Wildvogelmonitoring in Brandenburg zum Nachweis aviärer Influenzaviren unter besonderer Berücksichtigung einer Sentinelanlage

Abstract

Aviäre Influenzaviren (AIV) kommen weltweit bei Vögeln, verschiedenen Säugetierarten und dem Menschen vor. Niedrigpathogene AIV (NPAIV) der Subtypen H5 und H7 können auf Grund einer starken Mutationsneigung von Influenzaviren hochpathogene Eigenschaften entwickeln. Von bestimmten Virusstämmen geht zudem ein zoonotisches Potential aus. Infektionen mit dem hochpathogenen AIV (HPAIV) des Subtyps H5N1 führten so in den letzten Jahren zu mehreren hundert Erkrankungen und Todesfällen beim Menschen. NPAIV sind in der Wildvogelpopulation, insbesondere bei Wasservögeln, weit verbreitet. Jedoch fanden sich seit dem Auftreten einer hochpathogenen Variante des Subtyps H5N1 seit 2005 auch bei Wildvögeln zahlreiche Infektionen bei unterschiedlicher Empfänglichkeit der einzelnen Spezies. Von diesem Wirtsreservoir geht eine mögliche Gefahr für AIV-Infektionen beim Nutzgeflügel mit der Folge von drastischen tierseuchenrechtlichen Maßnahmen und immensen wirtschaftlichen Folgen aus, wenn auch die Rolle von Wildvögeln im Rahmen der HPAI nach wie vor umstritten ist. Nicht nur HPAIV-Infektionen, sondern auch NPAIVInfektionen der Subtypen H5 und H7 sind europaweit bekämpfungspflichtig. Um Daten für genauere Risikoabschätzungen zu gewinnen, wurden zunächst freiwillige und anschließend rechtlich verbindliche Vorgaben zur Überwachung des Vorkommens von AIV bei Wildvögeln erarbeitet. Entsprechend verfeinerter Risikoeinschätzungen wurden bestimmte Arten insbesondere der Ordnungen Anseriformes und Charadriformes bevorzugt in das Überwachungsprogramm einbezogen. In Umsetzung dieser Vorgaben fand in Brandenburg ein Wildvogelmonitoring statt, welches in dieser Arbeit über einen Zeitraum von 2006-2010 ausgewertet wurde. Insgesamt gelangten 8.290 Wildvögel aus 139 heimischen Arten aus 43 Familien zur Untersuchung, von denen Organe aus Tierkörpern, Rachen- und Kloakentupfer oder Kot auf AIV getestet wurden. Den größten Anteil am Untersuchungsgut machten Entenvögel mit mehr als 35% der Gesamtzahl aus. Bei 21 Vögeln, vorwiegend Schwänen, wurde eine HPAIV H5N1-Infektion mit dem Stamm „Asia“ im Zusammenhang mit europaweiten Ausbrüchen dieses Erregers bei Wildvögeln im Frühjahr 2006 festgestellt. Danach gab es in Brandenburg keine weiteren Nachweise von HPAIV. In 90 Fällen konnten NPAIV innerhalb eines Zeitraumes von fünf Jahren von 2006-2010 diagnostiziert werden, darunter auch AIV der Subtypen H5 und H7. Die Stockente war die Spezies mit der höchsten Prävalenz gefolgt von der Blessralle. Von NPAIV-Infektionen waren die Arten der Ordnungen Anseriformes (Entenvögel), Podicipediformes (Lappentaucher), Gruiformes (Kranichvögel), Accipitriformes (Greifvögel) und Strigiformes (Eulen) betroffen. Es zeigten sich deutliche Unterschiede im Verteilungsmuster der NPAIV im Hinblick auf den zeitlichen Verlauf sowohl in den einzelnen Monaten als auch zwischen den Jahren sowie in verschiedenen Regionen. Die meisten AIVInfektionen fanden sich von Spätsommer bis in den Winter hinein und insbesondere in dem im Landkreis Spree-Neiße gelegenen Ramsargebiet Peitzer Teiche. Ergänzt wurde das Wildvogelmonitoring durch Untersuchungen an Stockenten (Anas plathyrhynchos), die über einen Zeitraum von Oktober 2008 bis Oktober 2010 in einer Anlage am Felchowsee im Landkreis Uckermark bei ständigem Kontakt zu Wildvögeln der dortigen Population gehalten wurden (Sentinel-Stockenten). Eine Beprobung der Sentinels fand aller zwei Wochen (Tupfer für den AIV-Nachweis) bzw. aller vier Wochen (Blut für den AI-Antikörpernachweis) statt. Es konnten bei einer wesentlich höheren Nachweisrate als im flächendeckenden Wildvogelmonitoring zahlreiche AIV verschiedener Subtypen nachgewiesen werden. AI-Antikörper wurden bereits zwei Wochen nach dem Einsetzen der Stockenten festgestellt, deren Seroprävalenz zwei Wochen bis mehrere Monate anhielt. Jedoch ließ sich nur bei einem Tier mittels Hämagglutinationshemmungstest die Subtypspezifität der Antikörper (H7) bestimmen. Insgesamt konnte durch das Wildvogelmonitoring ein Überblick über die im Land Brandenburg vorkommenden AIV erzielt werden. Die Untersuchungszahlen reichten jedoch bei bestimmten Spezies, in verschiedenen Monaten und Regionen nicht immer aus, um Ausschlussbewertungen von AIV- Infektionen statistisch gesichert vornehmen zu können. Die erzielten Daten zeigen, dass die Beprobung von verendeten Tierkörpern (passives Monitoring) gegenüber der Untersuchung lebender Vögel (aktives Monitoring) bezüglich des Nachweises von HPAIV in Wildvögeln klar überlegen ist. Das aktive Monitoring dient dagegen vor allem der Detektion von NPAIV. Die Konzentration auf bestimmte Vogelarten (Stockenten, Blessrallen), Regionen (Feuchtgebiete, hier: insbesondere Region der Peitzer Teiche und Havelseen), Monate (September, Oktober und Januar bis März) und Beprobungsmodi (Jagdstrecke Stockenten) könnte zu einer Erhöhung der Effektivität der Überwachung führen. Zudem scheint das Betreiben von Sentinelanlagen im Hinblick auf Erkenntnisse zum Verlauf von AIV-Infektionen einschließlich einer Serokonversion über einen längeren Zeitraum in einem bestimmten Ökosystem als kostengünstige Alternative zum sonstigen Monitoring sinnvoll.

Avian influenza viruses (AIV) are prevalent in birds, several mammals and in humans. Low pathogenic AIV (LPAIV) of subtypes H5 and H7 can become highly pathogenic due to the high frequency of mutation. Certain virus strains have zoonotic potential. Infections with highly pathogenic AIV (HPAIV) of subtype H5N1 have caused hundreds of cases of illness and deaths in humans in recent years. LPAIV are widely distributed among wild birds, especially wild waterfowl. However, since the emergence of the HPAIV subtype H5N1 in the year 2005, numerous infections have occurred in wild birds, with different susceptibility of certain species. Although the role of wild birds in HPAIV is still controversial, this host reservoir poses a risk for AIV infections to occur among commercial poultry which then results in extensive epizootic disease control activities and enormous economic consequences. Besides HPAIV infections, it is also mandatory to control LPAIV infections of subtypes H5 and H7 throughout Europe. To acquire data for risk assessment, first voluntary and later obligatory specifications for monitoring the prevalence of AIV in wild birds were developed. According to refined risk assessment certain species, especially of the orders Anseriformes and Charadriformes, were preferentially included in the monitoring program. Through implementation of these specifications wild bird monitoring was performed in the federal state of Brandenburg. This work evaluates the resulting data from the period of 2006 to 2010. In total, 8.290 wild birds of 139 domestic species and 43 families have been examined for AIV by testing organs from bird remains, pharyngeal or cloacae swabs as well as excrement. The largest fraction of the investigated species were geese and ducks (Anseriformes) forming 35% of total. 21 birds, predominantly swans, tested positive for HPAIV subtype H5N1 infection with the “Asia” strain in combination with Europe-wide outbreaks of the virus in wild birds during spring-time 2006. Subsequently, there was no further evidence for HPAIV infection in the federal state of Brandenburg. During the period of five years (2006 - 2010) 90 cases of LPAIV have been diagnosed, among them the subtypes H5 and H7. The species with the highest prevalence was Mallard followed by Eurasian Coot. Orders with LPAIV infections have been Anseriformes, Podicipediformes (Grebes), Gruiformes (cranes and relatives), Accipitriformes (raptors) und Strigiformes (owls). Significant differences in the distribution pattern of LPAIV have been detected within individual years and between different years, as well as differences in geographic distribution. Numbers of AIV infections showed a peak in late summer to early winter, especially in the Ramsar Site Peitzer Teiche located in the administrative district Spree-Neiße. The wild bird monitoring was completed by the investigation of Mallards (Anas plathyrhynchos) which were kept in a facility at the Lake Felchowsee in the administrative district Uckermark. These sentinel animals lived in a permanent contact with the local wild birds for the period of October 2008 to October 2010. A sampling of the sentinels was performed every two weeks by taking swabs for AIV detection and every four weeks with blood tests for AIV antibody detection. Compared to the comprehensive wild bird monitoring, the detection rate among the sentinels was significantly higher and several subtypes were detected. AIV antibodies were found in the Mallards two weeks after beginning testing with a positive serological response lasting from two weeks to several months. However, the subtype specificity of the antibodies (H7) could only be determined for a single animal by hemagglutination inhibition reaction. From the wild bird monitoring an overview of the AIV prevalence in the federal state of Brandenburg could be achieved. However, for some species the number of investigated animals was not sufficient to confirm AIV infection’s significance in certain months and areas. Examination of data clearly shows that sampling of carcasses (passive monitoring) is superior to sampling of live animals (active monitoring) in confirmation of HPAIV infection in wild birds. However, active monitoring seems to be more suitable for the detection of LPAIV. Focusing on certain species (Mallard, Eurasian Coot), certain areas (wetlands, especially Lakes Peitzer Teiche and Lakes Havelseen), certain months (September, October and January to March) and a certain sampling specification (hunted Mallards) could increase efficiency of surveillance. Sentinel facilities seem to provide a cost-efficient alternative to conventional monitoring in order to provide data, including serology, to follow the course of AIV infections over long time periods in a particular ecosystem.