Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Vergleichende klinische Untersuchungen an Ferkeln der Rassen Deutsche Landrasse, Hampshire, Piétrain und Deutsches Edelschwein hinsichtlich unterschiedlicher Erkrankungsgrade nach einer Aerosolinfektion mit Actinobacillus pleuropneumonaie

Höltig, Doris

Respiratory tract diseases cause severe economical losses within the pig industry. Against this background the FUGATO-IRAS consortium is working on the detection of genetic markers responsible for an increased resistance against bacterial lung pathogens. The intention of this study was to establish a clinical phenotyping scheme for the evaluation of lung lesions in living pigs and to clarify if there are differences in the clinical manifestation of disease between different breeding lines. This should provide a basis for further genetic studies within the other IRAS-subprojects. For this study 134 weaning-pigs of four different breeds (Hampshire, Pietrain, German Landrace, Large White, crossbred German Landrace x Large White) were infected with A. pleuropneumoniae in an aerosol infection model. A clinical examination including pulse oxymetry was performed daily and a radiographic and sonographic examination of the lungs was done thrice (7 days before, 4 days p. inf. and 20 days p. inf.). The results of these three clinical methods were verified by pathomorphological lung examinations during necropsy. For an objective quantification of the clinical results three scoring schemes (clinical, ultrasonographic and radiographic score) were developed and compared to each other as well as to the necropsy findings. Radiography alone could not be confirmed as a “gold-standard” for the clinical diagnostic of respiratory tract diseases. The three techniques complemented each other, so that the single scores were mathematically combined to a total value called Respiratory Health Score (RHS). This RHS shows an excellent correlation with the results of the lung examination during necropsy in the acute phase as well as in the chronic phase of disease (day 4 p. inf.: SCC = 0.86, p-value: <0.0001; day 20 p. inf.: SCC = 0.81, p-value: <0.0001). In the next step a comparison was performed between the RHS of day 4 p. inf. and day 20 p. inf. including all pigs tested to assess the impact of the acute lung damage and the adaptive immune response on the course of the disease. A high correlation between the RHS of the acute and the chronic phase of disease could be shown (SCC = 0.82, p-value: <0.0001). This implies that course and severity of disease are primarily dependent on the acute lung damage. Finally the course of pleuropneumonia and the severity of symptoms were compared between the different breeding lines. All pigs were ranked by there RHS of day 4 p. inf. This ranking was split into quartiles (no, mild, moderate and severe symptoms) and the distribution of breeding lines into these quartiles was calculated and given in percent. This analysis unfolds clear differences between the four breeding lines used in this study. The Hampshire pigs were identified as having the highest resistance to A. pleuropneumoniae infection (47,6 % with no symptoms), whereas the German Landrace, Large White and Piétrain pigs show a similarly high susceptibility after infection. The German Landrace pigs show the highest mortality within this study. This study showed the existence of breeding line-inherent, genetically based differences in the characteristics of the innate immune system with the consequence of variations in the susceptibility of pigs towards A. pleuropneumoniae and, therefore, in all probability towards bacterial lung pathogens in general.

Atemwegsinfektionen verursachen in der Schweineproduktion jedes Jahr schwerwiegende ökonomische Probleme. Vor diesem Hintergrund arbeitet das FUGATO-IRAS-Konsortium an der Entwicklung von genetischen Markern, die es in Zukunft ermöglichen sollen, Schweine mit einer natürlichen Resistenz gegenüber Atemwegserkrankungen zu züchten. Ziel dieser Arbeit war es, ein aussagekräftiges Phänotypisierungsschema zur Evaluierung von Lungenläsionen am lebenden Schwein zu etablieren und mögliche Unterschiede in der klinischen Manifestation der A. pleuropneumoniae-Infektion zwischen verschiedenen Rassen aufzuzeigen, um Grundlagen für genetische Untersuchungen zu liefern. Hierzu wurden insgesamt 134 Absatzferkel aus vier verschiedenen Zuchtlinien (Deutsche Landrasse, Deutsches Edelschwein, Hampshire, Piétrain und Kreuzungstiere Deutsche Landrasse x Deutsches Edelschwein) in einem Aerosolinfektionsmodel mit A. pleuropneumoniae infiziert. Für die Beurteilung des Lungenzustandes erfolgten eine tägliche klinische Allgemeinuntersuchung und eine klinische Untersuchung des Atemtraktes in Kombination mit einer Pulsoxymetrie-Messung. Zusätzlich wurden an drei Tagen (7 Tage vor, 4 Tage p. inf. und 20 Tage p. inf.) eine sonographische und röntgenologische Untersuchung der Lunge durchgeführt. Die Untersuchungsergebnisse wurden über eine pathomorphologische Examination der Lunge im Rahmen einer Sektion verifiziert. Zur Quantifikation der Untersuchungsergebnisse wurden für die klinischen Untersuchungsmethoden Einzelscores (klinischer, sonographischer und röntgenologischer Score) entwickelt, sowie ein Gesamtscore (RHS= Respiratory Health Score) entwickelt. Dieser zeigte sowohl in der akuten als auch in der chronischen Erkrankungsphase eine exzellente Korrelation mit den Ergebnissen der Lungenbefundung während der Sektion (Tag 4 p. inf.: SCC = 0.86, p-Wert: <0.0001; Tag 20 p. inf.: SCC = 0.81, p-Wert: <0.0001). Das Röntgen als Goldstandard zur Lungenbeurteilung konnte nicht bestätigt werden. In einem weiteren Schritt dieser Arbeit wurden die Absatzferkel hinsichtlich ihres RHS an Tag 4 p. inf. und an Tag 20 p. inf. verglichen, um Aufschluss über den Einfluss von akutem Gewebeschaden und adaptiver Immunität auf den Verlauf der Erkrankung zu bekommen. Dabei zeigte sich eine hohe Korrelation zwischen den Werten der akuten und den Werten der chronischen Erkrankungsphase (SCC = 0.82, p-Wert: <0.0001). Dieses macht deutlich, dass der Verlauf und die Schwere der Pleuropneumonie vor allem durch die akuten Lungenschäden bedingt sind. Im letzten Teil der Arbeit wurden die verschiedenen infizierten Schweinezuchtlinien miteinander verglichen. Hierzu wurden die Ferkel nach ihrem RHS an Tag 4 p. inf. gerankt, das Ranking in Quartile (nicht, ggr., mgr., hgr. erkrankt) unterteilt und die Verteilung der Rassen auf diese Quartile in Prozent berechnet. Bei dieser Verteilung zeigten sich deutliche Rasseunterschiede. Die Schweine der Rasse Hampshire zeigten sich als überwiegend resistent (47,6% nicht erkrankt), während die Deutsche Landrasse, die Piétrain-Schweine und die Tiere der Rasse Large White eine nahezu gleiche Suszeptibilität zeigten. Die Mortalität war bei den Ferkeln der Deutschen Landrasse am höchsten. Somit gelangt diese Studie zu dem Ergebnis, dass es rassespezifische, genetisch-bedingte Unterschiede in der Ausprägung der angeborenen Immunität gibt, die zu Unterschieden in der Suszeptibilität von Schweinen gegenüber A. pleuropneumoniae und somit höchstwahrscheinlich gegenüber bakteriellen Atemwegsinfektionserregern im Allgemeinen führen.

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Höltig, Doris: Vergleichende klinische Untersuchungen an Ferkeln der Rassen Deutsche Landrasse, Hampshire, Piétrain und Deutsches Edelschwein hinsichtlich unterschiedlicher Erkrankungsgrade nach einer Aerosolinfektion mit Actinobacillus pleuropneumonaie. Hannover 2009. Tierärztliche Hochschule.

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