Maul- und Klauenseuche (MKS) - Wissenschaftliche Grundlagen

Hermann Müller

Inhalt:

 Was sind Viren?
 Das Virus der Maul- und Klauenseuche
 Biologische Eigenschaften des MKS-Virus
 Antigene Eigenschaften des MKS-Virus
 Geographische Verbreitung des MKS-Virus
 Virusquellen, Übertragungs- und Einschleppungswege
 Empfängliche Tierarten
 Empfänglichkeit des Menschen
 Klinische Symtomatik
 Pathogenese (Krankheitsentstehung)
 Immunantwort des MKS-Virus-infizierten Organismus
 Diagnose der MKS
 Bekämpfung der MKS
 Schutzimpfung gegen die MKS
Pfeil rechts Stellungnahme der Fachgruppe "Virologie und Viruskrankheiten"

Was sind Viren?

  • Viren sind eine besondere Form infektiöser (ansteckungsfähiger) Strukturen, deren genetisches Material (Erbgut, Genom) entweder aus Desoxyribonukleinsäure (DNA) oder aus Ribonukleinsäure (RNA) besteht. Dieses ist von regelmäßig angeordneten Eiweißmolekülen (den Strukturproteinen), manchmal auch von einer weiteren, Fette (Lipide) enthaltenden Hüllmembran (envelope) umgeben.
  • Viren sind sehr klein (ca. 20 bis 300 nm). Sie passieren daher Bakterien-dichte Filter und können nur mit dem Elektronenmikroskop sichtbar gemacht werden.
  • Im Gegensatz zu anderen Mikroorganismen (Bakterien, Pilze, Protozoen) verfügen sie nicht über Stoffwechselenzyme für biologische Synthesen und sind deshalb auf die Enzyme einer Wirtszelle angewiesen. Sie werden nicht durch Teilung vermehrt, sondern ausschließlich von ihrer Nukleinsäure in der infizierten Zelle reproduziert.
  • Außerhalb einer Zelle exisitistiert zumeist nur das infektiöse Viruspartikel (Virion).
  • Nur wenige Virostatika (chemische Substanzen, die durch Hemmung der Virusreproduktion eine Therapie virusbedingter Infektionskrankheiten ermöglichen) sind bekannt (z.B. gegen Herpes-simplex-Virus, Vaccinia-Virus, HIV).
  • Viren kommen bei Mensch und Tier (animale Viren), Pflanzen (Phytoviren) und Bakterien (Bakteriophagen) vor.


Das Virus der Maul- und Klauenseuche (MKS-Virus) [engl.: Foot and Mouth Disease (FMD) virus] Das Virus der Maul- und Klauenseuche (MKS-Virus) wurde im Jahre 1897 in Greifswald von Friedrich Löffler und Paul Frosch als erstes animales Virus entdeckt. Es ist ein Angehöriger des Genus Aphthovirus in der Familie der Picornaviridae. Diese Familie besteht aus der Gruppe der Säure-stabilen Genera Enterovirus, Hepatovirus, Cardiovirus, und der Gruppe der Säure-labilen Genera Rhinovirus und Aphthovirus. Ein weiteres Aphthovirus ist das equine rhinovirus type 1 (ERV-1). Picornaviren sind klein (pico - klein; Durchmesser ca. 27 nm) mit einer RNA als Genom. Dieses besteht aus einem einzigen RNA - Molekül (ca. 7000 Bausteine - Nukleotide), das die infizierte Zelle sehr schnell zur Bildung einer großen Zahl neuer Viren veranlasst: in ca. drei Stunden werden von einer infizierten Zelle bis zu 1 Million neue Viren produziert. Dabei enstehen die 4 Strukturproteine VP1, VP2, VP3 und VP4, die das Viruspartikel bilden sowie 7 bis 8 der so genannten Nicht-Strukturproteine, die für die Virusvermehrung wichtig sind. NB.: Viren mit einer RNA als Genom sind durch eine hohe genetische Variabilität ausgezeichnet. Diese bewirkt oftmals, so auch beim MKS-Virus, eine große Vielfalt von Stämmen (Pluralität). NB.: Ein Impfstoff aus inaktivierten MKS-Virus-Partikeln enthält die Strukturproteine. Von diesen ist VP1 das wichtigste, da es die Bildung der schützenden (neutralisierenden) Antikörper bewirkt.


Biologische Eigenschaften des MKS-Virus

  • Die herausragende biologische Eigenschaft ist seine außerordentlich hohe Infektiosität: man schätzt, dass bereits 1 bis 10 MKS-Virus-Partikel für die Infektion eines Rindes ausreichend sind!

  • Seine Tenazität (Widerstandsfähigkeit) ist relativ hoch. Die Infektiosität bleibt erhalten: in Erde (Sommer) bis 3 Tage, in getrocknetem Kot bis 14 Tage, in Gülle (Winter) bis 6 Monate, in Milch bei 4°C bis 6 Tage. Es ist Säure-labil und wird bei pH-Werten < 6 sowie bei pH-Werten > 9 inaktiviert; Fleischreifung bewirkt Inaktivierung, jedoch bleiben Knochenmark, Lymphknoten, Sehnen u.ä. infektiös.


Antigene Eigenschaften des MKS-Virus

  • Das MKS-Virus kommt in 7 Serotypen vor: O, A, C, SAT 1, SAT 2, SAT 3, Asia 1.

  • Daneben existieren zahlreiche (> 60) Subtypen und Varianten ("Stämme"), vor allem beim Serotyp O.

NB.: Ein Tier bleibt nach der Infektion oder einer Immunisierung mit einem Serotyp voll empfänglich für die Infektion mit einem anderen! NB.: Die serologische Verwandtschaft zwischen verschiedenen Stämmen muss nicht reziprok sein, d. h., selbst eng verwandte Viren können eine breite "kreuzreaktive", oder aber eine enge "spezifische" Immunantwort auslösen.


Geographische Verbreitung des MKS-Virus

  • Europa:

O, A, C ("europäische Serotypen"; derzeit: OPanAsia)

  • Südamerika:

O, A, C

  • Afrika:

O, A, C, SAT 1, SAT 2, SAT 3 (SAT – South African Territories)

  • Asien:

O, A, C, Asia 1

N.B.: Nord- und Mittelamerika, die Karibik, Australien, Neuseeland, Japan und Ozeanien sind seit vielen Jahren frei von MKS-Virus!


Virusquellen, Übertragungs- und Einschleppungswege NB.: Die MKS ist eine Virusinfektionskrankheit mit außerordentlich hoher Ansteckungsfähigkeit (Kontagiosität)! Virusquellen:

  • Kranke Tiere und Tiere in der Inkubationsphase (zwischen Ansteckung und dem Auftreten von Krankheitserscheinungen)
  • Speichel, Kot, Urin, Milch, Sperma infizierter Tiere
  • Fleisch und Fleischprodukte (pH > 6, frisch, gefroren, roh, etc.)


NB.: Infizierte Tiere können bereits 2 Tage vor dem Auftreten von Krankheitserscheinungen MKS-Virus ausscheiden!

NB.: Das MKS-Virus kann beim Rind 2 bis 3 Jahre, bei Schaf und Ziege mehrere Monate, jedoch nicht beim Schwein, im Oesophagus (Speiseröhre, Schlund) in infektiöser Form persistieren und auf empfängliche Tiere übertragen werden. Ein ähnlicher Zustand kann auch nach der Infektion geimpfter ("teil-immuner") Rinder eintreten ["Carrier", Virusträger].


Übertragungswege:

  • Tiere, tierische Produkte (direkt, indirekt - vor allem Tiertransporte)
  • Mensch (indirekt; u. a. Tierhalter, Händler, Tierarzt, Besucher)
  • Gerätschaften und Gegenstände aller Art
  • Wind (Virus-Aerosole, abhängig von Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Windstärke und
  • -richtung)


NB.: Infizierte Schweine scheiden durch Atemluft 1000 bis 3000 mal mehr MKS-Virus aus als ein infiziertes Rind. Große Haltungs- und Bestandsdichte empfänglicher Tiere fördern die Übertragung.


Mögliche Einschleppungswege:

  • Illegale Einfuhr von Klauentieren, insbesondere exotischer Schaf- und Ziegenrassen für die Hobbyhaltung
  • Verfütterung nicht ausreichend erhitzter Lebensmittelreste (Proviant) bzw. von Küchenabfällen ("swill") an Schweine bei Herkunft aus Ländern mit MKS-Geschehen
  • Kontakte zu Klauentieren, einschließlich Wildtieren sowie durch Personen, die aus MKS-Regionen einreisen


Empfängliche Tierarten Das Wirtsspektrum ist breit: natürlicherweise Klauentiere (Rind, Schaf, Ziege, Büffel, Wildwiederkäuer, Schwein), u. U. Giraffen, Elefanten und Kamele, selten andere Spezies (die Bedeutung von Gnu, Hirsch und Wildschwein in der Epidemiologie der MKS ist unklar). Experimentell können Meerschweinchen und Mäuse infiziert werden.


Empfänglichkeit des Menschen Einige wenige Fälle nach starker Exposition (Tierhalter, Schlachter) sind bekannt. Fieberhafte Allgemeinstörungen mit Aphthenbildung (Aphthe – flüssigkeitsgefüllte Blase) an den Händen oder der Mund- bzw. der Rachenschleimhaut wurden beschrieben; sie haben eine gute Prognose (Heilungsaussicht). Das MKS-Virus dringt vermutlich durch kleine Verletzungen in den Körper ein. Unter mitteleuropäischen Bedingungen besteht auch im Falle eines Seuchenzuges keine Gefahr für den Verbraucher.


Klinische Symptomatik Die MKS ist eine schwere, fieberhafte Allgemeinerkrankung der Klauentiere, die zur Bildung von stecknadelkopf- bis erbsengroßen Bläschen (Aphthen) und Erosionen an kutanen Schleimhäuten und unbehaarten Teilen der Haut führt, insbesondere im Bereich des Maules (Zahnfleischrand, Zunge, Gaumen), der Rüsselscheibe, der Klauen (Klauenspalt, Kronsaumrand) und des Euters. Innerhalb eines Bestandes erkranken alle Klauentiere (Morbidität 100 %). Sie führt bei erwachsenen Tieren im allgemeinen nicht zum Tode (Mortalität < 2 %), lediglich bei Jungtieren kann eine höhere Mortalität (bis zu 50 %) beobachtet werden. Die MKS verursacht jedoch durch drastische Einbußen an Fleisch- und Milchleistung, schwere Lahmheiten und verringerte Reproduktionsraten große wirtschaftliche Schäden. NB.: Bei einer Infektion werden Ausmaß und Verlauf der Erkrankung von der Tierart, dem Alter, der Virulenz des Stammes (Grad seiner krankmachenden Eigenschaften - Pathogenität) und vom Immunstatus beeinflusst. Rind: Inkubationszeit 2-7 Tage. Hohes, 1-3 Tage anhaltendes Fieber (über 41,5°C) mit Appetitlosigkeit, Abgeschlagenheit und Abfall der Milchleistung. Rötung der Schleimhaut im Maulbereich, Speichelfluss (zähflüssig!), Aphthenbildung, Erosionen, Lahmheitserscheinungen. Bei günstigem Verlauf Abheilung nach 8-14 Tagen. Bei Kälbern kann eine Herzmuskelentzündung zum Tode führen. Differentialdiagnosen: Infektionen des Mucosal-Disease-Komplexes, Rinderpest, Bösartiges Katarrhalfieber, Krankheiten des Pocken-Herpes-Komplexes. Schwein: Inkubationszeit 1-3 (max. 12) Tage. Weniger dramatischer Krankheitsverlauf als beim Rind, aber 3-4 Tage Fieber zwischen 40-41°C. Vor allem Lahmheitserscheinungen durch Aphthenbildung an den Sohlenballen, im Zwischenklauenspalt und am Kronsaum. Mitunter sind zunächst nur einige Tiere des Bestandes betroffen; daher ist die eingehende Untersuchung aller Tiere erforderlich. Sekundärinfektionen führen zu Ausschuhen. Aphthen am Gesäuge. Ferkelverluste durch Herzmuskelschädigung. Differentialdiagnosen: Infektionen des Vesikulärkrankheitenkomplexes (Stomatitis vesicularis, Vesikuläre Schweinekrankheit), Aujeszkysche Krankheit. Schaf: Inkubationszeit 2-14 Tage. Durchseuchung einer Herde langsam und unvollständig. Vor allem Lahmheitserscheinungen aufgrund von Klauenaphthen. Die Veränderungen an der Mundschleimhaut sind uncharakteristisch. Differentialdiagnosen: Moderhinke, Lippengrind, Traberkrankheit (Scrapie). Ziege: Meist gutartiger Verlauf ohne Allgemeinstörungen. Läsionen in der Mundschleimhaut sind wenig ausgeprägt. Oft Rhinitis.


Pathogenese (Krankheitsentstehung) Die MKS ist eine "zyklische Infektionskrankeit mit normiertem Verlauf" (Zyklus: Kreislauf regelmäßig wiederkehrender Dinge oder Ereignisse - hier: der Virusvermehrung). Das MKS-Virus ist epitheliotrop (Vermehrung in Haut- und Schleimhautzellen) und myotrop (Vermehrung in Muskelzellen), manche Stämme sind auch neurotrop (Vermehrung in Nervenzellen).

  1. Nach der Infektion im Nasen- oder Rachenbereich (oft als "Tröpfcheninfektion") kommt es dort als dem "primären Vermehrungsort" zu einer ersten Virusvermehrung unter der Ausbildung von "Primäraphthen" (werden oft übersehen!).
  2. Nach dem Transport des Virus über den Lymphweg erreicht es die Blutbahn und es kommt zur "Primären Virämie".
  3. Mit dieser erreicht das Virus die "Primär affinen Organe" - das lymphoretikuläre System; dort findet eine massive Virusvermehrung statt, vor allem in Leber und Milz.
  4. Danach schließt sich die zweite Virämie an.
  5. Mit dieser werden Schleimhäute, Haut, Muskulatur und gelegentlich auch das Zentralnervensystem erreicht. Die Virusvermehrung in den Epithelien führt zur Bildung der "Sekundäraphthen" (vor allem im Maulbereich, an Klauen, Pansenpfeilern, Euter).
  6. Abheilung nach 8-14 Tagen mit langdauernder Genesung (Rekonvaleszenz) oder Exitus (selten!).


Immunantwort des MKS-Virus-infizierten Organismus Die Infektion löst die Bildung Virus-spezifischer Abwehrstoffe aus, die in Blut, Lymphe und anderen Körperflüssigkeiten nachweisbar sind (humorale Antikörper). Einige Tage (ca. 5-7) nach der Infektion sind sie in einer Konzentration vorhanden, die die Virusvermehrung eingrenzt und die Genesung einleitet. Die zuerst gebildeten Antikörper der Klasse IgM haben auch eine (begrenzte) Wirkung gegen andere Serotypen als den Serotyp, der die Infektion auslöste (Kreuzneutralisation), während die etwas später gebildeten Antikörper der Klasse IgG Serotyp- oder sogar Subtyp-spezifisch sind. Über die Bedeutung der Zell-vermittelten Immunantwort ist noch wenig bekannt; sie ist vermutlich gering. NB.: Ein belastbarer Schutz durch Impfung mit "inaktivierten Vakzinen" (Impfstoffe, die nicht vermehrungsfähige Viren enthalten) erfordert mehrmalige Immunisierung. Von der Entwicklung von Impfstoffen aus vermehrungsfähigen, attenuierten (abgeschwächten) Impfstämmen wurde abgesehen, wegen der großen Vielfalt von Stämmen, vor allem aber wegen der Gefahr einer Umwandlung des Impfvirus in ein krankmachendes. NB.: Trotz der Anwesenheit neutralisierender Antikörper im Organismus kann das MKS-Virus noch nach Wochen oder Monaten in Blut und Urin nachgewiesen werden, in den Epithelien der Speiseröhre sogar noch nach Monaten oder Jahren (s.o.). NB.: Nach einer Infektion werden Antikörper gebildet, die gegen die oben genannten Strukturproteine gerichtet sind und solche gegen die Nicht-Strukturproteine. Da bei einer Schutzimpfung mit einem MKS-Impfstoff aus nicht vermehrungsfähigen Viren keine Antikörperbildung gegen die Nicht-Strukturproteine erfolgen kann, ist eine Unterscheidung zwischen infizierten und geimpften Tieren möglich. Auf dieser Grundlage können hierzu geeignete diagnostische Testverfahren entwickelt werden.


Diagnose der MKS

  • Erster Untersuchungsschritt ist ein Antigen-ELISA, dessen Ergebnis in der Regel schon nach 5-8 Stunden vorliegt.
  • Er wird in Verdachtsfällen stets mit der Virusanzüchtung kombiniert (Zeitbedarf 1-3 Tage).
  • Der Nachweis Virus-spezifischer Nukleinsäure mittels PCR (Zeitbedarf 1-3 Tage) ist ein Bestätigungstest, der epidemiologische Aussagen auf molekularer Grundlage ermöglicht.
  • Der Antikörpernachweis, z. B. im Rahmen von "Aufhebungsuntersuchungen" (das sind Untersuchungen im Anschluss an ein Seuchengeschehen) erfolgt im ELISA. Positive Einzeltierproben in ansonsten unverdächtigen Betrieben werden im Virus-Neutralisationstest untersucht.

NB.: Die zuständige Untersuchungseinrichtung ist die Bundesforschungsanstalt für Virukrankheiten der Tiere, Anstaltsteil Tübingen, Paul-Ehrlich-Straße 28, 72076 Tübingen.


Bekämpfung der MKS Die MKS ist eine anzeigepflichtige Tierseuche. In der Europäischen Union (EU) wird ihre Bekämpfung durch die "Richtlinie 85/511/EWG vom 18. November 1985 zur Einführung von Maßnahmen der Gemeinschaft zur Bekämpfung der Maul- und Klauenseuche (Abl. EG Nr. L 135 S. 11)" in der jeweils geltenden Fassung geregelt, in der Bundesrepublik Deutschland durch die "MKS-Verordnung in der Fassung der Bekanntmachung vom 1. Februar 1994 (BGBl. I S 187)" in der jeweils geltenden Fassung.


Schutzimpfung gegen die MKS. Seit dem 1.1.1992 sind in der EU Schutzimpfungen gegen die MKS sowie Heilversuche an seuchenkranken und verdächtigen Tieren verboten. In Anbetracht des großen öffentlichen Interesses am aktuellen MKS-Geschehen, insbesondere im Hinblick auf eine Impfung, hat die Fachgruppe Virologie und Viruskrankheiten in der Deutschen Veterinärmedizinischen Gesellschaft e.V. die nachfolgende Stellungnahme erarbeitet:  Stellungnahme der Fachgruppe "Virologie und Viruskrankheiten"

 

 


 

Bei der Erstellung dieser Übersicht wurden neben anderem verwendet:


Maul- und Klauenseuche – Risiko und tierärztliche Aufgabe – Eine

Informationsschrift, herausgegeben vom Bundesministerium für Ernährung,

Landwirtschaft und Forsten (November 1996).


Arbeitsanleitung zur Labordiagnostik von anzeigepflichtigen Tierseuchen

nach der Verordnung über anzeigepflichtige Tierseuchen vom 23. Mai 1991

(BGBl I S. 1178) in der jeweils geltenden Fassung, herausgegeben vom

Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten (Stand

September 1999).



Verfasser:

Prof. Dr. med. vet. Hermann Müller, Fachtierarzt für Mikrobiologie

Universität Leipzig, Veterinärmedizinische Fakultät

Institut für Virologie

An den Tierkliniken 29

D-04103 Leipzig

Tel.: +49(0)341-9738200

Fax: +49(0)341-9738219

e-mail: virology(at)vetmed.uni-leipzig.de