Haptoglobin als Screeningparameter für Atemwegserkrankungen des Schweines

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1 Aus dem Institut für Physiologie, Biochemie und Hygiene der Tiere der Universität Bonn und der Klinik für kleine Klauentiere und forensische Medizin und Ambulatorischen Klinik und der Außenstelle für Epidemiologie der Tierärztlichen Hochschule Hannover Haptoglobin als Screeningparameter für Atemwegserkrankungen des Schweines INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung des Grades einer Doktorin der Veterinärmedizin (Dr. med. vet.) durch die Tierärztliche Hochschule Hannover Vorgelegt von DOROTHEE DICKHÖFER aus Dorsten Hannover 2002

2 Wissenschaftliche Betreuung: Frau Prof. Dr. Brigitte Petersen Univ.-Prof. Dr. Michael Wendt 1. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. Michael Wendt 2. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. Thomas Blaha Tag der mündlichen Prüfung:

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7 1. EINLEITUNG 2. LITERATUR Inhaltsverzeichnis Seite Erkrankungen der Atemwege als Bestandsproblem in der Schweinehaltung Differentialdiagnostische Merkmale klinisch relevanter Atemwegserkrankungen beim Schwein Erreger-Wirt-Umwelt-Interaktionen bei der Entstehung und Verbreitung von Atemwegserkrankungen Möglichkeiten zur Diagnostik von Atemwegserkrankungen Serologie als Möglichkeit der Differentialdiagnose Sektion und Einteilung der Pneumonieformen Das Akute-Phase-Protein Haptoglobin beim Schwein Haptoglobin und die Akute-Phase-Reaktion beim Schwein Einflussfaktoren auf die Haptoglobinkonzentration im Blut Haptoglobin bei Atemwegserkrankungen des Schweines Haptoglobin als Screeningparameter im Rahmen von Gesundheitsvorsorgeprogrammen MATERIAL UND METHODEN Retrospektive Studie Feldstudie PRRS-Impfstudie Kriterien zur Beurteilung der Atemwegsgesundheit in der Beobachtungsgruppe Klinische Untersuchung von Einzeltieren Lungenspülungen und Lungenuntersuchungen Blutprobenentnahme und Aufbereitung der Proben 64

8 3.8 Methoden der Laboruntersuchung Statistische Auswertung ERGEBNISSE Retrospektive Studie Gruppierung der Sektionstiere anhand der Organbefunde Vorkommen und Häufigkeit der nachgewiesenen Infektionserreger Zuordnung der Sektionstiere zu unterschiedlichen Haptoglobinklassen Beziehungen zwischen der Haptoglobinplasmakonzentration und Organbefunden im Thorax Vergleich der Haptoglobinplasmakonzentration bei Mono- und Mischinfektionen Feldstudie Vergleich der durchschnittlichen Haptoglobinkonzentration aller Indikatortiere aus 8 Betrieben Betriebsbezogener Vergleich der durchschnittlichen Haptoglobinkonzentration von Indikatorgruppen Ergebnisse der Beurteilung der Beobachtungsgruppen und der klinischen Untersuchung der Einzeltiere Serologische Befunde der Indikatortiere Beziehungen zwischen der Haptoglobinplasmakonzentration und mikrobiologischen Befunden aus Lungenspülung und Schlachtlungen Einfluss einer Lungenspülung auf die Haptoglobinkonzentration Einfluss des Transportes und der Schlachtung auf die Haptoglobinkonzentration PRRS-Impfstudie Veränderung der Haptoglobinplasmakonzentration nach einer PRRS- Wiederholungsimpfung Veränderung des PRRS-Antikörpertiters nach einer PRRS- Wiederholungsimpfung 110

9 5. DISKUSSION ZUSAMMENFASSUNG 130 SUMMARY LITERATURVERZEICHNIS 136

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11 Verwendete Abkürzungen Abb. Abbildung ACTH Adrenocorticotropes Hormon AK Aujeszkysche Krankheit ang. angenommen A.pp. Actinobacillus pleuropneumoniae APP Akute-Phase-Protein APR Akute-Phase-Reaktion auskult. auskultatorisch bakt. bakteriell BAL bronchoalveoläre Lavage BALT Broncho-Associated-Lymphatic-Tissue B. bronch. Bordetella bronchiseptica BP Bronchopneumonie bzw. beziehungsweise CHBC Cyanmethämoglobinbindungskapazität CO 2 Kohlendioxid CRP C-reaktives Protein DGfZ Deutsche Gesellschaft für Züchtungskunde d. h. das heißt dl Deziliter ELISA Enzyme-linked Immunosorbent Assay EP Enzootische Pneumonie Fa. Firma FE Ferkelaufzucht GfT Gesellschaft für Tierzuchtwissenschaft ggr. geringgradig HAH Hämagglutinations-Hemmungs-Reaktion Haem. parasuis Haemophilus parasuis Haem. spec. Haemophilus spezies hgr. hochgradig

12 Hp Haptoglobin HWZ Halbwertszeit i. d. R. in der Regel IF Immunfluoreszenz IL-1 Interleukin-1 IL-6 Interleukin-6 Inf. Infektion i. m. intramuskulär i. v. intravenös k. A. keine Angabe Kap. Kapitel kat.-eitrig katarrhalisch-eitrig KBR Komplementbindungsreaktion kg Kilogramm konv. konventionell KS-Test Kolmogorow-Smirnov-Test LSP Lungenspülung mg/ml Milligramm pro Milliliter mgr. mittelgradig M. hyop. Mycoplasma hyopneumoniae m/sec Meter pro Sekunde min Minuten n. nach n. Abs. nach Absetzen neg. negativ neutr. neutralisierend NH 3 Ammoniak NRK Narkose n. s. nicht signifikant n. u. nicht untersucht o. b. B. ohne besonderen Befund o. g. oben genannt

13 OR Odds Ratio p Irrtumswahrscheinlichkeit PAR Progressive Atrophische Rhinitis palp. palpatorisch P. mult. Pasteurella multocida PCR Polymerase-Chain-Reaction PCV2 Porzines Circovirus Typ 2 phys. physiologisch PIG-MAP Pig Major Acute Phase Protein p. inf. post infectionem PNP Porzine nekrotisierende und proliferative Pneumonie pos. positiv ppm parts per million PRCV Porzines Respiratorisches Coronavirus PRDC Porcine Respiratory Disease Complex PRRS Porzines Reproductives und Respiratorisches Syndrom PRRS-V PRRS-Virus RA Rhinitis atrophicans resp. respiratorisch s. siehe SAA Serum Amyloid A sonst. sonstige SPF Specific Pathogen Free Str. spec. Streptococcus spezies Str. suis Streptococcus suis u. a. und andere Tab. Tabelle TNF-α Tumor-Nekrose-Faktor-α USG Untersuchung VD Verdacht v. a. vor allem z. B. zum Beispiel

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15 EINLEITUNG Einleitung In der modernen Schweinehaltung stehen die Erkrankungen des gesamten Bestandes bzw. bestimmter Tiergruppen und Haltungsstufen im Vordergrund, weniger die Gesundheitsstörungen des Einzeltieres. Steigende Tierdichte und veränderte Haltungs- und Produktionsbedingungen fördern die Ausbreitung primär und sekundär infektiöser Erkrankungen in den Beständen. Insbesondere die Atemwegserkrankungen stellen eines der wesentlichsten Gesundheitsprobleme bei Mastschweinen dar und führen zu wirtschaftlichen Verlusten durch hohe Medikamentenkosten und Einbußen in der Mast. Die frühzeitige ätiologische Diagnostik der Atemwegserkrankungen gestaltet sich häufig schwierig und ist mit aufwendigen Laboruntersuchungen verbunden. Gerade beim Einzeltier sind die klinischen Anzeichen respiratorischer Erkrankungen häufig unspezifisch. Darüber hinaus handelt es sich bei Bestandserkrankungen häufig um infektiöse Faktorenerkrankungen, die durch das Zusammenwirken unterschiedlicher Krankheitserreger und Umfeldbedingungen entstehen und eine frühzeitige Diagnostik erschweren, da ihnen normalerweise keine typischen Krankheitsbilder zugeordnet werden können und sie häufig von klinisch inapparenten Infektionen ihren Ausgang nehmen. Die klassischen Laboruntersuchungen dienen vorwiegend der Diagnose klinisch manifester Atemwegsinfektionen und sind daher auf spezifische Erreger von Atemwegsinfektionen ausgerichtet. Bislang fehlen geeignete Parameter, um auch subklinische Erkrankungen zu erkennen. In einer Reihe von Arbeiten wurde in den letzten Jahren festgestellt, dass in jenen Beständen, in denen eine hohe Prävalenz für Atemwegserkrankungen bestand, sehr häufig eine Erhöhung des Akute-Phase-Proteins Haptoglobin im Blut von klinisch unauffälligen Indikatortieren festzustellen war.

16 16 EINLEITUNG Haptoglobin stellt einen unspezifischen, hochsensitiven diagnostischen Parameter dar. Bislang ist ungeklärt, inwieweit die Höhe und Dauer der Konzentrationsveränderungen im Blut Aufschluss darüber geben können, ob es sich eher um eine bakterielle oder virale Mono- oder Mischinfektionen handelt und inwiefern Haptoglobin frühzeitig das Auftreten verschiedener Atemwegsinfektionen anzeigt. Ziel der eigenen Arbeit war es daher, zu untersuchen, ob Atemwegserkrankungen bei zur Sektion vorgesehenen Schweinen in Abhängigkeit vom Erreger und vom pathomorphologischen Befund zu unterschiedlich hohen Konzentrationen von Haptoglobin im Blut führen. Darüber hinaus galt es in einer Feldstudie zu klären, welchen Hinweis der Parameter Haptoglobin auf das Vorhandensein subklinischer Atemwegserkrankungen in Ferkelaufzucht- und Mastbetrieben geben kann. Dabei stellte sich insbesondere die Frage nach dem prognostischen Wert einer Haptoglobinbestimmung bei Indikatorgruppen in der kritischen Phase der Umstallung der Tiere von der Aufzucht in die Mast. Weiterhin sollte am Beispiel einer Impfung von Sauen gegen PRRS geklärt werden, ob ein Anstieg des PRRS-Antikörpertiters mit einem frühzeitigen Haptoglobinanstieg einhergeht.

17 LITERATUR Literatur 2.1 Erkrankungen der Atemwege als Bestandsproblem in der Schweinehaltung Differentialdiagnostische Merkmale klinisch relevanter Atemwegserkrankungen beim Schwein Die Diagnose und Therapie von Atemwegserkrankungen sind nicht immer eine leichte Aufgabe in der tierärztlichen Bestandsbetreuung, da es sich bei diesen Erkrankungen häufig nicht um Monoinfektionen, sondern um Kombinationen verschiedener Erreger handelt. Oft liegen keine klar zuzuordnenden Krankheitsbilder, sondern Krankheitskomplexe vor (OHLINGER et al., 1999), wobei klinisch manifeste Erkrankungen insgesamt weitaus weniger häufig vorkommen als subklinische Erkrankungen (CHRISTENSEN et al., 1992, HENNIG-PAUKA, 1999). Die Tabelle 1 gibt eine Übersicht über die klinisch relevanten Atemwegserkrankungen, die auf spezifische bakterielle und virale Erreger zurückzuführen sind. Beschrieben sind insbesondere die klinischen Symptome in den betroffenen Altersgruppen, die Übertragung, das Bild in der Sektion sowie die Möglichkeiten der Diagnostik.

18 Tab. 1: Klinisch relevante Atemwegserkrankungen beim Schwein (modifiziert nach ZIMMERMANN et al., 2001) Erkrankung Erreger Enzootische Pneumonie (EP) Mycoplasma hyopneumoniae (M. hyop.) Influenza Infektiöse Pleuropneumonie Porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS) Influenza-A-Virus, Subtyp Actinobacillus pleuropneumoniae PRRS-Virus (PRRS-V) H1N1, H3N2 (A.pp.), 12 Serotypen Übertragung aerogen, Kontakt aerogen, hochkontagiös aerogen, indirekt direkt, aerogen Inkubationszeit akut: bis 3 Wochen, 1-2 Tage akut: 2-5 Tage -10 Tage chron.: enzootisch chron.: enzootisch Altersgruppen akut: alle chron.: 3. LW bis 6 Mon. alle, Ferkel geringere Symptome akut: alle, chron.: Läufer und Mastschweine Resp. Form: Mastschweine, vereinzelt Zucht Klinik trockener Husten, v. a. nach dem Auftreiben der Tiere chronisch: Husten, Wachstumsdepression, Sek.-Inf.: Fieber und hgr. Apathie, hochfrequente, angestrengte Atmung, Fieber z. T. bis 42 C, anfallsweise schmerzhafter Husten, z. T. Maulatmung, Ferkel geringere Symptome und weniger Fieber, perakut: Apathie, Dyspnoe, Fieber bis 42,5 C, Husten, Zyanose akut: Apathie, Dyspnoe, Fieber bis 41 C chronisch: ggr. Fieber, z. T. Mastschweine: Fieberhafte Pneumonie, wechselnder Krankheitsverlauf über 3-5 Wochen, geschwollene Augenlider, Nasenausfluss, Apathie, wechselndes Fieber Dyspnoe, hundesitzige evtl. Wachstumsdepression und Fieberschübe, z. T. Husten, und gestörtes Allg.-Befinden, Haltung Gewichtsverlust schlechtere Wachstumsrate, Auseinanderwachsen Kümmern Dauer einige Wochen, 3-6 (-8) Tage perakut: Tod oft nach Std. 3-5 (-8) Wochen, z. T. enzootisch akut/chronisch: Tage-Wochen im Bestand oft enzootisch Morbidität akut: 60% -100% akut: 80% -100% chron.: 30% chron.: 30% Mortalität akut: -10% 2-3% akut: - 50% -10% Bild der Rhinitis, Tracheitis, multifokale Sektion Pneumonie Kat. Bronchopneumonie, lobuläre, konfluierende pneumonische Veränderungen Antikörper Tage p. inf. maternale AK bis Tag, ab 7. Tag p. inf. humorale AK Diagnostik Erregernachweis, IF, Immunperoxidase, PCR, evtl. ELISA Virusisolierung aus Nasen- und Rachentupfern, Serologie: AK- Anstieg nach 2-3 Wochen fibrinös-nekrotisierende Pneumonie, fibrinöse Pleuritis, serös-blutige Flüssigkeit, später adhäsive Pleuritis ab Tag p. inf. Erregerisolierung aus Lungengewebe, IF, KBR, ELISA interstitielle Pneumonie, makroskopisch nur bedingt diagnostizierbar Serum-AK nach einer Wo., max. Titer nach 3-5 Wo., neutr. AK nach 4-8 Wo. Serologie: Anstieg des AK- Titers, Virusnachweis aus Lungenmakrophagen 18 LITERATUR

19 Tab. 1: Klinisch relevante Atemwegserkrankungen beim Schwein (modifiziert nach ZIMMERMANN et al., 2001) (Fortsetzung) Erkrankung Rhinitis atrophicans Bordetella bronchiseptica- Pneumonie Erreger Bordetella bronchiseptica Bordetella bronchiseptica (regenerative Form), (B. bronch.) toxinbildende Pasteurella multocida (progressive Form) Übertragung Inkubationszeit Altersgruppen Klinik Pasteurellose Pasteurella multocida (P. mult.) aerogen, indirekt aerogen, indirekt k. A. k. A. k. A. wenige Tage, enzootisch 1-3 Tage k. A. Resp. Erkrankung durch PCV2 Porzines Circovirus 2 (PCV2) Saugferkel bis Läufer Jungtiere, v. a. Saugferkel Läufer und Mastschweine Läufer und Mastschweine Husten, Niesen, Nasenausfluss, z. T. blutig, Verkürzung des Oberkiefers Saugferkel: ggr. Fieber, trockener Husten, Niesen, Dyspnoe, Kümmern, Wegbereiter für RA mäßig, z. T. hgr. gestörtes Allg.-Befinden, Husten, Dyspnoe, Apathie Schniefen, Nasenausfluss Konjunktivitis, Kümmern bei Sek.-Infektion: Husten, Dyspnoe, Fieber Dauer enzootisch im Bestand bis zu einigen Wochen k. A. ohne Sek.-Inf. 3-5 Wochen Morbidität k. A. 50% 50% bis zu 50% bei schwerem Verlauf Mortalität k. A. verlustreich -30% hoch Bild der Sektion Atrophie der Conchae nasalis, Deviation des Nasenseptums, Rhinitis akute Pneumonie, tiefrote, fleckige Pneumonieherde oder Ausheilungsstadien, Lungenfibrose katarrhalisch-eitrige Bronchopneumonie Lunge: Interst. Pneumonie bis zur porzinen nekrotisierenden und proliferativen Pneumonie (bei Sek.-Inf.) Antikörper k. A. k. A. k. A. Serokonversion 2-3 Wochen Diagnostik Erregernachweis aus Nasentupfer, ELISA zur Bestimmung von Antikörpern gegen das Toxin, Sektion Erregernachweis aus Nasentupfer nach Infektion k. A. ELISA (bisher für Routinediagnostik nicht verfügbar), Erregernachweis mittels PCR, In-situ-Hybridisierung LITERATUR 19

20 Tab. 1: Klinisch relevante Atemwegserkrankungen beim Schwein (modifiziert nach ZIMMERMANN et al., 2001) (Fortsetzung) Erkrankung Erreger Resp. Erkrankung durch PRCV Einschlusskörperchen-Rhinitis, ansteckender Schnupfen Chlamydien- Pneumonie Morbus Aujeszky (AK) Porzines respiratorisches Porzines Cytomegalievirus Chlamydien Porzines Herpesvirus 1 Coronavirus (PRCV) (PCMV), (Porzines Herpesvirus) (PHV-1) direkt, aerogen aerogen, intrauterin aerogen direkt, aerogen Übertragung Inkubationszeit Altersgruppen Klinik -10 Tage ab 3 Tage, je nach Immunität 4-8 Tage Mast: 3-5 Tage, -20 Tage Jungtiere, (Masttiere) alle Altersgruppen, v. a. Ferkel k. A. respiratorische Symptome bei Läufern und Mastschweinen v. a. Wintermonate, eher Nasenausfluss, Niesen, k. A. Mastschweine: Pneumonie, subklinisch, evtl. Wegbereiter Atembeschwerden, insgesamt Husten, Fieber bis 41 C, Apathie, für Sek.-Infektionen, milder Verlauf, bei Saugferkeln Lähmungen, red. z. T. Fieber, Husten, auch Fieber bis 40 C, eitrig-nekrot. Gewichtszunahme, Inappetenz, Dyspnoe Rhinitis, Kümmern selten Krämpfe Dauer k. A. k. A. 4 Wochen akut: 1-2 Wochen chronisch: ganzjährig Morbidität -100% k. A. k. A. akut: 100% chron.: 10-30% Mortalität / k. A. k. A. -10% Bild der Sektion k. A. Rhinitis, histologisch: intranucleäre Einschlusskörperchen interstitielle Pneumonie Einschlusskörper im Epithel von Tonsillen und Pharynx, interst. Pneumonie, miliare Nekrosen in verschiedenen Organen Antikörper k. A. ab 2. Woche k. A. nach 1 Wo., Maximum nach 5 Wo., Nachweis für Monate bis Jahre Diagnostik Erregernachweis, IF, Monoklonale Antikörper wegen Antigen- Verwandtschaft zu TGE Histologie, Fluoreszenzserologie, Virusnachweis aus Lungenmakrophagen kulturelle Isolierung (schwierig) aus Organmaterial, PCR, IF IF aus Organmaterial, ELISA, oder NT Virusnachweis mittels Immunfluoreszenz, PCR 20 LITERATUR

21 LITERATUR Erreger-Wirt-Umwelt-Interaktionen bei der Entstehung und Verbreitung von Atemwegserkrankungen Oft handelt es sich bei den Atemwegsinfektionen um sog. Faktorenerkrankungen, an deren Entstehung eine Reihe verschiedener Einflussfaktoren beteiligt sind. Eine wichtige Rolle spielt insbesondere die Interaktion verschiedener Erreger untereinander (EGER, 1999, GROSSE BEILAGE, 1999) bei gleichzeitigem Einfluss verschiedener Umfeldbedingungen (CHRISTENSEN et al., 1992, LOEFFEN, 2001) sowie die Infektionsanfälligkeit des Tieres. Die Abb. 1 veranschaulicht die verschiedenen Einflussfaktoren, die zum Entstehen einer Faktorenerkrankung beitragen. Umfeld Management Stallklima Hygiene Belegungsdichte Infektions- Stress druck Infektions- Erkrankung erreger Tier Virulenz Verbreitung Resistenz Pathogenität Infektion Anfälligkeit Immunität Alter Disposition Abb. 1: Interaktion zwischen Einzeltier, Infektionserreger und Umfeld bei multifaktorieller Erkrankung (modifiziert nach LOEFFEN, 2001)

22 22 LITERATUR Insbesondere das Porzine Respiratorische Reproduktions-Syndrom (PRRS), der Porcine Respiratory Disease Complex (PRDC) sowie die Enzootische Pneumonie (EP) und die Progressive Atropische Rhinitis (PAR) werden zu den infektiösen Faktorenerkrankungen gezählt (HÖRÜGEL et al., 1999, LOEFFEN, 2001). Eine bedeutende Faktorenerkrankung ist die EP (ROSS, 1992). Primär-Erreger der EP ist M. hyopneumoniae. Die Manifestation klinischer Symptome ist abhängig von der übertragenen Erregermenge (ZIMMERMANN et al., 2001) sowie dem Einfluss verschiedener Umweltfaktoren wie z. B. Stallklima, Hygiene und Management. Gerade der Zukauf subklinisch infizierter Trägertiere führt häufig zur Infektion eines Bestandes (ZIMMERMANN et al., 2001). Die alleinige Infektion mit M. hyop. kann subklinisch oder mit geringen klinischen Symptomen wie Husten verlaufen, durch bakterielle Sekundär-Infektionen (P. mult., B. bronch., Str. spec., Haem. parasuis) entsteht i. d. R. ein komplizierter Verlauf mit Fieber, Dyspnoe und einer Mortalität bis zu 10% (ROSS, 1992, ZIMMERMANN et al., 2001). PRDC bezeichnet das gehäufte Vorkommen respiratorischer Erkrankungen um die Lebenswoche, die mit erheblichen Leistungseinbußen und einer erhöhten Mortalität einhergehen. Als Ursache werden Mischinfektionen mit verschiedenen Erregern wie z. B. M. hyop., P. mult., A.pp. und Str. suis sowie viralen Erregern wie dem Influenza-A-Virus (nur teilweise), PRRS-Virus und dem Porzinen Respiratorischen Coronavirus (PRCV) u. a. angenommen (DEE, 1997, GROSSE BEILAGE, 1999). Für die PAR werden als ursächliche pathogene Erreger toxinbildende Stämme von P. mult. angesehen (DE JONG, 1992). B. bronch. hat in diesem Zusammenhang eine Schrittmacherfunktion für die Ansiedlung der Pasteurellen (ZIMMERMANN et al., 2001). I. d. R. verläuft die Erkrankung in einem Bestand enzootisch, resistenzmindernde Faktoren (Klimabelastung, Virusinfektionen, bakterielle Sekundärinfektionen) beeinflussen den Verlauf und begünstigen die klinische Manifestation (DE JONG, 1992), jahreszeitliche Schwankungen mit einem Maximum

23 LITERATUR 23 im Winter werden beschrieben (ZIMMERMANN et al., 2001). Eine Infektion mit B. bronch. alleine verursacht lediglich eine Nasenmuschelhypoplasie bei jungen Ferkeln um die 6. Lebenswoche (nicht-progressive Form) (DE JONG, 1992, ZIMERMANN et al., 2001). In Mastbetrieben zeigt sich bei Fällen von PAR lediglich eine schlechtere Futteraufnahme bei Tieren mit starker Deformation der Oberkieferknochen oder häufigeres Niesen infolge des Futterstaubes. Auch PRRS wird zu den infektiösen Faktorenerkrankungen gezählt. In Bezug auf Atemwegserkrankungen ist das PRRS-Virus beteiligt an dem Auftreten chronisch rezidivierender Pneumonien bei Mastschweinen, die zunehmend an Bedeutung gewinnen (ZIMMERMANN et al., 2001). Das Virus befällt die Lungenmakrophagen und schädigt die Zilienfunktion des Bronchialepithels. Die Entstehung der Pneumonie ist als entzündlichen Reaktion auf die Infektion der Alveolarmakrophagen zu sehen (GROSSE BEILAGE, 1999). Diskutiert wird auch eine Beteiligung an der Porzinen nekrotisierenden und proliferativen Pneumonie (PNP) (BENFIELD et al., 1992, ZIMMERMANN et al., 2001). Pathognomonisch ist ein wechselhafter Krankheitsverlauf über mehrere Wochen mit fieberhafter Pneumonie, Augen- und Nasenausfluss. Die Krankheitssymptome beginnen bei den einzelnen Tieren eines Bestandes nicht gleichzeitig, klingen nach mehreren Wochen aber fast gleichzeitig ab (ZIMMERMANN et al., 2001).

24 24 LITERATUR 2.2 Möglichkeiten zur Diagnostik von Atemwegserkrankungen Nicht immer führt eine Infektion auch zu einem Krankheitsausbruch, aber auch subklinische Infektionen bedingen eine Leistungsminderung und stellen ein diagnostisches Problem dar. Die Abb. 2 stellt die verschiedenen Möglichkeiten zur Diagnostik von Atemwegsinfektionen dar. Klinische Untersuchung Weiterführende Untersuchungen am Tier: Blutentnahme Nasentupfer, Tonsillentupfer, Trachealtupfer Bronchoskopie mit bronchoalveolärer Lavage (BAL) Sektion Erhebung von Schlachtbefunden Infektion: klinisch manifest Infektion: subklinisch Weiterführende Laboruntersuchungen: Serologie Histologie Mikrobiologie Molekularbiologie Abb. 2: Möglichkeiten zur Diagnostik von klinischen und subklinischen Atemwegserkrankungen (modifiziert nach STÄRK, 2000)

25 LITERATUR 25 Im Rahmen der Einzeltier-, aber auch der Herdendiagnostik ist der erste Schritt der Diagnostik die klinische Untersuchung. Diese umfasst in einem Bestand nach einer eingehenden Anamnese zuerst eine genaue Adspektion der gesamten Gruppe mit stichprobenartiger Messung der Rektaltemperatur und anschließender Einzeltieruntersuchung auffälliger oder stichprobenartig ausgewählter Tiere. Eine Entnahme von Nasentupferproben ist nach vorherigem Fasten zur Vermeidung einer Kontamination durch Futterstaub unter genauer Fixation des Tieres möglich. Nach der Entnahme ist eine rasche Kultivierung notwendig. Nur wenige Erreger (z. B. B. bronch., P. mult oder das Influenza-Virus) lassen sich mittels Nasentupfer nachweisen (ZIMMERMANN et al., 2001). Eine unter Narkose durchgeführte Tupferprobenentnahme aus Tonsillen oder Trachea sowie eine BAL liefern genauere Ergebnisse. Insbesondere bei einer BAL kann eine Kontamination mit unspezifischen, ubiquitär vorkommenden Keimen weitgehend ausgeschlossen werden (ZIMMERMANN et al., 2001). Allerdings ist diese Methode aus arbeitstechnischen und wirtschaftlichen Gründen nur in begrenztem Umfang als Routinediagnostik einsetzbar. Eine bakteriologische Untersuchung muß unmittelbar nach Probenentnahme erfolgen, es sei denn, es schließt sich eine PCR an Serologie als Möglichkeit der Differentialdiagnose Eine große Bedeutung hat die serologische Untersuchung, da sie auch als Routinediagnostik im Rahmen der tierärztlichen Bestandsbetreuung ohne großen Aufwand durchführbar ist. Die Aussagekraft einer serologischen Untersuchung hängt aber von der exakten Zielsetzung, der genauen zeitlichen Planung und der Auswahl einer repräsentativen Stichprobe ab und erfordert genaue Kenntnisse der Epidemiologie eines jeden Erregers (GROSSE BEILAGE, 2000). Eine Differenzierung maternal übertragener Antikörper von aktiv gebildeten Antikörpern ist mit serologischen Verfahren nicht möglich (GROSSE BEILAGE, 2000).

26 26 LITERATUR Die nachfolgende Tabelle 2 gibt einen Überblick über die verschiedenen Nachweisverfahren und die zeitlichen Faktoren, die bei der Antikörperbestimmung zur Diagnostik von Atemwegserkrankungen berücksichtigt werden müssen. Tab. 2: Zu berücksichtigende Zeitfaktoren bei der Antikörperbestimmung in Bezug auf Atemwegserkrankungen (modifiziert nach GROSSE BEILAGE, 2000) Erreger Max. Nachweisdauer aktiv gebildeter Antikörper Max. Nachweisdauer passiv übertragener Antikörper Früheste Serokonversion Nachweismethode PRRS-V 9-13 Tage bis 11 Monate bis 5, ggf. 10 Wochen ELISA Influenzavirus 7-10 Tage bis 6 Monate bis 16 Wochen HAH A M. hyop Tage bis 12 Monate bis 9 Wochen ELISA A.pp Tage bis 6 Monate bis 10 Wochen KBR PRC-V 7-10 Tage n. u. bis 8 Wochen ELISA In den meisten Fällen sind mehrere Serumproben notwendig, um über einen Titeranstieg bzw. verlauf das Vorliegen einer akuten Infektion nachzuweisen Sektion und Einteilung der Pneumonieformen Einen zusätzlichen Informationsgewinn im Rahmen der Bestandsbetreuung bringt die Sektion akut erkrankter, unbehandelter Tiere mit anschließender histologischer und bakteriologischer Untersuchung. Sie ermöglicht z. B. eine Erregerisolierung aus der Lunge bzw. einen direkten Erregernachweis mittels PCR, Immunfluoreszenz oder Immunhistochemie (LOEFFEN, 1999).

27 LITERATUR 27 Einteilung der Pneumonieformen Eine häufige Diagnose bei der Sektion ist die Pneumonie. Sie ist durch Ansammlung von Exsudat oder Infiltration von Zellen in der Lunge gekennzeichnet und führt zu einer Gewebsverdichtung und einer Verminderung des Luftgehaltes. Als Ursache von Pneumonien sind v. a. Infektionen mit Bakterien, Pilzen, Mycoplasmen, Chlamydien, Viren oder Parasiten anzusehen, dazu kommen Hilfsfaktoren wie z. B. Haltungs- und Fütterungsfehler sowie Krankheiten anderer Organsysteme mit nachfolgender Resistenzminderung (WEISS et al., 1988). Im Folgenden werden die verschiedenen Pneumonieformen erläutert (WEISS et al., 1988): Zunächst wird danach unterschieden, ob die entzündlichen Veränderungen überwiegend im respiratorischen (alveoläre Form) oder im interstitiellen Gewebe (interstitielle Form) ablaufen. Die folgende Abb. 3 zeigt eine Übersicht über die verschiedenen Pneumonieformen. Pneumonie alveolär interstitiell Sonderform Kat.-eitrige BP Fibrinöse BP Porzine nekrotisierende Mögliche Folge Abszedierende Pneumonie Nekrotisierende Pneumonie und proliferative Pneumonie (PNP) Abb. 3: Übersicht über die verschiedenen Pneumonieformen

28 28 LITERATUR Alveoläre Form: Die alveoläre Form der Pneumonie ist i. d. R. bakteriell bedingt und entsteht durch aerogene Infektion. Die entzündlichen Prozesse beginnen als kleine, herdförmige Verdichtungen mit späterer Ausbreitung (alveoläre Herdpneumonie). Da die Entzündung in den meisten Fällen auf die Bronchien bzw. Bronchiolen übergreift, wird diese Form auch als Bronchopneumonie (BP) bezeichnet. Eine Form der alveolären Herdpneumonie ist die fibrinöse Bronchopneumonie, die in der Regel zu einer Mitbeteiligung der Pleura (Pleuropneumonie) führt. Diese Form der akuten Bronchopneumonie kann ausheilen oder geht in eine nekrotisierende oder abszedierende Pneumonie über. Beim Schwein kommt diese Pneumonieform z. B. nach einer Infektion mit A.pp. vor. Die katarrhalisch-eitrige Bronchopneumonie als zweite Form der alveolären Herdpneumonien entsteht z. B. durch eine Infektion mit Streptokokken, Staphylokokken, B. bronch. u. a., oft handelt es sich hierbei auch um eine bakterielle Sekundärinfektion nach primärer Virusinfektion. Als Folge der aerogenen Infektion entsteht eine Bronchitis bzw. Bronchiolitis. Eine Mitbeteiligung der Pleura ist bei einer katarrhalisch-eitrigen Bronchopneumonie eher selten. Eine katarrhalisch-eitrige Bronchopneumonie kann vollständig ausheilen, aber auch hier kann eine abszedierende oder nekrotisierende Pneumonie oder Fibrose des Lungengewebes entstehen. Interstitielle Form: Eine interstitielle Pneumonie ist in der Regel durch aerogene Virusinfektionen bedingt, kann aber auch durch Infektion mit Chlamydien, Mycoplasmen und Parasiten entstehen. Häufig kommen bakterielle Sekundärinfektionen dazu. Eine interstitielle Pneumonie ist makroskopisch schwer zu erkennen, das Lungengewebe hat eine verdichtete Konsistenz und kollabiert kaum. Im chronischen Stadium sieht man verdichtetes Bindegewebe und verbreiterte Interstitien. Im weiteren Verlauf der Infektion kommt es zur Ausheilung oder Organisation.

29 LITERATUR 29 Eine Sonderform der Pneumonien ist die porzine proliferative und nekrotisierende Pneumonie (PNP). Es handelt sich um eine katarrhalisch-eitrige Bronchopneumonie mit Nekrose der Alveolarepithelien und lymphohistiozytärer Infiltration der Alveolarsepten. Im Lumen der Alveolen befinden sich proteinreiches Exsudat, nekrotische Zellen, Alveolarmakrophagen und basophile, uneinheitliche Strukturen, ähnlich wie Epithelzellen. HINRICHS et al. (1999) beschreiben einen Zusammenhang zwischen dieser Pneumonieform und einer Infektion mit dem PCV2- und dem PRRS-Virus. DEA et al. (1992) konnten aus Schweinelungen mit PNP eine Variante des porzinen Influenzavirus isolieren. Durch Primärinfektion der Pleura oder nach Fortleitung entzündlicher Prozesse benachbarter Organe oder des Lungenparenchyms kann eine Pleuritis entstehen. Eine fibrinöse (akute) Pleuritis entsteht vor allem im Zusammenhang mit einer fibrinösen Pleuropneumonie (z. B. nach A.pp.-Infektion) oder bei einer Polyserositis im Rahmen der Glässerschen Erkrankung (Haem. parasuis) oder durch eine Infektion mit Mycoplasma hyorhinis. Sie kann vollständig ausheilen oder in ein chronisches Stadium übergehen (fibröse Pleuritis) (RUDOLPH, 1988). Über einen vergleichbaren Infektionsweg entsteht auch die Pericarditis, die je nach Stadium als fibrinöse (akute) bzw. fibröse (chronische) Form vorliegen kann (RUDOLPH, 1988). Auch die routinemäßige Beurteilung von Schlachtlungen bietet eine diagnostische Möglichkeit, nicht nur klinisch relevante Erkrankungen, sondern auch das Ausmaß subklinischer Infektionen zu beurteilen (GROSSE BEILAGE, 1999). Vor dem Hintergrund der hier aufgeführten Möglichkeiten zur Diagnose von Atemwegserkrankungen wird deutlich, dass hinter einer exakten Diagnostik ein hoher Zeit- und Kostenaufwand steht. Eine frühzeitige Diagnostik von Erkrankungen, die subklinisch verlaufen bzw. noch in der Inkubationszeit sind, ist mit diesen Methoden nur eingeschränkt möglich.

30 30 LITERATUR Daher diskutieren eine Reihe von Autoren den Einsatz von Akute-Phase-Proteinen als sensitive und unspezifische Parameter zur frühzeitigen Diagnostik (DIEPERS, 1998, KNURA-DESZCZKA, 2000, LIPPERHEIDE et al., 2000b, TOUSSAINT et al., 2000). Viele Autoren haben sich insbesondere mit dem Einsatz von Haptoglobin in Bezug auf Atemwegserkrankungen befaßt (HALL et al., 1992, FRANCISCO et al., 1996, ASAI et al., 1999).

31 LITERATUR Das Akute-Phase-Protein Haptoglobin beim Schwein Haptoglobin und die Akute-Phase-Reaktion beim Schwein Die Akute-Phase-Reaktion Die Akute-Phase-Reaktion (APR) bezeichnet eine unspezifische, physiologische Reaktion des Organismus auf Störungen der Homöostase, verursacht durch Infektion, Gewebsverletzung, Entzündungen oder Neoplasie (KUSHNER, 1988, GRYUS et al., 1994, ECKERSALL, 1995, ALAVA et al., 1997). Sie ist gekennzeichnet durch Fieber, Leukozytose und erhöhte Sekretion von Glucocorticoiden und hat zum einen die Isolation und Zerstörung der Pathogene, zum anderen die Wiederherstellung bzw. Reparatur des geschädigten Gewebes zum Ziel (ECKERSALL, 1991, GRYUS et al., 1994). Ein Abklingen der APR ist zu erwarten, wenn der auslösender Faktor durch körpereigene Abwehr bzw. erfolgreiche Behandlung limitiert ist (KUSHNER, 1988). Zu Beginn der APR erfolgt eine Aktivierung von Leukozyten und Makrophagen. Das führt zur Ausschüttung von Zytokinen wie Interleukin-1 (IL-1), Interleukin-6 (IL-6) und Tumor-Nekrose-Faktor-α (TNF-α) (ECKERSALL, 1995, KRÜGER et al., 1995, GRUYS, et al., 2001). Diese Zytokine wirken als Mediatoren auf Rezeptoren an den Hepatozyten und lösen eine gesteigerte Synthese und Freisetzung der APP aus. Bei den APP werden zwei Gruppen unterschieden, die Positiven Akute-Phase- Proteine, die im Zuge der APR innerhalb von wenigen Stunden signifikant ansteigen, z. B. Haptoglobin (Hp), Serum-Amyloid A (SAA) oder C-reaktives Protein (CRP), sowie die Negativen Akute-Phase-Proteine, deren Konzentration während einer APR deutlich absinkt (ALAVA et al., 1997). Zu den Negativen Akute-Phase- Proteinen gehören z. B. Albumin, Transferrin und α-lipoprotein (GRYUS et al., 1994, LAMPREAVE, 1994, KRÜGER et al., 1995). Andere Autoren teilen die APP in 3 Gruppen: Gruppe 1 mit einem Anstieg von mehr als 50% des Ausgangswertes (z. B. Coeruloplasmin), Gruppe 2 mit einem 2-4-fachen

32 32 LITERATUR (z. B. Haptoglobin) und Gruppe 3 mit einem bis zu 1000-fachen Anstieg (z. B. CRP, SAA) (KUSHNER, 1988, KRÜGER et al., 1995). Durch die umfangreichen Veränderungen der Protein-Konzentrationen steigen während einer APR die Plasma-Viskosität und die Blutsenkungsgeschwindigkeit (GRUYS et al., 1994). Die Bedeutung der einzelnen APP ist tierartspezifisch (KUSHNER, 1988). Haptoglobin als Akute-Phase-Protein Haptoglobin ist beim Schwein neben dem C-reaktiven Protein (CRP) und Pig-MAP (Pig Major Acute Phase Protein) eines der wesentlichen APP (ECKERSALL et al., 1996, ALAVA et al., 1997). Es ist ein a-2-glycoprotein, das in den meisten Körperflüssigkeiten vorkommt (DOBRYSZYKA, 1997) und im Zuge der APR vorwiegend in der Leber (ECKERSALL, 1995), aber auch in Zellen des Fettgewebes und den Epithelzellen der Lunge synthetisiert wird (DOBRYSZYKA, 1997). Auch FRIEDRICHS et al. (1995) wiesen in Untersuchungen an Mäusen nach Injektion von Lipopolysacchariden sowohl in Fettzellen als auch in Epithelzellen der Lunge große Mengen an Haptoglobin-mRNA nach, kleinere Mengen an Haptoglobin lagen ebenso in Nebenniere, Speicheldrüse, Ovar und Uterus vor. Neuere Untersuchungen haben gezeigt, dass die Synthese von Haptoglobin im Zuge einer APR vorwiegend über IL-6 stimuliert wird (ASAI et al., 1999, GONZALES- RAMON et al., 2000). Die wesentliche Aufgabe des Haptoglobins ist die Bindung von freiem Hämoglobin zu einem Komplex, der über die Nieren nicht ausgeschieden werden kann und im retikuloendothelialen System der Leberzellen metabolisiert wird. Dies schützt den Körper vor Eisenverlusten und die Niere vor Schädigung durch freies Eisen (FRIEDRICHS et al., 1995, DOBRYSZYKA, 1997). Gleichzeitig wirkt die Bildung des Haptoglobin-Hämoglobin-Komplexes bakteriostatisch auf Eisen-abhängige Bakterien (z. B. Staphylokokken, Pasteurellen), da das gebundene Eisen den Bakterien nicht

33 LITERATUR 33 mehr zum Wachstum zur Verfügung steht (WEISS, 1990). Weiterhin verhindert Haptoglobin eine Lipidperoxidation und wirkt somit als Antioxidans (FRIEDRICHS et al., 1995, DOBRYSZYKA, 1997). Die Halbwertszeit von Haptoglobin wird mit 2-4 (HALL et al., 1992) bzw. 4-6 Tagen angegeben (RICHTER, 1973). Eine Reduktion des Haptoglobinspiegels ist als Folge einer Hämolyse oder bei Leberfunktionsstörungen zu erwarten (DOBRYSZYKA, 1997). Eine Haptoglobinbestimmung ist sowohl aus Serum als auch aus Plasma möglich, die Haptoglobinkonzentration bleibt im Serum bei 8 C bis zu 8 Wochen konstant (HISS, 2001). Auch unterschiedliche Antikoagulantien verändern die Untersuchungsergebnisse nicht (KENT et al., 1991). Unter Berücksichtigung eines Korrekturfaktors kann auch aus Vollblut eine Haptoglobinbestimmung durchgeführt werden. Aus Fleischsaft und anderen Körperflüssigkeiten mit sehr geringen Haptoglobinkonzentrationen (<0,04 mg/ml) ist eine Haptoglobinbestimmung ebenfalls möglich (HISS, 2001). Bei nephelometrischer Bestimmung aus Serum (LIPPERHEIDE et al., 1998) wurde bei Schweinen zwischen 30 und 100 kg Körpergewicht ein physiologischer Grenzwert für Haptoglobin von 0,5 mg/ml festgelegt (LIPPERHEIDE et al., 2000b) Einflussfaktoren auf die Haptoglobinkonzentration im Blut Der Haptoglobinspiegel ist in den ersten Lebenswochen altersabhängig. Neugeborene Ferkel haben eine geringere Haptoglobinplasmakonzentration, die sich innerhalb von 2-3 Wochen vervierfacht (p 0,01) (RICHTER, 1973). Auch HISS (2001) konnte einen signifikanten Unterschied (p 0,05) der Haptoglobinplasmakonzentrationen zwischen 2- und 4-Wochen alten Ferkeln (n=10) nachweisen. SPF-Ferkel zeigen ebenfalls einen Anstieg der Haptoglobinplasmakonzentration

34 34 LITERATUR innerhalb der ersten Lebenstage, erreichen aber nicht das Niveau von konventionell aufgezogenen Ferkeln (RICHTER, 1973). Ab der 10. Lebenswoche ist Haptoglobin bei Mastschweinen altersunabhängig (DIEPERS, 1998). Auch HISS (2001) wies bei abgesetzten, klinisch gesunden Schweinen die gleiche Haptoglobinkonzentration nach wie in der Endmast. Bei Zuchtebern hingegen zeigten sich signifikante Haptoglobinunterschiede in 3 verschiedenen Altersgruppen (HISS, 2001). Ein Einfluss der Fütterung auf die Haptoglobinplasmakonzentration wurde von DRITZ et al. (1996) und HISS (2001) ausgeschlossen. Rasse und Geschlecht haben bei Mastschweinen keinen Einfluss auf den Haptoglobinspiegel (LIPPERHEIDE et al., 1997, PETERSEN et al., 1999). Auch RICHTER (1973) fand keine signifikanten Unterschiede in der Haptoglobinplasmakonzentration von Schlachttieren, Zuchtsauen und Kastraten, ermittelte aber bei Ebern einen signifikant niedrigeren Haptoglobinwert als bei Zuchtsauen. Bei tragenden Sauen konnte RICHTER (1973) einen signifikanten Zusammenhang zwischen dem Trächtigkeitsstadium und dem Haptoglobinwert nachweisen. In den ersten 25 Tagen der Trächtigkeit lagen die signifikant niedrigsten Haptoglobinplasmakonzentrationen vor, zum Ende der Trächtigkeit, nach einem leichten Abfall zwischen dem 51. und 75. Tag, die höchsten Haptoglobinwerte (ohne Angabe der Signifikanz). Ein Einfluss von Stresshormonen auf den Haptoglobinspiegel wird ebenfalls von RICHTER (1974) beschrieben. Der Autor wies in eigenen Untersuchungen einen signifikanten Haptoglobinanstieg nach Injektion von ACTH bzw. Prednisolon innerhalb von 8 Stunden nach. GYMNICH (2001) konnte im Rahmen eines Stressversuches (3-stündiger Transport über eine Strecke von 120 km) bei gleichzeitiger Messung der Speichelcortisol- und Haptoglobinkonzentration einen Einfluss des Transportes auf den Haptoglobinspiegel trotz gleichzeitiger Erhöhung der Glucocorticoide ausschließen. In 4 Wiederholungen ließ sich dieses Ergebnis bestätigen.

35 LITERATUR 35 In einigen Studien wurde der Einfluss lokaler Entzündungen auf den Haptoglobinspiegel untersucht. LAMPREAVE et al. (1994) erreichten durch Injektion von Terpentinöl einen 5-7- fachen Anstieg der Haptoglobinkonzentration innerhalb von 2 Tagen, der Ausgangswert wurde am 7. Tag wieder erreicht. ECKERSALL et al. (1996) beobachteten nach Injektion von Terpentinöl eine Verdoppelung des Haptoglobinwertes am 2. Tag nach der Injektion und einen Abfall auf den Basalwert zum 8. Tag. Auch eine Kastration führt zu einem Haptoglobinanstieg. Im Vergleich zweier Tiere, die kastriert wurden und von denen eines 7 Tage vor der Kastration eine Terpentinöl- Injektion erhalten hatte, fand RICHTER (1974) eine 1,5- bis 2-fach höhere Haptoglobinkonzentration bei dem unbehandelten Kontrolltier. Der Autor äußerte daher die Vermutung, dass der Grad der Haptoglobinerhöhung durch einen kurz vorher stattgefundenen Reiz zur Haptoglobinausschüttung negativ beeinträchtigt werde. Eine andere Maßnahme im Rahmen des Produktionsablaufes ist das Kennzeichnen von Tieren. DIEPERS (1998) zeigte an einer Gruppe von 15 Ferkeln, dass das Einziehen einer Ohrmarke bei klinisch gesunden Tieren zu einer signifikanten (p 0,05) Erhöhung des Haptoglobinspiegels führt (gemessen 13 Tage nach Einziehen der Ohrmarke). Auch der Einfluss verschiedener Infektionserreger wurde von mehreren Autoren beschrieben. JUNGERSEN et al. (1999) ermittelten einen deutlichen Haptoglobinanstieg nach experimenteller Infektion mit Toxoplasma-gondii. Auch eine Infektion mit Mycoplasma hyorhinis führte zu einer signifikanten Erhöhung (p 0,0001) des Haptoglobinplasmaspiegels (MAGNUSSON et al., 1999). KNURA et al. (2000a) konnten bereits nach 24 Std. eine signifikant erhöhte Haptoglobinplasmakonzentration bei 8 SPF-Ferkeln ermitteln, die mit Str. suis Serotyp 2 experimentell infiziert worden waren, TOUSSAINT et al. (2000) erzielten

36 36 LITERATUR ebenfalls einen 10-fachen Haptoglobinanstieg bei 10-Wochen-alten SPF-Ferkeln nach intravenöser Infektion mit Str. suis. Nach einer Impfung von 35 Mastschweinen mit Lebendimpfstoff gegen die Aujeszkysche Krankheit konnte sowohl nach der Erst- als auch nach der Wiederholungsimpfung ein signifikanter (p 0,001) Haptoglobinanstieg ermittelt werden (DIEPERS, 1998). Auch REKITT et al. (2001) bestätigten erhöhte Haptoglobinwerte nach Impfungen von Ferkeln gegen PRRS, AK und Mycoplasmen Haptoglobin bei Atemwegserkrankungen des Schweines Eine deutliche Veränderung der Haptoglobinkonzentration wurde von mehreren Autoren im Verlauf verschiedener Atemwegserkrankungen des Schweines beschrieben. Auch beim Rind ist ein Zusammenhang zwischen erhöhten Haptoglobinwerten und dem Nachweis respiratorischer Erkrankungen bekannt (GODSON et al., 1996). Eine Übersicht über die Ergebnisse verschiedener Studien beim Schwein ist in Tab. 3 dargestellt.

37 LITERATUR 37 Tab. 3: Konzentrationsveränderung von Haptoglobin als Reaktion auf eine Atemwegsinfektion mit unterschiedlichen Erregern (modifiziert nach DIEPERS, 1998) Infektion/ Erreger Akute Feld- Inf. mit A.pp. Serotyp 5 Chronische Feld-Inf. mit A.pp. Serotyp 5 Intranasale Inf. mit A.pp. Serotyp 1 Intranasale Inf. mit A.pp. Serotyp 5 Intranasale Inf. mit A.pp. Serotyp 5 Intranasale wöchentl. Inf. mit P. mult. Typ D Intranasale wöchentl. Inf. mit B. bronch. Intranasale Inf. mit PRRS-Virus Chron. Feld- Inf. mit PRRS-Virus Tiere (Anzahl/Alter) 40 Schweine, 4 Monate alt, konv. Haltung 40 Schweine, 4 Monate alt, konv. Haltung 19 Schweine, 3 Monate alt, konv. Haltung 19 Schweine, 3 Monate alt, konv. Haltung 3 Schweine, 13 Wochen alt, männl., SPF 36 Ferkel, 6-8 Wochen alt, SPF 36 Ferkel, 6-8 Wochen alt, SPF 7 Ferkel, 4 Wochen alt, SPF 20 Ferkel, LW, konventionell, nach Absetzen Messzeitpunkt * Tag 0 Tag 7 Tag 0 Tag 6 Tag 0 Tag 3 Tag 0 Tag 3 Tag 0 Tag 2 (1 Tier) Tag 5 (2 Tiere) Tag 0 Tag 7 Tag 14 Tag 21 Tag 0 Tag 7 Tag 14 Tag 21 Tag 0 Tag 7 Tag Wo. 5. Wo. 7. Wo. nach Absetzen Hp 24,58 ±1,38 23,10 ±1,12 (mg CHBC/dl) 12,36 ±0,81 18,36 ±0,76 (mg CHBC/dl) 7,49 ±1,38 41,01 ±1,35 (mg CHBC/dl) 15,1 ±1,22 22,37±1,78 (mg CHBC/dl) 0,33 mg/ml maximale Werte >13 mg/ml steigende Hp- Werte (mg/ml) mit steigender Dosis fallende Hp- Werte (mg/ml) mit steigender Dosis Maximum noch erhöhte Werte ca. 2 ca. 6 ca. 4 (mg/ml) Signifikanz n. s. (p 0,05) keine Angabe keine Angabe signifikant erhöht n. s. (p 0,05) (p 0,01) (p 0,05) n. s. (p 0,001) (p 0,01) Literatur HALL et al., (1992) HEEGARD et al., (1998) FRANCISCO et al., (1996) ASAI et al., (1999) * Der Tag 0 bezeichnet den ersten Tag der Untersuchung bzw. den Tag der experimentellen Infektion

38 38 LITERATUR Im Verlauf der Studie von HEEGARD et al. (1998) erfolgte neben der Haptoglobinbestimmung (s. Tab. 3) ebenfalls eine Messung des Antikörpertiters mittels ELISA. Während ein beginnender Haptoglobinanstieg bereits am 1. Tag nach der Infektion zu erkennen war und Maximalwerte bereits an Tag 2 bzw. Tag 5 erreicht wurden, konnte ein signifikant erhöhter Antikörpertiter erst am 8. Tag. p. inf. nachgewiesen werden. Die Boosterung eines Tieres am 20. Tag p. inf. führte zu einer erneuten Induktion der APR mit einem erneuten Haptoglobinanstieg. Obwohl HALL et al. (1992) im Rahmen einer akuten Infektion mit A.pp. Serotyp 5 (s. Tab. 3) zwischen Tag 0 und 7 der Blutentnahme keine signifikanten Haptoglobinunterschiede nachweisen konnten, unterschieden sich die Haptoglobinwerte an beiden Tagen jedoch signifikant (p 0,05) vom Normwert (angegeben mit 5,79 1,06 mg CHBC/dl bei 4 Monate alten SPF-Schweinen). Auch im Verlauf der chronischen Infektion mit A.pp. Serotyp 5 (s. Tab. 3) unterschieden sich nicht nur die Haptoglobinwerte zu den Untersuchungszeitpunkten (p 0,05), sondern beide Werte lagen signifikant (k. A.) über dem Normwert. Bei der akuten Feldinfektion mit A.pp. Serotyp 5 wurden demnach bis zu 4-fach, bei der chronischen Infektion 2-3-fach erhöhte Haptoglobinwerte bezogen auf den Normwert gemessen. Die Studie zeigt, dass Haptoglobin ein sensitiver und frühzeitiger Indikator für eine Gewebsschädigung durch A.pp. ist. Aufgrund des schnellen Haptoglobinanstiegs innerhalb von 24 Stunden (experimentelle Infektion) sehen die Autoren eine Möglichkeit, Indikatorgruppen eines Bestandes zu testen, um subklinische Infektionen zu erkennen und im Zuge einer Behandlung den Behandlungserfolg zu kontrollieren. Auch HULTEN et al. (2000) konnten in einer Studie an experimentell mit A.pp. infizierten Schweinen eine erfolgreiche antibiotische Behandlung durch niedrigere Haptoglobinwerte im Vergleich zu unbehandelten Schweinen nachweisen.

39 LITERATUR 39 FRANCISCO et al. (1996) zeigten im Verlauf der experimentellen Infektion an wachsenden Schweinen mit B. bronch. und P. mult. eine positive Korrelation (r=0,41, p 0,01) zwischen einem steigenden Index für Rhinitis atrophicans und steigenden Haptoglobinwerten. Während der Untersuchung des Haptoglobinverlaufs in der Herde abgesetzter Ferkel mit einer PRRS-Feldinfektion (ASAI et al., 1999) (s. Tab. 3) erfolgte neben der Haptoglobinmessung auch eine Bestimmung der PRRS-Antikörpertiter mittels ELISA sowie ein Virus-Nachweis mit PCR. Bei 20% der Tiere konnten 1 Woche nach Absetzen noch maternale Antikörper nachgewiesen werden, 3 Wochen später nicht mehr. 5 Wochen nach dem Absetzen hatten 55% der Tiere (n=11) Serum-Antikörper gegen das PRRS-Virus gebildet, nach 7 Wochen wurden bei 85% (n=17) PRRS- Antikörpertiter nachgewiesen. Eine Virämie bestand bei 65% der Tiere ab der 5. Woche und konnte auch in der 7. Woche bei 13 Tieren nachgewiesen werden. Zeitgleich wurden bis zu 3-fach erhöhte Haptoglobinwerte (s. Tab. 3) bei diesen Tieren gemessen. Bei experimenteller PRRS-Infektion (s. Tab. 3) kommt es demnach zu einem Haptoglobinanstieg zu Infektionsbeginn, während der Haptoglobinanstieg bei einer Feldinfektion später und zeitgleich mit der Virämiephase erfolgt. Auch PINIERO et al. (2001a) fanden bei Untersuchungen in 3 Betrieben bei Blutprobenentnahmen an jeweils 10 Tieren (14-tägiger Abstand, LW) signifikant (p 0,001) erhöhte Plasmakonzentrationen der beiden Akute-Phase- Proteine Pig-MAP und Haptoglobin während der Entstehung einer Mischinfektion mit PRRS-V und A.pp. (Betrieb A), einer PRRS-Monoinfektion (Betrieb B) und einer Mischinfektion von PRRS-V mit Haem. parasuis (Glässersche Erkrankung) (Betrieb C). Im 4. Betrieb D jedoch blieben die beiden Parameter trotz eines gehäuften Vorkommens von PRRS nahezu unverändert. Die Autoren schließen daraus, dass der Probenentnahmezeitpunkt in Bezug auf den Infektionsbeginn für die Beurteilung einer Infektion mittels Haptoglobin eine entscheidende Rolle spielt.

40 40 LITERATUR Haptoglobin als Screeningparameter im Rahmen von Gesundheitsvorsorgeprogrammen Von vielen Arbeitsgruppen wird die Bedeutung von Haptoglobin als Screeningparameter diskutiert. Haptoglobin als Indikator für Leistungsdepression In einem Feldversuch zeigte sich nach dem Neu-Einstallen von Ebern in konventionelle Betriebe ein signifikanter Haptoglobinanstieg (p 0,05) mit gleichzeitiger Gewichtsabnahme bereits deutlich vor Ausbruch klinischer Erkrankungen (HARDING et al., 1997). DIEPERS (1998) zeigte in Untersuchungen an 390 Mastschweinen einen signifikanten (p 0,001) Einfluss von Störungen des Allgemeinbefindens auf den Haptoglobinwert, der von KNURA-DESZCZKA (2000) bestätigt werden konnte. Darüber hinaus korreliert ein erhöhter Haptoglobinspiegel signifikant mit einer reduzierten täglichen Gewichtszunahme (EURELL et al., 1992, KNURA-DESZCZKA, 2000, GYMNICH, 2001, HISS, 2001). Haptoglobin als Screeningparameter in unterschiedlichen Produktionsstufen LIPPERHEIDE et al. (2000b) untersuchten in 8 Tiergruppen mit je 15 Tieren aus 5 verschiedenen Betrieben die Haptoglobinwerte am Ende der Ferkelaufzucht und zu Beginn der Mast und ermittelten signifikante Unterschiede, ohne dass zunächst klinische Anzeichen von Erkrankungen vorhanden waren. Sie berechneten mit Hilfe der Odds Ratio für die Tiere, die beim Ferkelaufzüchter Haptoglobinwerte von über 0,5 mg/ml aufwiesen, ein 2,7-fach erhöhtes Erkrankungsrisiko in der Anfangsmast. Sie sehen hier eine Möglichkeit, Haptoglobin als Screeningparameter am Ende der Ferkelaufzucht zu nutzen, um den Gesundheitsstatus der Ferkelgruppen

41 LITERATUR 41 einzuschätzen und Gruppen mit erhöhtem Erkrankungsrisiko zu erkennen. Gleichzeitig machten sie die Beobachtung, dass beim Zusammenstallen von 2 Ferkelgruppen (15 Tiere pro Gruppe) mit unterschiedlichen Haptoglobinwerten innerhalb weniger Tage eine Annäherung der Haptoglobinwerte stattfand (Crowding- Effekt), wobei sich das Niveau der Gruppe mit den niedrigeren Haptoglobinwerten dem der Gruppe mit den höheren Werten annäherte. Krankheitsanzeichen traten erst 14 Tage später auf, zu diesem Zeitpunkt wurden erhöhte Titer für PRRS, Influenza und A.pp. bestimmt (PETERSEN et al., 1999). PETERSEN et al. (1999) ermittelten in dieser Studie einen signifikanten Einfluss der Betriebszugehörigkeit auf den Haptoglobinwert am Ende der Aufzucht. Dieser Zusammenhang wurde noch deutlicher nach Ausschluss der Tiere mit offensichtlichen lokalen äußeren Entzündungen. Untersuchungen zum Haptoglobinverlauf am Ende der Ferkelaufzucht und in der Mastanfangsphase ergaben in 3 Tiergruppen (n1=120, n2=32, n3=82) die höchsten Haptoglobinwerte zwischen dem 17. und 21. Masttag (PETERSEN et al., 1999). Auch LIPPERHEIDE et al. (2000b) sowie PETERSEN et al. (2000) bestätigten bei Mastschweinen im Vergleich zu den Haptoglobinwerten am Ende der Ferkelaufzucht einen signifikanten Haptoglobinanstieg 3 Wochen nach dem Einstallen in die Mast. GYMNICH (2001) untersuchte die Bedeutung von Haptoglobin als Screeningparameter im Gesundheitsmanagement von Ferkelaufzuchtbetrieben. Ferkel aus einer Herkunft zeigten zum Zeitpunkt des Einstallens in die Aufzucht signifikant niedrigere Haptoglobinwerte als Tiergruppen, die aus mehreren Herkünften stammten. Die Autorin ermittelte weiterhin einen signifikanten Zusammenhang zwischen Mängeln im Hygienestatus, geringeren täglichen Zunahmen sowie höheren Medikamentenkosten pro Tier und erhöhten Haptoglobinwerten (>0,5 mg/ml) der Indikatorgruppen. Sie schlägt eine Messung des Haptoglobins im Rahmen von Schwachstellenanalysen als Teil des überbetrieblichen Gesundheitsmanagementsystems zu 3 definierten Probenentnahmezeitpunkten vor: