Besteht ein Zusammenhang zwischen der Q-Fieber-Impfung (COXEVAC®) und dem Antibiotikaverbrauch in Milchkuhbetrieben?
Der zoonotische Erreger Coxiella burnetii gilt als Auslöser des Q-Fiebers und verursacht bei Milchkühen Aborte, Früh- oder Totgeburten und lebensschwache Kälber. Weitere mit dem Bakterium assoziierte Erkrankungen im Bereich des bovinen Reproduktionstraktes werden in der Literatur kontrovers diskutiert. Coxiella burnetii erreicht in Europa auf Herdenebene Prävalenzen über 80 % und gilt somit bei Milchkühen als weit verbreitet. Seit dem Jahr 2010 besteht die Möglichkeit einer Vakzinierung mit dem Impfstoff COXEVAC®. Ziel dieser Studie war es, mit Hilfe einer longitudinalen Kohortenstudie zu überprüfen, ob der Einsatz des Impfstoffes den Antibiotikaverbrauch in Milchkuhbetrieben senken kann. An der Untersuchung nahmen insgesamt 49 Milchkuhherden aus Norddeutschland (Niedersachsen) teil, welche sich in 36 Impfbetriebe (F) und 13 Kontrollbetriebe (K) gliederten. Bei allen Herden lag ein direkter oder indirekter Nachweis für Coxiella burnetii vor und die Herdengröße betrug mehr als 40 Kühe in Laktation. Alle Betriebe wurden über einen Zeitraum von drei Jahren beobachtet – ein Jahr vor (Zeitraum 1=ZR1) und zwei Jahre nach t0. Bei den Impfbetrieben ist t0 definiert als Tag, an welchem die Grundimmunisierung abgeschlossen wurde, und bei den Kontrollbetrieben liegt t0 vier Wochen nach dem positiven Diagnostikdatum. Die Zeiträume zwei und drei (ZR 2 und ZR 3) beschreiben das erste bzw. zweite Jahr nach t0. Für diese Zeiträume wurde der Antibiotikaverbrauch mit Hilfe der Anwendungs- und Abgabebelege erfasst. Um weitere Einflussfaktoren auf den Antibiotikaverbrauch und die Vergleichbarkeit der Betriebe zu prüfen, wurde nach Abschluss des Untersuchungszeitraums auf jedem Hof ein Interview mit Hilfe eines Fragebogens durchgeführt. Zur Beantwortung der Fragestellung wurde zum einen die Bezugsgröße Therapiehäufigkeit (TH, in Einzelgaben / Tier / Untersuchungszeitraum) und zum anderen die Antibiotikamengen (in Gramm (g) pro Kuh) gegliedert in 12 Wirkstoffklassen, gewählt. Es zeigte sich, dass bei der Bezugsgröße TH pro Kuh im ZR 1 beide Gruppen in etwa die gleiche mittlere TH aufwiesen und sich nicht signifikant voneinander unterschieden (F: 5,42, K: 5,82; p = 0,217). Bei Kontrollbetrieben nahm die TH über die Zeiträume 2 und 3 kontinuierlich zu (ZR 2 = 6,42, ZR 3 = 7,28). In Impfbetrieben sank die TH hingegen über die Zeiträume leicht (ZR 2 = 5,30, ZR 3 = 5,11). Im ZR 3 ist der Unterschied zwischen Impf- und Kontrollbetrieben signifikant (p = 0,024). Bei Betrachtung der absoluten Mengen pro Kuh (in Gramm (g)) war nur in zwei Antibiotikaklassen und ebenfalls im ZR 3 ein signifikanter Unterschied zwischen Impf- und Kontrollbetrieb sichtbar. Dies waren die Klasse der Tetrazykline (F: 2,24 g, K: 4,51 g, p = 0,019) und die Klasse der β-Lactamase-Hemmer (F: 0,036 g, K: 0,085 g, p = 0,049). Um weitere Einflussparameter auf die TH und die Antibiotikaverbrauchsmengen der Betriebe zu prüfen, wurde in Zusammenarbeit mit dem Statistischen Beratungs- und Analyse-Zentrum der Technischen Universität Dortmund linear gemischte Modelle berechnet. Für die TH liegen zwei Modelle vor, ein volles Modell mit 5 stetigen und 13 kategorischen Variablen und ein optimiertes Modell bei dem die Variablen durch Akaike Information Criterion (AIC) selektiert wurden. Aus den 12 Antibiotikaklassen konnten für 8 Klassen linear gemischte Modelle geschätzt werden. Im vollen Modell zur TH konnte beobachtet werden, dass lediglich zum Zeitraum 3 ein signifikanter Unterschied zwischen Impf- und Kontrollbetrieben sichtbar wird (p = 0,0044). Dabei ist die Therapiehäufigkeit bei Kontrollbetrieben zum Zeitpunkt 3 signifikant erhöht im Vergleich zum Zeitpunkt 1, bei Impfbetrieben ist sie signifikant verringert. Durch die AIC-Selektion zeigten sich im optimierten Modell auch die Parameter „Durchführung einer Zwischendesinfektion während des Melkens“ und „Laufflächengestaltung“ als starke Einflussfaktoren auf die TH, ein Unterschied zwischen Impf- und Kontrollbetrieb bestand jedoch nicht. Die einzelnen Modelle zu den Antibiotikaklassen decken sich überwiegend mit den Ergebnissen des optimierten Modells.
The zoonotic pathogen Coxiella burnetii is considered as the cause of Q-fever and can lead to abortions, miscarriages and weak calves in dairy cows. Other diseases of the bovine reproductive tract which could be associated to the bacterium are controversially discussed in the literature. Coxiella burnetii is known to be widely spread in European dairy cows reaching prevalences of more than 80% at herd level. Since 2010, it is possible to vaccinate cows with the vaccine COXEVAC®. It was the aim of this study to examine whether the usage of the vaccine could reduce the consumption of antibiotics in dairy farms. To do so a longitudinal cohort study was carried out. In total, 49 dairy farms from Northern Germany (Lower Saxony) participated in this study. They were divided into 36 farms with vaccination (Vaccinated group: V) and 13 farms without vaccinations (Control group: C). In all herds, Coxiella burnetii had been directly or indirectly diagnosed and there were more than 40 lactating cows. All farms were examined during a period of three years – one year before (Period 1=P1) and two years after t0. For V, t0 was the day when farms finished the basic immunization, for C t0 was four weeks after a positive diagnosis of Coxiella burnetii. Period two and three (P2 and P3) spanned the first or second year after t0. For these years, the farms’ consumption of antibiotics was gathered with the help of the respective veterinary documents about the application and delivery of antibiotics. Additionally, the respective farmers were interviewed with the help of a questionnaire. This was done for two reasons: first to examine further factors influencing the consumption of antibiotics and second to analyse the comparability of vaccinated and control group. To answer the main objective, the therapy frequency (TF in single doses/animal/period) was chosen as the central reference value and the amounts of antibiotics (in grams (g) per cow) divided into 12 drug classes were recorded. It was shown that regarding the reference value TF for each cow in P1, both groups had approximately the same mean TF and did not differ significantly (V: 5.42, C: 5.82; p=0.217). In the control group, the TF continually increased over time (P2: 6.42, P3: 7.28) whereas in the vaccinated group the TF slightly decreased (P2: 5.30, P3: 5.11). In P3, the difference between vaccinated and control group was significant (p=0.024). Considering the absolute amounts of antibiotic drug for each cow (in grams (g)), only two drug classes exhibited a significant difference between vaccinated and control group– again in P3. Those were the class of tetracyclines (V: 2.24 g, C: 4.51 g, p=0.019) and the class of β-lactamase inhibitors (V: 0.036 g, C: 0.085 g, p=0.049). In cooperation with the Statistic Advice and Analysis Center of the Technical University of Dortmund, linear mixed models were calculated with the aim of identifying factors that influenced the TF and the amounts of antibiotics used by farms. For the TF, two models were created: a full model with five continuous and 13 categorical variables and an optimized model in which variables were reduced using the Akaike Information Criterion (AIC). Regarding the 12 classes of antibiotics, models could be generated for 8 classes. The full model for the TF showed that vaccinated and control group differed only in period 3 significantly (p=0.0044). Here, for C the TF in P3 was significantly higher than in P1, for V it was significantly lower. In the optimized model, the parameters “performance of a disinfection while milking” and “ground type in the alleyways” were shown to be important factors influencing the TF. This impact could equally be found in the vaccinated and control group. The findings drawn from the models for the different classes of antibiotics largely coincided with those from the optimized model. The results of this study allow the assumption that there was indeed a connection between the vaccination against Q-fever with the vaccine COXEVAC® and the consumption of antibiotics in dairy farms. Nevertheless, further studies are necessary to fully answer this question. The major challenge in this respect is to capture the multiple factors influencing the consumption of antibiotics in commercially active dairy farms.
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