Distance between house location and infectious dairy goat farm as a risk factor for Q fever

We studied distance between house location and nearby small ruminant farms for a cluster of human Q fever cases in an urban area in 2008. One dairy goat farm had experienced abortions due to Coxiella burnetii a few weeks before the first human cases were notified. For 7 farms with more than 40 animals, attack rates and relative risks were calculated for 5 concentric zones adding 1 kilometre at a time, using the 5-10 kilometres zone as reference. People living within 2 kilometres of the affected dairy goat farm (>400 animals) had a much higher risk for Q fever than those living more than 5 km kilometer (kilometer) away (Relative risk 31 [95% CI Canadian Intense (Canadian Intense) 17-60]). We conclude that living close to an infected dairy goat farm with abortion problems caused by C. burnetii, poses a risk for human Q fever.

Inleiding

Hoewel Q-koorts bij veel diersoorten voor kan komen worden in Nederland de laatste jaren melkgeiten als de belangrijkste infectiebron voor de mens gezien. Vooral bij een abortusstorm op geitenbedrijven komen grote hoeveelheden Coxiella burnetii-bacteriën vrij in de omgeving. Na indrogen van de uitscheidingsproducten wordt het micro-organisme verspreid via de lucht. Windafwaarts van de infectiebron kunnen mensen worden geïnfecteerd door inhalatie van gecontamineerde stofdeeltjes.

Op 21 april 2008 (week 17) meldde een melkgeitenbedrijf in de buurt van Helmond abortus problematiek (die in week 15 was begonnen) aan de GD Gezondheidsdienst voor Dieren (Gezondheidsdienst voor Dieren). Q-koorts als oorzaak van de abortusstorm werd bevestigd na onderzoek van placenta materiaal door de GD. Het ging om een in 2007 gestart bedrijf dat in 2007 geen geboorten had gehad en in het voorjaar van 2008 2 eerdere aflammerperiodes kende zonder problemen. In week 20 werden de eerste gevallen van humane Q-koorts gemeld aan de GGD Gemeentelijke Gezondheidsdienst (Gemeentelijke Gezondheidsdienst) Brabant-Zuidoost. Uiteindelijk werden 97 laboratoriumbevestigde gevallen gemeld met een eerste ziektedag tussen week 16 en week 32. Bij de meeste patiënten werd een longontsteking gediagnosticeerd en 19 patiënten (20%) werden opgenomen in het ziekenhuis. Opvallend was dat 79 (80%) van de patiënten in de stad Helmond woonden, met een duidelijke clustering in 2 woonwijken.

De clustering van humane Q-koorts gevallen in tijd en plaats suggereerde een enkele bron, mogelijk het melkgeitenbedrijf. De hieronder beschreven analyse werd uitgevoerd omdat de situatie in Helmond, buiten het toenmalige hoogincidentie gebied en buiten het intensieve veeteelt gebied de mogelijkheid bood om na te gaan in hoeverre het risico op Q-koorts afneemt met toenemende afstand tussen woonhuis en een besmet bedrijf.

Methoden

De postcodes van de Q-koortspatiënten werden verstrekt door de GGD Brabant-Zuidoost. Locaties van alle bedrijven met kleine herkauwers binnen een straal van 5 km van het centrum van het clustergebied werden aangeleverd door de GD. Woonhuizen en bedrijven werden aangegeven als puntlocaties in een geografisch informatiesysteem (GIS Geografic Information System (Geografic Information System)). Vanuit elke bedrijfslocatie met meer dan 40 dieren werd de incidentie van humane Q-koorts berekend binnen concentrische ringen van 1 km. Hierbij werd gebruik gemaakt van een digitale kaart met bevolkingsgegevens. Om het veronderstelde afnemende risico met toenemende afstand te kunnen beschrijven werd de incidentie binnen de 5-10km-zone als referentie genomen. Dagelijkse gegevens over windrichting waren beschikbaar bij het KNMI Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut (Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut)-station in Volkel.

Resultaten

Binnen de 5 km rond het humane cluster waren 60 locaties met kleine herkauwers waarvan 7 bedrijven met meer dan 40 dieren. Bedrijf A was het positief bevonden melkgeitenbedrijf met meer dan 400 dieren, bedrijf E was een gemengd schapen-geitenbedrijf met 126 geiten en 90 schapen en bedrijven B, C, D, F en G waren schapenbedrijven met tussen de 57 en 118 dieren. (Figuur 1)

Figuur 1. Locaties van 7 bedrijven met meer dan 40 schapen of geiten en woonadres van Q-koortspatiënten in Helmond, week 16-32, 2008. Aantal dieren per bedrijf is aangegeven met proportionele symbolen.

De tabel toont voor bedrijf A de incidentie van Q-koorts voor elke afstandcategorie met relatief risico ten opzichte van de referentiecategorie 5-10 km. De eerste afstandcategorie (0-1 km) geeft in dit geval geen informatie omdat hier vrijwel geen mensen woonden. De data voor alle 7 bedrijven kunnen worden gevonden in Schimmer et al. (1) De hoogste incidentie werd gevonden tussen 1 en 2 km van bedrijf A. Een duidelijke afname in incidentie en relatief risico met toenemende afstand werd ook gevonden voor bedrijven B en C, die dichtbij bedrijf A liggen. Op basis van alleen de incidenties kon dus geen onderscheid worden gemaakt tussen deze bedrijven.

In week 20 was op vrijwel alle dagen sprake van overheersende oost en tot noordoostenwind (Figuur 2). In week 23 werd de piek van de epidemie bereikt. Dit correspondeert met de incubatietijd van humane Q-koorts die op 2-3 weken wordt geschat.

Figuur 2. Epidemische curve (aantal Q-koortsgevallen per week op eerste ziektedag) met daarbij per week het aantal dagen aangegeven waarop de wind vooral uit oost tot noordoostelijke richting kwam.

Discussie

Mensen die binnen een afstand van 2 km tot het besmette melkgeitenbedrijf woonden hadden een sterk verhoogd risico op Q-koorts. De chronologie van abortusstorm, dagen met oost- en tot noordoostenwind en incubatie tijd van Q-koorts maken het verband tussen het melkgeitenbedrijf en het humane cluster waarschijnlijk. Ook na de eerste uitbraak in 2007 rond het dorp Herpen werd een verhoogd risico aangetoond voor mensen die dichtbij een melkgeitenbedrijf met Q-koorts problematiek woonden. (2)

Mensen die op een afstand van meer dan 5 km van het bedrijf woonden hadden een laag risico voor het oplopen van Q-koorts. In het buitenland is wel beschreven dat Coxiella over grotere afstanden kan worden verspreid onder bepaalde weersomstandigheden. (3,4)

Het onderzoek heeft wel beperkingen. Zo is geen sprake geweest van systematische bemonstering van alle mogelijke infectiebronnen in de omgeving. De gebruikte methode kon niet differentiëren tussen bedrijven die erg dicht bij elkaar liggen zoals in dit geval bedrijven A, B en C. Vanuit schapenbedrijven B en C was ook sprake van een sterk afnemende incidentie met toenemende afstand. Deze bedrijven werden in 2008 niet bemonsterd maar meldden ook geen klinische problemen. Enkele patiënten noemden een kinderboerderij in hun woonwijk als mogelijke bron. Deze werd door de Voedsel- en Waren Autoriteit (nu nieuwe Voedsel en WareAutoriteit (nVWA)) bemonsterd en 3 geiten en 1 schaap hadden een zwak positieve PCR polymerase chain reaction (polymerase chain reaction)-test. Echter, deze dieren waren niet drachtig geweest en het werd zeer onwaarschijnlijk geacht dat zij in de transmissie van dier op mens een rol hadden gespeeld. Het is niet onmogelijk dat huisartsen in het betreffende gebied meer alert waren op Q-koorts dan elders, zodat in dit gebied meer patiënten werden gediagnosticeerd en gemeld. Tenslotte is de locatie van het woonhuis gebruikt als proxy voor blootstelling, maar informatie over activiteiten buitenshuis was niet beschikbaar.

Een duidelijk afnemende incidentie met toenemende afstand kan indicatief zijn voor een bedrijf als bron en aanleiding zijn voor gerichte monstername door de nVWA om de bron microbiologisch te bevestigen. De methode van incidentieberekeningen rond bedrijfslocaties is inmiddels geautomatiseerd en kan bij clusters van humane Q-koorts helpen om efficiënt brononderzoek mogelijk te maken. Voorwaarde is natuurlijk wel dat informatie over bedrijfslocaties beschikbaar is.

In 2009 was sprake van een nog groter aantal Q-koortspatiënten in ongeveer hetzelfde gebied. De nVWA onderzocht in 2009 diverse bedrijven. Op bedrijf A waren 12 van de 20 melkgeiten PCR-positief echter zonder dat er zich abortussen of andere klinische verschijnselen voordeden. Op bedrijf B en F waren 5 respectievelijk 3 van de 20 schapen zwak PCR-positief. Interpretatie blijft moeilijk. Bedrijf A kan wederom een rol hebben gespeeld of de bacterie kan inmiddels wijdverspreid zijn in de omgeving met multipele infectiebronnen. De dieren op het betreffende bedrijf werden geruimd in 2010. Tot nu toe zijn er in 2010 in de regio vrijwel geen meldingen van Q-koorts geweest.

Overtuigend bewijs voor een link tussen humane patiënten en de Coxiella burnetii-stammen uit de geitenhouderij kan alleen worden geleverd door gedetailleerd DNA deoxyribonucleic acid (deoxyribonucleic acid)-onderzoek. Dit vereist het kweken van de bacterie gevolgd door nauwkeurige karakterisering uit een aantal monsters uit eenzelfde geografisch gebied waar een epidemiologische relatie tussen geitenhouderijen en humane ziektegevallen aannemelijk is. Het kweken van Coxiella burnetii is nog niet routinematig mogelijk in Nederland; het is moeilijk om voldoende humaan materiaal voor kweek te verkrijgen, het kweken is technisch lastig en moet onder bijzondere veiligheidsmaatregelen plaatsvinden.

Conclusie

Wij concluderen dat er een reëel risico is voor mensen die binnen enkele kilometers van een groot melkgeitenbedrijf met klinische Q-koortsproblemen wonen. De gebruikte methode biedt de mogelijkheid om op basis van epidemiologische gegevens onderscheid te maken in de waarschijnlijkheid dat bedrijven een rol spelen in transmissie van dier naar mens. Het blijft echter met de thans beschikbare methoden onmogelijk om 1 bepaalde bron als oorzaak van clusters van humane Q-koorts aan te wijzen.

Dit artikel is gebaseerd op een recente Engelstalige publicatie in het tijdschrit BMC Infectious Diseases (1).

W. van der Hoek, arts epidemioloog (1), R. ter Schegget(2), T. Veenstra(1), P. Vellema(3) en 
B. Schimmer(1)

1. RIVM-Centrum Infectieziektebestrijding, Bilthoven
2. GGD Brabant-Zuidoost
3. Gezondheidsdienst voor Dieren, Deventer
E-mail: wim.van.der.hoek@rivm.nl

Literatuur

1. Schimmer B, Ter Schegget R, Wegdam M, et al. The use of a geographic information system to identify a dairy goat farm as the most likely source of an urban Q-fever outbreak. BMC Infect Dis 2010; 10: 69.

2. Karagiannis I, Schimmer B, Van Lier A, et al. Investigation of a Q fever outbreak in a rural area of The Netherlands. Epidemiol Infect 2009; 137: 1283-1294.

3. Hawker JI, Ayres JG, Blair I, et al. A large outbreak of Q fever in the West Midlands: windborne spread into a metropolitan area? Commun Dis Public Health 1998; 1: 180-187.

4. Tissot-Dupont H, Amadei MA, Nezri M, Raoult D. Wind in November, Q fever in December. Emerg Infect Dis 2004; 10: 1264-1269.