Das Auftreten und die weltweite Verbreitung von Zoonosen bei Nutztieren können eine erhebliche Bedrohung für die globale Lebensmittelsicherheit darstellen. Angesichts des raschen Bevölkerungswachstums und der steigenden Nachfrage nach Fleisch- und Milchprodukten ist die Bekämpfung und Prävention von Zoonosen in der Nutztierhaltung von entscheidender Bedeutung. Die Echtzeitüberwachung der Tiergesundheit könnte ein neues Kapitel in der Bekämpfung von Zoonosen aufschlagen. In diesem Artikel befasst sich Alcimed mit Zoonosen unter zwei Aspekten: ihren Auswirkungen auf die Lebensmittelsicherheit und der Entwicklung von digitalen Innovationen zur Früherkennung.
Durch das schnelle Wachstum der Weltbevölkerung hat sich der Fleischkonsum in den letzten 20 Jahren verdoppelt. Neu auftretende Zoonosen bedrohen die Lebensmittelsicherheit, indem sie die Lebensmittelsysteme stören und die Lebensmittelpreise in die Höhe treiben. Der Klimawandel beschleunigt das Auftreten neuer Infektionskrankheiten und wird voraussichtlich langfristige sozioökonomische Auswirkungen haben, auch in Regionen mit hoher Lebensmittelsicherheit. Bei einem Ausbruch von Zoonosen müssten zahlreiche Nutztiere gekeult werden, unabhängig davon, ob sie infiziert sind oder nicht. In den letzten Jahren hat die unzureichende Prävention von Zoonosen in mehreren Sektoren der Nutztierhaltung zu erheblichen Produktionsausfällen und wirtschaftlichen Verlusten geführt:
China, das führende Land in der Schweineproduktion, hatte im Jahr 2021 einen Anteil von 25% an der weltweiten Schweineproduktion. Im Jahr 2018 zerstörte jedoch die Afrikanische Schweinepest (ASP) den gesamten chinesischen Schweinefleischsektor. Die Afrikanische Schweinepest, eine hoch ansteckende und tödliche Viruserkrankung, führte zum Tod von schätzungsweise 300 Millionen Schweinen. Da es keinen Impfstoff zur Bekämpfung von ASF gibt, hat die Ausbreitung der Zoonose zu einem erheblichen Rückgang der Schweineproduktion geführt, was die gesamte Lieferkette für Schweinefleisch stark erschüttert und zu einem drastischen Preisanstieg geführt hat.
Thailand, einer der größten Garnelenproduzenten der Welt, musste zwischen 2012 und 2014 einen 50%igen Rückgang der Produktion von pazifischen Weißfußgarnelen hinnehmen. Der Produktionsrückgang wurde durch eine Infektionskrankheit namens „Early Mortality Syndrome“ (EMS) verursacht, die zu einer Sterblichkeitsrate von 100% in der infizierten Garnelenpopulation führt. Das Auftreten aquatischer Zoonosen hat die Expansion der Aquakulturproduktion erheblich eingeschränkt und stellt ein potenzielles Hindernis für die Deckung des steigenden Bedarfs an aquatischen Nahrungsmitteln dar.
In den Vereinigten Staaten, dem größten Erzeugerland von Geflügelfleisch, kam es im April 2022 zu einem schweren Ausbruch der Vogelgrippe. Die Ausbreitung des Virus führte zur Keulung von 22,6 Millionen Vögeln. Auf der anderen Seite der Welt wurden japanische Geflügelbetriebe in einem einzigen Jahr, von 2021 bis 2022, 18-mal von der Vogelgrippe heimgesucht. Diese häufigen weltweiten Ausbrüche der Vogelgrippe haben die globale Geflügelproduktion stark beeinträchtigt. Vor allem die Geflügelhaltung, als die am meisten konsumierte Fleischart, war durch Zoonosen stark gefährdet.
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Der Tierhaltungssektor neigt dazu, mit neu auftretenden Infektionskrankheiten im „Krisenreaktionsmodus“ umzugehen und zu warten, bis es zu einem Ausbruch kommt, bevor Maßnahmen ergriffen werden. Glücklicherweise haben technologische Fortschritte den Übergang vom Krisenreaktionsmodus zur effektiven Prävention solcher Ausbrüche ermöglicht.
Digitale Innovationen, der neueste Ansatz zur Bekämpfung von Zoonosen, ermöglichen es, den Gesundheitszustand einzelner Nutztiere in Echtzeit zu verfolgen und zu überwachen. Diese kontinuierliche Überwachung des Wohlbefindens der Tiere ermöglicht die frühzeitige Erkennung und Bekämpfung von Zoonosen. Beispiele für solche Überwachungs- und Kontrolltechnologien sind:
Mit einem maßgeschneiderten Algorithmus kann künstliche Intelligenz Krankheiten schnell und effektiv identifizieren, indem sie Informationen verarbeitet, die auf dem Bauernhof gesammelt werden, wie z.B. Geräusche, Bilder, Bewegungen, und ermöglicht so frühzeitige Interventionen.
Zum Beispiel hat Alibaba, der E-Commerce-Riese in China, im Jahr 2018 ein KI-System namens ‚ET-Brain‘ entwickelt, das einzelne Schweine hinsichtlich ihrer Rasse, ihres Alters in Tagen, ihrer Ernährung, ihres Gewichts, ihrer Bewegungen und sogar ihrer Hustenlaute verfolgen kann.
Außerdem hat ein in Singapur und Japan ansässiges Start-up namens Umitron im Jahr 2022 die weltweit erste Echtzeit-KI-basierte Analyse für die Garnelenzucht eingeführt. Diese kann den Wachstumszustand, die Biomasse und den Appetit der Garnelen analysieren, indem sie Fütterungsverhalten wie Aktivitätsrhythmen, Körperhaltung und Position erkennt. Mit diesen Informationen kann das System Krankheiten identifizieren und vorhersagen, damit Landwirte rechtzeitig benachrichtig werden und präventive Maßnahmen einleiten können.
Ein Wärmebildgerät ist ein nichtinvasives Werkzeug zur Detektion der Wärmestrahlung von einem oder mehreren Zielobjekten. In der Tierzucht könnte ein Wärmebildgerät zur Überwachung von durch Krankheitserreger verursachtem Fieber bei Tieren eingesetzt werden.
Ein Forschungsteam der Konkuk-Universität in Südkorea hat 2021 einen Indikator für die maximale Oberflächentemperatur (maximum surface temperature, MST) zur Früherkennung der hochpathogenen Vogelgrippe (high pathogenic avian influenza, HPAI) vorgeschlagen. Wird in einem Geflügelbetrieb eine Überschreitung des MST-Schwellenwertes festgestellt, wird ein Alarmsystem aktiviert. Frühzeitige Maßnahmen, wie die Keulung kranker Tiere, können ergriffen werden, um mögliche Massenverluste zu vermeiden.
Tragbare Biosensoren, wie Ohrmarken, Halsbänder, Knöchel- und Schwanzarmbänder oder Schweißmonitore, können an Tieren angebracht oder implantiert werden, um ihren Gesundheitszustand und potenzielle Krankheiten zu überwachen.
IceRobotics, ein britisches Unternehmen für Agrartechnologie, hat 2019 einen neuen intelligenten Sensor namens CowAlert auf den Markt gebracht, der Verhaltensänderungen in Milchviehbetrieben genau überwachen kann. Durch die Auswertung von Leistungsmetriken können Landwirte kranke Tiere frühzeitig selektieren.
Zoonotische Krankheiten sind bei weitem die häufigsten Todesursachen bei Nutztieren. Ein unzureichendes Management von Infektionskrankheiten in der Tierproduktion kann Probleme der Lebensmittelsicherheit verschärfen. Dank digitaler Innovationen ist die Früherkennung von Zoonosen möglich geworden, wodurch potenziell Massenschlachtungen von Tieren vermieden werden können. Die breite Einführung dieser neuen Technologien in Tierzuchtbetrieben wird jedoch durch Bedenken hinsichtlich der Erschwinglichkeit (Preisgestaltung) und Zugänglichkeit (lokaler regulatorischer Rahmen) behindert. Alcimed wird weiterhin nach innovativen Geschäftsmodellen und Marktchancen suchen, um den traditionellen Tiergesundheitsbereich zu verändern.
Über die Autoren,
Xianjin, Consultant und Iswan, Project Manager in Alcimeds Healthcare Team in Singapur
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