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Blauzungenimpfung verweigern
Hallo Bioschurl:
Wir können jederzeit das Niveau heben´...
Artikel ist im Web leider nicht verlinkt - daher habe ich ihn hereinkopiert.
Damit habt ihr eine Diskussionsgrundlage - für eure weiteren Treffen....;-)
Auszug aus Virus-Porträts 2007/08
Autoren: Norbert Stäuber, Mathias Ackermann
File Info: TPT22:\Vorlesung\Portrats0203.doc
BTV Blauzungenkrankheit - Bluetongue
Disease
Die Blauzungen Krankheit oder Bluetongue disease (BT) ist
eine durch blutsaugende Arthropoden übertragene, saisonal
auftretende, nicht-kontagiöse Infektionskrankheit der Schafe,
Kühe, Ziegen und anderer Wiederkäuer. Sie ist verursacht
durch ein doppelsträngiges RNS Orbivirus (Bluetongue Virus,
BTV) (orbis = lat. Ring, Kreis) aus der Familie Reoviridae,
und ist charakterisiert durch Fieber, Hämorrhagien und
Oedeme.
Besonderheiten:
Empfänglich für BTV sind Wiederkäuer, Schafe sind am
empfänglichsten, Kühe, Ziegen und Wildwiederkäuer sind oft
nur inapparent infiziert, können aber als Reservoir des Virus
dienen. Je nach Virulenz des Virustyps und Rasse des
befallenen Tieres entwickeln sich mehr oder weniger starke
Symptome. BTV wurde nur einmal aus Nagetieren isoliert,
aber experimentell sind diese empfänglich für die Infektion.
Drastisch erweitert hat sich das Wirtsspektrum 1994, als in
den USA nach einer Serie von Aborten und Todesfällen bei
tragenden Hündinnen das BTV als Ursache erkannt wurde.
In einer anschliessenden Untersuchung wurde auch eine
natürliche Infektion von afrikanischen Carnivoren mit BTV
festgestellt.
Im August 2006 tranten im Maastrichter Zipfel der
Niederlande Dutzende von Fällen der Blauzungenkrankheit
beim Schaf auf. Später wurden auch Fälle bei Schafen und
Rindern in den Nachbarländern (Belgien, Deutschland,
Frankreich) auf. Die Epidemiologie dieser Ausbrüche ist noch
nicht geklärt. (eventuell Mücken aus Frachtflugzeugen von
Maastricht?).
Geschichte:
BT als Krankheitsbild wurde das erste Mal 1881 beschrieben
als epizootischer Katarrh der Merino-Schafe. 1905 wurde der
Namen Bluetongue für dieses Syndrom gegeben, und 1906
wurde durch Resultate aus Filtrationsversuchen die virale
Natur der Krankheit postuliert, und vermutet, dass das
saisonale Auftreten mit einem Insekten-Vektor
zusammenhängen könnte. 1934 wurde dann das infektiöse
Agens aus Aedes-Mücken isoliert, und 1944 fanden erste
Übertragungsversuche von infizierten Mücken auf Schafe statt.
Kurz nach den Filtrationsversuchen und somit der Klärung der
Natur des infektiösen Agens wurde mit Impfversuchen
begonnen.
1908 wurde beschrieben wie das infektiöse Agens nach
mehrmaliger Passage in Schafen offenbar an Virulenz
einbüsste und als attenuierter Impfstoff verwendet werden
konnte. Dieser Virusstamm diente für über 40 Jahre als
Impfstoff, mit weltweit über 50 Millionen verimpften Dosen.
Verbreitung:
BTV tritt entsprechend dem Verbreitungsgebiet des Vektors,
blutsaugende Stechmücken der Gattung Culicoides
(Stechgnitzen), in einem Gürtel nördlich und südlich des
Aequators auf, zwischen 50°N und 30°S in Amerika und
zwischen 40°N und 35°S in Europa, Afrika, Asien und
Australien auf. Gebunden an den Entwicklungszyklus des
Vektors tritt BTV saisonal auf. Seit der ersten Beschreibung in
Süd-Afrika hat BTV sich kontinuierlich weltweit ausgebreitet,
mit Ausbrüchen auf der iberischen Halbinsel in den Jahren
1956-60.
Bis 1977 galt Australien frei von BTV, im Rahmen von
epidemiologischen Untersuchungen wurde dann aber das Virus
aus Mücken isoliert, und bis heute acht Serotypen identifiziert.
Allerdings wurden nie klinische Ausbrüche der Krankheit in
Schafen registriert.
Seit 2006 Ausbrüche von BTV in NL, Belgien, Deutschland
und Frankreich.
Erreger:
Das Blauzungen- oder Bluetongue Virus (BTV) ist das am
besten untersuchte Virus, und somit das Prototypvirus, des
Genus Orbivirus. Zusammen mit den Genera Reovirus,
Rotavirus und Coltivirus ist es in der Familie Reoviridae
eingeteilt.
Nah verwandte Viren sind das Virus der Afrikanischen
Pferdepest (AHSV), das Virus der epizootischen
hämorrhagischen Krankheit der Hirsche (EHDV) oder das
Ibaraki Virus der Kühe und Hirsche. Es existieren weltweit 24
verschiedene Serotypen des BTV, welche in regionale
Gruppen eingeteilt werden können.
Die Struktur eines Partikels sowie die Lokalisation von
Proteinen wurde gezeigt durch Kristallisation von Proteinen
(VP7 bei einer Auflösung von 2.5 Angström), durch
Röntgenstrahlen-Analyse und kryo-elektronenmikroskopische
Aufnahmen und dreidimensionale Analyse bis zu einer
Auflösung von 28 Angström. Ein Viruspartikel ist etwa 80 nm
gross, ist unbehüllt, und besteht aus einer diffusen äusseren
Proteinschicht gebildet von den zwei Proteinen VP2 (180
Moleküle) und VP5 (120 Moleküle). Ein Core mit
ikosahedrischer Symmetrie wird gebildet von 780 Molekülen
des Proteins VP7, die in 260 Trimeren angeordnet sind, sowie
dem darunterliegenden Protein VP3. Darin eingeschlossen sind
die Proteine VP1, VP4 und VP6 und die 10 Segmente
doppelsträngiger RNS (dsRNS). Zusätzlich kommen in
infizierten Zellen mindestens drei Nicht-Strukturproteine vor,
NS1, NS2 und NS3.
Das Genom mehrerer Serotypen ist komplett sequenziert (10
Segmente ergeben total etwa 20'400 Basenpaare). Jedes
Segment kodiert für ein Protein. Mittels Expression in
verschiedenen rekombinanten Systemen (wie dem
Baculovirussystem) können alle viralen Proteine synthetisiert
werden. Dies erlaubt das strukturelle und funktionelle Studium
der einzelnen Proteine oder mehrerer zusammen gleichzeitig.
Bei simultaner Synthese der Strukturproteine bilden diese leere
Viruspartikel, entweder nur Core-ähnliche Partikel (VP7 und
VP3) oder Virus-ähnliche Partikel (VP7, VP3, VP2 und VP5),
die keine Nukleinsäure enthalten, aber ansonsten den natürlich
vorkommenden Virus-Partikeln identisch sind. Dies wiederum
erlaubt ein weitergehendes Studium des Virus. Zusätzlich
wurde gezeigt, dass diese leeren Viruspartikel ein potenter
Impfstoff sind.
Das Virus ist stabil in lipid-haltigen Lösungsmitteln sowie in
nicht-ionischen Detergenzien. Monovalente und divalente
Kationen können die äussere Proteinschicht destabilisieren,
dies ist pH-abhängig. Virus-Partikel sind am stabilsten bei
einem pH zwischen 8-9, wogegen Core-Partikel stabil sind bis
zu einem pH von 5.
Nicht-gereinigte Partikel in infizierten Zellen sind stark
assoziert mit dem Zellskelett und bei niederen Temperaturen
über lange Zeit extrem stabil.
Virusvermehrung und
Genexpression:
Viele Details des Replikations-Zyklus von BTV und Orbiviren
sind noch unbekannt, es wird aber angenommen, dass die
grundlegenden Mechanismen bei den Reoviridae ähnlich sind.
Allerdings kommen bei Orbiviren, die sich, im Gegensatz zu
Rotaviren und Reoviren, auch in Arthropoden vermehren,
strukturelle und funktionelle Besonderheiten vor. Der gesamte
Replikations-Zyklus spielt sich im Zytoplasma ab.
Die Adsorption an Zellen wird durch das Protein VP2
vermittelt, und es wird angenommen, dass zelluläre
Rezeptoren für die Bindung verantwortlich sind. Bis heute
wurden jedoch diese Rezeptoren nicht identifiziert. Das Core-
Protein VP7 spielt wahrscheinlich auch eine Rolle bei der
Bindung, da dieses Protein ein RGD-Motiv (Arginin-Glycin-
Asparaginsäure) aufweist, wie es zum Beispiel auch beim
Maul-und Klauenseuche Virus gefunden wird.
Kapitel, Arboviren, Bluetongue
Die Penetration des BTV ins Zellinnere geschieht durch
Endozytose. Durch Verschmelzung mit Lysosomen und
entsprechendem Abfall des pH werden die zwei Proteine VP2
und VP5 abgebaut und übrig bleibt der Core-Partikel. Dies
führt zu einer Aktivierung der Transkription des viralen
Genoms. Core-Partikel werden dann ins Zytoplasma entlassen,
wo die Transkription beginnt. Der Core-Partikel bleibt im
Zytoplasma intakt. Es gelang nie, nackte dsRNS von dsRNSViren
im Zytoplasma nachzuweisen. Zelleigene Enzyme wie
die Protein Kinase werden über dsRNS effizient aktiviert. Über
nachfolgende Enzym-Kaskaden wird die Produktion von
antiviralen Substanzen wie Interferon oder RNasen oder
Mechanismen wie Apoptosis ausgelöst. Daher ist es für die
Viren wichtig, dass keine freie dsRNS in Zellen vorkommt.
Verschiedene Viren haben verschiedene Strategien entwickelt,
um gegen die zelluläre Antwort gewappnet zu sein. Virale
dsRNS-bindende Proteine wie NS2 bei BTV sind eine weitere
Möglichkeit, die durch dsRNS induzierten antiviralen
Mechanismen der Zelle zu verhindern.
Messenger-RNS (mRNS) aller 10 Segmente, welche
methyliert ist und am 5'-Ende ein Cap-Stuktur besitzt, wird
innerhalb des Core-Partikels synthetisiert. Der negative Strang
der viralen dsRNS dient dabei als Original für die Ablesung.
Die mRNS wird aus dem Core ausgeschleust und virusspezifische
Polypeptide und Proteine werden durch Translation
am Endoplasmatischen Retikulum synthetisiert. Solche Peptide
sind schon nach 2-4 Stunden nach Infektion in der Zelle
nachweisbar. Die Bildung von Virus-Einschlusskörperchen
in der Zelle ist ein Hinweis auf den Zusammenbau von neuen
Virus-Partikeln.
Dabei scheint mRNS von viralen Proteinen gebunden und in
neu geformten Core-Partikeln dann zu dsRNS synthetisiert zu
werden. Ebenso kommen im Zytoplasma Tubuli vor,
zylindrische Stücke des viralen Proteins NS1, dessen Funktion
jedoch unbekannt ist.
Neu zusammengesetzte Viruspartikel, ebenso wie
Einschlusskörperchen und Tubuli sind alle sehr eng assoziert
mit dem Vimentin-reichen, intermediären Filament-Netzwerk
des Zytoskeletons.
Die Freisetzung der kompletten Viruspartikel erfolgt dann
entweder durch Budding oder durch Lyse der infizierten Zelle.
Das Nicht-Strukturprotein NS3 scheint bei der
Virusausschleusung aus der intakten Zelle eine Rolle zu
spielen.
Durch das segmentierte Genom von BTV besteht die
Möglichkeit, dass bei einer Koinfektion verschiedene
Virustypen reassortieren. Dieser Mechanismus für eine
genetische Shift und Evolution von Viren ist auch von anderen
segmentierten Viren bekannt. Im Zeitalter vor der
Sequenzierung von Nukleinsäuren und RNS Translations-
Studien wurde diese Fähigkeit der Reassortierung genutzt, um
die Kodierung der verschiedenen Segmente und die
Funktionen der entsprechenden Proteine herauszufinden.
In Feldinfektionen können oft gemischte Populationen von
Viren isoliert werden. Es können im selben Wirt somit
antigenetisch verschiedene Viren auftreten. Dabei ist die
Reassortierungs-Rate im Insekten-Vektor viel höher als im
Vertebraten-Wirt. Es bestehen auch Unterschiede in der
Reassortierungs-Rate der verschiedenen Segmente. Trotzdem
dass diese Reassortierung mit relativ hoher Frequenz
vorkommt, scheint die genomische Zusammensetzung der
verschiedenen Orbivirus-Stämme relativ konstant über längere
Zeiträume, bedingt durch möglicherweise inkompatible
Reassortanten oder Reassortanten mit niedrigerer
Kompetitivität als Wildtypen.
Epidemiologie:
Blutsaugende, infizierte Arthropoden übertragen das Virus bei
ihrer Mahlzeit auf empfängliche Vertebraten. Während der
Virämie dient dann ein infiziertes Tier als Virusquelle für die
Infektion weiterer Arthropoden, womit sich der Zyklus
schliesst. Stechmücken der Gattung Culicoides sind die
biologischen Vektoren für BTV, in welchen das Virus
repliziert. Im Vektor ist eine vertikale, transovarielle
Übertragung des Virus möglich. Das Virus kann auch in diesen
Vektoren überwintern. In verschiedenen geographischen
Regionen dienen unterschiedliche Spezies als Haupt-Vektoren.
Selbst innerhalb einer Spezies treten individuelle Unterschiede
bezüglich Vektor-Kompetenz und -Kapazität auf.
Über das Vorkommen von potentiellen Vektoren in Europa
liegen nur wenige Studien vor. Weltweit gibt es über 1000
Spezies der Gattung Culicoides, aber nur 8 Spezies sind
kompetente Überträger von BTV. Experimentell wurde eine
Virusübertragung durch in Grossbritannien heimische
Culicoides spp. gezeigt. Mehrere Culicoides spp., darunter ein
Hauptüberträger von BTV und Afrikanischer Pferdepest,
Culicoides imicola, sind im Mittelmeerraum heimisch, wie
weit nördlich sich deren Lebensraum erstreckt ist jedoch nicht
genau bekannt.
Weiter wurde BTV aus Zecken isoliert. Auch eine
experimentelle biologische Übertragung durch Zecken
(Ornithodurus spp.) wurde nachgewiesen. Ebenso ist eine rein
mechanische Übertragung von BTV durch blutsaugende
Arthropoden oder auch iatrogen möglich.
Eine Voraussage über das Auftreten von BTV und anderen
Arboviren könnte durch Identifizierung potentieller Vektoren,
deren notwendigen klimatischen Lebensbedingungen sowie
durch Analyse von genetisch kompetenten Vektoren verbessert
werden.
Andere Möglichkeiten der Übertragung von BTV wurde
gezeigt durch inifzierten Samen von virämischen Stieren zur
künstlichen Besamung , jedoch offenbar nicht beim
Embryotransfer, weder von der Spender-Kuh auf die
Embryonen noch von Embryonen auf die Empfängerkühe.
Andrerseits wurde eine transplazentare Übertragung bei
Kühen gezeigt, verbunden mit teratogenen Erscheinungen.
Beim Schaf ist eine intrauterine Übertragungsweise belegt.
Pathogenese:
Nach Infektion vermehrt sich das Virus vorerst in regionalen
Lymphknoten sowie eventuell Tonsillen und Milz, bevor es zu
einer Virämie kommt. Das Virus scheint dabei sehr eng
assoziert mit verschiedenen Blutzellen. Dabei werden in
Erythrocyten-Fraktionen höhere Titer gefunden als im Buffy
coat. Experimentell können T-Lymphozyten Kulturen langzeitinfiziert
werden.
BTV hat eine Affinität zu Endothelzellen, vor allem der
kleinen Blutgefässe und Kapillaren. Mit Immunfluoreszenz
wurde gezeigt, dass dies vor allem Gefässe der Epithelien
betrifft. Ischämische Läsionen der Epithelien folgen den
primären viralen Entzündungserscheinungen. Mechanischer
Stress in Maul und nasolabialer Gegend sowie sekundär
bakterielle Infektionen beeinflussen das Ausmass dieser
sekundären Veränderungen.
Im weiteren Verlauf der Krankheit sind pathologischanatomisch
Kongestion, Oedeme und Hämorrhagien zu finden.
Dies betrifft vor allem subkutanes Gewebe, den Digestions-
Trakt, das kardiovaskuläre und respiratorische System sowie
Lymphknoten, Milz und Nieren.
Klinik:
Viele Wiederkäuer sind empfänglich für BTV, die klinischen
Erscheinungen kommen jedoch primär beim Schaf vor. Dabei
scheinen die in endemischen Regionen vorkommenden Rassen
weniger empfindlich als importierte, europäische Rassen.
Ebenso beeinflusst die Virulenz der verschiedenen Serotypen
die Ausprägung der Symptome. Die Morbidität kann bis 50%
betragen, die Mortalität variiert und kann von 0%-70%
erreichen.
Oft verläuft die Krankheit symptomlos oder nur mit einer
Temperaturerhöhung. Bei der akuten Form treten klinische
Erscheinungen nach einer Inkubationszeit von 3 bis 7 Tagen
mit dem Höhepunkt der Virämie auf. Hohes Fieber über 6 bis
8 Tage, Dyspnoe, Hyperämie der Kopfschleimhäute, sowie im
weiteren Verlauf eitrige Rhinitis und Lippen- und
Zungenödem mit Blaufärbung der Zunge, das der Krankheit
den Namen gab, können beobachtet werden. Daneben treten
Ulzera und Erosionen der Schleimhäute auf. Mit beginnender
Heilung der nasalen und oralen Läsionen können sich
Pododermatitiden entwickeln. Die epithelialen Läsionen von
Maul und nasolabialer Gegend können chronisch werden, mit
Ulzerationen und Sekundärinfektionen die zu Nekrosen führen.
Bei Jungtieren treten Diarrhöen auf und die Mortalität ist sehr
hoch.
Bei subakutem Verlauf finden sich ähnliche, aber weniger
ausgeprägte Symptome. Im Verlauf von intrauterinen
Infektionen entstehen Fetopathien wie Hydrocephalus,
Nekrosen, Verkürzung der Gliedmassen und Aborte.
Beim Rind ist die Morbidität geringer und die Mortalität klein,
der Verlauf der Krankheit oft symptomlos, die Erscheinungen
ansonsten ähnlich aber milder, mit Lippenödem, Speichelfluss,
Nasenausfluss und Inappetenz.
Immunreaktion:
Die zelluläre Immunreaktion ist schlecht untersucht und
charakterisiert. Die humorale Immunantwort kann eingeteilt
werden in Serotyp-spezifische und Serogruppen-spezifische
Antwort.
Die humorale Immunantwort bewirkt einen Abfall des
Virustiters im Blut, scheint aber die virale
Antigenkonzentration im Gewebe nicht zu beeinträchtigen.
Andrerseits wird das Virus offenbar nicht vollständig aus dem
Blut eliminiert. Sowohl neutralisierende Antikörper wie auch
Virus können bis zu 28 Tagen im Blut nachgewiesen werden.
Dabei ist es möglich, dass das Virus sich entweder in den
Zellen aufhält oder durch kleine antigenetische Unterschiede
des Partikels der humoralen Immunantwort temporär zu
entgehen vermag.
Virus-Neutralisations Tests sind das wichtigste Werkzeug zur
Bestimmung des Serotyps. Neutralisierende und auch
hämagglutinierende Antikörper sind gegen Epitope auf dem
Protein VP2 gerichtet. Gruppen-spezifische Antikörper sind
vor allem gegen VP7 gerichtet. Das Vorkommen von Virusneutralisierenden
Antikörpern korreliert sehr gut mit einer
protektiven Immunität gegen den homologen Virustyp.
Passive Immunität durch Antikörper im Kolostrum schützen
das Lamm für ungefähr sechs Monate. Tragende Auen sollten
allerdings in der frühen Trächtigkeit nicht geimpft werden
wegen möglichen teratogenen Auswirkungen.
Der Lebendimpfstoff sollte in nicht-endemischen Gebieten
während der Vektor-Saison nicht verwendet werden, da das
Virus infektiös ist für den Vektor.
Prophylaxe:
Die Schutzimpfung mit lebend attenuierten Impfstoffen wird in
endemischen Gebieten durchgeführt. Zur Verhinderung der
Verschleppung der Krankheit in seuchenfreie Gebiete sind
seuchenpolizeiliche Massnahmen (und deren Einhaltung) von
höchster Wichtigkeit.
Diagnose:
Die Diagnose kann gestellt werden einerseits aufgrund der
klinischen Symptome, dem regionalen und zeitlichen
Auftreten, sollte aber andrerseits aufgrund der möglichen
Verwechslung mit anderen Krankheiten unbedingt bestätigt
werden durch eine Labordiagnose.
Labordiagnose:
Virusisolation ist möglich durch Inokulation von Schafen,
embryonierten Hühnereiern, intracerebrale Inokulation von
Babymäusen oder direkte Adaptation des Virus an Zellkulturen
von Säugetier- oder Insektenzellen.
Die Identifizierung des Virus erfolgt mittels KBR, IIF, ELISA,
EM, Hybridisierungsmethoden und PCR.
Zur Erhöhung der Sensitivität des für lange Zeit einzigen
diagnostischen Tests, der Inokulation von Schafen, wurde die
sogenannte "blood autograft technique" verwendet. Es wurde
festgestellt, dass diese Technik die einzig verlässliche war, um
Virus von persistent infizierten Bullen nachweisen zu können.
Die Methode bestand darin, dass dem Schaf, das mit
Probenmaterial des zu testenden Bullen inokuliert wurde, am
5. bis 8. Tag nach Inokulation eine gewisse Menge Blut aus
der Vena jugularis entnommen wurde. Dieses Blut wurde dann
umgehend demselben Schaf subkutan am Hals injiziert, was
offenbar zu einer Aktivierung des Virus führte. Eine Erklärung
für dieses Phänomen wurde bisher nicht gefunden.
Der Antikörpernachweis geschieht mittels gruppenspezifischen
Tests wie KBR, IF, Agargel Präzipitation, ELISA, und
typenspezifischen Tests wie HHT und SNT.
Differentialdiagnose:
Mucosal disease/Virus Diarrhö, Infektiöse bovine
Rhinotracheitis, Bösartiges Katarrhalfieber, Maul- und
Klauenseuche, Vesikuläre Stomatitis oder andere Stomatitiden,
Orf.
Untersuchungsmaterial:
Zur Virusisolation ist Heparin-Blut von virämischen Tieren
geeignet. Es wurde gezeigt, dass Blutzellen das beste Material
zur Isolation von Virus sind. In Erythrocyten findet man die
höchsten Virustiter über die längste Zeitperiode. Virus kann
auch isoliert werden aus dem Samen von Bullen.
Neutralisierende Antikörper treten ab dem 6-14 Tag nach
Infektion auf und können im Serum nachgewiesen werden,
ebenso wie gruppenspezifische, nicht-neutralisierende
Antikörper.
Therapie:
Es gibt keine Virus-spezifische Therapie.
Staatliche Massnahmen:
Vorschriften des Internationalen Tierseuchenamtes in Paris
(Office international des Epizooties, O.I.E.) und des
Bundesamtes für Veterinärwesen sind massgebend (O.I.E.
Animal health code; Tierseuchenverordnung).
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