Dissertation
Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

 

Julia Elze

 

Nachweis von Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis bei Schlachtrindern

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-97473

title (engl.)

Detection rate of Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis in slaughtered cattle

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2009

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/elzej_ws09.pdf

abstract (deutsch)

Ziel der Arbeit war es herauszufinden, ob im Rahmen der Schlachtkörperuntersuchung eine sichere Erkennung von mit Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis (MAP) infizierten Tieren und damit eine Prävalenzerhebung möglich ist. Die Untersuchung wurde in zwei Teilstudien untergliedert. Die Probenentnahme geschah auf zwei Schlachthöfen. In Teilstudie 1 wurden 50 Rinder mit makroskopischen Veränderungen einer granulomatösen Enteritis beprobt. In Teilstudie 2 wurden 150 Rinder, die keine Anzeichen einer granulomatösen Enteritis aufwiesen, untersucht. In beiden Teilstudien wurden Gewebeproben von Ileum, Jejunum, Nll. mesenteriales und Nll. caecales entnommen und bakterioskopisch, kulturell, histologisch und mit histologischer und immunhistologischer Erregeranfärbung auf eine MAP-Infektion untersucht.

In Teilstudie 1 konnten bei 49 der 50 makroskopisch selektierten Rinder eine Infektion mit MAP nachgewiesen werden. Eine Verdickung der Darmschleimhaut und schlecht verstreichbare Schleimhautfalten waren die am häufigsten dokumentierten makroskopischen Befunde am Darm. Diese konnten vor allem im Ileum beobachtet werden. Die Prävalenz makroskopisch veränderter, MAP-infizierter Tiere betrug 1,35% in Bezug auf die Gesamtzahl aller visuell und palpatorisch untersuchten Schlachtrinder.   

In Teilstudie 2 erwiesen sich 28,7% der 150 beprobten Tiere trotz fehlender makroskopischer Veränderungen als MAP-infiziert. Für eine Prävalenzerhebung auf Basis der Schlachtkörperuntersuchung sind daher auch makroskopisch unverdächtige Tiere zu untersuchen, da sich darunter eine große Dunkelziffer MAP-infizierter Tiere verbergen kann.

Neben der Ermittlung der Prävalenz wurde ein Methodenvergleich durchgeführt. In Teilstudie 1 bei Untersuchung von Rindern mit meist fortgeschrittenen Veränderungen wiesen die kulturelle und histologische Untersuchung die gleiche Sensitivität auf. Die histologische Untersuchung kann als schnell durchzuführende Methode für die Untersuchung makroskopisch veränderter Schlachtrinder empfohlen werden. Bei Beprobung der sich in frühen Phasen der Infektion befindlichen Tiere aus Teilstudie 2 zeigten die Histologie sowie die Methoden der direkten Erregeranfärbung (Bakterioskopie, Ziehl-Neelsen-Färbung, Immunhistologie) eine geringe Sensitivität. Mittels kultureller Untersuchung konnten in Teilstudie 2 die meisten Tiere als infiziert erkannt werden, so dass diese Methode für die Durchführung einer Prävalenzerhebung angewendet werden sollte. 

Anhand der beobachteten histologischen Veränderungen und der Erregerlast im Gewebe wurden die Organe in histologische Scores eingruppiert. Die zellulären Subpopulationen in den granulomatösen Veränderungen wurden immunhistologisch charakterisiert, um zu überprüfen, inwieweit sich Organe mit verschiedenen Ausprägungsgraden histologischer Veränderungen innerhalb der granulomatösen Läsionen in ihrer zellulären Zusammensetzung unterscheiden und ob die ungleichen Ausprägungsgrade auf Unterschiede in der lokalen Abwehr zurückgeführt werden können. Es wurden folgende Zelltypen markiert: Makrophagen, Epitheloidzellen, Riesenzellen, CD4+-T-Zellen, CD8+-T-Zellen, γd-T-Zellen, CD1+-Zellen, MHC-II+-Zellen, IgA+Plasmazellen.

Organe mit verschiedenen Ausprägungsgraden histologischer Veränderungen unterschieden sich innerhalb der granulomatösen Läsionen hinsichtlich ihrer zellulären Zusammensetzung. Epitheloidzellen und Riesenzellen stellten in den veränderten Bereichen den dominierenden Zelltyp dar, wobei ihr jeweiliger Anteil in den histologischen Scores variierte. Die Anzahl an CD4+- und CD8+-T-Zellen war in den granulomatösen Läsionen reduziert. In Organen MAP‑negativer Tiere und bei geringgradigen Veränderungen (HS 1-2) überwog der Anteil der CD4+‑T-Zellen gegenüber den CD8+-T-Zellen. Bei ausgeprägten und multibazillären Läsionen (HS 3, 5, 6) nahm die relative Häufigkeit der CD4+-T-Zellen zu Gunsten der CD8+-T-Zellen ab. Bei multibazillär infiltrierten Proben konnte eine Zunahme von IgA+ Plasmazellen um die Läsionen beobachtet werden. In den granulomatösen Läsionen war eine Verminderung der Expression bzw. die Abstoßung von antigenpräsentierenden (CD1, MHC-II) sowie antigenerkennenden (CD4) Molekülen auf der Zelloberfläche zu finden.

Die in dieser Arbeit ermittelte hohe Prävalenz MAP-infizierter Schlachtrinder zeigt, dass die Paratuberkulose eine bedeutende Infektionskrankheit der Rinderbestände in Deutschland darstellt. Aufgrund ihrer Bedeutung für den Verbraucherschutz ist eine stärkere Bekämpfung der Paratuberkulose auch auf Bundesebene erforderlich. 

 

abstract (englisch)

The objective of this study was to examine the frequency and reliability of detecting bovine paratuberculosis in samples from slaughtered cattle. The survey was subdivided into two substudies and took place in two slaughterhouses. In substudy 1, sampling was done on 50 cattle with macroscopic lesions of granulomatous enteritis. In substudy 2, sampling was done on 150 randomly selected cows without macroscopic intestinal lesions. Samples for bacterioscopical, cultural, histopathological and immunohistochemical examinations consisted of ileum, jejunum, Nll. mesenteriales and Nll. caecales

In substudy 1, 49 of 50 animals with macroscopic lesions of granulomatous enteritis were MAP‑infected. Macroscopic alterations were most commonly seen in the ileum with thickening of the intestinal wall and thick rugose mucosa as the most frequently findings. The prevalence of slaughtered cattle with MAP-infection and macroscopic lesions was 1,35%. 

In substudy 2, 28,7% of the 150 sampled cows were MAP-infected without any macroscopic changes in the intestine. This indicates that in prevalence studies on the basis of samples from slaughtered cattle it is necessary to examine cattle without intestinal lesions as well, because there are high numbers of MAP-infected cattle without morphological manifestations. 

Beside the prevalence estimation, a comparison of the test methods used was made. Tissue culture and histology detected the same number of animals as MAP-infected when animals with severe lesions were tested in substudy 1. Thus histology can be recommended for examination of cattle with macroscopical alterations. Cultural examination was most sensitive in substudy 2, in which sampled animals were in less advanced stages of the disease. Sensitivity of histological examination or staining of the bacterium was not sufficient. Cultural examination should be used as the test method in cattle without lesions.

All stages of lesions were found in the samples collected. Sampled organs were classified in histological scores (HS 0-6) on the basis of histological lesions and number of MAP in tissues. Representative samples for HS 0-6 were selected to examine cellular subpopulations within granulomatous lesions by immunohistochemistry. The following cellular subtyps were distinguished: macrophages, epitheloid cells, multinucleated giant cells, CD4+-T-cells, CD8+‑T‑cells, γd-T-cells, CD1+-cells, MH+-II-cells, IgA+ plasma cells. Epitheloid cells and multinucleated giant cells were the dominant cell type within the lesions. The proportions of epitheloid cells and multinucleated giant cells differed between the histological scores. There was a decrease in the number of both CD4+- as well as CD8+-T-cells within the granulomatous infiltrates. The CD4+:CD8+ ratio was decreased in granulomatous lesions of organs with severe histological alterations and numerous MAP in the tissue (HS 3,5,6) compared to non-infected animals and organs with mild granulomatous lesions (HS 1,2). There was an increase of IgA+ plasma cells around the granulomatous lesions in organs with numerous MAP. A reduced expression or a loss of both antigen-presenting (MHC-II, CD1) and antigen-recognizing (CD4) molecules was seen on the surface of cells within granulomatous lesions.

This study reveals a high prevalence of MAP infection in slaughtered cattle and confirms that paratuberculosis is an important disease of cattle in Germany. Because of its significance for consumer protection, control measures should be intensified.

 

keywords

Paratuberkulose, Prävalenz, Schlachtrinder, paratuberculosis, prevalence, slaughtered cattle

kb

25.889