Tierärztliche Hochschule Hannover Außenstelle für Epidemiologie

Tierärztliche Hochschule Hannover Außenstelle für Epidemiologie Untersuchungen zur Antikörperreaktion auf Impfungen gegen Mycoplasma hyopneumoniae bei Ferkeln mit hohen respektive niedrigen Konzentrationen maternaler Antikörper INAUGURAL DISSERTATION Zur Erlangung des Grades einer Doktorin der Veterinärmedizin - Doctor medicinae veterinariae - ( Dr. med. vet. ) Vorgelegt von Susanne Lehner aus Berlin Hannover 2008

2 Wissenschaftliche Betreuung: Priv.-Doz. Dr. med. vet. E. große Beilage 1. Gutachterin: Priv.-Doz. Dr. med. vet. Elisabeth große Beilage 2. Gutachterin: Juniorprofessorin Dr. med. vet. Beatrice Grummer Tag der mündlichen Prüfung: 15. Mai 2008 Diese Arbeit wurde durch Mittel der Firma Boehringer, Ingelheim gefördert. Für die Unterstützung dieses Versuchsvorhabens möchte ich mich bedanken.

3 Meinen Eltern und Markus

4 Die beiden vorliegenden Arbeiten S. LEHNER, H. NATHUES, E. GROSSE BEILAGE Untersuchungen an Sauen zur Kinetik von Antikörpern gegen Mycoplasma hyopneumoniae um den Geburtszeitpunkt S. LEHNER, D. MEEMKEN, H. NATHUES UND E. GROSSE BEILAGE Untersuchungen zur Effektivität von Impfungen gegen Mycoplasma hyopneumoniae bei Schweinen von geimpften resp. nicht geimpften Sauen sind von der Tierärztlichen Praxis zur Publikation angenommen.

5 Inhaltsverzeichnis Kapitel 1: Einleitung 7 Kapitel 2: Untersuchungen an Sauen zur Kinetik von Antikörpern gegen Mycoplasma hyopneumoniae um den Geburtszeitpunkt Tierärztliche Praxis zur Publikation angenommen 10 Kapitel 3: Untersuchungen zur Effektivität von Impfungen gegen Mycoplasma hyopneumoniae bei Schweinen von geimpften resp. nicht geimpften Sauen Tierärztliche Praxis zur Publikation angenommen 24 Kapitel 4: Ergebnisse 49 Kapitel 5: Diskussion 59 Schlussfolgerung 64 Kapitel 6: Zusammenfassung / Summary 65 Kapitel 7: Literaturverzeichnis 70

6 Verzeichnis der Abkürzungen Abb. Abbildung a. p. ante partum bzw. beziehungsweise d.h. das heißt ELISA Enzym-linked Immunosorbent Assay kg Kilogramm M. Mycoplasma p. p. post partum resp. respektive Tab. Tabelle z.b. zum Beispiel

7 Kapitel 1 Einleitung

8 Einleitung Mycoplasma (M.) hyopneumoniae ist das ätiologische Agens der Enzootischen Pneumonie der Schweine, einer Erkrankung des Respirationstraktes, die mit hohen wirtschaftlichen Verlusten einhergeht. In deutschen Schweinebeständen kann die Infektion mit M. hyopneumoniae als endemisch bezeichnet werden (SELBITZ, 2007). Die Bekämpfung der Enzootischen Pneumonie wird in vielen Herden mit einer Impfung gegen M. hyopneumoniae durchgeführt. In Deutschland werden etwa 85% der Ferkel geimpft (LEHNERT, 2003); in anderen europäischen Ländern wird der Anteil gegen M. hyopneumoniae geimpfter Ferkel auf 70% geschätzt (MAES et al., 2008). Für die Impfung der Ferkel stehen, teils schon seit mehr als zehn Jahren zugelassene so genannte two-shot Impfstoffe (Applikation zweimal im Abstand von etwa drei Wochen) sowie die erst seit etwa fünf Jahren zugelassenen one-shot Impfstoffe (einmalige Applikation) zur Verfügung. Die bisher verfügbaren Impfstoffe sind ausschließlich für die Anwendung bei Ferkeln zugelassen. Die Effektivität einer Impfung von Sauen gegen M. hyopneumoniae wird dagegen kontrovers diskutiert (LILLIE et al., 2007; JOLIE et al., 2004, STRAUSS et al., 2007; SIBILA et al., 2008). Die vorliegende Arbeit wurde mit dem Ziel durchgeführt, die Effektivität der one-shot Impfung zu verschiedenen Zeitpunkten bei Ferkeln von geimpften und ungeimpften Sauen zu untersuchen. Der Erfolg einer Impfung gegen M. hyopneumoniae wird in der Regel vergleichend für geimpfte Tiere und eine ungeimpfte Kontrollgruppe anhand der Gewichtsentwicklung der Ferkel bis zum Mastende und dem Vorkommen typischer Lungenveränderungen bei der Schlachtung beurteilt (WALLGREN et al., 1998; MAES et al.,1999; JENSEN et al., 2002). Mit der Impfung von Sauen gegen M. hyopneumoniae gelingt es üblicherweise die Übertragung hoher Konzentrationen maternaler Antikörper auf die Ferkel zu induzieren. Gegenstand der kontroversen Diskussionen um die Impfung von Sauen gegen M. hyopneumoniae, die bei der Kontrolle resp. Eradikation des Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome (PRRS) und der Aujeszkyschen Krankheit (AK) übrigens fester Bestandteil der Bekämpfungsmaßnahmen ist, sind vor allem der Einfluss maternaler Antikörper auf die Impfreaktion der Ferkel sowie Grad der Protektion, die maternale Antikörper vermitteln können.

9 Ein weiteres Ziel der Untersuchung war die Optimierung der Blutprobenentnahme zur Bestimmung der Impfreaktion der Sau. Diese Impfreaktion wird in vielen Untersuchungen anhand der Konzentration maternaler Antikörper im Blut neugeborener Ferkel bewertet. Die Blutentnahme bei neugeborenen Ferkeln stellt aber eine enorme Belastung für die Tiere dar. Zur Vermeidung der Probenentnahme wurde die Möglichkeit geprüft die Proben bei der Sau zu entnehmen. Die enge Korrelation zwischen den Antikörperkonzentrationen bei Sauen und deren Nachkommen ist bekannt (WALLGREN et al., 1998). Da geburtsnahe Blutprobenentnahmen aber auch für die Sau eine erhebliche Belastung darstellen, wurde in einem Vorversuch anhand einer dreimaligen Probenentnahme während der ersten Tage post partum untersucht, wie sich die Antikörperkonzentrationen während der ersten Säugetage verändern und ob eine spätere Probenentnahme zu vergleichbaren Ergebnissen führt, wie die Probenentnahme direkt nach der Geburt.

10 Kapitel 2 Untersuchungen an Sauen zur Kinetik von Antikörpern gegen Mycoplasma hyopneumoniae um den Geburtszeitpunkt

11 Außenstelle für Epidemiologie der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover Untersuchungen an Sauen zur Kinetik von Antikörpern gegen Mycoplasma hyopneumoniae um den Geburtszeitpunkt Study on the kinetics of antibodies against Mycoplasma hyopneumoniae in sows at time of parturition LEHNER S., NATHUES, H., GROSSE BEILAGE, E. Korrespondenzadresse: PD Dr. Elisabeth grosse Beilage Außenstelle für Epidemiologie Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover Büscheler Str. 9 D-49456 Bakum elisabeth.grosse.beilage@tiho-hannover.de

12 Zusammenfassung Ziel: Die vorliegende Untersuchung wurde mit dem Ziel durchgeführt, die Kinetik der Blutantikörperkonzentrationen gegen Mycoplasma (M.) hyopneumoniae post partum (p.p.) vergleichend bei geimpften und ungeimpften Sauen zu beschreiben. Mit der Darstellung der Antikörperkinetik in diesem Zeitabschnitt sollte geprüft werden, ob die Blutentnahme bei Sauen, die im Rahmen von Untersuchungen zur Muttertiervakzination häufiger durchgeführt wird, direkt nach der Geburt zwingend notwendig ist oder auf einen späteren, für die Sau weniger belastenden Zeitpunkt verschoben werden kann. Material und Methoden: Die Untersuchungen wurden in einer endemisch mit M. hyopneumoniae infizierten Herde an insgesamt 47 Sauen durchgeführt. Den Sauen der Impfgruppe wurde 6 und 3 Wochen ante partum (a.p.) Ingelvac M. hyo injiziert. Die Tiere der ungeimpften Kontrollgruppe erhielten physiologische Kochsalzlösung. Für die Untersuchung der Antikörperkinetik wurde allen Sauen 6 und 3 Wochen a.p. sowie am 1., 3. und 5. Tag p.p. Blut entnommen. Die Proben wurden mittels ELISA-Verfahren auf Serumantikörper gegen M.hyopneumoniae untersucht. Ergebnisse: Die Impfung mit Ingelvac M. hyo induzierte im Zeitraum zwischen 6 und 3 Wochen vor der Geburt einen ausgeprägten Anstieg der Serumantikörperkonzentrationen, die anschließend konstant blieben. Bei den ungeimpften Sauen war dagegen im Zeitraum 3 Wochen a.p. bis 1 Tag p.p. ein Rückgang der Serumantikörperkonzentrationen nachweisbar. Entsprechend der Impfanamnese konnten bei den Sauen auch in den Tagen nach der Geburt unterschiedliche Antikörperkonzentrationen festgestellt werden. Innerhalb der Behandlungsgruppen ergab der Vergleich der S/P-Werte von Proben, die 1 und 3 Tage p.p. entnommen worden waren, keinen Unterschied, während der Vergleich mit 5 Tage p.p. entnommen Proben signifikante Unterschiede zeigte. Schlussfolgerung: Die Konzentration von Serumantikörpern gegen M. hyopneumoniae war während der ersten drei Tage nach dem Abferkeln weitgehend konstant. Die Entnahme von Blutproben direkt nach der Geburt, wie zur Untersuchung der Antikörperkinetik nach Muttertiervakzination häufig durchgeführt wird, kann daher auf den 2. oder 3. Tag p.p. verschoben werden. Schlüsselwörter: M. hyopneumoniae, Sau, Geburt, Impfung, Blutprobe, Antikörper, Kinetik

13 Summary Objective: The aim of this study was to describe the kinetic of serum antibody concentrations against Mycoplasma (M.) hyopneumoniae post partum (p.p.) in vaccinated and non-vaccinated sows. The characterisation of antibody kinetics at the time of parturition was investigated to estimate whether the sampling of sows immediately after parturition is a prerequisite or can be replaced by sampling at a later date. Serological examination in sows shortly before parturition is often conducted in studies focussing on the induction of maternal antibodies by vaccination but at this time this is very stressful for the animals. A time displacement of 3 to 5 days would be preferred if the antibody concentration remains at a constant level during this time period. Material and methods: The study was performed on 47 sows in a herd endemically infected with M. hyopneumoniae. Sows of the vaccination group received Ingelvac M. hyo 6 and 3 weeks before parturition; sows of the control group were treated with physiological saline solution. Blood samples were collected from all sows 6 and 3 weeks ante partum (a.p.) and on day 1, 3 and 5 p.p.. ELISA was performed to detect antibodies against Mycoplasma hyopneumoniae. Results: Within the period from 6 to 3 weeks a.p. vaccination with Ingelvac M. hyo induced a significant increase in serum antibody concentration that remained constant till parturition. Serum antibody concentration in non-vaccinated sows decreased within the period from 3 weeks a.p. to 1 day p.p. According to vaccination history different antibody concentrations were detected on 1 day p.p. The comparison of S/P-values on day 1 and 3 p.p. showed no significant differences within the group of vaccinated or non-vaccinated sows while day 1 and day 5 values were significantly different. Conclusion: Concentration of serum antibodies against M. hyopneumoniae remained nearly constant during the first three days after parturition. Consequently, blood sampling, as often practised immediately after parturition to investigate the induction of maternal antibodies by vaccination, can be postponed until day 2 or 3 p.p. Key words: M. hyopneumoniae, sow, parturition, vaccination, blood sampling, antibody, kinetic

14 Einleitung Die Impfung aller Tiere einer Schweineherde, mit der eine sogenannte Populationsimmunität erreicht werden soll, hat sich als Maßnahme zur Bekämpfung verschiedener Infektionskrankheiten, wie z.b. des Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome resp. der Aujeszkyschen Krankheit bewährt (11, 18). Die Impfung von Sauen wird dabei auch mit dem Ziel durchgeführt, hohe Konzentrationen maternaler Antikörper im Kolostrum und deren Übertragung auf die Ferkel zu induzieren. Die Übertragung möglichst großer Mengen maternaler Antikörper soll einen erregerspezifischen Schutz der Ferkel vor Erkrankungen während der ersten Lebenswochen gewährleisten (5). Die Impfung von Sauen, die zur Bekämpfung der genannten Erkrankungen in vielen Beständen grundsätzlich in die Impfmaßnahmen einbezogen werden, wird für andere Erreger, wie z. B. M. hyopneumoniae derzeit noch kontrovers diskutiert (13, 14). M. hyopneumoniae ist der weltweit endemisch verbreitete Erreger der Enzootischen Pneumonie, eine chronisch verlaufende Atemwegserkrankung, die mit hohen wirtschaftlichen Verlusten einhergeht (15). Die Enzootische Pneumonie wird in Deutschland hauptsächlich durch die Impfung von Saugferkeln in der ersten bis vierten Lebenswoche bekämpft, während Sauen, für die derzeit auch keiner der verfügbaren Impfstoffe zugelassen ist, üblicherweise nicht in die Impfmaßnahmen einbezogen werden (1, 13). Die gezielte Induktion hoher Konzentrationen maternaler Antikörper durch die Impfung von Sauen gegen M. hyopneumoniae wird teilweise kritisch bewertet, da Interferenzen mit der Immunreaktion der Ferkel auf ihre eigene Impfung gegen M. hyopneumoniae befürchtet werden (14). Hinsichtlich der Bewertung möglicher Interferenzen von Impfreaktionen mit maternalen Antikörpern ist zu bedenken, dass Impfungen gegen M. hyopneumoniae in Deutschland, anders als in anderen Ländern (z. B. USA) häufig sehr früh (3 bis 10. Lebenstag) durchgeführt werden. Kontroverse Diskussionen werden auch über die protektive Wirkung maternaler Antikörper geführt. Während mehrere Untersuchungen zeigen, dass hohe Konzentrationen maternaler Antikörper die Saugferkel sicher vor einer Erkrankung schützen und in einer Untersuchung auch ein geringeres Risiko für eine Besiedlung der Nasenschleimhäute mit M. hyopneumoniae festgestellt werden konnte (13), stellen andere Untersucher den protektiven Effekt maternaler Antikörper in Frage (14).

15 Die enzootische Verbreitung von M. hyopneumoniae, die auch in Herden bestehen bleibt, in denen die Ferkel seit Jahren regelmäßig geimpft werden sowie das Vorkommen der Enzootischen Pneumonie bei geimpften Ferkeln, haben dazu geführt, dass der Muttertiervakzination weiter großes Interesse entgegengebracht wird (1). Die Reaktion von Sauen auf eine Impfung gegen M. hyopneumoniae wird üblicherweise anhand einer serologischen, mittels ELISA Verfahren detektierbaren, Antikörperreaktion verfolgt, während die Übertragung maternaler Antikörper auf die Ferkel durch Blutentnahme bei den neugeborenen Ferkeln geprüft wird. Die Blutentnahme bei neugeborenen Ferkeln geht allerdings mit einer nicht unerheblichen Belastung der Tiere einher. Um die Belastung der neugeborenen Ferkel zu vermeiden, wurde überlegt, stattdessen Blutproben von der Sau zu entnehmen, zumal die enge Korrelation der Konzentration von Antikörpern im Blut von Ferkel und Sau sowie im Kolostrum zum Zeitpunkt der Geburt bekannt ist (9, 12, 17). Eine Blutentnahme, die üblicherweise nach Fixation mittels Oberkieferschlinge aus der Vena jugularis externa erfolgt (4), direkt nach der Geburt, ist für die Sau aber ebenfalls eine erhebliche zusätzliche Belastung, die kritisch zu bewerten ist. Die vorliegende Untersuchung wurde mit dem Ziel durchgeführt, zu prüfen, ob die Probenentnahme bei den Sauen mit dem gleichen Ergebnis auch in einem mehrtägigen Abstand zur Geburt durchgeführt werden kann. Dabei wird angenommen, dass die Blutentnahme die zu einem späteren Zeitpunkt erfolgt, weniger belastet, als direkt nach der Geburt. Bislang liegen keine Untersuchungen zur Kinetik der Antikörper gegen M. hyopneumoniae im Blut von Sauen um den Geburtszeitpunkt vor. In der vorliegenden Studie wurde die Kinetik der Blutantikörperkonzentrationen gegen M. hyopneumoniae vergleichend bei geimpften und ungeimpften Sauen einer endemisch infizierten Herde untersucht. Material und Methoden Tiere: Die Untersuchung wurde in einem konventionellen Ferkelerzeugerbestand durchgeführt, der an zwei Standorten insgesamt 210 Sauen hält. Die Abferkelungen erfolgten im 3-Wochenrhythmus. In die Untersuchungen wurden insgesamt 47 Sauen aus zwei Abferkelgruppen einbezogen, die zufällig (einfaches Losverfahren) einer von zwei Behandlungsgruppen zugeteilt wurden:

16 Impfgruppe: Die Sauen (n = 24) wurden sechs und drei Wochen ante partum (a.p.) mit Ingelvac M. hyo (Firma Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH, Ingelheim) geimpft. Ingelvac M. hyo ist ein inaktivierter Impfstoff (Wasser-in-Öl-Emulsion). Eine Impfdosis (2 ml) enthält eine Antigenmenge von mindestens 3,0 x 10 8 CCU (Colour Changing Units vor Inaktivierung) bis maximal 6,0 x 10 8 CCU und als Adjuvans Montanide ISA 708 (Impran ). Das Adjuvans basiert auf einer Mischung natürlicher, metabolisierbarer Öle. Der Impfstoff ist für die Impfung von Sauen derzeit in Deutschland nicht zugelassen. Kontrollgruppe: Den Sauen der ungeimpften Kontrollgruppe (n = 23) wurde sechs und drei Wochen a.p. jeweils 2 ml physiologische (phys.) Kochsalzlösung als Placebo injiziert. Impfstoff und Placebo wurden jeweils tief intramuskulär in die seitliche Nackenmuskulatur injiziert. Blutentnahmen: Allen Sauen wurde 42 und 21 Tage a.p. sowie am 1, 3 und 5 Tage post partum (p.p.) jeweils 10 ml Blut aus der Vena jugularis externa entnommen. Die Blutentnahme erfolgte nach Standardverfahren (4). Die Blutproben wurden 2 bis 4 Stunden bei Raumtemperatur gelagert und anschließend zentrifugiert. Das Serum wurde bis zur Untersuchung bei -20 C gelagert. Serologie: Die Konzentrationen der Antikörper gegen M. hyopneumoniae wurde mittels eines indirekten ELISA bestimmt ( HerdCheck Mycoplasma hyopneumoniae Antibody Testkit ; Firma IDEXX GmbH, Ludwigsburg). Proben mit einem S/P-ratio 0,4 wurden als positiv, die anderen Proben als negativ bewertet. Die Wahl des cut-off entspricht den Empfehlungen des Herstellers. Die serologischen Untersuchungen wurden zu einem Zeitpunkt durchgeführt, an dem alle Proben einer Sau vorlagen. Dieses Vorgehen gewährleistet, dass alle Proben eines Tieres auf einer Mikrotiterplatte untersucht werden konnten, so dass ein Einfluss der Mikrotiterplatte und des Untersuchungstages auf die Einzeltierergebnisse ausgeschlossen werden kann. Statistik: Die statistische Auswertung der Daten erfolgte mit dem Programm SAS (Version 9.1, SAS Institute, Inc. Cary, NC, USA). Die S/P-Werte wurden für die statistische Auswertung logarithmiert. Die Unterschiede zwischen den S/P-Werten beider Behandlungsgruppen wurden mit einer 2-faktoriellen Varianzanalyse (Kruskal- Wallis-Test) geprüft. Die Veränderungen des S/P-ratio geimpfter und ungeimpfter

17 Sauen zwischen zwei Untersuchungszeitpunkten wurden mit Bezug zum Ausgangswert in einem Regressionsmodell untersucht. Das Signifikanzniveau wurde auf p<0,05 festgelegt. Ergebnisse Zum Zeitpunkt der ersten Probenentnahme, 6 Wochen a.p. wurden 6 der 24 Sauen der Impfgruppe als serologisch positiv bewertet. Drei Wochen nach der Impfung waren alle Sauen der Impfgruppe serologisch positiv. Der mittlere S/P-Wert dieser Sauen stieg zwischen beiden Blutentnahmezeitpunkten von 0,33 auf 1,78 (p<0,05; Tab. 1). Die Regression der Werte der einzelnen Sauen (Abb. 1) zeigt eine lineare Abhängigkeit des Anstiegs der S/P-Werte vom Ausgangswert. Der Anteil der Seroreagenten in der Impfgruppe blieb zum Zeitpunkt der nachfolgenden Probenentnahmen (1, 3 und 5 Tage p.p.) bei 100%. Die mittleren S/P-Werte unterschieden sich am 1. und 3. Tag p.p. nicht signifikant von dem 3 Wochen a.p. bestimmten Wert (Tab. 1). Der mittlere S/P-Wert, der zum Zeitpunkt der letzten Probenentnahme, 5 Tage p.p. festgestellt wurde, liegt zwar deutlich über dem Ausgangswert (6 Wochen a.p.), ist aber signifikant niedriger als die mittleren S/P- Werte, die 3 Wochen a.p. und 1. Tag p.p. gemessen wurden (Tab. 1). In der ungeimpften Kontrollgruppe reagierten zum Zeitpunkt der ersten Probenentnahme (6 Wochen a.p.) 18 und 3 Wochen a.p. 17 der 23 Sauen serologisch positiv. Die mittleren S/P-Werte der Sauen der ungeimpften Kontrollgruppe ließen in diesem Zeitraum einen leichten Rückgang der Antikörperkonzentrationen erkennen, der aber statistisch nicht abzusichern war (Tab. 1). In der nachfolgenden Zeit bis zum 1. Tag p.p. gingen die Blutantikörperkonzentrationen der ungeimpften Sauen von einem mittleren S/P-Wert von 0,63 auf 0,34 zurück. Dieser Unterschied war statistisch signifikant (p<0,05). Die Regression der Werte der einzelnen Sauen ergab, dass der Rückgang der Antikörperkonzentrationen unabhängig vom Ausgangswert war. An Tag 1 resp. 3 p.p. wiesen noch 5 resp. 6 der ursprünglich 17 Sauen, die 3 Wochen a.p. serologisch positiv waren, einen S/P-Wert >0,4 auf. Wie auch bei den geimpften Sauen, ließen die mittleren S/P-Werte ungeimpfter Sauen am 1. und 3. Tag p.p. keinen signifikanten Unterschied erkennen (Tab. 1). Am 5. Tag p.p. war mit einem Anstieg der mittleren S/P-Werte auf 0,46 und einem gleichzeitigen Anstieg der Zahl serologisch positiver Sauen von 6 auf 9 allerdings eine Antikörperkinetik

18 nachweisbar, die entgegen der Reaktion geimpfter Sauen verläuft. Eine Blutantikörperkonzentration, die zu einem S/P-Wert >0,4 führte, konnte p.p. nur bei solchen Sauen festgestellt werden, die bereits 3 Wochen a.p. serologisch positiv waren. Die Auswertung der Veränderung der Blutantikörperkonzentrationen der einzelnen Sauen im Zeitraum vom 1. bis 3. Tag p.p. zeigt, dass bei 92% der geimpften und 90% der ungeimpften Sauen keine Änderung der S/P-Werte festzustellen ist. Der Vergleich der S/P-Werte der am 1. und 5. Tag p.p. entnommenen Blutproben lässt allerdings bei 17% der geimpften Sauen einen Rückgang und bei 19% der ungeimpften Sauen einen Anstieg der Antikörperkonzentrationen erkennen. Dabei wurde angenommen, dass Veränderungen der S/P-Werte kleiner oder gleich der doppelten Standardabweichung vom arithmetischen Mittelwert der jeweiligen Behandlungsgruppe gegen eine signifikante Änderung sprechen. Diskussion Der Nachweis von Antikörpern gegen M. hyopneumoniae bei 51% der in die Untersuchungen einbezogenen Sauen belegt die endemische Infektion der Herde. In einer früheren Untersuchung zum Vorkommen von Antikörpern gegen M. hyopneumoniae bei Sauen, konnte eine mittlere Seroprävalenz von 65% festgestellt werden (3). Die serologische Reaktion der Sauen, die bereits nach der ersten Impfung mit Ingelvac M. hyo zu einem sehr deutlichen, signifikanten Anstieg der Antikörperkonzentrationen führt, kann, in Anbetracht der endemischen Verbreitung von M. hyopneumoniae in der Herde, als anamnestische Immunreaktion (16) bewertet werden. Der ausgeprägte Anstieg der Antikörperkonzentration bei den geimpften Sauen entspricht den Reaktionen, die auch in anderen Untersuchungen nach Impfung von Sauen in endemisch infizierten Herden beschreiben sind (1, 2, 8, 13). Die Regression der Werte, die in der vorliegenden Untersuchung für die Dynamik einer serologischen Reaktion gegen M. hyopneumoniae um den Geburtszeitpunkt erstmalig beschrieben ist, zeigt eine lineare Abhängigkeit des Anstiegs der S/P-Werte vom Ausgangswert. Die ausgeprägte serologische Reaktion auf die Impfungen hat zur Folge, dass die S/P-Werte von 100% der Sauen in dem Zeitraum von 3 Wochen a. p. bis 5 Tage p.p. als serologisch positiv bewertet werden.

19 Der eigentliche Fokus der vorliegenden Studie lag auf dem Vergleich der S/P-Werte in den, am 1., 3. und 5. Tag p.p. entnommenen Blutproben. Der Vergleich der Mittelwerte ließ bei den geimpften Sauen keine Unterschiede zwischen den am 1. und 3. Tag p.p. entnommen Proben erkennen. Der Vergleich der S/P-Werte von Proben, die am 1. und 5. Tag p.p. entnommen worden waren, ließ dagegen einen signifikanten Rückgang der Antikörperkonzentrationen erkennen. Die Antikörperkinetik der nicht geimpften Sauen ließ erwartungsgemäß einen Rückgang der Blutantikörperkonzentration im Zeitraum von 3 Wochen a.p. bis 1 Tag p.p. erkennen. Diese, mehrfach beschriebene Kinetik ist Folge einer Anreicherung von Antikörpern im Kolostrum, die in den Wochen vor der Geburt zu einem Rückgang der Blutantikörperkonzentrationen führt (1, 7, 10, 12, 16). Die S/P-Werte in der vorliegenden Untersuchung lassen vermuten, dass der Vorgang zum Zeitpunkt der Geburt abgeschlossen ist, da sich die mittleren S/P-Werte zwischen dem 1. und 3. Tag p.p. nicht mehr verändern. Wie bereits für die S/P-Werte geimpfter Sauen festgestellt, unterscheiden sich die S/P-Werte der am 1. Tag p.p. entnommenen Proben auch bei den nicht geimpften Sauen signifikant von den am 5. Tag p.p. entnommenen Proben. Im Gegensatz zu der Antikörperkinetik der geimpften Sauen kommt es bei den nicht geimpften Sauen 5 Tage p.p. aber zu einem Anstieg der Blutantikörperkonzentrationen. Hier ist zu vermuten, dass die Produktion von Antikörpern durch aktivierte Plasma-Zellen auf einem konstanten Level den nun rückläufigen Übertritt von Immunglobulinen in das Kolostrum übersteigt (6). Die Ergebnisse zeigen, dass die Konzentration von Blutantikörpern während der ersten drei Tage nach der Abferkelung keiner signifikanten Schwankung unterliegt. Untersuchungen zur Feststellung des Blutantikörpergehaltes von Sauen um den Geburtszeitpunkt, die im Rahmen von Untersuchungen zur Muttertiervakzination gegen M. hyopneumoniae erforderlich sind, müssen daher nicht zwingend am Tag der Geburt durchgeführt werden. Es wird empfohlen, die für die Sau direkt nach der Geburt vermutlich mehr belastende Probenentnahme erst 2 bis 3 Tage p.p. durchzuführen. Die Übertragung der Ergebnisse auf Untersuchungen zur Muttertiervakzination gegen andere Erreger sollte allerdings exemplarisch überprüft werden.

20 Fazit Die Ergebnisse der vorliegenden Studie zeigen - dass im Rahmen von Untersuchungen zur Kinetik der Antikörper nach Muttertiervakzination gegen M. hyopneumoniae auf eine Blutentnahme zum Geburtszeitpunkt verzichtet werden kann, da die vermutlich weniger belastende Probenentnahme 2 bis 3 Tage nach der Geburt zu den gleichen Ergebnissen führt. Literatur 1. grosse Beilage E, Schreiber A. Impfung von Sauen gegen Mycoplasma hyopneumoniae mit Hyoresp. Dtsch Tierärztl Wschr 2005; 112: 241-80. 2. grosse Beilage E, Schreiber A, Pabst T. Diagnostik der Enzootischen Pneumonie in Schweineherden nach Impfung gegen Mycoplasma hyopneumoniae. Teil 1: Seroreaktionen von Schweinen auf verschiedenen Impfschemata. Tierärztl Prax 2005; 33 (G):, 239-45. 3. grosse Beilage E, Rhode N, Krieter J. Management and hygiene practices associated with Mycoplasma hyopneumoniae seropositivity in sows. Int Pig Vet Soc 19 th Congr, Copenhagen 2006; 207. 4. Heinritzi K, Plonait H. Blutentnahme. In: Lehrbuch der Schweinekrankheiten. Waldmann KH, Wendt M, Hrsg. Berlin: Parey 2004; 176-7. 5. Isaacson RE. Vaccines against E. coli. In: E. coli in domestic animals and humans. Gyles CL, eds. Oxon: Wallingford 1994. 6. Janeway CA, Travers P, Walport M, Shlomchik M. Das immunologische Gedächtnis. In: Immunologie. Heidelberg, Berlin, Spektrum Akademischer Verlag 2002; 443-51. 7. Klobasa F, Habe F, Werhahn E, Butler JE. Changes in the concentrations of serum IgG, IgA and IgM of sows throughout reproductive cycle. Vet Immunol Immunopathol 1985; 10: 341-53. 8. Martelli P, Terreni M, Guazzetti S, Cavirani S. Antibody response to Mycoplasma hyopneumoniae infection in vaccinated pigs with or without maternal antibodies induced by sow vaccination. J Vet Med B Infect Dis Vet Public Health 2006; 53 (5): 229-33. 9. Morris CR, Gardner IA, Hietala SK, Carpenter TE, Anderson RJ, Parker KM. Persistence of passively acquired antibodies to Mycoplasma hyopneumoniae in a swine herd. Prev Vet Med 1994; 21: 29-41. 10. Nicolet J, Zimmermann W, Chastonay M. Epidemiology and serodiagnosis of Mycoplasma hyopneumoniae. J Vet Med 1990; B 20: 249-53.

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22 Tab. 1: Konzentration von Antikörpern gegen M.hyopneumoniae im Blut geimpfter und ungeimpfter Sauen zu verschiedenen Zeitpunkten vor und nach der Abferkelung S/P Werte Behandlungsgruppe Zeitpunkt der Blutentnahme Mittelwert Minimum Maximum SD 6 Wochen a.p. 0,33 a 0,02 1,39 0,311 Impfgruppe 3 Wochen a.p. 1,78 b 0,44 2,39 0,415 (6 und 3 Wochen a.p. 1 Tag p.p. 1,63 b 0,80 2,31 0,461 Ingelvac M. hyo) 3 Tage p.p. 1,60 b,c 0,70 2,22 0,430 5 Tage p.p. 1,36 c 0,57 2,06 0,451 6 Wochen a.p. 0,75 1 0,18 1,82 0,451 Kontrollgruppe 3 Wochen a.p. 0,63 1 0,20 1,61 0,352 (6 und 3 Wochen a.p. 1 Tag p.p. 0,34 2 0,09 1,44 0,283 phys. Kochsalzlösg.) 3 Tage p.p. 0,38 2,3 0,10 1,37 0,264 5 Tage p.p. 0,46 3 0,15 1,41 0,289 hochgestellte Buchstaben und Ziffern kennzeichnen statistisch signifikante Differenzen

23 Δ S/P-ratio 6 bis 3 Wochen a.p. (ln) y = -0.8059x + 0.8262 R 2 = 0.8914 0-5 -4-3 -2-1 0 1 4 3 2 1 S/P-ratio 6 Wochen a.p. (ln) Abb. 1: Regression des signifikanten Anstiegs der ELISA S/P-Werte gegen M. hyopneumoniae bei Ingelvac M. hyo geimpften Sauen im Zeitraum von 6 bis 3 Wochen a.p.

24 Kapitel 3 Untersuchungen zur Effektivität von Impfungen gegen Mycoplasma hyopneumoniae bei Schweinen von geimpften resp. nicht geimpften Sauen

25 Außenstelle für Epidemiologie der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover Untersuchungen zur Effektivität von Impfungen gegen Mycoplasma hyopneumoniae bei Schweinen von geimpften resp. nicht geimpften Sauen Efficacy of vaccination against Mycoplasma hyopneumoniae in pigs from vaccinated and non-vaccinated sows LEHNER S., MEEMKEN, D., NATHUES, H., GROSSE BEILAGE, E. Korrespondenzadresse: PD Dr. Elisabeth grosse Beilage Außenstelle für Epidemiologie Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover Büscheler Str. 9 D-49456 Bakum elisabeth.grosse.beilage@tiho-hannover.de

26 Zusammenfassung Ziel: Mit dieser Arbeit soll die Effektivität von one-shot Impfungen gegen Mycoplasma (M.) hyopneumoniae in Abhängigkeit vom Impfzeitpunkt und dem Impfstatus der Sauen untersucht werden. Gleichzeitig soll die serologische Reaktion auf die Impfung resp. Infektion in einer Verlaufsuntersuchung verfolgt werden. Material und Methoden: Für den Doppelblindversuch wurden fünf aufeinander folgende Abferkelgruppen mit jeweils 21 Sauen 6 Wochen ante partum (a.p.) zufällig in drei gleichgroße Behandlungsgruppen (K, I, A) unterteilt. Die Sauengruppen I und A wurde 6 und 3 Wochen a.p. mit Ingelvac M. hyo resp. mit Impfstoff A geimpft; der Kontrollgruppe K wurde physiologische Kochsalzlösung injiziert. Die Ferkel der mit Ingelvac M. hyo geimpften Sauen sowie die Ferkel der Sauen aus der Kontrollgruppe wurden zufällig drei Gruppen zugeordnet und erhielten in der 3. resp. 6. Lebenswoche Ingelvac M. hyo (Behandlungsgruppen 2, 3, 5, 6) oder in der 3. Lebenswoche phys. Kochsalzlösung (Behandlungsgruppen 1 und 4). Den Ferkeln der mit Impfstoff A vakzinierten Sauen wurde in der 1. oder 3. Lebenswoche Impfstoff A (Behandlungsgruppe 8 und 9) oder in der 3. Lebenswoche phys. Kochsalzlösung injiziert (Behandlungsgruppe 7). Für die serologische Verlaufsuntersuchung wurde den Ferkeln zwischen der 3. und 21. Lebenswoche in regelmäßigen Abständen Blutproben entnommen und mittels eines indirekten ELISA auf Antikörper gegen M. hyopneumoniae untersucht. Die Effektivität der Impfungen wurde anhand des Zuwachses (kg) und dem Vorkommen typischer Lungenveränderungen zum Zeitpunkt der Schlachtung bewertet. Ergebnisse: Die in der 6. Lebenswoche mit Ingelvac M. hyo geimpften Ferkel von geimpften Sauen hatten den höchsten Zuwachs, wobei sich die Unterschiede zu den anderen, mit Ingelvac M. hyo geimpften Schweinen statistisch nicht absichern ließen. Die mit Impfstoff A geimpften Ferkel hatten im Vergleich zu den in der 6. Lebenswoche mit Ingelvac M. hyo geimpften Ferkeln geimpfter Sauen einen statistisch signifikant geringeren Zuwachs und häufiger ausgeprägte Lungenveränderungen. Schlussfolgerung: Die Ergebnisse der vorliegenden Studie zeigen, dass mit der Anwendung von Ingelvac M. hyo bei Sauen 3 und 6 Wochen a.p. und deren Ferkel in der 6. Lebenswoche eine Leistungssteigerung zu erreichen war. Schlüsselwörter: M. hyopneumoniae, Impfung, Sau, Ferkel, maternale Antikörper, one shot

27 Summary: Objective: The aim of the study was to investigate the effect of one-shot vaccination against Mycoplasma (M.) hyopneumoniae dependent on vaccination time and vaccination of the sow and to follow the serological reaction to vaccination or infection at different points of time. Material and methods: The double blinded study was conducted in a farrow-to-finish herd endemically infected with M. hyopneumoniae. In five subsequent farrowing groups 21 sows each were randomly allocated to three treatment groups (K, I, A). The sows of group I and A received Ingelvac M. hyo or Vaccine A 6 and 3 weeks ante partum (a.p.); the control group was treated with phys. saline solution. The offspring of sows vaccinated with Ingelvac M. hyo and of the control group sows were randomly allocated to three groups, vaccinated with Ingelvac M. hyo at 3 or 6 weeks of age (treatment groups 2, 3, 5, 6) or treated with phys. saline solution at 3 weeks of age (treatment groups 1, 4). The offspring of sows vaccinated with Vaccine A were also vaccinated with Vaccine A at 1 or 3 weeks of age (treatment groups 8 and 9) or were treated with phys. saline solution at 3 weeks of age (treatment group 7). To follow the serological reaction blood samples were collected at periodical intervals between 3 and 21 weeks of age and ELISA tests were performed to detect antibodies against M. hyopneumoniae. The efficacy of vaccination was assessed by daily weight gain (kg) calculated until 21 st week of age and by evaluation of typical lung lesions at slaughter. Results: Piglets vaccinated with Ingelvac M. hyo at 6 weeks of age from vaccinated sows (treatment group 5) showed the highest average daily weight gains, but no significant differences to the other piglets vaccinated with Ingelvac M. hyo could be found. Piglets vaccinated with Vaccine A showed significantly lower average daily weight gains and significantly higher lung lesion scores compared to the pigs of treatment group 5. Conclusion: The study shows that vaccinating sows with Ingelvac M. hyo 3 and 6 weeks a.p. and vaccinating the offspring at 6 weeks of age was most effective in increasing daily weight gain and reducing lung lesions. Key Words: M. hyopneumoniae, vaccination, sow, piglet, maternal antibodies, one shot

28 Einleitung In Regionen mit intensiver Schweineproduktion gehört M. hyopneumoniae als ätiologisches Agens der Enzootischen Pneumonie weltweit zu den am weitesten verbreiteten und mit hohen wirtschaftlichen Verlusten einhergehenden Krankheitserregern (34). In deutschen Schweinebeständen ist die Infektion mit M. hyopneumoniae endemisch (24). Die Impfung gegen M. hyopneumoniae, die in Deutschland bei etwa 85% der Ferkel durchgeführt wird, ist die am weitesten verbreitete Maßnahme zur Bekämpfung der Enzootischen Pneumonie (15). Für die Impfung gegen M. hyopneumoniae sind derzeit 10 verschiedene, inaktivierte Impfstoffe von insgesamt acht Herstellern zugelassen (35). Soweit von den Herstellern spezifiziert, basieren die Impfstoffe auf dem so genannten J-Stamm; die Antigenmenge, die Adjuvantien sowie das Alter ab dem eine Anwendung zugelassen ist, variieren bei den verschiedenen Herstellern. Die Effektivität einer Impfung gegen M. hyopneumoniae wird üblicherweise anhand des Vorkommens typischer Lungenveränderungen bei der Schlachtung in Kombination mit der Erfassung der Mastleistung bewertet (9). Klinische Befunde können mittels eines Husten-Index erfasst werden (1); aufgrund der geringen Spezifität der klinischen Befunde sind ergänzende Untersuchungen aber unerlässlich (4, 5). Die Effektivität einer Impfung wird in der Regel durch einen Vergleich der Leistungen von geimpften Tieren mit einer ungeimpften Kontrollgruppe quantifiziert (9, 18, 36). Während die Effektivität der Impfung gegen M. hyopneumoniae anhand diverser Untersuchungen grundsätzlich bestätigt werden konnte (9), wird der optimale Zeitpunkt für die Impfung von Ferkeln sowie die Einbeziehung der Sauen in das Impfkonzept kontrovers diskutiert (10, 16, 28). Befürworter einer sehr frühen, bereits ab der ersten Lebenswoche durchgeführten Impfung begründen ihre Empfehlung mit der häufigen Übertragung von M. hyopneumoniae von der Sau auf die Ferkel. Das häufige Vorkommen früher Infektionen ist bisher allerdings nicht abgesichert, da Untersuchungen an repräsentativen Studienpopulationen fehlen. Die Empfehlung, Ferkel erst ab der 3. Lebenswoche gegen M. hyopneumoniae zu impfen, basiert auf dem Wissen, dass zumindest die humorale Immunreaktion auf eine Impfung mit maternalen Antikörpern interferieren kann (3, 8, 33, 37). Eine vollständige Unterdrückung der Immunreaktion durch Interferenzen mit maternalen Antikörpern ist zwar nicht anzunehmen, wie sich aus Untersuchungen zur Effektivität früher Impfungen gegen M. hyopneumoniae

29 ableiten lässt (7, 12, 16), eine partielle Beeinträchtigung der Immunreaktion kann gegenwärtig aber nicht ausgeschlossen werden (14). In welchem Umfang maternale Antikörper einen Schutz vor einer Infektion vermitteln können, ist ebenfalls nicht abschließend geklärt. Rautiainen u. Wallgren (22) konnten feststellen, dass Saugferkel in Abhängigkeit von der Menge aufgenommenen Kolostrums und der Konzentration maternaler Antikörper etwa bis zum 14. Lebenstag vor einer Infektion mit M. hyopneumoniae geschützt sind. In einer anderen Untersuchung (23) konnte mit der Induktion maternaler Antikörper durch eine Impfung der Sauen bei den Saugferkeln lediglich während der ersten Lebenswoche eine geringere Besiedlung der Nasenschleimhäute mit M. hyopneumoniae erreicht werden. Die Effektivität der Impfung von Sauen gegen M. hyopneumoniae, wird besonders unter dem Aspekt, dass hohe Konzentrationen maternaler Antikörper mit der Impfreaktion interferieren, kontrovers diskutiert. Verschiedene Autoren sehen hohe maternale Antikörperkonzentrationen als Ursache für eine Minderung des Impferfolges, wenn die Impfung der Ferkel bis zur 3. Lebenswoche erfolgt (4, 6, 33). In anderen Studien konnte ein negativer Einfluss hoher Konzentrationen maternaler Antikörper auf die Impfreaktion dagegen nicht nachgewiesen werden (6, 16, 20, 30, 32). Mit der vorliegenden Untersuchung wurde der Einfluss einer Impfung von Sauen gegen M. hyopneumoniae in Kombination mit einer one-shot Impfung der Ferkel im Alter von 1, 3 oder 6 Lebenswochen geprüft. Material und Methoden Tiere: Die Untersuchungen erfolgten in einem konventionellen Ferkelerzeugerbestand mit 170 Sauen und direkt angeschlossener Mast. Die Infektion des Bestandes mit M. hyopneumoniae wurde vor Studienbeginn anhand der Untersuchung von 20 Serumproben festgestellt, die bei Mastschweinen im Alter von 23 Wochen entnommen worden waren. Antikörper gegen M. hyopneumoniae konnten bei 90 % dieser Tiere nachgewiesen werden. Außerdem wurde bei 10 Schweinen derselben Altersgruppe eine bronchioalveoläre Lavage durchgeführt. Genomfragmente von M. hyopneumoniae konnten mittels nested-pcr (13) aus der Lavageflüssigkeit von 8 Tieren nachgewiesen werden.

30 Die eigentliche Untersuchung wurde als Doppelblindversuch durchgeführt, indem sämtliche Impfungen sowie die Applikation des Placebos von der Zweitautorin und die Wiegungen sowie die Bewertungen der Lungenveränderungen am Schlachthof ausschließlich von der Erstautorin durchgeführt wurden. Die insgesamt neun Behandlungsgruppen (Tab. 1) wurden durch verschiedenfarbige Ohrmarken gekennzeichnet. Die Zuordnung der Behandlungsgruppen zu den verschiedenen Farben war ausschließlich der Zweitautorin bekannt; eine Zuordnung der Farben zu den Behandlungen erfolgte erst nach Fertigstellung der Auswertungen. In die Untersuchungen wurden insgesamt fünf, aufeinander folgende Abferkelgruppen mit jeweils 21 Sauen einbezogen, die sechs Wochen vor der Abferkelung nach dem Zufallsprinzip (einfaches Losverfahren) in drei gleichgroße Gruppen unterteilt wurden. Die Ferkel dieser Sauen wurden, ebenfalls mittels eines einfachen Losverfahrens, in der ersten Lebenswoche einer von drei gleichgroßen Behandlungsgruppen zugeteilt. Behandlungsschema (Tab.1): Die Behandlung der Sauen erfolgte mit zwei verschiedenen Impfstoffen resp. mit physiologischer (phys.) Kochsalzlösung jeweils 6 und 3 Wochen a.p.. Behandlungsgruppe I: Ingelvac M. hyo (Firma Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH, Ingelheim) ist ein inaktivierter Impfstoff, der als Antigen das Isolat B-3745 und als Adjuvans Montanide ISA 708 (Impran ) enthält (Wasserin-Öl-Emulsion). Der Impfstoff ist zur aktiven Immunisierung von Schweinen ab einem Alter von 3 Wochen zugelassen. Behandlungsgruppe A: Impfstoff A (anderer Hersteller) ist ein inaktivierter Impfstoff, der als Adjuvans eine Amphigenbase und Drakeol 5 enthält (Öl-in-Wasser-Emulsion). Impfstoff A ist zur aktiven Immunisierung von Ferkeln ab Vollendung der 1. Lebenswoche zugelassen. Der Kontrollgruppe K wurde phys. Kochsalzlösung als Placebo injiziert. Den Ferkeln der Sauen, die mit Ingelvac M. hyo resp. phys. Kochsalzlösung behandelt worden waren, wurde in der 3. Lebenswoche phys. Kochsalzlösung (Behandlungsgruppen 1 und 4) resp. Ingelvac M. hyo (Behandlungsgruppen 3 und 6) injiziert. Die restlichen Ferkel dieser Sauen (Behandlungsgruppen 2 und 5) wurden in der sechsten Lebenswoche mit Ingelvac M. hyo geimpft. Den Ferkeln von Sauen, die mit Impfstoff A behandelt waren, wurde in der 1. resp. 3. Lebenswoche Impfstoff A (Behandlungsgruppen 8 und 9) resp. in der 3. Lebenswoche phys. Kochsalzlösung injiziert (Behandlungsgruppe 7).

31 Das Injektionsvolumen betrug für alle Tiere jeweils 2 ml; die Applikation erfolgte tief intramuskulär in die seitliche Halsmuskulatur. Serologische Untersuchungen: Um die serologische Reaktion der Tiere auf die Impfung sowie eine spätere Feldinfektion verfolgen zu können, wurden bei allen Sauen nach der Geburt und jeweils 15 Ferkeln jeder Behandlungsgruppe in der 3., 6., 9., 12., 15. und 21. Lebenswoche Blutproben (jeweils 5 ml) entnommen. Die Probenentnahmen wurden immer an denselben Tieren durchgeführt. Die Entnahme erfolgte bei 3 bis 9 Wochen alten Ferkeln aus der Vena cava cranialis und bei älteren Tieren aus der Vena jugularis externa. Die Blutproben wurden nach einer Gerinnungszeit von mindestens 2 Stunden zentrifugiert und das Serum bis zur Untersuchung bei -20 C gelagert. Die Konzentrationen der Antikörper gegen M. hyopneumoniae wurde mittels eines indirekten ELISA bestimmt ( HerdCheck Mycoplasma hyopneumoniae Antibody Testkit ; Firma IDEXX GmbH, Ludwigsburg). Als cut-off wurde, entsprechend der Empfehlung des Herstellers ein S/P-Verhältnis 0,4 verwendet. Die serologischen Untersuchungen erfolgten jeweils nach Abschluss des einzelnen Durchgangs, um zu gewährleisten, dass alle Proben eines Tieres auf einer Mikrotiterplatte untersucht und ein Einfluss von Platten- und Tagesschwankungen für die Einzeltierergebnisse ausgeschlossen werden kann. Wiegungen: Der Zuwachs wurde anhand von Einzeltier-Wiegungen in der 3. und 21. Lebenswoche festgestellt. Lungenscore: Die Lungen wurden bei der Schlachtung adspektorisch und palpatorisch untersucht und die Quantität der Veränderungen anhand eines 28- stufigen Score (17) erfasst. Statistik: Die statistische Auswertung der Daten erfolgte mit dem Programm SAS (Version 9.1, SAS Institute, Inc. Cary, NC, USA). Der Zuwachs der verschiedenen Behandlungsgruppen wurde mit einem zweiseitigen t-test, jeweils im Vergleich zu der Gruppe mit dem höchsten mittleren Zuwachs geprüft. Das Signifikanzniveau wurde auf p<0,05 festgelegt. Unterschiede bei den Lungenscores der Behandlungsgruppen wurden mit einer 2- faktoriellen Varianzanalyse (Kruskal-Wallis-Test), im Vergleich zu der Gruppe mit den geringsten Veränderungen geprüft. Das Signifikanzniveau wurde auf p<0,01 festgelegt.

32 Ergebnisse Serologische Untersuchungen: Der Anteil serologisch positiver Sauen lag 2 bis 3 Tage nach der Geburt für die ante partum mit Ingelvac M. hyo geimpften Tiere bei 100%, bei den mit dem Impfstoff A geimpften Sauen bei 89% und bei den nicht geimpften Sauen bei 32%. Die Antikörperreaktionen der Ferkel ließen zum Zeitpunkt der Probenentnahmen in der 3. und 6. Lebenswoche signifikante Unterschiede erkennen (Abb. 1-3). Ferkel von Sauen, die mit Ingelvac M. hyo geimpft worden waren, reagierten in der 3. Lebenswoche zu 98 resp. 100% positiv (Behandlungsgruppen 4 bis 6). Die Nachkommen der Sauen, die Impfstoff A erhalten hatten, reagierten zu 92 resp. 96% positiv (Behandlungsgruppen 7 bis 9). Der Anteil serologisch positiver Ferkel von ungeimpften Sauen lag zwischen 28 und 40% (Behandlungsgruppen 1 bis 3). Die Ferkel waren zum Zeitpunkt der Blutentnahme in der 3. Lebenswoche, mit Ausnahme der Tiere der Behandlungsgruppe 8, selbst noch nicht geimpft. In der 6. Lebenswoche lag der Anteil serologisch positiver Tiere bei den Nachkommen geimpfter Sauen, unabhängig von der Behandlungsgruppe, um 80%, während von den Nachkommen ungeimpfter Sauen weniger als 20% positiv reagierten. In der nachfolgenden Zeit bis zur 15. Lebenswoche ging der Anteil positiver Reagenten bei den Nachkommen geimpfter Sauen kontinuierlich zurück. Die in der 3. resp. 6. Lebenswoche mit Ingelvac M. hyo geimpften Nachkommen ungeimpfter Sauen, ließen in dieser Zeit einen leichten Anstieg der Anzahl positiver Reagenten auf maximal 19 resp. 32% erkennen. Anschließend war in allen Behandlungsgruppen, mit Ausnahme der Gruppe 6, zwischen der 15. und 21. Lebenswoche ein Anstieg der Seroreagenten zu erkennen. Zuwachsleistung: Die Gewichte der Schweine waren in der 3. und 21. Lebenswoche normal verteilt. Die mittleren Gewichte der 3 Wochen alten Schweine lassen keine signifikanten Unterschiede zwischen den Behandlungsgruppen erkennen (Tab. 2). Die in der 6. Lebenswoche mit Ingelvac M. hyo geimpften Ferkel von Ingelvac M. hyo geimpften Sauen (Behandlungsgruppe 5) hatten mit durchschnittlich 0,601 kg/tag (3. bis 21. Lebenswoche) den höchsten Zuwachs (Tab. 3). Die Differenzen zu den anderen Behandlungsgruppen (2 bis 6), in denen die Sauen und/oder Ferkel mit Ingelvac M. hyo geimpft waren, lagen zwischen 5 und 17 g/tag und waren statistisch nicht abzusichern. Die ungeimpfte Kontrollgruppe (Behandlungsgruppe 1)

33 hatte einen mittleren Zuwachs von 0,575 kg/tag. Die Differenz von 26 g/tag zur Zuwachsleistung der Behandlungsgruppe 5 lässt eine deutliche Tendenz erkennen, die jedoch statistisch nicht abzusichern war (p=0,0588). Die mit Impfstoff A geimpften resp. nicht geimpften Ferkel von Sauen, denen Impfstoff A verabreicht worden war (Behandlungsgruppen 7 bis 9), hatten gegenüber Behandlungsgruppe 5 einen, um 30 bis 40 g/tag geringeren Zuwachs. Diese Differenzen ließen sich statistisch absichern (Tab. 3). Lungenscore: Von 607 der insgesamt 849 Schweine konnten anlässlich der Schlachtung Lungenbefunde erhoben werden (Tab. 4). Der häufige Verlust der Ohrmarken während des Schlachtprozesses hatte dazu geführt, dass ein Teil der Lungen nicht mehr individuell zugeordnet werden und daher nicht in die Auswertung eingehen konnte. Die Lungenbefunde der Behandlungsgruppen wiesen zum Teil signifikante Unterschiede auf (Tab. 4). Die Signifikanzprüfung wurde, analog zu der statistischen Bearbeitung des Zuwachses, als Vergleich aller Behandlungsgruppen mit der Gruppe mit den geringsten Lungenveränderungen (Behandlungsgruppe 3) durchgeführt. Die Schweine der Behandlungsgruppe 3 (mittlerer Lungenscore 3,79) waren in der 3. Lebenswoche mit Ingelvac M. hyo geimpft worden und stammten von ungeimpften Sauen ab. Der Vergleich mit den anderen Behandlungsgruppen in denen die Ferkel mit Ingelvac M. hyo geimpft worden waren, ergab bei mittleren Lungenscores zwischen 4,9 und 5,3 keine signifikanten Differenzen (p 0,01). Die Ferkel der ungeimpften Kontrollgruppe (Behandlungsgruppe 1) sowie die nicht geimpften Ferkel aus Sauen, die mit Ingelvac M. hyo geimpft worden waren (Behandlungsgruppe 4), wiesen ebenso wie alle mit Impfstoff A behandelten Gruppen signifikant häufiger ausgeprägte Lungenveränderungen auf (p<0,01). Diskussion Eine Infektion mit M. hyopneumoniae führt in der Regel innerhalb von zwei bis sechs Wochen zu einer, mittels ELISA Verfahren nachweisbaren, serologischen Reaktion (4, 5, 26, 29). Eine Reaktion ungeimpfter Schweine auf den erstmaligen Kontakt mit M. hyopneumoniae erfolgt, besonders in Fällen, in denen der klinische Verlauf auf einen geringen Infektionsdruck schließen lässt, eher langsam. Geimpfte Schweine reagieren dagegen auf eine spätere Infektion mit einer anamnestischen Immunreaktion, die durch einen schnellen Anstieg der Antikörperkonzentrationen charakterisiert ist (4, 36). Die serologischen Befunde der vorliegenden Untersuchung

34 bestätigen die, vorab bereits anhand einer Stichprobe von 20 Mastschweinen festgestellte, endemische Infektion des Bestandes mit M. hyopneumoniae. Der Anteil serologisch positiver, nicht gegen M. hyopneumoniae geimpfter Zuchtsauen lag bei 32%. Bei der Interpretation dieses Wertes ist zu bedenken, dass die Antikörperkonzentration im Blut vor der Geburt aufgrund des Übergangs von Antikörpern ins Kolostrum zurückgeht und niedrigere Seroprävalenzen suggeriert (3, 4, 36). Die endemische Infektion des Bestandes lässt sich auch aus dem Anstieg des Anteils serologisch positiver Mastschweine zwischen der 15. und 21. Lebenswoche ableiten. Frühere Untersuchungen zur Persistenz von Antikörpern, die als Reaktion auf eine Impfung gegen M. hyopneumoniae gebildet werden (3), lassen, ebenso wie der zeitliche Verlauf der Seroreaktionen in der vorliegenden Studie darauf schließen, dass sich die Schweine aller Behandlungsgruppen mit M. hyopneumoniae infiziert hatten. Aus dem zeitlichen Verlauf der Seroreaktionen lässt sich zudem ableiten, dass sich die Infektion mit M. hyopneumoniae hauptsächlich während der Mastphase ausgebreitet hat. Die insgesamt eher langsame, vielfach erst während der Mast vorkommende Ausbreitung von M. hyopneumoniae ist mehrfach beschrieben (18, 21, 25, 27, 36). Die zweimalige Impfung der Sauen 6 und 3 Wochen a.p. induzierte erwartungsgemäß hohe Konzentrationen maternaler Antikörper, die dazu führten, dass die Nachkommen Ingelvac M. hyo geimpfter Sauen in der 3. Lebenswoche zu annähernd 100% und in der 6. Lebenswoche zu etwa 80% serologisch positiv waren. Die Induktion hoher Konzentrationen maternaler Antikörper durch eine Impfung gegen M. hyopneumoniae ist mehrfach beschrieben (4, 11, 22, 28, 31). Die ausgeprägte Reaktion, die in der vorliegenden Studie noch deutlicher ausfiel als in früheren Untersuchungen (4), dürfte auf die zweimalige Impfung der Sauen zurückzuführen sein. Die Kinetik der maternalen Antikörper überlagert die Reaktion der Ferkel auf die Impfung gegen M. hyopneumoniae soweit, dass bei den Nachkommen geimpfter, wie auch ungeimpfter Sauen keine serologische Reaktion auf die in der 1. oder 3. Lebenswoche erfolgten Impfungen zu erkennen war. Lediglich bei den in der 6. Lebenswoche mit Ingelvac M. hyo geimpften Ferkel von ungeimpften Sauen war ein Anstieg der Seroreagenten in der 9. und 12. Lebenswoche zu erkennen. Der anschließende Rückgang des Anteils von Seroreagenten in der 15. Lebenswoche erlaubt die Schlussfolgerung, dass diese Reaktion durch die Impfung induziert war.