Tuberculosis

Mycobacterium tuberculosis Komplex

Changed on: 20.01.2021
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Animal disease categories: B D E

Profile

Tuberculosis (TB) is the most common fatal infectious disease in humans worldwide. There are different tuberculosis pathogens, the most common pathogen of human tuberculosis is Mycobacterium (M.) tuberculosis. The bacterium can be inactivated by pasteurisation (heating to 72°C for a short time); however, it is insensitive to desiccation or cold.

Occurrence

Tuberculosis is widespread worldwide, especially in Africa, Asia and Latin America. According to estimates by the World Health Organisation (WHO), more than one third of the world's population is infected with tuberculosis (M. tuberculosis). Every year, 1.6 million people die from the infection and around 9 million become newly infected.

In Europe, the pathogen of bovine tuberculosis (M. bovis) was greatly reduced after the Second World War, as a result many countries received the officially recognised status "free of bovine tuberculosis". In 1999, Austria's cattle population was granted the status "officially free of bovine tuberculosis" by the EU. Since then, this tuberculosis pathogen has not been detected in any Austrian cattle population.

Reservoir

Humans are the only relevant reservoir for M. tuberculosis. For mycobacteria that can be transmitted from animals to humans, such as M. bovis and M. caprae, cattle, wild boars, goats or wild ruminants (especially red deer) are the pathogen reservoir.

Mode of transmission

Whether an infection occurs depends on the frequency and intensity of contact, the amount of inhaled or orally ingested pathogens and the physical condition of the affected person. Infection usually occurs through inhalation of fine droplets, which are released during coughing and sneezing by persons suffering from open tuberculosis. Open pulmonary tuberculosis refers to diseases in which pathogens can be detected in the sputum. Transmission through raw (unpasteurised) milk from infected cattle is in principle possible.

Infection from animal to animal occurs preferentially by the aerogenic route through inhalation of fine droplets containing the pathogen, which are coughed up by diseased animals. However, it can also occur through contact or orally, e.g. via contaminated feed in feed mangers and salt licks.

Incubation period

The time from infection to outbreak of the disease can range from a few months - especially in young children - to many years and decades.

Symptoms

Humans: After a droplet infection, small inflammation foci usually form in the lungs within the following three to six weeks, which encapsulate into nodules (tubercles). This form with locally limited signs of disease is called closed tuberculosis because it is not contagious and no pathogens are excreted. Active infection begins with general symptoms especially night sweats, increased temperature, fatigue, weight loss, lack of appetite, general feeling of illness. In pulmonary tuberculosis, tissue loss can lead to so-called caverns. Symptomatic for this is massive, often bloody, sputum. These patients are highly contagious. One speaks of a miliary tuberculosis when there is a spread via the bloodstream with diffuse infestation of several organ systems, usually also with lung involvement. Tuberculous meningitis (meningitis) may also develop.

Animal: Chronic pulmonary tuberculosis in cattle is mainly manifested by a progressive cough and a slowly deteriorating general condition. However, disease processes may also occur in other organs. In cattle, tuberculosis may remain latent or subclinical for years.

Therapy

As the pathogens are difficult to reach with drugs, therapy takes several months and the risk of mycobacteria developing resistance is particularly high. In cases of confirmed tuberculosis, patients must therefore be treated with a combination therapy of several special antibiotics, so-called antituberculotics. The duration of treatment is correspondingly long (over months) in order to avoid possible relapses.Tuberculosis is a notifiable animal disease. Control is focused on the eradication of infected animals.

Prevention

As there is no effective vaccine protection against tuberculosis, the most important measure is to detect diseased individuals as soon as possible and to treat them effectively.

Situation in Österreich

Mensch

Im Jahr 2019 wurden beim Menschen 479 Fälle (2018: 480 Fälle) an Tuberkulose ins EMS gemeldet (Stand 30.01.2020), das entspricht 5,4 Fällen je 100.000 Bevölkerung. Davon wurden 351 Fälle zum M. tuberculosis Komplex gehörend (NRZ-Tuberkulose Stand 5.04.2019) mikrobiologisch bestätigt. Je ein Fall war mit M. caprae und mit M. bovis infiziert. Der M. caprae-Fall steht mit dem Auftreten von Tuberkulose in Vorarlberg nicht in Verbindung.

Abbildung 1: Gemeldete Tuberkulosefälle und mikrobiologisch bestätigte Fälle des M. tuberculosis Komplex je 100.000 Bevölkerung sowie Fälle verursacht durch M. bovis bzw. M. caprae in Österreich

Tier

M. bovis und M. caprae sind die Erreger der Rindertuberkulose. Diese Erreger sind auch für viele andere Säugetierarten und den Menschen pathogen.

Beim Rotwild, das in den bekannten Endemiegebieten Westösterreichs als Reservoir für M. caprae fungiert, sowie bei Rindern wird am häufigsten der M. caprae Genotyp „Lechtal“ nachgewiesen. Der geographisch definierte M. caprae Genotyp „Karwendel“ kommt im Karwendelgebirge im Bezirk Schwaz in Tirol vor. M. caprae kann auch mit infizierten Rindern durch Zukauf aus Endemiegebieten anderer Länder eingeschleppt werden. Der in Süddeutschland autochthone M. caprae Genotyp „Allgäu“ wurde 2009 im Bezirk Innsbruck-Land und 2012 im Zillertal im Bezirk Schwaz in Tirol nachgewiesen.

Im Jahr 2011 wurde zum ersten Mal auf der Rechtsgrundlage der Rotwild-TBC-Verordnung im Bundesland Tirol ein entsprechendes Seuchengebiet definiert und ausgewiesen. Eine Infektion mit M. caprae (Genotyp „Lechtal“) wurde in diesem Seuchengebiet im Jahr 2019 bei 6 Stück Rotwild nachgewiesen. Zusätzlich führt Tirol seit dem Jahr 2012 ein Rotwild-Screening (Reviere im Karwendel im Bezirk Schwaz und in den Bezirken Innsbruck-Land, Landeck und Kufstein) durch, wobei im Jahr 2019 bei weiteren 6 Rotwildstücken M. caprae (Genotyp „Lechtal“ und „Karwendel“) festgestellt wurde. Das Bundesland Vorarlberg führt seit 2009 ebenfalls ein landesweites Rotwild-TBC-Monitoring durch, wobei im Jahr 2013 im Bezirk Bludenz ein Bekämpfungsgebiet eingerichtet wurde. Im Bekämpfungsgebiet werden in den betroffenen Rotwildräumen, ähnlich dem Seuchengebiet in Tirol, Kern-, Überwachungs- und Beobachtungsgebiete unterschieden. Im Jahr 2019 wurde bei 40 Stück Rotwild in Vorarlberg eine Infektion mit M. caprae (Genotyp „Lechtal“) nachgewiesen.

2019 wurde im Nationalen Referenzlabor für Rindertuberkulose in Mödling M. caprae (Genotyp „Lechtal“)  bei 16 Rindern aus 4 Betrieben in Vorarlberg nachgewiesen. Der Nachweis erfolgte nach diagnostischer Tötung aufgrund von nicht negativen Intrakutantests (2 Betriebe) oder durch eine TBC-Ausschlussuntersuchung im Rahmen der Schlachttier- und Fleischuntersuchung (2 Betriebe).

Abbildung 2: M.caprae bei Rindern in Österreich


Legende

    Fachinformation

    Humanmedizin

    Besonders gefährdet sind Personen, die engen Kontakt zu Patientinnen und Patienten mit offener (d. h. infektiöser) Tuberkulose haben. In den vergangenen Jahren war eine besorgniserregende Zunahme der Tuberkulose mit multiresistenten (unempfindlich zumindest gegen die beiden Antituberkulotika Isoniazid und Rifampicin) Erregerstämmen zu verzeichnen.

    Diagnostik

    Ziel jeder Tuberkulosediagnostik ist der kulturelle Nachweis des Erregers. Nur dadurch sind eine Erkennung des Resistenzmusters und eine Ausbruchsabklärung möglich. Aufgrund des Gefahrenpotentials des Mycobacterium tuberculosis-Komplexes ist dafür ein Labor mit Sicherheitsstufe 3 (BSL-3) notwendig. Wegen des langsamen Wachstums des Erregers müssen die Proben bis zu 8 Wochen bebrütet werden. Jedoch können molekularbiologische Techniken wie die Polymerase-Kettenreaktion (= PCR) die Diagnosezeit verkürzen und auch Hinweise auf das Resistenzverhalten des Erregers geben.

    Tuberkulintest:

    Zum Nachweis einer Infektion ohne Erkrankung kann der Tuberkulin-Hauttest nach der Mendel-Mantoux-Methode erfolgen. Hierbei wird die immunologische Reaktion auf injizierte Erregerbestandteile geprüft. Bereits sechs Wochen nach einer Infektion wird der Test positiv. Zunehmend wird dieser Hauttest durch den sogenannten Interferon-ɣ-Release-Assay (IGRA), eine Blutuntersuchung, ersetzt.

    Bildgebende Verfahren:

    Mit Hilfe der Röntgendiagnostik können charakteristische Bilder eines Lungenbefalls erkannt werden, jedoch differentialdiagnostisch einige andere Lungenerkrankungen nicht ausgeschlossen werden. Daher wird die Diagnose in der Regel durch Kombination mehrerer Untersuchungsverfahren gesichert.

    Bakteriologische Diagnostik:

    Der Nachweis von mykobakterieller Nukleinsäure gibt binnen Stunden einen ersten Befund. Der zeitaufwändige kulturelle Nachweis von Bakterien des MTC bestätigt die Diagnose Tuberkulose. Der Vorteil des kulturellen Nachweises liegt in der Möglichkeit, die Mykobakterien auf ihre Empfindlichkeit gegenüber spezifischen antimikrobiellen Medikamenten hin auszutesten (Resistenztestung). Gewonnene Isolate werden molekularbiologisch typisiert.

    Molekularbiologische Diagnostik:

    Den neuesten Standards entsprechend werden die Proben mittels Gesamtgenom-Sequenzierung (whole genome sequencing, WGS) analysiert. Damit können übereinstimmende Stämme identifiziert und Infektionsketten epidemiologisch abgeklärt werden. Zusätzlich ermöglicht die WGS noch die Erkennung von Resistenzgenen und erleichtert die Spezieszuordnung innerhalb des Mycobacterium tuberculosis-Komplexes.

    QuantiFERON-TB-Gold-Plus (IGRA):

    Mit März 2016 wurde der Bluttest QuantiFERON-TB-Gold® auf den sensitiveren QuantiFERON-TB-Gold-Plus® Test umgestellt. Für diese Untersuchung sind anstelle der bisherigen 3 (grau, rot und violett), 4 Abnahmeröhrchen (grau, grün, gelb und violett) notwendig. An den Modalitäten der Abnahme und Präanalytik ändert sich durch die Umstellung nichts.

    Abnahme und Präanalytik: Alle 4 Abnahmeröhrchen müssen bis zur schwarzen Markierung befüllt werden (je 1ml) und anschließend 10x geschwenkt werden. Die Röhrchen müssen sobald als möglich, aber jedenfalls innerhalb von 16 Stunden bei 37°C inkubiert werden. Vor der Inkubation sollen die Röhrchen bei Raumtemperatur gelagert werden und dürfen KEINENFALLS gekühlt werden.
    Weitere Informationen zur Abnahme, Präanalytik, Analytik und Interpretation:
    https://www.quantiferon.com/products/quantiferon-tb-gold-plus-qft-plus/technical-resources/

    Veterinärmedizin

    Die Erreger der Tuberkulose bei Mensch und Tier sind eng verwandte Mykobakterienarten, die als Mycobacterium tuberculosis complex (MTC) zusammengefasst werden. Dieser Komplex umfasst die beschriebenen Spezies Mycobacterium (M.) tuberculosis, M. africanum, M. canettii, M. bovis, M. caprae, M. pinnipedii (Robben), M. mungi (Mungo), M. orygis (Antilope), M. suricattae (Erdmännchen), Dassie Bacillus (Klippschliefer) und M. microti.

    Beim Rotwild ist die Tuberkulose eine chronisch verlaufende Erkrankung. Klinische Symptome sind, wenn vorhanden, oft unspezifisch. Der Infektionsweg ist meist oral oder aerogen. Bei einer Generalisation der Erkrankung in den Regionen von Kopf, Thorax oder Abdomen können Erreger in großer Menge ausgeschieden werden und, mit dem Potential der Übertragung auf andere Tierarten, die Umgebung kontaminieren. Winterfütterungen der Wildtiere sind problematisch: durch Erregerübertragung und geringere natürliche Sterblichkeit sowie Ansammlungen von Tieren im Bereich der Fütterungen wird die Übertragung gefördert.

    Symptome beim Tier

    Die chronische Lungentuberkulose äußert sich bei Rindern vorwiegend in fortschreitendem Husten und sich langsam verschlechterndem Allgemeinzustand. Erkrankungsprozesse können aber auch in anderen Organen auftreten. Bei Rindern kann die Tuberkulose über Jahre latent oder subklinisch verlaufen.

    Diagnostik beim Tier

    Die frühe Erkennung von infizierten Rindern ist ein wichtiger Punkt bei der Bekämpfung der Rindertuberkulose und abhängig von in vivo Tests wie dem Haut- und Gamma-Interferontest. Seit TBC-Erkrankungsfälle verursacht durch M. caprae bei Rotwild aus freier Wildbahn in bestimmten Gebieten der Bundesländer Tirol und Vorarlberg festgestellt werden, sind auf Anordnung des Bundesministeriums für Soziales, Gesundheit, Pflege und Konsumentenschutz die Rinder in bestimmten Risikogebieten (Sonderuntersuchungs- und Sonderüberwachungsgebiete) jährlich mittels Simultantest (Intrakutantest) zu untersuchen. Als Bestätigungstest kann auch ein Bluttest (Gamma-Interferontest) durchgeführt werden.

    Bei nicht negativem Hauttest oder positivem Bluttest erfolgt eine diagnostische Tötung. Eine direkte Untersuchung von Gewebeproben mittels MTC PCR ermöglicht eine schnelle Diagnose. Die Identifizierung der MTC-Spezies und Genotypisierung der kulturell isolierten Bakterienstämme erfolgt mittels verschiedener molekularbiologischer Verfahren (RD4 PCR, DNA Strip-Technologie, MIRU VNTR Analyse). Aufgrund der Einstufung als Erreger der Risikogruppe 3 darf die Kultivierung der Tuberkuloseerreger nur im Labor der Sicherheitsstufe L3, dem Zentrum für Biologische Sicherheit im Nationalen Referenzlabor für Rindertuberkulose in Mödling, durchgeführt werden.

    Kontakt, Formulare

    Humanmedizin

    Nationale Referenzzentrale für Tuberkulose
    Währingerstraße 25a
    1096 Wien
    PD Mag. Dr. Alexander Indra
    Telefon: +43 50 555-37230
    E-Mail: alexander.indrano@Spam@agesno.Spam.at

    Veterinärmedizin

    Institut für veterinärmedizinische Untersuchungen, Mödling (= Nationales Referenzlabor)
    Robert Koch-Gasse 17
    A-2340 Mödling
    Tel.Nr.: +43 50 555-38112
    e-mail: vetmed.moedlingno@Spam@agesno.Spam.at

      Begleitschein zur Untersuchung auf Mycobacterium tuberculosis Komplex und nicht-tuberkulöse Mykobakterien nach dem Tuberkulosegesetz (137 K)
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      Begleitschein für die Einsendung von IsolatenReinkulturen an die Referenzzentrale für Tuberkulose (103 K)
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      Begleitschein zur Untersuchung auf Quantiferon TB-Gold Plus (81 K)
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      Merkblatt Tuberkulose beim Rind (89 K)
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      Merkblatt Tuberkulose beim Rotwild (79 K)
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