Massensterben bei einheimischen Wildvögeln in Deutschland verursacht durch das Usutu-Virus

Störk, Theresa

Dissertation 2023 CC BY-NC 4.0

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Massensterben bei einheimischen Wildvögeln in Deutschland verursacht durch das Usutu-Virus

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Tierärztinnen und Tierärzten kommen in Deutschland immer häufiger in Kontakt mit Wildvögeln. Für eine adäquate Behandlung und Einschätzung des Zoonoserisikos ist es deshalb wichtig, ein umfangreiches Wissen über die Erkrankungen und die damit assoziierten pathomorphologischen Veränderungen sowie die Todesursachen der einheimischen Vögel zu erlangen.
Das Usutu-Virus (USUV) ist ein ursprünglich aus Afrika stammendes, zoonotisches Arbovirus, das eng mit dem West-Nil-Virus verwandt ist und gehäufte Todesfälle bei Vögeln verursacht. Der erste Ausbruch in Nordwestdeutschland mit mehr als 15 000 toten Vögeln ereignete sich im Jahr 2018.
Die vorliegende retrospektive Analyse konzentrierte sich auf die Kombination von virologischen und pathologischen Untersuchungsergebnissen mit immunhistochemischen Befunden bei USUV-infizierten und gestorbenen Vögeln aus Deutschland. 25 Amseln, ein Bartkauz und ein Eisvogel, die zwischen 2011 und 2018 beprobt wurden und mittels qRT-PCR positiv auf eine USUV-Infektion getestet wurden, wurden untersucht. Außerdem wurden 3 Amseln ohne USUV-Infektion als Kontrolltiere in die Untersuchungen mit einbezogen. Makroskopisch zeigten die meisten USUV-infizierten Vögel eine Splenomegalie und Hepatomegalie. Zu den histopathologischen Läsionen gehörten Nekrosen und lymphohistiozytäre Entzündungen in Milz, Bursa fabricii, Leber, Herz, Gehirn, Lunge und Darm. Des Weiteren waren mittels Immunhistochemie USUV-Antigen-positive Zellen in Herz, Milz, Pankreas, Lunge, Gehirn, Drüsenmagen/ Muskelmagen, Bursa fabricii, Niere, Darm, Skelettmuskel und Leber nachweisbar. Die phylogenetische Analyse des viralen Genoms ordnete die nachgewiesenen Usutu-Viren den Linien Europe 3 und Africa 2 zu. Beide USUV-Linien traten zuvor schon in Deutschland auf. Es zeigte sich jedoch insbesondere bei der Linie Africa 2 eine geografische Ausbreitung in Richtung Nordwesten.

In dieser Studie wurde außerdem untersucht, ob der immunhistochemische Nachweis von doppelsträngiger Ribonukleinsäure (dsRNS) als alternatives Instrument zum Nachweis viraler Zwischenstufen dient. Gewebeproben von sechs Tieren mit bestätigter USUV-Infektion durch qRT-PCR, aber ohne Nachweis viralen Antigens mittels Immunhistochemie, wurden immunhistochemisch auf das Vorliegen von dsRNS untersucht. In zwei Tieren konnte dsRNS nachgewiesen werden. Dies weist entweder auf ein frühes Infektionsstadium ohne ausreichende Bildung von Virus-Translationsprodukten, auf das Auftreten einer anderen zeitgleichen Virusinfektion oder auf das Vorhandensein endogener dsRNS hin. Dieser Zusammenhang sollte in künftigen Studien genauer untersucht werden.

Veterinarians in Germany are increasingly exposed to wild birds. For the appropriate treatment of infectious diseases and assessment of zoonotic risks, it is important to gain knowledge about these diseases and associated pathological changes as well as the causes of death in local wild birds.
Usutu virus (USUV) is a zoonotic arbovirus originating from Africa that is closely related to West Nile virus and causes mass mortalities in birds. The first outbreak in North- Western Germany with more than 15 000 fatalities in birds occurred in 2018.
The present retrospective study focused on the combination of virological and pathological findings with immunohistochemical analyses in dead birds from Germany naturally infected with USUV. 25 common blackbirds, one great grey owl and one kingfisher collected between 2011 and 2018 and tested positive for USUV infection by qRT-PCR were examined. In addition, three blackbirds without USUV infection were included as controls. Macroscopically, most USUV-infected birds showed splenomegaly and hepatomegaly. Histopathological lesions included necrosis and lymphohistiocytic inflammation in the spleen, bursa fabricii, liver, heart, brain, lung and intestine. Furthermore, immunohistochemistry revealed USUV antigen-positive cells in the heart, spleen, pancreas, lung, brain, proventriculus/ stomach, bursa fabricii, kidney, intestine, skeletal muscle and liver. Phylogenetic analysis of the viral genome assigned the detected USUV to the lineages Europe 3 and Africa 2. Both USUV lineages have been previously reported in Germany. However, the Africa 2 lineage showed a geographical spread towards the Northwest.
This study also investigated whether detection of double-stranded ribonucleic acid (dsRNA) by immunohistochemistry could serve as an alternative tool for the detection of viral intermediates. Therefore, tissue samples of six birds with confirmed USUV infection by qRT-PCR, but without detection of viral antigen by immunohistochemistry, were investigated by dsRNA-specific immunohistochemistry. In summary, two of these animals showed positive dsRNA-specific signals. This could indicate either an early stage of infection without sufficient formation of viral translation products, the presence of another concurrent viral infection, or the presence of endogenous dsRNA not associated with infectious agents. The diagnostic value of dsRNA detection for monitoring avian infectious diseases should be investigated in future studies.