Rift Valley fever (RVF) is an emerging mosquito-borne zoonotic disease caused by the Rift Valley Fever virus (RVFV). It heavily impacts human and animal health and the economies of countries where it occurs, especially in Africa, by causing large epizootics, resulting in high morbidity and mortality among livestock and humans. In March 2016, Uganda reported an outbreak of RVF for the first time since 1968 when human cases were recorded in the central region. Since 2016, Uganda has experienced repeated outbreaks of RVF. The disease can cause mass abortions and high calf mortality in animals and flu-like symptoms in humans, occasionally developing into deadly haemorrhagic fever or inflammation of the brain. Humans are likely infected when handling infected livestock or via bites of infected mosquitos. RVF has socio-economic consequences such as bans on international animal trade, disruption of food security, and economic losses for livestock keepers as well as for governments. The design and implementation of control strategies for RVF in Uganda are currently hampered by various limitations, including limited knowledge on the distribution of RVFV and the associated risk factors, gaps in understanding of the local community knowledge on RVF identification, risk factors for disease occurrence, and pathways for RVFV introduction, exposure, and outbreak consequences in humans and animals. While previous seroprevalence studies that have been implemented in Uganda have illustrated the burden and risk factors for RVF in various locations, there is a need to map the distribution of the disease risk across the country. In addition, in Uganda, during RVF outbreaks, control measures have mainly revolved around limited surveillance and preparing situational reports with diminutive inclusion of local community knowledge on predisposing risk factors and disease identification.
To better understand the distribution of RVFV in livestock and the associated risk factors and to develop a risk map, we collected blood samples from cattle, sheep, and goats in a national cross-sectional survey. Secondary data used included information on RVF outbreaks in livestock and humans between 2016-2021 that were obtained from Ugandan Health authorities, and data on climate and other environmental factors that facilitate mosquito breeding from various online databases. Screening of animal samples for exposure to RVFV provided data for generating a RVFV prevalence map. Data obtained were analysed using a Bayesian model which investigated animal-level factors (age, sex, species) and multiple environmental data including meteorological factors, soil types, and altitude. The overall RVFV seroprevalence was 11.3% (95% confidence interval: 10.2–12.3%). Analysis showed that antibodies were more often detected in older animals compared to the young, and more in cattle compared to sheep and goats. The presence of antibodies was also more pronounced in areas with lower precipitation seasonality, haplic planosols (soil types), and lower cattle density. The risk map generated shows that RVF is endemic in several regions including those in northeastern Uganda where outbreaks have not yet been reported. Considering that a district is the smallest administrative unit that has the mandate to design and administer public and animal health interventions at the sub-national level, districts were classified into one of the three RVF risk levels: high, moderate, and low.
To assess pastoralists’ and agropastoralists’ knowledge of RVF, participatory epidemiological studies using various PE techniques were conducted with livestock keepers and key informants in Napak, Lyantonde, Isingiro, and Butebo districts, located in the Ugandan cattle corridor. Napak and Lyantonde districts were classified as pastoralists while Isingiro and Butebo as agropastoralists. Results of semi-structured interviews revealed that livestock keepers in all four districts possessed knowledge of RVF, local names or descriptions for it, and epidemiological risk factors such as the presence of infected mosquitoes, living in flood-prone areas, and excessive rainfall. Pastoralists called RVF Lonyang, which symbolized a disease associated with jaundice, high fever, abortions in pregnant cows, and sudden death in calves. In Butebo, Lyantonde, and Isingiro, participants likened RVF to an Ebola-like disease, referring to haemorrhaging symptoms such as vomiting, blood, bloody stool, and gum bleeding in humans, and abortion in livestock. RVF was ranked among the top ten most important cattle diseases.
Three risk pathways for RVF introduction, exposure, and consequence were assessed by key informants who included animal health and public health workers. For RVFV introduction in an area, infected domestic animals were considered the most important, followed by livestock movement and trade, while infected wild animals were considered the least important. The findings of the practices that promote human exposure to RVF virus were via drinking raw animal blood and milk, handling of infected animal tissues and fluids at parturition, handling of infected meat and fluids at slaughter, and contact with infected domestic animals in the herd. Drinking raw blood and milk was perceived as the highest exposure pathway. The likelihood of consequences ranked highest were high treatment costs, abortions, reduced production, and morbidity.
The findings of this study suggest low-level endemic circulation of RVFV among livestock across Uganda notwithstanding the absence of clinical cases, with cattle as the species with highest exposure. The study further suggests that the risk of RVF is higher in areas with stable precipitation patterns, as this can maintain critical mosquito population levels by replenishing breeding sites. Coupled with precipitation seasonality, the study suggests that RVF risk is higher in areas with planosols, a type of soil with clayey properties that are prone to flooding when inundated, a critical factor in the sustenance of mosquito breeding sites. Further, as RVF is zoonotic, increased numbers of animal exposure could present an increased risk of spillover infection to humans over time.
Practical implications of these findings include targeted RVF surveillance as well as implementation of risk-based control measures. The RVF risk map would guide the Ugandan authorities in the identification of RVF hotspots as well as design and implement appropriate interventions. For instance, it can guide a vaccination strategy to minimize the burden of the disease in livestock and pre-empty zoonotic spillover to humans by implementing periodic and reactive vaccination in high and medium-risk areas respectively. Further, the findings indicate that veterinary authorities need to be vigilant in their surveillance as some of the clinical cases in some areas may have been underreported or not at all. A stronger collaboration between sectors, guided by the One Health framework, would enhance the detection of any new cases especially if data from human and animal surveillance activities are integrated and analysed jointly. The results of the PE study could be integrated into an early warning system and strategies for veterinary and public health service delivery in Uganda.
Das Rifttalfieber (engl. Rift Valley Fever Virus, RVF), eine durch Mücken übertragene zoonotische Krankheit, wird durch das Rift-Valley-Fieber-Virus (RVFV) verursacht. Es hat erhebliche Auswirkungen auf die menschliche und tierische Gesundheit sowie auf die Wirtschaft der Länder, in denen es auftritt, insbesondere in Afrika, da es zu großen Epizootien führen kann, die hohen Morbidität und Mortalität bei Vieh und Menschen verursachen. Im März 2016 meldete Uganda einen RVF-Ausbruch zum ersten Mal seit 1968, als in der Zentralregion menschliche Fälle registriert wurden. Seitdem erlebte Uganda wiederholt Ausbrüche von RVF. Die Krankheit kann Massenaborte und hohe Kälbermortalität bei Tieren sowie grippeähnliche Symptome bei Menschen verursachen, die gelegentlich in tödliches hämorrhagisches Fieber oder Gehirnentzündungen übergehen können. Menschen infizieren sich wahrscheinlich durch den Umgang mit infiziertem Vieh oder durch Stiche infizierter Mücken. RVF hat sozioökonomische Folgen, wie etwa Handelsverbote für Tiere, Gefährdung der Ernährungssicherheit und wirtschaftliche Verluste für Viehzüchter sowie für Regierungen. Die Entwicklung und Umsetzung von Kontrollstrategien für RVF in Uganda wird derzeit durch verschiedene Einschränkungen behindert, darunter ein begrenztes Wissen über die Verbreitung von RVFV und die damit verbundenen Risikofaktoren, sowie Lücken im Verständnis des lokalen Wissens der Gemeinschaft bezüglich der Identifizierung von RVF, Risikofaktoren für das Auftreten der Krankheit und der Wege der Einführung, Exposition und Ausbrüche von RVFV bei Menschen und Tieren. Während frühere Seroprävalenzstudien in Uganda die Belastung und Risikofaktoren für RVF an verschiedenen Standorten aufgezeigt haben, besteht die Notwendigkeit, das Verbreitungsrisiko der Krankheit im gesamten Land zu kartieren. Darüber hinaus bestanden die Kontrollmaßnahmen während RVF-Ausbrüchen in Uganda hauptsächlich aus begrenzter Überwachung und der Erstellung von Situationsberichten, wobei das Wissen der lokalen Gemeinschaft über Risikofaktoren und die Identifizierung der Krankheit nur minimal einbezogen wurde.
Um die Verbreitung von RVFV bei Tieren und die damit verbundenen Risikofaktoren besser zu verstehen und eine Risikokarte zu erstellen, sammelten wir Blutproben von Rindern, Schafen und Ziegen in einer landesweiten Querschnittserhebung. Als sekundäre Daten wurden Informationen über RVF-Ausbrüche bei Tieren und Menschen zwischen 2016 und 2021 verwendet, die von den ugandischen Gesundheitsbehörden stammen, sowie Daten zu Klima- und Umweltfaktoren, die die Mückenvermehrung fördern, aus verschiedenen Online-Datenbanken. Die Untersuchung der Tierproben auf Exposition gegenüber RVFV lieferte Daten zur Erstellung einer RVFV-Prävalenzkarte. Die gesammelten Daten wurden mit einem bayesianischen Modell analysiert, das tierbezogene Faktoren (Alter, Geschlecht, Art) und verschiedene Umweltfaktoren, einschließlich meteorologischer Faktoren, Bodentypen und Höhe, berücksichtigte. Die Gesamtseroprävalenz von RVFV betrug 11,3 % (95%-Konfidenzintervall: 10,2–12,3 %). Die Analyse zeigte, dass Antikörper häufiger bei älteren Tieren als bei jungen und häufiger bei Rindern als bei Schafen und Ziegen nachgewiesen wurden. Das Vorhandensein von Antikörpern war auch in Gebieten mit geringer Niederschlags-Saisonalität, Haplic Planosols (Bodentypen) und geringerer Rinderpopulation stärker ausgeprägt. Die erstellte Risikokarte zeigt, dass RVF in mehreren Regionen, einschließlich des Nordostens Ugandas, endemisch ist, in denen bisher keine Ausbrüche gemeldet wurden. Da ein Bezirk die kleinste Verwaltungseinheit ist, die befugt ist, öffentliche und tiermedizinische Interventionen auf subnationaler Ebene zu gestalten und umzusetzen, wurden die Bezirke in eine der drei RVF-Risikostufen eingeteilt: hoch, mittel und niedrig.
Um das Wissen der Viehzüchter und Agropastoralisten über RVF zu bewerten, wurden partizipatorische epidemiologische (PE) Studien unter Verwendung verschiedener PE-Techniken mit Viehzüchtern und Schlüsselpersonen in den Bezirken Napak, Lyantonde, Isingiro und Butebo durchgeführt, die sich im ugandischen Rinderkorridor befinden. Napak und Lyantonde wurden als pastoralistische Gebiete, Isingiro und Butebo als agropastoralistische Gebiete klassifiziert. Ergebnisse aus semistrukturierten Interviews zeigten, dass Viehzüchter in allen vier Bezirken über Wissen zu RVF, lokale Namen oder Beschreibungen der Krankheit sowie epidemiologische Risikofaktoren wie das Vorhandensein von infizierten Mücken, das Leben in hochwassergefährdeten Gebieten und übermäßigen Niederschlag verfügten. Viehzüchter bezeichneten RVF als Lonyang, was eine Krankheit symbolisierte, die mit Gelbsucht, hohem Fieber, Aborten bei trächtigen Kühen und plötzlichem Tod von Kälbern verbunden war. In Butebo, Lyantonde und Isingiro verglichen die Teilnehmer RVF mit einer Ebola-ähnlichen Krankheit und verwiesen auf hämorrhagische Symptome wie Erbrechen, Blut, blutigen Stuhl und Zahnfleischbluten bei Menschen sowie Aborte bei Tieren. RVF wurde unter den zehn wichtigsten Rinderkrankheiten eingestuft.
Drei Risikowege für die Einführung, Exposition und die Folgen von RVF wurden von Schlüsselpersonen, darunter Tiergesundheits- und öffentliche Gesundheitsarbeiter, bewertet. Für die Einführung von RVFV in einem Gebiet wurden infizierte Nutztiere als am wichtigsten angesehen, gefolgt von Viehbewegungen und -handel, während infizierte Wildtiere als am wenigsten wichtig eingestuft wurden. Die Ergebnisse der Praktiken, die die menschliche Exposition gegenüber dem RVFV fördern, waren der Konsum von rohem Tierblut und -milch, der Umgang mit infiziertem Tiergewebe und -flüssigkeiten bei der Geburt, der Umgang mit infiziertem Fleisch und Flüssigkeiten bei der Schlachtung und der Kontakt mit infizierten Tieren im Herd. Der Konsum von rohem Blut und Milch wurde als der größte Expositionsweg wahrgenommen. Die wahrscheinlichsten Konsequenzen wurden als hohe Behandlungskosten, Aborte, reduzierte Produktion und Morbidität eingestuft.
Die Ergebnisse dieser Studie deuten auf eine niedrige endemische Zirkulation von RVFV bei Tieren in ganz Uganda hin, trotz des Fehlens klinischer Fälle, wobei Rinder die am meisten exponierte Tierart darstellen. Die Studie legt ferner nahe, dass das Risiko von RVF in Gebieten mit stabilen Niederschlagsmustern höher ist, da diese die Moskitopopulationen aufrechterhalten, indem sie Brutstätten wieder auffüllen. In Kombination mit der Niederschlags-Saisonalität deutet die Studie darauf hin, dass das RVF-Risiko in Gebieten mit Planosols höher ist, einem Bodentyp mit tonhaltigen Eigenschaften, der bei Überschwemmungen anfällig ist und eine kritische Rolle bei der Aufrechterhaltung von Mückenbrutstätten spielt. Da RVF zoonotisch ist, könnte eine erhöhte Zahl von Tierkontakt zu einer steigenden Gefahr der Spillover-Infektion auf den Menschen im Laufe der Zeit führen.
Praktische Implikationen dieser Ergebnisse umfassen gezielte RVF-Überwachung sowie die Umsetzung risikobasierter Kontrollmaßnahmen. Die RVF-Risikokarte würde die ugandischen Behörden bei der Identifizierung von RVF-Hotspots sowie bei der Entwicklung und Umsetzung geeigneter Interventionen unterstützen. Beispielsweise könnte sie eine Impfstrategie leiten, um die Krankheitslast bei Tieren zu minimieren und den zoonotischen Spillover auf den Menschen durch die Umsetzung periodischer und reaktiver Impfungen in Gebieten mit hohem bzw. mittlerem Risiko zu verhindern. Darüber hinaus zeigen die Ergebnisse, dass die veterinärmedizinischen Behörden wachsam in ihrer Überwachung sein müssen, da einige klinische Fälle in einigen Gebieten möglicherweise unterberichtet oder gar nicht erfasst wurden. Eine stärkere Zusammenarbeit zwischen den Sektoren, geleitet durch den One-Health-Ansatz, würde die Erkennung neuer Fälle verbessern, insbesondere wenn Daten aus der Überwachung von Menschen und Tieren gemeinsam integriert und analysiert werden. Die Ergebnisse der PE-Studie könnten in ein Frühwarnsystem sowie in Strategien für die veterinärmedizinische und öffentliche Gesundheitsversorgung in Uganda integriert werden.
