Nationale Referenzzentrale für Noroviren

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1 Nationale Referenzzentrale für Noroviren Jahresbericht 20 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 ingeborg.lederer@ages.at Ansprechpersonen: Mag. Dr. Ingeborg Lederer PD Dr. Burkhard Springer Zusammenfassung Noroviren sind weltweit verbreitet. Sie sind für einen Großteil der nicht bakteriell bedingten Gastroenteritiden bei Kindern und Erwachsenen verantwortlich. Im Rahmen einer Novelle des Epidemiegesetzes wurden in Österreich 2006 alle viralen Lebensmittelvergiftungen zu anzeigepflichtigen Krankheiten erklärt. Im Jahr 20 wurden laut dem vorläufigen Jahresausweis 20 des BMG Fälle von Norovirus-Infektionen gemeldet. Wie in den Vorjahren, zeigen die Norovirus-Erkrankungen auch im Jahr 20 eine deutliche Wintersaisonalität. Die Genogruppe II stellte mit über 96 Prozent die häufigste Genogruppe dar. Innerhalb der Genogruppe II dominierte die Variante GGII b das epidemiologische Geschehen des Jahres 20. Summary Noroviruses are prevalent worldwide. They are thought to be the most frequent 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 20, norovirus infections were registered. As in previous years, the distribution of norovirus infections showed a distinct winterpeak in 20 as well. Genogroup II is the most common genogroup and was responsible for more than 96% of the cases diagnosed by the National Reference Laboratory. Within GG II the genosubtype GGII b dominated in 20. Einleitung Noroviren sind für den Großteil der nicht bakteriell bedingten Gastroenteritiden im Kindesund Erwachsenenalter verantwortlich. Früher fielen Erkrankungen durch Noroviren unter Seite 1 von 8

2 den Oberbegriff Magen-Darm-Grippe oder im Englischen unter winter vomiting disease. Noroviren wurden ursprünglich 1972 durch immunelektronenmikroskopische Untersuchungen nachgewiesen. Dabei entdeckte man 27 nm große Partikel in einem infektiösen Stuhlfiltrat, welches von einem Gastroenteritis-Ausbruch aus dem Jahre 1968 in der Stadt Norwalk (Ohio/USA) stammte. Das Isolat dieses Ausbruchs wurde nach seinem Herkunftsort Norwalk Virus genannt. Alle bisher identifizierten genetischen Varianten dieser Viren werden heute unter den Noroviren (früher Norwalk-like-Viren) zusammengefasst. 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). Noroviren sind Einzelstrang-RNA Viren. Da sie keine Hüllmembran besitzen sind sie sehr umweltresistent. Die hohe Genomvariabilität dieser Viren bedingt eine Vielfalt genetischer Varianten. Derzeit wird das Genus Norovirus in fünf Genogruppen (GG) unterteilt. GGIII (Jena Virus) und V (Maus Virus) sind nicht humanpathogen. Innerhalb der humanmedizinisch bedeutsamen GGI, GGII und GGIV erfolgt durch Sequenzanalyse eine Einteilung in Genotypen. Innerhalb der Genotypen lassen sich noch genetische Varianten unterscheiden. 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. Noroviren werden über den Stuhl und über Erbrochenes ausgeschieden. Bereits geringe Virustiter ( Virionen) reichen für eine Infektion des Menschen aus, daher ist das Risiko eine Infektion zu akquirieren sehr hoch. Bei Norovirus-Ausbrüchen ist meistens mehr als eine Übertragungsart involviert, wodurch sie sich häufig als so genannte gemischte Ausbrüche präsentieren: der Ausbruch beginnt als Punktquellen-Ausbruch, z.b. bedingt durch ein mit Noroviren kontaminiertes Lebensmittel oder einen NV- Erkrankten, kann sich als verlängerter (prolongierter) gemeinsamer Quellen-Ausbruch, z.b. verursacht durch Umweltkontamination mit NV, fortsetzen und als propagierter Quellen-Ausbruch, in dem sich der Erreger von Person zu Person ausbreitet, enden [1]. Das Ausmaß der oft explosionsartigen Ausbreitung der Erkrankung in Gemeinschaftseinrichtungen wie Altenheimen, Schulen, Kindergärten und Krankenhäusern kann durch eine frühzeitige Diagnostik und die Durchführung geeigneter Hygienemaßnahmen eingedämmt werden. Die Ansteckungsfähigkeit besteht während der Erkrankung und zumindest für weitere 48 Stunden nach Abklingen der Symptome. Untersuchungen ergaben, dass das Virus in der Regel noch 7-14 Tage über den Stuhl ausgeschieden werden kann. Weiters konnte gezeigt werden, dass in Ausnahmefällen auch noch über Wochen nach einer akuten Erkrankung ein NV Nachweis möglich ist. Es ist daher auch nach der akuten Phase eine sorgfältige Sanitärund Händehygiene von großer Bedeutung [2]. Seite 2 von 8

3 Eine kausale antivirale Therapie und ein Impfstoff stehen derzeit nicht zur Verfügung. Die Behandlung ist symptomatisch und beschränkt sich vornehmlich auf adäquaten Flüssigkeitsersatz. Labordiagnostik Für die Diagnostik von NV im Stuhl gibt es derzeit drei unterschiedliche Nachweismethoden: 1. Nachweis viraler RNA mittels Polymerasekettenreaktion (RT-PCR) 2. Nachweis viraler Proteine (Antigen-EIA) 3. Elektronenmikroskopischer Nachweis von Viruspartikeln Aufgrund der hohen Sensitivität und Spezifität der RT-PCR gilt sie als Goldstandard (Nachweisgrenze: 10 2 RNA Kopien / ml). In der AGES wird die Diagnostik von Noroviren mittels RealTime RT-PCR und Elektronenmikroskopie durchgeführt. Die Elektronenmikroskopie gestattet in Kombination mit molekularen Techniken die Suche nach neuen genetischen Varianten; die Sensitivität der Elektronenmikroskopie ist im Vergleich zur RT-PCR jedoch geringer (Nachweisgrenze: Viruspartikel / ml). Häufig werden zur Diagnostik von Norovirusinfektionen kommerziell verfügbare Antigen- Enzymimmunoassays (EIA) eingesetzt, die jedoch den diagnostischen Anforderungen bezüglich Sensitivität und Spezifität nur bedingt genügen. In Ausbruchssituationen werden bis zu fünf 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. An der Nationalen Referenzzentrale für Noroviren der AGES werden Ausbruchstämme durch Nukleinsäuresequenzierung und anschließender Datenbankanalyse der für die Polymerase kodierenden Region in Genotypen subtypisiert. Resultate Im Jahr 20 wurden in Österreich Fälle von Infektionen mit Noroviren gemeldet (vorläufiger Jahresausweis über angezeigte Fälle übertragbarer Krankheiten, Stand [3]). Basierend auf den vorliegenden Meldedaten ergibt sich hieraus eine Inzidenz von 14,28/ EinwohnerInnen (Gesamtpopulation Österreich , Statistisches Jahrbuch Österreichs [4]). An der Nationalen Referenzzentrale für Noroviren in Graz wurden im Jahr Untersuchungen auf Noroviren durchgeführt. Nach Abzug der Mehrfacheinsendungen ergeben sich daraus untersuchte Patientenproben. Insgesamt wurden 153 PatientInnen mit Mehrfacheinsendungen registriert:124 Doppeleinsendungen, 17 Seite 3 von 8

4 Dreifacheinsendungen, 8 Vierfacheinsendungen, 2 Fünffacheinsendungen, 1 Sechsfacheinsendung und 1 Siebenfacheinsendung. In 653 der Patientenproben konnten Noroviren nachgewiesen werden (38,19 Prozent). Die 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 Nationalen Referenzzentrale in Österreich, sowie Anzahl der gemeldeten Fälle gemäß Monatsausweisen des Bundesministeriums für Gesundheit im Jahresverlauf Noroviren in Österreich NV positiv gem. NV-Fälle Sep 07 Okt 07 Nov 07 Dez 07 Jän Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jän Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Typischerweise beginnt die Norovirensaison im Oktober und dauert bis zum Monat April an. Dieser Verlauf ist im Winter 20/20 deutlich zu erkennen. Im Vergleich dazu zeigt sich für die gemeldeten NV-Fälle in der Saison 2007/20 bis in den Mai eine erhöhte Virusaktivität (Abb. 1). Im Jahr 20 war der Hauptteil der an der an der Referenzzentrale diagnostizierten humanen Noroviren der Genogruppe II (GG II) zuzuordnen (632 Nachweise = 96,78 Prozent). In 16 diagnostischen Proben (2,45 Prozent) konnten Noroviren der Genogruppe I (GG I) nachgewiesen werden. 5 untersuchte Personen (0,76 Prozent) waren mit beiden Genogruppen infiziert. Im Jahr 20 betrug der Anteil an Noroviren der GG II 99,45 Prozent, der Anteil an Noroviren der GG I 0,55 Prozent [5]. Noroviren gelten als häufige Ursache für akute Gastroenteritis-Ausbrüche vor allem in Gemeinschaftseinrichtungen wie Seniorenheimen, Krankenhäusern, Kinderheimen und Schulen. Im Jahr 20 wurden an der Referenzzentrale für Noroviren 55 zeitliche und örtliche Cluster von Gastroenteritis-Fällen mit Verdacht auf Norovirus-Infektion aus dem ganzen Bundesgebiet untersucht. Bei 39 Clustern konnten in mindestens zwei Stuhlproben von PatientInnen Noroviren nachgewiesen werden, bei weiteren sieben Clustern wurden Noroviren in einer einzigen Stuhlprobe nachgewiesen, bei neun Clustern konnten keine Noroviren nachgewiesen werden (Tab.1). Seite 4 von 8

5 Die Zuordnung der Einsendungen zu einem Ausbruch wurde aufgrund der epidemiologischen Angaben des Einsenders durchgeführt. Bei den sieben Ausbruchsfällen in welchen nur eine Probe positiv war, handelte es sich um 4 Einfacheinsendungen, 2 Zweifacheinsendungen und eine Dreifacheinsendung. Tabelle 1. Cluster/Ausbrüche (Daten aus der Referenzzentrale) in Österreich, 20 NV Cluster/ Ausbrüche 20 Einrichtung Anzahl % Alters-/Pflege-/Seniorenheim 13 28,26 Rehabilitationseinrichtung 2 4,35 Gaststätte/Restaurant/Kantine 3 6,52 Haushalt 4 8,7 Hotel/Pension 4 8,7 Kinderbetreuungseinrichtung 1 2,17 Krankenhaus 14 30,43 Unbekannt 5 10,87 Gesamt Im Jahr 20 wurde ein einziger Ausbruch in einer Rehabilitationseinrichtung durch Noroviren der Genogruppe I verursacht, in allen anderen Fällen konnten Noroviren der Genogruppe II nachgewiesen werden. Auch im Jahr 20 wurden bis auf eine Ausnahme (Noroviren der GGI in einer Volksschule) die an der Referenzzentrale untersuchten Ausbrüche durch Noroviren der Genogruppe II verursacht. Im Jahr 20 waren Krankenhäuser die am häufigsten betroffenen Einrichtungen. 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 20 Varianten des Genotyps GGII (v.a. die Variante 2006b), sowie die Genotypen A-II , A-II.b, A-II.7 und A-I.2 zirkulierten (Abb. 2). Seite 5 von 8

6 Abbildung 2. Genotypen/Varianten bei Norovirus- Cluster/Ausbrüchen in Österreich, 20 (Daten basierend auf Untersuchungen der Nationalen Referenzzentrale) Norovirus Genotypen/Varianten in Österreich, NV- Ausbrüche Quartal 2.Quartal 3.Quartal 4.Quartal A-I.2 A-II.7 A-II.b A-II A-II A-II b Diskussion Noroviren sind weltweit die häufigste Ursache der akuten viralen Gastroenteritis. Dies gilt sowohl für sporadische Fälle als auch für Ausbrüche [6]. In der Vergangenheit wurde die Inzidenz der durch Noroviren verursachten Gastroenteritiden unterschätzt, erst die Einführung neuer molekularbiologischer Diagnostikmethoden hat zu einem verstärkten Nachweis dieses Erregers geführt und damit wesentlich zur Erkennung der Bedeutung von Noroviren beigetragen. Eine hohe Kontagiosität und die Unempfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen sind für die rasche Verbreitung der Noroviren verantwortlich. In Österreich wurden im Jahr 2006 mit einer Novelle des Epidemiegesetzes alle viralen Lebensmittelvergiftungen zu anzeigepflichtigen Krankheiten erklärt. Bereits der Verdacht auf eine virale Lebensmittelvergiftung ist meldepflichtig. Da bei gehäuftem Auftreten von Brechdurchfällen ein Zusammenhang mit der Übertragung über Lebensmittel im voraus nicht ausgeschlossen werden kann, ist bei NV-Ausbrüchen die zuständige Gesundheitsbehörde umgehend zu informieren. Mit dieser Umsetzung der Meldungen von Norovirus-Erkrankungen wäre in Österreich eine epidemiologische Überwachung von Norovirus-Infektionen nach europäischem Maßstab möglich. Aufgrund von Unsicherheiten bei der Interpretation des Gesetzestextes kann bei weitem noch nicht von einer bundesweiten Durchführung der Meldungen ausgegangen werden. Die gemeldeten Fallzahlen sind daher auch für das Jahr 20 nur bedingt aussagekräftig. Es ist damit zu rechnen, dass die daraus berechnete Inzidenz von 14,28/ EinwohnerInnen in der Realität wesentlich höher ist. Im Jahr 20 lag die Inzidenz bei 18,1/ Einwohner, also deutlich höher als 20. Auch im benachbarten Deutschland konnte ein rückläufiger Trend beobachtet werden. In Deutschland sind Noroviren seit 2001 meldepflichtig. Nach deutschem Infektionschutzgesetz (IFSG) besteht gem. 7 Abs. 3 bei direktem Nachweis von Noroviren Seite 6 von 8

7 eine Labormeldepflicht. Basierend auf den vorliegenden Meldedaten des Jahres 20 mit NV Fällen [7] ergibt sich daraus eine Inzidenz von 216,87 pro EinwohnerInnen (Gesamtpopulation Deutschland , Statistisches Bundesamt Deutschland Stand ). Auch hier ist jedoch mit einer erheblichen Dunkelziffer an nicht diagnostizierten Fällen zu rechnen. Schätzungen aus der Schweiz [8] gehen von etwa NV-Infektionen pro Jahr aus, welches für die Schweiz einer geschätzten Inzidenz von mindestens 5000 Fällen je EinwohnerInnen entsprechen würde. 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 Prozent aller Ausbrüche lebensmittelassoziiert sind [9]. 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. Noroviren der Genogruppen I, II und IV gelten als humanpathogen. Im Jahr 20 dominierte in Österreich die Genogruppe II mit einem ermittelten Anteil von mehr als 96 Prozent der an der Referenzzentrale untersuchten Norovirus-Isolate. Innerhalb der Genogruppe II ist es der Genotyp II.4, welcher bislang die globalen Gastroenteritis Epidemien verursacht. 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 [1] 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 einen Informationsfolder erstellt, welcher seit November 20 auch in den Sprachen Bosnisch/Kroatisch/Serbisch und Türkisch erhältlich ist [10]. Danksagung Die nationale Referenzzentrale dankt allen einsendenden Laboratorien sowie den beteiligten Behörden für die gute Zusammenarbeit. Desweiteren danken wir Frau Dr. M. Höhne vom Konsiliarlaboratorium für Noroviren am RKI für die gute Zusammenarbeit. Seite 7 von 8

8 Literatur [1] 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, [2] Noroviren RKI Ratgeber Infektionskrankheiten - Merkblätter für Ärzte Mbl Noroviren.html [3] Vorläufiger Jahresausweis über angezeigte Fälle übertragbarer Krankheiten, Stand vom , BMG [4] Statistisches Jahrbuch Österreichs Statistik Austria. [5] Springer B. Nationale Referenzzentrale für Noroviren: Jahresbericht 20 [6] Rockx B, De Wit M, Vennema H, et al. Natural history of human calicivirus infection: a prospective cohort study. Clin. Infect. Dis. 2002;35: [7] Epid Bull 2010; 3:29. [8] Baumgartner A (2001) Norwalk-like -Viren (NLV) und Lebensmittel eine Situationsanalyse für die Schweiz. BAG Bulletin 46: [9] Lopman BA, Adak GK, Reacher MH, Brown DW (2003) Two epidemiologic patterns of norovirus outbreaks: surveillance in England and Wales, Emerg Infect Dis 9: [10] Informationsfolder Noroviren der AGES Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit. 2. Auflage, Seite 8 von 8