Das Virus der Afrikanischen Schweinepest spezifisch detektieren

Wie Sie die Afrikanische Schweinepest spezifisch nachweisen

Die Afrikanische Schweinepest stellt ein erhebliches Risiko für die hiesigen Wildschweinpopulationen und die landwirtschaftliche Fleischproduktion dar. Aktuell breitet sich die Seuche, welche durch den Afrikan Swine Fever (ASF)-Virus ausgelöst wird, mehr und mehr in Europa aus. In Deutschland wurde im September 2020 der erste Fall eines an ASF infizierten Wildschweines in Brandenburg nachgewiesen. Der Bedarf an sicheren und schnellen Nachweislösungen steigt stetig an. Welche Methoden existieren und wie Labore den erhöhten Nachweisbedarf meistern können, soll der folgende Beitrag erläutern.

Was ist die Afrikanische Schweinepest?

Die Afrikanische Schweinepest (Pestis Africana Suum) ist eine Virusinfektion, die Wild- sowie Hausschweine befällt und hauptsächlich in Afrika vorkommt. Der Erreger setzt sich in den Lymphknoten der Tiere fest, vermehrt sich dort, verbreitet sich danach über den Blutkreislauf im gesamten Körper und befällt die Körperorgane. Die Inkubationszeit liegt je nach Tier zwischen zwei und 14 Tagen. Betroffene Tiere entwickeln teils sehr schwere Krankheitsverläufe. Die Symptome ähneln denen der Klassischen Europäischen Schweinepest, jedoch sind die beiden Erreger genetisch nicht verwandt. Eine unterscheidung der Erreger kann nur durch die Labordagnostik erfolgen. Übertragen wird die Afrikanische Schweinepest durch direkten Kontakt über Sekrete, Blut oder Sperma infizierter Tiere oder über Parasiten wie Zecken, die infiziertes Blut in sich tragen. Auch indirekte Übertragungen über kontaminierte Lebensmittelabfälle, Gerätschaften, Kleidung oder andere Ausrüstung sind möglich. Die Afrikanische Schweinepest ist nur von Tier zu Tier übertragbar. Für den Menschen und andere Tierarten ist die Krankheit ungefährlich. Ein Impfstoff existiert nicht und therapeutische Maßnahmen sind für kranke Tiere nicht erlaubt. In Osteuropa grassiert die Afrikanische Schweinepest bereits seit einiger Zeit und hat dort bereits großen wirtschaftlichen Schaden angerichtet. Kranke Tiere müssen getötet werden und der Handel aus betroffenen Ländern in Drittstaaten ist sehr stark eingeschränkt. Dennoch breitet sich ASP mehr und mehr auch in anderen Regionen aus.

Detektionsmethoden

Für die Detektion einer ASF-Virus Infektion können unterschiedliche Methodiken herangezogen werden. Neben der Virusanzucht in Leukozytenkulturen, dem ELISA-basierten Nachweis des Antigens selbst bzw. serologischer Antikörpernachweise spielt die Real-time PCR aufgrund ihrer enormen Spezifität und Zeitersparnis eine entscheidende Rolle. Dafür müssen zunächst Proben gesammelt werden. Als Probenmaterial eigenen sich Serum, (EDTA) Blut und Gewebeproben von unter anderem Milz, Lungen und Nieren.  Danach muss die DNA  aus einem Ausgangsmaterial extrahiert werden. Zum Einsatz kommen hier spezielle Extraktionskits, die das genetische Material des Erregers aus der Probe aufreinigen. Um die Erregersequenz im extrahierten Nukleinsäuregemisch sicher nachweisen zu können, werden ausschließlich die ASF-Virus-charakteristischen Sequenzen mit Hilfe von Primern und Enzymen hoch-spezifisch amplifiziert.  Diese Amplifikation erfolgt durch ein PCR-Verfahren (Polymerase-Kettenreaktion). Fluoreszenzmarkierte Sonden dienen dabei der Detektion der Amplifikate

Für den molekularbiologischen, PCR- oder quantitativen Real-time PCR-basierten Nachweis ist der Workflow wie folgt:

Aufgrund der steigenden Zahl von Proben, die auf den Erreger der Afrikanischen Schweinepest hin getestet werden müssen, empfiehlt sich eine Automatisierung des Detektions-Workflows. Die Automatisierung von Workflow-Routinen hat nicht nur den Vorteil, in kürzerer Zeit mehr Proben bearbeiten zu können, Automatisierung steigert zugleich die Reproduzierbarkeit von Ergebnissen und minimiert das Risiko wiederholte Messungen durchführen zu müssen.

Workflow-Lösungen der Analytik Jena

Analytik Jena bietet hier verschiedene Lösungen, um den Detektions-Workflow effizienter und zuverlässiger zu machen - von der Nukleinsäureextraktion über die PCR-/Real-time PCR bis zur Detektion.

Probennahme

Als geeignete Probenmaterialien kommen Serum, EDTA-stabilisiertes Vollblut, Gewebeproben von Milz, Lungen oder Nieren in Frage.

Nukleinsäureextraktion

Das Portfolio der Analytik Jena umfasst Extraktionsplattformen und entsprechende Kits für die Extraktion viraler DNA aus Abstrichen, zellfreien Körperflüssigkeiten (z.B. Serum, Plasma, Zerebrospinalflüssigkeit), Geweben, Stuhlproben und mehr. Die Kits der innuPREP AniPath-Produktlinie eignen sich besonders für den Einsatz verschiedenster Ausgangsmaterialien. Sie ermöglichen die simultane Extraktion von bakterieller und viraler DNA und/oder RNA aus den jeweiligen Ausgangsmaterialien. Eine detaillierte Übersicht der angebotenen Lösungen ist in der folgenden Tabelle dargestellt.

* Veröffentlichung für November 2020 geplant