Transmission and pathogenesis of the Q fever pathogen Coxiella burnetii in a sheep flock, and the attempt to sanify a Q fever infected herd

Q-Fieber zählt zu einer der bedeutendsten Zoonosen in unseren Breitengraden. Vor diesem Hintergrund soll im Rahmen des Q-Fieber-Projektes (Q-Fieber Verbund) die molekulare Pathogenese des Q-Fiebers und ihre Anwendung in der Diagnostik und Epidemiologie in Deutschland erforscht werden. Die Mehrzahl der Humaninfektionen und insbesondere die in den letzten Jahren gehäuft auftretenden Kleinraumepidemien beim Menschen wurden meist durch infizierte kleine Wiederkäuer hervorgerufen. Ziel dieser Arbeit war es daher die Epidemiologie eines Q-Fieber-Ausbruchs in einer Schaf- und Ziegenherde mit Humanerkrankungen aufzuarbeiten (vgl. Manuskript I: „Q fever: Baseline Monitoring of a Sheep and a Goat Flock associated with Human Infections“) um so ein Sanierungsprogramm für eine Q-Fieber-positive Schafherde erstellen und über 18 Monate hinweg verfolgen zu können (vgl. Manuskript II: „Long-term monitoring of a Coxiella burnetii-infected sheep flock after vaccination and antibiotic treatment under field conditions“, „Langzeitüberwachung einer Coxiella burnetii-infizierten Schafherde nach Impfung und Antibiose unter Feldbedingungen“). Im ersten Teil der Arbeit konnten Erkenntnisse über Ausscheidung, und Antikörperaktivität von Schafen und Ziegen einer akut mit Q-Fieber infizierten Herde gewonnen werden. Außerdem konnte erstmal bei einem Teil der Tiere eine Bakteriämie nachgewiesen werden. Darüber hinaus wurden Serumblutproben von 23 Mitarbeitern und Bewohner des betroffenen Hofes ausgewertet. Die durch vermehrt auftretende Aborte und erhöhte Verluste durch lebensschwache Lämmer auffällig gewordene Schaf- und Ziegenherde einer Versuchsstation auf der schwäbischen Alb wurde nach der Diagnose Q-Fieber im Mai 2009 initial beprobt. Die Auswertung dieser Proben ergab, dass bei 47% der Schafe und 94% der Ziegen eine deutlich erhöhte Antikörperaktivität gegen C. burnetii nachgewiesen werden konnte. Des Weiteren konnten bei 3% der untersuchten Schafe und bei 8% der untersuchten Ziegen C. burnetii spezifische DNA Sequenzen im Vollblut mittels PCR detektiert werden. Alle untersuchten Vaginaltupfer, sowohl von den Schafen als auch von den Ziegen, waren in der PCR positiv. Außerdem konnte C. burnetii DNA bei 97% der untersuchten Ziegenmilchproben und 78% der untersuchten Schafsmilchproben gefunden werden, ebenso wie in 100% der untersuchten Kottupfer von Schafen. Auch wenn die Blutprobenentnahme der Mitarbeiter und Bewohner erst 14 Monate nach dem akuten Q-Fieber Ausbruch in der Herde möglich war, konnte ein Zusammenhang zwischen den Humaninfektionen und den Geschehnissen in der Herde hergestellt werden, da eine erhöhte Antikörperaktivität bei 15 der 23 untersuchten Personen auf eine durchgemachte Q-Fieber Infektion hinwies. Die Einschleppungspforte des Bakteriums C. burnetii in die Herde ist retrospektiv schwer zu ermitteln. Nahe liegend ist jedoch, dass ein Lehrling sowie sein Hund als Vektor fungierten und das Bakterium vom elterlichen Betrieb, auf dem Q-Fieber ein Jahr zuvor diagnostiziert worden war, mitgebracht hatten. Im zweiten Teil der Arbeit (vgl. Manuskript II) wurde dieselbe Schafherde 6 Wochen vor Beginn der Ablammung mit Coxevac® grundimmunisiert und alle zwei Wochen bis zur Ablammung mit Oxytetracyclinen behandelt. Die Ausscheidung, Bakteriämie und serologische Entwicklung der Tiere sowie Umgebungsproben wurden über einen Zeitraum von 18 Monaten alle drei bis vier Monate untersucht. Antikörper gegen C. burnetii konnten vor der Grundimmunisierung mit Coxevac® bei 39% bzw. 33% der untersuchten Schafe festgestellt werden. Am ersten Untersuchungstermin nach der Impfung hatten bereits 98% der Schafe serokonvertiert. Der Nachweis von C. burnetii spezifischen DNA Sequenzen im Vollblut sank nach der Impfung und der Antibiotikabehandlung signifikant ab (p=0,001), ebenso der Nachweis von C. burnetii positiven Vaginaltupfern (p=0,001). Bei den Umgebungsproben wurden bei jedem Beprobungstermin mindestens eine C. burnetii positive Probe gefunden. Somit zeigen diese Untersuchungen, dass die Kombination aus Impfung und antibiotischer Behandlung zusammen mit verstärkten hygienischen Maßnahmen bei einem akuten Q-Fieber-Ausbruch als Maßnahmen anzuraten sind um humane Q-Fieber-Infektionen zu reduzieren oder sogar gänzlich zu vermeiden. Da die Untersuchungen im Rahmen einer Feldstudie stattgefunden hatten war es leider nicht möglich unbehandelte Kontrollgruppen zu halten (vgl. Manuskript II). Daher ist es schwierig zu sagen welche der beiden Maßnahmen zu dem Erfolg geführt hatte. Bei einer Co-infektion mit C. abortus, wie sie zudem noch in der Herde vorlag, ist jedoch eine antibiotische Therapie immer anzuraten. Des Weiteren konnte aufgezeigt werden, dass der Impfstoff Coxevac® auch bei einer Anwendung während der Trächtigkeit und in akuten Q-Fieber Fällen bei Schafen sicher und effektiv ist.