Epidemiology and Control of Coxiella burnetii in Small Ruminants: a One Health Approach
Coxiella burnetii ist ein obligates intrazelluläres Bakterium mit hohem zoonotischen Potenzial, und verursacht Coxiellose bzw. Q-Fieber beim Tier und beim Menschen. Die vorliegenden Untersuchungen zielten darauf ab, neue Informationen zur Epidemiologie von C. burnetii in Herden kleiner Wiederkäuer sowie neue evidenzbasierte Daten zur Umsetzung von Präventions- und Kontrollmaßnahmen in Schaf- und Ziegenherden zu generieren. In 71 Schafherden aus fünf Bundesländern (BW, BY, NI, NRW, SH) wurde eine tatsächliche Herdenprävalenz von C. burnetii zwischen 31,3 % und 33 % mittels ELISA und/oder PCR anhand von Serumproben und Genitaltupfern ermittelt. Die multivariablen logistischen Modelle identifizierten eine ganzjährige Lammung und Zukäufe als Hauptrisikofaktoren für eine Infektion mit C. burnetii. Drei Schafherden wurden mit einem inaktivierten C. burnetii Phase-I-Impfstoff geimpft, nachdem eine Feldinfektion mit C. burnetii diagnostiziert wurde. Der Impfstoff induzierte eine IgG-Phase-II-Reaktion bei serologisch negativen Schafen. Die natürliche humorale Immunreaktion wurde bei bereits infizierten Tieren durch die Impfung deutlich verstärkt. Ein Q-Fieber-Ausbruch in einem Milchziegen- und Milchviehbetrieb wurde im Sinne des One-Health-Ansatzes untersucht. Es wurden Serumproben und Vaginaltupfer von Milchziegen und Milchkühen genommen und mittels serologischer Tests bzw. PCR analysiert. Serumproben der Familie des Landwirts wurden untersucht. Bei den Ziegen wurde eine akute C.-burnetii-Infektion durch die dominierenden IgG-Phase-II-Antikörper diagnostiziert. Die Milchkühe wiesen sowohl hohe IgG-Phase-I- als auch IgG-Phase-II-Werte auf. Dies deutete auf eine bereits länger bestehende Infektion in der Milchviehherde hin. Die Seren der Familienmitglieder wurden mit einem IFAT getestet. Die serologischen Ergebnisse der Bäuerin ließen Rückschlüsse auf eine akute Q-Fieber-Infektion zu. Alle Vaginaltupfer der Wiederkäuer wurden C. burnetii positiv getestet. Mit der MLVA/VNTR-Methode wurde ein neuer, Rinder-assoziierter C. burnetii C16-Genotyp in Ziegen- und Rinderproben nachgewiesen. Die Ergebnisse der phasen-spezifischen Serologie und der Genotypisierung lassen eine Erregerübertragung von Rindern auf die Ziegen vermuten. Drei Milchziegenherden litten an Q-Fieber und wurden geimpft. Die Tankmilchproben aus zwei der drei Herden wurden unregelmäßig mittels PCR C. burnetii positiv getestet. Deshalb ist die Pasteurisierung von Milch notwendig, um eine Q-Fieber-Infektion durch den Verzehr von Rohmilch beim Menschen zu verhindern. In Staubtupfern der Melkstände wurden hohe Nachweisraten an C. burnetii nachgewiesen. Damit besteht die Gefahr, dass Menschen sich während des Melkens mit C. burnetii infizieren. Insgesamt sind langfristige Impfprogramme und effiziente Hygienemaßnahmen für die Bekämpfung von C. burnetii in Milchziegenbetrieben von entscheidender Bedeutung.
Coxiella burnetii is an obligate intracellular bacterium with high zoonotic potential that causes Q fever in animals and humans. The overall aims of our investigations were to generate new data about the epidemiology of Q fever in small ruminant flocks and to implement measures to control and to prevent C. burnetii infections in sheep and goats. In 71 sheep flocks from five federal states (BW, BAV, LS, NRW, SH), a true herd-prevalence of C. burnetii between 31.3% and 33% was detected by ELISA and/or PCR using serum samples and genital swabs. The multivariable logistic models identified all year-round lambing and purchases as the main risk factors to acquire C. burnetii. Three sheep flocks were vaccinated with an inactivated C. burnetii phase I vaccine after a field infection with C. burnetii was diagnosed. The vaccine induced an IgG phase II response in serological negative sheep and boosted the humoral immune reaction in natural pre-infected animals. A Q fever outbreak on a dairy goat and cattle farm was investigated with regard to the One Health approach. Serum samples and vaginal swabs from goats and cows were collected and analyzed by serological assays and PCR. The farmer’s family was examined by serum samples. Dominant IgG phase II levels reflected acute infections in goats. The cows had high IgG phase I and II levels, indicating ongoing infections. Human sera tested positive by IFAT and revealed an acute Q fever infection of the mother. All vaginal swabs from the ruminants tested C. burnetii positive. The MLVA/VNTR detected a new cattle-associated C. burnetii C16 genotype in caprine and bovine samples. Cattle might have transmitted C. burnetii to goats, resulting in a Q fever outbreak with one acute human case. Three dairy goat herds suffered from Q fever, and after vaccination of all herds, bulk tank milk samples from two of three herds tested irregular PCR-positive. Therefore, pasteurization of milk is still necessary to prevent human Q fever cases by consuming raw milk products. The largest number of C. burnetii positive dust samples was obtained from the milking parlors, indicating a high-risk for humans. In total, long-term vaccination programs and efficient sanitation measures are crucial to combat C. burnetii on dairy goat farms.