Untersuchungen zur Diagnostik und Prävalenz von Infektionen

Aktiengesellschaft für Dienstleistungen in der Schweineproduktion
Geschäftsbereich SGD-SSP
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The role of antibiotics in immunosuppressive diseases
F. T. Reis
Banff Pork Seminar, January 17-20, 2006-03-08
Im Kurzvortrag von F. T. Reis während des Banff Pork Seminar wurde ein Überblick über die neuen
sanitarischen Herausforderungen in der Schweineproduktion und die Auswirkungen von AntibiotikaTherapien auf die Immunantwort gegeben.
Folgende Fragen wurden gestellt:
1. Wie soll mit den verschiedenen krankheitsauslösenden Faktoren umgegangen werden?
2. Welches sind die Auswirkungen von einzelnen isolierten oder Kombinationen von Pathogenen
auf die Immunantwort beim Schwein?
3. Welches sind die Kriterien, um die bevorzugte Antibiotikatherapie zur Krankheitskontrolle
auszuwählen?
4. Welches sind die Auswirkungen des gewählten Antibiotikas auf das Immunsystem?
Zu 1: Als mögliche Lösungsansätze zum Umgang mit den krankheitsauslösenden Faktoren (Viren,
Bakterien, Umwelt und Management) wurden angeführt: Hygiene, rein-raus Bestossung, neue
Produktionssysteme (Produktion an verschiedenen Standorten), Förderung der Tiergesundheit,
Stressreduktion und Vakzinen.
Als Negativbeispiel für das Vorgehen in der Praxis wurde der kombinierte Einsatz mehrere Wirkstoffe
(z. Bsp. CTC als Prämix + Sulfonamide im Wasser + Injektionsbehandlungen) oder Überdosierungen
von Antibiotika (bis zu 1800 ppm Tetrazyklin für Mastschweine) erwähnt.
Zu 2: Die Elemente der nicht-spezifischen Immunabwehr umfassen die physikalischen Barrieren
(Haut, mukoziliärer Apparat, Sekretionen, peristaltische Bewegungen etc.), Plasmaproteine (Akut
Phasen Protein, Interferone, Lysozyme, Laktoferrin, kationische Proteine, etc.) und die zelluläre
Abwehr mit Phagozyten und zytotoxischen Zellen. Die Auswirkungen spezieller Krankheitserreger auf
dieses System wurden genauer erläutert.
PRRS Viren infizieren Makrophagen im ganzen Körper aber die grössten Auswirkungen scheinen sie
in den Makrophagen des Respirationstraktes zu haben. Es kommt zu Veränderungen der
Zellfunktionen, welche zu einer Reduktion der Phagozytoseleistung führen. Weiters wird die
Zusammensetzung der freigesetzten Zytokine beeinflusst. Diese Effekte resultieren in einem Anstieg
der Empfänglichkeit für Infektionen.
M. hyopneumoniae verursachen eine Atrophie der Zilien in den Epithelzellen der Luftwege. Die Zilien
tragenden Epithelzellen, die periphere Mukusschicht und der Flüssigkeitsfilm, der die Zilien umgibt,
sind Komponenten, die zur ersten Barriere gegen Pathogene, welche die Lunge erreichen, gehören.
PCV2 Infektionen sind assoziiert mit einer lymphatischen Depletion, was die Charakteristika und den
progressiven Verlauf der klinischen Erkrankung bedingt. Kümmerer haben weniger weisse Blutzellen
v. a. Lymphozyten und Monozyten als gesunde Schweine. Ausserdem können Schweine, die PMWS
entwickeln keine Interferone mehr produzieren, was eine Schlüsselrolle bei der ungenügenden
Immunantwort auf PCV2 Infektionen zu sein scheint.
Die Kombination dieser Erreger kann zu signifikant gesteigerten Symptomen führen.
Zu 3: Früher wurde ein Antibiotikum nach folgenden Kriterien ausgesucht: Wirksamkeit bezüglich
nachgewiesenen Keimen, Antibiogramm, Vorschriften, Absetzfrist, Pharmakokinetik und –Dynamik
sowie wirtschaftlichen Aspekten. In der neueren Zeit müssen auch noch die Folgen von Koinfektionen
mit Viren, welche immunsuppressiv wirken in die Entscheidung mit einbezogen werden.
Zu 4: Zu den Antibiotika mit immunsuppressiver Wirkung gehören: Tetrazykline, Sulfonamide,
Penizilline, Chloramphenicole und Streptomycine. Einzig die Makrolide wirken immunstimulierend.
In der Schweinemedizin werden Chlortetra-, Oxytetra- und Doxyzykline eingesetzt. Sie verfügen über
ein breites Spektrum. Als Nachteile werden Immunsuppression, renale Toxizität und Chelatbildung
genannt. Durch Tetrazykline wird die Chemotaxis und somit die Phagozytose gehemmt. Es kommt
über einen dosisabhängigen Prozess zur Depression von B- und T-Lymphozyten. Sowohl die
humorale und die zelluläre Immunantwort werden gehemmt. Die Interferenzen konnten mit
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Datum : 31.03.2006
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verschiedenen analogen Stoffen beobachtet werden wie Tetrazykline, Chlortetrazykline, Doxyzykline,
Lymezykline und Minozykline, wobei Doxyzykline die grösste Hemmung verursachen. Doxyzyklin
unterdrückt irreversibel die Antikörperproduktion von T- und B-Lymphozyten. Vor allem in hohen
Konzentrationen hemmen Tetrazykline den bakteriziden Effekt des Serums. Bei einem verlängerten
Einsatz der genannten Antibiotika und bei höheren Dosierungen wurde eine verstärkte Depletion der
Lymphknoten beobachtet.
Über die genaueren Wirkungsweisen auf die körperliche Abwehr wurden einige Hypothesen
aufgestellt:
- Hemmung der mitogenen Antwort: Für die Teilung der T-Lymphozyten braucht es eine
grosse Menge von Energie, weil es sich um einen sehr schnellen Vorgang handelt.
Tetrazykline führen zu einem Mangel an Energie, weil sie die mitochondrale
Proteinsynthese hemmen.
- Hemmung der Antikörperproduktion: Tetrazykline hemmen auch hier die Proteinsynthese.
- Hemmung des bakteriziden Effekts im Serum: Ist bedingt durch den chelatierenden Effekt
von Tetrazyklin für Mg 2+.
- Durch die Hemmung der Proteinsynthese kann die Wirkung der parenteralen Ernährung
mittels Aminosäuren bei katabolen Patienten komplett aufgehoben werden.
- Weitere Nebenwirkungen von Breitspektrum-Antibiotika sind die Reduktion von Bakterien,
die Peptide produzieren, die die Immunität stimulieren. Dieser Effekt erhöht die
Empfänglichkeit für Infektionen mit Salmonellen, E. coli und verursacht Überwucherungen
von Hefebakterien im Colon.
- Tetrazykline können Nieren toxisch schädigen.
Aufgrund dieser Nebenwirkungen wurde gefolgert, dass Tiere mit geschwächtem Immunsystem nicht
mit Tetrazyklinen mediziniert werden sollten. Ebenso sollte eine verlängerte Behandlung und eine
erhöhte Dosierung vermieden werden. Bei PMWS Ausbrüchen können Tiere mit nekrotisierenden und
fibrinösen Glomerulonephritiden gefunden werden. In solchen Fällen kann der Einsatz von Tetrazyklin
noch zu einer zusätzlichen Gefährdung führen.
Zu den Sulfonamiden, die in der Schweinemedizin eingesetzt werden gehören Sulfamethazine,
Sulfadimethoxine, Sulfathiazole und Sulfapyridine. Sie verfügen ebenfalls über ein breites
Wirkspektrum. Zu den Nachteilen gehören Rückstände im Fleisch und Toxizität. Studien haben
gezeigt, dass der Einsatz von Sulfamethazinen zu einer Verminderung der Phagozytose-Aktivität der
alveolären Makrophagen führt. Obwohl sich die Wirkung von Sulfonamiden bei der Behandlung von
verschiedenen Infektionen gut etabliert hat, weisen in vivo Beobachtungen darauf hin, dass die
Behandlung mit dieser Antibiotikagruppe zu einem erhöhten Risiko für respiratorische Infektionen
führen kann.
Die nachteiligen Effekte von Penizillinen auf das Immunsystem umfassen hämolytische Anämie,
Leukopenie und Thrombozytopenie.
Streptomycin und Chloramphenicol reduzieren die Bildung von Neutrophilen was zu einer Neutropenie
führt. Chloramphenicol, welches heutzutage für den Einsatz bei Nutztieren verboten ist kann zwei
Formen von Knochenmarksdepression hervorrufen. Eine reversible dosis-abhängige Interferenz mit
dem Eisenmetabolismus und eine irreversible idiosynkratische Form einer aplastischen Anämie.
Makrolide die in der Schweinemedizin eingesetzt werden sind Tilmicosin, Tylosin, Erythromycin,
Spiramycin, Avilosin und Josamycin. Als Vorteile dieser Antibiotika-Gruppe werden Punkte wie
Erregerspektrum (Mykoplasmen, manche gram-negative Keime und gram-positive), Gewebespiegel
und positive Auswirkungen auf das Abwehrsystem genannt. Als Schwäche wird angeführt, dass die
Blut-Hirn-Schranke nicht durchbrochen werden kann. Makrolide akkumulieren in den Leukozyten und
verstärken die Performance von verschiedenen Aspekten des zellulären Immunsystems. Am
intensivsten wurde die Wirkung von Tilmicosin studiert. Die Interaktion verläuft über Akkumulation des
Wirkstoffes in den Phagozyten (in den Neutrophilen um den Faktor 70 verglichen mit der
extrazellulären Konzentration, in den Makrophagen um den Faktor 65 und in den Monozyten um den
Faktor 45), wobei 51-85% in den Lysosomen zu finden ist, über Chemotaxis und gesteigerte
intrazelluläre Abtötung. Durch die Verabreichung von Tilmicosin konnte die Menge an antibakteriellen
Lysozymen in den Phagozyten innerhalb von 4 h signifikant erhöht werden.
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Um Viruserkrankungen, die eine Immunsuppression auslösen zu kontrollieren,
müssen grundlegende Änderungen in Management und Umwelt durchgeführt
werden.
Der umsichtige Einsatz von Antibiotika zur Kontrolle von Sekundärinfektionen
gehört ebenfalls zur Bekämpfung. Um den idealen Wirkstoff auszusuchen sollte der
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adverse Effekt der genannten Produkte auf andere Organe (Nieren) sowie die
Wirkung auf das Immunsystem beachtet werden.
Folgende Antibiotikagruppen hemmen über verschiedene Mechanismen das
Immunsystem: Tetrazykline, Sulfonamide, Penizilline, Chloramphenicole und
Streptomycine.
Aufgrund der beschriebenen Nebenwirkungen wurde gefolgert, dass Tiere mit
geschwächtem Immunsystem (z. Bsp. infolge einer Circoviren-Infektion) nicht mit
Tetrazyklinen, Sulfonamiden, Penizillinen, Chloramphenicolen und Streptomyzinen
mediziniert werden sollten. Ebenso sollte eine verlängerte Behandlung und eine
Überdosierung vermieden werden.
Einzig die Makrolide (Tylosin, Erythromycin, Spiramycin u. a.) wirken
immunstimulierend.
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