Epidemiologische Fall-Kontroll-Studie zu den Risiken von BSE-Erkrankungen in Norddeutschland

Institut für Biometrie, Epidemiologie und Informationsverarbeitung

der Tierärztlichen Hochschule Hannover

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Epidemiologische Fall-Kontroll-Studie zu den Risiken von BSE-Erkrankungen in Norddeutschland

INAUGURAL - DISSERTATION

zur Erlangung des Grades einer Doktorin der Veterinärmedizin

(Dr. med. vet.)

durch die Tierärztliche Hochschule Hannover

Vorgelegt von Kristin Sauter aus Bremen

Hannover 2006

Wissenschaftliche Betreuung: Univ.-Prof. Dr. L. Kreienbrock

1. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. L. Kreienbrock 2. Gutachter: Apl. Prof. Dr. M. H. Groschup

Tag der mündlichen Prüfung: 31.05.2006

Die vorliegende Arbeit wurde unter anderem aus Mitteln von der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (Projektnummer 03HS025) gefördert.

Meinen Eltern, meiner Schwester

und Marcel

in Liebe und Dankbarkeit

Teile der hier vorliegenden Arbeit wurden auf folgender Tagung präsentiert:

Sauter, K., M. Beyerbach, A. Ovelhey, L. Kreienbrock (2004)

Epidemiologische Fall-Kontroll-Studie zu den Risiken von BSE-Erkrankungen in Norddeutschland.

Vortrag auf der Internationalen Fachtagung „Epidemiologie und Lebensmittelsicherheit“ der Fachgruppe Epidemiologie und Dokumentation der DVG, Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR), 1.–3.09.2004

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung und Zielsetzung... 1

2. Literaturübersicht... 3

2.1. Definition: Bovine spongiforme Enzephalopathie... 3

2.2. Prionen und Prionerkrankungen... 3

2.2.1. Prionerreger... 3

2.2.2. Prionerkrankungen der verschiedenen Tierarten ... 6

2.2.3. Prionerkrankungen des Menschen ... 8

2.2.4. Pathogenese der BSE ... 10

2.2.5. Klinik der BSE ... 11

2.2.6. Histopathologie der BSE... 13

2.2.7. Diagnose der BSE ... 14

2.2.8. Differentialdiagnosen der BSE ... 16

2.2.9. Risikopotential tierischer Produkte... 17

2.3. Epidemiologie ... 18

2.3.1. Epidemiologische Studien zur Ermittlung von Risikofaktoren ... 18

2.3.2. Epidemiologische Situation der BSE in Deutschland... 20

2.3.3. Epidemiologische Situation der BSE in anderen Ländern... 25

2.3.4. Untersuchungen zu Risikofaktoren der BSE in verschiedenen Ländern ... 27

2.4. BSE und Tierseuchenrecht / Verordnungen... 35

2.4.1. Das Verfütterungsverbot ... 35

2.4.2. Die Kohortentötung... 36

2.4.3. Die Rinderregistrierung... 37

3. Material und Methoden... 38

3.1. Studiendesign ... 38

3.1.1. Fall-Kontroll-Studie ... 38

3.1.2. Studienregion ... 38

3.1.3. Fallerfassung ... 39

3.1.4. Studienumfang und Matching-Verhältnis... 44

3.1.5. Kontrollerhebungsbogen... 45

3.1.6. Pilotstudie und Evaluierung des Kontrollerhebungsbogens ... 47

3.1.7. Stichprobenziehung... 47

3.1.8. Kontaktaufnahme mit den Landwirten ... 48

3.1.9. Betriebsbesuch, Erfassung der Daten und Validierung der Kontrollbetriebs-... erfassung ... 49

3.1.10. Anforderung und Aufbereitung der Milchleistungsdaten ... 49

3.1.11. Korrektur der erfassten Kontrolldaten ... 51

3.1.11. Ausschluss von Fällen und Kontrollen ... 53

3.2. Statistische Auswertung... 55

3.2.1. Vorbemerkungen zur statistisch-epidemiologischen Auswertung... 55

3.2.2. Modellbildung... 60

4. Ergebnisse ... 63

4.1. Struktur der Studienpopulation ... 63

4.1.1. Beschreibung der Studienkollektive ... 63

4.1.2. Teilnahmebereitschaft der Kontrollen... 64

4.2. Deskriptiver Vergleich der Studienkollektive... 66

4.2.1. Verteilung der Betriebscharakteristika... 66

4.2.2. Verteilung der Fütterungscharakteristika... 70

4.2.3. Haltung und Fütterung anderer Tierarten... 73

4.2.4. Verteilung der Rasse- und Zuchtangaben ... 75

4.2.5. Verteilung von BSE-Krankheitsanzeichen und Schlachtbefunden... 80

4.3. Mehrfaktorielle Risikoquantifizierung... 82

4.3.1. Risikoquantifizierung ohne Berücksichtigung von Wechselwirkungen... 83

4.3.2. Risikoquantifizierung mit Berücksichtigung von Wechselwirkungen ... 86

5. Diskussion ... 90

5.1. Bewertung der methodischen Vorgehensweisen ... 90

5.2. Bewertung von Risikofaktoren für BSE-Infektionen in Rinder haltenden Betrieben... in Niedersachsen ... 92

5.2.1. Bewertung der Betriebscharakteristika ... 93

5.2.2. Bewertung der Fütterungscharakteristika ... 96

5.2.3. Haltung und Fütterung anderer Nutztiere ... 101

5.2.4. Rasse- und Zuchtangaben ... 102

5.2.5. BSE-Krankheitsanzeichen und Schlachtbefunde... 104

5.3. Schlussfolgerung... 106

6. Zusammenfassung... 108

7. Summary... 110

8. Literaturverzeichnis... 112

9. Anhänge ... 123

9.1. Anschreiben an die Landwirte ... 123

9.2. Berichtsbogen zur Bovinen Spongiformen Enzephalopathie ... 124

9.3. Kontrollerhebungsbogen... 151

9.4. Einverständniserklärung der Landwirte ... 166

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Struktur des PrP^c und des PrP^sc (aus: PRUSINER, 2005) ...4

Abbildung 2: PrP^sc–Bildung und -Akkumulation. Unterschiedliche Konversions- und... Clearance-Raten (Umfaltungs- und Entfernungs-„Geschwindigkeiten“)... von PrP^sc bestimmen die Geschwindigkeit der Akkumulation und somit ... die Inkubationszeit bei einzelnen Prion-Isolaten bzw. –Stämmen ... (aus: SAFAR, 2001)...5

Abbildung 3: Spongiforme Veränderungen im Gehirn (Vakuolisierung). (a) Viele ... extrazellulär, im Neuropil gelegene Vakuolen. (b) Einzelne Nervenzellen ... können multiple intrazelluläre Vakuolen enthalten ... (WELLS et al., 1987)...14

Abbildung 4: Design der Fall-Kontroll-Studie (aus KREIENBROCK und SCHACH, 2005)...19

Abbildung 5: Altersverteilung der BSE- Fälle in Deutschland... (Stand: 31. Dezember 2005; Quelle: BMELV, 2005a)...22

Abbildung 6: BSE-Fälle pro 100 000 Schnelltests in Deutschland nach Bundesländern... (nur Bundesländer mit zehn oder mehr Fällen; Stand: 27. Dezember 2005;... Quelle: BMELV, 2005a ; 2005 persönliche Mitteilung) ...24

Abbildung 7: Chronologie des Auftretens von BSE – international... (Quelle: Daten: OIE,2005; Abbildung: BVET, 2005, modifiziert) ...26

Abbildung 8: Verteilung der ausgewählten Landkreise Norddeutschlands ...39

Abbildung 9: Betriebsgröße in Kategorien für Fälle und Kontrollen ...67

Abbildung 10: Anzahl der Nachkommen (NK) der Fälle und Kontrollen...79

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Charakterisierung der Verhaltensstörungen von 50 Kühen (nach: BRAUN ...

et al., 1998)...12

Tabelle 2: Einstufung der Infektiosität der Gewebe von Schafen, Ziegen und Rindern...18

Tabelle 3: Bestätigte BSE-Fälle in Deutschland nach Bundesländern ... (Stand: 19.Dezember 2005; Quelle: BMELV, 2005a)...21

Tabelle 4: BSE-Tests in Deutschland nach getesteten Zielgruppen ... (Stand: 19. Dezember 2005; Quelle: BMELV, 2005b) ...23

Tabelle 5: Anzahl der BSE-Fälle pro 100 000 Schnelltests bzw. pro 100 000 ... Milchrinder - nach Bundesländern – für die Jahre 2000 bis November 2005 ...25

Tabelle 6: Historische Entwicklung des Berichtsbogens zur Bovinen ... Spongiformen Enzephalopathie ...40

Tabelle 7: Statistische Güte (Power) in % einer Fall-Kontroll-Studie mit ... einem Stichprobenumfang von n=43 Fällen und einem Fehler 1. Art von... 5% für verschiedene OR und Fall-Kontroll-Verhältniss...44

Tabelle 8: Durchschnittliche jährliche Milchleistung in kg (Quelle: VIT, 2005, ... persönliche Mitteilung)...50

Tabelle 9: Fall-Kontroll-Tupel mit einer Diskrepanz in der Matching-Zuordnung... durch nachträgliche Änderung von Zeitangaben in der BSE-Falldatenbank...54

Tabelle 10: Häufigkeiten einzelner Matching-Typen nach der Zusammenfassung ... von Paarlingen...56

Tabelle 11: Eigenschaften der bei der statistisch-epidemiologischen Auswertung ... berücksichtigten Merkmale...58

Tabelle 12: Verteilung der Betriebe auf die verschiedenen Landkreise ...64

Tabelle 13: Ausfallgründe und Teilnahmebereitschaft der Kontrollen nach Landkreisen ...65

Tabelle 14: Gesamtfläche in ha der Fall- und der Kontrollbetriebe...67

Tabelle 15: Aktuelle Anzahl gehaltener Rinder und Kühe in den Fall- und Kontroll-... betrieben...68

Tabelle 16: Nutzungsrichtung auf den Fall- und Kontrollbetrieben ...68

Tabelle 17: Zukauf von Zuchtrindern in den Fall- und Kontrollbetrieben ...69

Tabelle 18: Durchschnittliche jährliche Laktationsleistung (in kg) der ersten und ...

zweiten Laktation (korrigierte Werte) in den Fall-und Kontrollbetrieben...69

Tabelle 19: Milchaustauscherfütterung des Falles und der Kontrollen ...70

Tabelle 20: Einsatz von Milchaustauschern verschiedener Hersteller bzw. Hersteller-... gruppen (anonymisiert) bei Fällen und Kontrollen...71

Tabelle 21: Kraftfuttereinsatz beim BSE-/Kontrolltier in den ersten 24 Lebensmonaten ...72

Tabelle 22: Alter beim ersten Kraftfuttereinsatz bei Fällen und Kontrollen (Angaben... in Wochen)...72

Tabelle 23: Anzahl von Herstellern von Kälberaufzuchtfutter im Geburtsjahr bei Fall- ... und Kontrollbetrieben ...73

Tabelle 24: Lagerung der Futtermittel für Rinder in den ersten 24 Lebensmonaten bei Fall-... und Kontrollbetrieben ...73

Tabelle 25: Gleichzeitige Schweinehaltung (Geburtsjahr +/- 1 Jahr)...74

Tabelle 26: Lagerung der Futtermittel getrennt nach den unterschiedlichen Tierarten ...75

Tabelle 27: Rasse bei Fällen und Kontrollen ...76

Tabelle 28: Rasse der Elterntiere von Fällen und Kontrollen...77

Tabelle 29: Art der Zeugung des BSE-/Kontrolltieres...78

Tabelle 30: Eingetragene Herdbuchtiere bei Fällen und Kontrollen ...78

Tabelle 31: Anzahl der Nachkommen von Fällen und Kontrollen ...79

Tabelle 32: Krankheitsanzeichen des BSE-/Kontrolltieres zum Todeszeitpunkt, die einen... BSE-Verdacht nahe gelegt hätten ...80

Tabelle 33: Krankheitsanzeichen zum Todeszeitpunkt, die einen BSE-Verdacht nahe ... gelegt hätten bei Fällen und Kontrollen...80

Tabelle 34: Zeigte das Muttertier Verhaltensstörungen, Bewegungsstörungen, oder ... andere Symptome?...81

Tabelle 35: Konstitution zum Zeitpunkt des Todes von Fällen und Kontrollen...81

Tabelle 36: Todesart von Fällen und Kontrollen ...82

Tabelle 37: Abgangsgründe zur Normalschlachtung...82

Tabelle 38: Odds Ratio für das Auftreten von BSE: Schätzer aus mehrfaktoriellen ... Modellen mit Matching ohne Wechselwirkungen...84

Tabelle 39: Odds Ratio für das Auftreten von BSE: Schätzer aus zweifaktoriellen Modellen ....

mit Matching und Berücksichtigung von Wechselwirkungen...86 Tabelle 40: Odds Ratio-Schätzer F für die Wechselwirkung in den zweifaktoriellen ...

Modellen mit Stratifizierung...87 Tabelle 41: Erwartete und gefundene Anzahl von BSE-Fällen bei Milchaustauscher-...

herstellern in Niedersachsen ...99 Tabelle 42: Auf BSE getestete Tiere in der Schweiz (BVET, 2006)...105

Abkürzungsverzeichnis

BFAV Bundesforschungsanstalt für Viruskrankheiten der Tiere; heute Friedrich-Loeffler- Institut (FLI)

BMELV Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz

BMVEL Bundesministerium für Verbraucherschutz, Ernährung und Landwirtschaft, heute BMELV

BSE Bovine Spongiforme Enzephalopathie BVET Bundesamt für Veterinärwesen der Schweiz CDI konformationsabhängiger Immunoassay CJD Creutzfeldt-Jakob-Krankheit

DEFRA Department for Environment, Food and Rural Affairs Doppel RB Doppelnutzung Rotbunt

EEG Elektroenzephalogramm EG Europäische Gemeinschaft EU Europäische Union

fCJD familiäre Variante der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit FFI letale familiäre Schlaflosigkeit

FKM Fleisch-Knochenmehl FLI Friedrich-Loeffler-Institut FM Futtermittel

FSE Feline Spongiforme Enzephalopathie GBR Geographisches BSE Risiko

GSS Gerstmann-Sträussler-Scheinker-Syndrom

HI-Tier Herkunftssicherungs- und Informationssystem für Tiere HRB Holstein-Rotbunt

HSB Holstein-Schwarzbunt

iCJD iatrogene Variante der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit Imput Imputation

KF Kraftfutter

LKV Landeskontrollverband Schleswig-Holstein e.V.

MAFF Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries des Vereinigten Königreiches MAT Milchaustauscher

mOR matched Odds Ratio

NK Nachkommen

OIE Internationales Tierseuchenamt OR Odds Ratio

PrP^c zelluläres Prion-Protein PrP^sc Scrapie-Prion-Protein

sCJD sporadische Variante der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit SSC Scientific Steering Committee der Europäischen Union TiHo Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover

TME Transmissible Mink Enzephalopathie

TSE Transmissible Spongiforme Enzephalopathie

TSN Tierseuchennachrichten

UP Überwachungsprogramm zur BSE der Schweiz vCJD Variante der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit

VIT Vereinigte Informationssysteme Tierhaltung in Verden

1. Einleitung und Zielsetzung

In Deutschland wurden bis zum 31.12.2005 389 BSE-Fälle bei in Deutschland geborenen Rindern festgestellt. Der erste Nachweis eines hier geborenen BSE-Tieres erfolgte im November 2000.

Da die Wege der BSE-Infektion bei Rindern in Deutschland nicht vollständig geklärt sind und damit das Risikopotential für die aus Rindern hergestellten Lebensmittel und für andere daraus hergestellte Produkte nicht exakt festgelegt werden kann, ist es erforderlich, epidemiologische Grundlagendaten zu erfassen.

Die Daten der diagnostizierten BSE-Fälle werden durch aktuelle Meldungen in die Tierseuchennachrichten TSN, sowie durch Befragung der betroffenen Betriebesleiter durch die zuständigen Amtsveterinäre erfasst und in die zentrale Datenbank des Institutes für Epidemiologie des Friedrich-Loeffler-Institutes (FLI) in Wusterhausen eingegeben. Aus dieser Falldatenbank allein ist es allerdings nicht möglich, die Risiken für die Entstehung von BSE auf dem Gebiet der Bundesrepublik Deutschland abzuschätzen. Vielmehr bedarf es hierzu einer Kontrollpopulation gesunder Tiere bzw. Herden.

Mit Hilfe der hiermit vorgelegten Fall-Kontroll-Studie werden daher die Daten der BSE-Fall- Erfassung mit retrospektiv erhobenen Daten von BSE-freien Betrieben aus einer definierten Studienregion in Norddeutschland verglichen. Aufgrund des vermehrten Auftretens von BSE in bestimmten Gegenden setzt sich die Studienregion aus den Landkreisen Ammerland, Cloppenburg, Cuxhaven, Emsland, Leer, Dithmarschen, Rendsburg-Eckernförde und Schleswig-Flensburg in den Bundesländern Niedersachsen und Schleswig-Holstein zusammen. Um eine ausreichende statistische Güte zu erreichen, wurden für jeden der BSE-Fälle zwei Kontrollen aus dem Herkunftssicherungs- und Informationssystem für Tiere ausgewählt. Es erfolgte ein 1:2 Matching hinsichtlich Region, Geburts- und Todeszeitpunkt (± 3 Wochen). Nach einem Anschreiben, das über die Hintergründe der Studie und über die Freiwilligkeit der Teilnahme informierte, wurde der persönliche Kontakt zur Terminvereinbarung hergestellt.

Die relevanten Betriebsinformationen wurden mit Hilfe eines Fragebogens, der von dem Berichtsbogen der Fall-Erfassung abgeleitet ist, bei einem Betriebsbesuch ermittelt. Die erfassten Betriebsinformationen umfassen als potentielle Risikofaktoren die Betriebsstruktur, das Fortpflanzungsgeschehen, verwandte Tiere, die Vorgeschichte und als zentralen Themenblock die Fütterung. Da die Daten der BSE-positiven Betriebe bereits durch das Friedrich-Loeffler-Institut in Wusterhausen erfasst sind, war eine erneute Erfassung der Fälle im Rahmen dieser Studie nicht mehr erforderlich.

Die Ergebnisse sollen zur Beurteilung des Ausmaßes des Auftretens neuer BSE-Fälle, zur besseren Einschätzung der BSE-Problematik mit den damit verbunden Konsequenzen für Landwirtschaft und Verbraucherschutz und damit letztendlich für eine bessere Grundlage zur Risikoabschätzung für das Auftreten von gesundheitlichen Folgen in der deutschen Bevölkerung genutzt werden.

2. Literaturübersicht

2.1. Definition: Bovine spongiforme Enzephalopathie

Bei der histopathologischen Untersuchung des Hirngewebes von Milchkühen, die an einer neuartigen Krankheit litten, stellten Wissenschaftler am zentralen britischen Veterinärlabor in Weybridge im Jahre 1986 bilateral symmetrische degenerative Veränderungen fest.

WELLS et al. (1987) definierten aufgrund dieser histopathologischen Befunde und der klinischen Symptomatik den Begriff der Bovinen Spongiformen Enzephalopathie (BSE).

2.2. Prionen und Prionerkrankungen

Obwohl die Prionkrankheiten zu den Infektionskrankheiten zählen, sind nicht alle Prionkrankheiten natürlich übertragbar, wobei eine experimentelle Übertragung möglich ist. Manche können sogar spontan entstehen oder als Folge von Mutationen familiär-genetische bedingt sein. Aufgrund der natürlichen oder experimentellen Übertragbarkeit und den schwammartigen Hirndegenerationen entstand die Bezeichnung Transmissible Spongiforme Enzephalopathie (TSE), während die Bezeichnung Prionkrankheiten auf den verursachenden Erreger hinweist. In Analogie zu diesen Bezeichnungen werden die Erreger Prionen oder TSE-Erreger genannt (HÖRNLIMANN, 2001 a).

2.2.1. Prionerreger

Bei den Prionen handelt es sich um Erreger, die aufgrund nicht nachweisbarer Nukleinsäure von den Viren, Pilzen und Bakterien abzugrenzen sind (PRUSINER, 2001).

Aus diesem Grund schuf PRUSINER 1982 den Begriff Prion, von „proteinaceous infectious only“.

Es stellte sich heraus, dass es eine pathologische und eine physiologische Isoform des Prions gab.

Die pathologische Prionvariante wurde mit dem Suffix „sc“ von Scrapie und die physiologische

zelluläre Variante, die in jedem Organismus vorkommt, mit dem Suffix „c“ von cellular gekennzeichnet (PRUSINER, 2001). Die physiologische und die pathologische Form des Prions sind in der Aminosäuresequenz identisch. Unterschiede bestehen nur in der räumlichen Faltung.

Damit handelt es sich bei dem Prion^sc lediglich um eine Isoform des physiologischen Prion^c mit einer Änderung der Konformation (OESCH et al., 1985).

Abbildung 1: Struktur des PrP^c und des PrP^sc (aus: PRUSINER, 2005)

Wie Versuche mit transgenen Mäusen zeigten, wird die Konformationsänderung in die pathologische Isoform vermutlich von einem Helferprotein, dem so genannten Protein X, katalysiert (TELLING et al., 1995).

Das nach dem Schneeballprinzip gebildete PrP^sc akkumuliert intrazellulär in zytoplasmatischen Organellen und bildet die histologisch nachweisbaren Amyloid-Plaques (AGUZZI, 2002).

Abbildung 2: PrP^sc–Bildung und -Akkumulation. Unterschiedliche Konversions- und Clearance-Raten (Umfaltungs- und Entfernungs-„Geschwindigkeiten“) von PrP^sc bestimmen die Geschwindigkeit der Akkumulation und somit die Inkubationszeit bei einzelnen Prion-Isolaten bzw. –Stämmen (aus:

SAFAR, 2001)

Durch die Änderung der Konformation von α-Helices in β-Faltblattstrukturen entsteht eine pathologische Sekundärstruktur, die zu einer Widerstandsfähigkeit gegenüber hohen Temperaturen, UV-Strahlen, ionisierenden Strahlen, Umwelteinflüssen und Desinfektionsmitteln führt. Diese Widerstandsfähigkeit und die Wasserunlöslichkeit des PrP^sc machen dem Organismus einen Abbau der Aggregate unmöglich. Eine partielle Resistenz gegenüber der Protease K wird in diagnostischen Tests zum Nachweis von pathologischem PrP genutzt (BORCHERS, 2002).

KOCISKO et al. (1995) konnten eine Speziesbarriere bei der Übertragung von PrP^sc von einer Spezies auf eine andere Spezies nachweisen. Zuerst entwickelte sich eine Erkrankung, wenn überhaupt, nur sehr langsam. Im Verlauf von mehreren Passagen konnte eine deutliche Verkürzung der Inkubationszeit beobachtet werden.

2.2.2. Prionerkrankungen der verschiedenen Tierarten Traberkrankheit bei Schaf und Ziege (Scrapie)

Die Traberkrankheit (Scrapie) ist beim Schaf schon seit über 250 Jahren bekannt (PARRY, 1983).

PATTISON konnte schon 1965 bei den Zuchtschafen eine Verlustrate von 10% nachweisen. Neben Störungen des Allgemeinbefindens treten bei Scrapie eine Vielzahl von Verhaltens-, Sensibilitäts- und Bewegungsstörungen auf, so dass eine klinische Erkennung aufgrund zahlreicher Differentialdiagnosen grundsätzlich schwierig ist (ULVUND, 2001).

Beim Schaf konnten verschiedene Genotypen mit unterschiedlicher Empfänglichkeit für Scrapie nachgewiesen werden, die für die Einteilung in spezifische Risikoklassen verantwortlich sind (DAWSON et al., 1998).

Eine intrauterine Infektion vom Muttertier auf das Lamm kann nicht ausgeschlossen werden (FOSTER et al., 1992). Eine horizontale Übertragung der Erreger erfolgt über Plazenta und Fruchtwasser. Bei den Nachkommen infizierter Schafe konnte festgestellt werden, dass das Risiko ebenfalls an Scrapie zu erkranken erhöht war. (HOINVILLE, 1996).

Immunologische Nachweise von PrP^sc in den Lymphfollikeln der Nickhaut (O`ROURKE et al., 1998) und in den Tonsillen (SCHREUDER et al., 1996) wurden für die ante mortem Diagnostik entwickelt.

Chronisch zehrende Krankheit der Hirschartigen (Chronic Wasting Disease)

Ende der 70er Jahre konnte das Syndrom der Chronic Wasting Disease (CWD) aufgrund umfangreicher histopathologischer Untersuchungen den Transmissiblen Spongiformen Enzephalopathien zugeordnet werden. Die typischen histopathologischen Veränderungen betrafen das zentrale Nervensystem und beinhalteten spongiforme Veränderungen des Neuropils, intrazytoplasmatische Vakuolen, Hypertrophie und Hyperplasie der Astrozyten. In Gefangenschaft gehaltene Maultierhirsche zeigten Verhaltensänderungen, fortschreitenden Gewichtsverlust,

vermehrte Salivation, Zähneknirschen, Polydipsie und Polyurie. Nach einer beobachteten Krankheitsdauer von 2 Wochen bis 8 Monaten trat der Tod ein (WILLIAMS und YOUNG, 1980).

Schon 1982 wurde eine horizontale Verbreitung innerhalb einer Population angenommen (WILLIAMS und YOUNG, 1982).

Übertragbare spongiforme Hirndegeneration der Nerze

Der erste Ausbruch der Transmissiblen Mink Enzephalopathie (TME) wurde 1947 auf einer Nerzfarm in Wisconsin beobachtet. Nach einer mindestens siebenmonatigen Inkubationszeit folgten zentralnervöse Störungen von Aggressivität bis Somnolenz, die immer im Tod endeten. Die Mortalität betrug bei später beschriebenen Ausbrüchen bis zu 100%. Schon damals geriet der Einsatz von Futtermitteln tierischen Ursprungs in Verdacht für die TME verantwortlich zu sein und es wurden Parallelen zur Traberkrankeit der Schafe und Ziegen gezogen (HARTSOUGH und BURGER, 1965).

Im Jahre 1991 wurde bei einem Ausbruch der TME die Verfütterung von festliegenden Milchkühen, so genannten „Downer Cows“, an Nerze als Ursachen für eine Infektion angesehen.

Intrakraniale Übertragungsversuche der Erreger legten den Verdacht einer Scrapie-ähnlichen Erkrankung bei diesen Rindern nahe (MARSH et al., 1991).

Übertragbare spongiforme Hirndegeneration der Katzen

Erstmals berichteten WYATT et al. (1990) von dem Auftreten der Felinen Spongiformen Enzephalopathie (FSE) bei einem fünf Jahre alten kastrierten Siamkater. Als Vorbericht gaben die Besitzer vor sechs Wochen beginnende progressive Ataxien der Vorder- und Hintergliedmaßen an.

Im Verlauf der erfolglosen Behandlung wurde der Kater bei normalem Appetit immer apathischer, so dass die Indikation für eine Euthanasie gegeben war. Bei der anschliessenden histopathologischen Untersuchung konnten die typischen spongiformen Veränderungen im Gehirn nachgewiesen werden.

Als Hauptsymptome der FSE treten, ähnlich der Symptomatik der BSE, Verhaltensänderungen, Hypersensibilität auf sensorische Reize und Bewegungsstörungen auf. Ferner wurden gehäuft klinische Erscheinungen wie Hypersalivation, Polyphagie, Polydipsie und verändertes Putzverhalten nachgewiesen (PEARSON et al., 1993; LEGGET et al., 1990).

Das durchschnittliche Alter der erkrankten Katzen betrug sechs Jahre und bei der Mehrheit handelte es sich um nicht reinrassige Katzen. Geschlechtsspezifische Unterschiede konnten aufgrund der kleinen Fallzahlen nicht nachgewiesen werden (PEARSON et al., 1993).

Bei einem in Gefangenschaft gehaltenen erwachsenen Puma wurde 1992 nach einem progressiven Krankheitsverlauf eine FSE diagnostiziert (WILLOUGHBY et al., 1992).

2.2.3. Prionerkrankungen des Menschen

Kuru

Im östlichen Hochland von Papua Neuguinea wurde durch GAJDUSEK und ZIGAS (1957) die Häufung einer degenerativen Erkrankung des zentralen Nervensystems im Volksstamm der Fore und bei den angrenzenden Stämmen festgestellt.

Es waren sowohl Kinder als auch Erwachsene und bevorzugt Frauen von der progressiven Krankheit betroffen. Trotz verschiedener Therapieversuche konnte der tödliche Ausgang der Erkrankung nicht verhindert werden. Die Erkrankung wird auf rituellen Endokannibalismus und der damit verbundenen Zubereitung von Mahlzeiten zurückgeführt. Der parenterale Erregerkontakt, bei dem infektiöses Gewebe auf die Haut aufgetragen wird, stellt eine effektivere Infektion mit einer deutlich verkürzten Inkubationszeit als die enterale Erregeraufnahme dar (KLITZMAN et al., 1984).

Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (CJD)

CREUTZFELDT beschrieb 1920 erstmals eine eigenartige herdförmige Erkrankung des Zentralnervensystems bei einer Patientin, die zuvor fälschlicherweise als multiple Sklerose diagnostiziert wurde.

Mittlerweile unterscheidet man 4 Formen der so genannten Creutzfeld-Jacob-Erkrankung CJD (BUDKA, 2001):

1. Idiopathische, sporadisch auftretende Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (sCJD) 2. Familiäre Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (fCJD)

3. Iatrogen erworbene Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (iCJD) 4. Variante der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (vCJD)

WILL et al. (1996) unterstellten erstmals einen Zusammenhang zwischen der neuen Variante der CJD und der BSE. Unterschiede zur CJD konnten im EEG, in der Klinik, im neuropathologischen Profil und im jungen Alter der betroffenen Patienten gezeigt werden.

Einige Infektionsexperimente mit transgenen Mäusen, die entweder das humane oder das bovine Prion-Protein exprimierten, haben gezeigt, dass die Erreger der BSE und der vCJD biologisch und biochemisch nicht zu unterscheiden sind, während eine Differenzierung zu den Scrapie-Erregern möglich ist (BUNDESGESUNDHEITSBLATT, 2001).

Bei den Patienten konnte eine Homozygotie für Methionin am Codon 129 des Prionprotein-Gens festgestellt werden (KRETZSCHMAR et al., 1996).

Von 1995 bis zum Ende des Jahres 2005 sind in Großbritannien nachweislich 109 Menschen an der neuen Creutzfeldt-Jakob-Variante verstorben. Bei 44 Toten wurde der Verdacht auf vCJD geäußert und bei sechs noch lebenden Patienten wird eine Erkrankung angenommen (THE NATIONAL CREUTZFELDT-JAKOB DISEASE SURVEILLANCE UNIT, 2006).

Letale familiäre Schlaflosigkeit (FFI)

Die letale familiäre Insomnie wurde erstmals von LUGARESI et al. (1986) beschrieben. Bei dem untersuchten Patienten führten fortschreitende Schlaflosigkeit und Dysautonomie über einen komatösen Zustand zum Tod. Viele Verwandte starben zuvor an einem ähnlichen Krankheitsverlauf.

Japanischen Wissenschaftlern gelang die experimentelle Übertragung der FFI auf Mäuse nach intrazerebraler Inokulation im Jahre 1995 (TATEISHI et al., 1995).

Gerstmann-Sträussler-Scheinker-Syndrom (GSS)

Eine eigenartige hereditär-familiäre Erkrankung des zentralen Nervensystems wurde von GERSTMANN et al. (1936) beschrieben. Bei den Patienten traten zuerst motorische Ausfallserscheinungen auf, die von herabgesetzten intellektuellen Leistungen, Veränderungen des Charakters und des Verhaltens und im weiteren Verlauf von schwerer Demenz begleitet wurden.

Als Ursache konnten die für TSE typischen pathologischen Veränderungen im Kleinhirn, im Rückenmark und im Großhirn nachgewiesen werden. Es wurde schon damals von einer eindeutig dominanten Vererbung ausgegangen.

2.2.4. Pathogenese der BSE

Prionenkrankheiten können übertragen werden oder als spontane oder vererbte Spongiforme Enzephalopathien auftreten. Bei der übertragbaren Form gelangen die Erreger über das lymphoide Sytem ins Nervensystem und ins Gehirn.

Englische Studien ergaben nach intrazerebraler oder oraler Infektion empfänglicher Mäuse mit potentiell infektiösem Gewebe aus experimentell infizierten Kälbern, dass in den ersten Monaten der Inkubation nur in der anatomischen Region der Peyerschen Platten des distalen Ileums Infektiosität vorhanden ist. Erst am Ende der Inkubationszeit konnte Infektiosität im Gehirn,

Rückenmark, den Dorsalganglien und bei einigen Tieren wieder in den Peyerschen Platten des distalen Ileums nachgewiesen werden. In keinem der anderen getesteten 40 Gewebe und Körperflüssigkeiten konnte zu irgendeinem Zeitpunkt Infektiosität nachgewiesen werden (MIDDLETON und BARLOW, 1993; TAYLOR et al., 1995; WELLS et al., 1994; WELLS et al., 1998).

Nach derzeitigen wissenschaftlichen Erkenntnissen kann eine Exkretion von PrP^Sc zu keiner Zeit nachgewiesen werden. Eine direkte horizontale Übertragung von Rind zu Rind findet daher vermutlich nicht statt (DOHERR, 2002).

Es kann angenommen werden, dass in den ersten sechs Monaten die Empfänglichkeit für eine Infektion mit den BSE-Erregern am größten ist, während bei erwachsenen Tieren eine relativ geringe Empfänglichkeit für eine Infektion mit den BSE-Erregern besteht (ARNOLD und WILESMITH, 2004).

2.2.5. Klinik der BSE

Die wichtigsten Störungen bei der Bovinen Spongiformen Enzephalopathie treten nach einer durchschnittlichen Inkubationszeit von viereinhalb Jahren auf und betreffen das Verhalten, die Sensibilität und die Bewegung, wobei der Verlauf schleichend ist, die Tiere bei erhaltener Fresslust abmagern und die Milchkühe eine verminderte Milchleistung zeigen (BRAUN et al., 1998).

ARNOLD und WILESMITH (2004) errechneten aus den epidemiologischen Daten aus Großbritannien eine mögliche Inkubationszeit von fünfeinhalb Jahren.

Verhaltensstörungen äußern sich in Schreckhaftigkeit, Ängstlichkeit, Unruhe, Nervosität, Zähneknirschen, Speicheln, Flotzmaullecken und Flehmen. Als wichtigste Symptome werden Ängstlichkeit und Veränderungen des Temperamentes angesehen (WILESMITH et al., 1992 a;

BRAUN et al., 1998)). BRAUN et al. beobachteten 1998 bei 96% der erkrankten Kühe Verhaltensstörungen (vgl. Tabelle 1).

Tabelle 1: Charakterisierung der Verhaltensstörungen von 50 Kühen (nach: BRAUN et al., 1998)

Befund Kühe mit Symptom rel. Häufigkeit ( in%)

Verhaltensstörungen 48 96

Erhöhte sensomotorische Erregbarkeit 48 96

Schreckhaftigkeit 33 66

Ängstlichkeit / Angst 33 66

Nervosität / Unruhe 32 64

Aggressivität 21 42

Zähneknirschen 23 46

Speicheln 15 30

Vermehrtes Belecken des Flotzmauls 15 30

Flehmen / Rümpfen der Nase 8 16

Muskelzittern 16 32

Angst vor Türdurchgang oder Hindernis 6 12

Die Sensibilitätsstörungen führten zu Überempfindlichkeitsreaktionen auf taktile, akustische und optische Reize. Eine Überempfindlichkeit auf Berührung konnte bei 98% der Rinder nachgewiesen werden, während auf Lärm 82% und auf Licht nur 44% der klinisch erkrankten Rinder überempfindlich reagierten (BRAUN et al., 1998).

Bei 44 (88%) der 50 klinisch erkrankten Kühe konnten Bewegungsstörungen, davon bei 41 Tieren eine Ataxie, nachgewiesen werden. Diese Ataxie war bei 28 Kühen generalisiert und bei 13 Kühen auf die Nachhand beschränkt. Sieben Rinder dieser Untersuchung stürzten beim Führen oder im Freilauf nieder, 15 Kühe hatten Mühe beim Aufstehen und fünf Kühe lagen fest (BRAUN et al., 1998).

In der klinischen Untersuchung konnte bei mehreren Tieren eine Bradykardie nachgewiesen werden, obwohl die Tiere nervös und ängstlich waren. Eine Erklärung könnte eine pathologische Veränderung der Vaguskerne im Bereich der Medulla oblongata sein, die für die kardiovaskuläre Steuerung verantwortlich sind (AUSTIN et al., 1996).

Die Frequenz der Pansenmotorik ist normal, während die Kontraktionsstärke und die Pansenfüllung als vermindert anzusehen sind. Letztere Befunde sprechen dafür, dass die Futteraufnahme bei vielen Kühen eingeschränkt ist, trotz widersprüchlicher Angaben der Besitzer (BRAUN et al., 1998).

Die Krankheitsdauer in der klinischen Untersuchung von BRAUN et al. (1998) variiert von weniger als einer Woche bis zu einem Jahr. WILESMITH et al. (1988) geben 0 bis 14 Monate als Krankheitszeitraum an, wobei die meisten Tiere ein bis drei Monate nach dem Auftreten von klinischen Erscheinungen getötet worden sind. Bei der Interpretation dieser Zahlen muss beachtet werden, dass einerseits die genannte Dauer der Erkrankung von der Tierbeobachtung der Besitzer abhängig ist und andererseits eine Verkürzung der Krankheitsdauer durch eine Schlachtung oder Tötung der Tiere hervorgerufen wird. Aus diesem Grund können die Zahlen nur einen groben Eindruck über die potentielle Krankheitsdauer vermitteln.

Hämatologische und blutchemische Laborwerte sind ebenso wie der Harnbefund und die Liquoruntersuchungen bei BSE unverändert, beziehungsweise nur aufgrund von Begleiterkrankungen abweichend von den Referenzwerten (BRAUN et al., 1998). Allerdings sollten Harn-, Liquor- und Blutuntersuchungen bei einem BSE-Verdacht immer durchgeführt werden, um mögliche Differentialdiagnosen abzuklären.

2.2.6. Histopathologie der BSE

Makroskopische Hirnveränderungen treten normalerweise bei den verschiedenen transmissiblen spongiformen Enzephalopathien nicht auf. Bei der BSE sind die histopathologischen Befunde bei den untersuchten Rindern ziemlich konstant (WELLS et al., 1989), was auf einen einzigen Stamm der BSE-Erreger hinweist.

Die typischen häufig bilateral-symmetrischen Veränderungen des Gehirns befinden sich im Bereich des Hirnstamms und der Medulla oblongata und haben keinen entzündlichen, sondern einen degenerativen Charakter. Besonders häufig betroffen sind der Nucleus des Tractus solitarius und der Nucleus des Tractus spinalis des Trigeminus. Intraneurale Vakuolen sind am häufigsten im

Nervus vagus dorsalis, im Nervus vestibularis lateralis und in der Formatio reticularis vorhanden.

Vakuolenbildung kann sowohl intra- als auch extrazellulär vorkommen, PrP^Sc–Akkumulationen sind hauptsächlich im Neuropil der Medulla oblongata zu sehen (WELLS et al., 1987; siehe Abbildung 3).

Abbildung 3: Spongiforme Veränderungen im Gehirn (Vakuolisierung). (a) Viele extrazellulär, im Neuropil

gelegene Vakuolen. (b) Einzelne Nervenzellen können multiple intrazelluläre Vakuolen enthalten (WELLS et al., 1987)

2.2.7. Diagnose der BSE

Allen verschiedenen Nachweisverfahren muss die exakte Entnahme des richtigen Probenmaterials vorausgehen. Nach dem Abtrennen des Kopfes vom Tierkörper wird mit Hilfe eines scharfen Löffels ein Teil des Stammhirnes mit der Obexregion, in der sich das Kerngebiet des Nervus vagus befindet, entnommen. Im Anschluss an die Probenentnahme kann in diesem Material der Nachweis der PrP^Sc-Akkumulation erfolgen (BURKHARDT und HENTSCHKE, 2002; GROSCHUP, M. H.

und KRAMER, M., 2001).

In Deutschland werden alle über 24 Monate alten Rinder in der Normalschlachtung und bei Schlachtungen aus besonderem Anlass untersucht. Außerdem werden alle verendeten oder aus

anderen Gründen getöteten Rinder auf BSE untersucht. In freiwilligen Untersuchungsprogrammen der Wirtschaft werden Tiere, die sogar noch jünger als 24 Monate sind, mittels Schnelltests untersucht (GROSCHUP et al., 2002).

Zur Diagnostik der BSE stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung. Das älteste Verfahren stellt der langwierige und teure Tierversuch dar, bei dem ein Versuchtier mit dem potentiell infektiösen Gewebe auf verschiedenen Infektionsrouten infiziert werden kann.

Von verschiedenen Firmen werden Schnelltests angeboten, die nach einer Protease-Verdauung des PrP^C mit Hilfe fluoreszierender Antikörper oder mittels Gelelektrophorese das gegen die Verdauung durch die Protease resistente PrP^Sc nachweisen. Bei diesen Tests können viele Proben gleichzeitig untersucht werden und das Ergebnis liegt innerhalb von 8 Stunden vor (PRUSINER, 2005).

Bei positiven Ergebnissen in einem BSE-Schnelltest muss eine endgültige Bestätigung der TSE durch eine vom Internationalen Tierseuchenamt (OIE) zugelassene Diagnostikmethode beim nationalen Referenzlabor durchgeführt werden, auch wenn die Spezifität der Schnelltests als relativ hoch anzusehen ist und selten falsch positive Ergebnisse ermittelt werden. Für Deutschland übernimmt diese Aufgabe das Institut für neue und neuartige Tierseuchenerreger des Friedrich- Loeffler-Instituts, Standort Riems.

In der Regel werden der OIE-Immunoblot oder die Immunohistochemie durchgeführt. Beim OIE- Immunoblot wird nach mehreren Ultrazentrifugationen und einer Proteinase-K-Verdauung eine Detektion mittels Western Blot durchgeführt. Bei der Immunohistochemie erfolgt die Detektion des Prion-Proteins mit Hilfe von PrP-spezifischen Antikörpern, die im histologischen Hirnpräparat PrP^Sc–Ablagerungen in und auf Nervenzellen sichtbar machen.

Bei der histopathologischen Untersuchung und dem Nachweis der Vakuolisierung bestimmter Kernregionen in der Obexregion handelt es sich ebenso wie bei der elektronenmikroskopischen Darstellung der Scrapie-assoziierten Fibrillen um OIE zugelassene Methoden (GROSCHUP et al., 2002).

Auch bei zeitlich verzögerten Untersuchungen und beginnender Autolyse sind die Scrapie- assoziierten Fibrillen, im Gegensatz zu den anderen histopathologischen Befunden, noch darstellbar (SCOTT et al., 1992).

Safar und Prusiner entwickelten einen Test, bei dem Antikörper an spezifische Regionen der PrP binden, die aufgrund der Konformationsänderung entweder nur bei PrP^C oder nur bei PrP^Sc vorkommen, ohne dass zuvor Behandlungen mit Proteasen erfolgen müssen. Dieser konformationsabhängige Immunoassay (CDI) ist in Europa seit 2003 zugelassen. Es gelang den Wissenschaftlern mit dem CDI-Test der Nachweis von PrP^Sc im Blut von Nagetieren und von Menschen, so dass man annimmt, sich der Diagnostik am lebenden Rind weiter genähert zu haben (PRUSINER, 2005).

Die Sensitivität aller Testverfahren ist als relativ gering anzusehen. Erst kurz vor dem Auftreten klinischer Symptome können die bisher entwickelten diagnostischen Verfahren ein positives Ergebnis liefern. Negative Testergebnisse können somit nicht als Beweis für den Ausschluss einer Infektion mit BSE angesehen werden (vgl. BUNDESGESUNDHEITSBLATT, 2001; GROSCHUP et al, 2002, CONRATHS et al., 2002).

2.2.8. Differentialdiagnosen der BSE

Die differentialdiagnostisch wichtigsten Erkrankungen sind Stoffwechselstörungen wie Magnesiummangel, die nervöse Form der Ketose und die hypokalzämische Gebärparese oder Infektionskrankheiten wie Listeriose, Tollwut, Aujeszkysche Krankheit oder Vergiftungen und kompressive Rückenmarkserkrankungen (HÖRNLIMANN, 2001 b).

Des Weiteren sind noch Missbildungen, Neoplasien, Traumata, vaskuläre Störungen und andere degenerative Erkrankungen des zentralen Nervensystems zu nennen (HEIM et al., 1997).

2.2.9. Risikopotential tierischer Produkte

Bisher konnte nach oraler Applikation des BSE-Erregers keine Infektion von Schweinen, Geflügel oder Fischen beobachtet werden (EUROPÄISCHE KOMMISSION, 1999).

Im Rahmen der europäischen Überwachungsmaßnahmen wurde in Frankreich im Jahr 2002 bei einer Ziege BSE festgestellt. Fälle einer natürlichen Infektion von Lebensmittel liefernden Schafen mit BSE sind bisher nicht beobachtet worden. Analog zu den Schnelltests bei Rindern werden die kleinen Wiederkäuer auf BSE untersucht, allerdings werden die Untersuchung von Schafen und Ziegen, die älter als 18 Monate sind, stichprobenweise durchgeführt. Zum Schutz der Verbraucher werden bestimmte Gewebe der kleinen Wiederkäuer, ebenso bei den Rindern, bei der Schlachtung als spezifisches Risikomaterial entnommen und vernichtet (BMVEL, 2005).

TAYLOR et al. (1995) konnten experimentell keine Erreger der BSE in Kuhmilch nachweisen.

Anders als beim Fleisch kann eine Sekundärkontamination der Milch ausgeschlossen werden, da die Gewinnung vom lebenden Tier erfolgt.

Für eine Abschätzung des Risikopotentials sind Kenntnisse über das mögliche Vorkommen, den Gehalt und den Verbleib von BSE-Erregern in tierischen Materialien notwendig. Die Nutztierart, das Schlachtalter und mögliche Kontaminationsrisiken durch den Schlacht-, Zerlege- und Verarbeitungsprozess sind in eine Risikobewertung einzubeziehen. Der wissenschaftliche Lenkungsausschuss der Europäischen Kommission führte bereits 1997 die Kategorisierung von

„Risikomaterialien“ durch (vgl. Tabelle 2).

Tabelle 2: Einstufung der Infektiosität der Gewebe von Schafen, Ziegen und Rindern

Kategorie Schafe und Ziegen Rinder

Hohe Infektiosität Gehirn, Augen, Rückenmark,

Spinalganglien, Wirbelsäule, Milz, Lunge

Gehirn, Augen, Rückenmark,

Spinalganglien, Dura mater, Hypophyse, Schädel, Wirbelsäule, Lunge

Mittlere Infektiosität Darm, Tonsillen, Plazenta, Uterus, foetales Gewebe, Nebenniere,

Zerebrospinalflüssigkeit, Lymphknoten

Darm, Tonsillen, Milz, Plazenta, Uterus, foetales Gewebe, Nebenniere,

Zerebrospinalflüssigkeit, Lymphknoten Niedrige Infektiosität Leber, Pankreas, Thymus, Knochenmark, Röhrenknochen, Nasenschleimhaut,

periphere Nerven Nicht nachgewiesene

Infektiosität

Skelettmuskel, Herz, Niere, Kolostralmilch, Milch, bei der Zerlegung anfallendes Fett, Speicheldrüse, Speichel, Schilddrüse, Milchdrüse, Ovarien, Hoden, Nebenhoden, Knorpel, Bindegewebe, Haut, Haare, Blut, Fibrin, Serum, Harn, Gallenflüssigkeit, Kot

2.3. Epidemiologie

2.3.1. Epidemiologische Studien zur Ermittlung von Risikofaktoren

Epidemiologische Studien haben das Ziel die Verteilung von Krankheiten, physiologischer Variablen und sozialer Krankheitsfolgen sowie deren beeinflussende Faktoren zu untersuchen.

Nach der deskriptiven Epidemiologie, die das Auftreten einer Erkrankung beschreibt, folgt die analytische Epidemiologie, die den Zusammenhang zwischen Risikofaktoren und den Krankheits- bzw. Todesfällen darstellt und quantifiziert (KREIENBROCK und SCHACH, 2005).

2.3.1.1. Epidemiologische Fall-Kontroll-Studie

Bei dem Studientyp der Beobachtungsstudien wird, anders als bei den experimentellen Studien, kein Einfluss auf die Risikofaktoren genommen. Nach einer Datenerfassung werden vielmehr die Beziehungen zwischen Expositionen und Krankheit beobachtet und quantifiziert. Zur Datenerfassung stehen die Kohortenstudie, die Fall-Kontroll-Studie, und die Querschnittsstudie mit

ihren jeweiligen Vor- und Nachteilen zur Verfügung. Für die Betrachtung seltener Erkrankungen wie der BSE ist dabei besonders die Fall-Kontroll-Studie von Bedeutung.

Mit der Fall-Kontroll-Studie ist es möglich vorausgegangene Expositionen einer Gruppe von Erkrankten mit denen einer Gruppe von Nicht-Erkrankten zu vergleichen. Sowohl die Fälle als auch die Kontrollen müssen aus der gleichen Zielgesamtheit gewonnen werden, damit sie bezüglich begleitender Einflussfaktoren vergleichbar sind.

Schlussfolgerungen über die zeitliche Abfolge von Ursache und Wirkung werden retrospektiv getroffen (vgl. Abbildung 4).

Abbildung 4: Design der Fall-Kontroll-Studie (aus: KREIENBROCK und SCHACH, 2005)

Die Vorteile der Fall-Kontroll-Studien sind eine relativ kurze Studiendauer, relativ geringe Kosten und die Möglichkeit zur gleichzeitigen Ermittlung mehrerer Risikofaktoren.

Mangelnde Quantifizierungsmöglichkeiten von Risiken und die Schwierigkeit zur Bestimmung der Kausalität zwischen Risikofaktor und Krankheit gehören zu den Hauptproblemen der Fall-Kontroll- Studien. Weitere Nachteile dieses Studientyps sind die schwierige Rekrutierung vergleichbarer Fälle und Kontrollen, die Schwierigkeit der Ausschaltung von Verzerrungen im Verlauf der Datenerhebung und Probleme bei einer Expositionserfassung, die unter Umständen mehrere Jahre zurückliegt.

exponiert n 11

nicht exponiert n 10

Fälle (krank)

exponiert n 01

nicht exponiert n 00

Kontrollen (gesund) Studienpopulation

n

Bei so genannten gematchten Fall-Kontroll-Studien wird die Verteilung von Störvariablen so ausgewählt, dass zwischen den Fällen und den Kontrollen hinsichtlich dieser Matchingvariablen kein Unterschied besteht. Man unterscheidet ein individuelles Matching von einem Häufigkeitsmatching. Bei einem individuellen Matching wird einem Fall eine oder mehr Kontrollen zugeordnet, die hinsichtlich einer oder mehrerer Störvariablen ausgewählt wurden. Bei einem Häufigkeitsmatching werden keine Paare gebildet, sondern die prozentuale Verteilung von einer oder mehrerer Störvariablen in der Gruppe der Kontrollen gleicht der prozentualen Verteilung der Störvariablen der Fälle (ROTHMAN und GREENLAND, 1998; KREIENBROCK und SCHACH, 2005).

2.3.1.2. Fragebögen als Untersuchungsinstrument

Die Fragebögen als Untersuchungsinstrument bilden eine Hauptstütze der epidemiologischen Datenerhebung und müssen vor einer Erhebung wie jedes andere diagnostische Untersuchungsinstrument validiert werden. Da die Angaben einer Umfrage entweder von einer Testperson oder von einem geschulten Interviewer protokolliert werden können, muss in der Entwicklung der Fragen auf die Verständlichkeit in einem unterschiedlichen Maß geachtet werden.

Die Beantwortung kurzer und einfacher Fragen benötigt keinen geschulten Interviewer, so dass eine persönliche Abgabe oder ein Verschicken des Fragebogens möglich ist. Geringere Kosten und erhöhte Datenqualität durch anonyme Bearbeitung sind die Vorteile der Versandbefragungen.

Komplexe oder verschachtelte Fragen sollten entweder in einem persönlichen Gespräch oder bei einem Telefonat von einem Interviewer gestellt werden, um Verständnisschwierigkeiten und somit einer fehlerhaften Beantwortung vorzubeugen (ROTHMAN und GREENLAND, 1998).

2.3.2. Epidemiologische Situation der BSE in Deutschland

Im Jahr 1992 wurde in Deutschland erstmals ein Fall von BSE bei einem importierten Rind diagnostiziert. Bei einem in Deutschland geborenen Rind wurde erstmalig am 26. November 2000

BSE nachgewiesen. Insgesamt wurden bei in Deutschland geborenen Rindern in Deutschland bislang (Stand: 19. Dezember 2005) 388 BSE-Fälle amtlich bestätigt (vgl. Tabelle 3).

Nach geltendem Europäischem Recht müssen alle über 30 Monate alten Rinder, die normalgeschlachtet und alle Rinder über 24 Monate, die verendet, getötet, krank- oder notgeschlachtet worden sind, mittels eines Schnelltests auf BSE untersucht werden. Zur Stärkung des Vertrauens der Verbraucher in Fleischprodukte werden in Deutschland zusätzlich alle für den menschlichen Verzehr geschlachteten Rinder, die älter als 24 Monate sind, auf BSE untersucht.

Einige Vermarkter führen sogar freiwillig bei allen geschlachteten Rindern, unabhängig vom Alter der Tiere, Schnelltests durch.

Tabelle 3: Bestätigte BSE-Fälle in Deutschland nach Bundesländern (Stand: 19. Dezember 2005; Quelle:

BMELV, 2005a)

Bestätigte BSE-Fälle nach Bundesländern Anzahl Bundesland

2000 2001 2002 2003 2004 2005

Gesamt

Baden-Württemberg 0 12 11 9 6 5 43

Bayern 5 59 27 21 21 7 140

Berlin 0 0 0 0 0 0 0

Brandenburg 0 3 4 3 3 3 16

Bremen 0 0 0 0 0 0 0

Hamburg 0 0 0 0 0 0 0

Hessen 0 3 2 2 2 2 11

Mecklenburg-Vorpommern 0 2 4 0 3 2 11

Niedersachsen 1 17 27 7 14 2 68

Nordrhein-Westfalen 0 2 2 4 8 4 20

Rheinland-Pfalz 0 4 6 0 2 1 13

Saarland 0 1 0 0 0 0 1

Sachsen 0 4 4 3 2 2 15

Sachsen-Anhalt 0 4 4 1 1 0 10

Schleswig-Holstein 1 12 14 1 1 3 32

Thüringen 0 2 1 3 2 0 8

Deutschland insgesamt 7 125 106 54 65 31 388

Die meisten BSE-Fälle wurden bisher in Bayern festgestellt. In den Bundesländern Niedersachsen, Baden-Württemberg und Schleswig-Holstein konnten ebenfalls viele positive Fälle nachgewiesen werden. In Berlin, Bremen und Hamburg wurde bisher noch kein positiver Befund festgestellt (vgl.

Tabelle 3).

Die überwiegende Anzahl von BSE-Tieren waren zum Diagnosezeitpunkt zwischen vier und sechs Jahre alt (vgl. Abbildung 5). Das durchschnittliche Alter der bisher in Deutschland diagnostizierten BSE-Tiere liegt bei ca. sechs Jahren (Mittelwert = 5,98), wobei nur acht Tiere jünger als vier Jahre waren. Der Median der Altersverteilung liegt mit 5,8 Jahren nahe beim Mittelwert. 10% der Tiere sind älter als 7,7 Jahre und 5% der Tiere sind älter als 8,4 Jahre geworden (Variationskoeffizient = 24,2%).

0 5 10 15 20 25 30 35

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Lebensjahr

Anteil BSE-Fälle %

Abbildung 5: Altersverteilung der BSE- Fälle in Deutschland (Stand: 31. Dezember 2005; Quelle: BMELV, 2005a)

Den positiven Diagnosen stehen im Zeitraum vom Januar 2001 bis zum November 2005 12 915 214 Rinder gegenüber, die in Deutschland auf BSE untersucht wurden (Quelle: BMELV, 2005 persönliche Mitteilung). Hieraus ergibt sich insgesamt ein Anteil von 2,94 Fällen pro 100 000 mittels Schnelltest überprüfter Tiere.

41% der positiv getesteten Tiere befanden sich während der gesamten Untersuchungsperiode in der Gruppe der verendeten Rinder. In derselben Gruppe befanden sich auch die meisten Tiere, von denen keine Untersuchungen der benötigten Hirnregion durchgeführt werden konnten. 40% der BSE-Fälle befanden sich von 2001 bis 2005 in der Gruppe der gesund geschlachteten Rinder (vgl.

Tabelle 4).

Tabelle 4: BSE-Tests in Deutschland nach getesteten Zielgruppen (Stand: 19. Dezember 2005; Quelle: BMELV, 2005b)

Zielgruppe

Anzahl der untersuchten

Rinder

Anzahl der Untersuchungen

Nicht untersuchbar⁵⁾

Positiv

6) % ¹⁾ % ²⁾

verendete Tiere 1 183 952 924 230 2 694 155 41 0,0131 Notgeschlachtete /

krankgeschlachtete Tiere 43 581 35 335 8 21 6 0,0482 Tiere mit klinischen

BSE-Erscheinungen 377 216 0 11 3 2,9178

Gesund geschlachtete Tiere 11 667 009 9 073 992 262 152 40 0,0013 Getötete Tiere im Rahmen

der BSE-Ausmerzung - Bestandstötung³⁾ sowie Kohortentötung⁴⁾

14 980 6 031 0 10 3 0,0668

Verdachtsfälle zur Bestätigung durch

Laboruntersuchung 5 315 5 178 2 31 8 0,5833

Gesamt 12 915 214 10 044 982 2 966 380 100 0,0029

1) % im Verhältnis zu der Gesamtzahl der positiven Fälle

2) % im Verhältnis zu der Gesamtzahl der in der jeweiligen Zielgruppe untersuchten Rinder

3) wurde nur in der Zeit bis 22.05.2001 angewendet; seither nur noch Kohortentötung

4) wird erst seit 22.05.2001 bei BSE-Fällen in Betrieben angewendet

5) Daten nur für die Jahre 2004 und 2005

6) ohne die BSE-Fälle im Jahr 2000 und Dezember 2005

Bei der Betrachtung der Anzahl der BSE-Fälle der verschiedenen Bundesländer (vgl. Tabelle 3) und der Anzahl der durchgeführten BSE-Schnelltests fällt auf, dass die meisten Fälle pro 100 000 Schnelltests in Sachsen-Anhalt auftreten. Die Bundesländer Bayern, Niedersachsen und Schleswig-

Holstein, die bisher die meisten BSE-Fälle zu verzeichnen hatten, unterscheiden sich bezogen auf die Anzahl der durchgeführten BSE-Schnelltests nicht mehr von den anderen Bundesländern (vgl.

Abbildung 6; Tabelle 5).

0 2 4 6 8 10 12

Schles

wig-Holstein

Meckl

enburg-Vorpomme rn

Niede rsachen

Sachsen-Anhalt Brandenbur

g

Nordrhein- Westfalen

Rheinland-Pfalz Hessen

Thüringe n

Sachsen

Baden-Württem berg

Bayern

BSE-Fälle pro 100 000 Schnelltests

Abbildung 6: BSE-Fälle pro 100 000 Schnelltests in Deutschland nach Bundesländern (nur Bundesländer mit zehn oder mehr Fällen; Stand: 27. Dezember 2005; Quelle: BMELV, 2005a ; 2005 persönliche Mitteilung)

Da es sich bei der BSE um eine Erkrankung mit einer langen Inkubationszeit handelt und in Deutschland das Schlachtalter für Mastrinder unterhalb dieser Inkubationszeit liegt, werden für das Verhältnis der BSE-Fälle zur Rinderdichte nur die Anzahl der Milchkühe betrachtet. Hinsichtlich der Anzahl der BSE-Fälle pro 100 000 Milchrinder können zwischen den einzelnen Bundesländern keine deutlichen Diskrepanzen festgestellt werden (siehe Tabelle 5).

Tabelle 5: Anzahl der BSE-Fälle pro 100 000 Schnelltests bzw. pro 100 000 Milchrinder - nach Bundesländern – für die Jahre 2000 bis November 2005

BSE-Fälle BSE-

Schnelltests¹⁾ Milchvieh ²⁾ Bundesland

Anzahl Anzahl

BSE-Fälle pro 100 000

Schnelltests Anzahl Tiere

BSE-Fälle pro 100 000 Milchrinder Baden-Württemberg 44 2 165 653 2,03 418 225 10,52

Bayern 140 3 758 784 3,72 1 401 594 9,99

Berlin 0 407 0 134 0

Brandenburg 16 269 045 5,95 189 597 8,44

Bremen 0 278 279 0 3 254 0

Hamburg 0 14 576 0 1 190 0

Hessen 11 178 281 6,17 168 465 6,53

Mecklenburg-Vorpommern 11 583 493 1,89 190 103 5,79

Niedersachen 68 1 511 132 4,5 762 780 8,91

Nordrhein-Westfalen 20 1 626 521 1,23 404 110 4,95

Rheinland-Pfalz 13 361 234 3,6 131 903 9,86

Saarland 1 19 685 5,08 15 611 6,41

Sachsen 15 222 858 6,73 215 358 6,97

Sachsen-Anhalt 10 90 260 11,08 149 259 6,70

Schleswig-Holstein 32 1 522 020 2,1 362 145 8,84

Thüringen 8 313 676 2,55 134 859 5,93

Gesamt 389 12 915 904 3,01 4 548 587 8,55

1) Quelle: BMELV, persönliche Mitteilung

2) Angaben aus dem Jahr 2001 (Quelle: EASYSTAT, 2003)

2.3.3. Epidemiologische Situation der BSE in anderen Ländern

Die erste histologische BSE-Diagnose wurde 1986 in Großbritannien (184 296¹ Fälle) gestellt. In den folgenden zwei Jahren wurden BSE-Fälle ausschließlich im Vereinigten Königreich nachgewiesen, bis im Jahre 1989 BSE bei einem in Irland (1 544¹ Fälle) geborenem Rind festgestellt wurde. 1990 folgte die Schweiz (459¹ Fälle) und 1991 wurde in Frankreich (945^1,2 Fälle)

1 Anzahl BSE-Fälle je Land bis Stichtag: 13. Dezember 2005 – exkl. importierter Fälle

das erste Mal BSE nachgewiesen. Mittlerweile sind BSE-Nachweise in Österreich (2¹ Fälle), Belgien (130¹ Fälle), Kanada (4¹ Fälle), Tschechien (22¹ Fälle), Dänemark (13^1,2 Fälle), Finnland (1^1,2 Fälle), Griechenland (1^1,2 Fälle), Israel (1¹ Fälle), Italien (125¹ Fälle), Japan (20¹ Fälle), Liechtenstein (2^1,2 Fälle), Luxemburg (3¹ Fälle), Niederlande (77^1,2 Fälle), Polen (35¹ Fälle), Portugal (951¹ Fälle), Slowakei (20^1,2 Fälle), Slowenien (6¹ Fälle), Spanien (590¹ Fälle) und USA (1¹ Fälle) bei nicht importierten Rindern erfolgt (vgl. OIE, 2005; BFAV, 2002).

Abbildung 7: Chronologie des Auftretens von BSE – international (Quelle: Daten: OIE, 2005; Abbildung:

BVET, 2005, modifiziert)

Im internationalen Vergleich muss man BSE-Fälle über die Art der Diagnose voneinander abgrenzen. So wird z.B. in Deutschland mittels Schnelltests und gegebenenfalls weiterer labordiagnostischer Methoden am geschlachteten, klinisch unauffälligen, über 24 Monate alten Tier eine Diagnose gestellt. Die so erkannten Tiere gelten als BSE-Fälle. In England galten dagegen lange ausschließlich nur klinisch auffällige Tiere als BSE-Fälle und erst mit der Umsetzung der Richtlinie der EU (EG) Nr. 999/2001 ab Mitte 2001 werden auch im Vereinigten Königreich Schnelltests durchgeführt (DEFRA, 2005a).

Im Jahr 1998 hat der wissenschaftliche Lenkungsausschuss der EU begonnen, verschiedene Länder hinsichtlich des Geographischen BSE Risikos (GBR) in Kategorien einzuteilen. Zur Beurteilung der Infektion der einheimischen Rinder wurden und werden Importrichtlinien und geltende

2 Daten für das Jahr 2005 fehlen

Österreich Italien Tschechien Griechenland Slowakei Japan Slowenien

1986 BSE in GB

Irland Schweiz

Frankreich

Dänemark Spanien Deutschland Holland

Belgien Luxemburg

Liechtenstein

Kanada

Israel

Polen USA

Portugal

1991

1989 1990 1994 1997 1998 2001 2003 2005

Bekämpfungs- und Überwachungsmaßnahmen berücksichtigt, um einen Import des BSE-Agens und eine mögliche Rezyklierung einschätzen zu können (EU - SSC, 2000).

Die beurteilten Länder wurden in vier Kategorien (GBR-Level) eingeteilt (EU -SSC, 2001):

- Kategorie I: Länder, bei denen das Auftreten von BSE als sehr unwahrscheinlich gilt (Argentinien, Australien, Botswana, Brasilien, Chile, Costa Rica, El Salvador, Namibia,

Nicaragua, Norwegen, Neuseeland, Panama, Paraguay, Singapur, Swaziland, Uruguay)

- Kategorie II: Länder, bei denen BSE unwahrscheinlich, aber nicht ausgeschlossen ist (Finnland, Kanada, Kolumbien, Indien, Kenia, Mauritius, Nigeria, Österreich, Pakistan, Schweden, Slowenien, USA)

- Kategorie III: Länder, die BSE-Fälle auf einem niedrigen Level bestätigt haben und Länder, die zwar keine Fälle gemeldet haben, in denen aber die Wahrscheinlichkeit groß ist, dass BSE vorkommt (Albanien, Belgien, Dänemark, Deutschland, Estland, Frankreich, Irland, Italien, Litauen, Luxemburg, Niederlande, Polen, Schweiz, Slowakei, Spanien, Tschechien, Ungarn, Zypern, Rumänien)

- Kategorie IV: Länder, in denen eine höhere Anzahl von BSE-Fällen bestätigt ist (Portugal, Vereinigtes Königreich)

Diese Bewertung, die im Wesentlichen Informationen bis zum Jahr 2000 eingeschlossen hat, hat sich trotz der durchaus als gering einzustufenden Wissensbasis in jener Zeit als weitestgehend zutreffend herausgestellt.

2.3.4. Untersuchungen zu Risikofaktoren der BSE in verschiedenen Ländern

Seit dem Auftreten der ersten BSE-Fälle im Vereinigten Königreich hat sich eine große Menge von Publikationen mit dem Entstehen und den Risiken der BSE beschäftigt. Ein umfassendes

Kompendium zu TSE-Erkrankungen im Allgemeinen geben HÖRNLIMANN, RIESNER und KRETZSCHMAR (2001). Dagegen ist das Wissen über die Risikofaktoren der BSE durchaus eingeschränkt, vor allem auch vor dem Hintergrund, dass, außer im Vereinigten Königreich, die Anzahl der in den einzelnen Ländern aufgetretenen Fälle relativ gering war und daher die Möglichkeit zur Durchführung systematischer analytischer epidemiologischer Studien zur Identifikation von Risikofaktoren eingeschränkt ist. Im Folgenden soll daher eine kurze Aufstellung bekannter Ergebnisse zu Risikofaktoren der BSE aus einzelnen Ländern (in Europa) erfolgen.

Hierbei wird unterschieden, ob diese Ergebnisse eher aus grundsätzlichen Erwägungen oder Modellrechnungen abgeleitet wurden bzw. ob diesen Ergebnissen eigenständige analytische epidemiologische Studien zu Grunde liegen.

Im Vereinigten Königreich betrachteten WILESMITH et al. (1988) und BRADLEY und WILESMITH (1993) die Verteilung von Risikofaktoren in der Fallpopulation. Zudem führten WILESMITH et al. (1991) eine Analyse zur quantitativ epidemiologischen Deskription der BSE durch. Sie konzipierten ein Simulationsmodell, um zu untersuchen, seit wann und wie lange innerhalb der Rinderpopulation eine Exposition gegenüber dem infektiösen Agens bestand.

SCHREUDER et al. und GROSCHUP et al. (1997) betrachteten vor dem Hintergrund der zum damaligen Zeitpunkt primär von Großbritannien ausgehenden Erkrankung im Rahmen einer quantitativen Risikoanalyse die Möglichkeit der Übertragung in andere Länder der Europäischen Gemeinschaft. PAISLEY und HOSTRUP-PEDERSEN (2004) führten anhand der bis dahin sieben aufgetretenen Fälle in Dänemark grundsätzliche Überlegungen im Rahmen einer qualitativen Risikoanalyse durch und stellten erste Simulationsberechnungen mit potentiellen Risikopfaden auf.

HÖRNLIMANN et al. (1994) führten insbesondere für die Schweiz eine Risikoeinschätzung für die Einschleppung von BSE durch Analyse statistischer Daten zum internationalen Handel durch. Die Arbeitsgruppe um DOHERR et al. (2002) betrachtete die BSE-Fälle in der Schweiz vor dem Hintergrund spezieller geographischer Häufungen. ABRIAL et al. (2005) führten in Frankreich mithilfe von vorhandenen Daten aus dem BSE-Monitoring eine nach Regionen differenzierte Risikobetrachtung durch.

Für Deutschland verwendeten OBERTHÜR et al. (2001) ein mathematisches Infektionsmodell zur Ermittlung der Reproduktionszahl für eine Risikoeinschätzung über die Rezyklierung von BSE-