Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Haptoglobin als Screeningparameter für Atemwegserkrankungen des Schweines

Dickhöfer, Dorothee

It was the aim of this dissertation to examine to which extent the parameter haptoglobin as an acute-phase-protein is suitable for the diagnosis of respiratory diseases in pigs.  At first, in a retrospective study, autopsy results were examined to determine wether different pathogens of respiratory infections in the presence of pathological findings in the respiratory system lead to different concentrations of haptoglobin in the blood. This was done using the autopsy results of 181 pigs which had been diagnosed as suffering from a respiratory disease. In addition to this, the results of the histological, microbiological and virological examinations were available.  Within the framework of a field study, the importance of haptoglobin as a diagnostic parameter for subclinical or beginning respiratory infections was examined. At the same time, it should be checked wether a random sample of 5% of animals was sufficiant to assess the state of health of a complete herd. During 3 research trials, in each of 8 piglet rearing and fattening farms, blood samples were taken of 5 clinically healthy pigs at the end of the rearing period as well as 3 weeks into the fattening period. These blood samples were studied for the haptoglobin contend and serologically examined for Influenza, PRRS and A.pp.. At the same time, the whole animal group (about 100 pigs) was observed to externally assess the state of health of their respiratory system. In 4 more farms - in each of which 10 pigs at the end of the rearing period were used - the clinical examination and the study of blood samples were completed by bronchioalveolar lavage and microbiological examination of the bronchioalveolar lavage fluid. After slaughter, the lungs of these animals were given a pathological, histological as well as a microbiological examination. The slaughter blood was used to determine the haptoglobin contend and to do a serological examination for A.pp., Influenza and PRRS. In order to be able to make comparisons of the haptoglobin contend, blood samples were taken of 10 animals of one farm before as well as after bronchioalveolar lavage under anaesthetic. Within the framework of a PRRS-repeat-vaccination blood samples were taken of 10 pregnant sows - from day 0 before the vaccination until day 42 after the vaccination - to determine the haptoglobin contend and the PRRS-titres. The idea was to examine wether an increase of the PRRS-titres is being indicated early on through an increase of haptoglobin.  The results of the retrospective study show that in pigs with autopsy confirmed respiratory infections on average the haptoglobin concentration is more than 3 times as high as the assumed physiological limit (0,5 mg/ml). The assumption that acute findings are characterised through a greater haptoglobin increase than chronic findings could not be proven through existing data. It was shown that an infection with P. mult., A.pp. or Haem. parasuis will lead to a noticable haptoglobin increase, whereas an infection with B. bronch. and Str. suis will result in the haptoglobin concentration remaining below or going no higher than the assumed physiological limit. When comparing the haptoglobin values of animals suffering from mono- and mixed infections, it became clear that an infection caused by several pathogens will lead to a significantly higher concentration of haptoglobin.  The results of the field study confirm that the factor „farm“ - often mentioned in literature - has a significant influence and that there is a haptoglobin increase during the risky time span of the first three weeks following the beginning of the fattening period. For animals with haptoglobin values above 0,5 mg/ml at the end of the piglet rearing phase an odds ratio of 2 for a PRRS-seroconversion at the beginning of the fattening period was calculated. A risk calculation for the event of respiratory disease within the whole animal group at this time arrived at 2,6. An evaluation of the microbiological results of the bronchioalveolar lavage demonstrated that animals with a positive microbiological finding showed only slightly increased haptoglobin values in comparison with animals with a negative result. It was not possible to establish wether a measurable APR was brought about by the presence of the pathogens only. Moreover, it could be demonstrated that the carrying out of a bronchioalveolar lavage under anaesthetic is connected with an immidiate and signficant increase in haptoglobin. A reason for this could not be found.   The vacccination trial showed that a repeat-vaccination of pregnant sows brought about a significant increase in the level of haptoglobin within 24 hours. Between the 10th and 14th day the baseline value was reached again. Another increase occured on the 21st day after the vaccination, and led to significantly elevated values on the 42nd day. This increase went parallel with an increase in PRRS-titres.   The acute-phase-protein haptoglobin provides us as a screening parameter with valuable additional information about the presence of respiratory infections and furthermore meaningfully complements the diagnosis of clinically not yet apparent respiratory disease.  

Das Ziel der vorliegenden Arbeit bestand darin, zu prüfen, inwieweit der Parameter Haptoglobin als Akute-Phase-Protein zur Beurteilung der Atemwegsgesundheit bei Schweinen geeignet ist.  In einer retrospektiven Studie an Sektionstieren wurde zunächst untersucht, ob verschiedene Erreger von Atemwegsinfektionen bei Vorliegen von pathomorphologischen Veränderungen im Atemtrakt zu unterschiedlich hohen Konzentrationen von Haptoglobin im Blut führen. Dazu standen die Sektionsergebnisse von 181 Schweinen zur Verfügung, bei denen eine Atemwegserkrankung diagnostiziert worden war. Zusätzlich lagen die Ergebnisse der histologischen, mikrobiologischen und virologischen Untersuchung vor.   Im Rahmen eines Feldversuches wurde die Bedeutung von Haptoglobin als diagnostischer Parameter für subklinische oder beginnende Atemwegsinfektionen untersucht. Gleichzeitig sollte geprüft werden, ob eine Stichprobe von 5% der Tiere zur Beurteilung eines Bestandes ausreichend ist. In 3 Untersuchungsdurchgängen in 8 Ferkelaufzucht- und Mastbetrieben wurden am Ende der Aufzucht sowie 3 Wochen nach Mastbeginn von je 5 klinisch gesunden Indikatortieren Blutproben zur Haptoglobinbestimmung und zur serologischen Untersuchung auf Influenza, PRRS und A.pp. entnommen. Zeitgleich erfolge eine adspektorische Beurteilung der Atemwegsgesundheit der Beobachtungsgruppe (ca. 100 Tiere). In 4 weiteren Betrieben wurden am Ende der Ferkelaufzucht ergänzend zu der klinischen Untersuchung und der Blutprobenentnahme an je 10 Indikatortieren Lungenspülungen mit anschließender mikrobiologischer Untersuchung durchgeführt. Die Schlachtlungen dieser Tiere wurden pathologisch-histologisch sowie mikrobiologisch untersucht, aus dem Schlachtblut erfolgte eine Haptoglobinbestimmung und eine serologische Untersuchung auf A.pp., Influenza und PRRS. Von 10 Tieren eines Betriebes wurden zum Vergleich sowohl vor als auch nach Lungenspülung unter Narkose Blutproben zur Haptoglobinbestimmung entnommen.Im Rahmen einer PRRS-Wiederholungsimpfung wurden an 10 tragenden Sauen von Tag 0 vor der Impfung bis zum 42. Tag nach der Impfung Blutprobenentnahmen zur Haptoglobinbestimmung und zur Bestimmung des PRRS-Antikörpertiters durchgeführt, um zu prüfen, ob ein Anstieg des PRRS-Antikörpertiters frühzeitig durch einen Haptoglobinanstieg angezeigt wird.  Die Untersuchungsergebnisse der Studie an Sektionstieren zeigen, dass pathomorphologische Veränderungen des Respirationstraktes im Mittel zu einer mehr als 3-fachen Haptoglobinerhöhung bezogen auf den angenommenen physiologischen Grenzwert (0,5 mg/ml) führen. Die Annahme, dass akute Befunde mit einem stärkeren Haptoglobinanstieg einhergehen als chronische, konnte aus dem vorhandenen Datenmaterial nicht bestätigt werden. Es wurde gezeigt, dass eine Infektion mit P. mult., A.pp. bzw. Haem. parasuis zu einer deutlichen Haptoglobinerhöhung führt, wohingegen die Haptoglobinwerte bei einer Infektion mit B. bronch. bzw. Str. suis unterhalb bzw. an der angenommenen physiologischen Grenze für Haptoglobin liegen. Bei einem Vergleich der Haptoglobinwerte von Tieren mit Mono- bzw. Mischinfektionen zeigte sich, dass eine Infektion mit mehreren Erregern zur einer signifikant höheren Haptoglobinkonzentration führt.   Die Ergebnisse der Feldstudie bestätigen den bereits aus der Literatur bekannten signifikanten Einfluss des Betriebes sowie den Haptoglobinanstieg im Risikozeitraum 3 Wochen nach dem Umstallen in die Mast. Für Tiere mit Haptoglobinwerten über 0,5 mg/ml am Ende der Ferkelaufzucht konnte eine OR von 2 für eine PRRS-Serokonversion zu Mastbeginn berechnet werden, eine Risikoabschätzung für das Auftreten von Atemwegserkrankungen in der Beobachtungsgruppe ergab den Faktor 2,6. Bei der Auswertung der mikrobiologischen Ergebnisse der Lungenspülungen fiel auf, dass Tiere mit positivem Erregernachweis geringgradig höhere Haptoglobinwerte aufwiesen als Tiere mit negativem Ergebnis, wobei nicht geklärt werden konnte, ob durch die alleinige Anwesenheit dieser Erreger eine messbare APR ausgelöst wurde. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass die Durchführung einer Lungenspülung unter Narkose mit einem unmittelbaren und signifikanten Haptoglobinanstieg verbunden ist. Die Ursache hierfür konnte jedoch nicht geklärt werden.   In dem Impfversuch wurde deutlich, dass eine Wiederholungsimpfung von tragenden Sauen innerhalb von 24 Stunden zu einer signifikanten Erhöhung des Haptoglobinspiegels führte. Zwischen dem 10. und 14. Tag wurde der Basalwert wieder erreichet. Ein erneuter Anstieg erfolgte am 21. Tag nach der Impfung auf signifikant erhöhte Werte am 42. Tag, dieser Anstieg verlief zeitgleich mit einem Anstieg des PRRS-Antikörpertiters.   Das Akute-Phase-Protein Haptoglobin liefert als Screeningparameter wertvolle Zusatzinformationen für das Vorliegen von Atemwegserkrankungen und stellt darüber hinaus eine sinnvolle Ergänzung für das diagnostische Vorgehen bei klinisch noch nicht apparenten Atemwegserkrankungen dar.  

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Dickhöfer, Dorothee: Haptoglobin als Screeningparameter für Atemwegserkrankungen des Schweines. Hannover 2002. Tierärztliche Hochschule.

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