Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)TiHo eLib

Untersuchung der Antikörperkinetik von Lawsonia intracellularis und Vergleich zweier Messmethoden für Totalprotein im Serum von Fohlen

Das Ziel der ersten Studie waren die Untersuchung und die Beschreibung der Antikörperkinetik von Lawsonia intracellularis (L. intracellularis) bei Fohlen auf einem Warmblutgestüt in Deutschland mit Vorkommen von equiner proliferativer Enteropathie (EPE). Als serologisches Verfahren wurde der Immunoperoxidase Monolayer Assay (IPMA) angewendet. In der Studie wurden 63 Fohlen, die alle im Juli 2019 geboren wurden, im Alter von zwei bis 10 Monaten im Rahmen einer wöchentlichen Routineuntersuchung des Gestüts im zweiwöchentlichen Rhythmus klinisch untersucht und beprobt. Dabei wurde eine physische Untersuchung durchgeführt, die Rektalinnentemperatur gemessen und eine Blutprobe entnommen. Die daraus gewonnenen Serumproben (n = 1157) wurden zur Bestimmung der Gesamtprotein- und Albuminkonzentration sowie zur serologischen Analyse auf L. intracellularis spezifische Antikörper mit dem IPMA verwendet. Im Falle einer Hypoproteinämie (< 50 g/L) und/oder Hypoalbuminämie (< 25 g/L) wurde eine transabdominale Ultraschalluntersuchung des Dünndarms durchgeführt mit Fokus auf die Darmwanddicke. Sofern eine Hypoproteinämie/Hypoalbuminämie und eine Verdickung der Dünndarmwände (> 3 mm) vorlagen, wurde ein Kottupfer mittels einer PCR auf das Bakterium L. intracellularis untersucht. Insgesamt wurden bei 87,3% (55/63) der untersuchten Fohlen Antikörper gegen L. intracellularis nachgewiesen, jedoch nur 5,5% (3/55) dieser Fohlen entwickelten eine klinische EPE. Bei 32,7% (378/1157) der untersuchten Seren wurden Antikörper gegen L. intracellularis mit Titern zwischen 60 und 960 gemessen. Die Verläufe der einzelnen Antikörpertiter zeigten eine große Variabilität zwischen den Fohlen, so dass sich kein spezifisches Muster erkennen ließ. Da es keinen einheitlichen Titerverlauf gab und sowohl Fohlen mit als auch ohne EPE hohe Antikörpertiter (480 und 960) aufwiesen, die unterschiedlich lange nachweisbar waren, ist es nicht möglich, anhand von einzelnen seropositiven Proben Schlussfolgerungen hinsichtlich der Antikörperkinetik und des Krankheitsverlaufs bei Fohlen zu ziehen. Im Durchschnitt waren die L. intracellularis spezifischen Antikörper in dieser Studie über 12 Wochen messbar. Es wurden bei 7,3% (4/55) der Fohlen intermittierende Verläufe von Antikörpertitern gegen L. intracellularis festgestellt.Bei diesen Fohlen wurde der Antikörpertiterverlauf durch ein oder zwei negative Serumproben unterbrochen. Keines der Studienfohlen mit mindestens zwei aufeinanderfolgenden seropositiven Proben, die im Abstand von ungefähr zwei Wochen genommen wurden, erkrankte im späteren Verlauf der Studie an EPE. Aufgrund der niedrigen Erkrankungsrate an EPE (n = 3) sind allerdings weitere Studien erforderlich, um diese Aussage zu bestätigen. Der IPMA zeigte im Laufe der Studie einige technische Schwächen. Bei etwa 8,6% (100/1157) der Proben waren ein oder mehrere Wiederholungstests erforderlich, da aufgrund des starken Hintergrundgeschehens bei der mikroskopischen Untersuchung keine eindeutigen Ergebnisse auszuwerten waren oder Diskrepanzen zu dem vorherigen Testergebnis vorlagen. Daher ist es bei künftigen Studien über die Antikörperkinetik von L. intracellularis sowie bei serologischen Untersuchungen als diagnostisches Mittel empfehlenswert, alle Proben mit dem IPMA als Duplikat zu untersuchen.
In der zweiten Studie wurden die Messmethoden (Refraktometrie und Biuret-Reaktion) durch Messung der Gesamtproteinwerte im Serum von Fohlen desselben Gestüts miteinander verglichen. Totalprotein ist ein wichtiger Parameter im Überwachungs-management von L. intracellularis, da eine Hypoproteinämie (< 50 g/L) als diagnostisches Merkmal einer EPE gilt. Ziel war es daher, die Zuverlässigkeit der Totalproteinmessung mittels des Refraktometers bei Fohlen zu untersuchen und somit den Einsatz dieser Methode als geeignetes Hilfsdiagnostikum, zum Beispiel im Rahmen eines Lawsonien-Monitorings, zu prüfen. Weitere untersuchte Aspekte waren die Korrelationen zwischen den Totalproteinwerten beider Messverfahren und dem Albuminwert sowie der Einfluss der Außentemperaturen auf die angewandten Messmethoden. Insgesamt wurde die Totalproteinkonzentration in 772 Serumproben von 744 gesunden und kranken Fohlen im Alter von einem bis acht Monaten mittels Refraktometrie und Biuret-Reaktion gemessen. Die untersuchten Proben stammten aus einem auf dem Gestüt durchgeführten Lawsonien-Monitoring der Monate August bis Oktober 2019. Die beiden Messmethoden wurden anhand der Gesamteiweißwerte innerhalb von zwei Gruppen (A und B) miteinander verglichen. Bei der Probenentnahme lag in Gruppe B eine höhere Außentemperatur (33°C) vor als in Gruppe A (≤ 29°C). Die Gruppe A (Außentemperaturen ≤ 29°C) umfasste 696 Serumproben von 696 gesunden und kranken Fohlen, deren Proben über einen Zeitraum von acht Wochen genommen wurden. Gruppe B (Außentemperatur 33°C) umfasste 76 Serumproben von 76 gesunden und kranken Fohlen, die alle an einem einzigen Tag genommen wurden. In jeder Gruppe (A und B) wurden die zwei Messmethoden jeweils anhand des Totalproteinwertes einer Serumprobe pro Fohlen miteinander verglichen. Von einer kleinen Anzahl an Fohlen (n = 28) wurde je eine Probe in beiden Gruppen untersucht, die in unterschiedlichen Kalenderwochen entnommen wurden. Am Tag der Probennahme wurde das Gesamteiweiß mit einem Handrefraktometer und innerhalb von 24 Stunden nach der Probenentnahme mit der Biuret-Reaktion in einem externen Labor gemessen. Zusätzlich wurde die Albuminkonzentration mittels Turbidimetrie bestimmt. Die Auswertung zeigte sowohl in Gruppe A (Außentemperaturen ≤ 29°C) als auch in Gruppe B (Außentemperatur 33°C) eine positive Korrelation zwischen den Totalproteinwerten der beiden Messmethoden sowie zwischen den Totalprotein- und Albuminwerten. Bei Außentemperaturen ≤ 29°C gab es eine gute Übereinstimmung (p = 0,98) bei der Messung der Gesamteiweißwerte mittels Refraktometrie und Biuret-Reaktion. Somit ist das Refraktometer eine mögliche akzeptable Alternative zur chemischen Messung von Serum-Totalprotein bei Fohlen. Allerdings gab es bei Außentemperaturen von 33°C signifikante Unterschiede (p <.0001) zwischen den Messmethoden. Daher ist bei der Verwendung des Refraktometers generell darauf zu achten, dass die Proben bei moderaten Außentemperaturen (≤ 29°C) genommen werden oder nach der Entnahme zeitnah analysiert oder gekühlt gelagert werden, um längere Hitzeeinwirkung zu vermeiden. Wenn dies nicht möglich ist, ist eine Messung der Seren mittels der Biuret-Reaktion zu empfehlen. Aufgrund der geringen Anzahl an Proben (n = 31) aller Totalproteinwerten < 50 g/L in dieser Studie, können keine Rückschlüsse auf die Präzision und die Vergleichbarkeit der beiden angewandten Messmethoden für den für L. intracellularis interessanten Messbereich gezogen werden. Diese Studie hat jedoch gezeigt, dass die Refraktometrie eine geeignete Methode zur Messung von Serum-Totalprotein bei Außentemperaturen ≤ 29°C darstellt.

The aim of the first study was to investigate and describe the antibody kinetics of Lawsonia intracellularis (L. intracellularis) in foals on a Warmblood breeding farm in Germany with the occurrence of equine proliferative enteropathy (EPE). The immunoperoxidase monolayer assay (IPMA) was used as serological method. In the study, 63 foals, all born in July 2019, were examined clinically from the age of two to 10 months and blood samples were drawn at two-week intervals as part of the stud's weekly routine protocol. Every study foal underwent a physical examination including assessment of rectal temperature and blood sample collection. The collected serum samples (n = 1157) were used to measure total protein and albumin concentrations as well as for serological analysis of L. intracellularis specific antibodies using the IPMA. In case of hypoproteinaemia (< 50 g/L) and/or hypoalbuminemia (< 25 g/L), a transabdominal ultrasound examination of the small intestine was performed, focusing on intestinal wall thickness. If hypoproteinaemia/ hypoalbuminaemia and thickening of the small intestinal walls (> 3 mm) were present, a faecal swab was examined for the detection of L. intracellularis via PCR. Overall, antibodies against L. intracellularis were detected in 87.3% (55/63) of the foals examined, but only 5.5% (3/55) of these foals developed EPE. Antibodies against L. intracellularis were measured in 32.7% (378/1157) of the sera tested, with titres ranging between 60 and 960. The courses of the individual antibody titres showed great variability amongst foals, with no consistent antibody pattern being identified. Since there was no uniform titre progression and both foals with and without EPE showed high antibody titres (480 and 960), which were detectable for different lengths of time, it was not possible to draw any conclusions regarding antibody kinetics and disease outcome based on individual seropositive samples. On average, L. intracellularis specific antibodies were detectable for 12 weeks in the study foals. Intermittent positive antibody titres against L. intracellularis were detected in 7.3% (4/55) of foals. In these foals, the antibody titre progression was interrupted by one or two negative serum samples. None of the study foals with at least two consecutive seropositive samples taken approximately two weeks apart developed EPE during the study period. However, due to the low incidence of EPE (n = 3), further studies are needed to confirm this observation. The IPMA showed some technical weaknesses during the study. In about 8.6% (100/1157) of the samples, one or more repeated analyses were necessary because of strong background observed during microscopic evaluation of the slide or because of discrepant results with previous test results. Therefore, it is recommended that samples in future studies or diagnostic samples testing antibodies against L. intracellularis via IPMA be tested in duplicate. The second study aimed at comparing two methods (refractometry and biuret reaction) for the detection of total protein concentrations in the serum of foals from the same stud. Total protein is an important parameter in the monitoring management of L. intracellularis, as hypoproteinaemia (< 50 g/L) is considered a diagnostic hallmark of EPE. The aim was therefore to investigate the reliability of total protein measurement by refractometer in foals and thus to test the use of this method as a suitable auxiliary diagnostic within the context of a Lawsonia monitoring. An additional aim was to correlate total protein concentrations measured via refractometry and biuret reaction with albumin concentrations and the impact of outside temperatures. The total protein concentration was measured in 772 serum samples from 744 healthy and sick foals, aged one to eight months, using refractometry and biuret reaction. The samples analysed were from the Lawsonia monitoring programme carried out at the study farm from August to October of 2019. The two measurement methods were compared based on total protein values within two groups (A and B). At sampling, group B had higher outdoor temperatures (33°C) than group A (≤ 29°C). Group A (outdoor temperatures ≤ 29°C) included 696 serum samples from 696 healthy and sick foals, the samples were taken over a period of eight weeks. Group B (outside temperature 33°C) comprised 76 serum samples from 76 healthy and sick foals, all taken on one single day. In each group (A and B), the two measurement methods were compared based on the total protein value of one serum sample per foal. From a small number of foals (n = 28), one sample each was examined in both groups, taken at different calendar weeks. On the day of sampling, total protein was measured with a handheld refractometer and within 24 hours after sampling with the biuret reaction at an external laboratory. In addition, the albumin concentration was determined by turbidimetry. The evaluation showed a positive correlation between the total protein values of the two measurement methods as well as between the total protein and albumin values, both in group A (outdoor temperatures ≤ 29°C) and in group B (outdoor temperature 33°C). There was good agreement (p = 0.98) in the measurement of total protein values by refractometry and biuret reaction at outdoor temperatures ≤ 29°C. Thus, the refractometer is an acceptable alternative to the chemical measurement of serum total protein in foals. However, when blood samples were collected under outdoor temperatures of 33°C, there were significant differences (p <.0001) between the two measurement methods. Thus, when using the refractometer, it is generally important to ensure that samples are taken at moderate outdoor temperatures (≤ 29°C) or are analysed promptly after collection or are stored refrigerated to avoid prolonged exposure to heat. If this is not possible, measurement of the sera using the biuret reaction is recommended. Due to the small number of total samples (n = 31) with total protein values < 50 g/L, no conclusions can be drawn regarding the precision and comparison of both methods in the measurement range of interest for L. intracellularis. However, this study has shown that refractometry is a suitable method for the measurement of serum total protein at outdoor temperatures ≤ 29°C.

 

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