Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Zu Wirkungsmechanismus und Aussagefähigkeit des California Mastitis Tests unter besonderen Berücksichtigung der Eutergesundheitsbeurteilung von Auktionstieren

Kleinschmidt, Diane

The objective of this study was to make a statement about mechanisms of action of the CMT (1. – 4.) and about accuracy of the test under field conditions (5., 6.).   The following aspects were investigated:   1.      Influence of DNA condition of the tested cells on the CMT reaction 2.      Influence of the cell fraction (PMN/lymphocytes) on the CMT reaction 3.      Influence of cell vitality on the CMT reaction 4.      Influence of the choice of test reagents on the CMT reaction 5.      Informational value of the CMT as screening test for the evaluation of udder health of animals sold by auction 6.      Accuracy of the CMT in special consideration of further inflammation parameters under the condition of conventional or automatic milking systems   1.      DNA condition: Membranes of milk cells were destroyed by the use of ultrasound which led to a stronger outcome of the CMT reaction (p = 0.0026) in comparison to the reaction of the untreated samples. A second treatment resulted in partial fragmentation of DNA which led to a weaker CMT-reaction, comparable to the untreated sample (p = 0.51). The conclusion of this is that only intact DNA-strands are able to form a net, a visible reaction, with the CMT-reagent. 2.      Cell fraction: After the extraction of PMN and lymphocytes from bovine blood and preparation of dilution series, the cell fractions were tested comparatively. No significant differences could be observed between the reaction of the CMT reagent with PMN and lymphocytes, respectively. 3.      Cell vitality: Samples were tested (CMT) and then the vitality of contained cells was measured by using Flow cytometry. Influence of cell-vitality on the different CMT-scores in the cell count-groups could not be seen. 4.      Comparison of reagents: Using five different CMT-reagents 359 samples were tested. The test results were compared by using standardised CMT scores (8 grades from 0, 0.5, 1, 2 – 6). No significant differences between the CMT-results (except reagent B and C) could be registered over all cell count-groups. 5.      Information value and suitability as screening test for udder health evaluation within the scope of auctions: During the auction trial 568 quarters were tested three times: PB (the day before the auction, on the farm, with subsequent milking), PA1 (in the morning of the auction, during the veterinary examination of the animals) and PA2 (after the sale by auction, before the first milking after departing from the farm). CMT, somatic cell count (Fossomatic®), electrical conductivity, NAGase and microbiological findings were collected and evaluated with the following outcomes: a.      Healthy animals remain healthy under the impact of stress. From 365 quarters with normal secretion only 10% changed their udder health category across the sample drawings. b.      According to the last milking on the farm and the cycle of the auction, the animals were not milked over 26 hours. There was an impact on the level of somatic cell count/ml, for the CMT this could not be completely resolved. c.      The CMT achieved a sensitivity of 95.76%, a specificity of 81.14% and a Youden-Index of 82.90%. Other inflammation parameters used in the trial showed lower precision (electrical conductivity: Youden-Index 39.61%; NAGase: Youden-Index 23.34%). d.      Due to its high precision, the CMT is suitable as a screening test for detection of udder health at auctions. As the danger of new infections in a herd by purchase of diseased animals is severe, a high sensitivity is of high importance. 6.      Precision of the CMT under conditions of conventional and automatic milking: The parameters CMT, DCC®, electrical conductivity and NAGase were investigated regarding their precision to detect inflammation in comparison to somatic cell count/ml (Fossomatic®): a.      A Youden-Index of 88.99% was determined for the DCC®, followed by the CMT (Youden-Index 67.16%), the electrical conductivity (Youden-Index 41.61%) and the NAGase (Youden-Index 4.02%). b.      Despite higher precision of the DCC®, the CMT should be prioritised as a screening test because of its inexpensive use. c.      The investigation of interaction of somatic cell count and CMT findings with the milking interval showed no significant differences regarding the results of LOGSCC and CMT between milking intervals. Furthermore, it could be noticed, that a milking interval lower than six hours and higher than 14 hours resulted in higher cell counts/ml.

Im Rahmen der Studie sollten Aussagen über den Wirkungsmechanismus der CMT-Reaktion (1. – 4.) und die Präzision des Tests unter Praxisbedingungen (5., 6.) erarbeitet werden. Folgende Teilaspekte wurden untersucht: 1.      Einfluss des Zustandes der DNA geschalmter Zellen auf die CMT-Reaktion 2.      Einfluss der Zellfraktion (PMN/Lymphozyten) auf die CMT-Reaktion 3.      Einfluss der Zellvitalität auf die CMT-Reaktion 4.      Einfluss der Reagenzienwahl auf die CMT-Reaktion 5.      Präzision des CMT als Screeningmethode zur Eutergesundheitsbeurteilung von Auktionstieren 6.      Präzision des CMT unter Bedingungen konventionellen und automatischen Melkens  unter Berücksichtigung weiterer Entzündungsparameter   1.      Zustand DNA: Durch eine Ultraschallbehandlung wurden die Membranen der Milchzellen zerstört, wodurch es zu einem stärkeren Ausfall (p = 0,0026) der CMT-Reaktion im Vergleich zur Reaktion der unbehandelten Proben kam. Eine zweite Behandlung führte zur teilweisen Fragmentierung der DNA, was wiederum eine abgeschwächte – mit der Ausgangsprobe vergleichbare (p = 0,51)  - CMT-Reaktion  hervorrief. Daraus lässt sich folgern, dass nur intakte DNA-Stränge mit dem CMT-Reagenz zu einer Netzbildung, d. h. zu einer sichtbaren Reaktion führen. 2.      Zellfraktion: Nach Gewinnung von PMN und Lymphozyten aus Rinder-Blut und Erstellung von Verdünnungsreihen, wurden die Zellfraktionen vergleichend geschalmt. Hierbei konnte kein signifikanter Unterschied in der Reaktion von Lymphozyten bzw. PMN mit dem CMT Reagenz festgestellt werden. 3.      Zellvitalität: Es wurden VGH geschalmt und die Vitalität der enthaltenen Zellen anschließend im Durchflusszytometer (FACS®) bestimmt. Ein Einfluss der Zellvitalität auf die verschiedenen CMT-Scores in den Zellgehaltsgruppen konnte nicht beobachtet werden. 4.      Reagenzienvergleich: Dreihundertneunundfünfzig VGH wurden mit fünf verschiedenen Reagenzien geschalmt und die CMT-Ergebnisse unter Verwendung einheitlicher Scores (8 Stufen von 0, 0,5, 1, 2 – 6) verglichen. Es konnten signifikante Unterschiede zwischen den CMT-Ergebnissen der Reagenzien (Ausnahme Reagenz B und C) über alle Zellgehaltsgruppen hinweg erfasst werden. 5.      Präzision und Eignung als Screeningmethode zur Eutergesundheits-beurteilung im Rahmen von Auktionen: Im Rahmen des Auktionsversuches wurden 568 Viertel (142 Tiere) jeweils dreimal beprobt: PB (am Tag vor der Auktion auf dem Herkunftsbetrieb – mit anschließendem Melken), PA1 (morgens auf der Auktion, im Rahmen der tierärztlichen Untersuchung) und PA2 (nach Verkauf der Tiere vor der ersten Melkung nach Verlassen des Herkunftsbetriebes). CMT, Gehalt somatischer Zellen (ermittelt in der Fossomatic®) elektrische Leitfähigkeit, NAGase-Aktivität sowie die mikrobiologischen Befunde wurden erfasst und mit folgenden Ergebnissen ausgewertet. a.      Gesunde Tiere bleiben auch unter dem Einfluss von Stress gesund. Von 365 Vierteln mit normaler Sekretion änderten nur ca. 10% ihre Eutergesundheitskategorie-Besetzung über die Probenahmen hinweg. b.      Die Tiere wurden je nach letzter Melkzeit auf dem Herkunftsbetrieb und Ablauf der Auktion bis zu 26 Stunden nicht gemolken. Es bestand ein Einfluss der ZMZ auf die Höhe des Zellgehalts/ml, für den CMT konnte dies nicht abschließend geklärt werden. c.      Der CMT erreichte eine Sensitivität von 95,76%, eine Spezifität von 87,14% und einen Youden-Index von 82,90%. Weitere im Versuch verwendete Parameter zum Entzündungsnachweis zeigten im Vergleich zum CMT eine niedrigere Präzision (Elektrische Leitfähigkeit: Youden-Index 39,61%; NAGase: Youden-Index 23,34%). d.      Der CMT eignet sich durch seine hohe Präzision als Screening-Methode zur Feststellung der Eutergesundheit auf Auktionen. Da die Gefahr von Neuerkrankungen durch Zukauf kranker Tiere in einer Herde sehr bedeutsam ist, kommt insbesondere einer hohen Sensitivität große Bedeutung zu. 6.      Präzision des CMT unter Bedingungen konventionellen und automatischen Melkens: Die Parameter CMT, DCC®,elektrische Leitfähigkeit und NAGase wurden auf ihre Präzision zum Entzündungsnachweis im Vergleich zum Zellgehalt/ml (Fossomatic®) untersucht. a.      Für dasDCC® wurde ein Youden-Index von 88,99% ermittelt, gefolgt von dem CMT (Youden-Index 67,16%), der elektrischen Leitfähigkeit (Youden-Index 41,61%) und der NAGase (Youden-Index 4,02%). b.      Trotz höherer Präzision des DCC®, ist dem CMT als Screening-Methode aufgrund seiner kostengünstigen Anwendung der Vorrang zu geben. c.      Die Untersuchung der Interaktion von SCC- und CMT-Befunden mit Melkzeitintervallen ergab in einer 1-faktoriellen Varianzanalyse keine signifikanten Unterschiede der Ergebnisse von LOGSCC und CMT zwischen den Melkintervallen. Außerdem konnte beobachtet werden, dass ein Melkzeitintervall von unter sechs Stunden bzw. von über 14 Stunden zu erhöhten Zellgehalten/ml führt.

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Kleinschmidt, Diane: Zu Wirkungsmechanismus und Aussagefähigkeit des California Mastitis Tests unter besonderen Berücksichtigung der Eutergesundheitsbeurteilung von Auktionstieren. Hannover 2007. Tierärztliche Hochschule.

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