Untersuchungen zur Diagnostik und Prävalenz von Infektionen

Aktiengesellschaft für Dienstleistungen in der Schweineproduktion
Geschäftsbereich SGD-SSP
Literaturrecherche
Evidence of breed-dependent differences in susceptibility to Porcine
Circovirus Type-2-associated disease and lesions
T. Opriessnig et al.
Veterinary Pathology 43, 2006, 281-293
Serologische Überwachungen weisen auf eine hohe Prävalenz von PCV2 in Schweinebeständen
weltweit hin. Das Vorkommen von PCV2-assoziierten Erkrankungen jedoch variiert scheinbar von
Land zu Land und von Betrieb zu Betrieb. Erkrankungen, die PMWS zugeordnet werden können
schwanken von 4% bis 30% und die Mortalität liegt typischerweise bei 70-80%. Bei den meisten
Berichten fehlen jedoch zusätzliche Informationen betreffend Rasse, Produktionsprogramm,
Umgebung des Betriebs oder anderer aktueller Erkrankungen, welche den Ausbruch von PCV2assoziierten Erkrankungen beeinflusst haben könnten.
Experimentelle Infektionsmodelle indizieren, dass PCV2 opportunistisch zu Erkrankungen führt,
abhängig von Immunstimulation oder Koinfektionen. Obwohl es den meisten Forschergruppen nicht
gelungen ist, klinische Erkrankungen mit alleiniger PCV2 Inokulation zu provozieren, gibt es doch
einige Berichte, in denen es klappte. Die genauen Gründe für die unterschiedlichen Resultate der
PCV2 Infektionen sind bisher nicht bekannt, es gibt aber mehrere mögliche Erklärungen
einschliesslich Unterschiede bezüglich der Haltungssysteme, Stressoren, Alter der Tiere zum
Infektionszeitpunkt sowie Typ, Dosis und Route der PCV2 Inokulation.
Ein anderer Aspekt, welcher noch nicht untersucht wurde ist der Einfluss der Wirtstiergenetik auf
PCV2 Infektionen. Über Unterschiede in der genetischen Empfänglichkeit für Parasiten, Bakterien und
Viren wurde bereits berichtet. Für Unterschiede in Krankheitsresistenzen für Pseudorabies, PRRSV,
E. coli und Sarcocystis miescheriana zwischen verschiedenen Schweinerassen bestehen Hinweise.
Schweine aller Rassen sind empfänglich für PCV2 Infektionen und PMWS konnte bereits bei einer
grossen Anzahl von reinrassigen und gekreuzten Schweinen beobachtet werden.
Ziel der Arbeit war zu erfassen, ob es Anzeichen für Unterschiede in der genetischen
Wirtsempfänglichkeit für PCV2-assoziierte Erkrankungen zwischen den ausgewählten Rassen Duroc,
Landrasse und Large White gibt. Diese 3 Rassen wurden ausgewählt, weil sie vom gleichen Betrieb
zugekauft werden konnten.
Für den Versuch wurden 75 reinrassige (26 Duroc, 25 Landrasse, 24 Large White), kolostrumgefütterte, weibliche Schweine, die auf dem gleichen Betrieb in der gleichen Kammer aufgezogen
wurden verwendet. Der Herkunftsbetrieb wurde negativ auf PRRS und M. hyopneumoniae getestet.
Bisher gab es keine Anzeichen für PCV2-assoziierte Erkrankungen in der Herde. Die Tiere werden
gegen PPV und Leptospirose geimpft. Im Alter von 10-12 Tagen wurden die Ferkel abgesetzt und in
den Versuchsbetrieb transportiert, wo sie in 2 Räumen untergebracht wurden.
Blutproben wurden am Ankunftstag und anschliessend alle 2 Wochen bis zur PCV2-Inokulation
entnommen. Nach der Infektion wurden Proben an den Tagen (PID) 7, 14, 21, 28 und 35 entnommen.
Die Seren aus der Präinokulationszeit und von PID 21 und 35 wurden mittels ELISA auf PCV2 AK
getestet.
Alle Proben, die am Ankunftstag entnommen wurden, sowie die Proben von den 11 Tieren, die zufällig
zur Sektion ausgewählt wurden, wurden mittels ELISA auf PRRSV und mittels HämagglutinationsHemmtest auf PPV untersucht.
12 Tiere (3 Duroc, 6 Landrasse, 3 Large White) wurden als schein-inokulierte Kontrollgruppe in einem
separaten Raum gehalten. Diese Tiere wurden aufgrund ihrer maternalen PCV2 Antikörper
ausgewählt. Die Infektion der verbleibenden 63 Schweine erfolgte nach dem Absinken der maternalen
AK. Jeweils 6 Tiere wurden zusammen in Buchten, die auf 3 Räume verteilt waren gehalten. Um den
Wurf- und Ebereffekt möglichst zu minimieren mussten pro Rasse im Minimum Ferkel von 4
verschiedenen Ebern und max. 5 Tiere pro Wurf ausgewählt werden.
Das hergestellte PCV2 Inokulum wurde den Tieren sowohl intranasal (1 ml) sowie intramuskulär (0.5
ml) verabreicht. Am Tag der Inokulation waren die Schweine 5-8 Wochen alt.
Ersteller : Riccarda Ursprung
Datum : 31.10.2006
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Die Schweine wurden täglich untersucht und respiratorische Erkrankungen, Niesen und Ikterus
erfasst. Rektale Temperatur, Kümmern und Verhaltensänderungen wurden aufgezeichnet. Am Tag
der Inokulation sowie an den PID 7, 14, 21, 28 und 35 wurde das Körpergewicht bestimmt.
Mittels Real-time PCR wurden die gewonnenen Seren auf PCV2 DNA untersucht.
Am Tag 21 p.i. wurde die Hälfte aller mit PCV2 infizierter Tiere und 7 Kontrolltiere getötet und eine
Sektion durchgeführt. Die restlichen Tiere wurden am Tag 35 entsprechend untersucht. Dabei wurden
die makroskopischen Lungenveränderungen und Vergrösserungen der Lymphknoten bestimmt und
zusätzlich wurden Thymus, Ileum, Nieren, Kolon, Milz und Leber histologisch untersucht.
Immunhistochemisch wurde PCV2-Antigen in den oben erwähnten Organen nachgewiesen. Ein
overall Score der PCV2-assoziierten Läsionen wurde errechnet und ein Tier als PMWS positiv
diagnostiziert, wenn der errechnete Score Werte von 7-9 erreichte.
Vom Tag 7 PID bis 14 PID manifestierte sich die PCV2 Infektion mit milden respiratorischen
Problemen und durch Niesen. Wobei die Klinik bei den Landrasse-Schweinen stärker ausgeprägt war.
Die wöchentliche Gewichtszunahme war zwischen den 3 Rassen nicht signifikant unterschiedlich. Ein
Landrasse-Tier entwickelte persistierendes Fieber (> 41°C) ab dem Tag 14 PID und wurde am Tag 21
PID euthanasiert. Es nahm nur 6 gr. an Gewicht zu in den Tagen 14-21. Ein weiteres Tier aus dieser
Gruppe hatte verglichen mit den anderen Schweinen der Landasse signifikant tiefere Zuwachsrate.
Bei der Ankunft der Tiere auf dem Versuchsbetrieb wiesen die meisten noch maternale Antikörper auf
(65/75), welche jedoch vor der PCV Inokulation unter den ELISA Cut-off Wert abfielen. Wie erwartet
verschwanden die passiv erworbenen Antikörper bei den Kontrolltieren, während sie bei den
infizierten Schweinen in der Zeitspanne vom PID 21 und 35 wieder anstiegen.
Es fand keine Serokonversion für PPV oder PRRSV statt.
Alle Serumproben, die von den Kontrolltieren stammten waren mittels rt-PCR negativ für PCV2 DNA.
Bei den infizierten Tieren konnten erstmals PCV2 Virämien am Tag 7 PID festgestellt werden (12 von
23 Duroc, 14 von 19 Landrasse und 9 von 21 Large White), wobei die Gruppe der Landrasse eine
signifikant höhere Inzidenz aufwies als die Gruppe der Large White. Der Grossteil der Tiere war
virämisch am Tag 14. Die Virämie dauerte bei allen Rassen ungefähr gleich lang (4.2-4.6 Wochen).
Bei den Kontrolltieren konnten keine makro- und mikroskopischen Veränderungen festgestellt werden.
Am Tag 21 PID wiesen 9 von 12 Duroc, 10 von 11 Landrasse und 11 von 11 Large White vergrösserte
Lymphknoten auf. Zusätzlich waren die Lungen bei 3 Landrasse und einem Duroc Schwein braun
marmoriert. Das Landrasse Schwein, das frühzeitig euthanasiert wurde wies eine helle Leber und ein
Magenwandödem auf. Am Tag 35 PID waren die Lymphknoten ebenfalls vergrössert.
Insgesamt wiesen 7 von 63 PCV2-infizierten Schweinen keine lymphoiden Läsionen auf und 35 von
63 hatten milde PCV2-assoziierte Läsionen. Bei 18 von 63 Tieren waren die Läsionen moderat und
bei 3 schwerwiegend und stimmten mit PMWS überein. Falls vorhanden waren die Läsionen
assoziiert mit lymphoider Depletion, granulomatöser Entzündung und Vorkommen von PCV2-Antigen.
Die Tiere der Landrasse wiesen signifikant stärkere Depletionen der Lymphknoten auf.
Histologisch konnten sowohl am Tag 21 als auch am Tag 35 lymphohistiozytäre Hepatitiden,
Myokardititen und Nephritiden festgestellt werden. Die Lungenläsionen waren charakterisiert durch
milde, fokale bis diffuse lymphohistiozytäre interstitielle Pneumonien.
3 Schweine der Landrasse hatten mikroskopische Läsionen, die für PMWS sprachen.
Um den Einfluss der passiven Antikörper zu beurteilen wurden die Tiere in PID-0 seropositiv und PID0 seronegativ eingeteilt. Am Tag 21 PID hatten die PID-0 seronegativen Landrasse Schweine
signifikant stärkere Lymphknotenläsionen als die Duroc Tiere. Die PI-D-0 seronegativen Landrasse
Schweine hatten signifikant stärkere lymphoide Depletionen, Entzündungen und PCV2 Antigen
assoziierte Läsionen in Tonsillen verglichen mit den Duroc und Large White Tieren.
In dieser Studie betrug die totale Inzidenz der mikroskopischen Läsionen, die mit PMWS vereinbar
sind 15.8% (3 von 19) für Landrasse Schweine, während keines der Duroc oder Large White Tiere
betroffen war. Wenn diese Fälle in PID-0 seronegativ und seropositiv unterteilt wurden, stieg die
Inzidenz für die seronegativen Tiere auf 30% an.
Der Einfluss der passiv erworbenen Antikörper wurde auch innerhalb der Rassen bestimmt. Dabei
konnten für Duroc und Large White keine Unterschiede erkannt werden, während bei den Landrasse
Schweinen am Tag PID 14 und 21 die PID-0 seronegativen Tiere signifikant höherer Mengen an
PCV2 Nukleinsäure im Serum hatten und am Tag 21 PID in dieser Gruppe auch grössere Läsionen
der Lymphknoten bestanden.
Es gab keinen Wurf- und Ebereffekt auf die Entwicklung von PCV2-assoziierten Läsionen.
Bisher gibt es eine kleine Anzahl von Arbeiten, die sich mit unterschiedlicher Wirtstierempfänglichkeit
für Krankheiten wie E. coli, Sarcocystis miescheriana oder PRRS bei Schweinen auseinandergesetzt
haben.
Alle Rassen, die in dieser Studie berücksichtigt wurden schienen gleichwohl empfänglich für eine
PCV2 Infektion zu sein. Es konnten keine signifikanten Unterschiede in Virämiedauer, Menge von
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PCV2 DNA Kopien oder Antikörperproduktion festgestellt werden. Klinische Erkrankungen und
mikroskopische Läsionen, die mit PMWS vereinbar waren, konnten jedoch nur bei Tieren der
Landrasse beobachtet werden. Die Resultate indizieren, dass die Landrasse Schweine eine
Prädisposition aufwiesen für die Entwicklung von einer subklinischen PCV2 Infektion zu klinischer
PMWS.
Im Feld spiegelt PMWS meist ein Endstadium-Krankheitskomplex dar, der oft durch andere
Krankheitserreger wie PPV, PRRSV oder M. hyopneumoniae noch getriggert wird. Nach den besten
Möglichkeiten wurden alle anderen Einflussfaktoren für diesen Versuch ausgeschaltet indem alle Tiere
vom gleichen Betrieb stammten, zusammen transportiert wurden und anschliessend auf dem
Versuchsbetrieb in den gleichen Kammern gehalten wurden.
Auch das Geschlecht kann einen Einfluss auf die Wirtstierempfänglichkeit haben. So gibt es 2
Studien, die gezeigt haben, dass männliche Ferkel häufiger an PMWS erkranken als weibliche. Es
wird angenommen, dass dies durch die Kastration und damit verbundenen Sekundärinfektionen
bedingt ist. Deshalb wurden für diese Arbeit nur weibliche Tiere eingesetzt.
Gemäss Autoren waren alle 3 Rassen mit PCV2 infiziert. Üblicherweise werden für die Versuche Tiere
ausgewählt, deren Muttersauen nur geringe Mengen an PCV2 Antikörpern aufweisen und
dementsprechend auch nur geringe Mengen an maternalen AK weiter geben. Da für diesen Versuch
jedoch nur eine geringe Menge an Muttersauen in Frage kam, wurden die Tiere nicht zuerst für AK
gescreent. Somit wurden Jager für den Versuch eingesetzt, die ganz unterschiedliche Mengen an
PCV2 Antikörpern aufwiesen. Da gewisse Restriktionen bezüglich Zeit und Geld bestanden, konnte
mit der Inokulation nicht gewartet werden, bis alle maternalen AK vollständig verschwunden waren.
Die Landrasse Schweine wiesen sowohl beim Absetzen als auch zum Zeitpunkt der Ansteckung
grösserer Mengen an PCV2 Antikörper auf, was jedoch nicht signifikant war.
Bedenken bestanden auch bezüglich Altersabhängigkeit von PCV2 Infektionen. Im Alter von 5-8
Wochen wiesen noch 19 von 63 Schweinen (30.1%) kleine Mengen von passiv erworbenen AK auf.
47.4% der Landrasse Tiere hatten noch passive AK zum Zeitpunkt der Inokulation verglichen mit
21.8% der Duroc und 23.8% der Large White Tiere. Die Landrasse Jager, die zum Zeitpunkt der
Inokulation noch über geringe Mengen an maternalen PCV2 AK verfügten, hatten signifikant geringere
PCV2-assoziierte Läsionen verglichen mit denjenigen Landrasse Schweinen, die keine AK mehr
besassen. Alle 3 Tiere, die PMWS entwickelten, wiesen zum Zeitpunkt der Ansteckung keine AK mehr
auf. Das heisst die Annahme, dass maternale AK vor der Ausbildung von schwerwiegenden Läsionen
schützen können wurde in diesem Versuch bestätigt. Es scheint, dass eine PCV2 Vakzinierung in
Zuchtherden ein Weg zur Kontrolle von PCV2-assoziierten Erkrankungen ist.
Mittels Ansteckung konnte bei 15.8% der Landrasse Tiere PMWS ausgelöst werden. Dies entspricht
den Zahlen, die auch aus dem Feld bekannt sind, wo in infizierten Herden ca. 10% der Tiere PMWS
entwickeln, wobei die Werte zwischen 4% und 30% schwanken.
Der PCV2 Strang, der für diesen Versuch genutzt wurde, wurde bereits in vorherigen Projekten
eingesetzt. Dabei konnte bei 264 Kreuzungsrasse Tieren kein PMWS ausgelöst werden. Dies deutet
ebenfalls auf eine erhöhte Empfänglichkeit der Landrasse hin.
Um eine mögliche Prädisposition der Landrasse für PCV2-assoziierte PMWS Erkrankungen zu
bestätigen, müssen weitere Untersuchungen mit grossen Tierzahlen von verschiedenen Linien und
geographischen Herkunften durchgeführt werden. Genetische Resistenz kann mit einem Gen
verknüpft sein, ist jedoch meist von multiplen Genen abhängig. Eine weitere Annäherung könnte in
genetischen Untersuchungen von an PMWS erkrankten Tieren und deren gesunden
Wurfgeschwistern sein.
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Ziel der Arbeit war Unterschiede in der Empfänglichkeit für PCV2-assoziierte
Erkrankungen bei verschiedenen Schweinerassen zu untersuchen.
Die Studie umfasste Tiere der Rassen Duroc, Landrasse und Large White, welche
intranasal und intramuskulär im Alter von 5-7 Wochen mit PCV2 infiziert wurden.
Klinische Erkrankungen, wie sie mit PMWS vereinbar sind traten nur bei Tieren der
Landrasse auf.
Die meisten der Schweine wiesen vergrösserte Lymphknoten auf und Einzeltiere der
Rassen Duroc und Landrasse hatten braun marmorierte Lungen.
PCV2-asssoziierte lymphoide Depletion und granulomatöse Entzündung konnten bei
Tieren aller Rassen beobachtet werden.
Verglichen mit den Landrasseschweinen, die bei der Inokulation eine geringe Menge an
PCV2-AK aufwiesen, entwickelten seronegative Landrasseschweine ausgeprägtere
PCV2-assoziierte Läsionen.
Die Resultate weisen auf eine Prädisposition der Landrasse Tiere hin.
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Bereits eine niedrige Menge an passiv erworbener Antikörper bieten einen Schutz vor
PCV2-induzierter Krankheit und Läsionen.
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