Mechanismen und Konse- quenzen1

Fliegender Hund oder Kalong (Pteropus edulis)
Quelle: A.E. Brehm: Illustriertes Thierleben, Bd. 1,
Verlag des Bibliographischen Instituts, Hildburghausen (1864)
„Neue“ Viruskrankheiten
des Schweines –
Mechanismen
und Konsequenzen
1
Großtierpraxis 2:02, 6 – 13 (2001)
von L. Haas
Tierhalter meinen gelegentlich, dass Tierärzte „neue“ Krankheiten erfinden, weil mit
den „alten“ das Einkommen nicht mehr gesichert ist. Neue Krankheiten können in
der Tat auftreten, häufiger – insbesondere bei viral bedingten Krankheiten – jedoch
ändert das infektiöse Agens seine Eigenschaften, was sich dann in einer anderen,
„neuen“ Verlaufsform von Krankheiten äußern kann.
Zusammenfassung
Es werden Mechanismen diskutiert, die zum Auftreten neuer Virusinfektionen beim Schwein führen. Diese können durch Mutation oder Rekombination aus bereits vorhandenen Viren hervorgehen, wie z.B. das porcine respiratorische Coronavirus aus dem TGE-Virus. „Neue“ Influenzaviren beim Schwein können das Ergebnis einer
Neusortierung (reassortment) aus porcinen, humanen und aviären Influenzaviren sein. Neue Erkrankungen treten
jedoch auch aufgrund äußerer Einflüsse und Umstände auf, die zum ersten oder vermehrten Kontakt bereits
„fertiger“ Erreger mit dem Schwein geführt haben, denkbar beim Nipah- und Menangle-Virus. Es sind weiterhin
moderne Haltungs-, Zucht- und Managementmethoden zu berücksichtigen, die z.B. das Auftreten des PRRS und
der Circovirus-Typ-2-Infektion gefördert haben könnten. Neue-Viren werden aber auch deshalb bekannt, weil
gezielt nach ihnen gesucht worden ist, z.B. das porcine Hepatitis-E-Virus oder die porcinen endogenen Retroviren
(PERVs), letztere im Zusammenhang mit dem potenziellen Einsatz von Schweineorganen für die Transplantation
beim Menschen (Xenotransplantation). Nicht zuletzt führen technische Fortschritte in den Diagnosemöglichkeiten
zur Entdeckung von Erregern, die vorher nicht nachweisbar waren (z.B. die porcinen lymphotropen Gammaherpesviren, PLHV-1 und PLHV–2).
Mit neuen Virusinfektionen bei Schweinen werden wir auch in der Zukunft zu rechnen haben. Es ist daher
wichtig, dass das Bewusstsein für diese Gefahr geschärft wird. Darüber hinaus müssen geeignete diagnostische
Instrumente (und Einrichtungen) zur Verfügung stehen bzw. entwickelt werden, um einen schnellen und sicheren
Nachweis neu auftretender Viren zu ermöglichen. Eine entscheidende Rolle bei der Verhütung neuer Virusinfektionen in Schweinebeständen spielt ein optimales Management- und Hygieneregime, auf das der betreuende Tierarzt besonders achten sollte.
Schlüsselwörter: neue-Viren, Schwein, Mechanismen, Influenzavirus, Nipah-Virus, Menangle-Virus, PRRS-Virus, porcines Circovirus Typ 2, porcines Hepatitis E-Virus, porcine lymphotrope Gammaherpesviren, Xenotransplantation
1
Nach einem Vortrag anlässlich der „41. Fortbildung über Schweinekrankheiten“ der Tierärztekammer Niedersachsen und Klinik für kleine Klauentiere
der Tierärztlichen Hochschule Hannover, Lehr- und Forschungsgut Ruthe, 23. Juni 2000.
6
GROSSTIERPRAXIS 2/2001
NEUE VIREN
Summary
Emerging viruses of swine – mechanisms and consequences
Mechanisms are discussed which may lead to the occurrence of „new“ viruses in swine. New viruses may arise by
mutation or recombination as seen with the porcine respiratory coronavirus originating from the transmissible
gastroenteritis virus. Also, new influenza viruses in swine can be the result of reassortment of swine, human and
avian influenza viruses. On the other hand, new virus diseases can follow the first encounter with an already
existent virus, as is discussed with Menangle and Nipah virus infections. Global changes in commercial swine
management and husbandry may be related to the emergence of porcine reproductive and respiratory syndrome
(PRRS) and porcine circovirus type 2 infection. New viruses of swine may furthermore be detected because they are
considered as possible zoonotic agents, e.g., porcine hepatitis E virus and the porcine endogenous retroviruses
(PERV) in the context of the potential use of swine organs for xenotransplantation. Finally, the advent of modern
diagnostic tools may lead to the discovery of new viruses which were not detectable before, e.g., the porcine
lymphotropic herpesviruses 1 and 2 (PLHV-1/2).
Emerging virus infections will also appear in the future. It is therefore important to be aware of this situation.
Efficient diagnostic tests should be made available to quickly recognize new cases. A reduction in or even the
prevention of new virus infections in swine herds is only possible by a tight management and hygiene regime.
Key words: emerging viruses, swine, mechanisms, influenza virus, Nipah virus, Menangle virus, PRRS virus,
porcine circovirus type 2, porcine hepatitis E virus, porcine lymphotropic gammaherpesvirus, xenotransplantation
Einleitung
T
otgesagte leben länger! Noch
vor nicht allzu langer Zeit
herrschte in der Human- und
(vielleicht etwas weniger ausgeprägt)
in der Veterinärmedizin die Meinung
vor, Infektionskrankheiten seien auf
dem Rückzug und viele von ihnen
könnten sogar bald ausgerottet werden. Dazu beigetragen haben unter
anderem sicherlich die unbestreitbaren Erfolge des Impfstoffeinsatzes, die
Verfügbarkeit von Antibiotika und die
Anwendung seuchenhygienischer
Maßnahmen. Seit mehreren Jahren
ist jedoch weltweit zu beobachten,
dass nicht nur einige der als zumindest besiegbar geglaubten Infektionskrankheiten wieder auf dem Vormarsch sind (in der Humanmedizin
beispielsweise Tuberkulose, Diphtherie, Malaria), sondern darüber hinaus
neue Infektionskrankheiten auftreten,
wie es nicht zuletzt das Beispiel AIDS
dramatisch vor Augen führt.
Im Folgenden sollen einige Mechanismen und Faktoren zur Sprache kommen, die mit dem Auftreten neuer viraler Infektionskrankheiten, insbesondere beim Schwein, vergesellschaftet sind und die Frage nach Kon-
sequenzen daraus gestellt werden.
Zuerst ist zu definieren, was eigentlich
„neue“ Viruserkrankungen sind.
Wenn darunter Erkrankungen zu verstehen sind, die bisher nicht bekannt
waren, so mag das angehen. Aber
wenn man unter neuen Viren neu
entstandene Viren meint, dann wird es
schon schwieriger, denn das scheint
nur in einigen Fällen zu stimmen und
auch diese Viren müssen sich aus bereits existenten entwickelt haben. Um
schon ein Fazit vorwegzunehmen:
Viele neue Virusinfektionen, besonders des Menschen, beruhen nicht auf
der Evolution neuer Viren, sondern
auf dem erstmaligen Kontakt mit „fertigen“ Viren, oftmals resultierend aus
Änderungen der Umwelt, aufgrund
sozialer Änderungen, Mobilität usw.
Etwas glücklicher ist daher der angloamerikanische Ausdruck emerging
infectious diseases, der „auftauchenden“ Infektionskrankheiten, die also
„unter der Oberfläche“ schon da waren (und ggf. als re-emerging diseases
wieder neu auftauchen).
Auch beim Schwein sind in den letzten Jahren (bzw. wenigen Jahrzehnten) neue Viren beschrieben worden,
in der Übersicht 1 sind einige zusammengefasst. Ein nicht unbeträchtlicher Teil dieser Infektionen hat auch
öffentliches Interesse gefunden oder
tut dies noch, da Zusammenhänge mit
Erkrankungen des Menschen dokumentiert sind oder vermutet werden.
Übersicht 1: Neue Virusinfektionen des Schweines
Porcines reproduktives und respiratorisches Syndrom-Virus
(PRRSV)
Porcines Circovirus Typ 2 (PCV-2)
Porcines respiratorisches Coronavirus (PRCV)
Neue porcine Influenzaviren
Menangle-Virus
Nipah-Virus
Porcines lymphotropes Herpesvirus Typ 1 und 2 (PLHV-1/2)
Porcines Hepatitis-E-Virus
PERVs
GROSSTIERPRAXIS 2/2001
7
NEUE
VIREN
KÄLBERDURCHFÄLLE
Übersicht 2 zeigt Mechanismen, die im
Zusammenhang mit dem Auftreten
neuer Virusinfektionen des Schwei-
nes diskutiert und nachfolgend besprochen werden, ohne Anspruch auf
Vollständigkeit zu erheben. Zum Teil
sind diese Mechanismen gut dokumentiert, zum (größeren) Teil spekulativ.
Übersicht 2: Neue Virusinfektionen des Schweines:
Mechanismen
„Echte“ neue Erreger aufgrund genetischer Veränderungen
Mutation: Virus der vesikulären Schweinekrankheit
Rekombination: Porcines respiratorisches Coronavirus
Reassortment: Porcine Influenzaviren
Erstmaliger Kontakt mit präexistenten Viren, z.B. Übertritt aus
Naturherden (Reservoirtieren) in die Schweinepopulation
Menangle- und Nipah-Virus
Entdeckung zuvor nicht nachweisbarer Viren aufgrund
methodischer Fortschritte und/oder „gezielter“ Suche
PLHV-1/2
Porcines Hepatitis-E-Virus
PERVs
Moderne Haltungs-, Zucht- und Managementmethoden?
PRRS-Virus?
PCV-2?
„Echte“ neue Erreger aufgrund genetischer
Veränderungen
Auch Viren können sich durch genetische Mechanismen verändern, dadurch an Virulenz zu- oder abnehmen sowie u. U. sogar ihren Wirtsbereich ändern, d.h. dadurch könnten
neue Viren im engeren Sinne entstehen. Grundlegende Mechanismen
sind Punktmutationen, Rekombinationen sowie das Reassortment.
Punktmutationen sind häufig anzutreffende genetische Veränderungen.
Der genetische Code der DNA besteht
aus den Basen Adenin (A), Cytosin
(C), Guanin (G) und Thymidin (T).
Diese werden in eine einzelsträngige
RNA überschrieben (transkribiert). Die
RNA wird dann in Protein übersetzt
(translatiert). Je drei Basen der RNA
kodieren dabei für eine Aminosäure.
Die entstehende Aminosäurenkette
faltet sich dann in eine typische dreidimensionale Konformation, die für
die biologische Aktivität des Proteins
entscheidend ist. Hat sich bei der
Transkription ein Fehler eingeschli-
8
GROSSTIERPRAXIS 2/2001
chen, wird eine falsche Base in die
RNA eingebaut (Punktmutation), was
dazu führen kann, dass eine andere
Aminosäure in das Protein eingebaut
wird. Dies kann u. U. mit einer etwas
anderen Faltung des Proteins und damit dem Erwerb einer neuen Eigenschaft verbunden sein, die ggf. für das
Virus günstig ist und ihm somit einen
Selektionsvorteil verschafft.
Derartige Phänomene kommen besonders bei RNA-Viren vor. Die virale
RNA-abhängige RNA-Polymerase, die
im Verlauf der Vermehrung benötigt
wird, hat nämlich keine Proofreading-Aktivität, kann also Fehler nicht
korrigieren. Wir müssen uns daher
eine Virusart als eine Ansammlung
genetisch sehr ähnlicher, aber individuell eben doch unterscheidbarer Viren vorstellen. Eigen hat dafür den
Begriff der „Quasispezies“ geprägt.
Auf diesen „genetischen Schwarm“
wirken die evolutiven Selektionskräfte ein.
Da sich Viren mit der Zeit genetisch
verändern, ist es möglich, diese Entwicklung zu verfolgen, d.h. aus der
Untersuchung der Basensequenzen
Rückschlüsse auf die Evolution zu
ziehen. Hierfür sind computergestützte
Programme verfügbar, die aus diesen
Daten eine Art Stammbaum rekonstruieren. Diese phylogenetischen
Analysen sind für die vorliegende
Thematik von größtem Wert.
Können Punktmutationen zu neuen
Viren beim Schwein führen? Eine
Akkumulation von Punktmutationen
hatte vermutlich das Auftreten einer
Schweinekrankheit zur Folge, die zum
ersten Mal 1966 in Erscheinung trat:
die Vesikulärkrankheit der Schweine.
Das Virus der Vesikulärkrankheit ist
nach neueren Untersuchungen aus
dem Coxsackie-B5-Virus des Menschen hervorgegangen.
Gewichtiger als Punktmutationen ist
der Austausch größerer Teile der Nukleinsäure durch Rekombination. Zu
diesem Austausch kann es kommen,
wenn sich zwei Viren der gleichen Art
oder manchmal auch nur entfernt
verwandte gemeinsam in einer Zelle
vermehren. Die Polymerase kann
hierbei von einem RNA-Strang „abfallen“ und dann an dem anderen
Strang die Replikation zu Ende führen
(copy choice template switching). Eine
solche Rekombination kann auch – je
nach dem Startpunkt auf der zweiten
RNA - mit dem Verlust eines Teiles der
Nukleinsäure einhergehen. Ein Beispiel hierfür ist die Entstehung des
porcinen respiratorischen Coronavirus
(PRCV), das zum ersten Mal Mitte der
80er Jahre aufgetreten ist. Das PRCV
hat sich vermutlich durch einen Rekombinationsvorgang aus dem Virus
der Transmissiblen Gastroenteritis
(TGEV) entwickelt. Hierbei kam es zu
einem Verlust (Deletion) eines Teiles
des Gens für das S-Protein mit der
Folge einer drastischen biologischen
Änderung: dem Verlust der Enteropathogenität bei gleichzeitiger Erlangung eines Tropismus für den Respirationstrakt. Für die tierärztliche Praxis
hatte diese Mutation übrigens den
nützlichen Nebeneffekt, dass das rela-
tiv schwach virulente PRCV in der
Folge als „natürlicher Impfstoff“ zu
einer Reduktion der typischen, klinisch manifesten TGE-Fälle geführt
hat.
Ein Sonderfall der Rekombination ist
das sog. Reassortment (Neu- oder
Fehlsortierung). Dies kommt bei Viren
vor, bei denen das Genom nicht als linearer Strang vorliegt, sondern aus
einzelnen Segmenten besteht. Das bekannteste Beispiel sind die Influenzaviren, deren Genom aus acht Segmenten zusammengesetzt ist. Wenn eine
Zelle mit zwei verschiedenen Influenzaviren gleichzeitig infiziert wird,
kann es beim Zusammenbau neuer
Viruspartikel zu einer Fehlsortierung
kommen, so dass neue Viren entstehen, die Segmente von beiden Elternviren besitzen. Dieser Mechanismus ist
für das Schwein gut dokumentiert.
Schweine können leicht mit Influenzaviren anderer Spezies, z.B. des Menschen oder des Geflügels, infiziert
werden, ja sie gelten geradezu als
Mischgefäß (mixing vessel) für die
Entstehung neuer Influenzaviren. Mit
modernen Methoden wie der genannten phylogenetischen Genanalyse
(„molekulare Epidemiologie“) lassen
sich solche Ereignisse gut nachvollziehen.
Ein Beispiel (Zhou et al. 2000): 1998
traten in vier amerikanischen Staaten
(North Carolina, Texas, Minnesota,
Iowa) deutliche influenzabedingte respiratorische Erkrankungen bei
Schweinen auf. Es handelte sich in
allen Fällen um H3N2-Typen, die zu
dieser Zeit in den USA wenig verbreitet waren. Die phylogenetische Analyse des H-Gens ergab, dass alle vier
Viren ihr H-Gen aus einer aktuellen
menschlichen Linie erhalten hatten.
Noch interessanter war die Analyse
des Polymerase-Gens: Hier war dieses
bei drei Viren aviären Ursprungs, nur
bei einem war es ein typisches
Schweine-Polymerase-gen, d.h. es lagen in drei Fällen Tripel-Reassortanten (!) vor.
Die oben genannten genetischen Änderungen können also zu neuen Vi-
ren führen, und hier kann die (genetische) Ursache zumindest auf der Seite
des Erregers gut dokumentiert werden.
Aber häufig sind andere Umstände
für die Entstehung einer neuen
Krankheit verantwortlich, also ohne
dass die Viren sich genetisch verändern (wobei gelegentlich beides
gleichzeitig auftreten mag).
Erstmaliger Kontakt mit
präexistenten Viren, z.B.
Übertritt aus Naturherden (Reservoirtieren)
in die Schweinepopulation
Hier wären die Menangle- und Nipah-Virus-Infektionen zu diskutieren.
Das Menangle-Virus wurde 1997 in
Australien im Zusammenhang mit
Fertilitätsproblemen bei Sauen isoliert. Es wurden Umrauschen, kleine
Wurfgrößen, mumifizierte Früchte
und Totgeburten, z.T. mit Missbildungen, beobachtet. Es konnte ein neues
Virus aus der Familie Paramyxoviridae isoliert werden, das nachfolgend
als Menangle-Virus bezeichnet wurde
(Philbey et al. 1998). Serologische Untersuchungen von Blutproben anderer
Schweine aus Australien verliefen
negativ. Zwei Arbeiter auf der betroffenen Farm zeigten eine Serokonversion. Sie berichteten von einer influenzaähnlichen Erkrankung, die offenbar auf diese Infektion zurückzuführen war.
Das vermutete Reservoir für diese Infektion sind fruchtfressende Fledermäuse (Pteropus spp., „flying foxes“).
Bei einer Fledermauskolonie in der
Nähe der Farm wurden bei serologischen Untersuchungen neutralisierende Antikörper gegen das Menangle-Virus nachgewiesen. Vermutet
wurde eine fäkal-orale Übertragung
des Erregers über die Aufnahme von
kontaminiertem Fledermauskot.
Dramatischer verlief die Nipah-Virus-Infektion in Malaysia und Singapur (1998 und 1999). Todesfälle aufgrund von Enzephalitis beim Men-
NEUE VIREN
schen sowie assoziierte respiratorische
Erkrankungen bei Schweinen wurden
zuerst dem Japanischen Enzephalitisvirus (JEV) zugeschrieben, das in dieser Region endemisch ist. Bestimmte
epidemiologische Eigenschaften wiesen jedoch auf einen anderen Erreger
hin. So erkrankten vor allem Erwachsene, die engen Kontakt mit Schweinen hatten (kaum jüngere Menschen).
JEV-Impfmaßnahmen sowie Moskitobekämpfung (Vektor des JEV) hatten
keinen Erfolg und die Mortalitätsrate
bei betroffenen Menschen war erschreckend hoch (von den erfassten
265 Patienten mit Enzephalitis starben
105). Schweine zeigten respiratorische
Symptome, vor allem einen heiseren,
bellenden Husten (barking pig syndrome), daneben traten neurologische
Symptome auf (Spasmen, gesteigerte
Erregbarkeit, Nystagmus, pharyngeale
Muskelparalyse usw.), auch Aborte
wurden beschrieben. Es wurde dann
ein Virus isoliert, genannt Nipah-Virus (nach einem Dorf in Malaysia, wo
die Krankheit auftrat), das wiederum
den Paramyxoviren zugeordnet wurde (Chua et al. 2000). Es ist innerhalb
der Familie am engsten mit dem australischen Hendra-Virus verwandt
und repräsentiert zusammen mit diesem vermutlich eine neue Gattung.
Das Hendra-Virus wurde 1994 im Zusammenhang mit Todesfällen bei
Pferden in Australien isoliert, zwei
Todesfälle beim Menschen sind ebenfalls dokumentiert.
Wo kam das Nipah-Virus her? Diese
Frage ist noch nicht klar beantwortet,
jedoch werden auch hier (wie schon
beim Menangle-Virus und HendraVirus) fruchtfressende Fledermäuse
verdächtigt. Es wurden auch bei zwei
Spezies neutralisierende Antikörper
gegen das Nipah-Virus nachgewiesen
und vor kurzem gelang die Isolierung
des Virus aus Harn- und Speichelproben von Pteropus hypomelaunus, was
eine Rolle als Reservoir wahrscheinlich macht. Vielleicht spielen hier für
die Übertragung das Vordringen der
Farmen in die Lebensräume der FleGROSSTIERPRAXIS 2/2001
9
NEUE
VIREN
KÄLBERDURCHFÄLLE
dermäuse und auch eine Futterkonkurrenz eine Rolle. Schweine werden
zum großen Teil mit Früchten, wie Bananen und Papayas, gefüttert bzw. in
Arealen gehalten, in denen die entsprechenden Pflanzen wachsen, wobei sie mit den infektiösen Ausscheidungen der Fledermäuse in Kontakt
kommen könnten.
Entdeckung zuvor nicht
nachweisbarer Viren aufgrund methodischer Fortschritte und/oder „gezielter“ Suche
„Neue“ Viren tauchen mitunter deshalb auf, weil entweder erst zu diesem
Zeitpunkt die geeigneten diagnostischen Methoden verfügbar sind und/
oder weil man eben gezielt nach den
Erregern gesucht hat.
Ein Beispiel ist der Nachweis von
Gammaherpesviren beim Schwein
(Ehlers et al. 1999). Mitglieder dieser
Subfamilie der Herpesviren waren
beim Schwein nicht bekannt. Durch
den Einsatz der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) unter Verwendung von
Primern, die mit hochkonservierten
Bereichen von Herpesvirus-DNA-Polymerase-Genen hybridisierten, und
nachfolgender Sequenzierung des
Amplifikates konnten Gene von zwei
Gammaherpesviren des Schweines in
mononukleären Zellen des peripheren
Blutes und in Milzgewebeproben
nachgewiesen werden. Sie wurden
von den Autoren vorläufig als porcine
lymphotrope Herpesviren Typ 1 und
Typ 2 bezeichnet (PLHV-1 und PLHV2). Die phylogenetische Analyse der
Sequenzen mit publizierten Sequenzen animaler Herpesviren zeigte eine
Gruppierung mit den bovinen Gammaherpesviren (Erregern des Bösartigen Katarrhalfiebers). Beide Erreger
sind offenbar in der deutschen
Schweinepopulation weit verbreitet
und also vermutlich nicht pathogen.
10 GROSSTIERPRAXIS 2/2001
Ein porcines Hepatitis-E-Virus wurde erstmalig 1997 isoliert. Es ist mit
dem humanen Hepatitis-E-Virus verwandt. Es gibt Hinweise, dass es sich
um einen Zoonoseerreger handelt
(Meng 2000a). So zeigen phylogenetische Analysen, dass humane und porcine Isolate in einer bestimmten Region eng verwandt sind (näher als mit
entsprechenden Isolaten der gleichen
Spezies anderer Lokalisationen). Auch
konnte eine Interspezies-Übertragung
experimentell nachgewiesen werden:
Porcines HEV kann nicht-humane
Primaten, humanes HEV Schweine
infizieren.
Ein Grund, nach solchen Viren zu suchen, die offenbar für das Schwein
nicht oder kaum pathogen sind, ist zu
einem nicht unerheblichen Teil im
Zusammenhang mit der Diskussion
um die Xenotransplantation zu sehen. Da zu wenig geeignete humane
Spenderorgane zur Verfügung stehen,
wurde in den letzten Jahren intensiv
nach Alternativen gesucht. Aus praktischen, aber auch ethischen und finanziellen Gründen werden Schweine als Spendertiere favorisiert. Es ist
hier nicht der Platz, die ganze Problematik der Xenotransplantation zu beleuchten. Ein wichtiger Punkt in der
Diskussion ist aber, ob es dabei auch
zu einer Übertragung von Viren des
Schweines auf den Menschen kommen könnte (Xenozoonose). Gefahren
werden insofern gesehen, als diese
Viren direkt in den menschlichen Organismus eingebracht werden, der zudem längere Zeit immunsupprimiert
ist.
In diesem Zusammenhang werden besonders die porcinen endogenen Retroviren (PERVs) diskutiert (Martin
und Steinhoff 1999), d.h. Retroviren,
deren genetische Information in das
Genom des Schweines eingebaut ist.
Diese Elemente werden also mit der
Keimbahn übertragen. Sie sind somit
nicht neu, sondern stammesgeschichtlich sehr alt, werden aber wegen der
Xenotransplantationsfrage intensiv
bearbeitet. Die meisten der endogenen
PERVs sind inaktiv, aber es gibt mindestens drei Subtypen, die in vitro zur
Bildung infektiöser Retroviruspartikel
in der Lage sind. Diese können, wenn
auch nicht sehr effizient, einige humane Zelllinien in vitro infizieren. Da
es sich um Retroviren handelt und
hier das Beispiel HIV vor Augen steht,
das ja mit hoher Wahrscheinlichkeit
von nicht-humanen Primaten auf
den Menschen übergegangen ist, wird
die Befürchtung geäußert, dass in einem Transplantationspatienten diese
Viren sich im Menschen vermehren
und möglicherweise an ihn „adaptieren“ könnten.
Moderne Haltungs-,
Zucht- und Managementmethoden?
Wenn neue Virusinfektionen in unseren Schweinebeständen auftauchen,
muss auch gefragt werden, ob vielleicht die modernen Haltungs-,
Zucht- und Managementmethoden
eine Rolle spielen, die dazu beitragen
könnten, dass Erreger, die möglicherweise schon länger (ohne Schaden
anzurichten) präsent waren, Bedingungen vorfinden, die die Entfaltung
potenzieller pathogener Eigenschaften ermöglichen.
Diskutiert werden kann dies im Falle
des porcinen reproduktiven und respiratorischen Syndroms (PRRS).
Zuerst trat diese Erkrankung Ende der
80er Jahre in den USA auf, kurz danach auch in Europa. Es liegt natürlich nahe anzunehmen, dass diese
beiden Ereignisse kausal zusammenhängen. Ein Virus, das PRRSV, wurde
von einer niederländischen Arbeitsgruppe isoliert und charakterisiert
(„Lelystad-Virus“, LV) und als das
ätiologische Agens der Erkrankungen
in den genannten Ländern identifiziert.
Es wurde jedoch bald klar, dass das
PRRSV ein genetisch sehr heterogenes
Virus ist (Meng 2000b). Insbesondere
zeigte sich, dass sich die amerikanischen von den europäischen PRRSVStämmen deutlich unterscheiden. Im
Bereich der Gene für die Strukturproteine (ORF2-7) betragen die Unterschiede ca. 35%, gemessen als Nukleotidhomologie. Phylogenetische Studi-
en zeigen daher folgerichtig, dass die
Trennung in die amerikanische und
die europäische Linie lange vor den
beschriebenen ersten Ausbrüchen erfolgt sein muss (Nelsen et al. 1999).
temic wasting syndrome (PMWS) in
Verbindung gebracht. Wie der Name
besagt, tritt dieses Krankheitsbild be-
vorzugt nach dem Absetzen auf, wo es
dann zu Kümmern, Konjunktivitis
(Abb. 1), Durchfall, Dyspnoe und
Den amerikanischen Genotyp haben
wir mit dem Einsatz einer PRRSV-Lebendvakzine, die auf einem amerikanischen Stamm basiert, nachfolgend
freiwillig importiert; in Dänemark hat
das Impfvirus offenbar wieder zurück
ins Feld gefunden, mit – wie die Dänen
behaupten – Reversion der Virulenz,
hier läuft also gewissermaßen virale
Evolution vor unseren Augen ab.
Weshalb kam es zu dem fast gleichzeitigen Auftreten des PRRS auf zwei Kontinenten? Dies kann gegenwärtig nicht
klar beantwortet werden. Aber wie einleitend erwähnt, könnten moderne Haltungs- und Managementmethoden eine
Manifestation dieser Erreger gefördert
haben. Dies soll gleich nach Erwähnung
der nächsten Infektion etwas näher erläutert werden.
Möglicherweise müssen diese Aspekte
nämlich auch im Zusammenhang mit
der porcinen Circovirus (PCV)-Typ2-Infektion diskutiert werden. Im Gegensatz zu dem porcinen Circovirus
Typ 1, das als apathogen gilt, wird
dem erst Anfang der 90er Jahre zuerst
in Kanada, dann in Europa sowie inzwischen in einer Vielzahl weiterer
Länder beschriebenen porcinen Circovirus Typ 2 eine zumindest potenziell pathogene Wirkung zuerkannt.
Die Circoviren sind vom Standpunkt
der Virusevolution insofern von besonderem Interesse, als von einigen
Autoren diskutiert wird, dass sie ursprünglich Pflanzenviren waren, die
vielleicht mittels Pflanzensaft in eine
Wunde eines Vertebraten gelangten,
um dann über ein Rekombinationsereignis, möglicherweise mit einem Calicivirus-ähnlichen Agens, die Speziesbarriere zu überwinden und somit
zu Vertebraten-Viren wurden (Gibbs
und Weiller 1999).
Das porcine Circovirus Typ 2 wird vor
allem mit dem postweaning multisys-
Abb. 1. Konjunktivitis.
Abb. 2. Hochgradig vergrößerte Leistenlymphknoten.
Abb. 3. Schwein mit porcinem Dermatitis-Nephropathie-Syndrom (PDNS).
(Abbildungen mit freundlicher Genehmigung von Prof. Dr. M. Wendt, Klinik
für kleine Klauentiere, Tierärztliche Hochschule Hannover)
GROSSTIERPRAXIS 2/2001
11
NEUE
VIREN
KÄLBERDURCHFÄLLE
Lymphknotenschwellungen, besonders der Leistenlymphknoten (Abb. 2),
kommen kann. Das Virus wird auch
mit Reproduktionsstörungen in Zusammenhang gebracht.
Von einigen Autoren wird eine Beteiligung am porcinen Dermatitis-Nephropathie-Syndrom vermutet (Rosell et al. 2000). Diese „Haut-NierenForm“ tritt nicht selten im Zusammenhang mit dem PMWS auf. Es
zeigen sich blauviolett gefärbte
Hautbezirke, besonders an den Oberschenkeln (Abb. 3). Diese Veränderungen finden sich i.d.R. bei älteren
Mastschweinen, aber auch Jungsauen. Dem PDNS liegt offenbar ein immunpathologisches Geschehen zugrunde, was sich z.B. in einer Glomerulonephritis dokumentiert. Hierbei könnte das PCV-2 als „Trigger“
fungieren, der eine immunpathologische Fehlreaktion verursacht. Es
werden in diesem Zusammenhang
jedoch auch eine Reihe anderer Erreger diskutiert.
Krankheitsbilder in Zusammenhang
mit PCV Typ 2 sind in aller Regel multifaktoriell bedingt (so wurde darauf
hingewiesen, dass das PMWS einen
„Indikator“ für Management- und
Hygieneprobleme darstellt und demzufolge auch durch Optimierungsmaßnahmen weitgehend beherrschbar ist; Hellwig 2000).
Ist das PCV-2 ein „neues“ Virus? Die
offenbar weite Verbreitung des Erregers und damit die Tatsache, dass die
PCV-2-Infektion nicht notwendigerweise mit Krankheit assoziiert ist, sowie Hinweise aus der Literatur, die von
Antikörpern gegen CPV-2 in Seren
bereits 1973 (in Irland) und in Kanada
ebenfalls Jahre vor der Beschreibung
des PMWS berichten, lassen dies
zweifelhaft erscheinen. Denkbar wäre,
dass es sich um eine Mutation zu
einem virulenteren Stamm handelt,
aber hierfür gibt es keine Hinweise.
Genau deshalb müsste auch beim PCV
Typ 2, wie weiter oben beim PRRS,
diskutiert werden, ob es eben nicht in
erster Linie Haltungs- und Manage-
12 GROSSTIERPRAXIS 2/2001
menteinflüsse sind, die zu der Entfaltung des pathogenen Potenzials des
Erregers beitragen. Einige, sicherlich
z.T. spekulative Mechanismen wären
zu diskutieren:
· Hier ist vor allem die nach wie vor
(weltweit) noch zunehmende Konzentrierung der Schweinehaltung
zu nennen, die dazu führt, dass eine
sehr große Anzahl von Tieren in
engstem Kontakt zusammenlebt,
was eine Transmission, Passagierung und Amplifikation von Virusinfektionen erleichtert.
· Häufig stammen diese Tiere (besonders in der Mast) aus einer Vielzahl
von Ursprungsbetrieben, weisen daher eine unterschiedliche Keimbelastung und einen heterogenen Immunstatus auf.
· Methoden wie das early weaning,
das immer frühere Zusammenbringen von Ferkeln verschiedener
Würfe, kann vermutlich zu einem
„sozialen Stress“ mit immunmodulatorischem Effekt führen.
· Eine immer kürzere Mastdauer, zusammen mit All-in-all-out-Verfahren, führt zu einem raschen Generationswechsel und damit zu einem
schnellen Nachwachsen von neuen,
empfänglichen Populationen.
· Züchterische Maßnahmen auf
schnelles Wachstum, gegen Stressempfindlichkeit usw. könnten möglicherweise zu einer höheren Empfänglichkeit gegenüber bestimmten
Krankheitserregern führen (wobei
auch ein immer „uniformeres“ genetisches Make-up der Zuchtlinien
zu diskutieren wäre).
· Es werden immer mehr und immer
früher beginnende Impfprogramme
durchgeführt, mit einer immer höheren Antigenbelastung.
· Koinfektionen mit anderen, (fakultativ) pathogenen Keimen können
zu einem synergistischen Effekt
führen (z.B. PRRSV und PCV-2,
PCV-2 und Parvovirus).
Welche Konsequenzen lassen sich aus
dem bisher Genannten ableiten? Einige Gedanken ohne Anspruch auf
Vollständigkeit seien aufgeführt:
· Neue Virusinfektionen im oben diskutierten Sinne wird es auch künftig geben – bei Mensch und Tier. Im
Zeitalter der „Globalisierung“ darf
sogar eine eher zunehmende Tendenz prognostiziert werden.
· Das Bewusstsein für diese Mechanismen muss „geschärft“ werden.
· Hier wäre zu fordern, dass auch die
diagnostischen Möglichkeiten für
neue, „exotische“ Virusinfektionen
verbessert werden. Auch ist mehr
Forschungsbedarf anzumahnen,
um das Verständnis für die zugrunde liegenden Mechanismen bei der
Entstehung neuer Virusinfektionen
zu verbessern.
· Vorsicht bei der Zulassung und dem
Einsatz insbesondere von Lebendimpfstoffen (auch hier muss der
Grundsatz des „nil nocere“ gelten).
· Die Problematik von Zucht- und
Managementmethoden wurde angesprochen. Auf der anderen Seite
ist ein optimiertes (!) Haltungs- und
Hygienemanagement eine sinnvolle
und effektive Methode, um etwas auch gegen neue – Virusinfektionen zu unternehmen. Hier stellen
die Forderungen der Schweinehaltungshygiene-Verordnung eine gute
Grundlage für effektive Maßnahmen dar, sowohl grundsätzlich gegen das Einbringen von Erregern
als auch als ein „Frühwarnsystem“.
Den in der Schweinepraxis tätigen
Tierärztinnen und Tierärzten sei also
die konsequente Umsetzung derartiger
Anforderungen ans Herz gelegt, damit
den ihnen anvertrauten Tieren möglichst (neue) Viren erspart bleiben.
Anschrift des Verfassers :
Prof. Dr. L. Haas
Institut für Virologie
Tierärztliche Hochschule Hannover
Bünteweg 17, 30559 Hannover, Tel.: 0511 - 9538860
e-mail: [email protected]
Fütterungstipp Rind
Literatur
Ehlers, B., S. Ulrich and M. Goltz:
Detection of two novel porcine herpesviruses with high similarity to
gammaherpesviruses. Journal of
General Virology 80, 971-978
(1999).
Gibbs, M.J., and G.F. Weiller: Evidence
that a plant virus switched hosts to
infect a vertebrate and then recombined with a vertebrate-infecting
virus. Proc. Natl. Acad. Sci. 96,
8022-8027 (1999).
Hellwig, E.-G.: Circoviren: Neue Probleme in der Schweineproduktion.
VETimpulse 9, 7-10 (2000).
Chua, K.B., W.J. Bellini, P.A. Rota, B.H.
Harcourt, A. Tamin, S.K. Lam et al.:
Nipah virus: a recently emergent
deadly paramyxovirus. Science
288, 1432-1435 (2000).
Nelsen, C.J., M.P. Murtaugh und K.S.
Faaberg: Porcine reproductive and
respiratory syndrome virus comparison: Divergent evolution on two
continents. Journal of Virology 73,
270-280 (1999).
Martin, U., und G. Steinhoff: Porcine
endogene Retroviren (PERV): In vitro Artefakt oder großes Problem für
die Xenotransplantation? Dtsch.
Tierärztl. Wschr. 106, 146-149
(1999).
Meng, X.J.: Zoonotic and xenozoonotic risks of the hepatitis E virus. Infect. Dis. Rev. 2, 35-41 (2000a).
Meng, X.J.: Heterogeneity of porcine
reproductive and respiratory syndrome virus: implications for current vaccine efficacy and future
vaccine development. Veterinary
Microbiology 74, 309-329 (2000b).
Philbey, A.W., P.D. Kirkland, A.D.
Ross, A.D., R.J. Davis, A.B. Gleeson,
R.J. Love, P.W. Daniels, A.R. Gould
and A.D. Hyatt: An apparently new
virus (family Paramyxoviridae) infectious for pigs, humans, and fruit
bats. Emerging Infectious Diseases,
4, April-May (1998).
Rosell, C., J. Segalés, J.A. Ramos-Vara,
J.M. Folch, G.M. Rodriguez-Arriojx,
C.O. Duran, M. Balasch, PlanaDurán and M. Domingo: Identification of porcine circovirus in tissues
of pigs with porcine dermatitis and
nephropathy syndrome. Veterinary
Record 146, 40-43 (2000).
Zhou, N.N., D.A. Senne, J.S. Landgraf,
S.L. Swenson, G. Erickson, K. Rossow, L. Liu, K. Yoon, S. Krauss and R.
Webster (2000): Emergence of H3N2
reassortant influenza A viruses in
North American pigs. Veterinary
Microbiology 74, 47-58 (2000).
Repetitorium
1) Was versteht man unter reassortment?
2) Was beschreibt der Terminus emerging disease?
3) Was versteht man unter Proofreading-Aktivität?
4) Welche Symptome treten bei Infektionen mit Menangle-Virus auf?
5) Welche Symptome treten bei Erkrankungen auf, die durch das NipahVirus verursacht werden?
6) Was bedeutet die Abkürzung PLHV?
7) Welche Zusammenhänge bestehen zwischen PRRS- sowie PCV-2-Infektionen und modernen Haltungs-, Zucht- und Managementmethoden?
8) Welche Bedeutung hat das Kürzel PDNS?
9) Was versteht man unter der Abkürzung PERV?
10) Welchen Einfluss haben Xenotransplantationen auf die Erforschung
von Schweinekrankhieten?
Was ist bei Fettzulagen
zu berücksichtigen?
Zu Laktationsbeginn ist die Futteraufnahme oft nicht groß genug,
um den Energiebedarf zu decken.
Die Energiekonzentration der Ration kann aber durch eine Fettzulage
verbessert werden. Zu Laktationsbeginn (bis zur 5. Laktationswoche)
sind Fettgehalte der Ration über 56% nicht empfehlenswert. Die Fettzulage sollte allmählich gesteigert
werden. Etwa 100 g Fett können bereits in der Transit-Phase gefüttert
werden, 500 g unmittelbar nach der
Kalbung und falls notwendig
(Milchleistungen über 35 kg/Tag),
können die Fettzulagen ab der 5.
Laktationswoche weiter gesteigert
werden.
Das Maximum an möglicher Fettzulage in der Ration liegt, bezogen
auf die Gesamttrockenmasse, bei
7,5%. Beispiel: 25 kg Trockenmasseaufnahme = 1,8 kg Fettzulage=
7,2%. Ein höherer Fettanteil in der
Ration beeinflusst die Rohfaserverdauung und damit den Fettgehalt
in der Milch negativ.
Als Richtschnur dient zudem eine
Fettzulage in der Ration entsprechend der erzeugten Menge Milchfett. Beispiel: 45 kg Milch mit
4%Fett = 1,8 kg Milchfett = 1,8 kg
Futterfett in der Ration.
Das Futterfett sollte aus unterschiedlichen Herkünften stammen:
1/3 aus normalen Rationsbestandteilen, 1/3 aus Ölsaaten und 1/3
aus pansenstabilem Fett.
Gleichzeitig mit der Fettfütterung
sollte der Gehalt an Calcium um
1% und der Gehalt an Magnesium
um 0,3%, bezogen auf die Trockenmasse der Ration, angehoben werden, da Fette die Verfügbarkeit von
Ca und Mg herabsetzen.
GROSSTIERPRAXIS 2/2001
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