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Institut für bakterielle Infektionen und Zoonosen (IBIZ)

Nationales Referenzlabor für Q-Fieber

Unter der Bezeichnung Q-Fieber (Coxiellose) werden Infektionen mit dem Bakterium Coxiella burnetii verstanden. Die Krankheitserscheinungen beim Tier sind meistens gering. Seine Hauptbedeutung hat der Erreger als Auslöser vom Unfruchtbarkeit und Aborten beim Wiederkäuer sowie als Zoonoseerreger. Beim Menschen verursacht der Q-Fieber-Erreger grippenähnliche Erkrankungen, wodurch möglicherweise nicht alle Fälle entdeckt werden. Die Anzahl der gemeldeten humanen Q-Fieber-Fälle schwankt von Jahr zu Jahr. Das Reservoir für Coxiellen ist in erster Linie bei den Wiederkäuern zu suchen. Hier verursacht der Erreger vor allem Aborte. Während der Geburt werden große Mengen von Coxiellen ausgeschieden. Der Erreger wird des Weiteren auch über Milch, Kot und Urin ausgeschieden. Die Übertragung der Coxiellen erfolgt aerogen via Aerosol oder infiziertem Staub. Ein weiteres Reservoir für C. burnetii sind infizierte Zecken (Naturherde). Landwirte, Schäfer, Schafscherer sowie Tierärzte gehören zu dem besonders gefährdeten Personenkreis. Infektionen können aber auch entlang der Triebwege von Schafen auftreten. Ein Verdacht auf eine Q-Fieber-Infektion im Bestand besteht, wenn serologische oder milchserologische Untersuchungsergebnisse insbesondere im Zusammenhang mit einem klinischen Verdacht auf das Vorhandensein des Erregers hinweisen.

Zu den Aufgaben des Nationalen Referenzlabors für Q-Fieber gehören:

  • Beteiligung an nationalen und internationalen Arbeitsgruppen und Forschungsprojekten
  • Forschungsarbeit zur Weiterentwicklung und Standardisierung der Q-Fieber-Diagnostik sowie zu Fragen der Pathogenese, Immunisierung und Epidemiologie
  • Erhebung und Analyse epidemiologischer Daten
  • Training in diagnostischen Methoden
  • Koordinierung wiss. Studien mit anderen Laboratorien
  • Publizieren und Verbreitung von Informationen
  • Zellkultureller Erregernachweis
  • Genomnachweis mittels konventioneller PCR und Real-Time-PCR
  • Serologischer Erregernachweis (ELISA)
  • Verordnung über meldepflichtige Tierkrankheiten in der jeweils geltenden Fassung

Stärkung der Zusammenarbeit mit Ägypten im Bereich der Biosicherheit 
Neubauer, H., Parvizi, O., Mayada Gwida, Mertens, K., Henning, K.

In Zusammenarbeit mit dem Department of Hygiene and Zoonoses, Faculty of Veterinary Medicine, Mansoura University, Mansoura, Ägypten.

Ziel des Projektes ist, ägyptische Partnereinrichtungen in die Lage zu versetzen, alle notwendigen diagnostischen Maßnahmen zur ausreichenden Krankheitsüberwachung durchführen zu können. Dazu sollen alle im Projekt geplanten Erstuntersuchungen in Ägypten durchgeführt werden. Die erzielten Ergebnisse sollen mit den später am FLI gewonnenen Resultaten verglichen werden. Dies dient einer Evaluierung der Leistungsfähigkeit der ägyptischen Labore. In einem Vorgängerprojekt wurden Daten zur Prävalenz der Erkrankungen bei landwirtschaftlichen Nutztieren im Nildelta gewonnen. Dort ist ein Großteil der intensiven Nutztierhaltung konzentriert. Diese Untersuchungen sollen im beantragten Projekt auf weitere Teile Ägyptens, auf Importtiere und auf bestimmte Wildtierarten ausgedehnt werden, um die Frage nach den möglichen Eintragungswegen bzw. Infektionsquellen besser beantworten zu können. Des Weiteren sollen humanmedizinische Einrichtungen involviert werden, um die entsprechenden Daten auch vom Menschen zu erhalten. Diese Arbeiten erfolgen in Zusammenarbeit mit dem Department of Hygiene and Zoonoses, Faculty of Veterinary Medicine, Mansoura University, Mansoura, Ägypten.

Inaktivierung von Coxiella burnetii bei der Kurzzeiterhitzung von Milch 
Henning, K., Wittwer, M., Mertens, K. und Hammer, P.

Coxiella burnetii, ein Gram-negatives und natürlich obligat intrazelluläres Bakterium, ist das ätiologische Agens von akutem und chronischem Q (query) Fieber beim Menschen. Wiederkäuer bilden das Reservoir für den Erreger, der in erster Linie über die Geburtsprodukte, aber auch über die Milch ausgeschieden wird. Die Seroprävalenz von C. burnetii beträgt in Rinderherden bis zu 79 %. Beim Rind ist häufig die primäre Manifestation die Infektion im Drüsenparenchym des Euters. Der Erreger wird über Monate mit der Milch ausgeschieden. Die Bedingungen für die Pasteurisierung der Milch sind auf der Basis vieler Versuchsreihen in den 1950-60iger Jahren festgelegt worden. Im Codex Alimentarius ist dazu heute festgeschrieben, dass das Verfahren zu einer Reduktion um 5 log-Stufen (99,999 %) von C. burnetii führen muss. Vor diesem Hintergrund ist es sinnvoll, mit modernen Erhitzungsverfahren und entsprechenden Nachweismethoden zu prüfen, inwieweit diese Anforderungen noch zeitgemäß sind. Forschungsziel ist somit die Ermittlung reaktionskinetischer Daten für die Inaktivierung von C. burnetii bei der Kurzzeiterhitzung von Milch sowie ggf. die Bestimmung der molekulargenetischen Grundlagen der Hitzeresistenz.


Interdisziplinäres Deutsches Q-Fieber Forschungsprogramm Q-GAPS (Q fever - GermAn Interdisciplinary Program for reSearch) – Untersuchungen zur Aufnahme und Organverteilung des Q-Fieber-Erregers Coxiella burnetii bei Zecken und deren mögliche Auswirkung auf die Virulenz des Erregers 
Mertens, K. und Henning, K.

Die Übertragung von Coxiella burnetii erfolgt in erster Linie via Aerosol. Die Infektionen gehen in den meisten Fällen von Herden kleiner Wiederkäuer, d.h. Schafen und Ziegen, aus, die in der Nähe von Siedlungen weiden. Möglicherweise ist dieses aber nicht der einzige Weg, den für eine Reihe von Zecken-Spezies wurde ihre Kompetenz als Vektoren nachgewiesen. Daher soll zur Abklärung der Rolle der Zecken als Vektoren für das Q-Fieber ein Modell zur artifiziellen Fütterung der Zecken mit infiziertem Blut entwickelt werden. Die Aufnahme des Erregers, die Verteilung in den Organen der Zecken sowie die Ausscheidung werden hierbei untersucht. Des Weiteren wird mittels spezieller Methoden untersucht, ob hierbei eine Änderung der Virulenz der Erreger stattfindet. Insgesamt soll mit diesen Untersuchungen geklärt werden, inwieweit die in der Literatur postulierte Übertragung über den Speichel der Zecke für die Epidemiologie des Q-Fiebers eine Rolle spielt.


Verbundprojekt „Sichere Diagnostik zur Bekämpfung zoonotischer Erreger“ Akronym BruCox, Verbundprojekt mit Fa. fzmb und Fa. Senova
Mertens, K. und Melzer, F. 

Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung spezifischer und sensitiver pen-side-tests/point of care tests für den mobilen Einsatz als Diagnostikverfahren für zoonotische Erreger. Dabei stehen die gesundheitlich und wirtschaftlich relevanten Erreger des Q-Fiebers und der Brucellose im Fokus. Jährlich auftretende kleinere Q-Fieber Ausbrüche in Schafen und Ziegen sowie mehrere Brucellose-Verdachtsfälle bei Wild- und Hausschweinen haben enorme wirtschaftliche Folgen und wirken sich negativ auf den globalen Handel aus. Die wirtschaftlichen Folgen im Falle von humanen Infektionen mit diesen Erregern und deren möglichen Langzeitfolgen, sind nur schwer abzuschätzen. Das Ziel ist es, anhand mobiler Diagnostikverfahren vor Ort und am Tier den Erreger nachzuweisen und somit das Erregerreservoir zu eliminieren und eine weitere Erregerausbreitung zu verhindern. Hierfür sollen monoklonale Antikörper eingesetzt werden, die spezifisch für bakteriellen Proteine (ORFeome) sind und bei der Wirts-Pathogen-Interaktion (Transkriptome) eine wichtige Rolle spielen. Die hier entwickelten Testsysteme können, durch ihren mobilen vor-Ort-Einsatz, zu einer besseren Überwachung und Bekämpfung beider Erreger beitragen.


Projekt: „Identifizierung von C. burnetii immundominanten Proteinen und Epitopen zur Entwicklung neuer Q-Fieber-Diagnostik in kleinen Wiederkäuern“
Gerlach C., Mertens K.

Die veterinäre Q-Fieberdiagnostik weist einige Defizite auf, die zusammen mit dem oft symptomlosen Ausscheiden der Erreger zu regelmäßigen Q-Fieberausbrüchen bei Menschen führt. Ein hauptsächliches Problem der Diagnostik ist das Vorkommen von serologisch negativen Ausscheidern. Die aktuelle Serologie basiert auf Ganzzellantigen, welche somit eine Fülle an konservierten Proteinen, zugleich jedoch keine gut definierten und reproduzierbaren Epitope enthält, wodurch Testsensitivität und -spezifität beeinträchtigt werden. 

Das Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung eines Epitop-Peptidarrays für eine sensitivere und spezifischere Detektion von Q-Fieber infizierten Wiederkäuern. Zu diesem Zweck werden C. burnetii immundominante Proteine zum einen aus der Literatur aufgrund der Anzahl an Studien und analysierten Seren ausgewählt. Zum anderen werden Antigene mittels Proteomstudien und der Verwendung von Feldseren Q-Fieber infizierter Tiere identifiziert. Von diesen immunogenen Proteinen werden anschließend B-Zellepitope in silico vorhergesagt und dann selektiert nach Aminosäuresequenz-Identität innerhalb der Spezies sowie ausreichendem Polymorphismus zu nahverwandten Pathogenen. Die ausgewählten Peptide werden schließlich durch ELISAs mit Wiederkäuer-Feldseren auf eine sensitive Erkennung von Q-Fieber in Abwesenheit von Kreuzreaktionen überprüft.