Dissertation

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

 

Angelika Stau

 

Untersuchungen zur Seroprävalenz von Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis beim kleinen Wiederkäuer in Deutschland und zur Impfung gegen Paratuberkulose bei Milchziegen

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-103568

title (engl.)

Seroprevalence of Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis in small ruminants in Germany and vaccination of milk goats against Johne’s disease

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2013

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/staua_ss13.pdf

abstract (deutsch)

Die vorgelegte Arbeit besteht aus zwei Teilstudien. Die erste Studie sollte eine Einschätzung der Paratuberkulose-Prävalenz beim kleinen Wiederkäuer in Deutschland ermöglichen. Des Weiteren sollte untersucht werden, inwieweit Zusammenhänge zwischen Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (MAP)-Seroprävalenz und Body Condition Score (BCS) sowie Alter eines Tieres und zwischen Herdenprävalenz und Herdengröße bestehen. Hierzu wurden von 167 Schaf- und Ziegenherden (150 Schafherden, 17 Ziegenherden, darunter 3 gemischte Herden) jeweils die 10 magersten Tiere untersucht und beprobt. Insgesamt wurden 1609 Tiere beprobt (1473 Schafe und 136 Ziegen). BCS und Alter der Tiere sowie die Anzahl der Muttertiere in der Herde wurden dokumentiert und Blutproben entnommen. Die Serumproben wurden mittels des kommerziellen CATTLETYPE® MAP Ab ELISA (LDL- Labor Diagnostik Leipzig, Leipzig) auf MAP-Antikörper untersucht. In einer Schaf- und einer Ziegenherde wurden zusätzlich zur Stichprobe alle adulten Tiere getestet.
Es ergab sich eine Einzeltierprävalenz von 15%, es waren 14% der Schafe und 21% der Ziegen seropositiv. 65% der untersuchten Herden hatten mindestens ein positives Tier, 65% der Schafherden und 71% der Ziegenherden waren MAP-positiv. Die Intraherdenprävalenz der positiven Herden betrug 22% (bei den Schafherden 21% und bei den Ziegenherden 32%). In den beiden vollständig getesteten Herden wurde die wahre Seroprävalenz mit der Seroprävalenz der Stichprobe verglichen. In der Schafherde betrug die Prävalenz der Stichprobe 80% und die tatsächliche 44%, bei der Ziegenherde waren 100% der Stichprobe und 22% der Gesamtherde MAP-positiv. Die ermittelten Prävalenzen liegen durch die Vorselektion auf niedrigen BCS teilweise höher als die tatsächlichen. Insgesamt beweist die Studie aber die weite Verbreitung der ovinen und caprinen Paratuberkulose. Es ergab sich nur bei den Ziegen ein Zusammenhang zwischen BCS und MAP-Seroprävalenz (p=0,02), was einerseits durch die Vorselektion bedingt sein kann, aber auch durch Abmagerung aus anderen Gründen wie Endoparasitenbefall, Zahnprobleme etc. Zwischen Alter und Seroprävalenz ergab sich ebenfalls keine statistisch signifikante Korrelation, was sicherlich auch daran liegt, dass eine Serokonversion beim kleinen Wiederkäuer schon sehr früh, d.h. unter einem Jahr, eintreten kann. Die Gruppe der Tiere ab 10 Jahren wies allerdings eine deutlich höhere Seroprävalenz auf als die anderen Altersgruppen. Nur bei den Schafherden konnte eine statistisch signifikante Korrelation zwischen Herdengröße und Herdenprävalenz nachgewiesen werden (p=0,03), aber auch bei den Ziegenherden stieg die Prävalenz mit der Herdengröße an. Diese Unterschiede konnten nicht statistisch nicht gesichert werden, was auch auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass keine sehr großen Ziegenherden über 290 Muttertiere getestet wurden.
Ziel der zweiten Studie war es, nach der zuvor ermittelten hohen MAP-Prävalenz die Impfung als Maßnahme bei der Paratuberkulose-Sanierung zu evaluieren. Hierzu sollten die lokalen und systemischen Reaktionen des Organismus nach einer Impfung mit Gudair® bei Milchziegen untersucht werden. An Tag 0 wurden sämtliche 280 Tiere einer Milchziegenherde geimpft. Anschließend wurde eine Untersuchungsgruppe von 40 Tieren gebildet, hierunter 10 Lämmer, 10 einjährige Ziegen und je 10 MAP-seropositive und MAP-seronegative Altziegen. 182 Tiere wurden 13 Wochen vor und ein Jahr nach der Impfung serologisch mittels des CATTLETYPE® MAP Ab ELISAs (LDL- Labor Diagnostik Leipzig, Leipzig) auf Antikörper gegen MAP untersucht. In der Untersuchungsgruppe wurden in regelmäßigen Abständen nach der Impfung rektale Körpertemperatur, Hautfaltendicke und Schmerzreaktion an der Injektionsstelle, Futteraufnahme und Milchleistung gemessen. Zusätzlich wurde die Untersuchungsgruppe am Tag der Impfung und an Tag 0,15, 28 und 84 nach der Impfung serologisch untersucht. Die Körpertemperatur der einjährigen Ziegen stieg an Tag 15 und die der Altziegen an Tag 8 nach der Impfung signifikant an (p<0,0056), jedoch hatte der Temperaturanstieg keine klinische Relevanz, da die Temperatur weiterhin im Referenzbereich lag. Die Hautfaltendicke war bei allen Tieren der Untersuchungsgruppe während des gesamten Untersuchungszeitraumes signifikant erhöht (p<0,0056) und drei der 40 Ziegen wiesen Nekrosen an der Injektionsstelle auf. Zehn Ziegen zeigten in den ersten Tagen Schmerzen und sechs eine verminderte Futteraufnahme. Vor der Impfung waren 12% der 182 serologisch untersuchten Ziegen MAP-positiv, nach der Impfung waren es 95%. Sechs Ziegen blieben nach Impfung serologisch negativ und drei wiesen ein fragliches Ergebnis auf, eine fehlerhafte Impfung wurde in diesen 9 Fällen durch Nachuntersuchungen ausgeschlossen. Eine Impfung mit Gudair® führt folglich zu starken lokalen Reaktionen, daher sollte bei Verwendung von Fressgittern nicht im Halsbereich geimpft werden. Es wurde gezeigt, dass die Paratuberkulose beim kleinen Wiederkäuer in Deutschland ein weitverbreitetes Problem ist. Die Bekämpfung mittels Impfung sollte als Ergänzung zu den bisherigen Bekämpfungsstrategien erwogen werden.

 

abstract (englisch)

This dissertation consists of two studies. The first study was intended to give an overview about the distribution of Johne’s disease (JD) in small ruminants in Germany. Furthermore, possible correlations between Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (MAP)-seroprevalence and Body Condition Score (BCS) as well as the age of an individual were investigated. The possible correlation between flock prevalence and the size of a flock were also object of investigation. Blood samples were taken from 167 flocks (150 sheep flocks and 17 goat flocks, including three mixed flocks). From each flock, ten animals with the poorest body condition were chosen for sampling. In total, 1609 individuals (1473 sheep and 136 goats) were sampled. For each animal, BCS and age were noted as well as the size of the flock. The commercial CATTLETYPE® MAP Ab ELISA (LDL- Labor Diagnostik Leipzig, Leipzig) was used to determine the MAP antibody activity in the blood samples. Additionally, in one sheep and one goat flock all adult animals were tested.
An individual seroprevalence of 15% was revealed (sheep: 14%, goats: 21%). 65% of the flocks participating in the study had at least one positive animal (sheep flocks: 65%, goat flocks: 71%). The intra-flock prevalence in all positive flocks was 22% (sheep flocks: 21%, goat flocks: 32%). In the two flocks that were tested entirely, the real seroprevalence was compared to the seroprevalence of the preselected samples. In the sheep flock the prevalence of the sample was 80% and the real seroprevalence 44%. In the goat flock, 100% of the sample and 22% of the total flock were MAP-positive. Due to the preselection, some of the calculated prevalences might be higher than the real prevalences. Overall, this study proves the high incidence of ovine and caprine JD in Germany. A correlation between BCS and MAP-seroprevalence could be demonstrated only for goats (p=0.02), which can be due to the preselection criteria and also due to other reasons for weight loss such as endoparasites and teeth problems. No statistically significant correlation between age and seroprevalence could be shown, which is certainly also caused by the very early seroconversion in small ruminants. Nevertheless, the group of animals of ten years and older showed a distinct rise in seroprevalence. A correlation between flock size and herd prevalence could only be demonstrated for sheep flocks (p=0.03), but the MAP-seroprevalence in goats also rose with an increasing flock size. This is also caused by the fact that only flocks up to 290 ewes were tested.
After demonstrating a very high MAP-prevalence in Germany, the aim of the second study was to evaluate vaccination as a procedure in paratuberculosis sanitation programs. The local and systemic reactions of goats to a vaccination with Gudair® were to be investigated. On day 0, all 280 animals of a herd of goats were vaccinated. Afterwards, a group of 40 animals was made, consisting of 10 kids, 10 one-year-olds as well as 10 seropositive and 10 seronegative adult females. 182 individuals were tested serologically 13 weeks before and one year after the vaccination, using the commercial CATTLETYPE® MAP Ab ELISAs (LDL- Labor Diagnostik Leipzig, Leipzig). In the group of 40 animals, rectal temperature, skin thickness and pain at the injections site, feed intake and milk production were measured regularly. In addition, these 40 animals were tests serologically on day 0, 15, 28 and 84.
Rectal temperature increased significantly (p<0.0056) on day 15 in one-year-olds and on day 8 in adult goats. However, this rise in temperature had no clinical relevance since it was always within the reference limits. Skin thickness remained significantly increased (p<0.0056) during the entire period of investigation in all 40 animals. Three out of 40 animals showed skin necrosis at the injection site. Ten of the 40 goats showed signs of pain and in six goats the feed intake decreased. Before the vaccinations 12% of the 182 sampled goats were MAP-positive, afterwards 95% were positive. Six goats stayed serologically negative and three had a questionable result. A faulty vaccination in these nine cases can be excluded because of further investigations. A vaccination with Gudair® causes severe local reactions. Goats which are secured in a milking palour should therefore not be vaccinated in the neck. This investigation demonstrates the wide distribution of small ruminant JD in Germany. Vaccination has proven to be an important addition to already practiced measures in paratuberculosis control, but the systemic and especially the local reactions to Gudair® injections are severe.

 

keywords

Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis, small ruminants, seroprevalence, Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis, kleine Wiederkäuer, Seroprävalenz

kb

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