Eignung eines semiquantitativen Testes zur Bestimmung trächtigkeitsassoziierter Glykoproteine zur Prognose bzw. Diagnose von embryonaler und fetaler Mortalität beim Rind

Fertilitätsprobleme stellen in den heutigen hochleistenden Milchviehbetrieben ein bedeutendes und zunehmendes Problem dar. Embryonale Mortalitäten (EM) werden als eine der Hauptursachen für den Rückgang in der Herdenfertilität beschrieben, wobei sich in mehreren Studien im Mittel Raten an frühen EM (bis zum 16. Tag p.i.) von 35 % und an späten EM (16.-42. Tag p.i.) von 22 % ergaben (Cerri et al. 2009a; Romano et al. 2007; Sartori et al. 2002; Cartmill et al. 2001a; Humblot 2000; Humblot 1986). Die Diagnostik ist allerdings schwierig und auf den oftmals kurzen Zeitraum begrenzt, in dem der abgestorbene Embryo (ohne detektierbaren Herzschlag) noch nicht ausgestoßen/resorbiert wurde. Neben der transrektalen Ultraschalluntersuchung (TRU) könnte eine weitere Diagnosemöglichkeit der Nachweis von bovinen trächtigkeitsassoziierten Glykoproteinen (bPAGs) bieten, denn bei EM wurde ein Abfall der bPAG-Konzentration im maternalen Blut beschrieben (Breukelman et al. 2012; Thompson et al. 2010; López-Gatius et al. 2007; Szenci et al. 2000). Allerdings ist bisher nicht ausreichend untersucht, inwiefern auch momentan auf dem Markt übliche semiquantitative bPAG‑Testverfahren zur Diagnose von EM oder fetalen Mortalitäten (FM) genutzt werden könnten. Ziel der vorliegenden Dissertation war es daher zu untersuchen, ob über einen semiquantitativen bPAG-Nachweis in Blut- oder Milchproben eine Diagnose oder sogar Prognose von EM/FM aufgrund des Unterschreitens eines bestimmten OD-Grenzwertes in praxi möglich ist. Für diesen Zweck wurde zunächst eine Validierung der semiquantitativen ELISA für Blut- und Milchproben zur bPAG‑Bestimmung (sqPAG-ELISABlut/Milch) durchgeführt und es konnte gezeigt werden, dass beide Testverfahren im OD-Bereich von 0,4-2,8 (sqPAG-ELISABlut) bzw. von 0,3-3,0 (sqPAG-ELISAMilch) die analytischen Voraussetzungen bieten, um einen Abfall der bPAG-Konzentration in Blut/Milch zu detektieren. Anschließend sollte die Festlegung eines OD-Bereiches für den sqPAG-ELISABlut erfolgen, über den die Prognose/Diagnose von EM/FM allein durch Bestimmung der bPAG-ODs möglich sein könnte. Zu diesem Zweck wurde zum einen eine retrospektive Datenauswertung (Fall-Kontroll-Studie, FKS) von einem Teil der von Januar 2012 bis März 2013 im Endokrinologischen Labor der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover eingegangenen Proben durchgeführt. Bei 141 von 208 Tieren mit einer Probe im OD‑Bereich von 0,4-1,5 und bei 208 von 2176 Tieren mit einer Probe im OD-Bereich > 1,5 wurde der Fortbestand der Trächtigkeit über Befragung der Landwirte ermittelt (= partielle Verifikation). Zum anderen wurden in einer Feldstudie bei 296 Tieren die Ergebnisse der sqPAG-ELISABlut/Milch-Analyse mit der TRU als Gold-Standard verglichen und das Aufrechterhalten der Trächtigkeit verfolgt. In der FKS konnte festgestellt werden, dass 45 % der Kühe mit einer OD < 1,5 und 13 % der Kühe mit einer OD > 1,5 die Trächtigkeit nicht aufrechterhielten. Betrachtet man die Embryonalphase, so konnte bei 55 % der Tiere kein Fortbestand der Trächtigkeit bei einem Grenzwert von < 1,5 festgestellt werden. Bei alleiniger Betrachtung der EM/FM bis zum 100. TT verringerte sich die EM/FM-Rate für die Kühe mit einer OD > 1,5 auf 2 %. Zur Grenzwertfindung wurde eine Receiver-Operating-Characteristic-(ROC)-Kurvenanalyse durchgeführt, wobei die Sensitivitäten (SEN) und Spezifitäten (SPE) nach Begg und Greenes (1983) korrigiert wurden. Der OD‑Grenzwert von 1,5 bot die bestmöglichen Ergebnisse (SEN = 78 %; SPE = 87 %). Hierdurch konnte festgestellt werden, dass die bPAG-Analyse nicht zu einer sicheren Diagnose von EM/FM bis zum 100. TT anwendbar war. In der praktischen Anwendung während der Feldstudie ergaben sich für die Analyse der Blut- und Milchproben zur Trächtigkeitsdiagnostik exklusive der zusätzlichen Erkennung von EM/FM (tragend vs. nicht tragend) gute Ergebnisse (SEN = 97 %; SPE = 93-94 %). Für die Prognose/Diagnose von EM/FM über den sqPAG-ELISABlut ergab sich für den OD-Grenzwert von 1,5 unter Praxisbedingungen in der Feldstudie lediglich eine SEN von 27 % bei einer SPE von 97 % und der positive prädiktive Wert lag bei 62 %. Für den sqPAG-ELISAMilch lagen die SEN bei 4 % und die SPE bei 99 %. Es kann daher festgehalten werden, dass über die semiquantitative bPAG‑Analyse weder in Blut noch in Milch alle „erkrankten“ Tiere selektiert werden konnten, aber, dass von den selektierten Tieren (sqPAG-ELISABlut) 62 % EM/FM zeigten. Hinsichtlich der Prognose/Diagnose von EM/FM konnte in der Feldstudie weitergehend gezeigt werden, dass über eine Kombination von TRU und sqPAG‑ELISABlut-Analyse sowohl eine Diagnose (TRU: kein Embryo darstellbar, bPAG-OD: fraglich/positiv) als auch eine Prognose von EM/FM (TRU: Embryo mit Herzschlag darstellbar, bPAG-OD: negativ/fraglich) bis zum 100. TT möglich war. Hierfür ergaben sich für den sqPAG‑ELISABlut die zuverlässigsten Ergebnisse bei einem OD-Grenzbereich für fragliche Tiere von 0,4-1,5 mit einer SEN von 84 % und einer SPE von 98 %. Es kann zusammengefasst werden, dass die laboranalytische Bestimmung ausschließlich der semiquantitativen bPAG-Ergebnisse als ein Werkzeug zur Selektion gefährdeter Tiere genutzt werden kann, bei denen eine Nachkontrolle in jedem Fall durchgeführt werden sollte. Überdies bietet die Kombination von TRU-Befunden und sqPAG-ELISABlut-Analyse additive Informationen in der Diagnostik frühtragender Tiere und es könnte in Zukunft möglich sein bei Kühen, bei denen eine EM/FM prognostiziert wird, therapeutische Maßnahmen einzuleiten. Diesbezüglich wäre es von besonderem Interesse zukünftig die genauen Funktionen und Wirkungsmechanismen der bPAG-Moleküle zu untersuchen.