weitere Probleme: o Illegale Einfuhr von Tieren aus dem Ausland o Inkorrekte Meldungen bei der Tierdatenbank o Nicht-­‐ erkennen klinischer Symptome o Nicht-­‐ einhalten von Sperrfristen, Quarantäne, Absonderung bei Geburt Klassische Schweinepest KSP verursacht hohes Fieber, Hämorrhagien, Somnolenz, Erbrechen, Durchfall, Inkoordination und Husten. Es kann auch zu perakuten bis akuten Todesfällen kommen. Die Schweiz ist frei von KSP. Die Wildschweinpopulation als Reservoir ist ein grosses Problem bei der Bekämpfung von KSP in ganz Europa. Analogien zu BVD: Ø Virus verursacht eine Immuntoleranz bei den Ferkeln je nachdem wann die intrauterine Infektion stattfindet (die folgenden Zahlen sind Richtlinien, es gibt dabei immer Ausnahmen und Sonderfälle): 1) Frühe Infektionen vor dem 41. Tag: Abort 2) Vom 41. bis zum 85.Tag: PI-­‐Ferkel entstehen 3) Infektion ab Tag 86: Gesunde Ferkel (Rümenapf et al. 2008) Im Unterschied zum BVD-­‐Virus beim Rind, kann dieses Pestivirus aber bis zu 14 Tage nach der Geburt noch eine perinatale Toleranz verursachen, meistens sind daran relativ milde Stämme des KSP Virus beteiligt. Das heisst, es können bis zu zwei Wochen nach der Geburt noch PI-­‐Tiere entstehen. Franziska Baumgartner, Cécile Wuillemin, Bianca Frehner, Tanja Kunz, Isabelle Specker Persistent infizierte Ferkel wachsen aber meist nicht gut und sterben oft bald an ihrer Infektion bzw. werden euthanasiert. Die Gefahr einer Verbreitung der Krankheit durch PI-­‐Tiere ist deshalb kleiner, auch weil Schweine oft nicht sehr alt werden. Ebenfalls schwächt die grössere Frequenz von Nachwuchs bei Schweinen die Bedeutung von PI-­‐Tieren weiter ab. Ø Es ist keine vergleichbare Krankheit wie MD bei der KSP vorhanden/bekannt Border Disease Virus (BDV) bei Schaf und Ziege Analogien zu BVD: Ø PI-­‐Tiere sind das Hauptproblem Ø Entstehung je nachdem wann die intrauterine Infektion stattfindet (die folgenden Zahlen sind Richtlinien, es gibt dabei immer Ausnahmen und Sonderfälle): 1) Vor dem 16. Tag: Die Föten sind nicht empfänglich für das Virus 2) 16.-­‐ca. 64.Tag: PI-­‐Tiere können entstehen 3) Ab dem 80.Tag: Fötus erreicht spätestens Immunkompetenz: Gesunde Tiere (Rümenapf et al. 2008) Ø Das BVD Virus kann bei Schafen ähnliche Symptome verursachen wie das BDV Virus. Zum umgekehrten Fall liegen keine Berichte vor. BDV kann aber auch Rinder infizieren und zu PI-­‐Kälbern führen. Unterschiede zu BVD: Ø Ziegen: Intrauterine Infektion ab dem 16.Tag führt meist zum intrauterinen Tod/Abort, nicht zu PI-­‐ Tieren Ø Durch die höhere Frequenz von Nachwuchs (bzw. die kürzere Lebenserwartung) sind PI-­‐Tiere, genauso wie bei der KSP, von geringerer Bedeutung als beim Rind Ø Schafe: Es kann zum Teil auch zum Tod des Fötus kommen oder aber das Lamm wird geboren. Diese Lämmer können jedoch sehr auffällig sein und sterben oft früh/werden euthanasiert: è Hairy-­‐shaker-­‐syndrome: Geringes Gewicht, Tremor, Ataxie und Haarveränderungen è Gefahr einer Verbreitung des Virus durch PI-­‐Tiere ist geringer, da man diese erkennt è Es ist keine vergleichbare Krankheit wie MD bei BDV vorhanden/bekannt Bis heute gibt es keine Routine-­‐Diagnostik um eine Infektion mit BVD von einer Infektion mit BDV bei den Schafen zu unterscheiden. Diese Unterscheidung bedarf aufwendigeren Laboruntersuchungen, diese sind in der Praxis oft nicht machbar. Aus diesem Grund sollte man den Kontakt zwischen kleinen Wiederkäuern und Rindern wann immer möglich vermeiden. (Bachofen et al. 2013) Franziska Baumgartner, Cécile Wuillemin, Bianca Frehner, Tanja Kunz, Isabelle Specker Literatur Claudia Bachofen, Hanspeter Stadler, Hans-­‐Rudolf Vogt, Michael Wegmüller, Matthias Schweizer, Reto Zanoni, Ernst Peterhans (2013): Bovine viral diarrhea (BVD): from biology to control. p452-­‐461. P.H. Walz, D.L. Grooms, T. Passler, J.F. Ridpath, R. Tremblay, D.L. Step, R.J. Callan, M.D. Givens (2010): Control of Bovine Viral Diarrhea Virus in Ruminants. p476-­‐486. Till Rümenapf, Heinz-­‐Jürgen Thiel (2008): Book: Animal viruses: Molecular biology: Chapter 2 Molecular biology of Pestiviruses. p39-­‐96. M. Ackermann, H. Adler, M. Engels, C. Griot, A. Metzler, U. Müller-­‐Doblies, D. Müller-­‐Doblies, M. Schwyzer, N. Stäuber, M. Suter: Virus Porträts (Beilagen zur Vorlesung: Virologie Version). Version 2007/2008 für 2012. Kapitel Pestiviren, S.140-­‐148. Immuntoleranz bei BVD Wie/wann kommt es dazu? - - - Infektion einer seronegativen trächtigen Kuh zwischen dem 40.- 120. Tag der Trächtigkeit mit nicht zytopathogener Form des BVD-Virus (ncp) Virämische Phase transplazentäre Übertragung des Virus auf Fötus Geburt eines persistent infizierten, immuntoleranten Kalbes Infektion muss genau zu diesem Zeitpunkt stattfinden, da dann Prägung des Immunsystems auf Eigen/Fremd stattfindet alle zu dieser Zeit vorhanden Proteine werden als eigen eingeordnet (also auch BVD-Proteine) o Frühere Infektion: Resorption o Spätere Infektion: Aborte, Missbildungen, gesunde Kälber mit AK gegen BVD Welche viralen und zellulären Mechanismen sind involviert? Angeborenes Immunsystem o Wird getäuscht, indem das BVDV die Gene Npro und Erns exprimiert. Diese Gene codieren für Enzyme, welche dsRNA bzw. PAMPs verdauen.1 o Dadurch Hemmung der Interferon-Bildung = kein Abbildung 1. antiviraler Status der Zelle Virus kann sich etabilieren o Wenn das Virus sich in der Zelle etabiliert hat, ist es sogar resistent gegenüber Interferon. D.h. selbst wenn ein anderes Virus in die Zelle kommt und Interferon produziert wird, kann es dem BVDV nichts mehr anhaben Adaptives Immunsystem o Toleriert BVD, weil es als körpereigen angesehen wird o Positive Selektion: ein Test für T-Zell-Rezeptor, ob er MHC1 oder MHC2 und Eigenpeptid binden kann o Negative Selektion: Test für die Stärke der Bindung. Immunzellen, die zu stark binden, sind autoreaktiv und werden eliminiert o Wenn das angeborene Immunsystem nicht in der Lage ist, PAMPs zu erkennen, kann das adaptive Immunsystem nicht in Gang kommen. So wird die ganze Immuntoleranz aufrechterhalten. o KEINE AK o KEINE B-/T-Zellantwort!! Was sind die Folgen für Virus und Wirt? 1 Folgen für Virus o P.i.-Tiere = ideale Wirte für das ncp-Virus. Sie werden nicht krank, sterben also auch nicht, und das Virus kann sich ungehemmt vermehren, da ja keine Immunantwort stattfindet. o P.i.-Tiere sind klinisch häufig unauffällig aber scheiden in grossen Mengen Viren aus dadurch sind sie Hauptinfektionsquelle auf Ebene der Population o Mutation vom nicht-zytopathogenen zum zytopathogenen Typ als zufälliger Unfall Folgen: MD, Tod nicht gut für das Virus, wenn der Wirt stirbt Bachofen et al. (2013): Bovine Virusdiarrhöe (BVD): von der Biologie zur Bekämpfung. Berliner und Münchner Tierärztliche Wochenschrift 126, Heft 11/12 (2013), Seite 455 Folgen für Wirt o Mutterkuh transiente Infektion mit Immunantwort und anschliessend lebenslangem Schutz, d.h. eine Mutterkuh kann kein zweites p.i. Tier gebären o P.i.Tier Immuntolerant beschränkt sich auf Virusstamm, mit welchem es infiziert wurde Klinisch unauffällig oder Kümmerer (struppiges Fell, vermindertes Wachstum, anfällig für Infektionen) Es gibt zwei Möglichkeiten, wie ein p.i. Tier MD entwickeln kann Mutation des ncp-Virus zum cp-Virus (zufällig) Superinfektion mit einem cp-Virus des GLEICHEN Virusstammes (wenn nur ein Teil übereinstimmt, kommt es zu einem weniger stark ausgeprägten Krankheitsbild) Wenn MD ausbricht, kann das Virus die Zellen ungehindert schädige, da keine Immunantwort o Ebene der Population, wenn p.i.Tier im Bestand Infektion anderer Rinder/Kühe durch von PI-Tier ausgeschiedenes Virus Erhöhte Umrinder- und Abortrate Geburt weiterer PI-Tiere von seronegativen Kühen oder durch PI-Tiere selbst (Ursache unbekannt; evtl. weil sich das Virus bereits in der Eizelle etabiliert hat) Missbildungen bei Kälbern MD auf Populationsebene cp-Virus wird weitergegeben, andere p.i.-Tiere machen MD (wichtig für Prognose) Transiente Durchseuchung der Population = hohe Seroprävalenz PI-Tier neu im Bestand: Ausbreitung v.a in seronegativen Populationen sehr schnell Jahr für Jahr: p.i.-Tiere gebären p.i.-Tiere keine Immunreaktion (Entzündungsreaktion in den ersten Monaten würde zu Umrindern führen) Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Bachofen et al. (2013): Bovine Virusdiarrhöe (BVD): von der Biologie zur Bekämpfung. Berliner und Münchner Tierärztliche Wochenschrift 126, Heft 11/12 (2013), Seite 455 Autorenliste Marina Lampart, Janine Fritschi, Francesca Zimmermann, Nathalie Spoerry, Natalie Bearth Gruppe 7: Larissa Stadelmann, Milena Giuliani, Caroline Bernath, Sara Lüthin Immunantwort gegen BVD Wie reagiert das Immunsystem auf verschiedene Formen der Infektion? Abb. 1: Wegmüller M: BVD-­‐INFO.ch/tierarzte/intrauterine_infektion.html. -­‐ Transiente Infektion o Adultes naives Tier: Infektion mit ncp Stamm § Relativ gesehen; mehr humorale Immunantwort1 • Ncp Virus scheint die zelluläre Immunantwort zugunsten der humoralen abzuschwächen § Entwickelt lebenslange Immunität nicht nur gegen diesen Stamm, sondern zT Kreuzreaktion gegenüber anderen Stämmen. • Immunität schützt gegen Erkrankung mit anderem BVD Stämmen! o Adultes naives Tier: Infektion mit cp Stamm § Relativ gesehen; mehr zelluläre Immunantwort2 § Entwickelt lebenslange Immunität gegen genau diesen Stamm o Neonatales Kalb mit maternalem Ak Schutz (bis ca. 6 Monate): Infektion mit ncp/cp § Virus wird durch maternale Ak neutralisiert, Kalb selber macht z.T keine Immunreaktion à dies ist abhängig von dem AK-­‐ Titer in der Milch. Wenn dieser hoch ist (Anfang) dann wird keine Immunreaktion des Kalbes ausgebildet, wenn dieser tief ist, dann schon! § CAVE: Diagnostische Lücke für PI-­‐Tiere • Virus durch maternale Ak gebunden à Falsch negative Resultate! o AK aus Kolostrum binden die Viren à Kalb hat eine Zeit lang einen ganz tiefen Virustiter à Konzentration fällt unter die Nachweisgrenze 1 Wegmüller M: BVD-­‐INFO.CH/tierarzte/Immunantwort 2 Wegmüller M: BVD-­‐INFO.CH/tierarzte/Immunantwort 1 Gruppe 7: Larissa Stadelmann, Milena Giuliani, Caroline Bernath, Sara Lüthin -­‐ -­‐ • Diagnostische Lücke gilt nicht für Immunhistochemie & RT-­‐PCR o Virus befindet sich in Haut oder Organ à Kolostrale Ak erreichen diese Orte nicht § CAVE: Vakzine sinnlos während dieser Zeit o Fötus im 5.-­‐9. Trächtigkeitsmonat: Infektion mit ncp § Adaptives Immunsystem ist teilweise entwickelt • erkennt Virus à Immunantwort ausreichend à Ak Produktion à lebenslange Immunität • erkennt Virus à Immunantwort nicht ausreichend à Abort / Missbildung Persistente Infektion o Fötus zwischen 30. -­‐ 120. Trächtigkeitstag: Infektion mit ncp § In dieser Zeit wird die zentrale Toleranz im Thymus ausgebildet à das Virus wird als eigen angesehen und nicht bekämpft3 • Zusätzlich wird das angeborene IS durch Virusproteine (Erns & Npro) gegenüber dem persistierenden BVDV Stamm gehemmt § Es entwickelt sich eine zelluläre UND humorale Immuntoleranz4 (speziell für das persistierende BVD Virus) § Wichtig hier; die Toleranz ist spezifisch für einen Stamm ( anders als bei der transienten Infektion; dort ist die Immunantwort breiter!) § Ein PI Tier kann im Verlauf mehrerer Trächtigkeiten wiederholt PI Tiere zur Welt bringen! o Mucosal Disease entsteht durch: § Mutation von ncp à cp innerhalb des persistent infizierten Tieres § Zweitinfektion mit antigenetisch verwandten cp-­‐Virus Akute tödliche Infektion o Föten im 1. Trächtikeitsmonat: Infektion mit ncp § Adaptive Immunsystem ist noch nicht ausgebildet( innate schon) § Umrindern / Fruchtresorption / Abort möglich. In den ersten 20-­‐30 Tagen wird der Konzeptus vom Virus noch nicht erreicht; erst erreicht sobald Kotyledonen ausgebildet sind; Umrindern als Folge der Immunantwort des Muttertiers) o Fötus während gesamter Trächtigkeit: Infektion mit cp § Abort möglich Gegen welche Proteine werden AK gebildet & was ist deren Funktion?5 -­‐ sehr starke Antikörper Bildung gegen: o E2 (Hüllglykoprotein) o NS23 (Nichtstrukturprotein: Einpacken der RNA ins Kapsid) -­‐ AK-­‐Bildung in geringer Anzahl gegen: 3 Ackermann M: Virus-­‐Handbuch. 4 Bachofen C et al.: Bovine Virus Diarrhoe (BVD). 5 Wegmüller M: BVD-­‐INFO.CH/tierärzte/Immunantwort 2 Gruppe 7: Larissa Stadelmann, Milena Giuliani, Caroline Bernath, Sara Lüthin o Erns (Glykoprotein mit RNase Aktivität) o E1 (Hüllglykoprotein) -­‐ keine AK-­‐Bildung nachgewiesen gegen: o C (Hauptstrukturprotein / Kapsidprotein) Was ist die diagnostische Bedeutung dieser Proteine?6 -­‐ -­‐ -­‐ NS3 und Erns – Virusproteine Nachweis im AG-­‐ELISA, Immunhistochemie Ak gegen NS3 Nachweis im Ak-­‐ELISA o NS3 = Nicht-­‐Strukturprotein: sehr konserviert à kommt bei allen Pestiviren in ähnlicher Form vor! Ak gegen E2 Nachweis im Serumneutralisationstest o E2 = Strukturprotein: variabel à nur spezifisch für jeweils einen BVD-­‐Virustyp, zur Differenzierung der verschiedenen Viren und Abgrenzung von BD / KSP Abb. 2: Swiss Institut of Bioinformatics: ViralZone. Literatur Ackermann M: Virus-­‐Handbuch für Veterinärmediziner. Haupt, 2013. Kapitel:Flaviviridae/Pestiviren, Subkapitel: Immunreaktion, Seite 181 Bachofen C, Stalder H, Vogt HR, Wegmüller M, Schweizer M, Zanoni R, Peterhans E (2013): Bovine Virusdiarrhöe (BVD): von der Biologie zur Bekämpfung. Berliner und Münchener Tierärztliche Wochenschrift 126, 452–461. Swiss Institut of Bioinformatics: ViralZone. 25 Sept 2015. <http://viralzone.expasy.org/all_by_protein/39.html> Wegmüller M: BVD-­‐INFO.CH. 2006. 25 Sept 2015. < http://www.bvd-­‐info.ch/tierarzte/immunantwort.html> 6 Wegmüller M: BVD-­‐INFO.CH. 3 Gruppe 8: Eveline Staub, Annina Guggisberg, Anna Martin, Myriam Buser BVD Diagnostik! ! Um BVD effizient eradizieren zu können, müssen die persistent infizierten (PI) Tiere in den Kuhbeständen erkannt und eliminiert werden. Um dies Landesweit umzusetzen braucht es eine geeignete Diagnostik, welche möglichst einfach, schnell und günstig ist.! Akutell in der Schweiz läuft seit 2008 ein Eradikationsprogramm, welches die PI-Prävalenz innerhalb 5 Jahren von 1,3% auf 0,02% senken konnte. Seit 2013 wird der Tierbestand nur noch serologisch überwacht.1! ! Viele diagnostische Tests wurden für die Detektion von BVD entwickelt. Alle haben ihre Vor- und Nachteile und gewisse eignen sich für die Herdendiagnostik besser, andere dafür eher für die Einzeldiagnostik. ! ! Goldstandard - die Virusisolation ! Goldstandard für die BVD Diagnostik ist die Virusisolation. Dennoch hat diese grosse Nachteile gegenüber anderen Verfahren: sie ist aufwändig, teuer und langwierig. Deshalb wurde sie von anderen Tests ersetzt. Ante mortem eignen sich als Probematerial Buffy coat-Zellen von Vollblut, post mortem die lymphatischen Organe.! Allgemein kann das Virus aus sehr viel verschiedenem Material isoliert und kultiviert werden, wie Serum, Vollblut, Samen, Nasentupfer und weitere Gewebe.2 ! ! So wird in der Schweiz diagnostiziert: ! Durch das Eradikationsprogramm herrscht heutzutage eine tiefe Prävalenz von BVD in der Schweiz. Deshalb hat sich auch die Diagnostik vom Einzelnachweis zum Herdenscreening gewandelt. 2008 startete man mit einem direkten Nachweis des Virus mittels PCR (Ohrstanzproben, Nachweis viraler RNA). Aktuell werden die Herden indirekt gescreent: die Tankmilch wird halbjährlich auf einen Antikörper-Titeranstieg untersucht (Antikörper-ELISA). Ausnahmen bilden die nichtmilchliefernden und kleinen Betriebe. Bei diesen werden mittels Blutproben AK-Titeranstiege im AK-ELISA untersucht.! ! Findet bei einer Herde einen AK-Titeranstieg in der Tankmilch statt, muss bei einem Tier eine Serokonversion stattgefunden haben, oder ein seropositives Tier kam neu zur Herde dazu. Dieser AK-Titeranstieg kann also ein Hinweis sein, dass sich ein Virusausscheider, ein PI-Tier in der Herde befindet. Nun müssen weitere Untersuchungen eingeleitet werden, um ein allfälliges PI-Tier zu finden oder auszuschliessen. Dazu eignen sich Blut- oder Ohrstanzproben, um mit einem direkten Nachweis wie zum Beispiel die PCR oder Immunhistochemie, das Virus nachzuweisen. Es könnte aber auch sein, dass im AK-ELISA der Tankmilch eine Kreuzreaktion mit Border Disease stattgefunden hat. Um neutralisierende AK für BVD-Virus festzustellen, eignet sich der Serum Neutralisationstest (SNT). Anhand vom SNT kann man ausserdem auch die einzelnen BVD Stämme auseinanderhalten und bei einem 4fachen Titeranstieg in einer 2. Probe nach 2-3 Wochen auf eine akute Infektion schliessen.3 Der SNT wird nur auf Einzeltierebene eingesetzt, weil ELISA auf Herdenebene mehr Vorteile bietet: sie kann einfach schnell grosse Mengen an Proben testen und ist einfacher zu standardisieren als der SNT. Die heute verwendeten ELISAs basieren auf indirekter oder kompetitiver Antikörperbindung. Indirekte ELISAs benützen sekundäre Antikörper gegen bovine Immunglobuline, die kompetitiven ELISAs benützen dagegen monoklonale Antikörper gegen NS3. Als Probenmaterial kann Serum, Plasma und Mich verwendet werden. Für ein Herdenscreening eignet sich vor allem die Tankmilch um einfach und schnell auf vorhandene 1 Bovine Virusdiarrhöe (BVD): von der Biologie zur Bekämpfung, Bachofen et al., Berliner und Münchener Tierärztliche 452 Wochenschrift 126, Heft 11/12 (2013), Seite 452 2 J Vet Intern Med 2010;24:476–486, Control of Bovine Viral Diarrhea Virus in Ruminants, Walz et al., Seite 480 3 http://www.bvd-info.ch/tierarzte/serumneutralisationstest.html 1 von 5 Gruppe 8: Eveline Staub, Annina Guggisberg, Anna Martin, Myriam Buser Antikörper in einer Herde zu prüfen, beachte aber, dass diese Methode mit Milch eine tiefere Sensitivität und Spezifität zeigt als mit zum Beispiel Serum.4! Eine negative AK-ELISA Probe kann aber auch bedeuten, dass die AK Menge unter der Nachweisgrenze liegt. Besser wäre es, Blutpoolproben von 10 Tieren zu nehmen, denn dann kann ein positives Tier sicher erkannt werden.5! Um nun ein PI-Tier in einer AK-positiven Herde auszumachen, eignet das direkte Testen auf das Virus, wie der Antigen-ELISA, die Immunhistochemie (IHC) und die RT-PCR. In der Regel werden Blutproben genommen und diese mit RT-PCR auf BVDV-RNA überprüft. Ein grosser Vorteil der RT-PCR ist, dass sie nicht der diagnostischen Lücke unterliegt und gepoolte Proben von Vollblut, Serum oder Milch gemacht werden können.6! Tab. 1: Diagnostik mittels Antikörper-Nachweis:! ! Test Serumneutralisationstest (SNT) AK-ELISA Für was Zur Detektion und Quantifizierung neutralisierender Antikörper in Patientenserum (Goldstandard) Nachweis von nichtneutralisierenden AK Probenmaterial Blut (Serum), Milch nur zu Forschungszwecken Serum, Milch Vorteile spezifisch, sensitiv, keine einfach, schnell, billig -> diagnostische Lücke, Differenzierung Routinediagnostik anhand von BD, KSP möglich Tankmilchproben (Testkits) Nachteile teuer, aufwändig, langwierig, keine Unterscheidung ob Infektion, Impfung oder maternale AK Ebee Herden-/ Einzeltier-Diagnostik Einzeltier (BDV-Differenzierung, BVD Herde Stammunterscheidung, Titeranstieg) ! diagnostische Lücke 0-2.Woche nach Geburt, Kreuzreaktion mit! BD, KSP Antikörper 4 Buch: Animal Viruses: Molecular Biology, Herausgeber: Caister Academic Press, Editor: Thomas C. Mettenleiter and Francisco Sobrino, Chapter 2, Molecular Biology of Pestiviruses, Rumenapf and Thiel et al., Seite 70 5 Bovine Virusdiarrhöe (BVD): von der Biologie zur Bekämpfung, Bachofen et al., Berliner und Münchener Tierärztliche 452 Wochenschrift 126, Heft 11/12 (2013), Seite 458 6 J Vet Intern Med 2010;24:476–486, Control of Bovine Viral Diarrhea Virus in Ruminants, Walz et al., Seite 480 2 von 5 Gruppe 8: Eveline Staub, Annina Guggisberg, Anna Martin, Myriam Buser Tab. 2: Diagnostik mittels direktem Nachweis:! (Diagnostische Lücke wird nachfolgend erklärt)! ! Test RT-PCR AG-ELISA Immunhistochemie (IHC) Virusisolierung Für was PI-Tier PI-Tier PI-Tier PI-Tier, Probenmaterial Blut, Haut, Organe, Milch, Sperma Blut, Haut, (Milch, Haut und andere Organe Sperma) Blut (EDTA, Heparin), lymphatische Gewebe, Sperma, Haut Nachweis von Virale RNA Virusproteine: NS3 und Erns Virusproteine: NS3 und Erns infektiöses Virus Vorteile keine diagnostische Lücke, spezifisch und sensitiv, relativ einfach, schnell, (BVD-1 und BVD-2 Stamm zu unterscheiden schnell, kostengünstig, erkennt PI-Tiere! eindeutig keine diagnostische Lücke, kann zwischen transienter Infektino und PITier unterscheiden Sensitiv Nachteile teurer als ELISA,! auch transient infizierte Tiere positiv: ! Wiederholung nach 2 Wochen um transiente Infektion auszuschliessen weniger sensitiv (falsch neg. recht häufig), diagnostische Lücke zwischen 1. und 3. Monat eher aufwändig und teurer als ELISA diagnostische Lücke 3 bis 6 Monate lang, aufwändig, teuer, Erfolg der Zucht abhängig von verwendeter Zelllinie,Risiko viraler Kontamination, bei einmaliger Isolation keine Unterscheidung zwischen akuter und persistenter Infektion.! Ebene Herden-/ Einzeltierdiagno stik beides beides Einzeltier Einzeltier ! ! ! ! ! ! ! ! ! 3 von 5 Gruppe 8: Eveline Staub, Annina Guggisberg, Anna Martin, Myriam Buser Tab.3: Altersberücksichtigung bzgl diagnostischer Lücke! ! Tests AK-ELISA SNT RT-PCR AG-ELISA IHC Virusisolier ung > 3 Monate - - + - + - 3-6 Monate - - + + + - über 6 Monate + + + + + + ! ! Die diagnostische Lücke beim Kalb und beim Muttertier! Man muss zwischen zwei verschiedenen diagnostischen Lücken unterscheiden. Einerseits die diagnostische Lücke beim Kalb: ist das Muttertier seropositiv für BVD, werden sich in ihrem Kolostrum neutralisierende Antikörper befinden. Sind Viruspartikel im Kalb vorhanden, werden diese zu einem Teil durch die kolostralen AK neutralisiert, so dass die Menge des freien Virus unter die Detektionslimite des Tests (direkter Nachweis) fällt. Somit können in dieser Zeit falsch negative Resultate erscheinen. Diese Zeit dauert je nach Labor von der Kolostrumaufnahme bis zum 60. (zT. bis 120.) Lebenstag.7! Andererseits gibt es die diagnostische Lücke beim Muttertier: direkt um die Geburt werden viele Antikörper in die Milch abgegeben, weshalb die Antikörpermenge im Serum unter der Detektionslimite des Tests (indirekter Nachweis) gehen kann. Deshalb sollte eine Woche vor und nach der Geburt der BVD-Antikörpertiter der Kuh nicht mittels AK-ELISA aus dem Serum gemacht werden. In einer Studie mit 5 seropositiven Kühen wurden 3 peripartal im AK-ELISA „falschnegativ“, wobei der SNT jeweils seropositiv blieb. Es braucht noch weitere Forschung in diesem Thema, da es nur eine kleine Stichprobe war und eine unterschiedliche Verhältnisse der IgG Subtypen (1 und 2) Hinweise zu unterschiedlichen Resultaten geben.8! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 7 http://www.vetion.de/focus/pages/FText2.cfm?focus_id=78&text_select=517&farbe=ts 8 Journal of Veterinary Diagnostic Investigation 25(5), Diagnostic gap in Bovine viral diarrhea virus serology during the periparturient period in cattle. Seiten 655, 660 4 von 5 Gruppe 8: Eveline Staub, Annina Guggisberg, Anna Martin, Myriam Buser Diagramme zur diagnostischen Lücke beim Kalb und beim Muttertier ! ! ! Diagramm 1! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Diagramm 2! Diagramm 1: Die diagnostische Lücke beim Kalb schematisch aufgezeigt.9! ! Diagramm 2: ! Resultat von Messungen der peripartalen AK-Titer im Serum und der Milch mittels ELISA und SNT einer Schweizer Fleckvieh Kuh.10 ! ! Referenzen! - Berliner und Münchener Tierärztliche 452 Wochenschrift 126, Heft 11/12 (2013), Seiten 452,458, Bovine Virusdiarrhöe (BVD): von der Biologie zur Bekämpfung, Bachofen et al.,! - J Vet Intern Med 2010;24:476–486, Control of Bovine Viral Diarrhea Virus in Ruminants, Walz et al.,! - http://www.bvd-info.ch/tierarzte/serumneutralisationstest.html! - http://www.vetion.de/focus/pages/FText2.cfm?focus_id=78&text_select=517&farbe=ts! - Buch: Animal Viruses: Molecular Biology, Herausgeber: Caister Academic Press, Editor: Thomas C. Mettenleiter and Francisco Sobrino, Chapter 2, Molecular Biology of Pestiviruses, Rumenapf and Thiel et al., Seite 70! - Skript für den 3. Jahreskurs der Vetuisse Zürich 2015, Virologie 2, Virusinfektionen der Rinder und Kälber: BVD/MD, Seite 42! - Journal of Veterinary Diagnostic Investigation 25(5), Diagnostic gap in Bovine viral diarrhea virus serology during the periparturient period in cattle. Seiten 655, 657, 660! ! ! 9 Mit freundlicher Genehmigung von Dr. C.Bachofen, aus dem Skript für den 3. Jahreskurs der Vetsuisse Zürich 2015, Virologie 2, Virusinfektionen der Rinder und Kälber: BVD/MD, Seite 42 10 Journal of Veterinary Diagnostic Investigation 25(5), Diagnostic gap in Bovine viral diarrhea virus serology during the periparturient period in cattle. Seite 657 5 von 5 Laura Olgiati, Nadine Käppeli, Nina Tresch, Nathalie Enk Frage 9: Epidemiologie – BVD-Virus Epidemiologie: Wie gross ist die Verbreitung/Bedeutung von BVDV global? Das bovine Virusdiarrhöe Virus ist weltweit verbreitet, wobei man zwischen BVDV1 und BVDV2 differenziert. BVDV 1 ist weltweit stark verbreitet, während BVDV2 v.a. in Nordamerika und seltener in diversen anderen europäischen Ländern zu finden ist, exklusiv der Schweiz (www.bvd-info.ch, 2006). Rinder sind die natürlichen Wirte für BVD. Die Prävalenz von seropositiven Rindern variiert zwischen den Ländern und wird durch den Einsatz von Impfungen, unterschiedliche Stallsysteme, Populationsdichte und landwirtschaftliches Management beeinflusst. In der Schweiz waren vor der Eradikation ca. 60% bis 80% der Rinder Antikörper-positiv, hatten bis zu diesem Zeitpunkt also bereits Kontakt mit dem Virus (Übersicht Antikörper- & Antigen-Prävalenz Schweiz, 1995). Die PI-Prävalenz hat seit 2008 bis Dezember 2012 von 1,3 % auf 0,02 % abgenommen. Über 99,5 % aller Betriebe waren zu diesem Zeitpunkt BVD-frei und nur 130 Betriebe von Einschränkungen wegen BVD betroffen (Bachofen et al., 2013). Neben Rindern können sich auch andere Paarhufer infizieren, welche zwar nicht unbedingt an BVD oder (Mucosal Diesease) MD erkranken, aber zum Beispiel an Fruchtbarkeitsstörungen leiden können. Alle Altersgruppen sind empfänglich. Wie breitet sich BVDV aus (Strategie) und welchen Einfluss haben landwirtschaftliche Management-Faktoren/Traditionen auf die Verbreitung? Epidemiologisch von zentraler Bedeutung sind persistent infizierte Tiere, welche als Dauerausscheider eine permanente Infektionsquelle für andere Tiere darstellen. Selber können die PI-Tiere an Mucosal Disease zugrunde gehen. Unterschieden werden direkte und indirekte Übertragung des Virus: Direkte Übertragung o Aufnahme des Virus über Maul und Nase (direkter Maul zu Maul Kontakt am effektivsten für direkte Übertragung) (Traven et al., 1991) o PI-Tiere scheiden während ihres ganzen Lebens über alle Sekrete und Exkrete permanent grosse Virusmengen aus, wobei auch akut infizierte Rinder das Virus übertragen können, die das Virus allerdings in geringeren Mengen und nur während einigen Tagen ausscheiden. o Sperma: BVDV kann sowohl von persistent infizierten als auch von akut infizierten Bullen übertragen werden. (Bedeutung für KB) (Meyling et al., 1988) o BVD- und die Border Disease-Viren können die Speziesgrenze zwischen Schafen und Rindern überwinden. Auch Wildwiederkäuer können sich mit BVD infizieren, es ist jedoch eher unwahrscheinlich, dass sie eine Reservoirfunktion wahrnehmen. (Carlsson und Belák, 1994; Cranwell et al., 2007; Danuser et al., 2009; Krametter-Frötscher et al., 2008; Løken, 1995) Indirekte Übertragung o iatrogen o Rektale Untersuchung: Vor allem bei Trächtigkeitsuntersuchungen ist besondere Vorsicht geboten, da die Untersuchungen meist vor Erreichen der fetalen Immunkompetenz erfolgen. Im Kot selbst ist das Virus nicht besonders infektiös, jedoch besteht die Gefahr, dass bei der rektalen Untersuchung Verletzungen zugefügt werden. Darum sollte man auf tierärztliche Hygiene achten) (Lang-Ree et al., 1994) o Kontaminierte Spritzen, Nasenzangen, Unsaubere Impftechniken, kontaminierte Laufställe o Kontaminierte Lebendvakzinen o Arthropoden: z.B. blutsaugende Fliegen wie S. calcitrans, H. pluvialis (Tarry et al., 1991) o Aerogene Übertragung: bleibt bis heute umstritten In der Schweiz von besonderer Bedeutung spielen die Alpung, Viehschauen und die betriebliche Situation, welche eine lange Tradition im Land darstellen. Übertragung zwischen Betrieben o Ausstellungen, gemeinsame Weiden, Alpung: Trächtige Rinder verschiedener Bestände befinden sich gemeinsam auf der Alp. Ein zirkulierendes Virus lässt sich leicht durch direkten Kontakt von einer Herde auf eine andere übertragen. Die meisten Tiere auf den Alpen sind erstgebärende Rinder (haben noch keine Ak. und einige können sich im heiklen Stadium der Trächtigkeit befinden, wobei der Fetus infiziert werden kann und ein PI-Tier entsteht.). Bei vielen Tieren, die bei der Alpung zusammen kommen, besteht ein erhöhtes Risiko, dass es zur Generation eines PI-Kalbes kommt. Ein zusätliches Problem kann sein, dass die Kälber der erstgebärenden Rinder meist „Mischlinge“ sind, und dadurch gewollt kleiner. Aus diesem Grund jedoch gehen diese Kälber meist in die Mast. Bei unkontrolliertem Zukauf von Mastkälbern könnte somit ein PI-Tier übersehen werden und in einen Betrieb eingeschleppt werden (Houe, 1995). o Trojanische Kuh: Zukauf von trächtigen Tieren, deren Kalb ein PI-Tier ist. o Transportfahrzeuge Laura Olgiati, Nadine Käppeli, Nina Tresch, Nathalie Enk Welche Schlüsse ziehen Sie daraus für die Bekämpfung/Kontrolle von BVDV? o Werden alle PI-Tiere aus der Population nachhaltig entfernt und wird verhindert, dass neue eingeschleppt werden, so stirbt BVD aus. Auch BVD-freie Herden sollten überwacht werden, sodass bei einem Anstieg der Seroprävalenz (verursacht durch PI-Tiere) rechtzeitig eingegriffen werden kann (Bachofen et al., 2013) o Theoretisch wäre gut, den Kontakt von Rindern mit Klein- und Wildwiederkäuern möglichst gering zu halten, da die Rückübertragung von Border Disease und BVD-Virus noch nicht geklärt ist. o Monitoring der Alpung und BVD-freien Herden: Wie man im Eradikationsprogramm von Österreich erkannte, spielt die Sömmerung eine wichtige Rolle in der Übertragung des Virus. Indem nur BVD-freie Rinder aus der Schweiz für die Alpung in Vorarlberg zugelassen waren, kam es sogar in der Schweiz zur Förderung der BVD- Eradikation. o Beim Handel mit trächtigen Tieren ist besondere Vorsicht geboten oder sollte unterlassen werden. o Grundsätzlich folgen viele Eradikationsprogramme den in Schweden, Norwegen, Finnland und Dänemark erprobten drei Prinzipien: Elimination der PI-Tiere, Verhinderung der Einschleppung von PI-Tieren und Monitoring der BVD-freien Herden (Lindberg et al., 2006; Moennig et al., 2005c; Sandvik, 2004; Ståhl und Alenius, 2012). Literaturverzeichnis: Bachofen C, Stalder H, Vogt H, Wegmüller M, Schweizer M, Zanoni R, Peterhand E (2013): Bovine Virusdiarrhöe (BVD): von der Biologie zur Bekämpfung. Berliner und Münchener Tierärztliche Wochenschrift 126, Heft 11/12, Seiten 452–461 Carlsson U, Belák K (1994): Border disease virus transmitted to sheep and cattle by a persistently infected ewe: epidemiology and control. Acta Vet Scand 35: 79–88. Cranwell MP, Otter A, Errington J, Hogg RA, Wakeley P, Sandvik T (2007): Detection of Border disease virus in cattle. Vet Rec 161: 211–212. Danuser R, Vogt HR, Kaufmann T, Peterhans E, Zanoni R (2009): Seroprevalence and characterization of pestivirus infections in small ruminants and new world camelids Houe H (1995): Epidemiology of bovine viral diarrhea virus. Vet Clin North Am Food Anim Pract 11: 521–547. Institut für Veterinär-Virologie, Universität Bern (CH) (2006):, Information on Bovine Virus Diarrhoea / Mucosal Disease URL: http://www.bvd-info.ch/ (Stand 26.09.2015) Krametter-Frötscher R, Benetka V, Möstl K, Baumgartner W (2008): Transmission of Border Disease Virus from sheep to calves – a possible risk factor for the Austrian BVD eradication programme in cattle? Wien Tierarztl Monatsschr 95: 200–203. Lang-Ree JR, Vatn T, Kommisrud E, Loken T (1994): "Transmission of bovine viral diarrhoea virus by rectal examination." Vet Rec. 135.17: 412-413 Lindberg A, Brownlie J, Gunn GJ, Houe H, Moennig V, Saatkamp HW, Sandvik T, Valle PS (2006): The control of bovine viral diarrhoea virus in Europe: Today and in the future. Rev Sci Tech 25: 961–979. Løken T (1995): Ruminant pestivirus infections in animals other than cattle and sheep. Vet Clin North Am Food Anim Pract 11: 597–614. Meyling A, Jensen AM (1988): "Transmission of bovine virus diarrhoea virus (BVDV) by artificial insemination (AI) with semen from a persistently-infected bull." Vet Microbiol. 17.2: 97-105. Moennig V, Houe H, Lindberg A, Thiermann A (2005c): The control of bovine viral diarrhoea in Germany and in Europe. Tierarztl Umsch 60: 651–664. Sandvik T (2004): Progress of control and prevention programs for bovine viral diarrhea virus in Europe. Vet Clin North Am Food Anim Pract 20: 151–169. Ståhl K, Alenius S (2012): BVDV control and eradication in Europe – an update. Jpn J Vet Res 60: S31–S39. Tarry DW, Bernal L, Edwards S (1991). "Transmission of bovine virus diarrhoea virus by blood feeding flies." Vet Rec. 128.4: 8284. Traven M, Alenius S, Fossum C, Larsson B (1991): "Primary bovine viral diarrhoea virus infection in calves following direct contact with a persistently viraemic calf." Zentralbl Veterinarmed B. 38.6: 453-462. 10. Bekämpfung BVD Stand in Europa Seit einigen Jahren wird BVD in Europa verschieden stark bekämpft. Skandinavien setzte den Grundstein in der Ausrottung des BVD Virus (2,3). Skandinavien: Bekämpfung seit Anfang 90er Jahre, BVD frei (bis auf vereinzelte Fälle, d.h. wenn ein Tier einerseits ein seronegatives Testergebnis hat und anschliessend positiv auf Virus getestet wurde) Schweiz: Bekämpfung seit 2008, <0.05% PI-­‐Kälber (Gesamtrinderbestand in CH ca. 1,6 Mio Rinder, Stand 2008 (2)). Die PI-­‐Prävalenz lag im Dezember 2012 bei 0,02 %. Über 99,5 % aller Betriebe waren zu dieser Zeit BVD-­‐frei (2). Österreich, Schottland, Irland: obligatorische Bekämpfung seit 2004 (A), 2011 (SCO), 2013 (IR) Deutschland: Kontrollprogramm seit 2011, Impfung teilweise erlaubt Mittelmeerraum, Frankreich, England: regionale/freiwillige Kontrollprogramme geplant/gestartet Schweizerisches Eradikationsprogramm Hauptziel: Ausmerzen der PI-­‐Tiere!!! Seit 2008 läuft in der Schweiz das Ausrottungsprogramm. Seither konnte die Häufigkeit der Geburten von persistent mit dem BVD-­‐Virus infizierten Rindern (PI-­‐Tieren) von knapp 1.4% auf unter 0.05% gesenkt werden. In der Regel dauert es 10 Jahre bis die BVD Virus-­‐Infektion ausgerottet werden kann (3). 1. Phase: Sömmerung (Frühjahr 2008) VOR der Alpung alle Tiere testen Da auf den Alpen viele verschiedene Tiere aus verschiedenen Betrieben zusammentreffen und der Infektionsdruck massiv gesteigert ist, wurden deshalb ALLE dieser jungen Tiere auf BVD getestet (ca. 600‘000). Alle PI-­‐Tiere wurden eliminiert, so konnte verhindert werden, dass während der Sömmerung Rinder aus anderen Betrieben angesteckt wurden (4). 2. Phase: Initialphase (1. Oktober – 31.Dezember 2008) Vom Kalb bis zur Kuh und zum Stier wurden alle Tiere mittels Ohrstanze getestet (ausser die, welche schon während der Sömmerung getestet wurden). Die Betriebe wurden gesperrt bis die Testresultate bekannt waren. Getestete Tiere konnte man an der grünen Ohrmarke erkennen. Der Anteil der PI-­‐ Tiere in der Schweizer Rinderpopulation konnte von anfangs 2008 von 1.4% auf 0.8% gesenkt werden (gerechnet mit Populationsgrösse ca. 1,6 Mio Tieren; von ca. 22'500 PI-­‐Tieren auf ca. 12'800 (4). 3. Phase: Kälberphase (1. Januar – 30. September 2009) Der Tierhalter musste alle neugeborenen Kälber ab 1. Januar mittels Ohrstanzprobe testen. Wenn ein PI-­‐Tier auf einem Betrieb entdeckt wurden, mussten alle trächtigen Tiere bis zum Abkalben isoliert werden. Dabei ging der Anteil der PI-­‐Tiere auf 0.3% zurück (4). 4. Phase: Überwachungsphase (1. Oktober 2009 – 31. Dezember 2012) Jedes neugeborene Kalb wurde weiter vom Tierhalter beprobt und bei positivem Testergebnis aus dem Betrieb entfernt und sofort geschlachtet (oder getötet -­‐> neugeborene Kälber sind noch nicht schlachtreif). Der Veterinärdienst leitete Abklärungen zur Ansteckungsquelle durch. Im letzten Jahr dieser Phase wurde zusätzlich mit der Überwachung mittels AK-­‐Untersuchung begonnen. So konnte der Anteil der PI-­‐Tiere noch weiter auf 0.05% gesenkt werden (4). Ab 1. Januar 2013 werden Betriebe mittels der serologischen Untersuchung von Tankmilch und Blutproben überwacht. Nur Klein-­‐ und Spezialbetriebe (Bisons und Yaks) müssen ihre Kälber noch mit der Ohrstanzprobe untersuchen (5). Patricia Egli, Manuel Stirnimann, Melanie Mühlestein, Alina Hubbuch Ausrottungsprogramme in Skandinavien und Deutschland Skandinavien: Programme in Skandinavien begannen in den späten 90er Jahren. Im Gegensatz zur Schweiz wurden nur Herden mit hoher Seroprävalenz auf PI-­‐Tiere getestet. In der Schweiz hatte man sich für eine andere Strategie entschieden, da wir allgemein eine höhere Seroprävalenz in unserer Rinderpopulation hatten (3). Deutschland: Bis 2004 gab es nur regionale Programme. Seit dem 1. Januar 2004 wurde die Meldepflicht eingeführt und die Bekämpfung wurde in ganz Deutschland obligatorisch. Im Gegensatz zur Schweiz und Skandinavien ist eine freiwillige Impfung erlaubt, allerdings nur bei seronegativen Kälbern in BVDV freien Herden (1. Impfung mit inaktiviertem Impfstoff, 2. Impfung 4 Wochen später mit mlv Impfstoff) (3). Probleme und Risiken -­‐ Import ungetesteter Tiere, Nachbarländer noch nicht BVD frei -­‐ menschliches Versagen wie Kälber nicht beproben, Verdacht auf BVD zu spät melden, Testergebnisse nicht abwarten, Aborte nicht testen, nicht Einhalten von Quarantänen etc. -­‐ Überwachung der Tankmilchproben 2x jährlich -­‐> problematisch, da nur noch AK nachgewiesen werden (früher Virus-­‐Nachweis). Dadurch werden zwar die Herden-­‐Titer bestimmt, wenn nun aber ein Tier neu infiziert wird, ist dieser minimale Anstieg (noch) nicht alarmierend. Erst wenn Herde schon rel. stark durchseucht ist, steigt Tankmilch deutlich an. Ausserdem werden nur diese Tiere in den Test miteinbezogen, welche auch Milch geben -­‐> beste Lösung wäre, wieder jedes neugeborene Kalb mittels PCR zu untersuchen (ist jedoch viel zu teuer) -­‐ nicht Erkennen klinischer Symptome durch Tierärzte -­‐ AK-­‐Titer in der Milch hängen vom Alter, der Herdenzusammensetzung und dem Laktationsstadium ab und da nur der AK Anstieg detektiert wird, ist dieser Wert starken Schwankungen unterworfen. -­‐ ELISA-­‐Tests können sehr kleine AK-­‐Mengen in der Milch nicht nachweisen (ausserdem sind in der Milch weniger AK als im Serum vorhanden), so können falsch-­‐negative Ergebnisse entstehen -­‐ Gefahr einer Rückübertragung von BVD durch andere Spezies, da das Virus nicht streng Spezies spezifisch ist und die genetische Vielfalt gross ist -­‐ Gefahr von Kreuzreaktionen, denn kein Routinetest kann bisher eindeutig zwischen BVD und Border Disease unterscheiden. Referenzen: 1) Irene Greiser-­‐Wilke, 6th Pestivirus Symposium, Thun, Switzerland, 13.-­‐16. 2005 2) Claudia Bachofen/ Hanspeter Stalter/ Hans-­‐Rudolf Vogt/ Michael Wegmüller/ Matthias Schweizer/ Reto Zanoni/ Ernst Peterhans, „Bovine Virusdiarrhöe (BVD): von der Biologie zur Bekämpfung“, 14.10.2013 3) Karl Stahl/Stefan Alenius, „ BVDV control and eradication in Europe – an update“, 12.12.2011 Japanese Journal of Veterinary Research 60 (Supplement): S31-­‐S39, 2012, Review 4) http://www.blv.admin.ch/gesundheit_tiere/00286/04058/index.html?lang=de, 30.09.2015 5) http://www.blv.admin.ch/gesundheit_tiere/00286/01832/index.html?lang=de, 30.09.2015 Patricia Egli, Manuel Stirnimann, Melanie Mühlestein, Alina Hubbuch Interspeziesübertragung beim BVD-­‐Virus 1) Beschreiben Sie das Wirtsspektrum von BVDV und seinen Verwandten6 • BVDV1+2 (bovine viral diarrhoea virus) in über 50 verschiedenen Spezies (alles Paarhufer) AK nachgewiesen o Rinder (Bisons, Yaks): Hauptwirt o Schafe + Ziegen (gleiche Symptome wie BDV) § BVDV von Rind à Schaf/Ziege PI Tiere bekannt à zurück zu Rind? o Oft nur Antikörpernachweis (transiente Infektion) à fast alle untersuchten Paarhufer-­‐Spezies, ev. Kaninchen8 o In einigen Spezies persistente Infektion nachgewiesen: u.A. Schaf, Ziege, Schwein, Alpaka, Weisswedelhirsch, Eland-­‐Antilope, Hirschferkel-­‐Antilope, Amerikanische Gebirgsziege8 • BDV 1-­‐57 (Border disease) o Schafe à PI Lämmer o Ziegen à eher Abort o Schwein o Gämsen o Infektion Rinder à PI Kälber, 13 Fälle bekannt1 o Weitere Paarhufer • CSFV (klassische Schweinepest) o Schweine à selten PI Ferkel, oft Abort, einige Stämme von KSP können auch bei Infektion unmittelbar nach Geburt eine Immuntoleranz auslösen o Wildschweine à Labortests zeigen, dass auch PI Tiere vorkommen, =Reservoir von KSP • Pestiviren der Giraffe • Viele weitere: atypische Pestiviren (HoBi-­‐like oder BVD-­‐3 à Rinder), Bungowannah-­‐Virus (Schweine, Australien), Pestivirus der Pronghorn Antilope,... 2) Welche Eigenschaft der RNA-­‐Viren ist für die Interspeziesübertragung besonders wichtig? • RNA-­‐Viren sind sehr anfällig für Mutationen (hohe Fehlerrate der RNA-­‐Polymerase) und haben deshalb eine grosse Anpassungsfähigkeit für verschiedene Spezies. • Hohe Kontagiösität à rasche Ausbreitung in einer immunologisch naiven Population (ist nicht RNA-­‐Virus-­‐spezifisch) • Spezifisch bei Pestiviren: Lebende Virusreservoirs in Form von immuntoleranten Tieren à können sich lange Zeit in einer immunen Population aufhalten und sich innerhalb der Population stark ausbreiten 3) Welche Bedeutung hat die Interspeziesübertragung für die Bekämpfung von Pestiviren? • Es wäre wichtig PI-­‐Tiere von AK-­‐positiven Tieren (nach transienter Infektion) zu unterscheiden, da sich ein echtes Reservoir nur entwickelt, wenn es überlebensfähige PI-­‐ Tiere in dieser Spezies gibt. • Das BVDV kann auch auf Schafe und Ziegen übertragen werden und evtl. unerkannt bleiben (bzw. nicht als BVDV erkannt werden), da die Symptome gleich sind wie bei Border Disease Virus. • Auch Wildwiederkäuer können mit dem BVDV infiziert sein und könnten so ein nicht kontrollierbares Virusreservoir bilden, falls der Virustyp auch für unsere Haussäugetiere infektiös ist. • Um das Risiko zu senken, sollte der Mensch den Kontakt zwischen verschiedenen Spezies versuchen möglichst gering zuhalten (z.B. Rinder – Wildwiederkäuer). Doch dies ist leider nicht immer machbar. • Die heutigen angewandten Routinetestmethoden für BVDV und BDV können nicht zwischen den zwei Viren unterscheiden (Kreuzreagierende Antikörper) Michaela Hutter, Anna Eichrodt, Julia Ettlin, Xenia Trachsel, Ursina Münger • Auch wenn es nur zu transienter Infektion nach Interspezies-­‐Übertragung kommt, kann das Probleme verursachen. Es kann vorkommen, dass z.B wenn Kühe in der Nähe von BDV infizierten Schafen grasen, die Kühe Ak gegen BDV bilden und ihre Milchprobe dann positiv im BVDV-­‐Ak Nachweis ist (da durch Routinetest nicht von BD-­‐Ak unterscheidbar). Dies führt zur Sperrung, sowie weiteren Abklärung und somit zu Kosten à Probleme bei der serologischen Überwachung bei der BVD-­‐Eradikation. Take Home Message Falls es zu einer Mutation des Virus kommt, wodurch dieses zwischen verschiedenen Tierspezies übertragbar ist, müssen Testmethoden, Überwachungsprogramme und sofortige Notfallmassnahmen überdacht werden, um den Schaden in Grenzen zu halten. Wichtig dabei ist die Differenzierung des Verlaufs der Infektion: • Akut-­‐transient: Tiere bilden nach überstandener Krankheit Ak à lebenslang vor Reinfektion geschützt, ev. Probleme mit serologischer Übewachung • Persistent: Immuntolerante PI-­‐Tiere (Ak negativ) à Reservoir Quellenangaben: 1 Claudia Bachofen, Hanspeter Stalder, Hans-­‐Rudolf Vogt, Michael Wegmüller, Matthias Schweizer, Reto Zanoni Ernst Peterhans, Bovine Virusdiarrhöe: Von der Biologie zur Bekämpfung; Berliner und Münchner Tierärztliche Wochenschrift 126, Heft 11/12 (2013), Seiten 452-­‐461 2 Karl Stahl and Stefan Alenius, BVDV control and eradications in Europe – an update, Japanes Journal of Veterinary Research 60 (Supplement): S31-­‐S39, 2012 3 P.H. Walz, D.L. Grooms, T. Passler, J.F. Ridpath, R. Tremblay, D.L. Step, R.J. Callan, and M.D. Givens, Control of Bovine Viral Diarrhea Virus in Ruminants, ACVIM Consensum Statement, J Vet Intern Med 2010; 24:476-­‐ 486 4 Dr. Claudia Bachofen, Vorlesungsunterlagen Virusinfektionen der Rinder und Kälber, BVD/MD, 3.JK/03.03.2015 5 Mathias Ackermann (Hrsg.), Virushandbuch für Veterinrämediziner, 1. Auflage 2013, S. 173-­‐185 6 Vilcek S, Nettleton PF. Pestiviruses in wild animals. Vet Microbiol. 2006 Aug 25;116(1-­‐3):1-­‐12. Epub 2006 Jul 12. Review. PubMed PMID: 16839713. 7 Monica Giammarioli,Severina Anna La Rocca,Falko Steinbach,Cristina Casciari,Gian Mario De Mia. Genetic and antigenic typing of border disease virus (BDV) isolates from Italy reveals the existence of a novel BDV group. Vet Microbiol. 27 Jan 2011 8 Bachofen C., Grant D., Willoughby K., Zadoks R., Dagleish M., Russell G.. Experimental infection of rabbits with bovine viral diarrhea virus by a natural route of exposure, Vet Res, 2014, 45:34 Michaela Hutter, Anna Eichrodt, Julia Ettlin, Xenia Trachsel, Ursina Münger 12. Impfstoffe gegen BVDV Es sind zwei Typen von Impfstoffen gegen BVD auf dem Markt erhältlich (in der Schweiz ist kein Impfstoff zugelassen): 1. Modifizierte Lebendvakzine (mlv) Durch Veränderungen des BVD Virus z.B. durch die Inaktivierung der RNase-­‐Aktivität im Protein ERNS [6] kann es keine Krankheit mehr auslösen, sich im Wirt aber noch vermehren. Deshalb ist ein entsprechender Impfstoff in der Lage, eine sehr gute Immunantwort auszulösen. Für den mlv-­‐Impfstoff wird der cytopahtogene BVD-­‐Stamm verwendet, weil dieser keine PI-­‐Tiere generieren kann. Ein solcher mlv Impfstoff ist, je nach Zeitpunkt der Mutterkuh-­‐Impfung, zwar in der Lage, den Fetus zu infizieren und einen Abort zu verursachen, ist aber dennoch als sicher, im Sinne des Impfschutzes für das Muttertier, zu werten und bietet dadurch einen grossen Vorteil gegenüber den Totimpfstoffen. Nachteilig zu werten ist, dass durch die Impfung von PI-­‐Tieren Mucosal Disease ausgelöst werden kann. Als weiterer Nachteil zu erwähnen ist die immunsuppressive Wirkung der mlv-­‐Impfstoffe, bei der es primär zu einer Lymphopenie kommt, bevor die Lymphozytenzahl nachfolgend dann wieder ansteigt. [1] Die Impfung muss in regelmässigen Abständen (je nach Impfstoff) aufgefrischt werden. 2. Totimpfstoffe Totimpfstoffe sind sicherer als die Lebendimpfstoffe, da das in ihnen enthaltene Virus inaktiviert wurde oder nur Teile davon verwendet werden, wodurch eine Rückmutation ausgeschlossen ist. Da es durch die Impfung mit Totimpfstoffen zu keiner Replikation und viralen Proteinexpression in der Zelle kommt, übt die Vakzine eine schlechtere immunisierende Wirkung aus. Um dem entgegenzuwirken, wird den Totimpfstoffen meist ein Adjuvans beigegeben, um das antigene Material dem Immunsystem möglichst effizient präsentieren zu können. Da allerdings auch mit dem Adjuvans eine schlechtere immunisierende Wirkung erzielt wird als durch einen mlv-­‐Impfstoff, ist es nötig, regelmässige Auffrischungsimpfungen durchzuführen. [1] Modifizierte Lebendvakzine Totvakzine Immunantwort Gut, ausgewogen Schwach Kreuzreaktivität * Gut Gut Sicherheit Mässig, evtl. Gefahr für Fetus Gut Effekt maternaler AK Gross Gross Immunsuppression Möglich Nein Foetopathogenität Möglich nein * Die Kreuzreaktivität innerhalb der BVDV-­‐1 ist gut, während sie zwischen BVDV-­‐1 und 2 eher schlecht ist. (BVDV-­‐2 haben v.a. eine Bedeutung in den USA, in Europa spielen sie nur eine untergeordnete Rolle.) [1] Im Rahmen des BVDV-­‐Bekämpfungsprogrammes, das in Deutschland durchgeführt wird, gibt es auch ein sog. zweistufiges Impfverfahren, das sich die jeweiligen Vorteile dieser beiden Impfstoffarten zu Nutze macht. Hierbei erfolgt die erste Impfung der Grundimmunisierung mit einem Totimpfstoff, bevor dann nach 4-­‐6 Wochen die zweite Impfung mit einem Lebendimpfstoff vorgenommen wird. Durch die Erstimpfung mit dem inaktivierten Impfstoff soll eine Virusausscheidung nach der zweiten Impfung mit dem Lebendimpfstoff unterbunden werden. Das mlv-­‐Impfvirus kann somit nicht auf solche Tiere übertragen werden, die nicht geimpft werden sollen, insb. trächtige Kühe. Wie lange dieser Impfschutz anhält, ist jedoch noch nicht bekannt. [3 ] Bedeutung Bei der BVD spielt die Infektionskette über vorübergehend infizierte Tiere eine untergeordnete Rolle. Viel bedeutender sind die persistent-­‐infizierten Dauerausscheider, die einst als noch nicht-­‐ immunkompetente Föten im 1. Trimester transplazentär infiziert wurden. Das grundsätzliche Ziel einer Impfung besteht daher darin, das Rind vor der Belegung ausreichend zu immunisieren, um nachfolgend eine intrauterine Infektion und somit PI-­‐Tiere zu verhindern. In der Schweiz ist das Impfen aus folgenden Gründen wenig sinnvoll: • • • • • Vakzine bieten vor allem einen Schutz gegen die akute Erkrankung. 70-­‐90% der Infektionen verlaufen jedoch symptomlos. Die Impfung kann keinen 100%igen Schutz gewährleisten. [5] Keine Markervakzine vorhanden, wodurch eine serologische Überwachung nicht möglich ist und die Eradikation erschwert wird. Der Import von ausschliesslich BVDV-­‐freien Tieren bietet eine gute Alternative zur Impfung. Die Impfung reduziert das Auftreten der Krankheit nur, rottet sie aber nicht aus. Die Impfung kann jedoch als zusätzliche Massnahme zum Schutz besonders gefährdeter Tiere genutzt werden. [2] Länder und die BVD-­‐Impfung In der Schweiz ist die Impfung verboten und es läuft ein Bekämpfungsprogramm, ebenso in Österreich. Die skandinavischen Länder gelten als Pionierländer der Bekämpfung, auch dort sind die Impfungen verboten. In Deutschland sind zurzeit 4 Impfstoffe erlaubt (1 mlv und 3 Totvakzine). In Frankreich, Italien, den Niederlanden und im Vereinigten Königreich wird ebenfalls gegen BVD geimpft. [5] In den USA sind 160 verschiedene Impfstoffe zugelassen, ohne dass sich die Seuchenlage verbessert hat. Geimpft wird dort nur auf privatwirtschaftlicher Basis. [4] Referenzen 1] http://www.bvd-­‐info.ch/tierarzte/vakzination.html [2] http://www.bvd-­‐info.ch/tierarzte/problemfall_bvd.html [3] Implementation of two step vaccination in the control of bovine viral diarrhoea, V. Moennig et al [4] Virusdiarrhoe (BVD): Von der Biologie zur Bekämpfung, Bachofen et al [5] BVDV control and eradication in Europe – an update, Stahl [6] http://www.google.com/patents/EP1749885B1?cl=de
