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Die Dilatative Kardiomyopathie (DCM) ist nach der Koronaren Herzerkrankung die häufigste Ursache für die Entwicklung einer Herzinsuffizienz. Dennoch bestehen nach wie vor Unklarheiten hinsichtlich der Ätiologie und Pathogenese. Neben den bereits bekannten Ursachen wie myokardialer Ischämie, Vitien, Stoffwechselerkrankungen und genetischen Defekten, scheinen auch Störungen des Immunsystems eine entscheidende Rolle zu spielen. Es existieren bereits zahlreiche Studien, welche einen Zusammenhang zwischen dem Krankheitsverlauf und einer Infektion mit kardiotropen Viren, einer daraus resultierenden überschießenden Immunantwort mit chronisch persistierender Inflammation und Ausbildung negativ inotrop wirkender Autoantikörper diskutieren. Ebenso vielfältig sind die sich daraus ergebenden alternativen Ansätze der antiviralen Therapie, Immunglobulintherapie, Immunsuppression und Immunadsorption, von denen es bislang jedoch keiner gelungen ist, sich langfristig durchzusetzen. Grund dafür ist die nach wie vor umstrittene Wirksamkeit dieser neuen Therapiemöglichkeiten sowie die Frage nach einer sinnvollen Charakterisierung des Patientenkollektivs außerhalb der bisher verwendeten klinischen Kriterien, welche sich in diesem Zusammenhang als ungeeignet erwiesen haben. In der vorliegenden Arbeit wurde wiederholt versucht, den Effekt kardiotroper Antikörper auf die Funktion von Kardiomyozyten nachzuweisen und einen Zusammenhang zwischen der beobachteten negativ inotropen Wirkung und bestimmten klinischen Charakteristika der Patienten herzustellen. Zu diesem Zweck sind mit Hilfe einer modifizierten Langendorff-Anlage isolierte Ratten-Kardiomyozyten den, aus dem Plasma von DCM-Patienten gewonnenen, Antikörpern ausgesetzt worden. Mittels Fluoreszenzmikroskopie wurde anschließend die Reaktion in Hinblick auf eine Veränderung der Kontraktilität und des Kalziumtransienten der Zellen ermittelt. Unter Berücksichtigung klinischer Charakteristika, hämodynamischer Parameter und immunhistologischer Befunde der Patienten zum Zeitpunkt der Probeentnahme erfolgte dann die Auswertung in Bezug auf einen Zusammenhang zwischen den genannten Eigenschaften und der beobachteten Reaktion der isolierten Kardiomyozyten. Dabei zeigte sich der erwartete Unterschied zwischen DCM-Patienten und Kontrollen hinsichtlich einer überwiegend negativ inotropen Wirkung des DCM-Plasmas. Darüber hinaus ließ sich auch bei männlichen Patienten und bei Patienten mit nur leichtgradig eingeschränkter Pumpfunktion vermehrt ein kardiodepressiver Effekt verzeichnen. Die im Vordergrund stehende Frage nach der Bedeutung des Infektions- und Inflammationsstatus konnte jedoch nicht eindeutig geklärt werden und scheint damit die Konzepte der alternativen Therapiemöglichkeiten in Frage zu stellen. Ob die möglicherweise die Ejektionsfraktion ein geeigneter Marker zur Einteilung der Patienten für die individuell am geeignetste Therapiemethode darstellt, oder ob die bereits zuvor schon erwogene Differenzierung hinsichtlich der exprimierten inflammatorischen Antigene eine weitere Möglichkeit sein kann, müssen folgende Untersuchungen erst noch zeigen.
Virale-Reaktivierungen/-Infektionen (V-R/I) stellen trotz moderner Prophylaxen und therapeutischer Interventionen eine bedeutsame Komplikation nach allogener Stammzelltransplantation (SZT) dar. In dieser Arbeit wurde bei 58 fremd-allogen oder familiär-allogen stammzelltransplantierten Patienten (40 ♂, 18 ♀, m =46,4 Jahre) die Inzidenz viraler-R/I durch CMV, ADV, ENV, HSV, PVB19, JCV, EBV, VZV, HHV6, RSV, IV und deren klinische Symptomatik in den ersten 100 Tagen nach allogener SZT untersucht (Zeitraum: 1999-2004). Bei 94,8% (n=55) Patienten wurde mindestens eine Virusart mittels PCR nachgewiesen, 72,4% der Patienten waren für ≥ 2 verschiedene Virusspezies positiv. Die bei den untersuchten Patienten am häufigsten nachgewiesenen Virusarten waren ADV (n=40), gefolgt von CMV (n=39), HSV (n=13) und ENV (n=11). Weitere nachweisbare Virusspezies waren PVB19 (n=3), JCV (n=3), EBV (n=1), VZV (n=1) und RSV (n=1). Der CMV-Serostatus (p=0,001) und die Kombination von CMV-Serostatus und fremd-allogener SZT (p=0,001) beeinflussten signifikant eine CMV-R/I. Auch war bei Patienten mit CMV-R/I ein signifikant späteres Engraftment nachweisbar (p=0,014). Insgesamt wurden 168 dokumentierte Symptome/ Erkrankungen erfasst, von denen 24 (14,3%) sicher oder sehr wahrscheinlich viraler Genese waren. Häufigste Erreger von symptomatischen Virus-R/I waren HSV (n=8) und ADV (n=6), gefolgt von CMV (n=3), EBV (n=3), ENV (n=2) und JCV (n=2). Bei zwei Patienten (12,5%) wurde eine CMV-R bzw. EBV-R als Todesursache identifiziert. Als wichtigste Erklärungsansätze der Diskrepanz zwischen 1. dem häufigen Nachweis von Virusreaktivierungen/-Infektionen (n=111) und 2. der Tatsache, dass die Mehrzahl dieser Infektionen klinisch inapparent verliefen (n=72) oder nur möglich mit einer diagnostizierten Erkrankung assoziiert waren (n=18), könnten einerseits wirksame antivirale prophylaktische Strategien, wie z.B. die Präemptive Therapie auf der Basis von Routine Monitoring bei CMV und andererseits eine zu geringe Korrelation von Virusnachweise mittels PCR und Viruserkrankung dienen. Deutlich wurde jedoch, dass die PCR mit ihrem hohen negativem prädiktiven Wert unverzichtbar im Rahmen der Ausschlussdiagnostik von Virusinfektionen nach allogener SZT ist.
Die Spezies Kuhpockenvirus (CPXV), ein Mitglied des Genus Orthopoxvirus, ist endemisch in weiten Teilen Europas und Asien verbreitet. CPXV besitzt ein sehr breites Wirtsspektrum und zählt zu den zoonotischen Erregern. Phylogenetische Analysen deuten darauf hin, dass CPXV polyphyletisch ist. Die bisher definierten Kladen wurden in vorliegender Arbeit bestätigt. Die 20 neu gewonnenen CPXV-Stämme verschiedenster Wirtsspezies gruppieren vorrangig in die CPXV-like 1 und CPXV-like 2 Kladen. Ein CPXV-Stamm, isoliert von einem Neuweltaffen, erscheint jedoch als single branch und lässt sich keiner bisher bekannten Klade zuordnen.
Gegenwärtig ist über die Rolle der Wühlmäuse, die als Reservoirwirt der Kuhpockenviren betrachtet werden, wenig bekannt. In vorliegender Arbeit sollte deshalb das aus einer Feldmaus (Microtus arvalis) stammende CPXV-Isolat FM2292 eingehend charakterisiert werden. CPXV FM2292 weist das bisher längste CPXV-Genom auf, das in die CPXV-like 1 Klade clustert. Neben der Sequenzanalyse sollten vergleichende experimentelle Infektionsstudien in Feldmäusen und Wistar-Ratten durchgeführt werden. Der Krankheitsverlauf nach intranasaler CPXV FM2292-Infektion bei Feldmäusen verlief subklinisch; Wistar-Ratten hingegen zeigten ausgeprägte klinische Symptome. Im Gegensatz dazu verursachte die Infektion mit einem aus einer Schmuseratte isolierten CPXV-Stamm bei den Feldmäusen eine starke Klinik. Daraus lässt sich schließen, dass Feldmäuse gegenüber Wühlmaus-assoziierten Stämmen, wie CPXV FM2292, eine Adaptation entwickelt haben. Die nachgewiesene Virusausscheidung weist auf eine Tröpfchen-basierte Übertragung hin.
Neben Feldmäusen sollten auch Rötelmäuse im Tierversuch näher betrachtet werden. Unabhängig vom eingesetzten CPXV-Stamm resultierten die experimentellen CPXV-Infektionsstudien in Rötelmäusen (Myodes glaerolus) in subklinischen Verläufen. Eine nasale Virusausscheidung konnte nicht detektiert werden, was im starken Kontrast zu den Ergebnissen aus experimentell infizierten Feldmäusen steht. Dennoch deuteten die Serokonversionsraten der Rötelmäuse darauf hin, dass eine Replikation im Wirt stattgefunden hat. Zudem entwickelten zwei Kontakttiere ebenfalls OPV-spezifische Antikörper, was auf eine Übertragung des Virus schließen lässt.
Wühlmäuse als Reservoirwirt dienen der Übertragung des Kuhpockenvirus auf akzidentielle Wirtsspezies wie Hauskatzen oder Nutztiere. Der in dieser Arbeit betrachtete Fallbericht eines mit CPXV-infizierten Fohlens zeigt, dass CPXV-Infektionen bei akzidentiellen Wirten mit stark ausgeprägter Klinik verbunden sein können. Zudem wird die wachsende Gefahr der Übertragung von CPXV auf Nutztiere und Menschen deutlich.
Zusammenfassend unterstreicht die in der vorliegenden Arbeit verwendete phylogenetische Betrachtung die genetische Variabilität der Spezies CPXV. Zudem konnten neue Erkenntnisse zu Feldmäusen und Rötelmäusen als Reservoirwirtsspezies gewonnen werden. CPXV-Infektionen von Wühlmäusen verlaufen subklinisch, im Gegensatz zu dem hier ebenfalls beschriebenen, lethal endenden CPXV-Infektionsverlauf eines akzidentiellen Wirts, eines abortierten Fohlens.
Einfluss der Händehygiene in Verwaltungen auf das Infektionsgeschehen und ökonomische Auswirkungen
(2008)
Ziel der Arbeit war den Einfluss der Händedesinfektion auf die Erkrankungsrate und die Fehlzeiten von Erwerbspersonen in einem Setting außerhalb von Gesundheitseinrichtungen zu untersuchen. In Vorversuchen konnte bestätigt werden, dass Papier neben Kundenkontakt ein wichtiger Risikofaktor für die Übertragung pathogener Erreger ist. Es konnte sowohl die Rückgewinnung von Erregern von experimentell inokuliertem Papier als auch die Übertragung von Hand zu Papier zu Hand nachgewiesen werden. Die Datenerhebung erfolgte im Rahmen einer einjährigen prospektiven, kontrollierten, randomisierten Machbarkeitsstudie, an der 134 Mitarbeiter der öffentlichen Verwaltung teilnahmen. Die Testgruppe führte als Intervention mehrmals täglich die hygienische Händedesinfektion am Arbeitsplatz durch. Anhand monatlicher Befragungen wurden die durch Erkältungs- und Durchfallerkrankungen bedingten Symptomtage und Fehlzeiten erfasst. In der Testgruppe trat eine signifikante Reduktion sowohl bei den jährlichen Gesamtsymptomtagen (p = 0,01) als auch bei den Einzelsymptomen Schnupfen (p = 0,008), Fieber (p = 0,037) und Husten (p = 0,0024) ein. Der größte Einfluss der Händedesinfektion ergab sich in den Monaten mit der höchsten saisonalen Inzidenz Dezember, Januar, Februar, März. Es konnte ebenfalls ein Reduktion der Krankheitsepisoden (odds ratioGesamt_res = 1,28; odds ratioSchnupfen = 1,73; odds ratioHalsschmerzen = 1,13; odds ratioFieber = 1,31; odds ratioHusten = 1,30; odds ratioDurchfall = 4,01) belegt werden. In den Randomisierungsgruppen wurde die stärkste Reduktion der Krankheitsepisoden bei den respiratorischen Symptomen in der Gruppe mit seltenem Kundenkontakt und täglichem Umgang mit Archivgut (odds ratioGesamt_res(3,1) = 14,34) beobachtet, bei den gastrointestinalen Symptomen in der Gruppe mit häufigen Kundenkontakt und täglichem Umgang mit Archivgut (odds ratioDurchfall(1,1) = 14,63). Ökonomische Auswirkungen ergaben sich in erster Hinsicht aus dem Einfluss auf die Leistungsminderung beim Weiterarbeiten trotz vorhandener Krankheitssymptome und den damit einher gehenden „on-the-job“-Produktivitätsverlust. Durch die Studie wurde das Bewusstsein der Probanden für die Bedeutung der Händehygiene gestärkt. Sie stellt einen einfach umzusetzenden Ansatz für eine kosteneffiziente betriebliche Gesundheitsförderung dar.
The genus Capripoxvirus of the family Poxviridae consists of the species lumpy skin disease virus, sheeppox virus and goatpox virus that affect cattle, sheep and goats, respectively. Whereas lumpy skin disease virus (LSDV) is transmitted mainly mechanically via blood-feeding insects and possibly hard ticks, the major transmission routes of sheeppox virus (SPPV) and goatpox virus (GTPV) are via direct contact and aerosols. Affected animals develop fever and display clinical signs such as ocular and nasal discharge, lymphadenopathy and characteristic lesions of the skin. Severe clinical course, especially in combination with respiratory signs, can result in the death of the affected animals. In endemic regions, mortality of capripox virus-induced diseases is low (1-10%). However, mortalities of up to 75% have been reported for LSDV and up to 100% for SPPV and GTPV in exotic breeds and high-producing dairy or beef animals. The loss of quality of the leather, reduced weight gain and milk yield as well as complete loss of affected animals have severe impact on national and global economies. Therefore, capripox virus-induced diseases have significant impact on both the affected individual animal as well as on the existence of small-scale farmers and large agricultural enterprises. However, until now, only live attenuated vaccines are commercially available. These attenuated vaccines are not authorized in the European Union and their administration would comprise the disease-free status of the respective country. Thus, reliable diagnostic tools for the detection and characterization of capripox viruses as well as safe and efficient control measures are of high importance.
The objectives of the present thesis were the development, validation and comparison of diagnostic tools, the establishment of challenge infection models and the performance of pathogenesis studies for all three capripox virus species, and the development and testing of different inactivated prototype vaccine candidates against LSDV.
First, new real-time quantitative polymerase chain reaction (qPCR) assays for robust detection and differentiation of LSDV field strains, LSDV vaccine strains, SPPV and GTPV were developed and extensively validated. In the following, two single assays were combined to duplex assays, one for the differentiation between LSDV field strains and LSDV vaccine strains, and the second for discrimination of SPPV and GTPV. Finally, a diagnostic workflow based on these new duplex assays in combination with already published methods was established. This workflow enables time-saving, robust and reliable detection, species-specific identification and genetic and phylogenetic characterization of all three capripox virus species. In addition, already existing serological examination methods (serum neutralization assay and commercial enzyme-linked immunosorbent assay) were compared regarding their sensitivity and specificity. Furthermore, pathogenesis studies with different capripox virus isolates were performed in the respective target species, and the suitability of selected virus isolates as challenge viruses for future vaccine studies was analyzed. Pathogenesis studies with isolates GTPV-“V/103” and LSDV-“Macedonia2016” revealed that both are proper candidates for challenge models. Finally, three different SPPV isolates (SPPV-“V/104”, SPPV-“India/2013/Surankote” and SPPV-“Egypt/2018”) were tested in sheep regarding their virulence to find a suitable challenge model for SPPV, and SPPV-“India/2013/Surankote” was chosen for future vaccine studies.
Once appropriate challenge models were established, different inactivated prototype vaccines against LSDV were developed, and vaccine safety as well as vaccine efficacy were tested in cattle. Eventually, a Polygen-adjuvanted inactivated LSDV-vaccine candidate was selected that is able to fully prevent cattle from any LSDV-related clinical signs after severe challenge infection. Furthermore, molecular and serological data indicate that this inactivated prototype vaccine is even able to induce a kind of “sterile immunity” against LSDV in those cattle. It has to be mentioned that a commercially available vaccine similar to this prototype vaccine would be a great advance for the control of LSDV.
In the future, additional studies addressing diagnostics and optimized control of capripox viruses should be performed. Firstly, probe-based real-time qPCR assays for the differentiation of SPPV and GTPV vaccine strains from their respective virulent field strains should be developed and included into the diagnostic workflow. Secondly, further tests of the inactivated prototype vaccine, e.g. determination of the minimum protective dose and the possibility of cross-protection in sheep and goats against SPPV and GTPV, respectively, should be performed.