Influenzaviren: Grenzgänger zwischen Schweinen und Menschen - Annika Graaf, Timm Harder Institut für Virusdiagnostik - OpenAgrar
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Influenzaviren:
Grenzgänger zwischen
Schweinen und Menschen
Annika Graaf, Timm Harder
Institut für Virusdiagnostik
(IVD)
Im Fokus | Stand 22.06.2020
Influenzaviren: Grenzgänger zwischen Schweinen und Menschen
Zusammenfassung mindert wirtschaftliche Verluste in der und kann das
Expositionsrisiko von Menschen gegenüber potentiell
Das weit verbreitete Auftreten und das pathoge- zoonotischen swIAV minimieren.
ne Potenzial von porzinen Influenza-A-Viren (swine
influenza A viruses, swIAVs) im Zusammenhang mit Summary
Atemwegserkrankungen verursachen erhebliche wirt-
schaftliche Verluste in der Schweineproduktion. In- The widespread occurrence and pathogenic potential
fluenza-A-Viren (IAVs) sind darüber hinaus aber auch of swine influenza A viruses (swIAVs) associated with
grundsätzlich als Tierpathogene mit zoonotischem respiratory diseases can result in significant econo-
Potential anzusehen, die eine ständige Herausfor- mic losses in pig production. In addition, influenza A
derung für die öffentliche Gesundheit darstellen. viruses (IAVs) can also play a role as animal patho-
Insbesondere das Schwein als sogenanntes „Mischge- gens with zoonotic potential, representing a constant
fäß“ aviärer, humaner und porziner IAVs nimmt eine challenge for public health. The pig in particular, as
zentrale Stellung in der Influenzaepidemiologie ein. the so-called “mixing vessel” of avian, human and
Im Schwein können neue Virusvarianten entstehen, porcine IAVs, forms a central position in influenza
die unerwartete und unvorhersehbare Eigenschaften epidemiology. In pigs, new virus variants can emerge
aufweisen, wie beispielsweise die Artenbarriere zu that may harbour unexpected and unpredictable pro-
durchbrechen und Infektionen bei Menschen hervor- perties, such as overcoming the species barrier and
zurufen. Aus solchen initial punktuellen Übertragun- causing infections in humans. Global pandemics can
gen können wie zuletzt im Jahr 2009 sogar globale even arise from such initially selective transmissions,
Pandemien entstehen. Umgekehrt werden Schweine as happened most recently in 2009. But also pigs can
durch Menschen mit humanen saisonalen und pande- be infected, in a reverse fashion, by the human po-
mischen IAV infiziert, wodurch eine komplexe virale pulation with seasonal or pandemic IAV adding to a
Gemengelage entsteht. Ausgedehnte Untersuchun- complex viral “boiling cauldron”. Extensive studies in
gen, die das FLI in einem europäischen Netzwerk a European network performed by the FLI document
durchführen konnte, dokumentieren und spezifizieren and specify a broad and deep reservoir of IAVs with
ein breites und tiefes Reservoir von IAVs mit zoonoti- zoonotic and even pre-pandemic potential in German
schem und sogar präpandemischem Potenzial in deut- and European pig populations. The desired impro-
schen und europäischen Schweinepopulationen. Die ved monitoring of IAV epidemiology in pig populati-
angestrebte verbesserte Überwachung der IAV Epi- ons requires optimized diagnostic tools, as they are
demiologie in Schweinenpopulationen erfordert opti- developed and used by FLI. An updated insight into
mierte Diagnostik, wie sie am FLI entwickelt und ein- the swIAV infection process is a basic prerequisite for
gesetzt wird. Ein stets aktueller Einblick in das swIAV optimizing preventive measures, especially vaccines.
Infektionsgeschehen ist eine Grundvoraussetzung zur The containment of swIAV infections leads to impro-
Optimierung präventiver Maßnahmen, insbesondere ved animal health, reduces economic losses in pig
von Impfstoffen. Die Eindämmung von swIAV Infektio- production and is able to minimize the risk of human
nen führt zu einer verbesserten Tiergesundheit, ver- exposure to potentially zoonotic swIAVs.
2 | Im Fokus | Stand 22.06.2020Influenzaviren: Grenzgänger zwischen Schweinen und Menschen
Keywords Influenza-A-Viren – Lob der Schludrigkeit
porzines Influenza-A-Virus, zoonotisches und präpan- Influenza-A-Viren (IAVs) gehören der Virenfamilie der
demisches Potential, Mischgefäß, Diverstität, Diagno- Orthomyxoviridae an. Es sind behüllte, einzelsträn-
se, Bekämpfung und Prävention gige RNA-Viren, deren Genom in acht Segmente un-
terteilt ist. IAVs werden anhand ihrer Oberflächen-
Influenzaviren bei Schwein und Mensch – Zoonose glykoproteine Hämagglutinin (HA) und Neuraminidase
und reverse Zoonose (NA) in derzeit 18 HA und 11 NA Subtypen eingeteilt
[1]. Der Kopierprozess des viralen Genoms durch die
Tierpopulationen als Reservoire von Krankheitserre- viruseigene Maschinerie (Replikation) in einer infizier-
gern des Menschen sind seit dem Anbeginn der Do- ten Zelle ist verhältnismäßig fehleranfällig. Im Durch-
mestizierung ein aktuelles Thema. Geschätzt sind schnitt wird jeder zehntausendste Baustein (Nukleo-
mehr als 70 % aller humanen Krankheitserreger di- tid) falsch abgelesen oder falsch eingebaut. Bei einer
rekt auf Vorgänger bei Tieren zurückzuführen. Dies Gesamtgenomlänge von ca. 13.000 Nukleotiden be-
trifft selbst auf das als klassisch human empfundene deutet dies, dass nahezu jedes Tochtergenom mindes-
Masernvirus zu, das tatsächlich erst vor 5000–7000 tens eine zufällige Änderung gegenüber dem Genom
Jahren aus dem Rinderpestvirus von Wiederkäuern des Elternvirus enthält. Die Gesamtheit aller Tochter-
in Afrika hervorgegangen ist, und es endet vermut- virionen, die sich zwar genetisch sehr ähnlich sind,
lich nicht beim SARS-Coronavirus-2, das aktuell die aber individuell unterscheidbar bleiben, wird als Qua-
COVID-19 Pandemie ausgelöst hat und dessen Ur- sispezies bezeichnet. Die infolge der „schludrigen“
sprünge in asiatischen Fledermauspopulationen zu Replikation zufällig entstandenen Mutationen können
suchen sind. sich neutral, negativ oder positiv auf die Fitness des
Tochtervirions auswirken. Hierbei können diverse vi-
Influenzaviren des Typ A gehören ebenfalls in den rale Eigenschaften wie Wirts- und Gewebetropismus,
Formenkreis zoonotischer Erreger, die von Tieren auf Virulenz und Antigenität betroffen sein.
Menschen übertragbar sind. Zuletzt hatten aviäre In-
fluenzaviren, die von Geflügel auf den Menschen vor Auch wenn Influenza-A-Viren in der Regel nur ein en-
allem in Asien und Afrika übertragen wurden, ein star- ges Wirtsspektrum infizieren, zeigen Schweine auch
kes mediales Echo gefunden. Ähnlich ist in Bezug auf eine gewisse Empfänglichkeit gegenüber IAVs aviären
Influenzaviren auch das Verhältnis von Schwein und und humanen Ursprungs. Das hat dem Schwein in der
Mensch. Allerdings kommt hier auch die umgekehr- Influenzavirologie zu dem Beinamen „mixing vessel“
te Komponente zum Tragen, die sogenannte reverse (Mischgefäß; s. Abb. 1) verholfen. Dies führt in Verbin-
Zoonose, wobei der Mensch als Quelle von Krankheits- dung mit einer weiteren Besonderheit der Influenza-
erregern für Tiere fungiert. viren, ihrem segmentierten Genom, zu interessanten
Möglichkeiten der viralen genetischen Diversifizie-
rung. Das Genom des Influenza-A-Virus ist auf acht
Segmente („Mini-Chromosome“) verteilt. Wird nun
Im Fokus | Stand 22.06.2020 | 3Influenzaviren: Grenzgänger zwischen Schweinen und Menschen
dieselbe Wirtszelle gleichzeitig mit zwei verschiede- der Antigenität) vom „antigenic shift“ gesprochen,
nen Elternviren infiziert, kommt es zu einer Vermi- also einer schlagartig auftretenden massiven Verän-
schung des genetischen Materials beider Elternviren. derung der Antigenität (infolge HA/NA Reassortie-
Nach dem Zufallsprinzip werden die replizierten el- rung).
terlichen Gensegmente nun auf die Tochtervirionen
neu verteilt. Theoretisch entstehen damit 254 neue, Retrospektive der in Europa zirkulierenden Influ-
von den Elternviren verschiedene Kombinationsmög- enza-A-Viren bei Schweinen
lichkeiten oder Genotypen, die allesamt unerwar-
tete und unvorhersehbare Eigenschaften aufweisen Hausschweinepopulationen nehmen in der Influen-
können. Dieser Prozess der „Reassortierung“ kann im zaepidemiologie eine zentrale Stellung ein (Abb. 1).
Schwein als „mixing vessel“ auch zwischen porcinen, Die oben angesprochenen Eigenschaften als „mixing
aviären und/oder humanen IAVs erfolgen [2]. vessel“ sind entscheidende Faktoren in der Epide-
miologie der porzinen Influenza: IAV-Infektionen bei
Der Reassortierung wird große Bedeutung an der Ent- Schweinen mit unterschiedlichen Subtypen sind welt-
stehung pandemischer humaner Influenzaviren beige- weit verbreitet. Die Subtypen H1N1, H1N2 und H3N2
messen. So führte die Reassortierung eines aviären kommen endemisch bei Schweinen in Europa, Ameri-
Virus des Subtyps H1N1 mit dem humanen Virus der ka und Asien vor, sind jedoch je nach Kontinent auf
Spanischen Grippe Ende der 1950er Jahre zum pan- unterschiedliche Reassortierungsereignisse zurückzu-
demischen H2N2 Virus der Asiatischen Grippe. Dieses führen. Abb. 2 gibt einen Überblick über die Herkunft
Virus reassortierte erneut mit einem aviären Virus, und Entstehung der aktuell in europäischen Schwei-
dieses Mal des Subtyps H3, wodurch 1968 das pande- nebeständen zirkulierenden swIAV:
mische H3N2 Virus der Hong Kong Grippe entstand,
dessen Nachfahren noch heute die saisonale Influenza Historisch gesehen wurden IAVs beim Schwein zum
des Menschen befeuern. ersten Mal im Zusammenhang mit der verheerenden
Influenzapandemie des Menschen, der Spanischen
Unter einer Pandemie versteht man eine länder- und Grippe, beschrieben, die im Jahr 1918 grassierte.
kontinentübergreifende Ausbreitung einer Infektions- Dieses „klassische humane H1N1 Virus“ wurde durch
krankheit beim Menschen. Solch eine Pandemie kann den Menschen auf Schweine übertragen und hielt sich
nur entstehen, wenn das (Influenza-) Virus sich gut im in Europa bis in die 1970er Jahre in der Schweine-
Menschen repliziert und leicht übertragen wird. Ent- population. In dieser Zeit wurde es durch ein neues
scheidend ist, dass es auf eine Bevölkerung mit feh- H1N1 Virus ersetzt. Dieses Virus stammt aus einem
lender Grundimmunität trifft. Dies ist bei humanen aviären Wirt (möglicherweise einer Entenpopula-
Influenzaviren oftmals dann der Fall, wenn mittels tion) und wird nach seiner Herkunft daher auch als
Reassortierung das HA Gensegment ausgetauscht wird „avian-like“ (av) H1N1 (H1avN1av) bezeichnet. Die-
und durch ein neues, in der menschlichen Population ses Virus ist bis heute in Europa bei Schweinen weit
bislang nicht zirkulierendes HA ersetzt wird. In sol- verbreitet. Durch Reassortierung des H1avN1av Virus
chen Fällen wird analog zur Antigendrift (akkumulie- mit einem humanen saisonalen H3N2 Virus entstand
rende Punktmutationen mit gradueller Veränderung im Jahr 1984 der porzine Subtyp H3N2. H3N2 ist seit-
4 | Im Fokus | Stand 22.06.2020Influenzaviren: Grenzgänger zwischen Schweinen und Menschen
Abb. 1: Hausschweinepopulationen als Schaltstelle in der Epidemiologie der Influenza A Viren. Da Schweine auch für aviäre
und humane Influenzaviren empfänglich sind („mixing vessel“, Mischgefäß), kann es infolge des Prozesses der Reassor-
tierung zwischen porzinen, aviären und/oder humanen Influenzaviren im Schwein zur Entstehung neuer Tochterviren mit
stark veränderten Eigenschaften kommen. Hieraus können auch Viren mit zoonotischem oder sogar pandemischem Poten-
zial hervorgehen. Pandemische Viren können jedoch offenbar auch direkt aus aviären Vorläufern hervorgehen.
Abb. 2: Herkunft und Entstehung der aktuell in europäischen Schweinebeständen zirkulierenden porzinen Inflluenza A
Virus Reassortanten. Menschliche Influenzaviren sind an der Entstehung von vier der aktuell fünf zirkulierenden porcinen
Influenzaviren in Europa substantiell beteiligt. Zur besseren Unterscheidbarkeit der verschiedenen Viruslinien wird ein
komplexes Nomenklatur- (Kladen-)system verwendet.
Im Fokus | Stand 22.06.2020 | 5Influenzaviren: Grenzgänger zwischen Schweinen und Menschen
dem in einigen (darunter Deutschland), aber nicht oder bakteriellen Sekundärerregern können jedoch
allen europäischen Ländern endemisch. Der porzine zu schweren therapiepflichtigen (Antibiotikaeinsatz!)
Subtyp H3N2 reassortierte 1994 mit einem humanen Pneumonien und erhöhter Sterblichkeit führen. Durch
saisonalen H1N1 Virus zum porzinen Subtyp H1N2. Da- das kurze Zeitfenster von wenigen Tagen, in dem das
her wird dieser Subtyp auch als „human-like“ H1N2 Virus während der akuten Infektion nachweisbar ist,
(H1huN2) bezeichnet. Im Jahr 2009 kam mit dem hu- wird die langfristige Bedeutung der Infektion häufig
manen pandemischen H1N1-Virus (H1pdmN1pdm) ein unterschätzt. Als Langzeitfolge kann vor allem die
vierter Subtyp ins Spiel. Dieses Virus entstand infolge verzögerte Gewichtszunahme in der Mastschweinhal-
mehrerer Reassortments vermutlich auf dem ame- tung zu ökonomisch bedeutsamen Einbußen führen.
rikanischen Kontinent und ist seit 2009 nunmehr als Fieberhafte Influenzainfektionen bei tragenden Sauen
saisonales H1N1 Virus in der menschlichen Population können zum Verferkeln führen.
fest verankert. Auch dieses Virus wurde, ähnlich wie
das H1N1 Virus der Spanischen Grippe, vom Menschen Influenzaviren werden bei Schweinen vor allem ae-
auf Schweine übertragen (sogenannte revers-zoonoti- rogen sowie durch engen Kontakt untereinander und
sche Übertragung) und verbreitet sich seitdem massiv möglicherweise auch mittels kontaminierter Gegen-
in Schweinepopulationen. Es nimmt mittlerweile star- stände übertragen. Ausbrüche werden daher durch
ken Anteil an Reassortierungen mit den drei älteren das Zusammenstallen neuer Gruppen und das Einbrin-
porzinen IAV Linien in Europa. Im Jahr 2014 erfolgte gen von infizierten Tieren in empfängliche Bestände
die bislang jüngste Reassortierung porziner mit huma- provoziert. Klassischerweise wurde die Influenza als
nen Influenzaviren, wodurch vermutlich in Dänemark eine wellenartig durch den gesamten Bestand verlau-
ein neues H3huN2 Virus hervorgangen ist [3]. fende, kurz andauernde, aber mit heftigen respira-
torischen Symptome verbundene, benigne Infektion
Klassischer Verlauf der Influenza bei Schweinen wahrgenommen. Die Infektion hinterläßt eine belast-
bare Immunität.
Die durch das Schweineinfluenza-A-Virus (swIAV) aus-
gelöste fieberhafte, akut verlaufende, hochanste- Neue Formen der Influenza bei Schweinen
ckende Viruserkrankung der Atemwege ist erstmals
1918 in Hausschweinebeständen der USA beschrieben In den letzten zwanzig Jahren haben wirtschaftliche
worden und kann alle Altersgruppen betreffen. Die Rahmenbedingungen zu erheblichen Veränderungen
Virusreplikation beschränkt sich auf den Respirati- in der Schweinehaltung geführt. Insbesondere ist
onstrakt und führt bei voll empfänglichen Schweinen hier der Trend zur Vergrößerung der Tierbestände
zu plötzlich einsetzenden Symptomen wie Fieber, zu nennen. Hochintegrierte Betriebe, die mit mehr
Abgeschlagenheit, Ausfluss aus Nase und/oder Au- als tausend Sauen Ferkel im Wochenzyklus generie-
gen, Niesen, Augenrötung, bellendem Husten, Atem- ren, prägen die Produktionsstrukturen immer stär-
beschwerden. Obwohl die Erkrankung alle Schweine ker. Hierdurch verändert sich auch die Situation für
eines Bestandes erfassen kann (Morbidität annähernd Influenzaviren. In solchen Betrieben entsteht eine
100 %), ist die Sterblichkeit unkomplizierter Infektio- Wirtspopulation mit sehr heterogener Immunität: Ein
nen gering (Letalität < 1 %). Ko-Infektionen mit viralen Teil der älteren Tiere besitzt Immunität aufgrund be-
6 | Im Fokus | Stand 22.06.2020Influenzaviren: Grenzgänger zwischen Schweinen und Menschen
reits durchlaufener Infektionen. Sauen übertragen ei- ten (Abb. 3).
nen Teil dieser Immunität in Form maternaler Antikör-
per auf die Ferkel. Die Ferkel werden spätestens nach
dem Verlust dieser maternalen Immunität im Alter
von 8-12 Wochen wieder voll empfänglich für Influ-
enzavirusinfektionen. Die beschriebenen Produktions-
abläufe in den Großbeständen führen nun dazu, dass
praktisch zu jedem Zeitpunkt des Jahres voll oder
zumindest partiell empfängliche Schweine dem Influ-
enzavirus zur Verfügung stehen. In solchen Beständen
verbleibt einmal eingetragenes Influenzavirus dauer-
haft über viele Monate und auch Jahre in der Zirkula-
tion, wobei es schwierig ist, ein echtes Virusreservoir
festzulegen [4,5]. Daraus resultieren schleichende,
wenig eindeutige respiratorische Krankheitsbilder, Abb. 3: Entwicklung einer betriebsspezifischen Antigendrift
bei Influenzaviren in Großbetrieben. Ein infiziertes Schwein
die sich vorwiegend im Bereich der Absetzferkel ma- (Mitte) scheidet Virus aus und infziert weitere empfängli-
nifestieren, aber auch andere Altersklassen unter- che Tiere eines Betriebes. Es werden jedoch keine identi-
sche Kopien des ursprünglichen Virus ausgeschieden, son-
schwellig betreffen können. Die Influenza wird hier dern punktuell mutierte Tochtervirusgenerationen, die in
zu einer „Kinderkrankheit“. Selbst Saugferkel können ihrer Gesamtheit eine sogenannte „Quasispezies“ bilden.
Einige Virionen aus dieser Wolke besitzen bestimmte Ver-
bereits infiziert werden, erkranken aber bei Anwe- änderungen (hier „blauer Kern“), die es ihnen erlauben,
auch in Schweinen zu replizieren, die bereits eine Immu-
senheit materanler Immunität nicht. Aufgrund der nität gegen das Elternvirus entwickelt haben. Solchen Vi-
Interferenz der Infektion mit der maternalen Immu- ren bezeichnet man als Antigendriftvarianten. In der Folge
breitet sich die Driftvariante weiter im Stall aus. Auch hier
nität, bilden die Saugferkel jedoch keine belastbare entstehen wiederum Tochterquasispezies, die u.U. weite-
aktive Immunität aus, so dass sie nach einigen Wo- re Driftvarianten enthalten (hier „roter Kern“). Die rote
Variante kann Schweine infizieren, die sowohl gegen das
chen wieder empfänglich für das Virus werden [4,5]. Elternvirus als auch gegen die Driftvariante 1 immun sind.
Dieser Prozess kann sich über Monate und Jahre hinweg
Im Zuge der protrahierten Viruszirkulation baut sich fortsetzen, sodass in ausreichend großen Schweinebestän-
eine Bestandsimmunität auf, die für das jeweilige den Influenzaviren nach einem einmaligen Eintrag ganzjäh-
rig zirkulieren können.
Influenzavirus einen erheblichen Selektionsdruck
darstellt. Damit sind in diesem Betrieb Bedingungen Somit entsteht in einem einzelnen Großbestand die-
einer viralen antigenen Drift gegeben. Es entstehen selbe Situation, wie sie von der globalen menschli-
aufgrund der oben geschilderten Prozesse Virusvari- chen Population bekannt ist: derselbe Prozeß verur-
anten, die sich diesem Selektionsdruck durch Muta- sacht dort die saisonale Influenzaktivität aufgrund
tionen entziehen können. Solche „escape“-Varianten des beständigen Entstehens immer neuer Virusvari-
bilden die Folgegeneration von Influenzaviren dieses anten. Bezogen auf die Schweinepopulation bedeutet
Bestandes, die sich solange verbreitet bis wiederum dies, dass theoretisch in jedem Schweinegroßbestand
die variantenspezifische Bestandsimmunität einen ein spezifisches Influenzavirus herausgebildet wird,
ausreichend hohen Selektionsdruck erreicht hat, um das sich in der Antigenität von dem des Nachbarbe-
neuerlichen „escape“-Mutanten einen Vorteil zu bie- standes stark unterscheiden kann. Hierdurch entstün-
Im Fokus | Stand 22.06.2020 | 7Influenzaviren: Grenzgänger zwischen Schweinen und Menschen
den erhebliche Schwierigkeiten, einen gemeinsamen Dynamische virale Diversifizierung erfordert diag-
Impfstoff zu finden, der alle diese Varianten abdecken nostische Orientierung
könnte.
Diagnosealgorithmen müssen sensitiv genug sein, um
Wer suchet, der findet – swIAV in europäischen Haus- auch in wenig Probenmaterial Virus detektieren zu
schweinepopulationen können und spezifisch genug, um zwischen Subtypen
und ihren diversen Linien und Varianten unterschei-
Studien zur passiven Überwachung von Schweinepo- den zu können. In den letzten Jahren hat eine Ab-
pulationen in verschiedenen mittel- und westeuro- lösung der klassischen Influenzavirusdiagnostik beim
päischen Ländern (2010-2018) zielten auf Proben ab, Schwein stattgefunden, d.h. der Virusanzucht aus Na-
die von Schweinen mit einer erkennbaren klinischen sen-/Rachentupfern auf embryonierten Hühnereiern
Atemwegserkrankung genommen wurden [6-8]. Das oder Zellkultur und der Subtypisierung mittels sero-
FLI und andere Forschungsgruppen konnten zeigen, logischer Verfahren. Diese Methoden erwiesen sich
dass Influenzainfektionen im Schwein ganzjährig in zum einen als zeit- und materialaufwändig, sind aber
etwa einem Viertel der erkrankten Schweine in der auch hinsichtlich der Sensitivität auf besonders geeig-
Hälfte der untersuchten Bestände auftreten. SwIAV netes, frisches Probenmaterial angewiesen. Serologi-
sind somit weit verbreitet anzutreffen. Hierbei konn- sche Testverfahren sind außerdem nicht geeignet zur
ten abhängig von der Lokalisation der Haltungen alle Abklärung klinisch akuter Fälle, da Antikörper frühes-
vier oben beschriebenen, reassortanten Hauptlinien tens 10 bis 14 Tage nach Infektion nachzuweisen sind.
porziner IAVs in unterschiedlicher Frequenz nachge- Molekularvirologische Alternativen, die am FLI auf Ba-
wiesen werden (H1avN1av, H1huN2, H3N2 und H1p- sis der multiplex (semi-) quantitativen Echtzeit-PCR
dmN1pdm; Abb. 2). Bestimmte Subtypen fehlten in (Real-time quantitative PCR, RT-qPCR) entwickelt
einigen Ländern: So konnte H1avN1av nicht auf den wurden [6], erwiesen sich als sensitiver und spezifi-
britischen Inseln nachgewiesen werden, H1huN2 scher und führten schneller zu einem aussagekräfti-
fehlte in Dänemark und H3N2 Viren wurden nur in gen Befund. Der direkte Virusnachweis mittels dieser
Deutschland und den Beneluxländern detektiert. Zu- molekular-virologischen Methoden erfolgt aus Nasen-
dem konnte ein dynamischer werdendes Reassortie- tupfern von Schweinen oder, im Rahmen einer Sekti-
rungsgeschehen dokumentiert werden, wobei neue on, aus Wischtupfern aus den Lungenhauptbronchien.
Subtypen (z.B. H1pdmN2, H3N1 etc.), vor allem aber Der neu entwickelte hochdurchsatzfähige Algorith-
ein breites Repertoire von 31 Genotypen gefunden mus (Abb. 4) verkürzt die Befundungszeit erheblich
wurden. Hier spielt das seit 2010 sich vermehrt ver- und ist besonders für Überwachungsprogramme und
breitende H1pdmN1pdm, das pandemische Influenza- epidemiologische Studien geeignet: Zunächst werden
virus des Menschen aus dem Jahr 2009, als reassortie- die Proben mittels RT-qPCR auf Anwesenheit von In-
rungsfreudiger Partner eine große Rolle. fluenza A-, B-, C- und D-Viren untersucht. IAV-positive
Proben werden sodann einer molekularen Subtypisie-
rung unterzogen. Sofern die Subtypisierung mittels
RT-qPCR scheitert, wird eine Genomsequenzierung
zur weiteren spezifischen Charakterisierung vorge-
8 | Im Fokus | Stand 22.06.2020Influenzaviren: Grenzgänger zwischen Schweinen und Menschen
Abb. 4: Gegenüberstellung der klassischen und molekularvirologischen Methoden in der Influenzadiagnostik bei Schweinen.
nommen. Der Einsatz der PCR erfordert allerdings die Eindämmung von Influenzainfektionen bewirken
eine stete Überprüfung der Diagnosewerkzeuge; dies könnten, sind bislang nicht untersucht worden. Somit
trifft vor allem auf die sich dynamisch diversifizie- ist die Influenza-Impfung die vorrangige vorbeugende
renden swIAV zu: Sind die Bindungsstellen der in den Maßnahme. Verschiedene inaktivierte Adjuvat-Impf-
PCRs eingesetzten Primer und Sonden von Mutationen stoffe sind europaweit zugelassen [9] und werden vor
betroffen, können falsch-negative Befunde resultie- allem in Sauenimpfprogrammen eingesetzt, um den
ren. Die klassische Virusdiagnostik bleibt auch weiter- Saugferkeln eine fundierte maternale Immunität zu
hin in Spezialfällen zur Charakterisierung biologischer vermitteln. Der Immunschutz beruht grundlegend
Eigenschaften von IAVs unentbehrlich. auf neutralisierenden Antikörpern, die gegen das
HA gerichtet sind. Die in den Vakzinen eingesetzten
Warum sich die Bekämpfung und Prävention der In- Virusstämme wurden zum Teil vor mehr als 20 Jahren
fluenza bei Schweinen lohnt isoliert. Probleme der Antigendrift der Influenzaviren
von Schweinen scheinen jedoch erst seit kurzer Zeit
Die Influenza der Schweine unterliegt in Deutschland verstärkt Fragen zur Anwendung der zugelassenen
und Europa derzeit keiner gesetzlichen Melde- oder Impfstoffe aufzuwerfen. Dies mag mit der veränder-
Anzeigepflicht. Insofern existieren weder behörd- ten Epidemiologie der Viren in Großbeständen zusam-
lich gelenkte Überwachungsprogramme noch har- menhängen, die offenbar eine forcierte, bestandsspe-
monisierte Bekämpfungsstrategien. Maßnahmen des zifische Antigendrift begünstigen kann. Die wirksame
betrieblichen Managements, die über den üblichen Vakzinierung gegen Influenza trägt wesentlich zu
Hygiene- und Biosicherheitsrahmen in der industri- einem gesteigerten Tierwohl bei und vermindert wirt-
ellen Schweinehaltung hinausgingen und spezifisch schaftliche Einbußen in der Schweineproduktion.
Im Fokus | Stand 22.06.2020 | 9Influenzaviren: Grenzgänger zwischen Schweinen und Menschen IAV, die in Hausschweinepopulationen zirkulieren, be- Anschrift der Verfasser: sitzen auch direkte Bedeutung für den Menschen [10]. Dr. Annika Graaf, Prof. Dr. Timm Harder, PhD Zoonotische Infektionen mit diesen Viren traten in Südufer 10, 17493 Greifswald – Insel Riems Europa bislang nur sporadisch bei Menschen auf, die E-Mail: annika.graaf@fli.de; timm.harder@fli.de engen Kontakt zu Schweinen hatten. In den USA wer- den allerdings seit einigen Jahren vermehrt humane Infektionen mit Influenzaviren von Schweinen berich- tet, wobei sich die Menschen vor allem im Rahmen landwirtschaftlicher Ausstellungen infizierten. In der Regel verliefen diese Infektionen harmlos; sie deu- ten jedoch auf das zoonotische und möglicherweise präpandemische Potential des riesigen Reservoirs von IAVs in Schweinepopulationen hin. In dieses Reservoir wurden gewissermaßen „Bausätze“ und „Ersatzteile“ zukünftiger humaner pandemischer IAVs ausgelagert, die dort weitestgehend ungestört weiter evolvieren. Insofern stellt dieses Reservoir auch ein Risiko dar, dessen Begrenzung geboten scheint. Aktuelle Kennt- nisse zur Infektionslage, die Erarbeitung verbesser- ter Bekämpfungstrategien sowie die Optimierung von Vakzinen würden nicht nur zu einer verbesserten Gesundheit der Tiere führen, sondern auch das Ex- positionsrisiko von Menschen gegenüber potentiell zoonotischen swIAV mindern helfen. Der vielbeschwo- rene One Health-Gedanke ließe sich gerade auf dem Gebiet der porzinen Influenza in praktische Projekte zum gegenseitigen Nutzen von Mensch und Tier um- setzen. 10 | Im Fokus | Stand 22.06.2020
Influenzaviren: Grenzgänger zwischen Schweinen und Menschen
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Hochschule, Diss https://elib.tiho-hannover.de/
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Im Fokus | Stand 22.06.2020 | 11Friedrich-Loeffler-Institut, Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit Hauptsitz Insel Riems Südufer 10 D-17493 Greifswald – Insel Riems Telefon +49 (0) 38351 7-0 Telefax +49 (0) 38351 7-1219 Pressestelle Telefon +49 (0) 38351 7-1244 Telefax +49 (0) 38351 7-1226 E-Mail: presse@fli.de Fotos/Quelle: Coverbild © pixabay; Abbildungen © Friedrich-Loeffler-Institut Inhalt: Friedrich-Loeffler-Institut, Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit, D-17493 Greifswald – Insel Riems Im Fokus | Stand 22.06.2020
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