Research

Transmission of FMD

Pagina-navigatie:

Main

Update Research data

Title	Transmission of FMD
Period	01 / 2006 - 12 / 2006
Status	Completed
Research number	OND1311724

Abstract

FMD is one of the former list A diseases, and therefore very important for the ministry of LNV. Risks of new outbreaks are caused by the increase of animal trade and by the increase in number of new EU countries. Economical consequences of an FMD outbreak are very important, but let s not forget its social impact. Fast control to avoid large outbreaks is essential. Therefore, research is needed on effective (targeted) surveillance in peace time. Since the last FMD outbreak in UK and NL (in 2001) a debate is going on on using vaccination as a control strategy in stead of culling many animals. More knowledge is needed on the efficacy of vaccines, especially the marker vaccines which can differentiate between infected and vaccinated animals.
[Goal of the research]:
a. Policy making
More effective control, better detection of the infection, confidence in the control of the countries status.
b. Gaining more knowledge.
Surveillance:
1. Targeted surveillance of FMD in peace time.
2. Validation of tests to differentiate between infected and vaccinated animals in cattle, also in sheep and pigs.
Control:
1. Estimation of transmission parameters and efficacy of vaccination in different animal species, ages, and virus strains by carrying out transmission experiments. Also on the effect of heterologous vaccination.
2. Extrapolation of experimental results and historical outbreak data by using models (scenario studies and producing risk maps).
3. Developing methods to estimate the effect of vaccins during outbreaks.
Freedom of diseas:
See other reasearch project for FMD and CSF.

Abstract (NL)

[Kennisbehoefte doelgroep]:
Mond- en Klauwzeer (MKZ) is een van de voormalige lijst A ziekten, en daarmee van belang voor LNV. Door de intensivering van de handelscontacten en toetreding van nieuwe landen in de EU blijft er een risico bestaan van een nieuwe uitbraak van MKZ. De economische consequenties van een uitbraak kunnen enorm groot zijn. Daarnaast kan een uitbraak grote sociaal-maatschappelijke gevolgen hebben. Snel ingrijpen en de uitbraak zo beperkt mogelijk houden is dan ook van essentieel belang, en dus is een optimale surveillance strategie gewenst. Daarom zal onderzoek moeten worden verricht naar de vraag hoe surveillance in vredestijd gericht (i.e. risico gebaseerd) kan worden uitgevoerd.
De bestrijding van de laatste uitbraak van MKZ in 2001 was mede gebaseerd op noodvaccinatie. Hoewel dit niet formeel te bewijzen valt zijn er aanwijzingen uit de analyse met behulp van de serummonsters die destijds zijn genomen dat de uitbraak mede dankzij deze vaccinatie onder controle is gebracht.
Er is naar aanleiding van de afgelopen epidemie veel discussie ontstaan over het nodeloos slachten en vernietigen van grote aantallen gevaccineerde dieren. De inzet van het markervaccin gecombineerd met diagnostische tests voor het onderscheid tussen gevaccineerde en geïnfecteerde dieren zou dit in de toekomst kunnen voorkomen. Benodigde kennis over de te verwachten effectiviteit van het vaccin tijdens een uitbraak, en over de verschillen daarin tussen verschillende diersoorten, alsmede over de testeigenschappen om gevaccineerde dieren van geïnfecteerde dieren te kunnen onderscheiden, wordt in dit project vergaard. Voortzetting van deze studies in 2006 is gewenst
[Doel]:
a. Beleidsvraag.
De belangrijkste aandachtspunten liggen in het effectiever bestrijden, het met meer betrouwbaarheid detecteren en de betrouwbaarheid van de statusbewaking.
b.Kennisbehoefte en inhoud kennisopdracht. Surveillance.
1.Onderzoek naar de mogelijkheden van risico gebaseerde (targeted) surveillance bij MKZ in vredestijd, in aansluiting op binnenkort uitkomend VWA rapport.
2.Validatie van testen voor differentieerbare vaccins, bij runderen, maar ook bij andere diersoorten, o.a. schapen en varkens.
Bestrijding.
1. Het schatten van transmissieparameters en het bepalen van de effectiviteit van vaccinatie bij verschillende diersoorten, leeftijden, virusstammen, vaccinatieroutes door middel van transmissie-experimenten. Onderzoeken van de bruikbaarheid van heterologe vaccinaties.
2. Extrapolatie van de experimentele resultaten en van historische uitbraakgegevens d.m.v. modellen (scenariostudies en risicokaarten).
3. Ontwikkeling van methoden om de effectiviteit van vaccinatie in de bestrijding van MKZ experimenteel te beoordelen.
Vrij verklaren:
Deze kennisvraag wordt beschouwd in het met dit voorstel samenhangende projectvoorstel Vrijverklaren MKZ en KVP.
[Werkwijze]:
Onderzoek op het gebied van bovenstaande kennisvragen reeds verricht in 2004 en 2005, en voorstellen voor voortzetting in 2006:
Surveillance.
1. Onderzoek naar de mogelijkheden van risico gebaseerde (targeted) surveillance bij MKZ in vredestijd, in aansluiting op binnenkort uitkomend VWA rapport. Aan dit onderwerp is nog niet gewerkt in 2004 en 2005 (Programma 428).
2. Validatie van testen voor differentieerbare vaccin. Dit betreft de bepaling van de eigenschappen van de diagnostische tests voor het onderscheid tussen gevaccineerde en geïnfecteerde runderen (d.i. bepaling van de sensitiviteit en specificiteit van de test). Om te komen tot schattingen die betrekking hebben op de veldsituatie is schatten van test eigenschappen zonder een gouden standaard van belang, hetgeen dit onderdeel niet-triviaal maakt. Informatie over de eigenschappen van de diagnostische tests in de veldsituatie zijn van belang bij het bepalen van de eigenschappen van een optimaal surveillanceprogramma. CIDC-WUR heeft in EU-verband de beschikking over resultaten van diverse diagnostische testen uit diverse landen: experimenten en veldsituaties. In 2004 is een grote database tot stand gekomen. Statistici van ASG-WUR hebben in 2005 eerste analyses gedaan van de gegevens in deze database ter bepaling van sensitiviteit en specificiteit. De analyse wordt uitgevoerd m.b.v. Bayesiaanse statistiek. Daartoe wordt een computerintensief algoritme (de zogenaamde Gibbs sampler) uit het software pakket WinBUGS gebruikt. Voor 2006 wordt voorgesteld deze analyses voort te zetten. Thans worden deel sets van data cross-sectional in de tijd bekeken, maar longitudinale analyses, hoewel complex, verdienen aandacht. Ook wordt overwogen om de kans verdeling van het test signaal te modelleren, zonder eerst de data via een cut-off in test positieven en negatieven om te zetten. De beschikbare data zijn in feite een gevarieerde collectie van sub sets uit verschillende landen. Het is nog niet duidelijk hoe gebrek aan representativiteit (vooral van experimenteel geïnfecteerde dieren) van invloed is op de berekende overall sensitiviteit (en in mindere mate ook de specificiteit) van de tests. Na de analyses in 2005 zal het model waar nodig aangepast en/of uitgebreid worden. Deze aanpassingen moeten met de grootste zorgvuldigheid geschieden, daar de kwaliteit van conclusies staat of valt met de kwaliteit van het model. Gezien de ingewikkelde structuur van de data (vooral voor de prevalenties) zal de gevoeligheid van de conclusies voor modelveronderstellingen en a-priori verdelingen terdege moeten worden vastgesteld.
Bestrijding.
1. Het schatten van transmissieparameters en het bepalen van de effectiviteit van vaccinatie (ook heterologe) bij verschillende diersoorten, leeftijden, virusstammen, vaccinatieroutes door middel van transmissie-experimenten. Hiervoor werden in 2004 transmissie-experimenten uitgevoerd met volwassen melkgevende runderen, met schapen en met varkens (virusstam O NET). Virus transmissie tussen gevaccineerde kalveren en tussen niet-gevaccineerde kalveren is onder experimentele omstandigheden gekwantificeerd in 2003/2004 in een samenwerking tussen cVEE (Consortium voor Veterinaire Epidemiologie en Economie) en CIDC-WUR. Als vervolg hierop is in 2004 uitgezocht hoe de transmissie tussen volwassen lacterende runderen verloopt en wat het effect van vaccinatie is op de transmissie van het virus. In een herhaalde proefopzet van 2 x 10 volwassen melkgevende runderen werd de transmissie van MKZ-virus bestudeerd in een gevaccineerde en niet-gevaccineerde groep dieren. Daarnaast werd in 2004 eenzelfde transmissie-experiment uitgevoerd bij schapen (EU-project FMD_ImproCon van CIDC-WUR) en bij varkens (dit project) (met in totaal 26 dieren; 10 weken oud). De transmissie-parameters van bovenstaande experimenten (R0 als maat voor de dier-dier transmissie van het virus) zijn in 2004 geschat door QVE-Lelystad van ASG-WUR m.b.v. daar ontwikkelde wiskundige technieken.
In 2005 is vervolgens O-NET virus transmissie tussen gevaccineerde varkens onderzocht met behulp van twee verschillende inoculatiemethoden (intranasaal en intrabulbair), hetgeen resultaten gaf die duiden op afwezigheid van bescherming van varkens door het vaccin tegen infectie en tegen transmissie, ook voor gevaccineerde contact-dieren. Ook in een zgn. doorschuif-experiment werd transmissie gevonden (d.w.z. tussen geïnfecteerde contact-dieren en nieuwe gevaccineerde contactdieren). Voor de transmissie tussen varkensbedrijven lijkt de intranasale transmissieroute meer relevant dan de intrabulbaire route. Als vervolg hierop wordt voorgesteld een beter begrip te proberen te krijgen van de rol van varkens in MKZ transmissie door een doorschuifexperiment met een zgn. varkens-stam. Daarnaast is literatuur- en modelstudie gewenst om inzicht te krijgen in de rol van varkensbedrijven in epidemieën van MKZ in het verleden. Doel is dan om inzicht te krijgen in het mogelijk nut van een eventueel in varkens slechts gedeeltelijk werkzaam MKZ vaccin voor bestrijding van MKZ transmissie van en naar varkensbedrijven. Verder geplande experimenten, met financiering door CIDC, zijn transmissie-experimenten in schaap met de virusstam Asia-1-Turkey en het vaccin Asia-1 Shamir, en daarnaast het bestuderen van leeftijdsresistentie bij verschillende virusstammen. Ook deze experimenten leveren relevante informatie voor dit onderdeel van de kennisvraag.
2. Extrapolatie van de experimentele resultaten en van historische uitbraakgegevens d.m.v. modellen (scenariostudies en risicokaarten). In 2005 zijn dynamische transmissie-modellen ontwikkeld voor de transmissie tussen bedrijven. Daarnaast is nagedacht over hoe transmissie van varken naar rund en vice versa, van rund naar schaap en vice versa, en van schaap naar varken en vice versa in de modellen kan worden ingebracht en welke kennis daartoe ontbreekt. Dit modelwerk werd in samenwerking uitgevoerd met dat van BOP1 en BOP5 van Programma 428 (ruimtelijke planvorming resp. kaarten met risicogebieden), zodat risicokaarten van Nederland voor MKZ kunnen worden ontwikkeld. Eerst wordt de transmissie zonder interventie gekwantificeerd in het model, waarna die na de inzet van een bepaalde interventie-strategie kan worden onderzocht. Literatuur over analyses van de voorbije MKZ-uitbraken in Groot-Brittannië geeft hier informatie die nuttig kan zijn in verband met de beperkte zeggingskracht van de data van de 2001 NL epidemie in verband met de (gelukkig) relatief beperkte omvang van die epidemie. De mogelijke interventie-stategieën worden afgestemd met LNV. bijv. ruimen bedrijf plus vaccinatiecirkel (hoorzitting vaccinatiestrategie Januari 2005). Een eerste conclusie uit de voorlopige resultaten van het modelwerk in 2005 is dat ringvaccinatie met straal van 1 km (of zelfs 2 km) in bepaalde gebieden in NL niet voldoende is voor controle van een epidemie. Dit wordt geïllustreerd met berekeningen voor de driehoek Apeldoorn-Deventer-Zwolle. Verdere uitwerking hiervan is gepland voor 2006, met behulp van steeds verder te ontwikkelen modelanalyses. De verdere ontwikkeling zal onder meer plaatsvinden op het gebied van modelstructuur en parameterschattingen (onder meer gegevens/inzichten uit lopende experimenten en uit verdere literatuurstudie inbrengen), en op het gebied van de analyse van de sensitiviteit van de resultaten voor veranderingen in aannames en in parameterwaarden (vooral die met grote statistische onzekerheid).
3. Ontwikkeling van methoden om de effectiviteit van vaccinatie in de bestrijding van MKZ experimenteel te beoordelen. Als onderdeel van het voorlopig goedgekeurde EU programma EPIZONE wordt in samenwerking met andere EU labs (NL, UK en DM) data over de transmissie van MKZ virus in verschillende diermodellen zonder en met vaccinatie verzameld en geanalyseerd. Transmissie parameters worden bepaald voor specifieke omstandigheden/variabelen als diersoort, stammen, en challenge methodes. Dit werk willen we in 2006 starten i.s.m. CIDC-WUR.
[Resultaten en producten]:
De resultaten worden teruggekoppeld naar de opdrachtgever via overleg tussen opdrachtgever en projectleider. Verder zullen de resultaten beschikbaar gesteld worden via een eindrapport, via wetenschappelijke publicaties in internationale tijdschriften, publicaties in Nederlandstalige vaktijdschriften en via de Kennis Online kanalen.

Related organisations

Secretariat	Wageningen UR Livestock Research (WUR)
Collaboration	Central Veterinary Institute (WUR)
Collaboration	Faculty of Veterinary Medicine (UU)
Collaboration	Business Economics Group (WUR)
Financier	Department of Knowledge (EL&I)

Related people

Project leader	Dr.ir. H.J.W. van Roermund

Related research (upper level)

Program	BO-08-010 Animal health

Classification

A22000	Animal husbandry
D21300	Biochemistry
D21500	Histology, cell biology
D21800	Immunology, serology
D23110	Infections, parasitology
D23340	Biopharmacology, toxicology