studies on direct and indirect detection of Trichinella species in swine

Die Trichinellose des Menschen zählt zu den bedeutenden lebensmittelbedingten Zoonosen und unterliegt deshalb in den Mitgliedsländern der EU und in anderen Ländern Europas der amtlichen Überwachung. Faktoren, wie das Vorkommen von Trichinella im domestischen Zyklus beim Hausschwein und im silvatischen Zyklus bei Wildkarnivoren und -omnivoren, die regionale Verzehrsgewohnheiten und die Durchführung effizienter Kontrollmaßnahmen sind ausschlaggebend dafür, wie hoch das Risiko für den Verbraucher ist, an einer Trichinellose zu erkranken. Das Ziel der eigenen Untersuchungen bestand darin, die aktuelle Situation zur Trichinellose für Europa und speziell für Deutschland zu bewerten und Schlussfolgerungen für die zukünftige Überwachung abzuleiten. Zu diesem Zweck wurden experimentelle Studien und Felduntersuchungen zur Eignung und Aussagekraft von Methoden für den direkten und indirekten Nachweis einer Trichinella-Infektion beim Schwein durchgeführt. Die in Deutschland gemeldeten Trichinellose-Fälle beim Menschen sind zumeist auf den Import dieses Parasiten aus Ländern zurückzuführen, wo diese Zoonose noch ein Problem im domestischen Zyklus beim Schwein darstellt (z.B. Rumänien, Bulgarien, ehemalige Länder Jugoslawiens, Polen). Nach Auswertung der Daten ist die Inzidenz der Trichinellose bei Immigranten mit regelmäßigen Aufenthalten in Risikogebieten (0,3/100.000) im Vergleich zur Inzidenz in der Durchschnittsbevölkerung (0,01/100.000) signifikant höher. Daher sollten Rohprodukte, die aus Schweine- oder Wildschweinfleisch hergestellt wurden und aus Risikogebieten stammen, nicht verzehrt werden. Außerdem müssen die Ärzte über die Besonderheiten dieser Erkrankung gut informiert sein, um eine schnelle Diagnose und eine wirksame Therapie der Trichinellose gewährleisten zu können. Nach den Ergebnissen der amtlichen Fleischuntersuchung in Deutschland kommt T. spiralis im domestischen Zyklus beim Hausschwein nicht mehr vor. Jedoch können sich Schweine mit Freilandhaltung oral-alimentär über den Kadaver infizierter Wildtiere mit Trichinella spp. infizieren. Aus diesen Gründen ist für Deutschland ein risikobasierter Ansatz für die Trichinenuntersuchung beim Schwein gemäß der Verordnung (EG) Nr. 2075/005 denkbar. Das bedeutet, dass Schweine mit Freilandhaltung (einschließlich Zuchtschweine) weiterhin lückenlos einer Trichinenuntersuchung unterliegen, wogegen die Untersuchung von Mastschweinen aus geschlossener Haltung nicht erforderlich ist, sofern der Status des Bestandes durch ein Monitoring kontinuierlich überwacht wird. Die Ergebnisse regionaler Studien bei Wildtieren zeigen, dass neben Marderhunden (deren Population nimmt in Nordostdeutschland stetig zu) auch Füchse ein natürliches Reservoir für T. spiralis, T. pseudospiralis und T. britovi sind und für die Aufrechterhaltung des silvatischen Zyklus (Trichinella-Prävalenz bis zu 5% bzw. 0,2%) eine wichtige Rolle spielen. Deshalb wird ein systematisches Wildmonitoring zum Vorkommen von Trichinella spp. bei diesen Wildkarnivoren empfohlen, um die aktuelle epidemiologische Situation in Deutschland besser bewerten zu können. Da auch Wildschweine mit Trichinella spp. infiziert sein können (durchschnittliche Prävalenz 0,01%), sind erlegte Tiere ebenfalls lückenlos der Trichinenuntersuchung zuzuführen, um den Verbraucher zuverlässig zu schützen. Das Verfahren zum direkten Nachweis der Muskellarve wird vorrangig bei der Trichinenuntersuchung und für das Wildmonitoring eingesetzt. Wie die Ergebnisse verschiedener Studien verdeutlichen, muss eine Methode der künstlichen Verdauung (z.B. Magnetrührverfahren) verwendet werden, um alle relevanten Trichinella-Spezies (einschließlich T. pseudospiralis) in den Muskelproben mit der notwendigen Sensitivität nachweisen zu können. In weiteren Studien ist auch die Eignung einer real-time PCR zum Direktnachweis von Trichinella-DNA aus Muskelproben zu überprüfen. Weiterhin konnte anhand experimenteller Studien und Felduntersuchungen nachgewiesen werden, dass der ELISA auf Basis eines E/S-Antigens ein gut geeigneter indirekter Test ist, um Trichinella-Antikörper aus dem Blutserum oder Fleischsaft von infizierten Schweinen nachzuweisen. Wegen des diagnostischen Fensters zu Beginn der Infektion (Serokonversion frühestens 2-3 Wochen p.i.) kann jedoch der ELISA die Trichinenuntersuchung am einzelnen Schwein nicht ersetzen, sondern ist gut geeignet als Screeningtest für das serologische Monitoring auf Bestandsebene zur Kontrolle des Status „vernachlässigbares Risiko einer Trichinella-Infektion“. Ein positives Ergebnis im ELISA ist mit einem hochspezifischen serologischen Test abzuklären. Als Bestätigungstest wird der Western Blot (WB) auf Basis eines gereinigten somatischen Antigens von T. spiralis empfohlen. Neben der dominanten 43 kDa Fraktion beinhaltet das Bandenmuster bis zu vier weitere Trichinella-spezifische Fraktionen (47, 61, 66, 102 kDa), mit denen die Abklärung von Trichinella-positiven Serum- oder Fleischsaftproben im WB möglich ist. In weiteren Studien sind ELISA und WB auf ihre Eignung und Aussagekraft für das serologische Monitoring zum Vorkommen von Trichinella spp. bei Wildschweinen, Füchsen und Marderhunden zu überprüfen.Human trichinellosis is one of the most important foodborne zoonoses and is therefore subjected to official control in the EU Member States and other European countries. Factors such as the prevalence of Trichinella in the domestic cycle in pigs and in the sylvatic cycle in carnivorous and omnivorous wild animals, regional consumer habits and the performance of efficient control measures mainly determine the level of risk for the consumer of acquiring trichinellosis. The present study aimed to assess the current situation for trichinellosis in Europe, in particular in Germany, and to derive conclusions for future control measures. For this purpose, experimental studies and field investigations were conducted to verify suitability and validity of methods for both the direct and indirect detection of Trichinella infection in pigs. Human trichinellosis cases reported in Germany are mostly related to the import of this parasite from countries where this zoonosis still poses a problem in the domestic cycle in pigs (e.g. Rumania, Bulgaria, former countries of Yugoslavia, Poland). Data analyses show that the trichinellosis incidence in immigrants with regular travel activities to risk regions (0.3/100,000) is significantly higher compared with the incidence in the average German population (0.01/100.000). Therefore, raw products processed from pork or wild boar meat originating from a risk region should not be consumed. Furthermore, physicians should be aware of the features of this disease in order to ensure a quick diagnosis and successful treatment. According to results of the official meat inspection in Germany, T. spiralis is not prevalent in the domestic cycle in pigs. However, pigs kept outdoors can be infected with Trichinella spp. due to scavenging of wild animals. For this reason, a risk based approach should be considered for Trichinella meat inspection in Germany as laid down by Regulation (EC) No. 2075/2005. Consequently, outdoor pigs (including breeding pigs) must undergo a systematic meat inspection, whereas pigs kept indoors need not be examined for Trichinella if the status of the farm is controlled by continuous monitoring. Results from regional studies in wildlife show that raccoon dogs (their population is steadily growing in the North-East of Germany) and foxes play an important role as natural reservoir for T. spiralis, T. pseudospiralis and T. britovi and for the maintenance of the sylvatic cycle (Trichinella prevalence up to 5% and 0.2%, respectively). Therefore, a systematic monitoring of the prevalence of Trichinella spp. in these animals is recommended to better assess the current epidemiological situation in Germany. Since wild boars can also be infected with Trichinella spp. (average prevalence 0.01%), all hunted game must be subjected to a systematic meat inspection in order to protect the consumer. The procedure of direct detection of the muscle larva is preferentially used in Trichinella meat inspection and in wild animal monitoring. Results of several studies revealed that in order to detect all relevant Trichinella species (including T. pseudospiralis) with the required sensitivity in muscle samples, a method of artificial digestion (e.g. magnetic stirrer method) must be used. The suitability of a real-time PCR for the direct detection of Trichinella-DNA in muscle samples has to be evaluated in future studies. Furthermore, results from experimental studies and field examinations demonstrate that an ELISA based on the E/S antigen from T. spiralis is a suitable indirect test for the detection of Trichinella antibodies in blood serum or meat juice of infected pigs. However, due to the diagnostic window in the early stage of infection (sero-conversion at the earliest 2-3 weeks p.i.), the ELISA cannot replace the Trichinella meat inspection in a single pig. Yet, in order to assess the status “negligible risk for Trichinella infection”, the ELISA is a suitable screening test for the serological monitoring at farm level. In case of a positive ELISA finding, the sample should be verified by a highly specific serological test. The Western Blot (WB) based on purified somatic antigen from T. spiralis is a suitable confirmatory test. In the WB, besides the dominant 43 kDa fraction, the band pattern comprises up to four other Trichinella-specific fractions (47, 61, 66, 102 kDa) which are used for the verification of Trichinella positive serum or meat juice samples. In further studies, the suitability and validity of the ELSIA and the WB have to be evaluated for the serological monitoring about Trichinella spp. prevalence in wild boars, foxes and raccoon dogs