NR AWWK
AU Wells,G.A.H.; Konold,T.; Arnold,M.E.; Austin,A.R.; Hawkins,S.A.C.; Stack,M.; Simmons,M.M.; Lee,Y.H.; Gavier-Widen,D.; Dawson,M.; Wilesmith,J.W.
TI Bovine spongiform encephalopathy: the effect of oral exposure dose on attack rate and incubation period in cattle.
QU Journal of General Virology 2007 Apr; 88(4): 1363-73
PT journal article; research support, non-u.s. gov't
AB The dose-response of cattle exposed to the bovine spongiform encephalopathy (BSE) agent is an important component of modelling exposure risks for animals and humans and thereby, the modulation of surveillance and control strategies for BSE. In two experiments calves were dosed orally with a range of amounts of a pool of brainstems from BSE-affected cattle. Infectivity in the pool was determined by end-point titration in mice. Recipient cattle were monitored for clinical disease and, from the incidence of pathologically confirmed cases and their incubation periods (IPs), the attack rate and IP distribution according to dose were estimated. The dose at which 50 % of cattle would be clinically affected was estimated at 0.20 g brain material used in the experiment, with 95 % confidence intervals of 0.04-1.00 g. The IP was highly variable across all dose groups and followed a log-normal distribution, with decreasing mean as dose increased. There was no evidence of a threshold dose at which the probability of infection became vanishingly small, with 1/15 (7 %) of animals affected at the lowest dose (1 mg).
IN
Aus den Hirnstämmen von 71 im Jahr 1991 getöteten und histopathologisch als BSE-positiv diagnostizierten britischen Rindern wurde ein unverdünntes Homogenat mit dem brain pool code BBP1/92 hergestellt. Als Empfängertiere wurden 1991 für ein erstes Titrations-Experiment aus 12 BSE-freien Herden 40 kastrierte Kälber (20 Schwarzbunte oder Holstein Friesian, 20 Schwarzbunt-Mischlinge sowie ein Mischling aus Aberdeen Angus und Jersey) gesammelt, die nie Kraftfutter erhalten hatten. Jeweils 10 Kälber wurden im Alter von 4-6 Monaten mit jeweils 1, 10 oder 100 g oder mit 3 mal 100 Gramm (an drei Tagen) oral inokuliert. Ein mit 10 g inokulierter Jungochse musste 14 Monate nach der Inokulation wegen eines Magengeschwürs und einer Bauchfellentzündung getötet werden. Ansonsten wurden die bis dahin noch nicht erkrankten Ochsen nach 110 Monaten getötet, aber bei diesen 5 nicht erkrankten Ochsen ließ sich auch histopathologisch und immunhistochemisch keine BSE-Infektion nachweisen. Insgesamt erkrankten alle 20 einmal oder dreimal mit je 100 g Hirnhomogenat inokulierten Rinder, während von den mit 1 oder 10 g inokulierten Rindern nur jeweils 7 erkrankten. Mit abnehmender Dosis nahm die durchschnittliche Inkubationszeit leicht zu.
Für eine Ausdehnung des Experiments in Richtung geringerer Dosen wurden 1997 aus 13 BSE-freien Herden weitere 60 kastrierte Schwarzbunt-Kälber gekauft. Diesmal wurden 4 Gruppen von durchschnittlich 4,7 Monate alten Kälbern mit 1, 10, 100 oder 1000 mg des Inokulates BBP1/92 oral inokuliert. Dabei wurden die Volumina der kleineren Dosen mit physiologischer Salzlösung auf jeweils 10 ml eingestellt. Fünf Kälber erhielten jeweils 1 g, während mit den niedrigeren Dosen jeweils 15 Kälber inokuliert wurden. Insgesamt 7 Empfängertiere mussten wegen anderer Krankheiten vorzeitig getötet werden und erwiesen sich laut Histopathologie, Immunhistochemie und Western blot (Prionics Schnelltest) als BSE-negativ. Das Experimenent wurde noch nicht beendet, aber zum Zeitpunkt der Publikation waren bereits 3 mit je 1 g oral inokulierte, 7 mit je 100 mg oral inokulierte Rinder sowie je ein mit 1 mg bzw. 10 mg oral inokuliertes Rind an BSE erkrankt. Dabei war die Inkubationszeit des mit nur 10 mg gefütterten BSE-Rindes mit 56 Monaten kürzer als die Inkubationszeiten der drei mit je 1 g gefütterten Empfängertiere. Sogar bei dem mit nur 1 mg Hirnhomogenat gefütterten Rind war die Inkubationszeit mit nur 68 Monaten kürzer als die Inkubationszeiten einiger mit 100 mg oder 1 g Hirnhomogenat gefütterten Rinder. Selbst 1 mg scheint daher bei oraler Inokulation noch recht weit von einer minimalen Dosis entfernt zu sein, falls es eine solche überhaupt gibt. Als Negativkontrollen wurden ab der 14. Woche 10 nicht inokulierte Rinder mit den inokulierten gemeinsam gehalten, von denen offenbar keines an BSE erkrankte und 5 zum Zeitpunkt der Publikation noch lebten.
Generell entwickelten die infizierten Tiere zunächst ein auffälliges Verhalten sowie Wahrnehmungsstörungen und erst später abnorme Muskelaktivitäten, Haltungen und Bewegungsstörungen. Die Autoren unterschieden aufgrund dessen 3 klinische Stadien, die meistens nach einander durchlaufen wurden. Es gab aber auch Fälle, in denen infizierte Tiere das mittlere Stadium übersprangen oder wo nach dem ersten oder zweiten klinischen Stadium einer möglichen oder wahrscheinlichen BSE-Erkrankung eine Besserung eintrat und die Tiere letztlich doch nicht an BSE erkrankten. Selbstverständlich wissen die Autoren nicht, ob sie nur scheinbar für BSE sprechende Symptome oder tatsächlich Erholungen von BSE-Infektionen beobachteten.
Insgesamt stellten die Autoren in der Summe beider Experimente eine Zunahme der Infekionswahrscheinlichkeit bei zunehmender Dosis sowie eine fast lineare Abnahme der Inkubationszeit umgekehrt proportional zum Logarithmus der Dosis fest. Dabei fanden sie allerdings eine große Variabilität der Inkubationszeiten. Sie fanden folgende Inkubationszeiten in Abhängigkeit von der Dosis:
Dosis: Erkrankungen Inkubationszeiten mittlere Inkubationszeit
3 x 100 g 10/10 33-45 Monate 37 Monate
100 g 10/10 31-60 Monate 44 Monate
10 g 7/9 41-72 Monate 53 Monate
1 g 10/14 45-73 Monate 60 Monate
100 mg 7/15 53-98 Monate 72 Monate
10 mg 1/15 56 Monate
1 mg 1/15 68 Monate
Mit Ausnahme der 2006 diagnostizierten BSE-Fälle müssten demnach die deutschen BSE-Rinder infektiöses Material aufgenommen haben, das im Durchschnitt einer einmaligen Dosis von 100 mg bis 1 g Hirnhomogenat für etwa viereinhalb Monate alte Schwarzbunt-Kälber entsprach.
Anzeichen für die Existenz einer minimal erforderlichen Dosis oder einen entsprechenden Schwellenwert fanden sie nicht, aber als LD50 errechneten sie aus beiden Experimenten eine Dosis von maximal 200 mg Hirnhomogenat. Aufgrund eines Vergleichs mit zwei anderen Experimenten schätzen sie, dass eine LD50 bei oraler Inokulation ungefähr 316.000 LD50 bei intrazerebraler Inokulation von Rindern entspreche.
Die Schädigungsmuster der erkrankten Empfängertiere entsprachen denen nicht experimentell erzeugter BSE-Fälle aus der landwirtschaftlichen Praxis. Dieses Experiment stützt daher auch die These, dass die BSE-Rinder normalerweise durch kontaminiertes Futter infiziert wurden.
MH Animals; Cattle; Encephalopathy, Bovine; Spongiform/diagnosis/pathology/physiopathology/*transmission; Time Factors
AD G. A. H. Wells (g.a.h.wells@vla.defra.gsi.gov.uk), T. Konold, M. E. Arnold, A. R. Austin (Present address: Oak Farm, Harpsden Bottom, Henley-on-Thames, Oxon RG9 4HY, UK), S. A. C. Hawkins, M. Stack, M. M. Simmons, M. Dawson (Present address: NSPAC, Defra, Whittington Road, Worcester WR5 2SU, UK), J. W. Wilesmith (Present address: Defra, 1a Page Street, London SWIP 4PQ, UK, and Department of Infectious and Tropical Diseases, London School of Hygiene and Tropical Medicine, University of London, Keppel Street, London WC1E 7HT, UK), Veterinary Laboratories Agency, Woodham Lane, New Haw, Addlestone, Surrey KT15 3NB, UK; Y. H. Lee, National Veterinary Research and Quarantine Service, Anyang, Republic of Korea; D. Gavier-Widén, National Veterinary Institute (SVA), SE-75189 Uppsala, Sweden
SP englisch
PO England