Nationale Referenzzentrale für Noroviren. Jahresbericht 2008

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1 Nationale Referenzzentrale für Noroviren Jahresbericht 2008 Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit Institut für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene Graz A-8010 Graz, Beethovenstraße 6 Tel.: +43 (0) Fax: +43 (0) humanmed.graz@ages.at oder burkhard.springer@ages.at Ansprechperson: PD Dr. Burkhard Springer Zusammenfassung Noroviren sind für den Grossteil der nicht bakteriell bedingten Gastroenteritiden im Kindesund Erwachsenenalter verantwortlich. Im Rahmen einer Novelle des Epidemiegesetzes wurden in Österreich 2006 alle viralen Lebensmittelvergiftungen zu anzeigepflichtigen Krankheiten erklärt. Im Jahr 2008 wurden laut dem vorläufigen Jahresausweis 1507 Fälle von Norovirus-Infektionen gemeldet, was eine deutliche Zunahme gegenüber 2007 darstellt. Wie in den Vorjahren, zeigen die Norovirus-Erkrankungen auch im Jahr 2008 eine deutliche Wintersaisonalität. Die Genogruppe II stellte die häufigste Genogruppe dar und war verantwortlich für mehr als 99 % der molekularepidemiologisch abgeklärten Erkrankungsfälle. Innerhalb der Genogruppe II dominierte die Variante GII b das epidemiologische Geschehen des Jahres Summary Noroviruses are the main cause of non-bacterial gastroenteritis in adults and children. Due to an amendment to the Epidemic Act of Austria in 2006, all cases of viral food poisoning must be reported. According to the preliminary reporting data for 2008, 1507 cases of food associated Norovirus infections were registered, a clear increase from As in previous years, the distribution of Norovirus infections showed a distinct winterpeak in 2008 as well. Genogroup II is the most common Genogroup and was responsible for more than 99 % of the cases diagnosed by the National Reference Laboratory. Within Genogroup II the genosubtype GII b dominated in Einleitung Noroviren sind für den Grossteil der nicht bakteriell bedingten Gastroenteritiden im Kindesund Erwachsenenalter verantwortlich. Früher fielen Erkrankungen durch Noroviren unter Seite 1 von 7

2 den Oberbegriff Magen-Darm-Grippe oder im Englischen unter winter vomiting disease. Im Jahr 1968 kam es zu einer Gastroenteritisepidemie in einer Grundschule in Norwalk (Ohio, USA). Ein bakterieller Erreger konnte nicht gefunden werden und erst vier Jahre später gelang es, das Norwalk -Virus elektronenmikroskopisch nachzuweisen. Phylogenetisch kann die Familie der Caliciviridae in vier Genera unterteilt werden. Zu der Familie gehören die nicht humanpathogenen Genera Vesivirus (z.b. felines Calicivirus) und Logavirus. Humanpathogen sind die Genera Norovirus und Sapovirus (früher Sapporo-like viruses). Der Nachweis von Noroviren bei Tieren steht nach derzeitigem Kenntnisstand in keinem Zusammenhang mit den humanen Erkrankungen. Das Genus Norovirus kann weiter in Genogruppen unterteilt werden. Humanmedizinisch bedeutsam sind die Genogruppe I (zu der die in Norwalk identifizierten Viren gehören), die Genogruppe II und die Genogruppe IV. Die Genogruppen können mittels Sequenzanalyse der kodierenden Sequenzen für die Polymerase oder für das Kapsid in Genotypen differenziert werden. Noroviren erkennen humane Blutgruppenantigene als Rezeptoren und infizieren im Dünndarm die resorbierenden Darmepithelzellen. Die Erkrankung beginnt meist mit heftigem Erbrechen und Durchfall; weitere Symptome, die auftreten können, sind abdominale Schmerzen, Kopfschmerzen, Myalgien und Mattigkeit. Die klinischen Symptome dauern etwa Stunden. Obwohl die Krankheit meist selbstlimitierend verläuft, können Dehydrierungen bei Kindern und älteren Personen zu schweren, selten auch zu tödlichen, Verläufen führen. Bereits geringe Virustiter ( Virionen) reichen für eine Infektion des Menschen aus. Folglich ist die Wahrscheinlichkeit der Ausbreitung der Erkrankung gerade in Altenheimen, Schulen, Kindergärten und Pflegeeinrichtungen sehr hoch, wenn nicht eine frühzeitige Diagnostik angestrebt wird und Hygienemaßnahmen getroffen werden. Die Ansteckungsfähigkeit besteht während der Erkrankung und zumindest für weitere 48 Stunden nach Abklingen der Symptome. Noroviren können mehrere Tage in der Umwelt überleben und bleiben infektiös. Eine kausale antivirale Therapie und ein Impfstoff stehen derzeit nicht zur Verfügung. Die Behandlung ist symptomatisch und beschränkt sich vornehmlich auf adäquaten Flüssigkeitsersatz. Labordiagnostik Häufig werden zur Diagnostik von Norovirusinfektionen kommerziell verfügbare Antigen- Enzymimmunoassays (EIA) eingesetzt, die jedoch den diagnostischen Anforderungen bezüglich Sensitivität und Spezifität nur bedingt genügen. Der RNA-Nachweis mittels RT-PCR (reverse transcriptase-polymerase chain reaction) ist derzeit die sensitivste Nachweismethode für Noroviren. An der Nationalen Referenzzentrale für Noroviren wird grundsätzlich die Diagnostik mittels RT-PCR durchgeführt. In Kooperation mit dem AGES- Institut für veterinärmedizinische Untersuchungen Mödling besteht zudem die Möglichkeit, bei speziellen Fragestellungen den Nachweis von Noroviren mittels Elektronenmikroskopie durchzuführen. Seite 2 von 7

3 In Ausbruchssituationen werden bis zu 5 Stuhlproben von betroffenen Personen mittels RT- PCR untersucht. Eine Stuhluntersuchung bei allen betroffenen Personen ist aufgrund des epidemiologischen Geschehens nicht notwendig und aus Kostengründen auch nicht angebracht. Durch Nukleinsäuresequenzierung mit anschließender Datenbankanalyse der für die Polymerase kodierenden Region werden Ausbruchsstämme an der Nationalen Referenzzentrale in Genotypen subtypisiert. Resultate Im Jahr 2008 wurden in Österreich 1507 Fälle von Infektionen mit Noroviren gemeldet (vorläufiger Jahresausweis über angezeigte Fälle übertragbarer Krankheiten, Stand [1]). Basierend auf den vorliegenden Meldedaten ergibt sich hieraus eine Inzidenz von 18,1/ Einwohner (Gesamtpopulation Österreich , Statistisches Jahrbuch Österreichs 2009 [2]). An der Nationalen Referenzzentrale für Noroviren in Graz wurden im Jahr Untersuchungen auf Noroviren durchgeführt. In 542 diagnostischen Proben konnten Noroviren nachgewiesen werden (31,3 %). Abbildung 1 zeigt die positiven Norovirus Nachweise der an die Referenzzentrale geschickten Patientenproben, sowie die Anzahl der gemeldeten Fälle gemäß Monatsausweisen des Bundesministeriums für Gesundheit im Jahresverlauf. Abbildung 1. Anzahl der positiven Norovirus Nachweise an der Referenzzentrale, sowie Anzahl der gemeldeten Fälle gemäß Monatsausweisen des Bundesministeriums für Gesundheit im Jahresverlauf Saisonaler Verlauf der Norovirus-Infektionen. Anzahl der von der Referenzzentrale für Noroviren registrierten Fälle von Jänner 2007 bis Dezember Anzahl der gemeldeten Fälle lt. Monatsausweise des Bundesministeriums für Gesundheit positiv gemeldete Fälle Jänner 07 März 07 Mai 07 Juli 07 September 07 November 07 Jänner 08 März 08 Mai 08 Juli 08 September 08 November 08 Wie in den Vorjahren ist eine deutliche Wintersaisonalität festzustellen, mit vermehrtem Auftreten von Infektionen in den Monaten Oktober bis März und verminderter Aktivität in den April bis September. Die Meldedaten aus den Monatsausweisen des Bundesministeriums für Gesundheit zeigen einen ähnlichen Verlauf abgesehen von einer Seite 3 von 7

4 gegenüber dem Vorjahr verlängerten Norovirus Saison bis in den Mai Aus den Monatsausweisen des Bundesministeriums für Gesundheit ist zu entnehmen, daß die Fallzahlen im Jahr 2008 erst im Juni rückläufig waren und im Juli das niedrige intersaisonale Niveau erreichten (Abb. 1). Im Jahr 2008 war nahezu der Gesamtteil an der Referenzzentrale diagnostizierten humanen Noroviren der Genogruppe II (GG II) zuzuordnen (539 Nachweise = 99,45 %), nur in 3 diagnostischen Proben (0,55 %) konnten Noroviren der Genogruppe I (GG I) nachgewiesen werden. Im Jahr 2007 betrug der Anteil an Noroviren der GG II 98,5 %, der Anteil an Noroviren der GG I 1,5 %, wobei hier der Großteil der nachgewiesenen GG I Norovirus- Stämme von einem Ausbruch stammten. Noroviren gelten als häufige Ursache für akute Gastroenteritis-Ausbrüche in Gemeinschaftseinrichtungen wie Seniorenheimen, Krankenhäusern, Kinderheimen, Schulen etc. Im Jahr 2008 wurden von der Referenzzentrale für Noroviren 50 zeitliche und örtliche Cluster von Gastroenteritis-Fällen mit Verdacht auf Norovirus-Infektion aus dem ganzen Bundesgebiet untersucht. Bei 34 Clustern konnten in mindestens 2 Stuhlproben von Patienten und -innen Noroviren nachgewiesen werden, bei weiteren 6 Clustern wurden Noroviren in einer einzigen Stuhlprobe nachgewiesen, bei 10 Clustern konnten keine Noroviren nachgewiesen werden (Tab.1). Tabelle 1. Cluster/Ausbrüche (Daten aus der Referenzzentrale) Anzahl der Cluster/ Ausbrüche Einrichtung fraglich 1 laborbestätigt 2 Anzahl % Anzahl % Alters-/Pflege-/Seniorenheim/ Rehabilitationseinrichtung 7 20,59 Gewerbebetrieb (Arbeitsplatz) 1 2,94 Haushalt 3 50, ,71 Hotel/Pension 1 16,67 1 2,94 Krankenhaus 2 33, ,35 öffentliches Bad/Therme/Kuranstalt 1 2,94 Schule/Bildungseinrichtung 2 5,88 Unbekannt 5 14,71 Wohnheim (Schülerheim, Internat, Kaserne etc.) 1 2,94 Gesamt 6 100, ,00 1 fraglich: 1 laborbestätigter Norovirus- Fall 2 laborbestätigt: mit 2 Norovirus-Nachweisen Bis auf eine Ausnahme (Ausbruch durch GGI Noroviren in einer Volksschule) wurden die durch die Referenzzentrale untersuchten Ausbrüche des Jahres 2008 durch Noroviren der Genogruppe II verursacht. Im Jahr 2008 waren Krankenhäuser die am häufigsten betroffenen Einrichtungen. Seite 4 von 7

5 Unterschiede in der Genomsequenz der Noroviren ermöglichen die Differenzierung in verschiedene Genogruppen, welche ihrerseits in verschiedene Genotypen unterteilt werden können. Nukleinsäuresequenzvergleichsanalysen von humanen Norovirus-Isolaten aus an die Referenzzentrale übermittelten Häufungen von Gastroenteritis-Fällen ergaben, dass im Jahr 2008 Varianten des Genotyps GGII (v.a. die Variante 2006b), sowie die Genotypen A-I.3B, A-II.3, A-II , A-II , A-II.7 (Leeds) und A-II.b zirkulierten (Abb. 2). Abbildung 2. Genotypen/Varianten des Jahres 2008 Norovirus- Genosubtypen von Cluster/Ausbrüchen Anzahl unknown A-II.b A-II b A-II.7 (Leeds) A-II A-II A-II A-II.3 A-I.3B 0 1. Quartal Quartal Quartal Quartal 08 Jahr Ein Ausbruch in einer Rehabilitationseinrichtung mit 33 betroffenen Personen konnte auf Sapoviren, welche mit den Noroviren verwandt sind und ebenfalls zu den Caliciviren zählen, zurückgeführt werden. Diskussion Noroviren gelten als Hauptverursacher für nicht-bakterielle Gastroenteritiden und sind für einen Großteil der Ausbrüche akuter viraler Gastroenteritiden weltweit verantwortlich [3]. Die Einführung neuer molekularbiologischer Diagnostikmethoden hat zu einem verstärkten Nachweis dieses Erregers geführt und damit wesentlich zur Erkennung der Bedeutung von Noroviren als Ursache für akute Gastroenteritiden beigetragen. Noroviren sind für ihre Replikation von dem Wirt abhängig. Hierfür muss das Virus der Immunantwort entkommen und in die Zielzellen eindringen können. Eine wesentliche Eigenschaft der Noroviren ist ihre Variabilität, welche als Escape-Mechanismus gegenüber der Immunabwehr dient. Da die RNA Polymerase im Gegensatz zu den meisten DNA- Seite 5 von 7

6 Polymerasen keine Korrekturlesefähigkeit besitzt, kommt es bei den Noroviren natürlicherweise zu hohen Mutationsraten. Diese Genomvariabilität macht es unabdingbar, die Diagnostik permanent zu evaluieren und anzupassen. Neben der ständigen Evaluation der Norovirus Diagnostik an der Nationalen Referenzzentrale zeigte das Jahr 2008, daß die Diagnostik auf verwandte Virusspezies ausgedehnt werden muß. Der Sapovirus-Ausbruch in einer Rehabilitationseinrichtung konnte in Zusammenarbeit mit dem Robert Koch Institut in Berlin aufgeklärt werden. An der Referenzzentrale für Noroviren in Graz besteht nun die Möglichkeit, Sapoviren mittels Real Time RT-PCR nachzuweisen, so daß zukünftig bei Ausbrüchen ohne Norovirus Nachweis eine extensivere Diagnostik betrieben werden kann. Noroviren der Genogruppe I, II und IV gelten als humanpathogen. Im Jahr 2008 dominierte in Österreich die Genogruppe II mit einem ermittelten Anteil von mehr als 99 % der an der Referenzzentrale untersuchten Norovirus-Isolate. Innerhalb der Genogruppe II ist es der Genotyp II.4, welcher bislang die globalen Gastroenteritis Epidemien verursacht. Wie in den Vorjahren weisen die Norovirusinfektionen auch im Jahr 2008 die typische Wintersaisonalität auf. Im Rahmen einer Novelle des Epidemiegesetzes wurden in Österreich alle viralen Lebensmittelvergiftungen zu anzeigepflichtigen Krankheiten erklärt. Im vergangenen Jahr hat die Zahl der Meldungen beim Bundesministerium für Gesundheit deutlich zugenommen, welches zum Teil auf die erhöhte Aufmerksamkeit der Ärzteschaft, andererseits aber sicher auch auf zunehmenden Einsatz verbesserter Detektionsmethoden mittels Real Time RT-PCR zurückzuführen ist. Allerdings sind die gemeldeten Fallzahlen nur bedingt aussagekräftig, und es muß davon ausgegangen werden, daß die tatsächliche Inzidenz für Norovirus-Infektionen in Österreich deutlich höher liegt als 18,1/ Einwohner. Die Angaben bezüglich des Anteils lebensmittelbedingter Ausbrüche an der Gesamtzahl der Erkrankungen variieren in verschiedenen europäischen Studien. Es kann aber angenommen werden, dass zumindest 10 % aller Ausbrüche lebensmittelassoziiert sind [4]. Häufig ist der Ursprung einer Norovirus-Infektion in einer Institution nicht zu ermitteln. Nach Eintrag des Erregers kommt es in den Einrichtungen zu einer epidemischen Verbreitung durch Person-zu-Person Übertragung. In Deutschland sind Noroviren seit 2001 meldepflichtig. Nach deutschem Infektionschutzgesetz (IFSG) besteht gem. 7 Abs. 3 bei direktem Nachweis von Noroviren eine Labormeldepflicht. Basierend auf den vorliegenden Meldedaten des Jahres 2008 [5] ergibt sich eine Inzidenz von 257 Neuerkrankungen pro Einwohner. Auch hier ist jedoch mit einer erheblichen Dunkelziffer an nicht diagnostizierten Fällen zu rechnen. Schätzungen aus der Schweiz [6] gehen von etwa NV-Infektionen pro Jahr aus, welches für die Schweiz einer geschätzten Inzidenz von mindestens 5000 Fällen je Einwohner entsprechen würde. Ausbrüche in institutionellen Einrichtungen sind kaum zu verhindern. Die wichtigste Aufgabe liegt in der Eindämmung derartiger Ausbrüche durch frühzeitige Diagnostik und verstärkte Hygienemaßnahmen. Die von der Nationalen Referenzzentrale für Noroviren herausgegebene Leitlinie Vorgehen bei Gastroenteritis-Ausbrüchen durch Noroviren [7] gibt Ratschläge zur Ausbruchsaufklärung und Ausbruchseindämmung. Ein wesentliches Problem in Ausbruchssituationen ist die adäquate und verständliche Information von Betroffenen und Angehörigen. Um hier eine Hilfestellung zu geben, hat die Referenzzentrale Seite 6 von 7

7 im Jahr 2008 einen Informationsfolder erstellt, welcher allgemeinverständlich die Erkrankung und Schutzmaßnahmen erläutert [8]. Danksagung Die nationale Referenzzentrale dankt allen einsendenden Laboratorien sowie den beteiligten Behörden für die gute Zusammenarbeit. Desweiteren danken wir PD Dr. E. Schreier und Frau Dr. M. Höhne vom Konsiliarlaboratorium für Noroviren am RKI für die gute Zusammenarbeit. Literatur [1 ] Vorläufiger Jahresausweis über angezeigte Fälle übertragbarer Krankheiten, Stand vom , BMGF [2 ] Statistisches Jahrbuch Österreichs Statistik Austria. [3] Koopmans M (2008) Progress in understanding norovirus epidemiology. Curr Opin Infect Dis 21: [4] Lopman BA, Adak GK, Reacher MH, Brown DW (2003) Two epidemiologic patterns of norovirus outbreaks: surveillance in England and Wales, Emerg Infect Dis 9: [5] Epid Bull 2009; 3:23. [6] Baumgartner A (2001) Norwalk-like -Viren (NLV) und Lebensmittel eine Situationsanalyse für die Schweiz. BAG Bulletin 46: [7] Leitlinie der AGES Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit in Zusammenarbeit mit dem Bundesministerium für Gesundheit und Frauen. Vorgehen bei Gastroenteritis-Ausbrüchen durch Norovirus in Krankenhäusern und Einrichtungen der stationären Pflege. 2. Auflage, [8] Informationsfolder Noroviren der AGES Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit. 1. Auflage, Jaenner_2008_05.pdf Fachpublikationen und Vorträge bzw. Präsentationen von Mitarbeitern und -innen der Nationalen Referenzzentrale für Noroviren 2008 Jelovcan S, Springer B. Norovirus-Folder. AGES Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit GmbH. 1. Auflage Jänner Jelovcan S. Norovirus-Infektion (Norovirus-Gastroenteritis). In: Feenstra O., Reinthaler FF. (ed) Steirischer Seuchenplan, 2. Auflage 2008, S Mikula C, Zenz W, Stüger HP, Daghofer E, Springer B, Bergler H, Lederer I. Norovirus; The Most Common Cause of Acute Gastroenteritis in the Pediatric Population in Austria today? ESPID - 26th Annual Meeting of the European Society for Paediatric Infectious Diseases; Graz; Mikula C, Zenz W, Stüger HP, Daghofer E, Springer B, Bergler H, Lederer I. Norovirus and it s role as an important viral agent of acute gastroenteritis in the pediatric population in Austria. Jahrestagung der Gesellschaft für Hygiene, Umweltmedizin und Präventivmedizin; Graz; Seite 7 von 7