Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchungen zum Einfluß einer Maedi-Infektion auf die Funktion und die Morphologie der Lunge verschiedener Schafrassen

Scherf, Claudia

In some sheep breeds the Maedi Visna Virus (MVV) causes high economic losses worldwide due to the interstitial pneumonia which results in dyspnoea, loss of weight and a lower reproduction rate. Furthermore, some of the infected animals develop interstitial mastitis which causes reduced milk production and a decrease in weight gain of the lambs. Therefore, the main aim of the present study was to investigate the breed dependent differences in the level of clinical symptoms caused by MVV. We investigated German Blackheaded Muttons (BHMs), which are regarded as low susceptible to clinical Maedi and high susceptibleTexel sheep and compared them with each other. We mainly focussed on the intravital quantification of the lung alterations and the cytologic content of the bronchoalveolar lavage fluid (BALF). In this study eight serological MVV-negative BHMs (Skg), 13 MVV-positive BHMs (Skk), eight MVV-negative Texel sheep (Texelg) and 32 MVV-positive Texel sheep (Texelk) were examined. All animals were older than 4 years except of the MVV-negative Texel sheep. Some sheep of the two BHM groups had the same genetic background. The MVV-negative Texel derived from a single breeding flock, were reared motherless and aged under 2 years. The MVV-positive Texel sheep derived from four different flocks. All MVV-positive animals were infected by coincidence at unknown points of time. The classification of the MVV-positive and MVV-negative group was based first on flock history (flock with clinical manifestation of MVV or certificated MVV- negative flocks), second on serology by MVV-ELISA and third on the examination of different tissues (lungs, lymph node and BALF-cells) for proviral DNA of the MVV tested by polymerase chain reaction (PCR) with a protocol according to EXTRAMIANA et al. (2002). For intravital examinations we chose auscultation of the lungs, X-ray of the thorax in two planes, bronchoalveolar lavage (BAL), arterial blood gas analysis before and after the BAL and haematological and cytological blood tests. Post mortem the weight of the lungs was determined and the lung tissue was analysed histologically using 3 different localisations of the lungs. The clinical parameters were more influenced by body condition and the excitement during investigation than by the degree of lung tissue lesions. However, we could show that the alveoloarterial oxygen pressure difference (∆A-a O2) was significantly lower in Maedi negative BHMs compared to the MVV-positive animals and also compared to the MVV-positive Texel sheep. Each animal got a radiograph score defined by the shadows in the radiograph around the heart, due to the diaphragm, around the bronchia and the pathologic alterations of the lung tissue. We saw that obese animals had a higher score because of the higher amount of X-ray-shadows in its organs. The consequence was that only animals with the same body condition should be compared with each other. Otherwise this criterion cannot be taken into account. Using only the lung tissue for scoring the X-ray we could show a significant increase of the Score from the group Skg over group Skk to group Texelk. Furthermore, the radiograph score of the lung tissue correlated significantly positive with the weight of the lungs post mortem. Within the breeds MVV positive sheep showed an increase of the percentage of lymphocytes and a decreased percentage of alveolar macrophages in the BALF. The fraction of the lymphocytes is significantly higher in infected Texel sheep compared to MVV-positive BHMs and is significantly lower in healthy BHMs. In numerous cases the analysis of the lymphocyte subsets of the BALF was not possible because of the contamination with blood and because of the low amount of BAL-cells. In part, only one quarter of all animals within one group could be taken into account for the analysis. In this study, we could not find any significant differences in the ratio of CD4+/CD8+ lymphocytes between the groups. MVV-positive BHMs had a higher CD4+/CD8+ ratio compared to the MVV-negative BHMs because of the augmentation of the CD4+ cells and the decrease of the CD8+ cells. In comparison between BHMs and Texel sheep the CD4+/CD8+ ratio decreases. This phenomenon should be investigated further in following studies. In the blood the CD4+ subsets of healthy BHMs decrease compared to the infected BHMs and to the infected Texel sheep. The CD8+ subsets increase. Taking an average of 500 g as the physiological weight of the lungs the MVV infected BHMs had lungs three times heavier and the lungs of the MVV infected Texel sheep were even four times heavier compared to the lungs of healthy sheep of this breed. Further, we saw a significant positive correlation between the level of the interstitial pneumonia and the weight of the lungs. In conclusion we found no quantitative parameter which indicates tolerence or susceptibility to clinical Maedi.

Das Maedi-Visna-Virus (MVV) verursacht bei einigen Schafrassen infolge von interstitiellen Pneumonien mit daraus resultierender Dyspnoe, Kachexie und verschlechterter Ablammrate weltweit jährlich hohe wirtschaftliche Verluste. Des Weiteren kommt es bei einem Teil der infizierten Tiere zu Mastitiden, welche bei der Milchgewinnung zu Verlusten führen und die tägliche Zuwachsrate der Lämmer verringert. In der vorliegenden Arbeit sollten rasseabhängige Unterschiede und deren Ursache im Ausprägungsgrad der klinischen Symptome einer MVV-Infektion am Beispiel der als MVV-tolerant geltenden Schwarzköpfigen Fleischschafe (SKF) und den wenig MVV-toleranten Texelschafen untersucht und verglichen werden. In diesem Zusammenhang wurde besonders auf eine intravitale Quantifizierung der Lungenveränderungen und die zytologische Zusammensetzung der broncho-alveolären Spülflüssigkeit eingegangen. Untersucht wurden 8 Maedi negative SKF (Skg), 13 Maedi positive SKF (Skk), 8 Maedi negative Texelschafe (Texelg) und 32 Maedi positive Texelschafe (Texelk). Bis auf die Maedi negativen Texelschafe waren alle Tiere über 4 Jahre alt. Die Gruppe Skg war genetisch verwandt mit der Gruppe Skk. Die Maedi negativen Texelschafe stammten aus einem Betrieb und hatten ein Alter von unter 2 Jahren. Die Tiere der Maedi positiven Kontrollgruppe stammten aus 4 verschiedenen Herkunftsbetrieben. Bei den Maedi positiven Tieren handelte es sich um natürliche Feldinfektionen. Die Zuordnung zu den Gruppen Maedi gesund und Maedi krank beruhte auf dem Vorbericht (Herde mit klinischer Maedi bzw. zertifiziert Maedi unverdächtige Herde), sowie auf den serologischen Befunden der Einzeltiere im Maedi-ELISA und auf der Untersuchung verschiedener Gewebe (Lunge, Lungenlymphknoten und Zellen aus der bronchoalveolären Spülflüssigkeit (BALF)) auf provirale DNS des MVV mittels Polymerasekettenreaktion (PCR) nach einer modifizierten Methode von EXTRAMIANA et al. (2002). Die intravitalen Untersuchungen umfassten die Lungenauskultation, Röntgenuntersuchung des Thorax in zwei Ebenen, bronchoalveoläre Lavage (BAL), arterielle Blutgasmessungen vor und nach der BAL, sowie hämatologische und immunzytologische Blutuntersuchungen. Post mortem wurde das Lungengewicht ermittelt und das Lungengewebe wurde an 3 Lokalisationen histologisch untersucht. Es zeigte sich, dass die klinischen Parameter stärker durch den Ernährungszustand und die Erregung der Tiere beinflußt wurden und weniger durch die Lungenveränderungen infolge einer MVV-Infektion. Trotz dieser Einflüsse konnte hinsichtlich der Blutgaswerte eine signifikante Zunahme der alveoloarteriellen Sauerstoffdruckdifferenz von den Maedi negativen SKF über die Maedi positiven SKF zu den Maedi positiven Texelschafen nachgewiesen werden. Jedes Tier erhielt einen Röntgenscorewert für den Organschatten des Herzens, des Zwerchfells sowie für die Bronchographie und für Veränderungen des Lungengewebes. Dabei stellte sich heraus, dass bei adipösen Tieren die Gesamtscoresumme durch einen hohen Scorewert im Organschatten deutlich nach oben verschoben wird. Soll der Röntgenscore als Beurteilungskriterium für die Lungenveränderungen herangezogen werden, können nur Tiere mit einem ähnlichen Ernährungszustand verglichen werden oder es sollte auf die Beurteilung der Organschatten verzichtet werden. Wird lediglich das Lungengewebe betrachtet, zeigt sich ein signifikanter Unterschied zwischen den Gruppen und der Score steigt von den gesunden zu den Maedi kranken Schafen an. Weiterhin zeigte sich, dass der Röntgenscore des Lungengewebes signifikant positiv mit dem Lungengewicht korreliert. Das Differentialzellbild der BALF zeigte innerhalb der Rassen bei den erkrankten Tieren einen prozentualen Abfall der Alveolarmakrophagen und einen Anstieg der Lymphozytenanteile. Es erhöhte sich die Lymphozytenfraktion von den gesunden SKF über die Maedi positiven SKF zu den kranken Texelschafen signifikant. Die Untersuchung der Lymphozytensubsets in der BALF stellte sich durch Blutbeimengungen oder einer zu geringen Zellzahl als problematisch dar. Zum Teil konnten nur bei 1/4 der Tiere einer Gruppe die Lymphozytensubsets bestimmt werden. In dieser Studie konnten keine signifikanten Veränderungen in der Ratio von CD4+/CD8+-Lymphozyten festgestellt werden. Die Maedi positiven SKF wiesen eine etwas höhere CD4+/CD8+ Ratio auf als die Maedi negativen SKF infolge eines Anstieges der CD4+ und einem Abfall der CD8+ positiven T-Zellen. Maedi positive Texel haben aufgrund des CD8+ Anstieges wiederum eine niedrigere Ratio als Maedi positive SKF. Dieses gegenläufige Verhalten der Lymphozytensubsets bei den beiden Rassen sollte in weiteren Studien näher untersucht werden. In dieser unterschiedlichen Reaktion könnte die Erklärung für die Toleranz bzw. Empfänglichkeit gegenüber klinischer Maedi liegen. Im Blut sinken die CD4+ Subsets von den gesunden SKF über die kranken SKF zu den kranken Texelschafen ab, die CD8+ Subsets steigen an. Geht man von einem physiologischen Lungengewicht von ca. 500 g aus, so kam es bei den kranken SKF zu einer Verdreifachung und bei den erkrankten Texelschafen zu einer Vervierfachung der Lungengewichte. Es zeigte sich weiterhin eine positive Korrelation zwischen dem Grad der interstitiellen Pneumonie und dem Lungengewicht. Abschließend ist festzustellen, dass kein einfach zu ermittelnder quantitativer Parameter gefunden werden konnte, mit dem eine Toleranz gegenüber klinischer Maedi identifiziert werden kann.

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Scherf, Claudia: Untersuchungen zum Einfluß einer Maedi-Infektion auf die Funktion und die Morphologie der Lunge verschiedener Schafrassen. Hannover 2010. Tierärztliche Hochschule.

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