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Bayerisches Landesamt für
Gesundheit und Lebensmittelsicherheit

Die Maul- und Klauenseuche (MKS)

Geschichte und Erreger

Die erste schriftliche Erwähnung der Krankheit datiert auf 1514, als Fracastorius in Italien ein ähnliches Krankheitsbild beim Rind beschrieb. Im Rahmen der ersten Versuche zur Abgrenzung von Krankheitserregern, die kleiner als Bakterien sind, gelang es Loeffler und Frosch 1897/98 ein filtrierbares Agens als Erreger der Maul- und Klauenseuche nachzuweisen. Später wurde das Genom des Erregers als Einzelstrang-RNA positiver Orientierung identifiziert, das 8.500 Nukleinsäurebasen umfasst, die von vier Strukturproteinen umgeben sind, welche ein unbehülltes ikosahedrisches Kapsid bilden. Das Maul- und Klauenseuchevirus (engl. foot and mouth disease virus, FMDV) ist der Prototyp des Genus Aphthovirus in der Virusfamilie Picornaviridae (lat. pico = klein ).

Vom MKS-Virus sind sieben Serotypen bekannt, wobei innerhalb der Serotypen zahlreiche Untertypen vorkommen. Die sieben Serotypen sind historisch bezeichnet als A (für Allemagne), O (für departement „Oise“), C und Asia 1 sowie South African Territories (SAT) 1-3. Ausbrüche der Maul- und Klauenseuche sind in allen Nutztier-haltenden Regionen der Welt vorgekommen mit Ausnahme von Neuseeland. Momentan kommt die MKS außer in Australien und Nordamerika (letzter Ausbruch 1929) in allen Kontinenten enzootisch vor. Das Virus befällt alle Klauentiere inklusive der Nutztiere Rind, Schwein, Schaf und Ziege sowie über 70 verschiedene Wildtierspezies.

Klinik

Die MKS ist charakterisiert durch Fieber, Lahmheit und anfänglich vesikuläre (Bläschenbildung), später erosiv-ulzerierende Haut- und Schleimhautläsionen. Die Übertragung und Weiterverbreitung der MKS ist gefürchtet als eine der Infektionskrankheiten mit höchst effizienter Ansteckungsrate. Problematisch ist ferner, dass kleine Wiederkäuer und verschiedene Wildtiere in der Regel nur milde klinische Symptome entwickeln und daher im Infektionsgeschehen häufig unerkannt bleiben. Bevorzugt kleine Wiederkäuer können auch zu so genannten Virusträgern (engl. „carrier“) werden und bis zu drei Jahren das Virus ausscheiden, ohne eine klinische Symptomatik zu entwickeln. Obwohl die MKS bei erwachsenen Tieren keine hohe Mortalität bewirkt, verursacht sie eine allgemeine Leistungsminderung mit Gewichtsverlusten, gravierendem Rückgang der Milchleistung und der Reproduktionsleistung über längere Zeiträume. Bei Jungtieren kann die Mortalität hoch sein, insbesondere wegen der Herzmuskelschäden (so genanntes Tigerherz), die das Virus bei jungen Tieren verursachen kann. Die klinische Diagnose wird erschwert durch eine Reihe ähnlicher Krankheitsbilder, die dem so genannten „Vesikulärkomplex“ zugeordnet werden. Davon sind die wichtigsten die vesikuläre Stomatitis (VSV, Rhabdovirus), das Vesikulärexanthem (VE, Calicivirus) und die Vesikulärkrankheit (swine vesicular disease, SVD, porcines Enterovirus-Picornavirus) der Schweine. Auch bei Rind und Schaf gibt es eine Reihe von Krankheitsbildern mit Haut- und Schleimhautveränderungen, die der Maul- und Klauenseuche ähnlich sind. Es ist deshalb bedeutsam, bei unklarer klinischer Symptomatik labordiagnostisch die MKS immer auszuschließen.

Epidemiologie und Bekämpfung

Seit Beginn des 20sten Jahrhunderts ist die Maul- und Klauenseuche eine ständige Bedrohung. Sie wird unverändert als die handelspolitisch bedeutendste Infektionskrankheit wahrgenommen und von der Office International des Epizooties (O.I.E.) in der Liste der international wichtigsten Tierseuchen geführt. In Deutschland unterliegt die MKS der Anzeigepflicht. Die Angst vor Seuchenausbrüchen hat auch zur Gründung mehrerer Institute geführt mit dem Ziel die Seuche besser zu bekämpfen. So wurden unter anderem 1909 das Friedrich-Loeffler-Institut auf der Insel Riems gegründet, ferner 1924 das Pirbright Labor im Vereinigten Königreich, 1953 das Institut auf der Insel Plum Island vor New York in den USA und 1951 das Centro Panamericano de Fiebre Aftosa (PanAftosa) in Brasilien.

In Europa kamen MKS-Ausbrüche im späten 19. und frühen 20. Jahrhundert zwar nur sporadisch vor, hatten aber immer verheerende Konsequenzen. Anfang der 50er Jahre registrierten allerdings einige westeuropäische Länder (unter anderem auch Deutschland) 10.000 bis 100.000 Ausbrüche pro Jahr. Erste inaktivierte Impfstoffe wurden schon um 1930 in Deutschland hergestellt. Aber erst durch die Impfstoffherstellung über infiziertes bovines Zungenepithel (Frenkel Vakzine) und später durch Virusvermehrung in Zellkulturen (BHK-21 Zellen) und den Einsatz von Adjuvantien konnte eine kommerzielle Impfstoffproduktion verwirklicht werden. Als Ergebnis konsequenter Impfprophylaxe konnten beachtenswerte Erfolge im Kampf gegen MKS erzielt werden und die Seuche immer weiter zurückgedrängt werden. Schließlich wurden nur noch sehr limitierte, kleinere Ausbrüchen in Europa (Balkan, Italien, Russland) berichtet, so dass nach 1989 die EU eine Nicht-Impfpolitik propagiert und bis heute fortgeführt hat.

Bild zur Erinnerung an die Maul und Klauenseuche im Jahr 1911

Abbildung 2: Bild zur Erinnerung an die Maul und Klauenseuche im Jahr 1911

Wiedererscheinen der MKS

Nach Ausdehnung der MKS-freien Gebiete (z. B. auch in großen Teilen Südamerikas) verblieben weltweit nur noch wenige Endemiegebiete (Naher und Mittlerer Osten, Afrika und Teile Asiens). Im Jahr 1997 ereignete sich dann plötzlich ein verheerender Ausbruch in Taiwan, einem Land, welches 68 Jahre lang den Freiheitsstatus innehatte. Der Ausbruch endete mit der Vernichtung von vier Millionen Schweinen (34% des Gesamtschweinebestandes von Taiwan) und kostete ca. sechs Milliarden U.S. Dollar. Dieser Ausbruch wurde durch den Serotyp O verursacht (O/Taw/97) und verbreitete sich von März 1997 innerhalb von drei Wochen fast über die ganze Insel.

Der zweite große Ausbruch in jüngerer Zeit war die Katastrophe im Vereinigten Königreich (U.K.) 2001. Als ursächliches Virus wurde der Serotyp O PanAsia (O/UK/2001) identifiziert. Seit einem kleinen Ausbruch 1981 auf der Insel Wight war dies die erste Rückkehr des Virus auf die größte europäische Insel. Auch hier ging die Erkrankung vom Schwein aus: Erste Verdachtsfälle wurden in einem Schlachthof in Essex registriert. Auch im Vereinigten Königreich hat sich die Seuche rasant verbreitet und dürfte innerhalb von drei Wochen 16 der 23 Länder erreicht haben. Der kritische Faktor des Ausbruchs im Vereinigten Königreich waren infizierte Schafe, die klinisch unerkannt gehandelt und auf Märkten ausgestellt wurden.

Auch bei dem Ausbruch in England wurden vier Millionen Tiere, hauptsächlich Schafe, getötet. Die Kosten wurden auf ca. 13 Milliarden U.S. Dollar berechnet, wobei der Hauptanteil mit ca. 36% Verluste aus der Tourismusindustrie waren. Die Entschädigungen für die Landwirtschaft beliefen sich auf ca. 4,2 Milliarden U.S. Dollar. Der Ausbruch im U.K. weitete sich noch auf Nordirland, Frankreich und Holland aus. Die Seuche im Gebiet der wenigen betroffenen Betriebe in Nordirland und Frankreich konnte durch Tötungsaktionen kontrolliert werden. In Holland entschied man sich für eine so genannte Suppressions- oder Interventionsimpfung. Es wurden ungefähr 200.000 Tiere geimpft mit der Auflage, dass die geimpften Tiere ausschließlich zur Schlachtung bestimmt wurden. Im U.K. wurde der MKS-freie Status ohne Impfung am 22. Januar 2002 wieder erlangt. Nach retrospektiven Analysen kam die Royal Society zu dem Schluss, dass Notfallimpfungen (Suppressions-/Interventionsimpfungen) unbedingt als Teil der Kontrollmaßnahmen im Falle eines größeren MKS-Ausbruchs vorgenommen werden sollen. Moderne diagnostische Methoden, wie molekularer Virusnachweis, sollten ebenfalls unbedingt Anwendung finden, um einen Ausbruch bzw. Infektionen schnell und sicher zu erkennen.

Impfstoffe und Impfungen

Durch die seit 1989 von der EU praktizierte Eradikationsstrategie ohne Impfung stagnierte die Impfstoffanwendung in der EU und weltweit auch die Weiterentwicklung von Impfstoffen. Derzeit halten Impfstoffreservebanken (in Deutschland der Firma Merial) Antigen verschiedener Serotypen (meist A/O und C) vorrätig. Bei den heute für Notfallimpfungen kommerziell verfügbaren Vakzinen handelt es sich um inaktivierte Ganzviruspräparationen, die als Konzentrate in der Gasphase von Flüssigstickstoff gelagert werden und kurz vor dem Feldeinsatz mit Adjuvans versetzt werden. Die Notfall-Impfprogramme, die auf diesen Vakzinen basieren, sind jedoch nicht optimal. Sie beinhalten eine Reihe ungünstiger Bedingungen wie Hochsicherheits-Produktionsanlagen, schlechter Immunschutz nach einmaliger Impfung (zeitraubende Zweit- oder Mehrfachimpfungen) und die Gefahr der sporadischen Entstehung klinisch unauffälliger Virusträger (carrier), wenn mit diesen Impfstoffen geimpfte Tiere von Feldvirus infiziert werden. Diese Nachteile sollen jetzt durch Entwicklung neuer Impfstoffgenerationen kompensiert werden. Dazu zählen u. a. Protein- und Peptidvakzinen, sog. „leere“, d. h. gentechnisch hergestellte Nukleinsäure-freie Viruskapside und ebenfalls mit gentechnischen Verfahren ungefährlich gemachte Vakzinen aus vermehrungsfähigen MKS-Viren. Auch antivirale Strategien werden verfolgt, um im Notfall einen schnellen Wirkungseintritt nach Einsatz neuer Impfstoffe, z. B. durch Interferoninduktion, zu erreichen.

Diagnostik und Aufgaben am LGL

Die vorrangige Aufgabe der Diagnostik ist der schnelle und sichere Nachweis einer MKS-Infektion im Verdachtsfall bzw. die sichere differenzialdiagnostische Abgrenzung von Krankheiten mit klinisch ähnlicher Symptomatik. Ferner muss der auftretende Serotyp schnell und sicher identifiziert werden.

Der MKS-Virusnachweis kann aus Sicherheitsgründen (u. a. wegen der nötigen Positivkontrollen) nur in Hochsicherheitslabors mit entsprechenden Biosicherheitsstandards durchgeführt werden. In Deutschland geschieht das am Nationalen Referenzlabor, dem Friedrich-Loeffler-Institut (FLI) auf der Insel Riems. Alle Verdachtsproben zum Virusnachweis müssen unter Beachtung der Transportvorschriften schnellstmöglich dorthin geschickt werden.

Ein Antikörpernachweis ist immer eine Diagnostik nach der Infektion und wird in der Regel mit Serum durchgeführt. Im Serum ist je nach Stadium der Infektion kaum mehr mit Virus zu rechnen, so dass Antikörpernachweisverfahren besonders nach Abklingen einer Seuche oder als Kontrolluntersuchungen in seuchenfreien Regionen auch in Labors mit geringerem Sicherheitsstandard durchgeführt werden können. Zurzeit werden Ringtests im Auftrag des FLI zum Antikörpernachweis in selektierten Labors der Bundesländer, u. a. auch am LGL, durchgeführt um eine Vorbereitung für serologische Massenuntersuchungen nach einem potentiellen Seuchenfall zu garantieren. Bei den Antikörpernachweistests wird immer mehr Wert auf die Entwicklung und Anwendung von so genannten Unterscheidungstests gelegt. Damit ist gemeint, dass ein Test zwischen Antikörpern, die durch eine Impfung erzeugt wurden und Antikörpern die durch eine Feldvirusinfektion entstanden sind, unterscheiden kann. Dafür hat wurde der Begriff „DIVA“ Konzept geprägt, womit im Englischen „Differentiation of Infected from Vaccinated Animals“ gemeint ist. Ein stark immunstimulierendes Nicht-Strukturprotein (NS = virale RNA Polymerase) des MKS-Virus wird als Virus assoziiertes Antigen bezeichnet, welches nur von Antikörpern rekonvaleszenter Tiere erkannt wird, aber bei Impftieren keine Antikörper entstehen lässt. Als Weiterentwicklung dieser Beobachtung wurden von diesem Virusprotein stammende Peptide entwickelt, die spezifisch mit Rekonvaleszenten-Antikörpern reagieren und nicht mit Antikörpern von Impflingen. Somit steht heute schon eine gute differenzierende Diagnostik zur Verfügung, die auch in kommerziellen Tests zur Anwendung kommt.

Weiterführende Literatur:

  • Grubman, M.J. and Baxt B., 2004: Foot-and-Mouth Disease. Clin. Microbiol. Rev.17 (2), 465-493.