Vogelgrippe beim Rind: H5N1-Virusvermehrung ist auf das Euter begrenzt

Eine in Nature veröffentlichte Studie gibt insbesondere Antworten zum Verhalten dieser Viren im Rind, Orte der Virusvermehrung und der wahrscheinlichen Verbreitungswege.

Die ersten Berichte über diesen ungewöhnlichen Ausbruch beschreiben einen Milchleistungsrückgang, Virusvermehrung im Euter und hohe Ausscheidungsraten in der Milch. Bis September 2024 waren mehr als 200 Milchviehbetriebe in 14 US-Bundesstaaten betroffen und regelmäßig kommen weitere, positiv getestete Betriebe dazu.

Darüber hinaus wurden bisher 15 humane Infektionen mit dem Rinder-assoziierten Vogelgrippe-Virus bestätigt, davon vier im direkten Zusammenhang mit Kontakt zu infizierten Rindern oder deren Milch.

Viele Fragen waren aber noch ungeklärt oder nur wenig mit Daten belegt: Kann sich das amerikanische Rinder-H5N1 Virus der Klade 2.3.4.4b, Genotyp B3.13 auch im Respirationstrakt vermehren? Können sich auch europäische Geflügelpest-Viren des Subtyps H5N1 im Euter vermehren? Wie schwer erkranken die Rinder, wie lange wird Virus in der Milch ausgeschieden und gibt es eine systemische Ausbreitung im individuellen Tier?

Eine Gruppe von Forschenden des FLI auf der Insel Riems hat nun zusammen mit Forschenden der Kansas State University (KSU) in Kansas, USA, mittels zweier unabhängiger, experimenteller Infektionsversuche an laktierenden Rindern (FLI) und Kälbern (KSU) diese Fragen beantworten können. So konnte am FLI gezeigt werden, dass eine direkte H5N1-Infektion des Euters zu schweren Symptomen führte, teilweise mit hohem Fieber und Mastitis, unabhängig davon ob das verwendete Virusisolat aus den USA oder aus Europa stammte.

Sehr hohe Viruslasten konnten in der Milch aller infizierter Rinder nachgewiesen werden und die Milchproduktion verringerte sich rapide. Dennoch wurden weder eine nasale Virusvermehrung, noch eine systemische Ausbreitung im Körper der infizierten Kühe beobachtet. 

Im Gegensatz zum bereits angepassten Rinderstamm aus den USA zeigte sich sehr früh eine einzelne Säugetieradaptierung in einem für die Virusvermehrung verantwortlichen, viralen Proteins des europäischen H5N1-Isolates (Polymerase PB2 E627K Mutation).

Die Forscher der KSU konnten zudem zeigen, dass eine oronasale H5N1-Infektion von Kälbern mit dem US-Stamm nur zu einer moderaten Virusvermehrung im Respirationstrakt führte und das Virus darüber hinaus nicht an Kontakt-Kälber übertragen wurde.

„Diese beiden wichtigen Tierstudien lassen die Schlussfolgerung zu, dass neben der amerikanischen H5N1-Variante auch andere H5N1-Viren der Klade 2.3.4.4b in der Lage sind, sich effizient im Eutergewebe von Rindern zu vermehren und mit der Milch in hohen Mengen ausgeschieden zu werden“, so der Leiter der Studie am FLI, Prof. Dr. Martin Beer, Leiter des Instituts für Virusdiagnostik und Vizepräsident des FLI.

„Außerdem wird sehr deutlich, dass in den USA vor allem die Milch und Melk-Prozeduren maßgeblich für die Verbreitung und Übertragung zwischen Milchkühen verantwortlich sind, und eher nicht der respiratorische Weg.“

Beide Forschungsteams schließen mit dem dringenden Appell, umgehend wirksame und umfassende Maßnahmen zu treffen, um die kontinuierliche Verbreitung bei Kühen in den USA so schnell wie möglich zu stoppen, weitere genetische Anpassungen des Virus zu verhindern, und dadurch die weitere Übertragung auf Geflügel, Wildvögel und andere Säugetiere inklusive des Menschen zu verhindern.

Die Studie ist am 25. September 2024 im renommierten Fachjournal „Nature“ veröffentlicht worden!