Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchungen zur Klinik, Pathomorphologie und Pathogenese des porzinen Dermatitis-Nephropathie-Syndroms

Brakmann, Bettina

Infections with porcine circovirus 2 are related to multiple syndromes. Of particular interest in this respect are the postweaning multisystemic wasting syndrome (PMWS) and the porcine dermatitis and nephropathy syndrome (PDNS). In the current work, clinical and pathomorphological investigations were performed that aimed at elucidating the pathogenesis of PDNS as well as collecting information for the prognosis of infected animals. A case group of n= 60 animals fallen sick with PDNS and a control group of n= 7 animals were included in this study. The animals of both groups were examined pathomorphologically for determining changes of their organs. All animals of the case group showed kidney lesions of different degrees. Among these, a group of n= 50 animals exhibited additional skin lesions of different degrees. Tissue samples of kidney, skin, lung, liver, spleen and inguinal lymph nodes of all animals were studied pathohistologically. The majority of kidney specimen (65 %) showed chronic alterations characterized by a diffuse sklerotic glomerulonephritis. Kidney lesions determined so far were divided into acute and chronic forms that were searched for correlations with the renal function examination. These renal function examinations showed no significant differences between acute and chronic forms. All animals afflicted by PDNS were diagnosed marked disorders in renal function with a clear reduction in the glomerular filtration rate (creatinine clearance); besides this, there were also tubular disorders (clearly enhanced fractional sodium excretion (>1%); clearly enhanced fractional potassium excretion (>55%). The reduced glomerular filtration rate shows clear glomerulopathy with the resulting outcome – such as filtration disorders, increased plasma-creatinine values, enhanced excretion of water. The higher concentrations of creatinine and urea - in part massive increases - gave confirmation of the uraemia already assumed to be prevalent in the PDNS animals. The control animals showed values in the normal range. Tissue samples of all animals were further studied using PCR for the detection of porcine circovirus 2 (PCV2). For inguinal lymph node tissue the PCR tests revealed the presence of PCV2 in 91,7 % of all animals of the case group (n= 60). Lung tissue showed PCV2 in 96,1 % of the samples (n= 51), kidney tissue in 90 % of the samples (n= 22) and skin tissue in 45 % (n= 22). PCR diagnosis failed to detect PCV2 in one case only. Immunohistochemical investigations were performed with samples of 30 animals in order to detect IgA, IgG and IgM and to find evidence for immune complex pathogenesis that was postulated by some authors. In these studies, IgG and IgM were detected in kidney tissue of all 30 animals while IgA was detected in five animals only. To identify any secondary infections that might be involved, the kidneys of all 60 PDNS animals were tested by setting up microbiological cultures. Specimens from other organs were only examined in the event of appropriate pathomorphological findings. Although cultures were set up from smears from the renal pelvis of all dissected animals, germs could only be isolated in three cases (5%). Pasteurella multocida, as pulmonary bacterial pathogen, was only isolated in cultures in 5% of the cases. Streptococcus suis was detected in 11.7% of the cases and β-hemolytic streptococci from group C in 1.6% of the cases. Furthermore, lung samples of 51 PDNS animals were tested for various viruses and mycoplasma specific to the respiratory passages. Using PCR analysis, PRRSV (US genotype) was found in 9,8 % of the cases (n = 51) while PRRSV (EU genotype) was detected in 19,6 % of all cases. A striking importance of these viral pathogens to the development of PDNS that was postulated by SEGALES et al. (1998), THIBAULT et al. (1998) and CHOI et al. (2001) could not be assumed based on the above-mentioned results. A considerably larger fraction of samples was shown to contain porcine cytomegalovirus (45,1 % of all cases). However, this virus is present in a similar degree in all dissection samples that were studied in the Institute for Epidemiology. Beyond that, Mycoplasma hyorhinis and Mycoplasma hyopneumoniae were found in 5,9 % of all cases only. Thus it can be assumed that none of these two pathogens is important for the incidence of PDNS. Whereas the pathomorphological picture of PDNS appears homogeneous, possibly suggesting a uniform cause, there is no plausible indication to date of the concrete aetiology of this disease. It is highly likely that PCV2 is involved, although there is still no clarity as to the secondary factors, either infectious or non-infectious.

Infektionen mit dem porzinen Circovirus 2 werden mit den unterschiedlichsten Erkrankungsbildern in Verbindung gebracht. Insbesondere das postweaning multisystemic wasting syndrome (PMWS), aber auch das porcine dermatitis-and-nephropathy-syndrome (PDNS) sind dabei von besonderer Bedeutung. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist das PDNS mit dem Ziel, klinische und pathomorphologische sowie pathohistologische Untersuchungen durchzuführen, um Erkenntnisse hinsichtlich der Pathogenese des PDNS zu gewinnen, aber auch um Aussagen über die Prognose solcher an PDNS erkrankter Tiere zu treffen. Es wurden insgesamt n=60 Tiere mit PDNS sowie n=7 Kontrolltiere in die Untersuchung einbezogen. Alle Tiere wurden pathomorphologisch untersucht, um zu bestimmen, welche Organveränderungen vorliegen. Dabei wurden bei allen Tieren Nierenveränderungen unterschiedlichen Grades festgestellt und bei n= 50 Tieren Hautveränderungen unterschiedlichen Grades. Von allen Tieren wurden weiter pathohistologische Untersuchungen von Nierengewebe, Haut, Lunge, Leber, Milz und Inguinallymphknoten durchgeführt. Bei den Nierenveränderungen wurden die diagnostizierten Alterationen in akute und chronische Formen eingeteilt, um für die später durchgeführte Nierenfunktionsprüfung Hinweise zu bekommen, inwieweit es Unterschiede in der Nierenfunktion von Tieren mit akut und chronisch veränderten Nieren gibt. Die Mehrzahl der in dieser Studie berücksichtigten Nierenpräparate (65%) wies chronische Veränderungen in Form einer diffusen sklerosierenden Glomerulonephritis auf. Grundsätzlich konnten keine wesentlichen signifikanten Unterschiede zwischen akut und chronisch erkrankten Tieren in der Nierenfunktionsprüfung festgestellt werden. Es wurde bei allen an PDNS erkrankten Tieren eine ausgeprägte Störung der Nierenfunktion mit einer deutlichen Verringerung der glomerulären Filtrationsrate (Kreatinin-Clearance) diagnostiziert; daneben konnten auch tubuläre Störungen festgestellt werden (deutlich gesteigerte fraktionelle Natrium-Exkretion (>1%); deutlich erhöhte fraktionelle Kalium–Exkretion (>55%)). Die verringerte glomeruläre Filtrationsrate zeigt eine deutliche Glomerulopathie mit den daraus resultierenden Folgen – wie Filtrationsstörungen, erhöhten Plasma-Kreatininwerten, erhöhter Wasserausscheidung - an. Die zum Teil massiv erhöhten Kreatinin- und Harnstoffkonzentrationen bestätigen die bei den PDNS-Tieren vermutete Urämie. Bei den Kontrolltieren liegen diese Werte im Normalbereich. Bei allen Tieren wurde eine Untersuchung mittels PCR von Inguinallymphknotengewebe durchgeführt, um das porzine Circovirus 2 (PCV2) zu detektieren. PCV2 konnte in der vorliegenden Untersuchung bei 91,7% der Tiere (n=60) aus Gewebe des Inguinallymphknotens, bei 96,1% (n=51) aus Lungengewebe, bei 90% der Tiere (n=22) aus Nierengewebe und bei 45% der Tiere (n=22) aus Hautgewebe mittels PCR nachgewiesen werden. Nur bei einem Tier konnte kein PCV2 nachgewiesen werden. Weiter wurden bei 30 Tieren immunhistochemische Untersuchungen an den Nieren zum Nachweis von IgA, IgG und IgM – um Aussagen hinsichtlich der von verschiedenen Autoren postulierten Immunkomplexpathogenese zu treffen - durchgeführt. IgG und IgM konnten dabei im Nierengewebe aller 30 Tiere detektiert werden; IgA wurde nur fünfmal nachgewiesen. Zur Abklärung möglicher in Frage kommender Sekundärinfektionen wurden kulturell-mikrobiologische Untersuchungen der Nieren aller 60 PDNS-Tiere durchgeführt. Proben anderer Organe wurden nur nach entsprechendem pathomorphologischen Befund untersucht. Obwohl bei allen sezierten Tieren eine kulturelle Untersuchung von Nierenbeckenabstrichen eingeleitet wurde, konnten lediglich in drei Fällen (5%) Keime isoliert werden. Als lungenpathogene bakterielle Erreger wurde Pasteurella multocida kulturell lediglich in 5% der Fälle isoliert. Streptococcus suis wurde in 11,7% der Fälle und β-hämolysierende Streptokokken der Gruppe C in 1,6% der Fälle nachgewiesen. Desweiteren wurden bei 51 PDNS-Tieren Lungenproben auf verschiedene virale atemwegsrelevante Viren sowie Mykoplasmen untersucht. PRRSV (US-Genomtyp) wurde im Rahmen der vorliegenden Untersuchung in 9,8% der Fälle (bei 51 untersuchten Tieren) und PRRSV (EU-Genomtyp) in 19,6% der Fälle mittels PCR nachgewiesen. Eine entscheidende Bedeutung in der Pathogenese von PDNS – wie von SEGALES et al. (1998) und THIBAULT et al. (1998) sowie CHOI et al. (2001) postuliert - lässt sich aus diesen Zahlen nicht ableiten. Als weitaus häufiger nachgewiesenes Virus ist das porzine Zytomegalievirus (in 45,1% der Fälle nachgewiesen) zu nennen. Allerdings wird dieses Virus auch im sonstigen untersuchten Sektionsgut der Außenstelle für Epidemiologie in einer ähnlichen Größenordnung nachgewiesen. Es konnten in 5,9% der Fälle Mycoplasma hyorhinis und in ebenfalls 5,9% der Fälle Mycoplasma hyopneumoniae nachgewiesen werden. Diesen beiden Erregern scheint also ebenfalls keine besondere Bedeutung für das Auftreten von PDNS zuzukommen. Während das pathomorphologische und pathohistologische Bild des PDNS eine große Homogenität in der Beschreibung verschiedener Autoren aufweist, was auf eine einheitliche Ursache hindeuten könnte, gibt es bislang keine plausiblen Hinweise auf die konkrete Ätiologie dieses Krankheitsbildes. Eine Beteiligung von PCV2 ist zwar sehr wahrscheinlich, welche Sekundärfaktoren – ob infektiöser oder nicht-infektiöser Natur – zu berücksichtigen sind, bleibt allerdings weiter unklar.

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Brakmann, Bettina: Untersuchungen zur Klinik, Pathomorphologie und Pathogenese des porzinen Dermatitis-Nephropathie-Syndroms. Hannover 2006. Tierärztliche Hochschule.

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