Tierärztliche Hochschule Hannover Untersuchungen zur Sanierung von Staphylococcus aureus- Mastitiden mittels stallspezifischer Vakzinen in Schaf- und Ziegenherden INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung des Grades einer Doktorin der Veterinärmedizin - Doctor medicinae veterinariae ( Dr. med. vet. ) vorgelegt von Julia Jokiel Bremen Hannover 2009 Wissenschaftliche Betreuung: Prof. Dr. M. Ganter (Klinik für kleine Klauentiere und forensische Medizin und Ambulatorische Klinik) 1. Gutachter: Prof. Dr. M. Ganter 2. Gutachter: Prof. Dr. P. Valentin-Weigand Tag der mündlichen Prüfung: 29.05.2009 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS .................................................................................... ABBILDUNGSVERZEICHNIS...................................................................................... TABELLENVERZEICHNIS .......................................................................................... 1 EINLEITUNG..................................................................................................... 23 2 LITERATURÜBERSICHT ................................................................................. 25 2.1 Staphylococcus aureus............................................................................... 25 2.2 Epidemiologie von S. aureus-Mastitiden ................................................... 26 2.3 Pathogenese von S. aureus-Mastitiden ..................................................... 27 2.4 S. aureus als Mastitiserreger bei Schafen und Ziegen ............................. 30 2.5 S. aureus-Mastitis-Diagnostik..................................................................... 31 2.5.1 Erregernachweis ........................................................................................ 31 2.5.1.1 Kulturelle Untersuchung...................................................................... 31 2.5.1.2 PCR .................................................................................................... 33 2.5.2 Zytologische Untersuchung von Milchproben............................................. 35 2.5.2.1 Physiologischer Zellgehalt von Schaf- und Ziegenmilch ..................... 36 2.5.2.2 Vergleichbarkeit von California Mastitis Test (CMT) und somatischem Zellgehalt (SCC)................................................................................................ 38 2.5.2.3 Entwicklung des Zellgehalts bei Nachweis von S. aureus................... 39 2.6 Bekämpfung der S. aureus-Mastitis ........................................................... 40 2.6.1 Antibiotikatherapie...................................................................................... 40 2.6.1.1 Laktationsantibiose ............................................................................. 42 Inhaltsverzeichnis 2.6.1.2 Trockenstellen unter antibiotischem Schutz ........................................ 43 2.6.2 Maßnahmen im Herdenmanagement......................................................... 44 2.6.3 Vakzination................................................................................................. 46 2.6.3.1 Zusammensetzung von S. aureus-spezifischen Vakzinen .................. 47 2.6.3.1.1 Antigene .......................................................................................... 47 2.6.3.1.1.1 Lebende Bakterien ................................................................... 47 2.6.3.1.1.2 Abgetötete (inaktivierte) Bakterien ........................................... 49 2.6.3.1.1.2.1 Stallspezifische Vakzinen .................................................. 49 2.6.3.1.1.3 Toxoide..................................................................................... 50 2.6.3.1.1.4 Kapsel und Pseudokapsel ........................................................ 51 2.6.3.1.1.5 Clumping Faktor A (ClfA).......................................................... 51 2.6.3.1.1.6 Protein A................................................................................... 52 2.6.3.1.1.7 Weitere Antigene...................................................................... 52 2.6.3.1.2 Adjuvantien...................................................................................... 53 2.6.3.2 Applikationsformen.............................................................................. 54 2.6.3.2.1 Systemisch ...................................................................................... 54 2.6.3.2.2 Lokal – nahe Lnn. inguinales superficiales ...................................... 55 2.6.3.2.3 Lokal – intrazisternal (i.z.)................................................................ 55 2.6.3.3 Applikationszeitpunkt .......................................................................... 56 2.6.4 Kombination von Vakzination und Antibiose .............................................. 57 3 MATERIAL UND METHODEN.......................................................................... 59 3.1 Vorversuch ................................................................................................... 59 3.2 Versuchstiere ............................................................................................... 59 3.2.1 Betrieb A .................................................................................................... 60 3.2.2 Betrieb B .................................................................................................... 61 3.3 Versuchsaufbau........................................................................................... 61 3.3.1 Impfung ...................................................................................................... 61 3.3.2 Milchproben................................................................................................ 63 Inhaltsverzeichnis 3.4 Impfstoff ....................................................................................................... 64 3.5 Analytische Methoden................................................................................. 65 3.5.1 Bakteriologische Untersuchungen.............................................................. 65 3.5.1.1 Kulturelle Untersuchung...................................................................... 65 3.5.1.2 Resistenztests..................................................................................... 66 3.5.1.3 S. aureus-spezifische PCR ................................................................. 66 3.5.1.3.1 DNA-Isolierung ................................................................................ 66 3.5.1.3.2 Photometrische Messung des DNA-Gehaltes ................................. 68 3.5.1.3.3 Replikation der DNA mittels PCR .................................................... 68 3.5.1.3.4 Agarose-Gelelektrophorese............................................................. 70 3.5.1.3.5 Auswertung der Gele....................................................................... 70 3.5.1.4 Typisierung einiger S. aureus-Isolate mittels DNA-Microarray ............ 71 3.5.2 Zytologische Untersuchungen.................................................................... 71 3.5.2.1 Bestimmung des Zellgehalts ............................................................... 71 3.5.2.2 Semiquantitative Bestimmung des Zellgehalts mittels California Mastitis Test (CMT) ........................................................................................................ 72 3.6 Statistische Auswertung ............................................................................. 72 3.6.1 Häufigkeiten (Chi-Quadrat-Homogenitätstest und McNemar-Test)............ 73 3.6.2 Gehalte an somatischen Zellen und CMT-Werte (Wilcoxon’s two sample test und Wilcoxon’s signed rank test) .......................................................................... 73 4 ERGEBNISSE................................................................................................... 74 4.1 Vorversuch ................................................................................................... 74 4.2 Ergebnisse bakteriologischer Untersuchungen ....................................... 75 4.2.1 Vergleichbarkeit von kultureller Untersuchung und PCR............................ 75 4.2.2 Resistenztests ............................................................................................ 76 4.2.3 Typisierung einiger S. aureus-Isolate mittels DNA-Microarray ................... 77 4.3 Effekte der Vakzination in den Betrieben .................................................. 78 4.3.1 Betrieb A .................................................................................................... 78 Inhaltsverzeichnis 4.3.1.1 Impfreaktionen .................................................................................... 78 4.3.1.2 S. aureus-Prävalenz............................................................................ 79 4.3.1.2.1 Entwicklung im gesamten Tierbestand ............................................ 79 4.3.1.2.2 Entwicklung in der Impfgruppe s.c................................................... 81 4.3.1.2.3 Entwicklung in der Impfgruppe i.z.................................................... 82 4.3.1.2.4 Impfgruppenvergleich ...................................................................... 83 4.3.1.3 Gehalt an somatischen Zellen............................................................. 84 4.3.1.3.1 Entwicklung im gesamten Tierbestand ............................................ 84 4.3.1.3.2 Entwicklung in der Impfgruppe s.c................................................... 86 4.3.1.3.3 Entwicklung in der Impfgruppe i.z.................................................... 87 4.3.1.3.4 Impfgruppenvergleich ...................................................................... 89 4.3.1.3.5 Vergleich S. aureus-positiver und -negativer Milchproben .............. 90 4.3.2 Betrieb B .................................................................................................... 92 4.3.2.1 Impfreaktionen .................................................................................... 92 4.3.2.2 S. aureus-Prävalenz............................................................................ 93 4.3.2.2.1 Entwicklung im gesamten Tierbestand ............................................ 93 4.3.2.2.2 Entwicklung in der Impfgruppe s.c................................................... 95 4.3.2.2.3 Entwicklung in der Impfgruppe i.z.................................................... 96 4.3.2.2.4 Impfgruppenvergleich ...................................................................... 96 4.3.2.2.5 Entwicklung im Schafbestand.......................................................... 97 4.3.2.2.6 Entwicklung im Ziegenbestand ........................................................ 98 4.3.2.2.7 Tierartvergleich................................................................................ 99 4.3.2.3 Gehalt an somatischen Zellen........................................................... 100 4.3.2.3.1 Entwicklung im gesamten Tierbestand .......................................... 100 4.3.2.3.2 Entwicklung in der Impfgruppe s.c................................................. 101 4.3.2.3.3 Entwicklung in der Impfgruppe i.z.................................................. 102 4.3.2.3.4 Impfgruppenvergleich .................................................................... 104 4.3.2.3.5 Entwicklung im Schafbestand........................................................ 105 4.3.2.3.6 Entwicklung im Ziegenbestand ...................................................... 106 4.3.2.3.7 Tierartvergleich.............................................................................. 107 4.3.2.3.8 Vergleich S. aureus-positiver und negativer Milchproben.............. 109 Inhaltsverzeichnis 5 DISKUSSION .................................................................................................. 112 5.1 Beurteilung der angewandten Methoden................................................. 112 5.2 Beurteilung der Ergebnisse ...................................................................... 116 5.2.1 Beurteilung der Ergebnisse bakteriologischer Untersuchungen............... 116 5.2.1.1 Vergleichbarkeit von kultureller Untersuchung und PCR .................. 116 5.2.1.2 Resistenztests................................................................................... 118 5.2.1.3 Typisierung einiger S. aureus-Isolate mittels DNA-Microarray .......... 118 5.2.2 Beurteilung der Effekte der Vakzination ................................................... 120 5.2.2.1 Vorversuch ........................................................................................ 121 5.2.2.2 Impfreaktionen .................................................................................. 121 5.2.2.3 S. aureus-Prävalenz.......................................................................... 122 5.2.2.3.1 Entwicklung im gesamten Tierbestand .......................................... 122 5.2.2.3.2 Entwicklung in den verschiedenen Impfgruppen ........................... 124 5.2.2.3.3 Entwicklung bei den verschiedenen Tierarten ............................... 126 5.2.2.4 Gehalt an somatischen Zellen........................................................... 127 5.2.2.4.1 Ausgangssituation in den Betrieben .............................................. 127 5.2.2.4.2 Entwicklung im gesamten Tierbestand .......................................... 127 5.2.2.4.3 Entwicklung in den verschiedenen Impfgruppen ........................... 130 5.2.2.4.4 Entwicklung bei den verschiedenen Tierarten ............................... 131 5.2.2.4.5 Entwicklung in Abhängigkeit vom S. aureus-Nachweis ................. 133 5.3 Zusammenfassende Beurteilung und Ausblick ...................................... 134 6 ZUSAMMENFASSUNG .................................................................................. 138 7 SUMMARY...................................................................................................... 141 8 LITERATURVERZEICHNIS ............................................................................ 143 9 ANHANG......................................................................................................... 164 9.1 Angaben zu Tierzahlen und –bewegungen in den Betrieben................. 164 Inhaltsverzeichnis 9.1.1 Betrieb A .................................................................................................. 164 9.1.2 Betrieb B .................................................................................................. 165 9.2 Tabellen zu S. aureus-Prävalenzen .......................................................... 167 9.2.1 Betrieb A .................................................................................................. 167 9.2.1.1 Gesamtbestand................................................................................. 167 9.2.1.2 Impfgruppe s.c. ................................................................................. 168 9.2.1.3 Impfgruppe i.z. .................................................................................. 169 9.2.2 Betrieb B .................................................................................................. 170 9.2.2.1 Gesamtbestand................................................................................. 170 9.2.2.2 Impfgruppe s.c. ................................................................................. 171 9.2.2.3 Impfgruppe i.z. .................................................................................. 172 9.2.2.4 Schafe............................................................................................... 173 9.2.2.5 Ziegen ............................................................................................... 174 9.3 Tabellen zu somatischen Zellgehalten und CMT-Werten ....................... 175 9.3.1 Betrieb A .................................................................................................. 175 9.3.1.1 Gesamtbestand................................................................................. 175 9.3.1.2 Impfgruppe s.c. ................................................................................. 175 9.3.1.3 Impfgruppe i.z. .................................................................................. 176 9.3.1.4 S. aureus-negative Milchproben........................................................ 176 9.3.1.5 S. aureus-positive Milchproben ......................................................... 177 9.3.2 Betrieb B .................................................................................................. 177 9.3.2.1 Gesamtbestand................................................................................. 177 9.3.2.2 Impfgruppe s.c. ................................................................................. 178 9.3.2.3 Impfgruppe i.z. .................................................................................. 178 9.3.2.4 Schafe............................................................................................... 179 9.3.2.5 Ziegen ............................................................................................... 179 9.3.2.6 S. aureus-negative Milchproben........................................................ 180 9.3.2.7 S. aureus-positive Milchproben ......................................................... 180 DANKE… ............................................................................................................... 181 Abkürzungsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis AFLP amplified fragment length polymorhism (deutsch: Amplifikationsfragment-Längen- polymorphismus ) agr accessory gene regulator a.p. ante partum Bp Basenpaare °C Grad Celsius CAE Caprine Arthritis Encephalitis cfu (deutsch: KBE) colony forming units (deutsch: Kolonie bildende Einheiten) CC clonal complex ClfA Clumping factor A CMT California Mastitis Test CNS koagulase-negative Staphylokokken coa-Gen Koagulase-Gen CP 5 Kapselpolysaccharid 5 CPS koagulase-positive Staphylokokken DCC DeLaval Cell Counter™ DEPC Diethyldicarbonat DNA desoxyribonucleic acid (deutsch: Desoxyribonukleinsäure) E. coli Escherichia coli EDTA Ethylendiamintetraacetat et al. et alii (deutsch: und andere) Fa. Firma FICA Freund’s incomplete adjuvant unvollständiges Freund’sches Adjuvans) FnBp Fibronektin Bindungsprotein (deutsch: Abkürzungsverzeichnis g Fallbeschleunigung g Gramm ggr. geringgradig hgr. hochgradig Ig Immunglobulin IMI Intramammäre Infektion i.z. intrazisternal k.d.P. keine diskordanten Paare L Liter Lnn. Lymphonodi mgr. mittelgradig min Minuten Mio Millionen ml Milliliter MLST multilocus sequence typing (deutsch: multilokuläre Sequenz-Typisierung) MLVA multiple-locus VNTR analysis mM millimol MRSA Methicillin-resistente Staphylococcus aureus MSSA Methicillin-sensitive Staphylococcus aureus µl Mikroliter µm Mikrometer µM Mikromol neg. negativ ng nanogramm n.s. nicht signifikant nuc-Gen Thermonuklease-Gen PCR polymerase chain reaction (deutsch: Polymerasekettenreaktion) PFGE pulsed-field gel electrophoresis (deutsch: Pulsfeld-Gelelektrophorese) Abkürzungsverzeichnis p.p. post partum p-Wert Irrtumswahrscheinlichkeit p. vacc. post vaccinationem pos. positiv ρ Korrelationskoeffizient RFLP restriction fragment length polymorphism (deutsch: RestriktionsfragmentLängenpolymorphismus) rRNA ribosomal ribonucleic acid (deutsch: ribosomale Ribonukleinsäure) s Sekunden S. Staphylococcus SAS Statistical Analysis System s.c. subkutan SCC somatic cell count (deutsch: somatischer Zellgehalt) spp. Subspecies Taq-Polymerase Thermus aquaticus-Polymerase TE-Puffer Tris-EDTA-Puffer (siehe dort) TRIS Trishydroxymethylaminomethan TSST-1 toxic shock syndrome toxin 1 tst toxic shock syndrome protein Tth-Polymerase Thermus thermophilus-Polymerase UV ultraviolett V Volt VNTR variable number of tandem repeats vs. versus Abbildungsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Abbildung 3.1: Intrazisternale Applikation der Vakzine.................................................63 Abbildung 3.2: Zeitleiste für die Impfungen und Probenentnahme...............................64 Abbildung 4.1: Entwicklung der S. aureus-Tierprävalenz in Betrieb A bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten, d.h. durchgängig beprobten Tiere bzw. aller zum jeweiligen Zeitpunkt im Bestand befindlichen Tiere.............................................................79 Abbildung 4.2: Entwicklung der S. aureus-Tierprävalenz in der Impfgruppe s.c. des Betriebes A bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten, d.h. durchgängig beprobten Tiere bzw. aller zum jeweiligen Zeitpunkt der Gruppe s.c. angehörenden Tiere..................81 Abbildung 4.3: Entwicklung der S. aureus-Tierprävalenz in der Impfgruppe i.z. des Betriebes A bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten, d.h. durchgängig beprobten Tiere bzw. aller zum jeweiligen Zeitpunkt der Gruppe i.z. angehörenden Tiere...................82 Abbildung 4.4: Vergleich der S. aureus-Tierprävalenzen der Impfgruppen s.c. und i.z. des Betriebes A .............................................................................84 Abbildung 4.5: Entwicklung des somatischen Zellgehaltes (links) bzw. des CMTWertes (rechts) der Milch im gesamten Tierbestand des Betriebes A .........................................................................................84 Abbildung 4.6: Entwicklung des somatischen Zellgehaltes (links) bzw. des CMTWertes (rechts) der Milch in der Impfgruppe s.c. des Betriebes A ......86 Abbildung 4.7: Entwicklung des somatischen Zellgehaltes (links) bzw. des CMTWertes (rechts) der Milch in der Impfgruppe i.z. des Betriebes A .......87 Abbildung 4.8: Vergleich der somatischen Zellgehalte in der Milch der subkutan (links) und intrazisternal (rechts) geimpften Tiere des Betriebes A .....89 Abbildungsverzeichnis Abbildung 4.9: Vergleich der CMT-Werte der Milch der subkutan (links) und intrazisternal (rechts) geimpften Tiere des Betriebes A ......................89 Abbildung 4.10: Vergleich der somatischen Zellgehalte S. aureus-negativer (links) und -positiver (rechts) Milchproben des Betriebes A...........................91 Abbildung 4.11: Vergleich der CMT-Werte S. aureus-negativer (links) und positiver (rechts) Milchproben des Betriebes A...................................91 Abbildung 4.12: Entwicklung der S. aureus-Tierprävalenz in Betrieb B bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten, d.h. durchgängig beprobten Tiere bzw. aller zum jeweiligen Zeitpunkt im Bestand befindlichen Tiere.............................................................93 Abbildung 4.13: Entwicklung der S. aureus-Tierprävalenz in der Impfgruppe s.c. des Betriebes B bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten, d.h. durchgängig beprobten Tiere bzw. aller zum jeweiligen Zeitpunkt der Gruppe s.c. angehörenden Tiere..................95 Abbildung 4.14: Entwicklung der S. aureus-Tierprävalenz in der Impfgruppe i.z. des Betriebes B bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten, d.h. durchgängig beprobten Tiere bzw. aller zum jeweiligen Zeitpunkt der Gruppe i.z. angehörenden Tiere...................96 Abbildung 4.15: Vergleich der S. aureus-Tierprävalenzen der Impfgruppen s.c. und i.z. des Betriebes B ......................................................................97 Abbildung 4.16: Entwicklung der S. aureus-Tierprävalenz im Schafbestand des Betriebes B bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten, d.h. durchgängig beprobten Schafe bzw. aller zum jeweiligen Zeitpunkt im Betrieb befindlichen Schafe ...........................97 Abbildung 4.17: Entwicklung der S. aureus-Tierprävalenz im Ziegenbestand des Betriebes B bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten, d.h. durchgängig beprobten Ziegen bzw. aller zum jeweiligen Zeitpunkt im Betrieb befindlichen Ziegen ...........................98 Abbildungsverzeichnis Abbildung 4.18: Vergleich der S. aureus-Tierprävalenzen der Tierarten (Schaf/Ziege) des Betriebes B ............................................................99 Abbildung 4.19: Entwicklung des somatischen Zellgehaltes (links) bzw. des CMTWertes (rechts) der Milch im gesamten Tierbestand des Betriebes B .......................................................................................100 Abbildung 4.20: Entwicklung des somatischen Zellgehaltes (links) bzw. des CMTWertes (rechts) der Milch in der Impfgruppe s.c. des Betriebes B ....101 Abbildung 4.21: Entwicklung des somatischen Zellgehaltes (links) bzw. des CMTWertes (rechts) der Milch in der Impfgruppe i.z. des Betriebes B .....102 Abbildung 4.22: Vergleich der somatischen Zellgehalte in der Milch der subkutan (links) und intrazisternal (rechts) geimpften Tiere des Betriebes B ...104 Abbildung 4.23: Vergleich der CMT-Werte der Milch der subkutan (links) und intrazisternal (rechts) geimpften Tiere des Betriebes B ....................104 Abbildung 4.24: Entwicklung des somatischen Zellgehaltes (links) bzw. des CMTWertes (rechts) der Milch der Schafe des Betriebes B .....................105 Abbildung 4.25: Entwicklung des somatischen Zellgehaltes (links) bzw. des CMTWertes (rechts) der Milch der Ziegen des Betriebes B......................106 Abbildung 4.26: Vergleich der somatischen Zellgehalte der Milch der Schafe (links) und Ziegen (rechts) des Betriebes B ......................................107 Abbildung 4.27: Vergleich der CMT-Werte der Milch der Schafe (links) und Ziegen (rechts) des Betriebes B........................................................108 Abbildung 4.28: Vergleich der somatischen Zellgehalte S. aureus-negativer (links) und -positiver (rechts) Milchproben des Betriebes B.........................110 Abbildung 4.29: Vergleich der CMT-Werte S. aureus-negativer (links) und positiver (rechts) Milchproben des Betriebes B.................................110 Tabellenverzeichnis Tabellenverzeichnis Tabelle 2.1: Virulenzfaktoren von S. aureus nach SELBITZ (2002) .............................25 Tabelle 2.2: Literaturangaben zum physiologischen Zellgehalt von Schafmilch .....36 Tabelle 2.3: Literaturangaben zum physiologischen Zellgehalt von Ziegenmilch.........................................................................................36 Tabelle 2.4: Zusammenhang von CMT-Score und Leukozytenzahl in Ziegenmilch (UPADHYAYA u. RAO 1993)..........................................38 Tabelle 3.1: Beurteilung des CMT...........................................................................72 Tabelle 4.1: Vierfeldertafel zum Vergleich der Ergebnisse aus kultureller Untersuchung und PCR ......................................................................76 Tabelle 4.2: Ergebnisse der bei den aus Milchproben isolierten Staphylokokken durchgeführten Resistenztests............................................................77 Tabelle 4.3: Ergebnisse der S. aureus-Prävalenzvergleiche der verschiedenen Beprobungszeitpunkte im Betrieb A auf Tier- bzw. Euterhälftenbasis (McNemar-Test) .....................................................80 Tabelle 4.4: S. aureus-Prävalenzen der Tiere (T) sowie Euterhälften (EH) der Impfgruppen des Betriebes A und Ergebnisse der Prävalenzvergleiche zwischen den Impfgruppen (Chi-Quadratbzw. Fischer’s exact Test)...................................................................83 Tabelle 4.5: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. des somatischen Zellgehaltes der Milch aller Tiere des Betriebes A (Wilcoxon’s signed rank test) .................................................................................85 Tabelle 4.6: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. der CMT-Werte der Milch aller Tiere des Betriebes A (Wilcoxon’s signed rank test) ...................85 Tabelle 4.7: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. des somatischen Zellgehaltes der Milch der subkutan geimpften Tiere des Betriebes A (Wilcoxon’s signed rank test)...........................................87 Tabellenverzeichnis Tabelle 4.8: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. der CMT-Werte der Milch der subkutan geimpften Tiere des Betriebes A (Wilcoxon’s signed rank test).............................................................................................87 Tabelle 4.9: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. des somatischen Zellgehaltes der Milch der intrazisternal geimpften Tiere des Betriebes A (Wilcoxon’s signed rank test)...........................................88 Tabelle 4.10: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. der CMT-Werte der Milch der intrazisternal geimpften Tiere des Betriebes A (Wilcoxon’s signed rank test) .................................................................................88 Tabelle 4.11: Mediane der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 4) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 5 bis 9) S. aureus-positiver und – negativer Milchproben des Betriebes A sowie Ergebnisse der entsprechenden Vergleiche zum jeweiligen Zeitpunkt (Wilcoxon’s two sample test)..................................................................................92 Tabelle 4.12: Ergebnisse der S. aureus-Prävalenzvergleiche der verschiedenen Beprobungszeitpunkte im Betrieb B auf Tier- bzw. Euterhälftenbasis (McNemar-Test) .....................................................94 Tabelle 4.13: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. des somatischen Zellgehaltes der Milch der Tiere des Betriebes B (Wilcoxon’s signed rank test) ...............................................................................100 Tabelle 4.14: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. der CMT-Werte der Milch der Tiere des Betriebes B (Wilcoxon’s signed rank test)...................101 Tabelle 4.15: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. des somatischen Zellgehaltes der Milch der subkutan geimpften Tiere des Betriebes B (Wilcoxon’s signed rank test).........................................102 Tabelle 4.16: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. der CMT-Werte der Milch der subkutan geimpften Tiere des Betriebes B (Wilcoxon’s signed rank test)...........................................................................................102 Tabellenverzeichnis Tabelle 4.17: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. des somatischen Zellgehaltes der Milch der intrazisternal geimpften Tiere des Betriebes B (Wilcoxon’s signed rank test).........................................103 Tabelle 4.18: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. der CMT-Werte der Milch der intrazisternal geimpften Tiere des Betriebes B (Wilcoxon’s signed rank test) ...............................................................................103 Tabelle 4.19: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. des somatischen Zellgehaltes der Milch der Schafe des Betriebes B (Wilcoxon’s signed rank test) ...............................................................................105 Tabelle 4.20: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. der CMT-Werte der Milch der Schafe des Betriebes B (Wilcoxon’s signed rank test)................106 Tabelle 4.21: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. des somatischen Zellgehaltes der Milch der Ziegen des Betriebes B (Wilcoxon’s signed rank test) ...............................................................................107 Tabelle 4.22: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. der CMT-Werte der Milch der Ziegen des Betriebes B (Wilcoxon’s signed rank test)................107 Tabelle 4.23: Mediane der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 3) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 4 bis 8) der Milch der Schafe und Ziegen des Betriebes B sowie Ergebnisse der entsprechenden Vergleiche zum jeweiligen Zeitpunkt (Wilcoxon’s two sample test)...109 Tabelle 4.24: Mediane der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 3) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 4 bis 8) S. aureus-positiver und – negativer Milchproben des Betriebes B sowie Ergebnisse der entsprechenden Vergleiche zum jeweiligen Zeitpunkt (Wilcoxon’s two sample test)................................................................................111 Tabelle 9.1: Anzahl der Tiere im Betrieb A zu den jeweiligen Beprobungszeitpunkten ....................................................................164 Tabelle 9.2: Anzahl der untersuchten Euterhälften im Betrieb A zu den jeweiligen Beprobungszeitpunkten ....................................................................164 Tabellenverzeichnis Tabelle 9.3: S. aureus-Status und Zeitpunkt des Abgangs von Tieren (Euterhälften) durch Schlachtung oder Verenden im Betrieb A.........165 Tabelle 9.4: Anzahl der Tiere im Betrieb B zu den jeweiligen Beprobungszeitpunkten ....................................................................165 Tabelle 9.5: Anzahl der untersuchten Euterhälften im Betrieb B zu den jeweiligen Beprobungszeitpunkten ....................................................................166 Tabelle 9.6: S. aureus-Status und Zeitpunkt des Abgangs von Tieren (Euterhälften) durch Schlachtung oder Verenden im Betrieb B.........166 Tabelle 9.7: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Tiere sowie Euterhälften des Betriebes A zu den jeweiligen Zeitpunkten bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten beprobten Tiere.................................................................................167 Tabelle 9.8: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Tiere sowie Euterhälften des Betriebes A zu den verschiedenen Zeitpunkten bei Betrachtung aller zum jeweiligen Zeitpunkt im Bestand befindlichen Tiere................................................................167 Tabelle 9.9: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Tiere sowie Euterhälften der Impfgruppe s.c. des Betriebes A zu den jeweiligen Zeitpunkten bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten beprobten Tiere ....................................................168 Tabelle 9.10: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Tiere sowie Euterhälften der Impfgruppe s.c. des Betriebes A zu den verschiedenen Zeitpunkten bei Betrachtung aller zum jeweiligen Zeitpunkt der Gruppe s.c. angehörenden Tiere ................................168 Tabelle 9.11: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Tiere sowie Euterhälften der Impfgruppe i.z. des Betriebes A zu den jeweiligen Zeitpunkten bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten beprobten Tiere ....................................................169 Tabellenverzeichnis Tabelle 9.12: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Tiere sowie Euterhälften der Impfgruppe i.z. des Betriebes A zu den verschiedenen Zeitpunkten bei Betrachtung aller zum jeweiligen Zeitpunkt der Gruppe i.z. angehörenden Tiere .................................169 Tabelle 9.13: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Tiere sowie Euterhälften des Betriebes B zu den jeweiligen Zeitpunkten bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten beprobten Tiere.................................................................................170 Tabelle 9.14: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Tiere sowie Euterhälften des Betriebes B zu den verschiedenen Zeitpunkten bei Betrachtung aller zum jeweiligen Zeitpunkt im Bestand befindlichen Tiere................................................................170 Tabelle 9.15: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Tiere sowie Euterhälften der Impfgruppe s.c. des Betriebes B zu den jeweiligen Zeitpunkten bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten beprobten Tiere ....................................................171 Tabelle 9.16: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Tiere sowie Euterhälften der Impfgruppe s.c. des Betriebes B zu den verschiedenen Zeitpunkten bei Betrachtung aller zum jeweiligen Zeitpunkt der Gruppe s.c. angehörenden Tiere ................................171 Tabelle 9.17: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Tiere sowie Euterhälften der Impfgruppe i.z. des Betriebes B zu den jeweiligen Zeitpunkten bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten beprobten Tiere ....................................................172 Tabelle 9.18: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Tiere sowie Euterhälften der Impfgruppe i.z. des Betriebes B zu den verschiedenen Zeitpunkten bei Betrachtung aller zum jeweiligen Zeitpunkt der Gruppe i.z. angehörenden Tiere .................................172 Tabellenverzeichnis Tabelle 9.19: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Schafe sowie deren Euterhälften im Betrieb B zu den jeweiligen Zeitpunkten bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten beprobten Schafe ..........................................................173 Tabelle 9.20: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Schafe sowie deren Euterhälften im Betrieb B zu den verschiedenen Zeitpunkten bei Betrachtung aller zum jeweiligen Zeitpunkt im Bestand vorhandenen Schafe...........................................................173 Tabelle 9.21: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Ziegen sowie deren Euterhälften im Betrieb B zu den jeweiligen Zeitpunkten bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten beprobten Ziegen ..........................................................174 Tabelle 9.22: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Ziegen sowie deren Euterhälften im Betrieb B zu den verschiedenen Zeitpunkten bei Betrachtung aller zum jeweiligen Zeitpunkt im Bestand vorhandenen Ziegen ...........................................................174 Tabelle 9.23: Median, oberes und unteres Quartil sowie Maximum und Minimum der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 4) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 5 bis 9) der Milch aller Tiere des Betriebes A .......................................................................................175 Tabelle 9.24: Median, oberes und unteres Quartil sowie Maximum und Minimum der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 4) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 5 bis 9) der Milch in der Impfgruppe s.c. des Betriebes A ..........................................................................175 Tabelle 9.25: Median, oberes und unteres Quartil sowie Maximum und Minimum der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 4) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 5 bis 9) der Milch in der Impfgruppe i.z. des Betriebes A ...........................................................................176 Tabellenverzeichnis Tabelle 9.26: Median, oberes und unteres Quartil sowie Maximum und Minimum der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 4) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 5 bis 9) der S. aureus-negativen Milchproben des Betriebes A ............................................................176 Tabelle 9.27: Median, oberes und unteres Quartil sowie Maximum und Minimum der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 4) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 5 bis 9) der S. aureus-positiven Milchproben des Betriebes A ............................................................177 Tabelle 9.28: Median, oberes und unteres Quartil sowie Maximum und Minimum der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 3) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 4 bis 8) der Milch aller Tiere des Betriebes B .......................................................................................177 Tabelle 9.29: Median, oberes und unteres Quartil sowie Maximum und Minimum der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 3) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 4 bis 8) der Milch in der Impfgruppe s.c. des Betriebes B ..........................................................................178 Tabelle 9.30: Median, oberes und unteres Quartil sowie Maximum und Minimum der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 3) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 4 bis 8) der Milch in der Impfgruppe i.z. des Betriebes B ...........................................................................178 Tabelle 9.31: Median, oberes und unteres Quartil sowie Maximum und Minimum der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 3) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 4 bis 8) der Milch der Schafe des Betriebes B .......................................................................................179 Tabelle 9.32: Median, oberes und unteres Quartil sowie Maximum und Minimum der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 3) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 4 bis 8) der Milch der Ziegen des Betriebes B .......................................................................................179 Tabellenverzeichnis Tabelle 9.33: Median, oberes und unteres Quartil sowie Maximum und Minimum der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 3) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 4 bis 8) der S. aureus-negativen Milchproben des Betriebes B ............................................................180 Tabelle 9.34: Median, oberes und unteres Quartil sowie Maximum und Minimum der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 3) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 4 bis 8) der S. aureus-positiven Milchproben des Betriebes B ............................................................180 Einleitung 1 Einleitung Staphylococcus aureus ist als einer der wichtigsten Mastitiserreger bei Schafen und Ziegen zu bezeichnen. Neben subklinischen Mastitiden verursacht er insbesondere beim kleinen Wiederkäuer auch akute bis perakute (gangränöse) Mastitiden, die häufig mit dem Tod des Tieres einhergehen (DEUTZ et al. 1995; WINTER u. BAUMGARTNER 1999; BERGONIER et al. 2003; MØRK et al. 2007). Die subklinischen Mastitiden besitzen darüber hinaus eine besondere lebensmittelhygienische Relevanz, da das Ausscheiden von S. aureus bei klinisch unauffälligem Euterbefund und unverändertem Sekret insbesondere durch Rohmilch und –produkte zu Lebensmittelinfektionen und –intoxikationen beim Verbraucher führen kann. Beispielsweise während der Käsereifung können ursprünglich in der Milch vorhandene S. aureus Enterotoxine produzieren (BACHMANN u. SPAHR 1995). Die Milch kleiner Wiederkäuer ist hier als besonders wichtige „EnterotoxinQuelle“ einzustufen, weil die aus Schaf- und Ziegenmilch isolierten S. aureus zu einem Großteil Toxinproduzenten sind (SCHERRER et al. 2004). Selbst aus pasteurisierter Ziegenmilch hergestellter Käse kann S. aureus-Enterotoxine enthalten (AKINEDEN et al. 2008). Zusätzliche Relevanz erlangt S. aureus durch die so genannten Methicillinresistenten S. aureus (MRSA), insbesondere, da der Austausch von Isolaten zwischen Tieren und Menschen möglich ist (JUHÁSZ-KASZANYITZKY et al. 2007; GUINANE et al. 2008). Diese MRSA sind zunehmend Erreger nosokomialer Infektionen, weshalb eine Besiedelung möglichst vermieden werden sollte. Ein erhöhtes Risiko kann hier neben direkt mit dem Tier in Kontakt stehenden Personen wie Landwirten, Tierärzten, Melkern oder Schlachthofpersonal auch für Konsumenten von Rohmilch bestehen (JUHÁSZ-KASZANYITZKY et al. 2007). Aufgrund des genannten Gefahrenpotentials erscheinen eine effektive Therapie bestehender S. aureus-Mastitiden, die Verhinderung von Neuinfektionen sowie eine möglichst sichere Diagnostik sehr wünschenswert. Da sowohl die antibiotische Therapie während der Laktation (MORONI et al. 2005b) wie auch das Trockenstellen unter antibiotischem Schutz (NICKERSON 23 1993b) zumeist unbefriedigende Einleitung Ergebnisse liefern, wurden bei Milchkühen bereits zahlreiche Versuche unternommen, S. aureus mit einer Vakzination zu bekämpfen. Im Bereich der kleinen Wiederkäuer und insbesondere der Ziegen gibt es auf Bestandsebene zu einer solchen Vakzination allerdings nur wenige Erkenntnisse. Bezüglich der Diagnostik ist zu erwähnen, dass die nach Standardmethoden durchgeführte kulturelle Untersuchung eine unbefriedigende Sensitivität aufweist (SEARS et al. 1990; KRÖMKER et al. 2008), was den Sanierungserfolg durch Nichtauffinden von S. aureus-Ausscheidern beeinträchtigen kann. Aus diesen Gründen war das Hauptziel dieser Arbeit, den Einfluss einer stallspezifischen Vakzine auf das Vorkommen von S. aureus sowie die Gehalte an somatischen Zellen in Milchziegen- bzw. Milchschafbeständen zu untersuchen und zu prüfen, ob die stallspezifischen S. aureus-Vakzinen entscheidend zur Sanierung von Ziegen- und Schafbeständen mit bekannter S. aureus-Problematik beitragen können. Ferner sollte mittels einer S. aureus-spezifischen PCR als Bestandteil des Sanierungskonzeptes versucht werden, die diagnostische Sensitivität gegenüber der kulturellen Untersuchung von Milchproben zu erhöhen. Nicht zuletzt sollte geprüft werden, ob verschiedene Applikationswege der Vakzine zu unterschiedlichen Ergebnissen im Hinblick auf die Eutergesundheit führen. 24 Literaturübersicht 2 Literaturübersicht 2.1 Staphylococcus aureus Staphylococcus aureus gehört zur Familie der Micrococcaceae. Staphylokokken sind grampositive, unbewegliche, fakultativ anaerobe Bakterien, die keine Sporen bilden. Die einzelnen Kokken haben einen Durchmesser von 0,5 bis 1,5 µm und ordnen sich in charakteristischer Weise in unregelmäßigen, traubenförmigen Haufen an. In der Kultur bildet S. aureus häufig goldfarbene Kolonien, woraus sich der Name ableitet. Die Kolonien können jedoch auch ein grauweißes, weißes, gelbes oder gelboranges Erscheinungsbild haben. S. aureus kann diverse Virulenzfaktoren ausbilden, welche grob in an die Zelloberfläche gebundene und sezernierte Faktoren (Enzyme und Toxine) unterteilt werden können. Die wichtigsten sind in Tabelle 2.1 dargestellt. Eine nähere Beschreibung der Rolle dieser Virulenzfaktoren erfolgt in Kapitel 2.3. Tabelle 2.1: Virulenzfaktoren von S. aureus nach SELBITZ (2002) Kapsel zellgebundene "Schleimhülle" = Pseudokapsel Faktoren Protein A Fibronektinbindendes Protein (FnBp) Clumping-Faktor Koagulase Hyaluronidase sezernierte Hämolysine (α, β, γ, δ) Faktoren Enterotoxine Exfoliative Toxine Leukozidin S. aureus ist, wie Staphylokokken im Allgemeinen, ein Besiedler von Haut und Schleimhaut auch bei gesunden Menschen und Tieren. Als Krankheitserreger tritt er vornehmlich bei lokalen aber auch systemischen eitrigen Prozessen in Erscheinung, besonders häufig sind aufgrund seiner Lokalisation eitrige Dermatitiden nach Hautverletzungen zu finden. Auch beim 25 kleinen Wiederkäuer kann diese Literaturübersicht Staphylokokkendermatitis oft beobachtet werden. Eines der wirtschaftlich betrachtet bedeutendsten durch S. aureus hervorgerufenen Krankheitsbilder stellt die Mastitis dar. Dies gilt sowohl für das Rind als auch für kleine Wiederkäuer. Die S. aureusMastitis der Schafe und Ziegen wird in Kapitel 2.4 näher beschrieben. 2.2 Epidemiologie von S. aureus-Mastitiden Der Erreger kommt zwar ubiquitär und auch auf Haut und Schleimhaut vor, muss aber für die Infektion, welche in der Regel via Strichkanal stattfindet, zunächst in die Nähe der Zitzenspitze gelangen. Da S. aureus zu den so genannten „kuhassoziierten Erregern“ gezählt wird, stellt die infizierte Milchdrüse das wichtigste Erregerreservoir dar (HOEDEMAKER 2001) und eine Übertragung findet hauptsächlich während der Melkzeit oder aber, beim kleinen Wiederkäuer, durch so genannte milchräubernde Lämmer (BERGONIER et al. 2003; CONTRERAS et al. 2007) statt. Letztere saugen neben ihren eigenen Muttertieren auch an anderen, so dass es im Falle einer S. aureus-Infektion einer der besaugten Euterhälften zu einer Übertragung auf die jeweils anderen besaugten Euterhälften kommen kann. Die Übertragung während des Melkens kann einerseits die Folge kontaminierter Melkzeuge bzw. des Rückflusses kontaminierter Milch (ANDERSON 1982), andererseits aber auch die Folge einer Kontamination der Hände des Melkers sein, insbesondere, wenn keine Handschuhe getragen werden (VAUTOR et al. 2003; FABIANO et al. 2005). Dass es allerdings auch S. aureus-Stämme gibt, die vorwiegend Eigenschaften so genannter „Umweltkeime“ aufweisen und dementsprechend mittels zahlreicher weiterer Vektoren wie z.B. Wasser, Einstreu, Arbeitsgeräte oder Fliegen übertragen werden können, zeigten unter anderem Untersuchungen von SOMMERHÄUSER et al. (2003). Diese sind in Kapitel 2.6.2 näher beschrieben. Auch FOURNIER et al. (2008) fanden bei ihren Untersuchungen in 26 Milchkuhherden nur einen S. aureusGenotyp, der Eigenschaften eines „kuhassoziierten Erregers“ zeigte, während S. aureus-Stämme, die anderen Genotypen angehörten, sich eher wie koagulasenegative Staphylokokken (CNS) verhielten und offensichtlich mittels verschiedenster Vektoren übertragen werden konnten. 26 Literaturübersicht Diverse Untersuchungen z.B. der Exotoxingene bzw. mittels RFLP (restriction fragment length polymorphism) konnten zeigen, dass sich die S. aureus-Isolate aus der Milch kleiner Wiederkäuer von denen, die aus Kuhmilch isoliert wurden, und auch teilweise die Isolate von Schafen und Ziegen untereinander mehr oder weniger deutlich unterscheiden (SMYTH et al. 2005; VIMERCATI et al. 2006). VAUTOR et al. (2003) schlossen aus ihren Untersuchungen mittels Pulsfeld-Gelektrophorese (pulsed-field gel electrophoresis, PFGE) auf eng an das Schafeuter adaptierte Stämme, während VAN LEEUWEN et al. (2005) mittels amplified fragment length polymorphism (AFLP) und multilocus sequence typing (MLST) lediglich bei von Ziegen isolierten S. aureus-Stämmen eine Wirtsspezifität nachweisen konnten. 2.3 Pathogenese von S. aureus-Mastitiden Nach der Besiedelung der Zitzenspitze durch S. aureus folgt, insbesondere bei Vorschädigung der Zitze durch z.B. fehlerhafte Melktechnik (ANDERSON 1982), die Penetration des Zitzenkanals (BERGONIER et al. 2003), die durch Ausbreitung der Kolonien von der Zitzenspitze aus aktiv erfolgen kann (HOEDEMAKER 2001) und schließlich die Anheftung der Bakterien an die Epithelzellen der Zitzen- und Drüsenzisterne (FROST 1975; FROST et al. 1977). Bei dieser Anheftung kann beispielsweise die Pseudokapsel („Schleim“), die die meisten an Mastitisgeschehen beteiligten S. aureus-Stämme ausbilden, fördernd wirken (AGUILAR et al. 2001). Bestimmte Zellwand-Adhäsine scheinen an der Anlagerung beteiligt zu sein, denn AGUILAR und ITURRALDE (2001) konnten sie außer bei bovinen auch bei sieben von acht ovinen S. aureus-Mastitis-Isolaten nachweisen. Außerdem kann die Anlagerung an Epithelzellen nach Schädigung dieser durch von S. aureus produzierte Toxine erleichtert sein (BASELGA et al. 1994). Nachdem der enge Kontakt zwischen S. aureus und den Epithelzellen hergestellt ist, können letztere Pseudopodien-artige Fortsätze ausbilden, die zur Internalisierung der Bakterien führen (ALMEIDA et al. 1996). Am Eindringen in die Epithelzellen ist auf der Seite von S. aureus hauptsächlich Fibronektin Bindungsprotein (FnBp) beteiligt, das die schnelle Ausbreitung von S. aureus im Euter fördert (BROUILLETTE u. MALOUIN 2005; ZECCONI et al. 2005). Nach der Aufnahme in die Epithelzelle kann S. aureus 27 Literaturübersicht aus dem Endosom ins Cytoplasma „flüchten“, indem die Endosomen-Membran vermutlich mit Hilfe von Hämolysinen aufgelöst wird. Dies kann zur Apoptose der nicht-professionellen Phagozyten führen (BAYLES et al. 1998). Im Anschluss an die Ausbreitung in Zitzen- und Drüsenzisterne steigen die Bakterien in das Milchkanalsystem auf und bilden tiefe Infektionstaschen im Alveolargewebe, die zu Abszessen und der Bildung von Narbengewebswällen führen, welche S. aureus im Gewebe einschließen (NICKERSON 1993a). Durch S. aureus geschädigtes Drüsengewebe stellt die Milchproduktion ein (ZHAO u. LACASSE 2008) oder nimmt sie, im Falle einer Infektion während der Lactogenese, gar nicht erst auf. SORDILLO et al. (1989) fanden in entsprechend geschädigten Epithelzellen weniger raues endoplasmatisches Retikulum als in gesunden Zellen, was zu eingeschränkter Sekretion führte. Außerdem werden Milchgänge durch degenerierte und abgeschilferte Epithelzellen sowie Leukozyten verstopft, so dass es zur Involution der blockierten Bereiche und zu einem Absinken der Milchleistung kommt. Zusätzlich kann der blockierte Milchfluss zu einer Akkumulation von Toxinen und damit zu einer stärkeren Gewebeschädigung führen (NICKERSON u. OWENS 1993). Öffnen sich die verstopften Milchgänge wieder, können andere Bereiche der Milchdrüse infiziert werden (FROST 1975; NICKERSON u. OWENS 1993). Die Ausprägung der klinischen Symptome bei einer intramammären Infektion (IMI) mit S. aureus ist mannigfaltig. Sie reicht von perakuter (gangränöser) Mastitis bis hin zu subklinischen Formen (ANDERSON 1982). Bei der gangränösen Mastitis sorgen Toxine wie das α- und β-Toxin (GUINANE et al. 2008), toxic shock syndrome toxin-1 (TSST-1) und auch das Enterotoxin C (MATSUNAGA et al. 1993; TOLLERSRUD et al. 2000) mit gefäßverengender Wirkung für eine Ischämie mit nachfolgender Nekrose der tubulären Gewebebezirke, so dass das Euter kalt, zyanotisch und ödematös wird. Durch Thrombenbildung in großen Venen kommt es zu einem feuchten Gangrän. Das Sekret ist serumartig bis blutig. Betroffene Tiere zeigen meist Intoxikationserscheinungen und verlieren bestenfalls das betroffene Viertel bzw. die betroffene Hälfte, häufig kommt es aber auch zum Tod des Tieres (NEUMEISTER 1984; BEZEK u. HULL 1995; CONTRERAS et al. 2003). 28 Literaturübersicht Oftmals entwickelt sich eine klinische oder subklinische chronische Infektion mit S. aureus. Hierbei stellen sich große Bereiche der Milchdrüse unauffällig dar, jedoch kommt es zu der oben beschriebenen Formierung von (Mikro-) Abszessen (ANDERSON 1982). Da der Grund für die chronische Infektion die Ineffektivität bei der Elimination der Bakterien ist, kommt es zu einem verlängerten Einstrom an neutrophilen Granulozyten (SLADEK et al. 2005). SHOSHANI et al. (2000) stellten fest, dass die Phagozytose-Kapazität der Granulozyten mit der Zeit abnimmt, was die Elimination der chronischen Infektion zusätzlich erschwert. S. aureus sorgt mit Hilfe zahlreicher Virulenzfaktoren dafür, dass die Wirtsabwehr ineffektiv bleibt. So konnten z.B. Protein A, welches an den Fc-Teil von Antikörpern bindet und diese somit unschädlich macht (FOSTER u. MCDEVITT 1994) sowie der Clumping Faktor, der Fibrinogen aus dem Plasma bindet, gehäuft bei chronischen S. aureus-Mastitiden nachgewiesen werden (MATSUNAGA et al. 1993). Auch die Koagulase führt zu einer „Verklumpung“ von Plasma durch die konformative Aktivierung von Prothrombin (PANIZZI et al. 2004). Die bereits bei der Anlagerung an Epithelzellen erwähnte Pseudokapsel kann zusätzlich die Opsonisierung durch Antikörper und Komplement verhindern und somit die Phagozytose inhibieren (KARAKAWA u. YOUNG 1979; WILKINSON et al. 1979). Außerdem kommt es bei S. aureus-Isolaten aus Mastitismilch häufiger als bei Hautisolaten zu einer so genannten Biofilmbildung, wobei eine Schleimhülle um mehrere Zellschichten die Wirtsabwehr zusätzlich beeinträchtigt (FOX et al. 2005). Auch die Kapsel stellt ein Phagozytose-Hindernis dar, obwohl VERBRUGH et al. (1982) feststellten, dass der Komplementfaktor C3 auch unterhalb der Kapsel an S. aureus binden kann. Einen weiteren wichtigen Virulenzfaktor stellen die Leukozidine dar. Hierbei handelt es sich um Exotoxine, die Granulozyten und Monozyten durch Porenbildung in deren Membranen töten. Leukozidine konnten bei S. aureus aus Mastitismilch von Wiederkäuern fast immer nachgewiesen werden, so dass die Vermutung nahe liegt, dass sie für die Pathogenese der Mastitis essentiell sind (HAVERI et al. 2007). Allerdings ergaben sich tierartspezifische Unterschiede bezüglich des LeukozidinTyps (RAINARD et al. 2003). 29 Literaturübersicht Die epidermiolytischen exfoliativen Toxine ETA und ETB konnten von HAVERI et al. (2007) bei keinem der von ihnen untersuchten S. aureus-Isolate aus bovinen intramammären Infektionen (IMI) nachgewiesen werden, so dass sie für die Pathogenese der Mastitis möglicherweise zu vernachlässigen sind. Ob die Form der Mastitis, die sich aus einer intramammären Infektion mit S. aureus entwickelt, allerdings tatsächlich von den Virulenzfaktoren des jeweiligen S. aureusStammes abhängt, ist noch nicht abschließend geklärt. Verschiedene Virulenzfaktoren der unterschiedlichen Stämme scheinen das klinische Bild der Mastitis beeinflussen zu können (JONSSON 1985; ZECCONI et al. 2005). Im Gegensatz dazu stellten MIDDLETON et al. (2002) mittels PFGE allerdings fest, dass die gleiche Menge eines identischen S. aureus-Stammes bei einigen Kühen zu einer klinischen Mastitis führte, während sich bei anderen Tieren gar keine IMI entwickelte. Hieraus schlossen sie, dass andere Faktoren als der Stamm und somit auch als das Repertoire an Virulenzfaktoren den jeweiligen Schweregrad der Mastitis bestimmen. 2.4 S. aureus als Mastitiserreger bei Schafen und Ziegen Staphylokokken sind die wichtigsten, da am häufigsten isolierten Mastitiserreger bei Schafen und Ziegen. Anders als beim Rind spielen Streptokokken und gramnegative Erreger wie Enterobacteriaceae hier nur eine sehr geringe Rolle. Sowohl die CNS als auch S. aureus sind von großer Bedeutung, allerdings ist S. aureus aufgrund der meist deutlicheren klinischen Symptomatik hervorzuheben (BERGONIER u. BERTHELOT 2003; BERGONIER et al. 2003). WHITE und HINCKLEY (1999) bezeichneten S. aureus aufgrund seiner Pathogenität sogar als den wichtigsten Mastitiserreger bei Ziegen. Im Gegensatz zu Rindern, wo S. aureus nur gelegentlich als Erreger einer gangränösen Mastitis auftritt, ist diese Symptomatik bei kleinen Wiederkäuern häufiger zu beobachten (BEZEK u. HULL 1995). MØRK et al. (2007) stellten fest, dass 65,3% der klinischen Mastitiden bei Fleischschafen durch S. aureus hervorgerufen wurden. 8,8% der klinischen Mastitiden verliefen gangränös, hier wurde zu 72,9% S. aureus isoliert. 30 Literaturübersicht Auch wenn ARIZNABARRETA et al. (2002) S. aureus nur zu 1,7% in Milchproben von Schafen mit subklinischen Mastitiden nachweisen konnten und ihn daher vorwiegend als Erreger klinischer Mastitiden bei Schafen bezeichneten, so hat er doch auch bei subklinischen Euterentzündungen seine Bedeutung. Beispielsweise konnten DEUTZ et al. (1995) S. aureus als häufigsten Erreger chronischer Schafmastitiden (63,8%) isolieren und zusätzlich nachweisen, dass bei einer Infektion mit S. aureus der Rückgang der Milchleistung durchschnittlich am größten war. DEINHOFER und PERNTHANER (1993) wiesen S. aureus in immerhin 22,2% der Milchproben von Schafen mit chronischen Staphylokokken-Mastitiden nach, bei den restlichen Erregern handelte es sich um CNS. Bei Ziegen wurde in verschiedenen Studien die Prävalenz von S. aureus als Erreger subklinischer Mastitiden mit 10,7 bis 35,4% angegeben (KALOGRIDOU- VASSILIADOU 1991; BOSCOS et al. 1996; HALL u. RYCROFT 2007; MIN et al. 2007). UPADHYAYA und RAO (1993) konnten bei 26,5 % der untersuchten Ziegen einer Fleischrasse S. aureus aus der Milch isolieren. Im Allgemeinen handelt es sich bei S. aureus um den bei Ziegen am zweithäufigsten nachgewiesenen Erreger hinter der Gruppe der CNS (MORONI et al. 2005a), in einzelnen Herden kann er aber auch den vorwiegend isolierten Keim darstellen (WINTER u. BAUMGARTNER 1999). Dass einige Autoren lediglich S. aureus-Prävalenzen von 0 bis 8% für Ziegen und 1,4 bis 4% für Milchschafe angeben (BERGONIER et al. 2003; MAURER u. SCHAEREN 2007b) liegt mit großer Wahrscheinlichkeit an der bereits angesprochenen stark variierenden Herdenprävalenz. 2.5 S. aureus-Mastitis-Diagnostik 2.5.1 Erregernachweis 2.5.1.1 Kulturelle Untersuchung Das am häufigsten zur S. aureus-Diagnostik eingesetzte Mittel ist die kulturelle Isolierung der Erreger aus aseptisch entnommenen Milchproben. Der Vorteil dieser Methode besteht insbesondere darin, dass mit lebenden Bakterien gearbeitet wird, die auch zur Resistenztestung herangezogen werden können, so dass eine 31 Literaturübersicht adequate Therapie eingeleitet werden kann (s.u.). Allerdings bietet dieses Verfahren aufgrund der teils intermittierenden Ausscheidung von S. aureus keine hundertprozentige diagnostische Sicherheit. Laut SEARS et al. (1990) wird S. aureus in sogenannten „high or low shedding cycles” mit der Milch von artifiziell infizierten Kühen ausgeschieden. Für die „low shedders” wurde für die kulturelle Untersuchung eine Sensitivität von 70±13,5% angegeben, während bei den „high shedders” 100% verzeichnet wurden. Insgesamt betrug die Sensitivität bei Entnahme und Untersuchung nur einer Milchprobe 74,5 ± 16,75% und erhöhte sich bei Untersuchung von 2 bzw. 3 Proben auf 94 bzw. 98%. Bei auf natürlichem Wege mit S. aureus infizierten Eutervierteln gaben die Autoren eine Sensitivität von 63 bis 100% an. In einer anderen Studie wurde für die kulturelle Untersuchung einer Milchprobe eine Sensitivität von 60 bis 87% in Abhängigkeit vom Volumen des Inoculums beschrieben (BUELOW et al. 1996). Diese Abhängigkeit war insbesondere für die „low shedders“ deutlich, denn hier stieg die Sensitivität bei Vergrößerung des Inoculums von 0,01 auf 0,1 ml von 60 bis 79% auf 85 bis 87% an. Von den Autoren wurde ein 3-Tages-Intervall zur Probennahme empfohlen. Zur Erhöhung der Sensitivität der kulturellen Untersuchung kann laut VILLANUEVA et al. (1991) auch das Einfrieren der Milchproben bei -20°C beitragen. Nach 23 Tagen bei dieser Temperatur wurden 1,48-mal mehr S. aureus isoliert als dies aus derselben Frischmilch der Fall war. Als mögliche Gründe hierfür gaben die Autoren die Lyse von Phagozyten, welche noch lebensfähige Bakterien enthielten, sowie die Auflösung von Bakterien-Clustern an. Beides führte zu einer Erhöhung der Kolonie bildenden Einheiten (KBE). Von der Erhöhung der KBE in mit S. aureus kontaminierten Milchproben nach dem Einfrieren berichteten auch HUBÁČKOVÁ und RYŠÁNEK (2007) sowie GODDEN et al. (2002). In letzterer Studie wurde außerdem festgestellt, dass bei Kühen das Vorgemelk besser zur kulturellen Untersuchung auf S. aureus geeignet ist als das Nachgemelk. Eine weitere Möglichkeit, die Sensitivität der kulturellen Untersuchung heraufzusetzen, bietet nach ZECCONI et al. (1997) die Zentrifugation der Milchprobe 32 Literaturübersicht bei 2.000 g und die anschließende Kultur des Sediments. Dieses Vorgehen erhöhte in der o.g. Studie die Anzahl der S. aureus-Nachweise aus Milchproben auf 145,5%. Die Spezifität der kulturellen Untersuchung in Bezug auf den S. aureus-Nachweis wird insgesamt deutlich höher eingeschätzt als die Sensitivität. Zu unterscheiden sind hier die falsch positive Deutung des Ergebnisses der Laboruntersuchung nämlich immer dann, wenn eigentlich keine intramammäre Infektion (IMI) vorliegt, sondern z.B. eine Kontamination oder eine Besiedelung des Strichkanals (ADAMS et al. 1992; HICKS et al. 1994) – und das falsch positive Laborergebnis selbst. Letzteres kann z.B. darin begründet sein, dass in den meisten Labors alle koagulasepositiven Staphylokokken (CPS) als S. aureus angesprochen werden, obwohl CAPURRO et al. (1999) zeigen konnten, dass es sich nur bei 97% der dort isolierten CPS tatsächlich um S. aureus handelte. Dieses Ergebnis unterscheidet sich vom Ergebnis der Studie von DEINHOFER und PERNTHANER (1993), die in Schaf- und Ziegenmilchproben keine anderen CPS als S. aureus nachweisen konnten. Zur Erhöhung der Spezifität empfehlen sowohl HICKS et al. (1994) als auch ADAMS et al. (1992) die Untersuchung von 3 Milchproben, von denen mindestens 2 als positiv beurteilt werden sollten, um das Euterviertel als mit S. aureus infiziert zu bezeichnen. 2.5.1.2 PCR Auf Grund der teilweise suboptimalen Sensitivität der Standard-Methoden wie der kulturellen Untersuchung wurden in den letzten Jahren zunehmend Anstrengungen unternommen, um die S. aureus-Diagnostik zu verbessern. Einen viel versprechenden Ansatz hierfür liefert die Polymerasekettenreaktion (PCR). Bei dieser Methode werden bestimmte Genfragmente des nachzuweisenden Erregers mittels so genannter Primer spezifisch vervielfältigt und anschließend mit Hilfe einer Gelelektrophorese als fluoreszierende Banden unter UV-Licht dargestellt (SAIKI et al. 1988). Dass diese Vorgehensweise für den Nachweis von S. aureus aus Milch geeignet ist, zeigten KHAN et al. (1998), indem sie mittels Thermonuclease-Gen (nuc-Gen) spezifischer Primer S. aureus sowohl in der Milch artifiziell infizierter Schafe als auch in Schafmilch und Wasser, denen S. aureus zugesetzt worden war, detektieren konnten. Die analytische Spezifität dieses Tests lag bei 100%, die 33 Literaturübersicht Sensitivität beim Nachweis aus der Milch der künstlich infizierten Schafe bei über 90%. Die Nachweisgrenze bei zu Milch oder Wasser hinzu gegebenen S. aureus lag bei 1 KBE/ml. Obwohl KUŹMA et al. (2003) ebenfalls einen nuc-Gen spezifischen Primer für ihre PCR verwendeten, lag die Sensitivität in ihrer an Kühen mit chronischer S. aureusMastitis durchgeführten Studie lediglich bei 72,4% (bei Einsatz von 1 µl DNA) und die Nachweisgrenze bei 500 KBE/ml. Die Spezifität hingegen betrug 100%. Auch YAMAGISHI et al. (2007) arbeiteten mit einem nuc-Gen spezifischen Primer und verglichen die direkte PCR mit einer PCR nach Anreicherungskultur. Als Nachweisgrenze bei der direkten PCR gaben sie 106 KBE/ml an, was nach Anreicherungskultur allerdings auf 100 KBE/ml reduziert werden konnte. In jedem Fall erwies sich die PCR als sensitiver gegenüber der Bakteriologie, da z.B. Tankmilchproben in der Bakteriologie negativ, in der PCR hingegen positiv für S. aureus waren. Ebenfalls mit einer Anreicherungskultur setzten GILLESPIE und OLIVER (2005) die Nachweisgrenze für S. aureus bei der von ihnen durchgeführten multiplex real-time PCR von 103 KBE/ml auf 100 KBE/ml herab. Als möglichen Grund für die verbesserte Sensitivität nach Anreicherung wurde die Verdünnung von Inhibitoren der Thermus aquaticus (Taq)-Polymerase genannt. Die DNA wurde aus Mastitismilch von Kühen isoliert und in der PCR gleichzeitig der Erregernachweis von S. aureus, Streptococcus uberis und Streptococcus agalactiae geführt. Die Sensitivität betrug 91,7% für S. aureus. Der Erreger konnte sicher von anderen CPS unterschieden werden. Neben dem reinen Erregernachweis bietet die PCR weitere diagnostische Möglichkeiten, wie bei Nutzung entsprechend spezifischer Primer z.B. den Nachweis von Superantigenen (SMYTH et al. 2005) oder Enterotoxin-Genen (TKÁČIKOVÁ et al. 2003; SMYTH et al. 2005; CREMONESI et al. 2007). Insbesondere die Detektion der Enterotoxin-Gene kann aus lebensmittelhygienischer und VerbraucherschutzSicht sehr hilfreich sein, da die Isolierung der entsprechenden Gene nicht nur aus Milch, sondern auch aus Molkereiprodukten wie z.B. Rohmilchkäse möglich ist. CREMONESI et al. (2007) gaben für den Nachweis von S. aureus (Koagulase (coa)- 34 Literaturübersicht und nuc-Gen) und seiner Enterotoxin-Gene eine Detektionsgrenze von 100 KBE/g Rohmilchkäse aus Kuh- oder Ziegenmilch an. Abgesehen vom qualitativen S. aureus-Nachweis wurde von einigen Autoren auch ein quantitativer Nachweis aus künstlich oder natürlich kontaminierter Kuh- und/oder Ziegenrohmilch bzw. aus Rohmilchkäse mittels PCR durchgeführt (CREMONESI et al. 2005; HEIN et al. 2005; GRABER et al. 2007; STUDER et al. 2008). Insgesamt erwies sich die PCR in einigen Punkten als überlegen gegenüber der Bakteriologie als Standard-Methode in der S. aureus-Diagnostik. Die Autoren beschrieben sie in der Regel als die schnellere Methode, da sie das Ergebnis meist innerhalb eines Tages lieferte (KHAN et al. 1998; STUDER et al. 2008). Außerdem eignete sie sich anders als die Bakteriologie auch zum Nachweis abgetöteter Bakterien, also z.B. nach einer voran gegangenen Antibiose oder aus formalinfixierter Milch. Es ist allerdings zu bedenken, dass die Sensitivität der PCR durch Störfaktoren wie z.B. eine ineffiziente DNA-Extraktion oder eine starke kompetitive Mikroflora in der Milch herabgesetzt werden kann (KHAN et al. 1998; CREMONESI et al. 2007). Auch zu viele somatische Zellen und phagozytierte bakterielle DNA stören die PCR und verursachen in der Gelelektrophorese so genannte „Schmierbanden“ (KUBOTA et al. 2007). Um Inhibitionen bei der PCR zu verringern, ersetzten KIM et al. (2001) die störanfällige Taq-Polymerase durch die robustere Thermus thermophilus (Tth)-Polymerase. Dies erhöhte die Sensitivität für den S. aureus-Nachweis in der Milch experimentell infizierter Kühe von 65 auf 80%. Mit einem zusätzlichen DNA-Reinigungsschritt mit Chelex-100 stieg die Sensitivität sogar auf 100%. 2.5.2 Zytologische Untersuchung von Milchproben Bevor im Folgenden die Aussagekraft des somatischen Zellgehalts der Milch bzw. des CMT-Wertes für die S. aureus-Mastitis-Diagnostik erläutert wird, erscheinen zunächst einige Ausführungen zum physiologischen Zellgehalt von Schaf- und Ziegenmilch sowie zur Vergleichbarkeit von somatischem Zellgehalt und CMT notwendig. 35 Literaturübersicht 2.5.2.1 Physiologischer Zellgehalt von Schaf- und Ziegenmilch Zum physiologischen Zellgehalt von Schaf- und Ziegenmilch gibt es unterschiedliche - teils sehr widersprüchliche - Angaben. In Tabelle 2.2 und Tabelle 2.3 sind Werte dargestellt, die die jeweiligen Autoren entweder als Grenzwert für „normale“, also Milch gesunder Tiere vorschlagen, oder die sie in ihren Untersuchungen an klinisch und bakteriologisch gesunden Tieren vorgefunden haben. Tabelle 2.2: Literaturangaben zum physiologischen Zellgehalt von Schafmilch Autoren Zellgehalt pro ml Milch BERGONIER u. BERTHELOT (2003) 130-150 x 103 BERGONIER et al. (2003) 200.000 – 1,5 Millionen, meist < 500.000 DEUTZ et al. (1989) 100.000 HAENLEIN (2002) 600-800 x 103 HARIHARAN et al. (2004) 2.285 x 103 FTHENAKIS (1994) <1 Million MAURER u. SCHAEREN (2007a) < 300 x 103 EITAM u. EITAM (1993) 1.604 x 103 Tabelle 2.3: Literaturangaben zum physiologischen Zellgehalt von Ziegenmilch Autoren Zellgehalt pro ml Milch BERGONIER et al. (2003) 520.000 – 1,1 Millionen BOSCOS et al. (1996) 0,19 – 2,8 Millionen HALL u. RYCROFT (2007) 428 x 103 ; 75% < 500 x 103; 93% < 1 Million MIN et al. (2007) 2.259 x 103 MORONI et al. (2005a) 70% < 500 x 103; 83% < 1 Million; 89% < 1,5 Millionen PAAPE u. CAPUCO (1997) 50-400 x 103 POUTREL et al. (1993) 687 x 103 ZENG u. ESCOBAR (1993) > 1 Million Anhand dieser kleinen Auswahl unterschiedlicher Werte lässt sich die Schwierigkeit bei der Erstellung eines validen Grenzwertes bereits erahnen. Daher liegt ein solcher Grenzwert auf der europäischen Ebene auch bislang nicht vor, während in den USA 36 Literaturübersicht sowohl für Schafe als auch für Ziegen ein Grenzwert von 1 Million Zellen/ml Tankmilch gilt (PAAPE et al. 2007). Diesen Wert einzuhalten gestaltet sich insbesondere für Ziegenhalter aus verschiedenen Gründen schwierig. Zunächst sei hier die im Ziegeneuter stattfindende apokrine Sekretion genannt, die im Gegensatz zur merokrinen Sekretion von Rind und Schaf den Anteil zytoplasmatischer Partikel in der Milch erhöht. Wird der Gehalt an somatischen Zellen nun mit einer nicht DNAspezifischen Methode wie beispielsweise dem Coulter Counter bestimmt, werden diese Partikel mitgezählt und sorgen für ein zu hohes Messergebnis. Da allerdings einige der zytoplasmatischen Partikel noch Kernfragmente enthalten können, kann es selbst bei Verfahren, bei denen die DNA spezifisch angefärbt wird, zu leicht erhöhten Messergebnissen im Vergleich zu Schaf- oder Kuhmilch kommen (PAAPE u. CAPUCO 1997). Neben dieser Besonderheit unterliegen sowohl Ziegen als auch – wenn auch in geringerem Maße – Schafe zahlreichen Faktoren, die einen großen Einfluss auf die physiologische Zellzahl haben. So gibt z.B. HAENLEIN (2002) an, dass 90% der Variation des Gehaltes somatischer Zellen in Ziegenmilch nicht durch eine intramammäre Infektion bedingt sind. PAAPE et al. (2007) nennen als wichtige den Zellgehalt von Ziegenmilch beeinflussende Faktoren das Management (siehe auch HARRER 2006), das Laktationsstadium, die Parität und den Caprine Arthritis Encephalitis (CAE)-Status. Allerdings konnten sie keinen Anstieg der Zellzahl mit steigender Parität und fortgeschrittenem Laktationsstadium sowie keinen Rasseeinfluss auf die Zellzahl bei Schafen feststellen. BERGONIER et al. (2003) beschreiben als weitere Einflussfaktoren auf den Zellgehalt von Ziegenmilch abrupte Futterumstellungen und Stress, unter anderem auch durch Behandlungen und Impfungen. Auch das Melkverfahren übt einen Einfluss auf die Zellzahl aus, denn maschinell gemolkene Ziegen weisen einen höheren Gehalt an somatischen Zellen auf als von Hand gemolkene (KOSEV et al. 1993a). Im Gegensatz zu diesen Untersuchungen konnten BOSCOS et al. (1996) bei Anwendung des California Mastitis Tests (CMT) keine Einflüsse durch Rasse, Parität oder Laktationsstadium feststellen. 37 Literaturübersicht 2.5.2.2 Vergleichbarkeit von California Mastitis Test (CMT) und somatischem Zellgehalt (SCC) Es wurden zahlreiche Studien zur Vergleichbarkeit von SCC und CMT sowohl mit Schaf- als auch mit Ziegenmilch durchgeführt. Für Schafmilch sprachen DEUTZ et al. (1995) sowie MAURER und SCHAEREN (2007a) von einer guten bzw. sehr guten Übereinstimmung von CMT und fluoreszenz-optisch-elektronisch ermittelten Zellgehalten. BERGONIER und BERTHELOT (2003) gaben als Wert für die Übereinstimmung 80% an, wobei negative und fragliche CMT-Ergebnisse mit Zellgehalten < 25.000/ml, starke und sehr starke Reaktionen mit solchen von 500.000/ml bis 900.000/ml gleichzusetzen waren. In den Untersuchungen von MAURER und SCHAEREN (2007a) hingegen zeigten negative CMT-Reaktionen Gehalte an somatischen Zellen von im Mittel 60.000 Zellen/ml, schwach positive 300.000 bis 900.000 Zellen/ml und stark positive 2 bis 10 Millionen Zellen/ml an. Auch bei Ziegenmilch wird zumeist von einer guten Übereinstimmung von mit fluoreszenz-optisch-elektronisch ermittelten Zellgehalten und CMT ausgegangen (WINTER u. BAUMGARTNER 1999; HARRER 2006). Aus den in Kapitel 2.5.2.1 genannten Gründen ist die Nutzung eines DNA-spezifischen Verfahrens zur Zellzählung in Ziegenmilch essentiell (HAENLEIN 2002). UPADHYAYA und RAO (1993) ermittelten für CMT und Leukozytenzahl einen Korrelationskoeffizienten von ρ = 0,83. Die nachfolgende Tabelle 2.4 zeigt die mikroskopisch ermittelte Leukozytenzahl und die dazugehörigen CMT-Ergebnisse dieser Untersuchung. Tabelle 2.4: Zusammenhang von CMT-Score und Leukozytenzahl in Ziegenmilch (UPADHYAYA u. RAO 1993) CMT-Score Leukozytenzahl (Millionen/ml) - 0,07-0,81 +/- 0,09-0,81 + 0,31-2,13 ++ 0,67-3,60 +++ 1,99-9,34 38 Literaturübersicht 2.5.2.3 Entwicklung des Zellgehalts bei Nachweis von S. aureus Der Gehalt der Milch an somatischen Zellen (somatic cell count, SCC) kann Hinweise auf das Bestehen einer S. aureus-Infektion des Euters geben. Generell wird bei einer bestehenden Infektion der Milchdrüse mit S. aureus von einem besonders hohen SCC, auch im Vergleich mit Infektionen anderer Ätiologie, ausgegangen (KOSEV et al. 1993b; MORONI et al. 2005a). So lag in einer Untersuchung von 2002 (ARIZNABARRETA et al.) der dekadische Logarithmus des Gehaltes an somatischen Zellen in mit S. aureus infizierter Schafmilch bei 6,68, in bakteriologisch negativer hingegen bei 4,86. BERGONIER und BERTHELOT (2003) gaben einen Wert von 2,3 – 5 Mio Zellen/ml Milch für S. aureus-positive Schafe an. MAURER und SCHAEREN (2007a) stellten bei einem Nachweis von S. aureus in Schafmilch auch immer eine starke bis sehr starke Reaktion im Schalmtest fest. In einer Studie von 1995 (BOSCOS et al.) zeigten 89% der S. aureus-positiven Ziegen einen SCC von > 2 Mio Zellen/ml und einen CMT-Score von > 2, insgesamt lagen die Zellgehalte dieser Ziegen in einem Bereich von 1,78 bis 4,58 x 106 Zellen/ml. Bei Ziegen mit subklinischen Mastitiden fanden HALL und RYCROFT (2007) die höchsten Zellgehalte, im Mittel 7,5 x 106 Zellen/ml, wenn S. aureus als Erreger nachgewiesen wurde. Auf Grund dieser hohen Zellzahlen wurde vorgeschlagen, durch Untersuchung des SCC bzw. Durchführen eines CMT „infektionsverdächtige“ Tiere herauszufinden (VESTWEBER 1994; HOEDEMAKER 2001; STEFFL u. PHILIPP 2007). Gleichzeitig wurde aber auf den starken Polymorphismus von S. aureus hingewiesen, und auf die Existenz von S. aureus-Stämmen, die nur einen niedrigen SCC im Tier bedingen. Schon ANDERSON (1982) beschrieb, dass S. aureus-Nachweise aus Kuhmilch nicht immer mit einem erhöhten SCC einhergehen müssen. Gleiches gaben auch VESTWEBER u. LEIPOLD (1993) sowie WIDEL (1994) und ZECCONI et al. (2005) in ihren Arbeiten an. Während DEINHOFER und PERNTHANER (1993) bei Infektionen mit S. aureus bei Schafen und Ziegen stets eine höhere Zellzahl vorfanden als bei Infektionen mit CNS, konnten DEUTZ et al. (1995) diesbezüglich keine signifikanten Unterschiede in der Zellzahl bei Schafen feststellen. EITAM und EITAM (1993) fanden in ihren Untersuchungen an Schafen sogar, dass Infektionen 39 Literaturübersicht mit Pseudomonaden und Mikrokokken zu deutlich höheren Zellgehalten führten als Infektionen mit S. aureus (letztere im Mittel 2.924 x 103 Zellen/ml). Beim Vergleich der Zellgehalte von Ziegen mit subklinischen Mastitiden unterschiedlicher Ätiologie durch MIN et al. (2007) erwiesen sich die durch S. aureus hervorgerufenen Zellzahlen, im Mittel 4.724 x 103 Zellen/ml, als nicht erhöht gegenüber den Zahlen, die durch andere Erreger hervorgerufen wurden. MAURER und SCHAEREN (2007b) stellten fest, dass anders als in ihrer Untersuchung an Schafen 16,7% der mit S. aureus infizierten Ziegen im Schalmtest negativ reagierten. Auch UPADHYAYA und RAO (1993) fanden negative und fragliche CMT-Ergebnisse bei mit S. aureus infizierten Ziegen. Ein hoher Gehalt an somatischen Zellen kann also weder als spezifisch (KHAN et al. 1998) noch als besonders sensitiv im Hinblick auf eine S. aureus-Infektion der Milchdrüse, insbesondere bei Ziegen, bezeichnet werden. 2.6 Bekämpfung der S. aureus-Mastitis 2.6.1 Antibiotikatherapie Der Therapieversuch mittels Antibiotika-Gabe ist eine immer noch häufig praktizierte, jedoch selten zufrieden stellende Maßnahme in der Bekämpfung von S. aureus als Mastitiserreger. Bevor im Folgenden die Antibiotikatherapie getrennt nach Behandlung während der Laktation und Behandlung in der Trockenstehphase abgehandelt wird, sollen hier zunächst einige übergreifende Punkte besprochen werden. Die Selbstheilungsraten für Mastitiden betragen, lässt man die Ätiologie außer Acht, 35 bis 67% beim Schaf und 20 bis 60% bei der Ziege, wenn diese trocken gestellt werden (BERGONIER et al. 2003). Speziell für Infektionen mit S. aureus fanden allerdings DEUTZ et al. (1995) bei Milchschafen eine wesentlich niedrigere Selbstheilungsrate von 11,1%, während für Milchkühe ein Wert von 25% angegeben wird (VESTWEBER 1994; HOEDEMAKER 2001). Diese Selbstheilungsraten gilt es bei der Bewertung der im Folgenden genannten Heilungsraten unterschiedlichen Formen der Antibiotikatherapie zu berücksichtigen. 40 für die Literaturübersicht Ebenfalls Berücksichtigung finden sollten die Vor- und Nachteile der Antibiose; im Fall einer erfolgreichen Therapie steigt die Nutzungsdauer, sinkt die Infektionsgefahr für andere Tiere des Bestandes, steigt die Milchqualität und sinkt das Risiko für Lebensmittelinfektionen und –intoxikationen beim Verbraucher (DEUTZ et al. 1995). Die Nachteile liegen gerade bei einer verlängerten Therapie, wie sie häufig nötig ist, in den Kosten, der Wartezeit auf die Milch, möglicher Rückstände in der Milch (trotz Einhaltung der Wartezeit) und dem erhöhten Infektionsrisiko bei wiederholter intrazisternaler Applikation von Antibiotika (BARKEMA et al. 2006). Einen weiteren Nachteil deckten STEFFL und PHILIPP (2007) auf, denn sie fanden heraus, dass nach einer erfolgreichen Therapie von S. aureus-Mastitiden, hier durch Behandlung der subklinisch infizierten Tiere mit Pirlimycin und Trockenstellen der Herde mit Cloxacillin die Prävalenz von klinischen Mastitiden hervorgerufen durch Streptococcus uberis und Corynebacterium spp. bei Milchkühen stieg. JUHÁSZKASZANYITZKY et al. (2007) vermuteten anhand der Ergebnisse ihrer Untersuchung sogar eine Beteiligung des antibiotischen Trockenstellens mit Cloxacillin und Cephalosporinen an dem Nachweis von MRSA in der Milch von Kühen. Außerdem ist stets zu bedenken, dass sowohl für Schafe als auch für Ziegen in Deutschland derzeit kein Antibiotika-Präparat zur intrazisternalen Mastitisbehandlung zugelassen ist. Insbesondere in ökologisch wirtschaftenden Betrieben stellt die Behandlung mit Antibiotika ein großes Problem dar, da sich die Wartezeit verdoppelt und Tiere höchstens dreimal pro Jahr mit so genannten chemisch-synthetischen allopathischen Tierarzneimitteln oder Antibiotika behandelt werden dürfen, damit die Produkte als ökologisch erzeugt gelten (ANONYM 2008). Je nach Verband, dem der Betrieb angeschlossen ist, kann der Einsatz von Antibiotika sogar noch restriktiver gehandhabt werden als dies nach der EG-Verordnung der Fall ist. Mögliche Gründe für das Versagen insbesondere der intrazisternalen Antibiotikatherapie von S. aureus-Mastitis sind ein verzögerter Beginn oder zu frühes Beenden der Behandlung, das falsche Präparat, Resistenzen, zum Zeitpunkt der Behandlung metabolisch inaktive Bakterien, Schutz der Bakterien in Leukozyten, zu wenig Kontakt von Bakterien und Antibiotikum durch schlechte Diffusion bzw. durch 41 Literaturübersicht Narbengewebe im Euter und eine Inaktivierung des Antibiotikums durch Milch- oder Serumkomponenten (NICKERSON u. OWENS 1993; VESTWEBER 1994). Was die Resistenzen betrifft, so fanden SCHRÖDER et al. (2005) heraus, dass nahezu 100% der aus Kuhmilch isolierten S. aureus empfindlich für eine Behandlung mit Oxacillin, Cephalothin, Cefacetril, Cefquinom und Neomycin waren. Immerhin 88% der Isolate erwiesen sich als empfindlich für eine Behandlung mit Penicillin, Ampicillin und Cefoperazon. Bei ihren Untersuchungen in Brasilien stellten AIRES-DE-SOUSA et al. (2007) fest, dass 33% der S. aureus-Isolate von Schafen und Ziegen resistent gegenüber Penicillin und 6,5% der Isolate intermediär gegenüber Erythromycin und Clindamycin reagierten. Vielen anderen Antibiotika, wie z.B. Oxacillin und Cephalothin gegenüber waren die Isolate allerdings voll empfindlich. Auch VAUTOR et al. (2007) untersuchten aus Schafmilch isolierte S. aureus, die sich in 79% der Fälle als gegenüber allen getesteten Antibiotika empfindlich erwiesen. LOLLAI et al. (2008) resümierten, dass die Resistenzlage bei Schafen besser wäre als bei Kühen und der Anteil der resistenten Isolate insgesamt als rückläufig einzustufen wäre. 2.6.1.1 Laktationsantibiose Die Antibiotikatherapie während der Laktation wird zumeist mittels einer intrazisternalen Applikation durchgeführt. Die Auswahl der gegen S. aureus eingesetzten Antibiotika sollte nach einem Resistenztest erfolgen; muss aufgrund akuter Symptomatik allerdings sofort eine Behandlung begonnen werden, sollten Cephalosporine verwendet werden (SCHRÖDER et al. 2005). Die Heilungsraten für eine S. aureus-Mastitis bei Antibiotikatherapie während der Laktation liegen laut HOEDEMAKER (2001) bei 30 bis 40% (bakteriologische Heilung), und auch VESTWEBER (1994) nennt einen Wert von < 50% für Milchkühe. In ihrer Studie an Milchschafen kamen DEUTZ et al. (1995) auf einen Wert von 55,1%. Diese eher niedrigen Werte dürften durch die bereits o.g. Ursachen für Therapieversagen begründet sein. Einige Autoren empfehlen als Erfolg versprechendere Variante die Kombinationstherapie aus intrazisternaler und intramuskulärer Applikation eines Antibiotikums (NICKERSON u. OWENS 1993) oder die verlängerte intrazisternale Therapie z.B. mit Pirlimycin (LUBY u. MIDDLETON 2005). In einer Studie verglichen SANDGREN et al. (2008) die Heilungsraten von subklinischen Mastitiden bei Kühen 42 Literaturübersicht nach fünftägiger intrazisternaler Behandlung mit Benzyl-Penicillin mit denen nach ebenso langer intramuskulärer Verabreichung von Penethamat-Hydrojodid. Es gab keinen signifikanten Unterschied, wenngleich die systemische Therapie leichte Vorteile brachte. Insgesamt erwies sich die Heilungsrate bei Infektionen mit S. aureus als wesentlich geringer im Vergleich zu Infektionen mit Streptococcus dysgalactiae und Streptococcus uberis. Es wurden keine positiven Langzeiteffekte der Laktationsantibiose auf die Milchproduktion, das Überleben und Neuinfektionen der behandelten Tiere festgestellt. SOL et al. (1997; 2000) untersuchten an Milchkühen Faktoren mit einem Einfluss auf die Heilungsrate sowohl klinischer als auch subklinischer S. aureus-Mastitiden bei Laktationsantibiose. Eine sehr hohe Zellzahl vor Behandlungsbeginn, das Betroffensein der Hinterviertel, Infektionen in der frühen bis mittleren Laktation, mehr als zwei Kalbungen, mehrfacher Nachweis von S. aureus vor Behandlungsbeginn sowie der Nachweis resistenter Stämme verschlechterten die Heilungschancen deutlich. Es gab keinen Zusammenhang zwischen dem Grad der klinischen Symptome und der Heilungsrate. Anhand der oben genannten Faktoren könnte die Abgrenzung behandlungswürdiger Tiere von solchen, die der Schlachtung zugeführt werden sollten, erleichtert werden. BARKEMA et al. (2006) und HOEDEMAKER (2001) kamen in Bezug auf Milchkühe allerdings zu dem Schluss, dass eine Behandlung bei subklinisch mit S. aureus infizierten Tieren während der Laktation wirtschaftlich nicht zu vertreten sei. Auch MORONI et al. (2005b) bezeichneten eine antibiotische Behandlung während der Laktation von chronisch mit S. aureus infizierten Ziegen als nicht sinnvoll. 2.6.1.2 Trockenstellen unter antibiotischem Schutz Mittels Trockenstellen unter antibiotischem Schutz lassen sich bei Milchkühen mit S. aureus-Mastitis Heilungsraten von 50% bis 80% (NICKERSON 1993b; VESTWEBER 1994; HOEDEMAKER 2001) erreichen. SHPIGEL et al. (2006) verglichen den Therapieerfolg von intrazisternaler und intramuskulärer Behandlung beim Trockenstellen in einer Milchkuhherde mit 40%iger S. aureus-Prävalenz. Während die Heilungsrate nach intramuskulärer Applikation von Cefquinom bei 28% lag, was nahezu der Spontanheilungsrate entspricht, konnte 43 Literaturübersicht mittels intrazisternaler Applikation von Nafcillin, Benzylpenicillin und Dihydrostreptomycin als Kombinationspräparat die Heilungsrate auf bis zu 80% gesteigert und die Neuinfektionsrate im Vergleich zur systemischen Behandlung deutlich gesenkt werden. Dennoch konnte die Herde nicht vollständig von S. aureus befreit werden. NICKERSON und OWENS (1993) sehen zwar, ebenso wie SEARS und MCCARTHY (2003), leichte Vorteile bei der Antibiotikatherapie beim Trockenstellen gegenüber der Laktationstherapie, weisen aber auch darauf hin, dass nicht alle chronischen S. aureus-Mastitiden eliminiert werden können, kein Schutz vor Neuinfektionen besteht, die Empfänglichkeit für Umwelterreger in therapierten Eutervierteln steigt und die Rückstandsproblematik zu bedenken sei. Wenn eine Behandlung erfolgt, sollten alle Kühe eines Bestandes behandelt werden. In Frankreich wurden 2003 (BERGONIER et al.) 84,3% der Ziegenherden mit antibiotischen Trockenstellern behandelt. Im Gegensatz zu Kühen wird beim kleinen Wiederkäuer empfohlen, Tiere selektiv, z.B. nach der Durchführung eines CMTs, zu behandeln. Insbesondere bei Ziegen sollte die Rückstandsproblematik bei der Anwendung von Antibiotika zum Trockenstellen Beachtung finden, da die Trockenstehphase hier häufig kürzer ausfällt (BERGONIER et al. 2003). Zum Teil ist die Applikation von Antibiotika zum Trockenstellen bei Ziegen auch gar nicht möglich, da auf eine Trockenstehphase verzichtet wird und die Ziegen durchgehend gemolken werden. 2.6.2 Maßnahmen im Herdenmanagement Zur Sanierung einer mit S. aureus infizierten Milchkuhherde wurden zusätzlich zu therapeutischen Maßnahmen oder auch als alleiniges Kontrollprogramm viele Möglichkeiten aufgezeigt, das Herdenmanagement zu verbessern und so die Infektionskette zu unterbrechen. Da S. aureus in der Regel als „kuhassoziierter“ Erreger gehandelt wird, liegt das Hauptaugenmerk dieser Verbesserungen auf den Melkzeiten, denn diese stellen die Hauptübertragungszeiten dar. Hier ist sowohl auf eine einwandfreie Melktechnik als auch insbesondere auf eine gute Melkhygiene zu achten (HOEDEMAKER 2001; BARKEMA et al. 2006). Die Melkhygiene beinhaltet das Vormelken, die Zitzenreinigung mit Einmaltüchern, das Zitzendippen (mit einem 44 Literaturübersicht Präparat, das eine desinfizierende und eine pflegende Komponente enthält) nach dem Melken und nicht zuletzt die Arbeit des Melkers mit behandschuhten Händen. Diese Maßnahmen sind nötig, um die Verschleppung bzw. Übertragung von S. aureus über die Zitzenhaut oder die Hände des Melkers zu verhindern oder zumindest einzugrenzen. Bezüglich des Dippmittels ist zu bedenken, dass konventionelle Präparate bei ökologischer Milchwirtschaft nicht eingesetzt werden dürfen (CONTRERAS et al. 2007). Auch beim kleinen Wiederkäuer stellen Tiere mit subklinischen bzw. chronischen Mastitiden oder auch Dermatitiden die Hauptinfektionsquelle dar, so dass auch hier die Übertragung v.a. während des Melkens stattfindet. Als weiterer wichtiger Vektor sind allerdings die milchräubernden Lämmer zu nennen (BERGONIER et al. 2003; CONTRERAS et al. 2007). Einige Autoren raten über die Melkhygiene hinaus zur Einhaltung einer konstanten Melkreihenfolge, bei der junge und bekannt gesunde Tiere zuerst, infizierte stets zuletzt gemolken werden (BERGONIER et al. 2003; ZECCONI 2006). Als Steigerung dieser Maßnahme bei hoher Prävalenz bietet sich die Bildung von S. aureuspositiven und negativen Gruppen an. Allerdings stellten MIDDLETON et al. (2001) fest, dass die Trennung von Kühen während des Melkens in Gruppen Neuansteckungen nicht verhindern konnte. Auch NICKERSON und OWENS (1993) waren der Meinung, die Gruppenbildung habe keinen positiven Einfluss auf die S. aureus-Prävalenz. Das Merzen chronisch infizierter Tiere wird meist als die effektivste Maßnahme in der S. aureus-Bekämpfung betrachtet (NICKERSON u. OWENS 1993; BARKEMA et al. 2006). Um die Übertragung während des Melkens durch ein Ausscheider-Tier zu minimieren, kann auch das betroffene Viertel bzw. die betroffene Hälfte des Euters trocken gestellt werden. Mit Hilfe eines Kontrollprogramms versuchten SOMMERHÄUSER et al. (2003) sieben Milchkuhherden in Bezug auf S. aureus-Mastitis zu sanieren. Das Programm umfasste Vormelken, Euterreinigung mit Einmalpapiertüchern, Zitzendippen, gute Melktechnik, Merzen von Tieren mit einem dauerhaften Gehalt an somatischen Zellen >100.000/ml Milch bzw. mit S. aureus-positivem kulturellem Befund der Milch 45 Literaturübersicht und die Remontierung ausschließlich aus dem eigenen Bestand. In den meisten Herden sanken die Inzidenz und Prävalenz von S. aureus-Mastitiden, während das Vorkommen von Umweltkeimen als Mastitiserreger zunahm. In drei Herden zeigte sich bei der Typisierung der S. aureus-Isolate, dass diese die typischen Merkmale eines „kuhassoziierten“ Erregers aufwiesen (einzelner Stamm mit großer Ausbreitung) und durch das Kontrollprogramm zu reduzieren waren. In drei anderen Herden kamen viele verschiedene, wenig verbreitete Stämme vor, die sich somit mehr wie „Umweltkeime“ verhielten und durch die eingeleiteten Maßnahmen nicht immer zu kontrollieren waren. Auch MIDDLETON et al. (2001) postulierten, dass die verschiedenen S. aureus-Stämme bedingt durch eine variierende Kontagiosität eine unterschiedliche „Resistenz“ gegenüber Kontrollmaßnahmen aufwiesen. ZECCONI (2006) entwickelte ebenfalls ein Kontrollprogramm, welches sich für Milchkuhherden mit einer S. aureus-Prävalenz von 10 bis 20% eignet. Innerhalb von 18 Monaten konnte die Prävalenz auf unter 1% gesenkt werden. Bestandteil des Programms waren im Wesentlichen die oben genannten Verbesserungen der Melkhygiene sowie die Gruppenbildung und ein spezielles Probennahmeschema. Zusätzlich sollte auf eine gute Hygiene insbesondere der Einstreu und auch des restlichen Stalls geachtet werden, da insbesondere bei einer hohen S. aureusPrävalenz auch die Einstreu, Arbeitsgeräte, Wasser, Futter, Insekten und sogar die Luft als Vektor in Frage kommen (HOEDEMAKER 2001; BERGONIER et al. 2003). NAGAHATA et al. (2007) erzielten mit verbesserter Melkhygiene und antibiotischem Trockenstellen in einer Milchkuhherde mit einer S. aureus-Prävalenz von 41,2% eine Reduktion der somatischen Zellgehalte sowie eine Erregerelimination nach 18 Monaten. In einer erneuten Beprobung nach 33 Monaten konnte allerdings bei 2% der Tiere wieder S. aureus in den Milchproben nachgewiesen werden. 2.6.3 Vakzination In vielen Ländern werden mittlerweile Vakzinen gegen Mastitiden und insbesondere auch gegen S. aureus-Mastitiden sowohl bei Rindern als auch bei kleinen Wiederkäuern eingesetzt (BERGONIER et al. 2003). Ziel der Vakzination sollte die Förderung der Selbstheilung bereits bestehender, v.a. subklinischer Mastitiden sowie die Verhinderung von Neuinfektionen 46 sein (HOEDEMAKER et al. 2001). Literaturübersicht NORDHAUG et al. (1994a) erhofften sich von der idealen Vakzine das Verhindern des Angehens einer Infektion sowie der Entwicklung einer Entzündung. Ebenfalls als wünschenswert betrachteten sie aber die Herabsetzung des Schweregrades der klinischen Symptome der Mastitiden sowie eine schnellere Bakterienclearance. Konkreter wurden O’BRIEN et al. (2001), denn sie nannten als Ziel der Impfung die Erhöhung der Effektivität der neutrophilen Granulozyten bei der Phagozytose von S. aureus durch eine erhöhte Konzentration opsonisierender Antikörper in der Milch. LEE (1996) ergänzte, dass die induzierten Antikörper Toxine neutralisieren sollten. Da die natürliche Infektion keinen ausreichenden Schutz vor einer neuerlichen Infektion bietet, sollten die bakteriellen Antigene in der Vakzine durch z.B. ein geeignetes Adjuvans oder ein spezielles Impfregime unterstützt werden, um die Immunantwort zu verbessern (TALBOT u. LACASSE 2005). Des Weiteren sollte die Vakzine keine unerwünschten Nebenwirkungen wie Gewebeschäden des sekretorischen Gewebes oder einen Milchleistungsrückgang auslösen (SUTRA u. POUTREL 1994). Als wichtigster wirtschaftlicher Vorteil der Vakzine gegenüber der Behandlung mit Antiinfektiva ist die in der Regel wesentlich kürzere Wartezeit für die Milch zu sehen (WIDEL 1994), die insbesondere auch ökologisch wirtschaftenden Betrieben entgegen kommt, welche stets die doppelte Wartezeit einzuhalten haben (ANONYM 2008). Um die gesteckten Ziele zu erreichen wurden bereits zahlreiche verschiedene Vakzinen in etlichen Studien erprobt. Der Großteil dieser Versuche wurde allerdings am Rind durchgeführt. Im Folgenden soll ein kurzer Überblick über die bereits abgelaufenen Untersuchungen gegeben werden. 2.6.3.1 Zusammensetzung von S. aureus-spezifischen Vakzinen 2.6.3.1.1 Antigene 2.6.3.1.1.1 Lebende Bakterien Bezüglich der Antigene ist zunächst die Unterscheidung von Lebend- und Totvakzine wichtig. Der Großteil der in den Studien verwendeten Impfstoffe ist den Tot- bzw. 47 Literaturübersicht Inaktivatvakzinen zuzuordnen, jedoch kamen in einigen Untersuchungen auch nicht abgetötete S. aureus zum Einsatz. WATSON (1984) erprobte eine subkutan zu verabreichende Lebendvakzine an tragenden Färsen. Die Bakterien waren zuvor mittels mehrmaliger Subkultivierung (bis zum Verlust der hämolytischen Aktivität) attenuiert worden. Zwar entwickelten sich Abszesse an der Applikationsstelle, aber sie bot zwei bis drei Wochen post partum (p.p.) guten Schutz vor einer experimentellen Infektion via Strichkanal mit 102 S. aureus. PELLEGRINO et al. (2008) impften hochtragende Färsen mit einer avirulenten Mutante von S. aureus, die von BOGNI et al. (1998) beschrieben worden war. Nach der experimentellen Infektion 10 Tage p.p. mit dem homologen virulenten Stamm entwickelte nur die Hälfte der geimpften Tiere eine Mastitis, jedoch alle Kontrolltiere. Des Weiteren blieb die Zellzahl bei den vakzinierten Tieren niedriger, die Milchleistung lag um 20% höher und die spezifische Antikörperkonzentration (IgG) zeigte sich sowohl im Serum als auch in der Milch deutlich höher als bei den Kontrolltieren. In einigen an Schafen durchgeführten Untersuchungen wurden die Wirkungen einer Tot- und einer Lebendvakzine unmittelbar miteinander verglichen. Diese zeigten, dass mit einer Lebendvakzine geimpfte Tiere nach einer experimentellen Infektion stets eine geringere Ausprägung der klinischen Symptome sowie eine erhöhte Milchleistung gegenüber den mit einer Totvakzine geimpften Tieren aufwiesen. Zwar zeigten Tiere nach Impfung mit der Inaktivatvakzine, sofern ein Adjuvans verwendet worden war, höhere Serum-Antikörpertiter, jedoch brachte die Lebendvakzine eine verbesserte Zellantwort mit spezifischen Antikörpern mit sich. Diese verbesserte Zellantwort zeigte sich in einer höheren Konzentration an Leukozyten (v.a. Lymphozyten) in der efferenten Lymphe des Ln. popliteus von Schafen, denen zuvor eine S. aureus-spezifische Lebend- bzw. Inaktivatvakzine im Bereich der Hintergliedmaße subkutan appliziert worden war (KENNEDY et al. 1981). Alle Untersucher betrachteten die Antikörper-Antwort in der Milch als vernachlässigbar. Diese Ergebnisse zeigten sich auch nach experimenteller Infektion mit einem heterologen Stamm (WATSON u. LEE 1978; KENNEDY et al. 1981; WATSON u. KENNEDY 1981). 48 Literaturübersicht 2.6.3.1.1.2 Abgetötete (inaktivierte) Bakterien Der Großteil der in den Untersuchungen verwendeten Vakzinen enthielt abgetötete Bakterien, jedoch häufig zusätzliche Bestandteile wie z.B. Toxoide oder Exopolysaccharide (siehe Kapitel 2.6.3.1.1.3 und 2.6.3.1.1.4). An dieser Stelle sollen zunächst nur Studien erwähnt werden, in denen mit Vakzinen gearbeitet wurde, die neben diesen abgetöteten Bakterien ausschließlich Adjuvantien enthielten. In einem Impfversuch mit hochtragenden Schafen verwendeten HADIMLI et al. (2005) eine polyvalente Vakzine, die neben abgetöteten S. aureus auch abgetötete S. epidermidis, S. simulans und S. saprophyticus sowie Aluminiumhydroxid als Adjuvans enthielt. Diese bewirkte einen Anstieg von spezifischen IgG-Antikörpern sowohl im Blut- als auch im Milchserum und eine verminderte Rate an S. aureusMastitiden nach der Lammung bei den Impflingen verglichen mit den Kontrolltieren. LUBY et al. (2007) erprobten den in den USA kommerziell erhältlichen Impfstoff Lysigin® (Boehringer Ingelheim Vetmedica Inc., St.Joseph, MO, USA) an tragenden Färsen. Dieser Impfstoff enthält S. aureus-Stämme der Kapsel-Serotypen 5, 8 und 336. Nach experimenteller Infektion der Tiere mit einem heterologen Stamm an Tag 6, 7 und 8 der Laktation schieden abgesehen von einem Impfling alle den Stamm bis zum Ende der Studie aus, obwohl spezifische IgG-Antikörper sowohl in der Milch als auch im Blutserum deutlich angestiegen waren. Mit einer Vakzine („Mastivac I“) bestehend aus drei inaktivierten Feldisolaten von S. aureus und unvollständigem Freund’schen Adjuvans (FICA) impften LEITNER et al. (2003a) Kühe und unterzogen sie anschließend einer experimentellen Infektion mit einem der in der Vakzine enthaltenen S. aureus-Stämme. Hier zeigten sich in der Gruppe der Impflinge signifikant weniger S. aureus-Ausscheider als in der Kontrollgruppe. 2.6.3.1.1.2.1 Stallspezifische Vakzinen In Ermangelung eines zugelassenen Impfstoffes gegen S. aureus-Mastitiden werden in Milchviehbeständen in Deutschland häufig stallspezifische Vakzinen eingesetzt. Diese enthalten im betreffenden Betrieb isolierte Bakterien in inaktivierter Form und kamen auch in zwei Studien von 2001 zum Einsatz. HOEDEMAKER et al. (2001) 49 Literaturübersicht setzten eine stallspezifische Vakzine in einer Milchviehherde mit einer S. aureusPrävalenz von 20-30% ein. Nach der Einführung der Vakzine stieg die S. aureusPrävalenz sowohl in der Behandlungs- als auch in der Kontrollgruppe zunächst an und es zeigten sich keine signifikanten Unterschiede bezüglich der Zellzahlen zwischen den Gruppen. Der Serumtiter spezifischer Antikörper stieg nach der 2. Impfung nicht weiter an. Die stallspezifische Vakzine brachte in diesem Fall, eventuell bedingt durch den variierenden Immunstatus in der Herde vor der Impfung, also nicht den gewünschten Erfolg. TENHAGEN et al. (2001) impften Färsen mit einer Vakzine, die neben zwei stallspezifischen S. aureus-Stämmen Aluminiumhydroxid als Adjuvans enthielt. Nach dem Kalben zeigten sich keine signifikanten Unterschiede bezüglich der S. aureusPrävalenz sowie der Ausprägung der klinischen Symptome im Fall einer S. aureusMastitis zwischen der Behandlungs- und der Kontrollgruppe. Lediglich die Zellzahlen tendierten bei den Impflingen zu geringeren Werten. 2.6.3.1.1.3 Toxoide In zahlreichen Studien wurden für die Vakzine neben abgetöteten Bakterien auch inaktivierte Toxine als Antigene genutzt. So enthielt die von NICKERSON et al. (1993) bei Rindern genutzte Vakzine abgetötete S. aureus des Stamms JG80, Toxoide sowie Dextransulfat und FICA als Adjuvantien. Bereits DERBYSHIRE und SMITH (1969) benutzten für die Immunisierung von Ziegen sowohl abgetötete S. aureus als auch Toxoid. Auch in den Untersuchungen von NORDHAUG et al. (1994a), MCDOWELL und WATSON (1974), TOLLERSRUD et al. (2002), WATSON (1992b), WATSON et al. (1996) sowie WATSON und DAVIES (1993) wurde mit Vakzinen gearbeitet, die unter anderem Toxoide als antigenen Bestandteil enthielten. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen zeigen hauptsächlich insbesondere weniger klinische S. aureus-Mastitiden sowohl nach künstlicher Infektion (MCDOWELL u. WATSON 1974; NICKERSON et al. 1993) wie auch in Feldversuchen (NORDHAUG et al. 1994a; WATSON et al. 1996) im Vergleich zu den Kontrolltieren. Außerdem wurden meist höhere Milchleistungen und geringere somatische Zellgehalte bei geimpften Tieren festgestellt. 50 Literaturübersicht 2.6.3.1.1.4 Kapsel und Pseudokapsel Da S. aureus in der Regel von einer Kapsel und bei Beteiligung an einem Mastitisgeschehen häufig auch von einer Pseudokapsel bestehend aus Exopolysacchariden („Schleim“) umgeben ist (s.o.), wurden in einigen Vakzinen diese Exopolysaccharide als Antigene integriert. Beispielsweise war dies bei den von GIRAUDO et al. (1997) und TOLLERSRUD et al. (2002) in ihren Untersuchungen an Milchrindern bzw. Schafen verwendeten Vakzinen der Fall. Für ihre Untersuchungen an Schafen verwendeten AMORENA et al. (1994) neben inaktivierten S. aureus, S. simulans und Toxoid in Liposomen inkorporierte Exopolysaccharide. Nachdem die Schafe vor der Lammung zweimal geimpft und 4 Wochen post partum (p.p.) mit S. aureus bzw. S. simulans experimentell infiziert worden waren, traten signifikant weniger häufig Mastitiden auf und die spezifischen Serum-Antikörpertiter waren deutlich höher als bei Tieren, die eine Vakzine ohne Exopolysaccharide in Liposomen erhalten hatten. Vor der Infektion mit S. aureus bot nur die Vakzine mit den oben genannten Bestandteilen Schutz. Eine weitere Möglichkeit, die Vakzine mit diesen Antigenen zu versorgen, ist die Kultivierung von S. aureus unter „in vivo“-Bedingungen. Hierbei wird der Kultur Milch zugesetzt, was die Bildung der charakteristischen Pseudokapsel auslöst, welche bei Kultivierung unter Standard-Laborbedingungen ausbleibt (WATSON u. KENNEDY 1981; WATSON u. WATSON 1989). 2.6.3.1.1.5 Clumping Faktor A (ClfA) Eine Vakzine, die Antikörper gegen ClfA induziert, soll die Anlagerung von S. aureus an Epithelzellen der Zisternenschleimhaut reduzieren und die Phagozytose von freien S. aureus steigern. Bei der ersten Erprobung einer DNA-Vakzine gegen ClfA an Mäusen wurden zwar Antikörper induziert, die bei der Clearance von S. aureus hilfreich waren, jedoch boten sie keinen Schutz vor einer künstlichen intraperitonealen Infektion mit S. aureus (BROUILLETTE et al. 2002). Später wurde diese DNA-Vakzine, gefolgt von einem Protein-Booster, auch bei Färsen eingesetzt. Erst nach der Boosterung stiegen die ClfA-spezifischen Antikörper in der Milch deutlich an, wobei der Anstieg der IgA-Konzentration nur kurz 51 Literaturübersicht ausfiel. Geimpfte Färsen zeigten nach einer experimentellen Infektion weniger Bakterien in der Milch und weniger schwere klinische Symptomatik, aber keinen Unterschied im Gehalt an somatischen Zellen gegenüber der Kontrollgruppe (SHKRETA et al. 2004). EL-DIN et al. (2006) verwendeten neben der DNA-Vakzine diverse genetische Adjuvantien um die Immunantwort zu verstärken. 2.6.3.1.1.6 Protein A Da es sich bei Protein A um einen der wichtigsten Virulenzfaktoren von S. aureus handelt, wurde schon früh versucht, dieses als Antigen in Vakzinen einzusetzen. Schon 1985 wurde die Wirkung einer Protein A-Vakzine mit der von Somato-Staph™ (Vorläufer des bereits erwähnten Lysigin®) bei Kühen in der ersten Laktation verglichen. Die Belastbarkeit der Immunität wurde überprüft, indem die Zitzen der Kühe für die Dauer eines Jahres einmal täglich an fünf Tagen pro Woche in eine S. aureus-Suspension getaucht wurden. Zwar war die Inzidenz intramammärer Infektionen in allen Gruppen ähnlich, jedoch stieg die spontane Heilungsrate von 47% in der Kontrollgruppe auf 73% bei den mit Somato-Staph™ geimpften Tieren und auf sogar 83% in der Protein A-Gruppe. Außerdem sank der Gehalt an somatischen Zellen in den Impfgruppen (NICKERSON et al. 1985; PANKEY et al. 1985). RYŠÁNEK et al. (1988) verwendeten in ihrer Untersuchung an Kühen eine Vakzine, die abgetötete S. aureus, Toxoide von α- und β-Toxinen, Protein A und Aluminiumhydroxid als Adjuvans enthielt. Nach experimenteller Infektion mit einem heterologen Stamm konnte zwar kein S. aureus in der Milch nachgewiesen werden, aber es entwickelten sich bei 19 Tieren klinische Mastitiden (gegenüber 26 in der Kontrollgruppe). 2.6.3.1.1.7 Weitere Antigene O’BRIEN et al. (2001) verwendeten für ihre Untersuchungen an Kühen keine ganzen inaktivierten S. aureus sondern ein Lysat der Bakterien, welches zur Verlängerung der Immunantwort in Mikropartikel eingeschlossen wurde. So wurde ein längerer Antigen-Kontakt bei einmaliger Applikation gewährleistet, was zu einer gesteigerten Phagozytose über einen längeren Zeitraum führte. 52 Literaturübersicht Ebenfalls eine Verlängerung der Immunantwort erreichten TOLLERSRUD et al. (2001) bei Färsen mit einer Vakzine, die ein Konjugat aus Kapselpolysaccharid 5 (CP 5) und humanem Serumalbumin enthielt. Die Antikörperantwort im Serum erwies sich als vergleichbar stark und ebenso langanhaltend wie die auf eine Impfung mit ganzen abgetöteten Bakterien und Mineralöl als Adjuvans. Da nur eine begrenzte Anzahl verschiedener S. aureus-Stämme und damit verschiedener Antigene in einer Vakzine verwendet werden kann, aber nicht immer eine Kreuzreaktivität gegeben ist, entwickelten PEREZ-CASAL et al. (2006) ProteinChimären, die in Mäusen eine starke humorale und zelluläre Antwort hervorriefen. CHANG et al. (2008) erprobten an Kühen den in Korea erhältlichen Impfstoff MastaVac™, der rekombinante, Enterotoxin C produzierende S. aureus-Mutanten enthält. Nach der intrazisternalen Verabreichung von drei - subklinische Mastitiden verursachenden - S. aureus-Stämmen an die geimpften Tiere schied keines dieser Tiere S. aureus aus, wohl aber 75% der Kontrolltiere. Auch der Gehalt an somatischen Zellen blieb bei den Impflingen auf einem niedrigen Level. 2.6.3.1.2 Adjuvantien Adjuvantien haben unterschiedliche Funktionen, z.B. die Induktion einer lokalen Entzündung, die Schaffung eines „Antigendepots“, Gewebezerstörung und damit eine Alarmierung der Immunzellen sowie die Stimulation von Antigen- präsentierenden Zellen. Je nach Adjuvans kann somit die Immunantwort moduliert werden. TOLLERSRUD et al. (2002) verglichen die Antikörper-Antwort im Serum von Schafen, welche mit einer Vakzine geimpft wurden, die neben zwei inaktivierten S. aureus-Stämmen, α- und β-Toxoid sowie Exopolysacchariden entweder Mineralöl oder Carbopol als Adjuvans enthielt. Beide Varianten führten zu einer geringeren Rate an klinischen Mastitiden verglichen mit der Kontrollgruppe, jedoch zu unterschiedlichen Antikörperantworten. So kam es nur bei der Vakzine mit Mineralöl zu einem Anstieg an Anti-β-Toxin-IgG (Antikörpern), der Titer von Anti-α-Toxin-IgG stieg bei Verwendung von Mineralöl schneller an. Was jedoch die Anti-Kapsel-IgG betrifft, so führte Carbopol zu höheren Titern als Mineralöl. LEE et al. (2005) verwandten für die Impfung von Kühen eine trivalente Vakzine mit FICA oder Aluminiumhydroxid als Adjuvans. Zwar sorgte beides für einen Anstieg 53 Literaturübersicht von spezifischen IgG im Serum, jedoch wurde bei Anwendung von FICA mehr das Phagozytose fördernde IgG2 gebildet. Eine besonders gute IgG2-Antwort wurde in verschiedenen Studien sowohl an Schafen als auch an Kühen durch Dextransulfat hervorgerufen (WATSON 1992b; WATSON u. DAVIES 1993). Außerdem gaben die Autoren an, dass die Kombination von Dextransulfat und Mineralöl zu einer mindestens ein Jahr andauernden spezifischen IgG2-Antwort führt. Zu bedenken ist die Toxizität von Dextransulfat, die bei hohen Konzentrationen des Adjuvans mit steigender Anzahl inaktivierter Bakterien in der Vakzine zunimmt. Bei Schafen sollte daher laut WATSON und DAVIES (1993) die Dosis Dextransulfat einen Wert von 10 mg/kg nicht überschreiten. Auch lokale Reaktionen an der Applikationsstelle wie Schwellungen sind häufig und waren auch in den genannten Untersuchungen zu beobachten. Bei Verwendung von Mineralöl kam es stets zu granulomatösen Läsionen an der Applikationsstelle. Ein ebenfalls von WATSON und DAVIES (1993) erprobter Calcium-Phosphat-Zusatz blieb verglichen mit der Vakzine ohne Adjuvans ohne signifikanten Effekt auf die Antikörper-Antwort. 2.6.3.2 Applikationsformen 2.6.3.2.1 Systemisch Bei der Mehrzahl der durchgeführten Impfversuche gegen S. aureus-Mastitis wurden die Tiere systemisch, also entweder subkutan oder intramuskulär geimpft. Auf Grund der Vielzahl der hierfür verwendeten verschiedenen Lokalisationen sollen diese hier nicht näher erläutert werden. Die systemische Applikation kam sowohl beim kleinen Wiederkäuer (AMORENA et al. 1994) als auch beim Rind zum Einsatz (WATSON et al. 1996) und führte je nach Zusammensetzung der verabreichten Vakzine zu Abszessen (DERBYSHIRE 1961), Granulomen (KENNEDY u. WATSON 1982) oder vorübergehenden Schwellungen (GIRAUDO et al. 1997) an der Applikationsstelle. 54 Literaturübersicht 2.6.3.2.2 Lokal – nahe Lnn. inguinales superficiales Um die lokale Immunität gezielter zu erhöhen, wurden Vakzinen zunehmend auch (O'BRIEN et al. 2001; LEE, J. W. et al. 2005) bzw. ausschließlich (NORDHAUG et al. 1994a; HOEDEMAKER et al. 2001; TOLLERSRUD et al. 2002) subkutan in die Nähe der Lymphonodi (Lnn.) inguinales superficiales verabreicht. NICKERSON et al. (1985; 1993) verglichen bei Kühen die intramuskuläre Verabreichung mit der Verabreichung in die Nähe der genannten Lymphknoten und stellten eine höhere Zell- und Antikörperantwort bei der letzteren Variante fest. Allerdings konnte kein offensichtlicher Zusammenhang zwischen der Heilungsrate von S. aureus-Mastitiden und der Leukozytenanzahl in der Zitze nachgewiesen werden. 2.6.3.2.3 Lokal – intrazisternal (i.z.) Die lokale Immunantwort der Schleimhäute soll durch die lokale Applikation des betreffenden Antigens am besten stimuliert werden. Bestätigt wurde dies durch Untersuchungen, bei denen nach intramammärer Vakzination ein deutlicher Anstieg spezifischer Antikörper in der Milch nachgewiesen wurde, welcher relativ gesehen größer ausfiel als der Anstieg im Blut (NONNECKE et al. 1986). Auch WILSON et al. (1972) verzeichneten einen deutlichen Anstieg von spezifischen IgG1 und IgA in der Milch, nachdem sie Färsen in der Hochträchtigkeit mit einer Vakzine gegen E.coli intrazisternal geimpft hatten. Mit lyophilisierten CP 5 und 8 S. aureus-Stämmen impften BARRIO et al. (2003) Kühe in gleicher Weise und mit ähnlichem Ergebnis. Bezüglich der intrazisternalen Verabreichung von Vakzinen in der Trockenstehphase wiesen RYŠÁNEK et al. (1988) allerdings darauf hin, dass dies zu einer Schädigung des sekretorischen Gewebes und somit zu einer geringeren Aktivität desselbigen in der Folgelaktation führen kann. Bei Impfversuchen an Ziegen stellte DERBYSHIRE (1961) fest, dass nach einer intrazisternalen Immunisierung und anschließender experimenteller Infektion mit S. aureus weniger schwere klinische Symptome auftraten als bei ungeimpften Euterhälften. In einer weiteren Studie impften DERBYSHIRE und SMITH (1969) Ziegen mit einer Vakzine bestehend aus inaktivierten S. aureus und Toxoiden in der Trockenstehphase i.z., was zunächst zu Fieber, Schwellung der betroffenen 55 Literaturübersicht Euterhälfte und später zu einem geringeren Aufeutern dieser Euterhälfte führte. Allerdings waren vakzinierte Euterhälften nach experimenteller Infektion mit dem homologen Stamm im Gegensatz zu Kontrollhälften klinisch unauffällig und wiesen bereits vor der Infektion erhöhte Antikörpertiter im Milchserum auf. Auch CHANG et al. (1981) stellten fest, dass der Antikörpertiter nur in den jeweils i.z. geimpften Vierteln von trocken stehenden Kühen und im Blut anstieg, nicht jedoch in den ungeimpften Vierteln derselben Kuh. In einer Untersuchung an hochtragenden Schafen, in der die Effekte intrazisternaler und intramuskulärer Applikation einer Vakzine aus inaktivierten S. aureus und Toxoiden auf den Ausgang einer experimentellen Infektion verglichen wurden, zeigte sich, dass die intrazisternale Vakzinierung den besseren Schutz bot (MCDOWELL u. WATSON 1974). Der Antikörpertiter in der Milch war nach i.z. Impfung deutlich höher, die Tiere zeigten nach experimenteller Infektion weniger klinische Symptomatik und einen geringeren Rückgang der Milchleistung als systemisch geimpfte Tiere. Die Kombination von systemischer und intrazisternaler Applikation einer S. aureusspezifischen Vakzine in der Trockenstehphase bedingt laut WATSON und LASCELLES (1975) höchste Antikörpertiter im Kolostrum. Dass auch eine intrazisternale Vakzination während der Laktation möglich ist, zeigten GARCÍA et al. (1996) an Mäusen, denen sie eine thermosensitive S. aureusMutante i.z. applizierten. Nach der Impfung wurden deutlich mehr spezifische IgA in der Milch der Mäuse nachgewiesen und nach experimenteller Infektion wesentlich weniger Bakterien ausgeschieden als dies bei intraperitonaeal geimpften Tieren der Fall war. 2.6.3.3 Applikationszeitpunkt Im Wesentlichen lassen sich zwei Zeitpunkte für die Vakzination unterscheiden: die Laktation und die Trockenstehphase. Bei dem Großteil der durchgeführten Impfversuche, unabhängig davon, ob diese an Rindern oder kleinen Wiederkäuern durchgeführt wurden, wurde die Trockenstehphase als Zeitpunkt für die Vakzination gewählt. Dies ist unter Anderem darin begründet, dass die Impfung laut ANDERSON (1978) zunächst immer zu einer - wenn auch milden - Mastitis führen muss, was mit 56 Literaturübersicht einer Erhöhung der Zellzahl einhergeht. Dies ist während der Laktation insbesondere in Rinderbetrieben aufgrund der einzuhaltenden Zellzahlgrenzwerte unerwünscht (NORDHAUG et al. 1994b). Des Weiteren zeigten bereits früh durchgeführte Versuche, dass die Impfung während der Trockenstehphase zu hohen spezifischen Antikörpertitern im Kolostrum führt (WATSON u. LASCELLES 1975). In den seltenen Fällen, in denen die Vakzination während der Laktation stattfand, war dies teilweise durch die begleitende intramammäre Antibiotikatherapie (s.u.) bedingt (LUBY u. MIDDLETON 2005; SMITH et al. 2006). HOEDEMAKER et al. (2001) kombinierten beide Zeitpunkte, indem sie die Grundimmunisierung der Kühe während der Laktation, die Boosterung hingegen in der Trockenstehphase durchführten. GÓMEZ et al. (1998) verabreichten Mäusen eine attenuierte S. aureus- Lebendvakzine entweder in der frühen Laktation oder in der Hochträchtigkeit intramammär und konnten bei beiden Varianten einen signifikanten Anstieg spezifischer IgA-Antikörper in der Milch, einen guten Schutz vor experimenteller Infektion sowie keine unerwünschten Nebenwirkungen verzeichnen. In einem Versuch mit Färsen wurden die Tiere entweder vier und acht Wochen a.p. oder eine und fünf Wochen p.p. subkutan mit einer Vakzine gegen S. aureus geimpft. Die S. aureus-Prävalenz sank bei den a.p. geimpften Tieren um 64%, bei den p.p. geimpften sogar um 68% gegenüber der Kontrollgruppe. Die Ergebnisse beider Impfgruppen unterschieden sich nicht signifikant voneinander. Weiterhin war kein Unterschied bezüglich des Gehaltes an somatischen Zellen festzustellen (GIRAUDO et al. 1997). 2.6.4 Kombination von Vakzination und Antibiose Da meistens weder eine konventionelle Antibiotikatherapie noch eine Vakzination allein ausreichen, um chronische S. aureus-Mastitiden zu heilen, wurde auch die Kombination beider Verfahren an chronisch mit S. aureus infizierten Kühen getestet. Hierbei wurde jeweils eine verlängerte intramammäre Pirlimycin-Therapie mit der Verabreichung von Lysigin® (s.o.) gemäß unterschiedlicher Impfschemata kombiniert. Während SMITH et al. (2006) eine Heilungsrate von 40% gegenüber 9% in der Kontrollgruppe postulierten, konnten LUBY und MIDDLETON (2005) zwar einen 57 Literaturübersicht Anstieg der Heilungsrate, aber keinen klaren Vorteil gegenüber der ausschließlichen verlängerten Antibiotikatherapie verzeichnen. 58 Material und Methoden 3 Material und Methoden 3.1 Vorversuch Zur Überprüfung der Verträglichkeit des Impfstoffes bei intrazisternaler Applikation wurde dieser Applikationsweg im Vorfeld an zwei Ziegen des Betriebes A, die zu diesem Zweck in die Klinik für kleine Klauentiere verbracht worden waren, getestet. Die Tiere wurden gemeinsam auf Stroh aufgestallt und mit Heu und pelletiertem Kraftfutter gefüttert. Wasser stand ad libitum zur Verfügung. Die beiden Ziegen wurden zweimal täglich von Hand gemolken, wobei Handschuhe getragen wurden (nobaglove Latex, Fa. NoBa Verbandmittel Danz GmbH & Co. KG, Wetter). In regelmäßigen Abständen wurden Milchproben entnommen, die im Institut für Lebensmittelqualität und –sicherheit der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover mittels der für den Hauptversuch beschriebenen Methoden kulturell und auf ihren Gehalt an somatischen Zellen untersucht wurden. Nachdem die Ziegen am Morgen ausgemolken worden waren, wurden ihnen in der für den Hauptversuch stallspezifischen beschriebenen Vakzine intrazisternal Weise je appliziert. Euterhälfte 2,5 Anschließend ml wurde der in regelmäßigen Abständen die Rektaltemperatur der Ziegen gemessen sowie über 3 Tage jeweils zur Melkzeit ein CMT durchgeführt. Bei der zweiten Impfung, die 4 Wochen nach der ersten erfolgte, wurden die Messung der Rektaltemperatur und der CMT in größeren zeitlichen Abständen durchgeführt als bei der Erstimpfung. Um zusätzlich die Verträglichkeit des Impfstoffes in der Hochträchtigkeit zu überprüfen, wurden die Ziegen in der Trockenstehphase ca. 14 Tage vor der Lammung subkutan geimpft. 3.2 Versuchstiere Bei den Versuchstieren handelte es sich um Schafe bzw. Ziegen aus zwei Milcherzeugerbetrieben mit bekannter S. aureus-Problematik. Im Folgenden sollen diese Betriebe mit ihren Haltungsbedingungen näher beschrieben werden. 59 Material und Methoden 3.2.1 Betrieb A Dieser nach EU-BIO-Richtlinien wirtschaftende Milchziegenbetrieb im Landkreis Cuxhaven hielt im Untersuchungszeitraum 68 bis 79 laktierende bunte deutsche Edelziegen nebst deren Lämmern, 4 Böcken und ca. 20 Zutretern bzw. Alttieren. Die laktierenden Ziegen waren in 4, zeitweise auch 5 durch Gitter abgetrennten Stallabteilen eines Stallraumes aufgestallt. Bis auf einzelne Ausnahmen blieben die Gruppen, bei ähnlicher Gruppengröße, innerhalb dieser Abteile stabil. Jedes Abteil entsprach einem Tiefstreustall mit Fressgitter, in welchem die Tiere während des Melkens fixiert wurden. Gefüttert wurden die Tiere mit einer Heulage (im Anschluss an das Melken) sowie einer Getreideschrot-Mischung (vor bzw. während des Melkens). Den Ziegen standen Minerallecksteine und Selbsttränken zur Verfügung. In den Sommermonaten hatten die Tiere bei trockener Witterung zwischen der Morgen- und Abendmelkzeit Weidegang. Zu den Melkzeiten wurden die Ziegen im Fressgitter ihres jeweiligen Stallabteils fixiert. Gemolken wurde mit einer Eimermelkanlage, die mit Hilfe eines Handwagens zu den Ziegen transportiert wurde. Die Zitzen wurden trocken gereinigt und es wurde vorgemolken, anschließend wurde das Melkzeug angesetzt. Der Melker trug während des Melkens keine Handschuhe. Auch auf Zitzendippen nach dem Melken wurde verzichtet. Die ermolkene Milch wurde, bis auf die Menge, die der Lämmerfütterung diente, in eigener Hofkäserei vollständig zu Rohmilchkäse verarbeitet und auch größtenteils direkt vermarktet. Die Lämmer, die bis zur Schlachtung im Herbst aufgezogen wurden, wurden ebenso wie die Böcke und Alttiere in einem separaten Stall gehalten. Allerdings befanden sich im Betrieb noch 3 Hunde, mehrere Katzen sowie Hühner und Enten, die alle mehr oder weniger freien Zugang zu den Stallungen sowie zu den Futtermitteln hatten. Neben dem Ziegenstall wurden außerdem einige Schweine in einem Koben mit Auslauf gehalten. 60 Material und Methoden 3.2.2 Betrieb B In diesem nach Demeter-Richtlinien wirtschaftenden Betrieb im Landkreis Hannover wurden neben weißen deutschen Edelziegen und Milchschafkreuzungstieren auch Rinder, Schweine und Geflügel in jeweils separaten Ställen gehalten. Der Bestand insbesondere an Schafen schwankte im Untersuchungszeitraum stark (39 bis 21 melkende Schafe), die Anzahl melkender Ziegen lag zwischen 24 und 21 Stück. Neben den melkenden Tieren waren noch deren Lämmer, je 2 Ziegen- und Schafböcke sowie bis zu 30 Zutreter bzw. Altschafe, die nicht gemolken wurden, im Bestand. Schafe und Ziegen wurden in einem Stall, aber getrennten Abteilen gehalten. Es handelte sich jeweils um Tiefstreuställe, und gefüttert wurde den Tieren überständiges Klee-Heu. Zu den Melkzeiten bekamen die Tiere zusätzlich eine Getreide-Mineralfutter-Mischung auf dem Melkstand angeboten. Von Frühjahr bis Herbst hatten die Tiere zwischen der Morgen- und Abendmelkzeit Weidegang. Die Tiere wurden auf einem aus Holz gefertigten Melkstand mittels tief verlegter Rohrmelkanlage mit bis zu 12 Melkzeugen gemolken. Zu diesem Zweck wurden sie je nach Anzahl der jeweils zu melkenden Tiere in 2 bis 3 Gruppen (meist 1 Ziegenund eine Schafgruppe sowie eine gemischte) auf den Melkstand getrieben. Die Melker (wechselnde Personen) trugen stets Einmalhandschuhe, die Zitzen wurden trocken gereinigt und es wurde vorgemolken. Nach dem Abnehmen des Melkzeugs wurden die Zitzen mit einem Jod-Glyzerin-Präparat gedippt. Die ermolkene Milch diente wie in Betrieb A neben der Lämmerfütterung hauptsächlich der Herstellung von Rohmilchkäse, welcher durch den Betrieb selbst vermarktet wurde. 3.3 Versuchsaufbau 3.3.1 Impfung Nach Erregerisolation aus spontan mit S. aureus infizierten Schafen und Ziegen der Versuchsbestände wurden jeweils stallspezifische Vakzinen hergestellt (s.u.). Die Grundimmunisierung erfolgte innerhalb der Laktation. Die Vakzinen wurden dem Großteil der Tiere (54 Tieren des Betriebes A und 46 Tieren des Betriebes B) zweimal im Abstand von 4 bis 6 Wochen subkutan (s.c.) an der seitlichen Brustwand 61 Material und Methoden appliziert, einer kleineren Gruppe (15 Tieren des Betriebes A und 14 Tieren des Betriebes B) zweimal im selben Abstand intrazisternal (i.z.). Drei Tieren des Betriebes B wurde die Vakzine zunächst s.c. und anschließend i.z. verabreicht. Die nächste Boosterung fand innerhalb der ersten 14 Tage nach der Lammung statt und wurde ausschließlich s.c. durchgeführt. Hier erfolgte auch die erste Impfung der Zutreter des Betriebes A (alle s.c.), welche nach 4 bis 6 Wochen erneut geimpft wurden. Die Zutreter des Betriebes B wurden nicht geimpft. Für die subkutane Impfung wurden sterile Einmalspritzen (Fa. Transamed Inform GmbH, Berlin) und Fine-Ject Einmalkanülen (∅ 1,1 mm, Länge 25 mm, Fa. Henke Sass Wolf, Tuttlingen) benutzt. Je Tier wurden 5 ml der stallspezifischen Vakzine im Bereich der seitlichen Brustwand appliziert. Die intrazisternale Applikation fand direkt im Anschluss an das Melken der Tiere statt und wurde mit behandschuhten (nobaglove Latex, Fa. NoBa Verbandmittel Danz GmbH & Co. KG, Wetter) Händen durchgeführt. Hierbei wurde mit Venenverweilkanülen (Vygonüle T, ∅ 1,1 mm, Länge 33 mm, Fa. Vygon GmbH & Co. KG, Aachen) gearbeitet, aus denen der metallische Mandrin entfernt worden war. Diese wurden, nach vorherigem, gründlichem Desinfizieren der Zitzenkuppe mit in 70%igem Alkohol getränktem Zellstoff, vorsichtig und unter leichten Drehbewegungen in den Zitzenkanal vorgeschoben (siehe Abbildung 3.1). Je Euterhälfte wurden 2,5 ml der stallspezifischen Vakzine mit einer frischen Vygonüle appliziert. Bei den im Anschluss an die Impfung stattfindenden Melkzeiten wurden alle geimpften Tiere normal gemolken, allerdings wurde die Milch sicherheitshalber zunächst entsorgt. 62 Material und Methoden Abbildung 3.1: Intrazisternale Applikation der Vakzine 3.3.2 Milchproben Zur labordiagnostischen Untersuchung (s.u.) wurden allen geimpften Tieren zu folgenden Zeitpunkten Milchproben entnommen: • bei Erstimpfung • 14 Tage nach der Erstimpfung • bei Zweitimpfung • 14 Tage nach der Zweitimpfung • ca. 6 Wochen nach der Zweitimpfung • ca. 14 Wochen nach der Zweitimpfung • vor dem Trockenstellen (nur in Betrieb A) • bei Boosterung nach der Lammung • 4 Wochen nach Boosterung 63 Material und Methoden Die Milchprobenentnahme wurde in Anlehnung an die Leitlinien zur Entnahme von Milchproben unter antiseptischen Bedingungen (DVG 2000) durchgeführt. Die Probennahme erfolgte zur normalen Melkzeit als Hälftenanfangsgemelk. Nachdem die ersten drei Milchstrahlen aus jeder Zitze verworfen worden waren, wurden die Zitzenkuppen mit in 70%igem Alkohol getränktem Zellstoff desinfiziert. Bei der Probennahme wurden Handschuhe (s.o.) getragen und es wurden sterile Probenröhrchen aus Polystyrol (Röhre 13 ml, 95 x 16,8 mm, Sarstedt Aktiengesellschaft & Co., Nümbrecht) verwendet. Die Proben wurden anschließend umgehend und bis zur Bearbeitung im Labor gekühlt (4°C) transportiert und gelagert. Nach der Entnahme der Milch für die bakteriologische und zytologische Untersuchung und ggf. für den California Mastitis Test (CMT), soweit dieser noch nicht am Tier durchgeführt worden war (siehe Kapitel 3.5.2.2), wurden die Proben bis zur Durchführung der weiteren Untersuchungen bei -21°C eingefroren. 1.Impfung Probe Lammung Booster-Impfung 1.Impfung Zutreter Probe 2.Impfung Probe Probe Probe Probe Probe Probe Trockenstellen 2.Impfung Zutreter Probe Abbildung 3.2: Zeitleiste für die Impfungen und Probenentnahme 3.4 Impfstoff Die stallspezifischen Vakzinen wurden von Mitarbeitern der Fa. WDT, Garbsen im Serumwerk Memsen, Hoyerhagen hergestellt. Sie enthielten eine Suspension inaktivierter S. aureus, die aus Milchproben von Tieren der jeweiligen Betriebe isoliert worden waren. Für die Herstellung der Impfstoffe wurden die aus der Milchprobe einer Ziege des Betriebes A isolierten S. aureus, bzw. die aus fünf verschiedenen 64 Material und Methoden Milchproben von Ziegen und Schafen sowie Kühen des Betriebes B isolierten S. aureus verwendet. 3.5 Analytische Methoden 3.5.1 Bakteriologische Untersuchungen 3.5.1.1 Kulturelle Untersuchung Die kulturelle Untersuchung erfolgte aus den Milchproben der Beprobungszeitpunkte 1 bis 5 sowie 8 (Betrieb B) bzw. 9 (Betrieb A) und wurde von Mitarbeitern des Instituts für Lebensmittelqualität und –sicherheit der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover durchgeführt. Hierbei wurden 10 µl der jeweiligen Milchprobe mittels Einmalösen auf Äskulinblutagar (Fa. Oxoid, Wesel) ausgestrichen. Zur Anreicherung wurde zusätzlich eine Nährbouillon mit 10 µl Milch beimpft und für 24 Stunden bei 37°C bebrütet. Anschließend wurden 10 µl der bebrüt eten Bouillon wiederum auf Äskulinblutagar ausgestrichen und erneut für 24 Stunden bei 37 °C bis zur Auswertung bebrütet. Die Äskulinblutagarplatte ohne Anreicherung wurde nach 24und nach 48-stündiger Bebrütung im Wärmeschrank bei 37°C ausgewertet und die Bakterienkulturen anhand von Koloniemorphologie, Hämolyseverhalten und Äskulinspaltung soweit möglich differenziert. Zur Erstellung von Reinkulturen wurden bei Verdacht auf das gleichzeitige Vorliegen unterschiedlicher Bakterienspezies Subkulturen einzelner Kolonien angelegt. Bei Verdacht auf S. aureus aufgrund von Hämolyseverhalten und/oder Koloniemorphologie wurden ein Staphylasetest (Fa. Oxoid, Wesel), die Überprüfung der Koagulasereaktion (Fa. Becton Dickinson, Franklin Lakes, New Jersey, USA) sowie im Zweifelsfall ein Test auf Hyaluronidase mit Hilfe einer mit Streptococcus equi beimpften Blutplatte durchgeführt. Als S. aureus abschließend klassifiziert wurden hämolysierende Staphylokokken, die Clumping-Faktor-, Koagulase- und Hyaluronidase-positiv waren. 65 Material und Methoden 3.5.1.2 Resistenztests Die Resistenztests wurden mit aus den Milchproben isolierten Staphylokokken (S. aureus und CNS) ebenfalls im Institut für Lebensmittelqualität und –sicherheit der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover durchgeführt. Für diese wurden Micronaut-S® Mikrotitrationsplatten (Fa. Genzyme Virotech GmbH, Rüsselsheim) zur Empfindlichkeitsprüfung von Bakterien verwendet. Die Methode beruht auf der Rehydratisierung von Antibiotika durch Zugabe einer standardisierten Bakteriensuspension. Eine Öse Koloniematerial wurde in 11 ml Mueller Hinton II Bouillon überführt und nach gründlichem Mischen die Micronaut-S®-Platte mit dieser Suspension beimpft. Die Auswertung erfolgte nach einer 24-stündigen Bebrütung bei 37°C. 3.5.1.3 S. aureus-spezifische PCR Mittels der S. aureus-spezifischen PCR wurden die Milchproben der Beprobungszeitpunkte 6 und 7 (Betrieb B) bzw. 6 bis 8 (Betrieb A) sowie 126 Milchproben, die zusätzlich der kulturellen Untersuchung unterzogen worden waren, untersucht. 3.5.1.3.1 DNA-Isolierung Die DNA-Extraktion erfolgte mittels eines MasterPure™ DNA Purification Kits (Epicentre® Biotechnologies, Madison, WI, USA) gemäß des nachstehenden Protokolls in einem für diesen Zweck eingerichteten Raum. Bei der Durchführung wurden nicht sterile Einmalhandschuhe (rotiprotect-Latex, Fa. Carl Roth GmbH & Co. KG, Karlsruhe) verwendet, die vorher mit 70%igem Alkohol desinfiziert wurden. Auch wurden alle für die Extraktion notwendigen Gefäße vor der Benutzung autoklaviert. Folgende Reagenzien entstammen dem o.g. Kit : Proteinase K (50µg/µl) 2x T&C Lysis Solution MPC Protein Precipitation Reagent TE-Puffer 66 Material und Methoden Protokoll: 1. Lyse der Milch • eingefrorene Milchproben auftauen • pro Probe je 2 µl Proteinase K (50 µg/µl) und 300 µl 2x T&C Lysis Solution in ein 1,5 ml Tube ( Safe-Lock Tubes, PCR clean, Fa. Eppendorf AG, Hamburg) geben • je 300 µl der Milch in das Tube aus dem vorherigen Schritt überführen und gründlich mischen (Vortex Genie 2, Model G – 560 E, Fa. Scientific Industries Inc., Bohemia, New York, USA) • Inkubation bei 65°C im Wasserbad (Gesellschaft für Labortechnik mbH, Burgwedel) für 15 min • Proben für 3 bis 5 Minuten auf Eis stellen 2. DNA-Extraktion • je 300 µl MPC Protein Precipitation Reagent zu der lysierten Milch hinzugeben und kräftig mischen (10 s) • Proben 5 min bei 13.000 g zentrifugieren (Biofuge pico, Heraeus, Fa. Kendro Laboratory Products, Osterode) • Überstand in ein 2 ml Tube (Mµlti®-Reaktionsgefäß 2 ml, Fa. Carl Roth GmbH & Co. KG, Karlsruhe) überführen, Pellet verwerfen • je 900 µl Isopropanol (2-Propanol Rotipuran®, 2,5 L, Fa. Carl Roth GmbH & Co. KG, Karlsruhe) zum Überstand hinzugeben und 30 bis 40 mal vorsichtig schwenken • Proben 5 min bei 13.000 g zentrifugieren, Überstand verwerfen • Pellets mit 500 µl 75%igem Ethanol (hergestellt aus Ethanol Rotipuran®, 2,5 L, Fa. Carl Roth GmbH & Co. KG, Karlsruhe und Aqua bidest, doppelt autoklaviert) waschen • Proben 5 min bei 13.000 g zentrifugieren, Überstand verwerfen • Pellets mit 250 µl 75%igem Ethanol (s.o.) waschen • Proben 5 min bei 13.000 g zentrifugieren, Überstand verwerfen • Pellet trocknen lassen (ca. 30 Minuten) 67 Material und Methoden • Pellet in 70 µl TE-Puffer resuspendieren 3.5.1.3.2 Photometrische Messung des DNA-Gehaltes Zur photometrischen Messung des DNA-Gehaltes wurde zunächst eine 1:20 Verdünnung des Produktes der DNA-Extraktion hergestellt, d.h. 30 µl dieses Produktes wurden mit 570 µl Aqua bidest, doppelt autoklaviert (eigene Herstellung) verdünnt. Der Leerwert wurde mittels 570 µl Aqua bidest, doppelt autoklaviert und 30 µl des oben genannten TE-Puffers ermittelt. Die Proben wurden in Quarzküvetten überführt und bei 260 nm im Photometer (Spectrophotometer UVIKON XL, Biotek Instruments, Neufahm) ihre Extinktion ermittelt. Anschließend wurde der Leerwert vom gemessenen Wert für die Probe subtrahiert und das Ergebnis mit 100 multipliziert. Der so errechnete Wert entspricht dem Gehalt an DNA in ng/µl Probe. (Gemessene Extinktion – Leerwert) x 100 = DNA-Gehalt in ng/µl 3.5.1.3.3 Replikation der DNA mittels PCR Als Detektionssystem für S. aureus wurden Primer verwendet, deren Sequenzen im Bereich des 16 s rRNA (ribosomale Ribonukleinsäure) Genabschnitts des Koagulase (Coa)-Gens erstellt worden waren (Fa. Bio & Sell, Nürnberg). Die PCR wurde in einem Gesamtvolumen von 25 µl pro Probe angesetzt. Der Mastermix wurde in einem abgetrennten Raum unter einer Hera-Safe Sicherheitswerkbank (Typ HS 12, Heraeus, Fa. Kendro Laboratory Products, Hanau) aus folgenden Bestandteilen (je Probe) angemischt: • 7,88 µl Wasser für die Molekularbiologie (DEPC-behandelt, Fa. Carl Roth GmbH & Co. KG, Karlsruhe) • 2,5 µl 10xPuffer 15 mMol MgCl2 (Fa. Qiagen GmbH, Hilden) • 0,5 µl dNTP-Mix 10mM (Fa. Finnzymes Oy, Espo, Finnland) • 2 µl Primer Staph V 0,5 µM (Fa. Bio & Sell, Nürnberg) • 2 µl Primer Staph R 0,5 µM (Fa. Bio & Sell, Nürnberg) • 0,125 µl HotStarTaq® DNA-Polymerase 5 units/µl (Fa. Qiagen GmbH, Hilden) 68 Material und Methoden Das Gesamtvolumen der PCR-Ansätze setzte sich wie folgt zusammen: 25µl gesamt = 15 µl Mastermix + (x Wasser + y DNA) Das Produkt der DNA-Extraktion wurde in einem gesonderten Raum (Cycler-Raum) hinzu gegeben. Das Volumen richtete sich hierbei nach der DNA-Konzentration, die zuvor photometrisch bestimmt worden war (s.o.). Ziel war es, mindestens 200 ng DNA pro Probe einzusetzen. Lag die DNA-Konzentration der Proben deutlich über 250 ng/µl, wurden diese mit Wasser für die Molekularbiologie (s.o.) verdünnt. Zuvor waren unter der Sicherheitswerkbank zwischen 1 und 10 µl Wasser für die Molekularbiologie (gemäß der o.g. Formel) in jeweils ein 0,2 ml Tube (PCR-Gefäße farblos, Fa. Brand GmbH & Co. KG, Wertheim) überführt worden und anschließend je 15 µl des Mastermixes hinzu gegeben worden. Es wurden stets eine Positiv- und eine Negativkontrolle sowie zwei Wasserkontrollen (eine wurde unter der Sicherheitswerkbank, eine erst im Cycler-Raum geschlossen) mitgeführt, um Kontaminationen oder Verschleppung von DNA bzw. Störungen im Ablauf der PCR erkennen zu können. Um derartige Kontaminationen mit Fremd-DNA und auch Nukleasen zu verhindern, wurden die Sicherheitswerkbank und die Arbeitsfläche im Cycler-Raum in regelmäßigen Abständen für 30 Minuten mit UV-Licht bestrahlt. Die PCR wurde mittels eines Eppendorf Mastercyclers (Fa. Eppendorf AG, Hamburg) mit folgendem Programm durchgeführt: 1. 15 min bei 95°C (Denaturierung) 2. 35 Zyklen bestehend aus folgenden 3 Schritten: • 1 min bei 94°C (Denaturierung) • 30 s bei 57°C (Primerhybridisierung, sog. „Anneali ng“) • 1 min bei 72°C (Elongation) 3. 10 min bei 72°C (Elongation) Nach Beendigung dieses Programms wurden die Proben bis zur Entnahme aus dem Mastercycler in diesem auf 4°C heruntergekühlt. 69 Material und Methoden 3.5.1.3.4 Agarose-Gelelektrophorese Zur Darstellung der DNA-Banden wurden Horizontalgele mit einer Konzentration von 2% Agarose verwendet. Zur Herstellung dieser Gele wurden pro Gel 33 g Agarose (Universal Agarose, Fa. Bio & Sell, Nürnberg) und 165 ml 1xTBE-Puffer vermischt und im Mikrowellenherd (Sharp, 800 Watt) mehrfach bis zum Kochen erhitzt. Der o.g. TBE-Puffer war zuvor in zehnfach konzentrierter Form aus 108 g TRIS Pufferan®, 55 g Borsäure, 9,3 g EDTA Dinatriumsalz Dihydrat (alle Fa. Carl Roth GmbH & Co. KG, Karlsruhe) sowie Aqua bidest (eigene Herstellung) ad 1000 g hergestellt und anschließend steril filtriert (Steritop™, 0,22 µm, Millipore Corporation, Bedford, Massachusetts, USA) worden. Nach dem Kochen wurde das Agarose-TBE-PufferGemisch bis auf ca. 60°C abgekühlt und es wurden 16 ,5 µl GelStar® Nucleic Acid Gel Stain (Fa. Lonza Rockland, ME, USA) unter Verwendung von Nitril-Handschuhen (Nobaglove-Nitril, Fa. NoBa Verbandmittel Danz GmbH & Co. KG, Wetter) hinzu gegeben. Anschließend wurde das Gemisch in Kammern (Comphor Midi, Fa. Biozym Scientific GmbH, Hessisch Oldendorf) gegossen, wo es abkühlte und polymerisierte. Sobald das Gel fest geworden war, wurde es mit 1xTBE-Puffer (s.o.) vollständig beschichtet. Nachdem zu jeder der Proben aus der PCR 3 µl verdünnter Farbmarker (eigene Herstellung; für 6 ml Farbmarker 3 ml 0,1%ige Bromphenolblau-Stammlösung, 2 ml Glycerin und 1 ml TE-Puffer) hinzu gegeben und vermischt worden waren, wurden je 20 µl in eine Tasche des Gels pipettiert (Pipette Precision®, Fa. Biozym Scientific GmbH, Hessisch Oldendorf; Pipettenspitzen ep Dualfilter T.I.P.S., Fa. Eppendorf AG, Hamburg). Zusätzlich wurde auf jedes Gel auch 100Bp DNA-Leiter equalized (Fa. Carl Roth GmbH & Co. KG, Karlsruhe) aufgetragen. Nach dem Auftragen wurde an das Gel für 60 min eine Spannung von 100 V angelegt (Biometra® Standard Power Pack, biomedizinische Analytik GmbH, Göttingen). 3.5.1.3.5 Auswertung der Gele Das DNA-Fragment wurde nach Anregung mit einem Blaulichttransilluminator (Flu-oblu, Fa. Biozym Scientific GmbH, Hessisch Oldendorf) als fluoreszierende Bande auf dem Gel sichtbar. Diese Banden wurden mit Hilfe einer Digitalkamera und des 70 Material und Methoden Programms Gel-Pro Analyzer (Media Cybernetics®, Bethesda, Maryland, USA) dokumentiert. Sie traten stets einzeln und in gleicher Länge auf, jedoch waren sie durch variierende Signalstärken nicht immer mit der Kamera darstellbar. Ausgewertet wurden nur solche Gele, bei denen die Positivkontrolle eine deutliche Bande zeigte und die Negativ- sowie die Wasserkontrollen eindeutig als negativ zu beurteilen waren. Proben, deren Banden derjenigen der Positivkontrolle entsprachen wurden als positiv beurteilt, alle anderen hingegen als negativ. 3.5.1.4 Typisierung einiger S. aureus-Isolate mittels DNA-Microarray Die Typisierung der jeweils für die Vakzinen verwendeten sowie einiger weiterer (nach der Vakzination identifizierter) S. aureus-Isolate aus den Betrieben wurde im Institut für Mikrobiologie und Hygiene der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus der TU Dresden und in Zusammenarbeit mit dem Friedrich-Löffler-Institut (FLI) in Jena durchgeführt. Zur Anwendung kam der von MONECKE et al. (2007) beschriebene Microarray. 3.5.2 Zytologische Untersuchungen 3.5.2.1 Bestimmung des Zellgehalts Die Bestimmung des Gehaltes der Milch an somatischen Zellen erfolgte aus den Milchproben der ersten vier (Betrieb A) bzw. drei (Betrieb B) Beprobungszeitpunkte im Institut für Lebensmittelqualität und –sicherheit der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover mittels eines DeLaval Cell Counters™ (DCC; Fa. DeLaval GmbH, Glinde). Dieses Gerät arbeitet mit einem fluoreszenz-optisch-elektronischen Verfahren. Die DNA der in der Milch befindlichen Zellen wird mit dem Fluoreszenzfarbstoff Propidiumiodid angefärbt und anschließend mit Licht definierter Wellenlänge bestrahlt. Aus der Fluoreszenz der DNA ergeben sich Lichtpunkte, welche durch das Gerät gezählt werden. 71 Material und Methoden 3.5.2.2 Semiquantitative Bestimmung des Zellgehalts mittels California Mastitis Test (CMT) Der CMT wurde Beprobungszeitpunkt ab dem fünften durchgeführt. (Betrieb Es A) wurden bzw. in vierten etwa (Betrieb 1,5 ml B) des Hälftenanfangsgemelkes entweder im Rahmen der Milchprobenentnahme direkt in zwei der vier Felder der CMT-Schale (Fa. Bayer HealthCare, Leverkusen) gemolken, oder aber später im Labor aus den Milchprobenröhrchen, nachdem diese gründlich geschüttelt worden waren, in die Schale gegeben. Danach wurde ca. das gleiche Volumen CMT-Reagenz (Fa. WDT, Garbsen) hinzu gegeben, die Schale mehrfach gut geschwenkt und anschließend die Hälfte des Gemisches verworfen. Nun wurde unter mehrmaligem Schräghalten der Schale gemäß der unten abgebildeten Skala (Tabelle 3.1) die Schlierenbildung des Gemisches beurteilt. Tabelle 3.1: Beurteilung des CMT CMT-Score Art der Reaktion 0 keine Reaktion 0,5 fragliche Reaktion 1 ggr. Schlierenbildung 1,5 mgr. Schlierenbildung 2 hgr. Schlierenbildung 2,5 beginnende Gallerte 3 Gallerte 3.6 Statistische Auswertung Die statistische Auswertung erfolgte mittels Microsoft Office Excel 2003 (Fa. Microsoft GmbH, Unterschleißheim) und SAS Version 9.1 2006 (Fa. SAS Institute Inc., Cary, NC, USA). P-Werte <0,05 wurden als signifikant erachtet. 72 Material und Methoden 3.6.1 Häufigkeiten (Chi-Quadrat-Homogenitätstest und McNemar-Test) Als S. aureus-negativ wurden Milchproben eingestuft, aus denen keine oder aber andere Erreger als S. aureus isoliert werden konnten. S. aureus-positive Proben konnten neben S. aureus auch weitere Erreger enthalten. Der statistische Vergleich der Anzahl S. aureus-positiver und –negativer Tiere und Euterhälften innerhalb eines Betriebes zu den verschiedenen Zeitpunkten erfolgte mittels des McNemar-Tests, da es sich um verbundene Stichproben handelte. Hingegen wurden Impfgruppen- und Tierartvergleiche zu jeweils einem Zeitpunkt mittels des Chi-Quadrat-Homogenitätstests oder Fischer’s exact test für unverbundene Stichproben durchgeführt. Auch die Vergleichbarkeit von kultureller Untersuchung und PCR wurde mit dem McNemar-Test und dem Kappa-Index untersucht. 3.6.2 Gehalte an somatischen Zellen und CMT-Werte (Wilcoxon’s two sample test und Wilcoxon’s signed rank test) Die Gehalte an somatischen Zellen und CMT-Werte wurden zunächst mittels des Kolmogorov-Smirnov und des Shapiro-Wilk Tests auf Normalverteilung untersucht. Da auch durch Logarithmierung keine Normalverteilung erreicht werden konnte, wurden diese Daten mit Median, 75%- und 25%-Quantil sowie Minimum und Maximum angegeben und graphisch als Boxplots dargestellt. Der statistische Vergleich der Gehalte an somatischen Zellen und CMT-Werte innerhalb eines Betriebes zu den verschiedenen Zeitpunkten erfolgte mittels Wilcoxon’s signed rank test für verbundene Stichproben. Impfgruppen- und Tierartvergleiche sowie Vergleiche in Abhängigkeit Wilcoxon’s two sample vom S. aureus-Nachweis wurden hingegen mit test für unverbundene 73 Stichproben durchgeführt. Ergebnisse 4 Ergebnisse In der vorliegenden Arbeit sollte untersucht werden, ob stallspezifische Vakzinen einen entscheidenden Beitrag zur Sanierung von Schaf- und Ziegenherden mit bestehender S. aureus-Mastitis-Problematik leisten können. Hierzu war es zunächst angezeigt, in einem Vorversuch die Verträglichkeit des Impfstoffes bei intrazisternaler Applikation zu überprüfen. Die intrazisternale Vakzination sollte bei jeweils 20 bis 25% der Tiere eines Bestandes durchgeführt werden, während die übrigen Tiere subkutan geimpft werden sollten. Dies sollte Aufschluss darüber geben, ob verschiedene Applikationswege zu unterschiedlichen Ergebnissen im Hinblick auf die Eutergesundheit führen. Des Weiteren wurde im Rahmen des Sanierungskonzeptes der Versuch unternommen, diagnostischen verbessern. Möglichkeiten Außerdem Charakterisierung einiger mittels einer gegenüber erfolgte eine S. aureus-spezifischen der kulturellen weitergehende S. aureus-Isolate sowie eine PCR die Untersuchung zu molekularbiologische Untersuchung zu vorliegenden Resistenzen gegenüber Antibiotika. 4.1 Vorversuch Der Vorversuch wurde an zwei Ziegen (Nr. 75 und 76) durchgeführt, die zu diesem Zweck in der Klinik für kleine Klauentiere aufgestallt wurden. Die intrazisternale Applikation der stallspezifischen Vakzine führte zu einem deutlichen Anstieg der Körperinnentemperatur insbesondere bei Ziege 75, die im Gegensatz zur Ziege 76 mit der makroskopisch unauffälligen Milch der rechten Euterhälfte vor der Vakzination stets S. aureus ausgeschieden hatte. Allerdings normalisierten sich die Temperaturen schnell, so dass bereits 20 Stunden nach der Applikation Werte gemessen werden konnten, die unter denen der Ausgangswerte lagen. Ansonsten zeigten beide Tiere nach der Vakzination ein ungestörtes Allgemeinbefinden sowie erhaltene Fresslust. Die Milch beider Tiere war nach der Vakzination stets als makroskopisch unauffällig zu bezeichnen. Der somatische Zellgehalt stieg nach der Applikation des Impfstoffes vorübergehend deutlich an. 74 Ergebnisse Die zweite intrazisternale Impfung führte zu einem geringeren Anstieg der Körperinnentemperatur als die Erstimpfung bei wiederum ungestörtem Allgemeinbefinden und makroskopisch unauffälliger Milch. Während des gesamten Untersuchungszeitraumes wurde zu keinem Zeitpunkt S. aureus in der Milch einer der Euterhälften von Ziege 76 oder der linken Euterhälfte von Ziege 75 nachgewiesen. Aus der Milch der rechten Euterhälfte von Ziege 75 konnte S. aureus allerdings auch nach der Impfung weiterhin kulturell isoliert werden. Die Impfung in der Hochträchtigkeit wurde bei Ziege 75 vierzehn und bei Ziege 76 fünfzehn Tage a.p. durchgeführt. Die subkutane Verabreichung des Impfstoffes führte zu keinerlei Schwellung an der Applikationsstelle, die Tiere zeigten ungestörtes Allgemeinbefinden ohne einen Anstieg der Körperinnentemperatur. Beide Ziegen brachten drei bzw. zwei gesunde Lämmer zur Welt. 4.2 Ergebnisse bakteriologischer Untersuchungen 4.2.1 Vergleichbarkeit von kultureller Untersuchung und PCR Eine zuverlässige Diagnostik hat stets einen entscheidenden Anteil an dem Erfolg der Sanierung einer Herde von einem bestimmten Krankheitsbild. In der vorliegenden Untersuchung war die Identifikation von Tieren, die S. aureus mit der Milch ausschieden, insofern essentiell, als einerseits Prävalenzentwicklungen im Zuge der Vakzination möglichst zuverlässig dargestellt und andererseits „Dauerausscheider“ von S. aureus bevorzugt der Schlachtung zugeführt werden sollten. Daher wurde eine S. aureus-spezifische PCR durchgeführt und die Ergebnisse dieser mit denen der kulturellen Untersuchung zum Erregernachweis verglichen. Insgesamt 126 Milchproben wurden sowohl kulturell als auch mittels PCR untersucht. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in Tabelle 4.1 dargestellt. Der statistische Vergleich der Ergebnisse der kulturellen Untersuchung und der PCR mittels McNemar-Test ergab eine nicht signifikant verschiedene Reaktion (p=0,3359) sowie eine mittlere Übereinstimmung beider Tests (Kappa=0,5688). 75 Ergebnisse Tabelle 4.1: Vierfeldertafel zum Vergleich der Ergebnisse aus kultureller Untersuchung und PCR S. aureus PCR positiv PCR negativ Summe kulturell positiv 55 16 71 kulturell negativ 11 44 55 Summe 66 60 126 4.2.2 Resistenztests Zur näheren Charakterisierung der bei Schaf- und Ziegenmastitiden ätiologisch beteiligten S. aureus-Stämme sowie um Aufschluss über ein mögliches Vorkommen von MRSA zu geben, wurden aus den Milchproben isolierte S. aureus und auch CNS Resistenztests unterzogen. Diese ergaben unabhängig vom Betrieb, aus dem die jeweilige Milchprobe stammte, stets das gleiche Bild: Die Staphylokokken reagierten auf alle hier getesteten Antibiotika empfindlich, lediglich auf Erythromycin wurde stets eine intermediäre Reaktion beobachtet. Die verwendeten Antibiotika sowie die Ergebnisse der Tests sind noch einmal in Tabelle 4.2 zusammengefasst. 76 Ergebnisse Tabelle 4.2: Ergebnisse der bei den aus Milchproben isolierten Staphylokokken durchgeführten Resistenztests Erreger P A Ox CEZO Tet Pirl E Gen CPZ AmC CEQ S.aureus S S S S S S I S S S S CNS S S S S S S I S S S S A=Ampicillin E = Erythromycin/Spiramycin u. Tylosin AmC = Amoxicillin/Clavulansäure Gen = Gentamicin CEQ = Cefquinom Ox = Oxacillin/Cloxacillin CEZO = Cefazolin/Cefalexin P = Penicillin G CPZ = Cefoperazon Pirl = Pirlimycin/Lincomycin Tet = Tetracyclin/Oxytetracyclin S = sensibel R = resistent I = intermediär 4.2.3 Typisierung einiger S. aureus-Isolate mittels DNA-Microarray Wie die durchgeführten Resistenztests diente auch die Typisierung der näheren Charakterisierung der bei Schaf- und Ziegenmastitiden ätiologisch beteiligten S. aureus-Stämme. Die überwiegende Mehrheit der zur Typisierung eingeschickten S. aureus-Isolate konnte als agr_I/ CC133-MSSA [tst1+, entC/L+] identifiziert werden - unabhängig vom Betrieb, aus dem sie stammten. Sowohl der Impfstamm des Betriebes A als auch acht weitere S. aureus-Isolate aus Milchproben dieses Betriebes wurden diesem Stamm zugeordnet. Zusätzlich konnte ein Isolat als ein bei Menschen häufig vorkommender Stamm, agr_I/ ST7-MSSA [entA-N315+, sak/scn+, blaZ+] identifiziert werden. Eines der mittels kultureller Untersuchung als S. aureus eingestuften Isolate konnte im DNA-Microarray nicht als S. aureus bestätigt werden. Auch im Betrieb B war der oben genannte Stamm agr_I/ CC133-MSSA [tst1+, entC/L+] Bestandteil der stallspezifischen Vakzine. Von insgesamt fünf für die Vakzine verwendeten Isolaten stellte er mit dreien den Großteil. Außerdem waren noch zwei Isolate eines nah verwandten Stammes, agr_I/ CC133-MSSA [tst1+, entA- 77 Ergebnisse 320E+, entC/L+] Bestandteil dieser Vakzine. Zwei weitere getestete Isolate aus Milchproben von Ziegen des Betriebes B stellten sich ebenfalls als der am häufigsten isolierte Stamm heraus. 4.3 Effekte der Vakzination in den Betrieben Im Folgenden werden die Entwicklungen der S. aureus-Prävalenz sowie der somatischen Zellgehalte getrennt für die Betriebe, in denen die stallspezifische S. aureus-Vakzine eingesetzt wurde, dargestellt. Für die Zeitpunktvergleiche der S. aureus-Prävalenz und des Gehaltes an somatischen Zellen sowie des CMT-Wertes der Milch wurden ausschließlich durchgängig beprobte Tiere berücksichtigt. Dies waren im Betrieb A 59 Tiere (118 Euterhälften). Von diesen 59 Tieren wurden 48 Tiere (96 Euterhälften) subkutan und 11 Tiere (22 Euterhälften) intrazisternal geimpft. Im Betrieb B wurden insgesamt 39 Tiere (78 Euterhälften), d.h. 21 Ziegen (42 Euterhälften) und 18 Schafe (36 Euterhälften) durchgängig beprobt. Der Impfgruppe s.c. gehörten 14 Schafe und 16 Ziegen, also insgesamt 30 Tiere (60 Euterhälften) an, intrazisternal wurden jeweils 4 Schafe und Ziegen, also insgesamt 8 Tiere (16 Euterhälften) geimpft. Um einen besseren Überblick über die Situation im gesamten Betrieb zu geben, wurde bei der graphischen Darstellung der Prävalenzentwicklungen jeweils zusätzlich die Entwicklung aller, also nicht nur der durchgängig beprobten Tiere im Bestand berücksichtigt. Zu den Impfgruppenvergleichen, Tierartvergleichen sowie Vergleichen S. aureus-positiver und –negativer Milchproben wurden stets alle jeweils im Betrieb vorhandenen Tiere herangezogen. Angaben zu den genauen Tierzahlen in den Betrieben zum jeweiligen Beprobungszeitpunkt finden sich in Kapitel 9.1. 4.3.1 Betrieb A 4.3.1.1 Impfreaktionen In Betrieb A kam es in den ersten Tagen nach der ersten Vakzination zu einem starken Rückgang der Herdenmilchleistung, dessen Gipfel mit ca. -30% am dritten Tag p. vacc. erreicht wurde. Das Allgemeinbefinden der geimpften Tiere war insgesamt als ggr. bis mgr. gestört zu bezeichnen, einige wenige Tiere, 78 Ergebnisse insbesondere in der Gruppe der intrazisternal geimpften Tiere, zeigten eine erhöhte Körperinnentemperatur bis 40,7°C. Veränderungen am Euter oder Schwellungen an der Applikationsstelle wurden nicht beobachtet. Nach der zweiten Vakzination kam es nur zu einem geringen Abfall der Herdenmilchleistung und ggr. gestörtem Allgemeinbefinden einzelner Tiere. Eine Ziege, der die Vakzine intrazisternal verabreicht worden war, verendete infolge einer beidseitigen gangränösen Mastitis. Da keine Sektion durchgeführt wurde, konnte diese Diagnose allerdings nicht abgesichert werden. Die Boosterimpfung, die ausschließlich subkutan durchgeführt wurde, rief weder Störungen des Allgemeinbefindens der Tiere noch einen merklichen Milchleistungsrückgang hervor. 4.3.1.2 S. aureus-Prävalenz 4.3.1.2.1 Entwicklung im gesamten Tierbestand S.aureus-Prävalenz 30% durchgängig beprobte Tiere alle Tiere im Bestand 25% 20% 15% 10% 5% 9 un g) (L am m 7 6 5 4 pf un g) 2 8 (2 .Im 3 1 (1 .Im pf un g) 0% Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.1: Entwicklung der S. aureus-Tierprävalenz in Betrieb A bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten, d.h. durchgängig beprobten Tiere bzw. aller zum jeweiligen Zeitpunkt im Bestand befindlichen Tiere 79 Ergebnisse Die S. aureus-Prävalenz in Betrieb A stieg nach der ersten Vakzination zunächst signifikant an und sank anschließend bis zum Trockenstellen wieder bis auf einige „Dauerausscheider“, d.h. Tiere, die zu jedem Beprobungszeitpunkt positiv getestet wurden, ab. Nach der Lammung bzw. der Boosterimpfung kam es zu einem erneuten signifikanten Anstieg der S. aureus-Prävalenz. Tabelle 4.3: Ergebnisse der S. aureus-Prävalenzvergleiche der verschiedenen Beprobungszeitpunkte im Betrieb A auf Tier- bzw. Euterhälftenbasis (McNemar-Test) Zeitpunkte 1 2 3 4 5 6 7 8 0,0023 0,0013 n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. 0,0348 0,0013 0,0008 0,0013 0,0008 0,0013 0,0008 0,0008 0,0005 0,0013 0,0008 0,0045 0,0027 n.s n.s k.d.P k.d.P k.d.P k.d.P n.s. n.s. k.d.P k.d.P n.s. n.s. 0,0082 0,0047 k.d.P k.d.P n.s. n.s. k.d.P k.d.P n.s. n.s. 0,0082 0,0047 n.s. n.s. k.d.P. k.d.P. n.s. n.s. 0,0082 0,0047 n.s. n.s. n.s. n.s. 0,0047 0,0027 n.s. n.s. 0,0082 0,0047 0,0339 0,0196 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 4 5 6 7 8 (Lammung) 9 k.d.P. = keine diskordanten Paare, d.h. jedes Tier wies bei beiden zu vergleichenden Beprobungszeitpunkten den identischen S. aureus-Status auf n.s. = nicht signifikant 80 Ergebnisse 4.3.1.2.2 Entwicklung in der Impfgruppe s.c. 35% durchgängig beprobte Tiere S.aureus-Prävalenz 30% alle Tiere im Bestand (s.c.) 25% 20% 15% 10% 5% 9 (L am m un g) 7 6 5 4 pf un g) 2 (2 .I m 8 3 1 (1 .I m pf un g) 0% Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.2: Entwicklung der S. aureus-Tierprävalenz in der Impfgruppe s.c. des Betriebes A bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten, d.h. durchgängig beprobten Tiere bzw. aller zum jeweiligen Zeitpunkt der Gruppe s.c. angehörenden Tiere In der Impfgruppe s.c. des Betriebes A zeigte sich eine ähnliche Entwicklung wie bei Betrachtung des Gesamtbestandes. Nach der ersten Impfung erfolgte ein signifikanter Anstieg der S. aureus-Tier- (p=0,0023) sowie -Euterhälftenprävalenz (p=0,0013). Ab dem dritten Beprobungszeitpunkt bis zum Trockenstellen gab es bei Berücksichtigung nur der durchgängig beprobten Tiere keine positiv getesteten Tiere mehr, so dass eine statistische Evaluierung nicht möglich war. Bei Betrachtung aller im Bestand vorhandenen Tiere erfolgte im gleichen Zeitraum eine deutliche Reduktion auf nur eine Dauerausscheiderin, welche vor Beendigung des Versuchs der Schlachtung zugeführt wurde. Nach der Lammung traten auch in der Impfgruppe s.c. erneut S. aureus-positive Tiere auf. Allerdings war die Tier- (2:8: p=0,0023; 2:9: p=0,0209) und die 81 Ergebnisse Euterhälftenprävalenz (2:8: p=0,0013; 2:9: p=0,0290) signifikant niedriger als dies zum Beprobungszeitpunkt 2 der Fall war. 4.3.1.2.3 Entwicklung in der Impfgruppe i.z. 50% S.aureus-Prävalenz 45% 40% durchgängig beprobte Tiere alle Tiere im Bestand (i.z.) 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 9 un g) (L am m 7 6 5 4 pf un g) 2 8 (2 .Im 3 1 (1 .Im pf un g) 0% Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.3: Entwicklung der S. aureus-Tierprävalenz in der Impfgruppe i.z. des Betriebes A bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten, d.h. durchgängig beprobten Tiere bzw. aller zum jeweiligen Zeitpunkt der Gruppe i.z. angehörenden Tiere In der Impfgruppe i.z. bewegte sich die S. aureus-Prävalenz stets auf einem hohen, relativ konstanten Niveau. Unter Berücksichtigung aller dieser Gruppe zum jeweiligen Zeitpunkt angehörenden Tiere gab es nach der Impfung Hinweise auf einen Anstieg der Prävalenz. Der Abfall, der in Abbildung 4.3 für alle Tiere noch vor dem Trockenstellen zu erkennen ist, wurde unter anderem durch die Schlachtung einzelner Ausscheiderinnen herbeigeführt. Auch in der Impfgruppe i.z. konnte nach der Lammung zum Beprobungszeitpunkt 9 ein Anstieg der S. aureus-Prävalenz verzeichnet werden, der auf Tierebene zu einem signifikanten Unterschied gegenüber Zeitpunkt 6 (6:9: p=0,0455), auf Ebene der 82 Ergebnisse Euterhälften zu einem solchen zu den Zeitpunkten 3, 4, 5, 7 und 8 (3:9, 4:9, 5:9, 7:9, 8:9: p=0,0455) sowie 6 (6:9: p=0,0253) führte. 4.3.1.2.4 Impfgruppenvergleich Mit Ausnahme des zweiten Beprobungszeitpunktes lag die S. aureus-Prävalenz in der Impfgruppe i.z. zu allen Beprobungszeitpunkten über der Prävalenz in der subkutanen Impfgruppe, wie in Abbildung 4.4 zu sehen ist. Zu den Zeitpunkten 3, 4, 5, 7 und 9 unterschieden sich die Prävalenzen jeweils signifikant (p-Werte siehe Tabelle 4.4). Tabelle 4.4: S. aureus-Prävalenzen der Tiere (T) sowie Euterhälften (EH) der Impfgruppen des Betriebes A und Ergebnisse der Prävalenzvergleiche zwischen den Impfgruppen (Chi-Quadrat- bzw. Fischer’s exact Test) Zeitpunkte S.aureus -Tierprävalenz p-Wert (T) S.aureus -Euterhälftenprävalenz p-Wert (EH) Impfgruppe s.c. Impfgruppe i.z. Impfgruppe s.c. Impfgruppe i.z. 1 (1.Impfung) 3,7% 13,3% n.s. 6,7% 6,7% n.s. 2 29,1% 20,0% n.s. 15,5% 13,3% n.s. 3 (2.Impfung) 1,8% 26,7% 0,0061 0,9% 16,7% 0,0017 4 1,8% 30,8% 0,0037 1,8% 19,2% 0,0029 5 1,8% 30,8% 0,0037 1,8% 15,4% 0,0124 6 1,8% 16,7% n.s. 1,8% 8,3% n.s. 7 1,8% 25,0% 0,0157 1,8% 12,5% 0,04 8 (Lammung) 2,9% 18,2% n.s. 2,2% 9,1% n.s. 9 7,5% 45,5% 0,0038 4,5% 27,3% 0,0023 83 50% 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 9 m un g) 7 (L am 6 5 4 2 8 3 1 (2 .Im (1 .Im pf un g) Impfgruppe s.c. Impfgruppe i.z. pf un g) S.aureus-Prävalenz Ergebnisse Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.4: Vergleich der S. aureus-Tierprävalenzen der Impfgruppen s.c. und i.z. des Betriebes A signifikanter Unterschied zwischen den Impfgruppen (p < 0,05) hochsignifikanter Unterschied zwischen den Impfgruppen (p < 0,01) 4.3.1.3 Gehalt an somatischen Zellen 4.3.1.3.1 Entwicklung im gesamten Tierbestand 10000,0 3,5 1000,0 2,5 CM T-Score Zellzahl x 1000/ml 3,0 100,0 2,0 1,5 1,0 10,0 0,5 0,0 1,0 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 5 4 6 7 8 (Lammung) 9 Beprobungszeitpunkte Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.5: Entwicklung des somatischen Zellgehaltes (links) bzw. des CMTWertes (rechts) der Milch im gesamten Tierbestand des Betriebes A 84 Ergebnisse Bereits nach der ersten Impfung gab es Hinweise auf ein Absinken des somatischen Zellgehaltes der Milch der Tiere des Betriebes A. Die niedrigsten Werte wurden zum Beprobungszeitpunkt 3 (Zweitimpfung) ermittelt, dieser unterschied sich signifikant von den Zeitpunkten 1, 2 und 4 (p-Werte siehe Tabelle 4.5). Bei der 4. Probenentnahme, d.h. nach der zweiten Vakzination, stieg der Gehalt an somatischen Zellen wieder signifikant an. Die CMT-Werte, die ab dem 5. Beprobungszeitpunkt ermittelt wurden, sanken bis zum Trockenstellen, d.h. Zeitpunkt 7, kontinuierlich und signifikant ab (Tabelle 4.6). Nach der Lammung (Zeitpunkt 8) wurden die niedrigsten CMT-Werte im Betrieb A gemessen. Zum Zeitpunkt 9 erfolgte zwar ein deutlicher Anstieg, jedoch lag der hier ermittelte Wert immer noch signifikant niedriger als die zu den Zeitpunkten 5, 6 und 7 gemessenen. Tabelle 4.5: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. des somatischen Zellgehaltes der Milch aller Tiere des Betriebes A (Wilcoxon’s signed rank test) Zeitpunkte 1 (1.Impfung) 1 (1.Impfung) 2 n.s. 3 (2.Impfung) < 0,0001 4 n.s. 2 n.s. 3 (2.Impfung) < 0,0001 0,0008 0,0008 n.s. 4 n.s. n.s. 0,0245 0,0245 Tabelle 4.6: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. der CMT-Werte der Milch aller Tiere des Betriebes A (Wilcoxon’s signed rank test) Zeitpunkte 5 6 7 8 (Lammung) 9 5 0,0194 < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 6 0,0194 7 < 0,0001 0,0023 0,0023 < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 85 8 (Lammung) < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 9 < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 Ergebnisse 4.3.1.3.2 Entwicklung in der Impfgruppe s.c. 10000,0 3,5 2,5 CM T-Score Zellzahl x 1000/ml 3,0 1000,0 100,0 2,0 1,5 1,0 10,0 0,5 1,0 0,0 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 4 5 Beprobungszeitpunkte 6 7 8 (Lammung) 9 Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.6: Entwicklung des somatischen Zellgehaltes (links) bzw. des CMTWertes (rechts) der Milch in der Impfgruppe s.c. des Betriebes A Die Entwicklung des Gehaltes an somatischen Zellen in der Impfgruppe s.c. des Betriebes A spiegelt den Verlauf im Gesamtbestand wider. Auch hier war zunächst ein Absinken des Zellgehalts bis zum Beprobungszeitpunkt 3 zu beobachten, gefolgt von einem erneuten Anstieg der Werte zum Beprobungszeitpunkt 4. Der zu diesem Zeitpunkt ermittelte Wert lag aber immer noch signifikant unter dem bei der Erstimpfung gemessenen. Der zum Zeitpunkt 3 gemessene Zellgehalt war wiederum gegenüber den Zeitpunkten 1, 2 und 4 signifikant erniedrigt. Die signifikanten pWerte sind in Tabelle 4.7 dargestellt. Die CMT-Werte sanken auch hier zunächst bis zum Trockenstellen ab und erreichten den niedrigsten Wert bei der ersten Beprobung nach der Lammung, um anschließend wieder anzusteigen; allerdings auf ein Niveau, das deutlich unter den vor der Lammung ermittelten Werten lag. Die Werte der Zeitpunkte unterschieden sich jeweils signifikant voneinander, wie in Tabelle 4.8 zu sehen ist. 86 Ergebnisse Tabelle 4.7: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. des somatischen Zellgehaltes der Milch der subkutan geimpften Tiere des Betriebes A (Wilcoxon’s signed rank test) Zeitpunkte 1 (1.Impfung) 1 (1.Impfung) 2 n.s. 3 (2.Impfung) < 0,0001 4 0,0015 2 n.s. 3 (2.Impfung) < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 n.s. 4 0,0015 n.s. < 0,0001 < 0,0001 Tabelle 4.8: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. der CMT-Werte der Milch der subkutan geimpften Tiere des Betriebes A (Wilcoxon’s signed rank test) Zeitpunkte 5 6 7 8 (Lammung) 9 5 0,0213 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 6 0,0213 7 0,0001 0,0082 0,0082 < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 8 (Lammung) < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 9 < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 4.3.1.3.3 Entwicklung in der Impfgruppe i.z. 10000,0 3,5 2,5 CM T-Score Zellzahl x 1000/ml 3,0 1000,0 100,0 2,0 1,5 1,0 10,0 0,5 1,0 0,0 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 4 5 Beprobungszeitpunkte 6 7 8 (Lammung) 9 Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.7: Entwicklung des somatischen Zellgehaltes (links) bzw. des CMTWertes (rechts) der Milch in der Impfgruppe i.z. des Betriebes A Der Milchzellgehalt der intrazisternal geimpften Tiere des Betriebes A erreichte am dritten Beprobungszeitpunkt den höchsten Wert. Dieser unterschied sich von den für die Zeitpunkte 1, 2 und 4 ermittelten Werten jeweils signifikant (Tabelle 4.9). Dementsprechend folgte zum Zeitpunkt 4 eine erneute Reduktion des Zellgehaltes. 87 Ergebnisse Bei den CMT-Werten gab es bis zum Trockenstellen lediglich Hinweise auf Absenkung. Nach der Lammung wurde der niedrigste Wert ermittelt, der sich von den Werten der anderen Beprobungszeitpunkte jeweils signifikant unterschied. Der zum Beprobungszeitpunkt 9 ermittelte Wert lag wiederum deutlich höher, allerdings noch signifikant niedriger als zum Zeitpunkt 5 (p-Werte siehe Tabelle 4.10). Tabelle 4.9: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. des somatischen Zellgehaltes der Milch der intrazisternal geimpften Tiere des Betriebes A (Wilcoxon’s signed rank test) Zeitpunkte 1 (1.Impfung) 1 (1.Impfung) 2 n.s. 3 (2.Impfung) 0,0074 4 n.s. 2 n.s. 3 (2.Impfung) 0,0074 0,0405 0,0405 n.s. 4 n.s. n.s. 0,0467 0,0467 Tabelle 4.10: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. der CMT-Werte der Milch der intrazisternal geimpften Tiere des Betriebes A (Wilcoxon’s signed rank test) Zeitpunkte 5 6 7 8 (Lammung) 9 5 n.s. n.s. < 0,0001 0,0461 6 n.s. 7 n.s. n.s. n.s. 0,0002 n.s. 0,0006 n.s. 88 8 (Lammung) < 0,0001 0,0002 0,0006 0,0023 9 0,0461 n.s. n.s. 0,0023 Ergebnisse 4.3.1.3.4 Impfgruppenvergleich 10000,0 Zellzahl x 1000/ml Zellzahl x 1000/ml 10000,0 1000,0 100,0 1000,0 100,0 10,0 10,0 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 4 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 4 Beprobungszeitpunkte Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.8: Vergleich der somatischen Zellgehalte in der Milch der subkutan 3,5 3,5 3,0 3,0 2,5 2,5 CM T-Score CM T-Score (links) und intrazisternal (rechts) geimpften Tiere des Betriebes A 2,0 1,5 2,0 1,5 1,0 1,0 0,5 0,5 0,0 0,0 5 6 7 8 (Lammung) 9 5 Beprobungszeitpunkte 6 7 8 (Lammung) 9 Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.9: Vergleich der CMT-Werte der Milch der subkutan (links) und intrazisternal (rechts) geimpften Tiere des Betriebes A hochsignifikanter Unterschied zwischen den Impfgruppen (p < 0,01) Vergleicht man die Entwicklungen des somatischen Zellgehaltes in den beiden Impfgruppen, so zeigt sich während der ersten 3 Beprobungszeitpunkte eine nahezu gegenläufige Entwicklung (Abbildung 4.8). Sanken die Werte in der Impfgruppe s.c. bis zum Zeitpunkt 3 ab, so stiegen sie in der Impfgruppe i.z. an. Am Beprobungszeitpunkt 3 unterschieden sich die Werte beider Gruppen signifikant voneinander (p < 0,0001). 89 Ergebnisse Die Entwicklung der CMT-Werte verlief in beiden Gruppen eher parallel. Ein signifikanter Unterschied ergab sich nur zum Zeitpunkt 9, zu dem die Ergebnisse der intrazisternal geimpften Tiere mit einem p-Wert von 0,0038 deutlich über denen der subkutan geimpften lagen. 4.3.1.3.5 Vergleich S. aureus-positiver und -negativer Milchproben Aufgrund der Tatsache, dass es sich bei den S. aureus-positiven und -negativen Tieren nicht stets um dieselben Tiere handelte, war eine statistische Auswertung der Entwicklung des somatischen Zellgehaltes in diesen „Gruppen“ nicht möglich. Beim Vergleich der Zellgehalte der Milch S. aureus-positiver und –negativer Milchproben des Betriebes A fällt auf, dass die Werte für die positiven Proben mit Ausnahme des Zeitpunktes 5 stets über den Werten der negativen Proben liegen. Zu den Beprobungszeitpunkten 2, 3, 4, 6 und 9 war dieser Unterschied signifikant (pWerte siehe Tabelle 4.11). Die Entwicklung des somatischen Zellgehalts bei den S. aureus-negativen Tieren spiegelt den Verlauf im Gesamtbestand wider, während die somatischen Zellgehalte der S. aureus-positiven Milchproben nach der ersten Vakzination zunächst relativ konstant blieben und erst bei der Probenentnahme nach der zweiten Vakzination (Zeitpunkt 4) deutlich anstiegen. Die CMT-Werte in S. aureus-negativen Proben sanken zum Trockenstellen geringfügig ab, während alle S. aureus-positiven Milchproben zu den Zeitpunkten 5, 6 und 7 einen CMT-Wert von 3,0 aufwiesen. Nach der Lammung sanken die Werte in beiden Gruppen zunächst ab, um bei der zweiten Beprobung nach der Lammung (Zeitpunkt 9) wieder anzusteigen und im Falle der S. aureus-positiven Milchproben schon wieder fast identische Werte zu erreichen wie vor der Lammung. 90 Ergebnisse 10000 Zellzahl x 1000/ml Zellzahl x 1000/ml 10000 1000 100 1000 100 10 10 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 4 1 (1.Impfung) 2 Beprobungszeitpunkte 3 (2.Impfung) 4 Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.10: Vergleich der somatischen Zellgehalte S. aureus-negativer (links) 3,5 3,5 3,0 3,0 2,5 2,5 C M T -Sc o re CM T-Score und -positiver (rechts) Milchproben des Betriebes A 2,0 1,5 2,0 1,5 1,0 1,0 0,5 0,5 0,0 0,0 5 6 7 8 (Lammung) 5 9 6 7 8 (Lammung) 9 Beprobungszeitpunkte Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.11: Vergleich der CMT-Werte S. aureus-negativer (links) und -positiver (rechts) Milchproben des Betriebes A signifikanter Unterschied in Abhängigkeit vom S. aureus-Nachweis (p < 0,05) hochsignifikanter Unterschied in Abhängigkeit vom S. aureus-Nachweis (p < 0,01) 91 Ergebnisse Tabelle 4.11: Mediane der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 4) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 5 bis 9) S. aureus-positiver und –negativer Milchproben des Betriebes A sowie Ergebnisse der entsprechenden Vergleiche zum jeweiligen Zeitpunkt (Wilcoxon’s two sample test) Median S.aureus pos. S.aureus neg. 1 (1.Impfung) 1042,5 940 2 1174 709 3 (2.Impfung) 1221 372 4 2680 610 5 3,0 3,0 6 3,0 2,5 7 3,0 2,5 8 (Lammung) 1,0 0,5 9 3,0 1,3 Zeitpunkte p-Wert n.s. 0,0098 0,0164 0,0056 n.s. 0,0395 n.s. n.s. 0,0022 4.3.2 Betrieb B 4.3.2.1 Impfreaktionen Bei den Tieren des Betriebes B wurden in Folge der Vakzinationen mit der stallspezifischen Vakzine keine unerwünschten Impfstoffapplikation festgestellt. 92 Nebenwirkungen der Ergebnisse 4.3.2.2 S. aureus-Prävalenz 4.3.2.2.1 Entwicklung im gesamten Tierbestand 25% S.aureus-Prävalenz durchgängig beprobte Tiere 20% alle Tiere im Bestand 15% 10% 5% (L am 8 m un g) 6 5 4 pf un g) 2 (2 .I m 7 3 1 (1 .I m pf un g) 0% Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.12: Entwicklung der S. aureus-Tierprävalenz in Betrieb B bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten, d.h. durchgängig beprobten Tiere bzw. aller zum jeweiligen Zeitpunkt im Bestand befindlichen Tiere Im Tierbestand des Betriebes B kam es nach der ersten Vakzination zu einem signifikanten Absinken der S. aureus-Prävalenz, welchem allerdings sofort ein zumindest auf Euterhälftenbasis signifikanter Anstieg folgte (Beprobungszeitpunkt 3). Nach der zweiten Vakzination sank die Anzahl S. aureus-positiver Tiere dann erneut ab, so dass zum Trockenstellen hin (Zeitpunkte 5 und 6) eine signifikant niedrigere Prävalenz vorlag als zum Beprobungszeitpunkt 3. Auch nach der Lammung stieg die S. aureus-Prävalenz nicht wieder an, lediglich die so genannten „Dauerausscheider“ (zwei Ziegen) wurden weiterhin positiv getestet. Die signifikanten p-Werte der Zeitpunktvergleiche sind in Tabelle 4.12 dargestellt. 93 Ergebnisse Tabelle 4.12: Ergebnisse der S. aureus-Prävalenzvergleiche der verschiedenen Beprobungszeitpunkte im Betrieb B auf Tier- bzw. Euterhälftenbasis (McNemar-Test) Zeitpunkte 1 2 3 4 5 6 7 n.s. n.s. 0,0253 0,0143 n.s. 0,0339 0,0253 0,0143 0,0253 n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. k.d.P. n.s. 1 (1.Impfung) 2 0,0253 0,0253 3 (2.Impfung) n.s. n.s. n.s. 0,0455 4 0,0253 k.d.P. n.s. n.s. 5 0,0082 n.s. 0,0082 n.s. 6 0,0082 n.s. 0,0082 n.s. 7 (Lammung) 0,0082 n.s. 0,0082 n.s. 8 0,0082 n.s. 0,0339 n.s. k.d.P = keine diskordanten Paare, d.h. jedes Tier wies bei beiden zu vergleichenden Beprobungszeitpunkten den identischen S. aureus-Status auf n.s. = nicht signifikant 94 Ergebnisse 4.3.2.2.2 Entwicklung in der Impfgruppe s.c. 20% durchgängig beprobte Tiere alle Tiere im Bestand (s.c.) S.aureus-Prävalenz 18% 16% 14% 12% 10% 8% 6% 4% 2% 8 un g) (L am m 6 5 4 pf un g) 2 7 (2 .Im 3 1 (1 .Im pf un g) 0% Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.13: Entwicklung der S. aureus-Tierprävalenz in der Impfgruppe s.c. des Betriebes B bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten, d.h. durchgängig beprobten Tiere bzw. aller zum jeweiligen Zeitpunkt der Gruppe s.c. angehörenden Tiere Die Entwicklung der S. aureus-Prävalenz in der Impfgruppe s.c. des Betriebes B spiegelt den Verlauf im Gesamtbestand wider. Signifikante Unterschiede waren hier allerdings nur zwischen Beprobungszeitpunkt 1 und den Zeitpunkten 5, 6, 7 sowie 8 (1:5, 1:6, 1:7, 1:8: p=0,0455 sowohl auf Tier- als auch auf Euterhälftenbasis) und bei Betrachtung der Euterhälften zusätzlich zwischen Zeitpunkt 3 und 5, 7 sowie 8 (3:5, 3:7, 3:8: p=0,0455) gegeben. 95 Ergebnisse 4.3.2.2.3 Entwicklung in der Impfgruppe i.z. S.aureus-Prävalenz 60% durchgängig beprobte Tiere 50% alle Tiere im Bestand (i.z.) 40% 30% 20% 10% 8 m un g) 6 (L am 5 4 pf un g) 2 (2 .I m 7 3 1 (1 .I m pf un g) 0% Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.14: Entwicklung der S. aureus-Tierprävalenz in der Impfgruppe i.z. des Betriebes B bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten, d.h. durchgängig beprobten Tiere bzw. aller zum jeweiligen Zeitpunkt der Gruppe i.z. angehörenden Tiere In der Impfgruppe i.z. des Betriebes B nahm die S. aureus-Prävalenz den gleichen Verlauf wie bereits für den Gesamtbestand und die Impfgruppe s.c. beschrieben (siehe Abbildung 4.14), jedoch ohne signifikante Unterschiede zwischen den Zeitpunkten. 4.3.2.2.4 Impfgruppenvergleich Die S. aureus-Prävalenz in der Impfgruppe i.z. lag auf Tierbasis zu keinem Beprobungszeitpunkt signifikant über der in der Impfgruppe s.c. (Abbildung 4.15). Lediglich auf Basis der Euterhälften betrachtet lieferte der Impfgruppenvergleich am Beprobungszeitpunkt 4 mit einem p-Wert von 0,0234 ein signifikantes Ergebnis. 96 Ergebnisse 40% Impfgruppe s.c. Impfgruppe i.z. S.aureus-Prävalenz 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 8 un g) (L am m 6 5 4 pf un g) 2 7 (2 .Im 3 1 (1 .Im pf un g) 0% Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.15: Vergleich der S. aureus-Tierprävalenzen der Impfgruppen s.c. und i.z. des Betriebes B 4.3.2.2.5 Entwicklung im Schafbestand S.aureus-Prävalenz 25% durchgängig beprobte Schafe alle Schafe im Bestand 20% 15% 10% 5% 8 un g) (L am m 6 5 4 pf un g) 2 7 (2 .Im 3 1 (1 .Im pf un g) 0% Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.16: Entwicklung der S. aureus-Tierprävalenz im Schafbestand des Betriebes B bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten, d.h. 97 Ergebnisse durchgängig beprobten Schafe bzw. aller zum jeweiligen Zeitpunkt im Betrieb befindlichen Schafe Auch im Schafbestand des Betriebes B erinnert der Verlauf der S. aureus-Prävalenz zunächst an den im Gesamtbestand beobachteten Verlauf. Zum Beprobungszeitpunkt 5 wurde keines der Schafe positiv getestet. Allerdings wurden vor dem Trockenstellen (Zeitpunkt 6) doch noch zwei Tiere als Ausscheider identifiziert, was sich nach der Lammung nicht mehr bestätigte. Die Beprobungszeitpunkte 5, 7 und 8 konnten aufgrund der fehlenden positiv getesteten Schafe nicht in die statistische Evaluierung einbezogen werden. Keiner der durchgeführten Zeitpunktvergleiche lieferte für den Schafbestand ein signifikantes Ergebnis. 4.3.2.2.6 Entwicklung im Ziegenbestand S.aureus-Prävalenz 30% durchgängig beprobte Ziegen 25% alle Ziegen im Bestand 20% 15% 10% 5% 8 m un g) 6 (L am 5 4 pf un g) 2 (2 .I m 7 3 1 (1 .I m pf un g) 0% Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.17: Entwicklung der S. aureus-Tierprävalenz im Ziegenbestand des Betriebes B bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten, d.h. durchgängig beprobten Ziegen bzw. aller zum jeweiligen Zeitpunkt im Betrieb befindlichen Ziegen 98 Ergebnisse Im Ziegenbestand erfolgte zunächst die gleiche Entwicklung der S. aureus-Prävalenz wie bereits für den Gesamtbestand, die Impfgruppen und die Schafe beschrieben. Nachdem die Zahl der positiv getesteten Tiere nach der Zweitimpfung auf zwei Tiere zurückgegangen war, wurde vor dem Trockenstellen (Beprobungszeitpunkt 6) in keiner Milchprobe der Ziegen mehr S. aureus nachgewiesen. Nach der Lammung wurden allerdings zwei bereits als Ausscheider bekannte Ziegen wiederum als solche identifiziert. Mangels positiv getesteter Ziegen konnte Beprobungszeitpunkt 6 nicht in die statistische Auswertung einbezogen werden. Auf Tierbasis lieferte keiner der durchgeführten Zeitpunktvergleiche ein signifikantes Ergebnis, auf Basis der Euterhälften lag die S. aureus-Prävalenz zum Zeitpunkt 3 jeweils mit einem p-Wert von 0,0455 signifikant über der der Zeitpunkte 5 und 7. 4.3.2.2.7 Tierartvergleich Der Vergleich der S. aureus-Prävalenz bei Schafen und Ziegen des Betriebes B lieferte weder auf Tier- noch auf Euterhälftenbasis zu einem der Beprobungszeitpunkte ein signifikantes Ergebnis. 25% S.aureus-Prävalenz Schafe 20% Ziegen 15% 10% 5% 8 m un g) (L am 6 5 4 pf un g) 2 (2 .I m 7 3 1 (1 .I m pf un g) 0% Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.18: Vergleich der S. aureus-Tierprävalenzen der Tierarten (Schaf/Ziege) des Betriebes B 99 Ergebnisse 4.3.2.3 Gehalt an somatischen Zellen 4.3.2.3.1 Entwicklung im gesamten Tierbestand 10000 3,5 2,5 CM T-Score Zellzahl x 1000/ml 3 1000 100 2 1,5 1 10 0,5 1 0 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 4 Beprobungszeitpunkte 5 6 7 (Lammung) 8 Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.19: Entwicklung des somatischen Zellgehaltes (links) bzw. des CMTWertes (rechts) der Milch im gesamten Tierbestand des Betriebes B Im Betrieb B stieg der somatische Zellgehalt der Milch nach der ersten Vakzination signifikant an. Zum dritten Beprobungstermin hin sanken die Werte zwar wieder deutlich ab, lagen aber noch immer signifikant über den bei der ersten Impfung ermittelten Werten (p-Werte siehe Tabelle 4.13). Die CMT-Werte stiegen zum Trockenstellen hin etwas an, signifikant war dieser Unterschied zwischen Beprobungszeitpunkt 5 und 6. Nach der Lammung lagen die CMT-Werte deutlich unter den vor dem Trockenstellen ermittelten Werten, und die Werte vom Beprobungszeitpunkt 8, d.h. ca. sechs Wochen p.p. waren signifikant niedriger als die bei der Boosterimpfung innerhalb der ersten 14 Tage nach der Lammung. Die p-Werte dieser Zeitpunktvergleiche sind in Tabelle 4.14 dargestellt. Tabelle 4.13: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. des somatischen Zellgehaltes der Milch der Tiere des Betriebes B (Wilcoxon’s signed rank test) Zeitpunkte 1 (1.Impfung) 1 (1.Impfung) 2 < 0,0001 3 (2.Impfung) < 0,0001 2 < 0,0001 3 (2.Impfung) < 0,0001 0,0018 0,0018 100 Ergebnisse Tabelle 4.14: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. der CMT-Werte der Milch der Tiere des Betriebes B (Wilcoxon’s signed rank test) Zeitpunkte 4 5 6 7 (Lammung) 8 4 5 n.s. n.s. n.s. < 0,0001 < 0,0001 6 n.s. 0,0023 0,0023 0,0024 < 0,0001 7 (Lammung) < 0,0001 0,0003 < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 8 < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 0,0003 0,0003 4.3.2.3.2 Entwicklung in der Impfgruppe s.c. 10000 3,5 2,5 CM T-Score Zellzahl x 1000/ml 3 1000 100 2 1,5 1 10 0,5 1 0 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 4 Beprobungszeitpunkte 5 6 7 (Lammung) 8 Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.20: Entwicklung des somatischen Zellgehaltes (links) bzw. des CMTWertes (rechts) der Milch in der Impfgruppe s.c. des Betriebes B Die Entwicklung des Gehaltes an somatischen Zellen der Milch in der Impfgruppe s.c. des Betriebes B spiegelt den Verlauf im Gesamtbestand wider. Auch hier folgte auf einen signifikanten Anstieg nach der ersten Vakzination ein deutlicher Abfall, dennoch blieb aber der Wert gegenüber der ersten Beprobung signifikant erhöht. Bei den CMT-Werten kam es vom Beprobungszeitpunkt 5 zum Trockenstellen (Zeitpunkt 6) hin zu einem signifikanten Anstieg. Nach der Lammung lagen auch hier die Werte sehr deutlich unter den zuvor ermittelten und waren zum Beprobungszeitpunkt 8 gegenüber den Werten vom Zeitpunkt 7 noch einmal signifikant abgesunken. Die p-Werte der Zeitpunktvergleiche in der Impfgruppe s.c. zeigen Tabelle 4.15 und Tabelle 4.16. 101 Ergebnisse Tabelle 4.15: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. des somatischen Zellgehaltes der Milch der subkutan geimpften Tiere des Betriebes B (Wilcoxon’s signed rank test) Zeitpunkte 1 (1.Impfung) 1 (1.Impfung) 2 < 0,0001 3 (2.Impfung) < 0,0001 2 < 0,0001 3 (2.Impfung) < 0,0001 0,0317 0,0317 Tabelle 4.16: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. der CMT-Werte der Milch der subkutan geimpften Tiere des Betriebes B (Wilcoxon’s signed rank test) Zeitpunkte 4 5 6 7 (Lammung) 8 4 5 n.s. n.s. n.s. < 0,0001 < 0,0001 6 n.s. 0,0172 0,0172 0,0037 < 0,0001 0,0003 < 0,0001 7 (Lammung) < 0,0001 0,0037 0,0003 8 < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 4.3.2.3.3 Entwicklung in der Impfgruppe i.z. 10000 3,5 2,5 CM T-Score Zellzahl x 1000/ml 3 1000 100 2 1,5 1 10 0,5 1 0 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 4 Beprobungszeitpunkte 5 6 7 (Lammung) 8 Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.21: Entwicklung des somatischen Zellgehaltes (links) bzw. des CMTWertes (rechts) der Milch in der Impfgruppe i.z. des Betriebes B Auch die Entwicklung in der Impfgruppe i.z. des Betriebes B folgte prinzipiell der Entwicklung im Gesamtbestand. Nach der ersten Impfung erfolgte ein signifikanter Anstieg des Gehaltes an somatischen Zellen. Die zum Beprobungszeitpunkt 3 ermittelten Werte blieben gegenüber den Werten der ersten Beprobung weiterhin signifikant erhöht. 102 Ergebnisse Die CMT-Werte stiegen zum Trockenstellen hin kontinuierlich, wenn auch nicht signifikant, an. Nach der Lammung kam es zwar zu einem Absinken der Werte, jedoch bestand eine Signifikanz nur beim Vergleich der Werte des Zeitpunktes 6 mit denen des Zeitpunktes 7. Eine erneute Reduktion der Werte zum Zeitpunkt 8 führte dann zu einer signifikanten Absenkung verglichen mit den Beprobungszeitpunkten 4, 5 und 6, wie in Tabelle 4.18 dargestellt. Tabelle 4.17: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. des somatischen Zellgehaltes der Milch der intrazisternal geimpften Tiere des Betriebes B (Wilcoxon’s signed rank test) Zeitpunkte 1 (1.Impfung) 1 (1.Impfung) 2 0,0006 3 (2.Impfung) 0,0182 2 0,0006 3 (2.Impfung) 0,0182 n.s. n.s. Tabelle 4.18: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. der CMT-Werte der Milch der intrazisternal geimpften Tiere des Betriebes B (Wilcoxon’s signed rank test) Zeitpunkte 4 5 6 7 (Lammung) 8 4 n.s. n.s. n.s. 0,0020 5 n.s. 6 n.s. n.s. n.s. n.s. 0,0010 0,0166 0,0010 103 7 (Lammung) n.s. n.s. 0,0166 n.s. 8 0,0020 0,0010 0,0010 n.s. Ergebnisse 10000 10000 1000 1000 Zellzahl x 1000/ml Zellzahl x 1000/ml 4.3.2.3.4 Impfgruppenvergleich 100 10 100 10 1 1 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 1 (1.Impfung) Beprobungszeitpunkte 2 3 (2.Impfung) Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.22: Vergleich der somatischen Zellgehalte in der Milch der subkutan 3,5 3,5 3 3 2,5 2,5 C M T-Score C M T-Score (links) und intrazisternal (rechts) geimpften Tiere des Betriebes B 2 1,5 2 1,5 1 1 0,5 0,5 0 0 4 5 6 7 (Lammung) 8 4 Beprobungszeitpunkte 5 6 7 (Lammung) 8 Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.23: Vergleich der CMT-Werte der Milch der subkutan (links) und intrazisternal (rechts) geimpften Tiere des Betriebes B signifikanter Unterschied zwischen den Impfgruppen (p < 0,05) Beim Vergleich der somatischen Zellgehalte zu den Beprobungszeitpunkten 1 bis 4 in den Impfgruppen s.c. und i.z. konnten keine signifikanten Unterschiede ermittelt werden. Die CMT-Werte stiegen in beiden Gruppen zum Trockenstellen hin an, in der Impfgruppe i.z. allerdings deutlicher als in der Impfgruppe s.c., was durch den signifikant niedrigeren CMT-Wert der letzteren zum Zeitpunkt 6 bestätigt wird 104 Ergebnisse (p=0,0389). Auch nach der Lammung zum Beprobungszeitpunkt 8 lagen die CMTWerte in der Impfgruppe s.c. signifikant unter denen der Impfgruppe i.z. (p=0,0103). 4.3.2.3.5 Entwicklung im Schafbestand 3,5 10000 2,5 C M T -Sc o re Z e llz a h l x 1 0 0 0 /m l 3 1000 100 2 1,5 1 10 0,5 1 0 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 4 Beprobungszeitpunkte 5 6 7 (Lammung) 8 Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.24: Entwicklung des somatischen Zellgehaltes (links) bzw. des CMTWertes (rechts) der Milch der Schafe des Betriebes B Der Milchzellgehalt der Schafe des Betriebes B stieg nach der Vakzination zum Beprobungszeitpunkt 3 signifikant an (p-Werte siehe Tabelle 4.19). Der CMT-Wert stieg bis zum Trockenstellen ebenfalls signifikant an, so dass die Vergleiche der Zeitpunkte 4 und 6 sowie 5 und 6 jeweils signifikante Ergebnisse lieferten. Die Werte der Beprobungszeitpunkte nach der Lammung (7 und 8) lagen signifikant niedriger als die der Zeitpunkte 5 und 6, die Werte zum Zeitpunkt 4 waren allerdings nur gegenüber denen des Beprobungszeitpunktes 8 deutlich erhöht. Die pWerte der Zeitpunktvergleiche sind in Tabelle 4.20 dargestellt. Tabelle 4.19: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. des somatischen Zellgehaltes der Milch der Schafe des Betriebes B (Wilcoxon’s signed rank test) Zeitpunkte 1 (1.Impfung) 1 (1.Impfung) 2 n.s. 3 (2.Impfung) 0,0227 2 n.s. 3 (2.Impfung) 0,0227 0,0067 0,0067 105 Ergebnisse Tabelle 4.20: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. der CMT-Werte der Milch der Schafe des Betriebes B (Wilcoxon’s signed rank test) Zeitpunkte 4 5 6 7 (Lammung) 8 4 5 n.s. n.s. 0,0347 n.s. 0,0007 6 0,0347 0,0051 0,0051 0,0490 < 0,0001 7 (Lammung) n.s. 0,0490 0,0001 0,0001 < 0,0001 8 0,0007 < 0,0001 < 0,0001 n.s. n.s. 4.3.2.3.6 Entwicklung im Ziegenbestand 10000 3,5 2,5 C M T -Sc o re Z e llza h l x 1 0 0 0 /m l 3 1000 100 2 1,5 1 10 0,5 1 0 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 4 Beprobungszeitpunkte 5 6 7 (Lammung) 8 Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.25: Entwicklung des somatischen Zellgehaltes (links) bzw. des CMTWertes (rechts) der Milch der Ziegen des Betriebes B Bei den Ziegen des Betriebes B führte die Erstimpfung zu einem sehr deutlichen Anstieg des Gehaltes an somatischen Zellen in der Milch. Auch hier folgte ein signifikanter Abfall der Werte zum Beprobungszeitpunkt 3, die signifikante Erhöhung gegenüber Zeitpunkt 1 blieb allerdings erhalten. Bei den CMT-Werten gab es ausgehend von einem hohen Niveau zum Zeitpunkt 4 Hinweise auf ein Absinken zum Trockenstellen hin. Bereits zur ersten Beprobung nach der Lammung (Zeitpunkt 7) waren die CMT-Werte signifikant niedriger als noch vor dem Trockenstellen, zur zweiten Beprobung nach der Lammung (Zeitpunkt 8) sanken sie allerdings noch stärker ab (p-Werte siehe Tabelle 4.21 und Tabelle 4.22). 106 Ergebnisse Tabelle 4.21: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. des somatischen Zellgehaltes der Milch der Ziegen des Betriebes B (Wilcoxon’s signed rank test) Zeitpunkte 1 (1.Impfung) 1 (1.Impfung) 2 < 0,0001 3 (2.Impfung) < 0,0001 2 < 0,0001 3 (2.Impfung) < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 Tabelle 4.22: Ergebnisse der Zeitpunktvergleiche bzgl. der CMT-Werte der Milch der Ziegen des Betriebes B (Wilcoxon’s signed rank test) Zeitpunkte 4 5 6 7 (Lammung) 8 4 5 n.s. n.s. n.s. < 0,0001 < 0,0001 6 n.s. n.s. n.s. 0,0113 < 0,0001 7 (Lammung) < 0,0001 0,0113 0,0042 0,0042 < 0,0001 8 < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 0,0041 0,0041 10000 10000 1000 1000 Zellzahl x 1000/ml Zellzahl x 1000/ml 4.3.2.3.7 Tierartvergleich 100 10 1 100 10 1 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 1 (1.Impfung) Beprobungszeitpunkte 2 3 (2.Impfung) Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.26: Vergleich der somatischen Zellgehalte der Milch der Schafe (links) und Ziegen (rechts) des Betriebes B 107 3,5 3,5 3 3 2,5 2,5 C M T -S c o re C M T -S c o re Ergebnisse 2 1,5 2 1,5 1 1 0,5 0,5 0 0 4 5 6 7 (Lammung) 8 4 Beprobungszeitpunkte 5 6 7 (Lammung) 8 Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.27: Vergleich der CMT-Werte der Milch der Schafe (links) und Ziegen (rechts) des Betriebes B hochsignifikanter Unterschied zwischen den Tierarten (p < 0,01) Ausgehend von einem signifikant niedrigeren Gehalt an somatischen Zellen der Ziegenmilch des Betriebes B verglichen mit der Schafmilch kehrte sich dieses Bild nach der ersten Vakzination mit der stallspezifischen S. aureus-Vakzine um, so dass die Gehalte in der Ziegenmilch zum Beprobungszeitpunkt 2 nun signifikant über denen in der Schafmilch lagen (siehe Abbildung 4.26). Zum Zeitpunkt 3 war der Unterschied allerdings nicht mehr signifikant. Anschließend wiesen die Ziegen des Betriebes B allerdings stets signifikant höhere CMT-Werte auf als die Schafe, lediglich zum Zeitpunkt 8 war diese Signifikanz nicht mehr gegeben. Die p-Werte der Tierartvergleiche zu den jeweiligen Zeitpunkten sind in Tabelle 4.23 dargestellt. 108 Ergebnisse Tabelle 4.23: Mediane der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 3) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 4 bis 8) der Milch der Schafe und Ziegen des Betriebes B sowie Ergebnisse der entsprechenden Vergleiche zum jeweiligen Zeitpunkt (Wilcoxon’s two sample test) Zeitpunkte 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 4 5 6 7 (Lammung) 8 Median Schafe Ziegen 66,5 29 82 299 91,5 115 0,0 3,0 0,5 2,5 0,5 2,5 0,0 1,0 0,0 0,0 p-Wert < 0,0001 < 0,0001 n.s. < 0,0001 0,0004 0,0002 0,0007 n.s. 4.3.2.3.8 Vergleich S. aureus-positiver und negativer Milchproben Wie bereits für Betrieb A beschrieben war aufgrund der Tatsache, dass es sich bei den S. aureus-positiven und –negativen Tieren nicht stets um dieselben Tiere handelte, eine statistische Auswertung der Entwicklung des somatischen Zellgehaltes in diesen „Gruppen“ nicht möglich. Die Zellgehalte S. aureus-positiver und -negativer Milchproben unterschieden sich vor der Erstimpfung nicht signifikant voneinander. Nach einem unterschiedlich starken Anstieg in beiden Gruppen lagen die Werte der positiven Proben zum Beprobungszeitpunkt 2 allerdings signifikant über denen der negativen Proben. Anschließend sanken die Zellgehalte in den S. aureus-positiven Proben stärker wieder ab als in den -negativen, so dass zum Zeitpunkt 3 wiederum kein signifikanter Unterschied vorlag. Die CMT-Werte der S. aureus-positiven Milchproben lagen zu den Zeitpunkten 4, 7 und 8 signifikant über denen der –negativen Milchproben. Zu den Beprobungszeitpunkten 5, 7 und 8 wiesen alle S. aureus-positiven Milchproben einen CMT-Wert von 3 auf. 109 10000 10000 1000 1000 Zellzahl x 1000/ml Zellzahl x 1000/ml Ergebnisse 100 10 100 10 1 1 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 1 (1.Impfung) Beprobungszeitpunkte 2 3 (2.Impfung) Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.28: Vergleich der somatischen Zellgehalte S. aureus-negativer (links) 3,5 3,5 3,0 3,0 2,5 2,5 CM T-Score CM T-Score und -positiver (rechts) Milchproben des Betriebes B 2,0 1,5 2,0 1,5 1,0 1,0 0,5 0,5 0,0 0,0 4 5 6 7 (Lammung) 8 4 Beprobungszeitpunkte 5 6 7 (Lammung) 8 Beprobungszeitpunkte Abbildung 4.29: Vergleich der CMT-Werte S. aureus-negativer (links) und -positiver (rechts) Milchproben des Betriebes B signifikanter Unterschied in Abhängigkeit vom S. aureus-Nachweis (p < 0,05) hochsignifikanter Unterschied in Abhängigkeit vom S. aureus-Nachweis (p < 0,01) 110 Ergebnisse Tabelle 4.24: Mediane der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 3) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 4 bis 8) S. aureus-positiver und –negativer Milchproben des Betriebes B sowie Ergebnisse der entsprechenden Vergleiche zum jeweiligen Zeitpunkt (Wilcoxon’s two sample test) Median S.aureus pos. S.aureus neg. 1 (1.Impfung) 67,5 51 2 1355 114,5 3 (2.Impfung) 105 96 4 3,0 1,0 5 3,0 1,0 6 2,0 1,0 7 (Lammung) 3,0 0,0 8 3,0 0,0 Zeitpunkte 111 p-Wert n.s. 0,0098 n.s. 0,0214 n.s. n.s. 0,0211 0,0013 Diskussion 5 Diskussion 5.1 Beurteilung der angewandten Methoden Für die vorliegende Arbeit wurden in zwei Betrieben die laktierenden Ziegen bzw. Schafe und Ziegen mit einer stallspezifischen S. aureus-Vakzine geimpft um herauszufinden, ob eine solche Vakzine entscheidend zu einer Sanierung von Schafund Ziegenbeständen mit bekannter S. aureus-Problematik beitragen kann. Dementsprechend wurde nach der Impfung auf eine experimentelle Infektion verzichtet, wie sie jedoch bereits in vielen Impfversuchen bei Rindern und kleinen Wiederkäuern durchgeführt wurde (DERBYSHIRE 1961; NICKERSON et al. 1993; AMORENA et al. 1994; LUBY et al. 2007). Aus diesem Grund ist ein Vergleich mit derartigen Versuchen schwierig. Die verwendete Vakzine wurde von der Fa. WDT, Garbsen hergestellt und enthielt eine Suspension inaktivierter S. aureus-Isolate aus den jeweiligen Betrieben, was der üblichen Form stallspezifischer Vakzinen entspricht. Wie bereits in Kapitel 2.6.3.1 beschrieben kamen in zahlreichen Untersuchungen ebenso zahlreiche weitere Substanzen als Bestandteil der jeweiligen verwendeten Vakzine zum Einsatz. Beispielsweise verwendeten NORDHAUG et al. (1994a) und WATSON et al. (1996) für ihre Versuche an Rindern Vakzinen, die jeweils auch α- und β-Toxoid enthielten. Bestandteile der Kapsel bzw. der Pseudokapsel von S. aureus verwendeten AMORENA et al. (1994), GIRAUDO et al. (1997) und TOLLERSRUD et al. (2002) bei ihren Impfversuchen an Schafen bzw. Rindern. Als weitere Antigene in Vakzinen gegen S. aureus kamen u.a. der Clumping Faktor (SHKRETA et al. 2004) und Protein A (NICKERSON et al. 1985; PANKEY et al. 1985) zum Einsatz. Die genannten Bestandteile sowie einige zugesetzte Adjuvantien, insbesondere Dextransulfat und FICA (WATSON 1992a; WATSON u. DAVIES 1993; LEE, J. W. et al. 2005) sollten die Bildung von spezifischen Antikörpern induzieren bzw. verstärken und somit Toxinwirkungen abschwächen, anti-phagozytäre Wirkungen von Kapsel und Pseudokapsel mildern, die Anlagerung von S. aureus an Epithelzellen verhindern sowie die Phagozytose von S. aureus durch das Ausschalten von Virulenzfaktoren gezielt steigern. Die Steigerung dieser spezifischen Wirkungen 112 Diskussion konnte bei der hier verwendeten Vakzine mangels entsprechender Bestandteile nicht erwartet werden. Neben dem Beitrag zur Betriebssanierung sollte auch überprüft werden, ob eine intrazisternale Applikation der Vakzine bessere Ergebnisse erzielen kann als die systemische, d.h. subkutane Verabreichung. Als systemische Variante wurde hier, gemäß der Angaben des Herstellers, die subkutane Applikation gewählt, da diese der gängigen Praxis zur Verabreichung von Vakzinen in Schaf- und Ziegenbetrieben entspricht. Die hier ebenfalls durchgeführte intrazisternale Verabreichung wurde bei Schafen und Ziegen bereits von DERBYSHIRE und SMITH (1969) sowie MCDOWELL und WATSON (1974) erprobt, allerdings in der Trockenstehphase. Auch diese Applikationsform wurde vom Impfstoffhersteller angegeben. Um mögliche Schädigungen des sekretorischen Gewebes und eine geringere Milchleistung in der Folgelaktation durch die intrazisternale Applikation in der Trockenperiode (RYŠÁNEK et al. 1988) zu vermeiden, wurde die Vakzination bewusst in die Laktationsphase gelegt; auch wenn in den meisten zuvor durchgeführten Untersuchungen die Impfstoffapplikation während der Trockenstehphase stattfand, um die kolostrale Antikörperbildung zu beeinflussen (DERBYSHIRE u. SMITH 1969; CHANG, C. C. et al. 1981; BARRIO et al. 2003). Der durch die Impfung in der Laktation meist ansteigende Gehalt an somatischen Zellen (NORDHAUG et al. 1994b) stellt bei Milchkühen aufgrund der Zellzahlbeschränkungen ein größeres Problem dar als bei kleinen Wiederkäuern, für die in Europa keine gesetzlichen Regelungen zum somatischen Zellgehalt der Milch bestehen. Allerdings sind mögliche negative Einflüsse auf die Käseherstellung zu bedenken (PIRISI et al. 1993). Der S. aureus-Nachweis wurde in der vorliegenden Untersuchung entweder mittels kultureller Untersuchung (Zeitpunkte 1 bis 5 sowie Zeitpunkt 9 in Betrieb A und Zeitpunkt 8 in Betrieb B) der aseptisch entnommenen Milchproben oder mittels einer S. aureus-spezifischen PCR (Betrieb A Zeitpunkte 6 bis 8, Betrieb B Zeitpunkte 6 und 7) durchgeführt. Bei der Interpretation der S. aureus-Prävalenzen zu den unterschiedlichen Beprobungszeitpunkten ist daher stets zu bedenken, dass die Methode, mit der diese bestimmt wurden, nicht immer dieselbe war. 113 Diskussion Die kulturelle Untersuchung stellt den Goldstandard für den S. aureus-Nachweis dar. Allerdings ist die Sensitivität für den S. aureus-Nachweis bei einmaliger Beprobung, wie in dieser Untersuchung zu den jeweiligen Beprobungszeitpunkten durchgeführt, gemäß SEARS et al. (1990) und ADAMS et al. (1992) eher unbefriedigend (siehe auch Kapitel 2.5.1.1). Dennoch stellt die einmalige Milchprobenentnahme mit Verwendung von 10 µl Milch als Inoculum pro Probe ohne vorheriges Einfrieren oder Zentrifugieren und Ausstreichen des Sediments der Milch die gängige Praxis für die kulturelle Untersuchung von Milchproben dar, auch wenn größere Inocula oder die genannten Verfahren die Sensitivität für den S. aureus-Nachweis erhöhen könnten (VILLANUEVA et al. 1991; ZECCONI et al. 1997; KRÖMKER et al. 2008). Da die vorliegende Untersuchung darauf abzielte, eine praxistaugliche und somit finanzierbare Sanierung von Schaf- und Ziegenbetrieben mit S. aureus-Mastitiden zu erreichen, wurden die üblichen Verfahren für eine kulturelle Untersuchung von Milchproben angewandt. Auch die durchgeführte S. aureus-spezifische PCR sollte möglichst praxistauglich und wenig aufwändig sein, daher wurde hier auf zusätzliche vorherige Anreicherungskulturen (GILLESPIE u. OLIVER 2005; YAMAGISHI et al. 2007) verzichtet und die DNA-Isolierung direkt aus der Milch und nicht aus dem Sediment nach Zentrifugation (KUŹMA et al. 2003; HEIN et al. 2005) durchgeführt, obwohl diese Maßnahmen die Sensitivität verbessern können. Die Sequenzen der verwendeten Primer entstammten dem 16 s rRNA-Genabschnitt des coa-Gens. Ähnliche Primer verwendeten auch SMYTH et al. (2005) für ihre Untersuchungen, in vielen anderen Studien wurden allerdings Primer aus dem Bereich des nuc-Gens genutzt (KIM et al. 2001; CREMONESI et al. 2005; GRABER et al. 2007). Die PCR wird in Kapitel 5.2.1.1 noch näher besprochen. Die Bestimmung des Gehaltes an somatischen Zellen wurde mittels eines fluoreszenz-optisch-elektronischen Verfahrens bzw. semiquantitativ mittels CMT durchgeführt. Das fluoreszenz-optisch-elektronische Verfahren entwickelt sich immer mehr zur Standardmethode und bietet gerade bei Ziegenmilch Vorteile, da es sich um eine DNA-spezifische Zellzählung handelt. Diese ist bei Ziegenmilch aufgrund der apokrinen Sekretion im Euter und der somit anfallenden zytoplasmatischen 114 Diskussion Partikel für eine ausreichend genaue Zählung vonnöten (PAAPE u. CAPUCO 1997). Allerdings berichtete HAENLEIN (2002), dass eine Kalibrierung der Gerätschaften mit Ziegenmilch nötig wäre. Da diese Kalibrierung für die vorliegende Untersuchung nicht durchgeführt wurde, ist es möglich, dass die Zellgehalte der Ziegenmilchproben hier tatsächlich um bis zu 24% unter den gemessenen Werten liegen. Nach CONTRERAS et al. (2007) sollten außerdem das Alter, die Aufbewahrung und die Temperatur der Milch großen Einfluss auf die mittels fluoreszenz-optischelektronischer Verfahren gemessenen Zellgehalte haben. Die Vergleichbarkeit der Ergebnisse von semiquantitativem CMT und quantitativer Zellzahlbestimmung wurde sowohl bei Schaf- (DEUTZ et al. 1995; BERGONIER u. BERTHELOT 2003; MAURER u. SCHAEREN 2007a) als auch bei Ziegenmilch (HARRER 2006; MAURER u. SCHAEREN 2007b) von vielen Autoren als gut eingestuft. UPADHYAYA und RAO (1993) waren sogar der Ansicht, dass bei Ziegen der CMT besser zur Mastitiserkennung geeignet wäre als die Leukozytenzahl. Aus Kostengründen wurde daher hier ab der fünften (Betrieb A) bzw. vierten (Betrieb B) Beprobung dazu übergegangen, anstatt der quantitativen Zellzahlbestimmung den CMT durchzuführen. Auf eine Bestimmung von spezifischen S. aureus-Antikörpern aus Blut oder Milch wurde in der vorliegenden Untersuchung bewusst verzichtet, auch wenn diese in den meisten vorangegangenen Impfversuchen gegen S. aureus-Mastitiden zur Überprüfung des Impferfolges durchgeführt wurde. Zwar konnten bei diesen Versuchen regelmäßig Anstiege der spezifischen Antikörper-Konzentration v.a. im Vergleich zur Kontrollgruppe ermittelt werden, jedoch konnten diese Antikörper S. aureus-Mastitiden nach experimenteller Infektion nicht gänzlich verhindern (AMORENA et al. 1994; HADIMLI et al. 2005; LUBY et al. 2007; PELLEGRINO et al. 2008). Zusätzlich ist zu bedenken, dass es sich bei der hier durchgeführten Studie um einen Sanierungsversuch von S. aureus-Problembeständen handelte, so dass insbesondere chronisch infizierte Tiere vermutlich schon vor der Vakzination spezifische Antikörper aufwiesen, wie es auch von LEITNER et al. (2000) für chronisch infizierte Kühe bestätigt wurde. MIDDLETON et al. (2009) konnten nach Vakzination der Kühe einer Herde mit 3% S. aureus-Prävalenz mit Lysigin® keinen 115 Diskussion Unterschied zwischen der Impf- und der Kontrollgruppe bezüglich der Konzentrationen spezifischer IgA, IgG1, IgG2 und IgM in der Milch feststellen. Bei chronischen Infektionen mit S. aureus ist die Effektivität von Antikörpern aufgrund der intrazellulären Überlebensfähigkeit des Erregers insgesamt kritisch zu beurteilen (TALBOT u. LACASSE 2005) und es ist zu überlegen, ob nicht eine Aktivierung der neutrophilen Granulozyten und eine Steigerung des „respiratory burst“ wichtigere Faktoren für die Eliminierung von S. aureus aus dem Euter darstellen. 5.2 Beurteilung der Ergebnisse 5.2.1 Beurteilung der Ergebnisse bakteriologischer Untersuchungen 5.2.1.1 Vergleichbarkeit von kultureller Untersuchung und PCR Die in dieser Untersuchung verwendete PCR lieferte nur eine mittlere Übereinstimmung mit der durchgeführten kulturellen Untersuchung. Elf der insgesamt 55 untersuchten, kulturell für S. aureus negativen Milchproben ergaben in der PCR ein positives Ergebnis. Dies war durchaus zu erwarten, da auch metabolisch inaktive oder abgetötete Bakterien (z.B. durch Antibiotika), die kulturell nicht mehr anzuzüchten sind, durch die PCR nachgewiesen werden können (KHAN et al. 1998). Insofern schien die PCR bezüglich der Sensitivität der kulturellen Untersuchung überlegen zu sein. Auch HEIN et al. (2005) fanden mit ihrer nuc-Gen spezifischen PCR 19% S. aureus-positiver Rohmilchproben (Kuh- und Ziegenmilch), die in der mikrobiologischen Untersuchung negativ getestet worden waren. Ebenso berichteten YAMAGISHI et al. (2007) von einer höheren Sensitivität der von ihnen durchgeführten S. aureus-spezifischen PCR im Vergleich zur kulturellen Untersuchung der Milchproben. Hingegen erwiesen sich in der Untersuchung von KUŹMA et al. (2003) alle kulturell negativ auf S. aureus getesteten Milchproben auch in der nuc-Gen spezifischen PCR als negativ. Allerdings konnten mit der in der vorliegenden Untersuchung durchgeführten PCR nur 55 der insgesamt 71 kulturell als S. aureus-positiv identifizierten Milchproben mittels der PCR als positiv eingestuft werden. Dies widerspricht deutlich den Angaben von GRABER et al. (2007), die mit ihrer nuc-Gen spezifischen PCR in allen 116 Diskussion Kuhmilchproben, die mittels kultureller Untersuchung positiv auf S. aureus getestet worden waren, ebenfalls S. aureus nachweisen konnten. HEIN et al. (2005) berichteten von nur 1% falsch negativ getesteter Proben. Beim Vergleich dieser Ergebnisse mit denen der vorliegenden Untersuchung ist allerdings zu bedenken, dass für viele der Studien zumindest teilweise künstlich kontaminierte Rohmilch (KHAN et al. 1998; HEIN et al. 2005) oder auch Milch artifiziell infizierter Kühe (KIM et al. 2001) oder Schafe (KHAN et al. 1998) verwendet wurde. Ein möglicher Grund für die relativ große Differenz zwischen kulturell und in der PCR S. aureus-positiv getesteten Proben ist eine Störung der PCR durch z.B. große Mengen an somatischen Zellen. Da insbesondere nach der Verabreichung der stallspezifischen Vakzine die Gehalte an somatischen Zellen in den positiven Milchproben beider Betriebe stark anstiegen und vor der PCR keine wie von KUBOTA et al. (2007) proklamierte Trennung von somatischen Zellen und Bakterien durchgeführt worden war, ist eine Beeinflussung der Ergebnisse der PCR durchaus denkbar. Weiterhin kommt eine Verfälschung dieser Ergebnisse durch eine starke kompetitive Mikroflora in Betracht (CREMONESI et al. 2007). Einige der S. aureuspositiven Milchproben enthielten hier zusätzlich weitere Bakterien wie z.B. CNS, welche als Störfaktor fungiert haben könnten. GRABER et al. (2007) bezeichneten allerdings ihre nuc-Gen spezifische PCR für Kuhmilch auch bei gleichzeitigem Vorhandensein großer Mengen CNS in der Milchprobe als sicher. Prinzipiell könnte die große Differenz zwischen kulturell und in der PCR S. aureuspositiv getesteten Proben statt durch eine fehlerhafte PCR auch durch falsch positive Ergebnisse in der kulturellen Untersuchung begründet werden. Dies ist z.B. möglich, wenn alle CPS als S. aureus klassifiziert werden, obwohl auch S. intermedius und S. hyicus koagulase-positiv sein können (CAPURRO et al. 1999). Möglich erscheint dies auch in der vorliegenden Untersuchung insbesondere, da eines der kulturell als S. aureus identifizierten, in der PCR jedoch negativ getesteten Isolate in der Typisierung nicht als S. aureus klassifiziert werden konnte. Da nur wenige Isolate typisiert wurden, ist nicht auszuschließen, dass noch weitere Proben durch die kulturelle Untersuchung falsch positiv, durch die PCR hingegen korrekt als S. aureusnegativ eingestuft wurden. 117 Diskussion 5.2.1.2 Resistenztests Die in der vorliegenden Untersuchung durchgeführten Resistenztests zeigten eine nahezu volle Empfänglichkeit aller getesteten S. aureus-Isolate gegenüber den verwendeten Antibiotika. Von ähnlich guten Ergebnissen berichteten bereits LOLLAI et al. (2008), die eine sinkende Resistenzrate bei aus Schafmilch isolierten S. aureus postulierten und weniger als 2% Penicillin-resistente Stämme vorfanden. Auch MØRK et al. (2005b) wiesen lediglich bei drei von 384 S. aureus-Isolaten aus der Milch von Fleischschafen eine Penicillin-Resistenz nach. Hingegen hatten AIRESDE-SOUSA et al. (2007) bei Schafen und Ziegen noch 33% Penicillin-resistente S. aureus isoliert. Auch sie fanden, wie es in der vorliegenden Untersuchung der Fall war, intermediäre Reaktionen auf Erythromycin. VAUTOR et al. (2007) identifizierten auch zwei Oxacillin-resistente S. aureus-Stämme bei Milchschafen, während die Isolate der vorliegenden Studie und aus weiteren Untersuchungen stets Oxacillinempfindlich waren (MORONI et al. 2005b; AIRES-DE-SOUSA et al. 2007). Die Beobachtungen von HAVERI et al. (2007), die bei S. aureus-Isolaten aus bovinen Milchproben eine Tendenz zur Penicillin-Resistenz nachwiesen, soweit diese von persistent infizierten Kühen stammten, konnten durch die hier durchgeführten Resistenztests nicht bestätigt werden. Weder die Isolate von persistent noch von vorübergehend infizierten Schafen oder Ziegen wiesen eine Penicillin-Resistenz auf. Offensichtlich beruht der Status von S. aureus-Problembeständen, wie sie hier untersucht wurden, also nicht auf einer ausgeprägten Antibiotika-Resistenz der im Bestand vorkommenden S. aureus-Stämme, sondern könnte vielmehr durch betriebsbedingte Strukturen (Hygiene) bedingt sein. Weiterhin ist wichtig festzuhalten, dass sich aus keiner der untersuchten Proben von Schafen und Ziegen Hinweise auf das Vorkommen von MRSA ergaben. 5.2.1.3 Typisierung einiger S. aureus-Isolate mittels DNA-Microarray Dass fast alle der zur Typisierung eingeschickten Isolate unabhängig von Ursprungsbetrieb oder -tierart als agr_I/ CC133-MSSA [tst1+, entC/L+] identifiziert werden konnten, spricht für eine geringe Wirts- aber möglicherweise ausgeprägte 118 Diskussion Gewebespezifität der Isolate. Gleiches wurde von MØRK et al. (2005a) berichtet, die mittels PFGE nur wenige verschiedene, eng verwandte S. aureus-Isolate bei Kühen, Schafen und Ziegen in Norwegen nachweisen konnten. Sie schlossen daraus auf eine geringe Wirts- aber größere anatomische Spezifität, die sich vermutlich zu Zeiten herausbildete, als mehrere Wiederkäuerspezies zusammen auf einem landwirtschaftlichen Gehöft gehalten wurden. Entgegen der These der Gewebespezifität konnten VAUTOR et al. (2009) mit einem Microarray gleiche S. aureus-Stämme sowohl in der Nase als auch in Milchproben von an subklinischen Mastitiden erkrankten Schafen identifizieren. Sie fanden keine gewebespezifischen Virulenzfaktoren. VIMERCATI et al. (2006) konnten entgegen der hier beobachteten geringen Wirtsspezifität deutliche Unterschiede bei S. aureus-Isolaten von Schafen, Ziegen und Kühen bzgl. der Koagulase-Subtypen, des Protein A-Gens sowie der Enterotoxin-Gene feststellen. Auch SCHERRER et al. (2004) fanden deutliche phänotypische Unterschiede zwischen aus der Tankmilch von Kühen und kleinen Wiederkäuern isolierten S. aureus-Stämmen. MORONI et al. (2005b) konnten mit Hilfe der multiple-locus variable number of tandem repeats analysis (MLVA) bei chronisch mit S. aureus infizierten Ziegen nur einen Klon nachweisen, der also Eigenschaften eines „kuhassoziierten“ Erregers aufweisen musste. Da in der vorliegenden Untersuchung ebenfalls ein deutlich dominierender S. aureus-Stamm in den jeweiligen Betrieben nachgewiesen wurde, kann auch hier von einer Übertragung des Erregers vorwiegend während der Melkzeit ausgegangen werden. FOURNIER et al. (2008) identifizierten aus bovinen Mastitismilchproben per PCR hingegen zwar einen Genotyp, der Eigenschaften eines „kuhassoziierten“ Erregers aufwies, zusätzlich aber viele weitere Genotypen, die sich epidemiologisch eher wie CNS verhielten und auch weniger pathogen zeigten. Bezüglich der Pathogenität ist zu sagen, dass der in der vorliegenden Arbeit vornehmlich isolierte S. aureus-Stamm zwar hauptsächlich subklinische, durchaus aber auch klinische und sogar perakute Mastitiden auszulösen vermochte. Dies entspricht Untersuchungen von MIDDLETON et al. (2002), die mittels PFGE feststellten, dass dieselbe Menge S. aureus desselben Stammes bei einigen Kühen 119 Diskussion zu einer klinischen Mastitis führte, während sie bei anderen gar keine intramammäre Infektion hervorrief. Zu anderen Ergebnissen kamen HAVERI et al. (2007), die aus der Milch von Kühen mit persistenten IMI häufiger S. aureus mit Penicillin-Resistenz und den Enterotoxinen d und j isolieren konnten. Des Weiteren zeigt das Vorkommen von agr_I/ CC133-MSSA [tst1+, entC/L+] in beiden Betrieben, dass eine räumlich relativ weite Ausbreitung möglich ist, was für Effektivität bei der Infektion von Eutergewebe kleiner Wiederkäuer spricht. Auch dieses wurde von MØRK et al. (2005b) bestätigt, die bei Fleischschafen in Norwegen mittels PFGE nachweisen konnten, dass unabhängig von der Region 5 Pulstypen 59% der S. aureus-Isolate stellten. Ebenso stellten VAUTOR et al. (2005) mittels MLST und PFGE eine weite Verbreitung gleicher oder genetisch eng verwandter S. aureus-Klone in Schafmilchproben fest. Der Nachweis eines Stammes, der häufig bei Menschen vorkommt, deutet auf eine Übertragung vom Menschen auf das Tier hin. Denkbar wäre eine Übertragung von den Melkerhänden auf das Euter, wie sie auch von FABIANO et al. (2005) bei Kühen nachgewiesen wurde. Dies kommt hier insbesondere in Frage, da im Betrieb A vom Melker keine Handschuhe getragen wurden. Ein weiteres wichtiges Ergebnis der Typisierung ist die Tatsache, dass die in der jeweiligen stallspezifischen Vakzine verwendeten S. aureus-Isolate demjenigen Stamm entsprachen, der nach der Vakzination aus Milchproben geimpfter Tiere isoliert werden konnte. Dies ist in sofern von Bedeutung, als eine Infektion mit einem heterologen Stamm das Ergebnis bezüglich der Immunitätsbildung gegen den Impfstamm hätte verfälschen können. Andererseits wäre natürlich eine Immunität gegen zahlreiche - am besten alle - S. aureus-Mastitis-Stämme wünschenswert, weshalb in zahlreichen Impfversuchen mit anschließender experimenteller Infektion heterologe S. aureus-Stämme für diese verwendet wurden (WATSON u. KENNEDY 1981; RYŠÁNEK et al. 1988; LUBY et al. 2007). 5.2.2 Beurteilung der Effekte der Vakzination Zur besseren Vergleichbarkeit und zur Verdeutlichung der Unterschiede zwischen beiden Betrieben werden alle in den Betrieben erhobenen Ergebnisse im Folgenden betriebsübergreifend und nicht getrennt für die Betriebe A und B diskutiert. 120 Diskussion 5.2.2.1 Vorversuch Bei beiden Ziegen des Vorversuchs führte die intrazisternale Applikation des stallspezifischen S. aureus-Impfstoffs zu einem vorübergehenden Anstieg der Körperinnentemperatur. Gleiches wurde von DERBYSHIRE und SMITH (1969) berichtet, die trockenstehenden Ziegen eine Vakzine aus inaktivierten S. aureus und Toxoid intrazisternal verabreichten. Zusätzlich beobachteten sie eine Schwellung und ein geringeres Aufeutern der jeweiligen Euterhälften, während die hier geimpften Ziegen keine Schwellung des Euters zeigten. Da die Ziegen in der vorliegenden Untersuchung während der Laktation geimpft wurden, konnte eine geringere Anbildung geimpfter Euterhälften nicht beurteilt werden. Ebenfalls aufgrund des Applikationszeitpunktes der Vakzine, der bei den meisten Untersuchungen in der Trockenstehphase lag, gibt es nur wenige Erfahrungen zur Entwicklung des somatischen Zellgehalts im Zuge der Vakzination. NORDHAUG et al. (1994b) empfahlen allerdings, die Boosterimpfungen aufgrund des Zellzahlanstiegs in der Trockenstehphase durchzuführen. ANDERSON (1978) proklamierte, dass eine Impfung gegen Mastitiserreger immer zu einer, wenn auch milden, Mastitis und somit auch zu einem Anstieg des somatischen Zellgehaltes führen müsste. Bei beiden Ziegen des Vorversuchs war nach der intrazisternalen Vakzination ein deutlicher Zellzahlanstieg festzustellen. Dieser könnte ebenso wie die Erhöhung der Körperinnentemperatur ein Zeichen der von ANDERSON (1978) erwähnten milden Mastitis als Reaktion auf die Impfstoffapplikation sein. Welche Mechanismen hier genau beteiligt sind, kann zum gegenwärtigen Zeitpunkt nur vermutet werden und müsste genauer untersucht werden. Insgesamt konnte aus dem Vorversuch auf eine gute Verträglichkeit der verwendeten stallspezifischen S. aureus-Vakzine bei intrazisternaler Applikation geschlossen werden. 5.2.2.2 Impfreaktionen Während in Betrieb A in Folge der Erstimpfung massive Impfreaktionen wie Fieber, gestörtes Allgemeinbefinden der Tiere und ein deutlicher Milchleistungsrückgang beobachtet werden konnten, wurden in Betrieb B keinerlei Nebenwirkungen 121 Diskussion beobachtet. Der fehlende Rückgang der Milchleistung in Betrieb B könnte auf der ohnehin sehr geringen Milchleistung der dort gehaltenen laktierenden Schafe und Ziegen beruhen. Andererseits könnten die besonders ausgeprägten Nebenwirkungen bei den Tieren des Betriebes A auch durch eine zusätzliche Infektion der Tiere im Bestand und die somit größere Belastung des Immunsystems hervorgerufen worden sein. Im Betrieb A waren zum Zeitpunkt der Erstimpfung einzelne Tiere mit ggr. Symptomen einer Atemwegserkrankung (Pasteurellose) aufgefallen, allerdings war diese Problematik bereits seit Langem bekannt und auch schon ein Therapieversuch unternommen worden. Auch in anderen Untersuchungen mit S. aureus-Impfstoffen an Ziegen insbesondere bei intrazisternaler Applikation konnten Nebenwirkungen wie Fieber beobachtet werden (DERBYSHIRE 1961; DERBYSHIRE u. SMITH 1969). 5.2.2.3 S. aureus-Prävalenz 5.2.2.3.1 Entwicklung im gesamten Tierbestand Die Entwicklung der S. aureus-Prävalenz verlief in den Betrieben A und B zunächst eher gegenläufig. Während in Betrieb A die Prävalenz nach der Erstimpfung von 5,1 auf 23,7% anstieg, sank sie im Betrieb B von 23,1 auf 10,3% ab. Im Betrieb A folgte ein Absinken auf 3,4%, in Betrieb B hingegen ein erneuter Anstieg auf 18,0%. Im Betrieb B folgte der Zweitimpfung dann der erneute Abfall bis auf schließlich 5,1%. Eine mögliche Erklärung für den starken Prävalenzanstieg nach der Erstimpfung in Betrieb A könnte sein, dass die Impfung zu einer Aktivierung von im Gewebe eingeschlossen S. aureus (NICKERSON 1993a) führte, so dass es zu einer stärkeren Ausscheidung von S. aureus mit der Milch und damit zu einer besseren Detektierbarkeit mittels kultureller Untersuchung kam. Ein ähnlicher Ansatz wäre die Beurteilung der Erstimpfung als Stressereignis, welches zu höheren Ausscheidungsraten von S. aureus führte (KRÖMKER et al. 2008). Allerdings ist fraglich, ob dieser Effekt über 14 Tage anhalten würde. Denkbar wäre natürlich auch ein anderes Stressereignis unmittelbar vor der zweiten Beprobung. Die genannten Möglichkeiten liefern allerdings nur sinnvolle Erklärungen, wenn alle in der zweiten Beprobung positiv getesteten Tiere bereits bei der Erstimpfung infiziert waren, jedoch mittels der hier durchgeführten kulturellen Untersuchung nicht identifiziert werden 122 Diskussion konnten. Eine Neuinfektion der Tiere durch die Vakzine ist durch die inaktivierten Bakterien auszuschließen, durch Kontamination z.B. der Vygonüle bei intrazisternaler Applikation aber nicht gänzlich unmöglich. Auch eine Feldinfektion zwischen der ersten und zweiten Beprobung wäre denkbar. Dagegen spricht allerdings, dass die Prävalenz im Betrieb A nach der zweiten Beprobung wieder zurückging. Dies deutet vielmehr auf einen Clearance-Effekt der Vakzine hin, wie er z.B. auch bei PANKEY et al. (1985) beschrieben wurde, die nach Impfung eine doppelt so hohe Spontanheilungsrate wie bei ungeimpften Kühen feststellten. Schwieriger zu erklären ist die anfängliche Prävalenzentwicklung im Betrieb B. Natürlich kommen auch hier den jeweiligen Impfungen und Probennahmen vorausgegangene Stressereignisse als Ursache der hohen Prävalenzen zu den Beprobungszeitpunkten 1 und 3 in Frage. Möglicherweise führte aber auch die Erstimpfung bereits zu einer Verbesserung der Immunitätslage, die allerdings erst nach der Boosterimpfung und damit zum Beprobungszeitpunkt 4 und den folgenden zu einer dauerhaften Bakterienclearance führen konnte. Ab dem Beprobungszeitpunkt 3 (Betrieb A) bzw. 5 (Betrieb B) blieben die Prävalenzen bis zum Trockenstellen in beiden Betrieben relativ konstant. Da hier zumeist dieselben Tiere in allen Beprobungen S. aureus ausschieden, kann von „Dauerausscheidern“ gesprochen werden. In beiden Betrieben wurden nicht alle dieser Dauerausscheider vor Beginn der folgenden Laktation der Schlachtung zugeführt, so dass jeweils zunächst drei solcher Tiere im Bestand verblieben. Während es im Betrieb A nach der Lammung zu einem erneuten Anstieg der S. aureus-Prävalenz kam, der vermutlich auf Neuinfektionen beruhte, blieb die Prävalenz in Betrieb B weiterhin konstant. Zwei der bekannten Dauerausscheider des Betriebes B wurden in beiden Probennahmen nach der Lammung weiterhin als S. aureus-Ausscheider identifiziert, ein Tier wurde bei beiden Beprobungen negativ getestet, d.h. es kam vermutlich zu einer Spontanheilung, möglicherweise unterstützt durch das Trockenstellen (BERGONIER et al. 2003). Die zwei verbliebenen S. aureus-positiven Tiere des Betriebes B wurden nach Beendigung der vorliegenden Untersuchung geschlachtet. Zwar wurden auch in Betrieb A noch zwei der drei verbliebenen - und weiterhin positiv getesteten - Tiere aus dem Betrieb 123 Diskussion entfernt, jedoch war es vorher offensichtlich bereits zu einer erneuten Ausbreitung von S. aureus im Betrieb gekommen. Zu erwähnen ist, dass es sich bei den neu infizierten Tieren im Betrieb A grundsätzlich um Alttiere, nicht aber um Zutreter handelte. Möglicherweise bot die stallspezifische Vakzine ihnen also einen besseren Infektionsschutz als den Alttieren. Zu einem ähnlichen Ergebnis kamen GIRAUDO et al. (1997) und CALZOLARI et al. (1997), die eine Vakzine gegen S. aureus zunächst Färsen und in der zweiten Untersuchung Kühen verabreichten. Bei Färsen schien die Vakzine bessere Erfolge zu erzielen als bei Kühen. Die unterschiedliche Entwicklung der S. aureus-Prävalenz in den Betrieben insbesondere nach der Lammung lässt sich möglicherweise durch unterschiedliches Herdenmanagement, insbesondere die Melkzeit betreffend, erklären. In Betrieb B trugen, wie bereits in Kapitel 3.2.2 beschrieben, die Melkerinnen Handschuhe, was in Betrieb A nicht der Fall war. Dies könnte die Ausbreitung von S. aureus im Betrieb A gemäß FABIANO et al. (2005) und VAUTOR et al. (2003) gefördert bzw. erleichtert haben. Außerdem wurden im Betrieb B im Gegensatz zum Betrieb A die Zitzen der Tiere nach dem Melken mit einem Jod-Glyzerin-Präparat gedippt, was die Kolonisation der Zitzen mit S. aureus und somit das Vorkommen von S. aureusMastitiden verringern soll (FOX 1992; BARKEMA et al. 2006). SOMMERHÄUSER et al. (2003) berichteten jedoch auch über S. aureus-Stämme, bei deren Vorkommen Zitzendippen die Zahl der Neuinfektionen nicht beeinflussen konnte. Andererseits wurde in Betrieb A eine Melkreihenfolge eingehalten, was gemäß BERGONIER et al. (2003) und WILSON et al. (1995) Neuinfektionen zumindest einschränken sollte. MIDDLETON et al. (2001) stellten allerdings fest, dass die Trennung von Milchkühen in Gruppen während des Melkens Neuinfektionen mit S. aureus nicht verhindern konnte. 5.2.2.3.2 Entwicklung in den verschiedenen Impfgruppen Die Entwicklung der S. aureus-Prävalenz nahm bei den subkutan geimpften Tieren beider Betriebe einen stark an den Gesamtbestand erinnernden Verlauf. Dies lag sicherlich auch daran, dass der jeweils überwiegende Teil der Tiere dieser Impfgruppe angehörte. In der Impfgruppe i.z. des Betriebes B kam es trotz der wesentlich geringeren Tierzahl zu einem ebenfalls ähnlichen Verlauf wie im 124 Diskussion Gesamtbestand, während sich im Betrieb A ein deutlich abweichendes Bild bot. Hier zeigte sich ein zunächst konstanter Verlauf der S. aureus-Prävalenz. Lediglich die Entwicklung nach der Lammung glich mit einem deutlichen, teilweise trotz der geringen Tierzahl signifikanten Prävalenzanstieg der Entwicklung in der Impfgruppe s.c.. Vergleicht man die S. aureus-Prävalenzen in den verschiedenen Impfgruppen der jeweiligen Betriebe, so fällt auf, dass die für die intrazisternal geimpften Tiere ermittelten Werte fast immer über denen der subkutan geimpften lagen. Allerdings waren signifikante Unterschiede nur in Betrieb A vorzufinden. Bei der Bewertung dieser Prävalenzen ist allerdings zu bedenken, dass die Ausgangswerte bei den intrazisternal geimpften Tieren in beiden Betrieben mit 13,3% (A) bzw. 35,7% (B) jeweils über denen der subkutan geimpften Tiere (A: 3,7%, B: 17,4%) lagen, was jedoch keinem signifikanten Unterschied entsprach. Diese nicht beabsichtigte Situation entstand, weil zum Zeitpunkt der Erstimpfung der S. aureus-Status der Tiere noch nicht bekannt war. Da sich im Versuchsverlauf im Betrieb A signifikante Unterschiede zwischen den Impfgruppen ergaben, kann davon ausgegangen werden, dass die intrazisternale Applikation den Tieren weniger Schutz bot als die subkutane. Dies widerspricht den Ergebnissen von MCDOWELL und WATSON (1974), die Schafe a.p. mit einer Vakzine bestehend aus inaktivierten S. aureus und Toxoid entweder intramuskulär oder intrazisternal impften und 30 Tage p.p. experimentell infizierten. Sie kamen aufgrund einer höheren Milchleistung und geringerer klinischer Symptomatik bei den intrazisternal geimpften Tieren zu dem Schluss, dass die intrazisternale Applikation der Vakzine mehr Schutz vor einer S. aureus-Mastitis bot als die intramuskuläre. Auch DERBYSHIRE (1961) sowie DERBYSHIRE und SMITH (1969) waren der Ansicht, die intrazisternale Impfung von Ziegen mit inaktivierten S. aureus liefere bei anschließender experimenteller Infektion gute Ergebnisse. Eine mögliche Erklärung für diese abweichenden Ergebnisse liefert der Impfzeitpunkt der Tiere, da diese in der vorliegenden Untersuchung -anders als in den genannten Studien- während der Laktation geimpft wurden. 125 Diskussion 5.2.2.3.3 Entwicklung bei den verschiedenen Tierarten Da im Betrieb A nur Ziegen in den Versuch eingebunden waren, ist dieser Punkt prinzipiell nur für den Betrieb B relevant. Es sollen allerdings auch Parallelen zwischen den Ziegen des Betriebes A und denen des Betriebes B aufgezeigt werden. Zunächst verlief die Entwicklung der S. aureus-Prävalenz sowohl bei den Schafen als auch bei den Ziegen des Betriebes B ähnlich wie im Gesamtbestand, jedoch ohne signifikante Unterschiede zwischen den jeweiligen Beprobungszeitpunkten. Im weiteren Verlauf und insbesondere nach der Lammung zeigte sich jedoch, wenn auch nicht durch einen signifikanten Prävalenzunterschied, dass bei den Ziegen so genannte Dauerausscheider zu finden waren, während aus keiner der Milchproben von Schafen ein S. aureus-Nachweis gelang. Diese Dauerausscheider konnten auch unter den Ziegen des Betriebes A identifiziert werden, was dafür spricht, dass Ziegen möglicherweise häufiger über einen längeren Zeitraum S. aureus ausscheiden als Schafe. Eine weitere mögliche Erklärung wäre, dass durch die stallspezifische Vakzine weniger Spontanheilungen bei Ziegen als bei Schafen induziert werden konnten. Auch ALEANDRI et al. (1993) konnten in ihren Untersuchungen Ziegen als Dauerausscheider von S. aureus identifizieren. DEUTZ et al. (1995) identifizierten zwar S. aureus mit 63,8% als häufigsten Erreger chronischer Schafmastitiden, lieferten allerdings keine Daten zur Dauer der Infektion. Vergleichende Untersuchungen zur Dauer einer S. aureus-Mastitis bei Schafen und Ziegen liegen meines Wissens nach nicht vor. Aufgrund der spärlichen Literatur zu Impfversuchen gegen S. aureus-Mastitiden bei der Ziege kann hier keine Aussage darüber getroffen werden, ob üblicherweise Schafe oder Ziegen mit einer größeren Anzahl an Spontanheilungen auf solche Impfversuche reagieren. Dies müsste noch näher untersucht werden. 126 Diskussion 5.2.2.4 Gehalt an somatischen Zellen 5.2.2.4.1 Ausgangssituation in den Betrieben Bei der Betrachtung der Entwicklungen des Gehaltes an somatischen Zellen in den beiden Betrieben ist es wichtig, die jeweilige Ausgangssituation, d.h. die vor der Vakzination zu Versuchsbeginn ermittelten Zellgehalte zu berücksichtigen. Diese lagen im Betrieb B deutlich niedriger als im Betrieb A (Median 940.000 Zellen/ml Milch in Betrieb A vs. 50.000 Zellen/ml Milch in Betrieb B), was eine Erklärung für ermittelte Unterschiede zwischen den Entwicklungen der Zellzahlen in beiden Betrieben sein könnte. Warum die Ausgangszellgehalte in beiden Betrieben so stark voneinander abwichen, kann hier nur vermutet werden. Eine mögliche Begründung liefern die unterschiedlichen Tierarten im Versuch, denn während in Betrieb A ausschließlich Ziegen in den Versuch eingebunden waren, wurden in Betrieb B sowohl Schafe als auch Ziegen untersucht. Gegen diese Begründung spricht allerdings, dass die Ziegen des Betriebes B zu Versuchsbeginn mit einem Median von 28.500 Zellen/ml Milch sogar noch niedrigere Zellgehalte aufwiesen als die Schafe (Median 67.000 Zellen/ml Milch), so dass der Unterschied zu den Ziegen des Betriebes A noch gravierender ausfiel. Wahrscheinlicher ist, dass die Ausgangszellzahlen durch das Management, insbesondere was die Melkhygiene und Melktechnik betrifft, beeinflusst wurden. Während in Betrieb B die Melker stets Handschuhe trugen und die Zitzen nach dem Melken mit einem Jod-GlyzerinPräparat gedippt wurden, wurde im Betrieb A auf diese Maßnahmen verzichtet. Wie Untersuchungen von BARNOUIN et al. (2004) und SHAILJA und SINGH (2002) zeigten, führte das Zitzendippen nach dem Melken zu niedrigeren Zellzahlen im Vergleich mit Tieren, deren Zitzen nicht gedippt wurden. Die Melktechnik wurde hier nicht überprüft, so dass ihr Einfluss auf die Zellgehalte nicht näher charakterisiert werden kann. 5.2.2.4.2 Entwicklung im gesamten Tierbestand Auch die Entwicklung des Gehaltes an somatischen Zellen verlief wie die der S. aureus-Prävalenz in den Betrieben 127 A und B während der ersten Diskussion Beprobungszeitpunkte eher gegensätzlich. Während im Betrieb A auf die Erstimpfung bis zur Zweitimpfung ein signifikantes Absinken der Zellzahlen folgte, stiegen die Werte im Betrieb B nach der Erstimpfung zunächst signifikant an, um zur Zweitimpfung wieder deutlich abzusinken. Allerdings lag der Gehalt an somatischen Zellen bei der Zweitimpfung im Betrieb B immer noch deutlich über den Ausgangswerten. Im Betrieb A stiegen die Zellgehalte nach der Zweitimpfung wieder signifikant an, so dass sie nur noch geringfügig unter den Werten vor der Zweitimpfung lagen. Der Anstieg der somatischen Zellgehalte im Betrieb B kann als Reaktion auf die Erstimpfung interpretiert werden, da schon ANDERSON (1978) der Ansicht war, eine Impfung gegen Mastitis würde zunächst grundsätzlich mit einer milden Mastitis einhergehen und somit zu einer Erhöhung der Zellzahl führen. Gleiches gilt für den Zellzahlanstieg im Betrieb A nach der Zweitimpfung. Auch NORDHAUG et al. (1994b) erwarteten einen Anstieg der somatischen Zellgehalte nach einer Impfung gegen S. aureus-Mastitis. Bei Ziegen kann sogar davon ausgegangen werden, dass jede Vakzination zunächst zu einer Erhöhung der Zellzahl führt (LERONDELLE et al. 1992; BERGONIER et al. 1993). Dies widerspricht allerdings der beobachteten Entwicklung im Betrieb A nach der Erstimpfung. Auch in einigen anderen Untersuchungen zur Vakzination gegen S. aureus-Mastitis bei Rindern ohne experimentelle Infektion der Tiere wurde von niedrigeren Zellzahlen in der Impfverglichen mit der Kontrollgruppe berichtet (NORDHAUG et al. 1994a; TENHAGEN et al. 2001; LEITNER et al. 2003b), jedoch handelte es sich hier eher um einen langdenn mittelfristigen Effekt, wie er in der vorliegenden Untersuchung auftrat. CALZOLARI et al. (1997) beobachteten ebenfalls ein Absinken des somatischen Zellgehalts im Vergleich zum Ausgangswert bei geimpften Kühen, allerdings nur unter der Voraussetzung, dass der Zellgehalt vor der Impfung unter 500.000 Zellen/ml Milch lag. Da sich die physiologischen somatischen Zellgehalte von Ziegen und Kühen relativ stark unterscheiden (siehe Kapitel 2.5.2.1), ist dieser Grenzwert sicherlich nicht ohne weiteres auf die Ziegen des Betriebes A zu übertragen. Es fällt allerdings auf, dass der Median der Zellgehalte von Beprobungszeitpunkt 1 bis 3 zwar von 940.000 auf 368.000 Zellen/ml Milch absank, gleichzeitig jedoch der 128 Diskussion jeweilige maximale Wert von 5,3 auf 7,1 Millionen Zellen/ml Milch anstieg (siehe auch Tabelle 9.23). Andere Autoren konnten in Feldversuchen an Milchrindern keine Unterschiede bezüglich der Zellzahl zwischen Impf- und Kontrollgruppe und somit keinen positiven Effekt der Vakzine auf den Zellgehalt ermitteln (HOEDEMAKER et al. 2001; MIDDLETON et al. 2009). Die CMT-Werte sanken im Betrieb A zum Trockenstellen hin kontinuierlich ab, während sie im Betrieb B vom Beprobungszeitpunkt 5 zu Zeitpunkt 6 (Trockenstellen) anstiegen. Der beobachtete Anstieg der Werte im Betrieb B ist als Hinweis auf steigende Zellzahlen zum Ende der Laktation insbesondere für Ziegen als physiologisch zu bezeichnen (BERGONIER et al. 1993; DE CRÉMOUX et al. 1993). Demnach verlief die Entwicklung der CMT-Werte im Betrieb A entgegengesetzt zur physiologischen Entwicklung. Dies könnte als positiver Langzeiteffekt der Vakzination interpretiert werden, der auch - wie bereits erwähnt von NORDHAUG et al. (1994a), TENHAGEN et al. (2001), LEITNER et al. (2003b) und CALZOLARI et al. (1997) beobachtet wurde. Die sehr unterschiedliche Entwicklung in beiden Betrieben könnte einerseits in den unterschiedlichen Tierarten im Versuch (nur Ziegen vs. Schafe und Ziegen) oder aber, wie in Kapitel 5.2.2.4.1 bereits beschrieben, in den sehr unterschiedlichen Zellzahlen bereits zu Versuchsbeginn (Median 940.000 Zellen/ml Milch in Betrieb A vs. 50.000 Zellen/ml Milch in Betrieb B) begründet sein. Nach der Lammung konnten in beiden Betrieben wesentlich niedrigere CMT-Werte ermittelt werden als zuvor. Dies lässt sich wiederum durch den physiologischen Verlauf der Zellgehalte insbesondere bei Ziegen während der Laktation erklären (BERGONIER et al. 1993; DE CRÉMOUX et al. 1993). Die niedrigsten Ergebnisse wurden im Betrieb B beim zweiten Beprobungstermin nach der Lammung erzielt, wohingegen die Werte im Betrieb A zu diesem Zeitpunkt bereits wieder deutlich angestiegen waren. Der Grund hierfür könnten Variationen des Abstandes zwischen der Lammung und der ersten Beprobung p.p. sein, da diese lediglich innerhalb der ersten 14 Tage stattfinden sollte. Möglicherweise fand diese Beprobung im Betrieb B durchschnittlich früher nach der Lammung statt, so dass der somatische Zellgehalt aufgrund der Kolostralphase noch erhöht war (MADSEN et al. 2004) und erst 129 Diskussion anschließend absank. So berichteten BERGONIER et al. (1993), dass bei Schafen der somatische Zellgehalt physiologischerweise sogar mindestens bis zum 45. Tag der Laktation absinkt. Der deutlich höhere CMT-Wert im Betrieb A bei der zweiten Beprobung nach der Lammung im Vergleich zum Beprobungszeitpunkt 8 könnte mit der ebenfalls deutlich angestiegenen S. aureus-Prävalenz zusammenhängen (MORONI et al. 2005a; HALL u. RYCROFT 2007). Denkbar ist aber natürlich auch ein Zellzahlanstieg als Reaktion auf die vorhergehende Boosterimpfung (s.o.). 5.2.2.4.3 Entwicklung in den verschiedenen Impfgruppen Wie sich schon im Hinblick auf die S. aureus-Prävalenz zeigte, spiegelten auch bezüglich des Gehaltes an somatischen Zellen die Verläufe bei den subkutan geimpften Tieren beider Betriebe die jeweiligen Entwicklungen im Gesamtbestand wider. Auch hier ist wieder zu bedenken, dass diese jeweils den Großteil der Tiere des Bestandes umfassten. Ebenfalls wie schon bei der S. aureus-Prävalenz glich auch die Entwicklung der Zellzahl in der Impfgruppe i.z. des Betriebes B dem Verlauf im Gesamtbestand, es waren allerdings gegenüber denen in der Impfgruppe s.c. teilweise signifikant erhöhte CMT-Werte festzustellen. In der Impfgruppe i.z. des Betriebes A hingegen bot sich, wiederum analog zur Entwicklung der S. aureus-Prävalenz, ein abweichendes Bild. Die Gehalte an somatischen Zellen stiegen hier nach der Erstimpfung zum Beprobungszeitpunkt 3 hin signifikant an, während sie in der Impfgruppe s.c. im gleichen Zeitraum signifikant absanken. Dies führte zu einem signifikanten Unterschied zwischen beiden Impfgruppen zum Beprobungszeitpunkt 3. Nach der Zweitimpfung sank der Gehalt an somatischen Zellen in der Impfgruppe i.z. des Betriebes A wieder etwas ab. Die Entwicklung der CMT-Werte verlief in beiden Gruppen des Betriebes A parallel, wobei die Werte in der Impfgruppe i.z. ausgenommen bei der ersten Beprobung nach der Lammung stets über denen in der Impfgruppe s.c. lagen. Signifikant war dieser Unterschied nur zum Beprobungszeitpunkt 9, d.h. der zweiten Beprobung nach der Lammung. In beiden Betrieben deutet die etwas ausgeprägtere Reaktion in Form eines Zellzahlanstiegs auf die Erstimpfung in der Impfgruppe i.z. verglichen mit der 130 Diskussion Impfgruppe s.c. auf eine stärkere Aktivierung der lokalen Abwehr, d.h. die Entwicklung einer Mastitis bei den Tieren der Impfgruppe i.z. hin (ANDERSON 1978). Für Untersuchungen, in denen bei Kühen und bei Schafen die Auswirkungen von intrazisternaler und systemischer Applikation von Vakzinen gegen S. aureusMastitis verglichen wurden, wurde stets die Trockenstehphase zur Impfung gewählt, so dass keine Aussage zur Entwicklung der Zellzahl als unmittelbare Reaktion auf die Verabreichung der jeweiligen Vakzine getroffen werden konnte (MCDOWELL u. WATSON 1974; WATSON u. LASCELLES 1975). GÓMEZ et al. (1998) konnten allerdings bei während der Laktation intrazisternal geimpften Mäusen keinen Anstieg des somatischen Zellgehalts beobachten. Dass die CMT-Werte der Impfgruppe i.z. des Betriebes A zum Beprobungszeitpunkt 9 signifikant über denen der Impfgruppe s.c. lagen kann einerseits durch die ebenfalls signifikant höhere S. aureus-Prävalenz in dieser Gruppe begründet sein (s.o.), andererseits aber auch Ausdruck einer erneuten starken Aktivierung der lokalen Abwehrmechanismen als Reaktion auf die Boosterimpfung gewesen sein. 5.2.2.4.4 Entwicklung bei den verschiedenen Tierarten Insgesamt fiel der auf die Erstimpfung folgende Zellzahlanstieg bei den Schafen des Betriebes B wesentlich weniger deutlich aus als bei den Ziegen desselben Betriebes. Allerdings ist hierbei zu bedenken, dass die Ziegen mit einem Median von 28.500 Zellen/ml Milch gegenüber 67.000 Zellen/ml Milch bei den Schafen in den Proben des Zeitpunktes 1 die niedrigeren Zellzahlen aufwiesen. Dies ist in sofern bemerkenswert, als in der Literatur für Ziegen meist höhere physiologische Gehalte an somatischen Zellen angegeben werden als für Schafe (ZENG u. ESCOBAR 1993; BERGONIER u. BERTHELOT 2003). Der initiale S. aureus-Status kommt hier nicht als Ursache in Frage, da die Prävalenzen bei Schafen und Ziegen zu keinem Zeitpunkt signifikante Unterschiede aufwiesen. Denkbar wäre allerdings eine höhere Infektionsrate - mit anderen Erregern als S. aureus - der Schafe verglichen mit den Ziegen. Dies kann aufgrund der Klassifizierung der Tiere als S. aureus-negativ auch bei Nachweis von beispielsweise CNS in den Milchproben nicht ausgeschlossen werden. Dass auch CNS erhöhte Zellgehalte bei Schafen auslösen können zeigten ARIZNABARRETA et al. (2002). 131 Diskussion Dem stärkeren Anstieg nach der Erstimpfung folgte zwar ein Absinken der Zellgehalte der Ziegen zum Zeitpunkt 3, die Werte blieben aber im Vergleich zu den Werten der Schafe, wenn auch nicht signifikant, erhöht. Insgesamt deutet der stärkere Anstieg der somatischen Zellgehalte bei den Ziegen auf eine stärkere Reaktion auf die Impfung hin. Da Ziegen allerdings in der Regel deutlicher als Schafe auf jede Impfung sowie Behandlung bzw. andere Stressereignisse mit einer steigenden Zellzahl reagieren (LERONDELLE et al. 1992; BERGONIER et al. 1993; BERGONIER et al. 2003), bleibt fraglich, ob es sich um einen spezifischen Effekt auf die stallspezifische Vakzine handelte. Die CMT-Werte der Ziegen lagen mit Ausnahme des Beprobungszeitpunktes 8 stets signifikant über denen der Schafe. Außerdem war hier zum Trockenstellen hin eine gegensätzliche Entwicklung zu beobachten. Während es Hinweise auf ein Absinken der Werte der Ziegen gab, wie es auch bei den Ziegen des Betriebes A der Fall war, stiegen die Werte bei den Schafen leicht an. Diese Entwicklung deutet wiederum auf einen Effekt der Vakzine auf die somatischen Zellgehalte von Ziegen hin, da der erwartete Anstieg der Zellzahl im Laufe der Laktation (DE CRÉMOUX et al. 1993; PAAPE et al. 2007) nahezu umgekehrt wurde. Allerdings ist hier zu bedenken, dass die Bestimmung der somatischen Zellgehalte zu diesem Zeitpunkt semiquantitativ mittels CMT erfolgte. Zwar wurde die Vergleichbarkeit von Zellgehalt und CMT von vielen Autoren auch bei Ziegenmilch als gut beschrieben (HARRER 2006; MAURER u. SCHAEREN 2007b), jedoch konnten BOSCOS et al. (1996) bei Ziegen keinen Einfluss des Laktationsstadiums auf die CMT-Werte feststellen. Der leichte Anstieg der CMT-Werte der Schafe zum Trockenstellen hin ist nach BERGONIER et al. (1993) als physiologisch zu betrachten. Sie beschrieben einen Zellzahlanstieg vom 105. bis 225. Tag der Laktation. PAAPE et al. (2007) konnten hingegen keinen Einfluss des Laktationsstadiums auf die Zellgehalte von Schafmilch feststellen. Die Vakzination hatte in diesem Zeitraum keinen offensichtlichen Einfluss auf den somatischen Zellgehalt der Schafe. Nach der Lammung wurden aus den bereits genannten Gründen sowohl bei Schafen als auch bei Ziegen wiederum die niedrigsten CMT-Werte ermittelt. 132 Diskussion 5.2.2.4.5 Entwicklung in Abhängigkeit vom S. aureus-Nachweis Die Gehalte der somatischen Zellen in den S. aureus-negativen Milchproben beider Betriebe entwickelten sich analog zu den Zellzahlen des jeweiligen Gesamtbestandes. Dies liegt sicherlich daran, dass stets bei der Mehrzahl der Tiere kein S. aureus nachgewiesen wurde. In den positiven Milchproben des Betriebes B ähnelte der Verlauf der somatischen Zellgehalte prinzipiell ebenfalls dem Verlauf im Gesamtbestand. Nach der Erstimpfung stieg der Zellgehalt in den positiven Milchproben ausgehend von ähnlichen Werten allerdings signifikant stärker an als in den negativen Milchproben. Zur Zweitimpfung sanken die Zellzahlen zwar wieder deutlich ab, lagen aber noch immer geringfügig über denen der negativen Milchproben. Auch im Betrieb A unterschieden sich die somatischen Zellgehalte S. aureus-positiver und -negativer Proben erst nach der Erstimpfung signifikant. Im Gegensatz zu den Zellgehalten der negativen Proben erfolgte bei den positiven nach der ersten Vakzination ein geringgradiger Zellzahlanstieg. Auf die Zweitimpfung folgte dann eine noch wesentlich deutlichere Erhöhung der somatischen Zellgehalte. Der jeweils deutlichere Zellzahlanstieg in den S. aureus-positiven Milchproben als Reaktion auf die Vakzination legt die Vermutung nahe, dass die Impfung bei den infizierten Euterhälften eine stärkere lokale Reaktion, d.h. eine ausgeprägtere Rekrutierung von Leukozyten in das Euter, hervorrief als bei denen, die frei von S. aureus waren (ANDERSON 1978). Bemerkenswert ist auch, dass sich die somatischen Zellgehalte der S. aureuspositiven und -negativen Milchproben vor der Impfung nicht signifikant unterschieden. Dies wird bestätigt durch Untersuchungen von MAURER und SCHAEREN (2007b), die feststellten, dass 16,7% der mit S. aureus infizierten Ziegen im CMT negativ reagierten. Ebenso ermittelten MIN et al. (2007) bei subklinisch mit S. aureus infizierten Ziegen einen Gehalt an somatischen Zellen, der nicht über den bei subklinischen Mastitiden anderer Ätiologie gemessenen Werten lag. MORONI et al. (2005a) sowie HALL und RYCROFT (2007) stellten jedoch die deutlich höchsten somatischen Zellgehalte bei S. aureus-positiven Ziegen fest. Die Ergebnisse der vorliegenden Untersuchung legen nahe, dass nach der Vakzination 133 Diskussion eine verbesserte Unterscheidung S. aureus-positiver und -negativer Euterhälften mittels somatischen Zellgehalts bzw. CMT möglich ist. Die CMT-Werte der S. aureus-positiven Milchproben lagen in beiden Betrieben zumeist signifikant über denen der -negativen Proben. Nach der Lammung konnten in den S. aureus-positiven Proben der Tiere des Betriebes A zunächst niedrigere CMT-Werte ermittelt werden als vor dem Trockenstellen. Dies entspricht den Aussagen von BARKEMA et al. (2006), die postulierten, dass der somatische Zellgehalt bei Milchkühen nach dem Kalben sowohl in gesunden als auch in mit S. aureus infizierten Vierteln absänke. Bei der zweiten Beprobung nach der Lammung, d.h. nach der Boosterimpfung wurden jedoch bereits wieder fast identische Werte erreicht wie vor der Lammung. Dies könnte Ausdruck einer erneuten Aktivierung der lokalen Abwehrmechanismen und eines daraus folgenden erhöhten Einstroms an Leukozyten in das Euter sein (ANDERSON 1978). Im Betrieb B hingegen wurden nach der Lammung stets CMT-Werte von 3 für die S. aureuspositiven Milchproben ermittelt. Hierzu ist zu sagen, dass es sich bei diesen positiven Proben anders als im Betrieb A ausschließlich um Proben von zwei Dauerausscheiderinnen handelte. Die CMT-Werte dieser chronisch mit S. aureus infizierten Ziegen waren möglicherweise höher als die der unter anderem auch akut und erst seit kurzem an S. aureus-Mastitis erkrankten Tiere des Betriebes A (FTHENAKIS 1994; MORONI et al. 2005b). 5.3 Zusammenfassende Beurteilung und Ausblick Die Ergebnisse der vorliegenden Untersuchung zeigen, dass die verwendeten stallspezifischen Vakzinen einen Effekt auf die geimpften Tiere hatten. Dies lässt sich schlussfolgern, weil keine zusätzlichen Maßnahmen in den Betrieben ergriffen wurden und es zu keinerlei Änderungen im Betriebsablauf abgesehen von der Vakzinierung und der regelmäßigen Beprobung der Tiere kam. Über die gesamte Versuchsperiode betrachtet führte die Vakzine zwar nur in einem der Betriebe zu einer deutlichen Reduktion der S. aureus-Prävalenz, allerdings konnten in beiden Betrieben im Laufe einer Laktation die S. aureus-positiven Milchproben auf die so genannten Dauerausscheider eingegrenzt werden. Durch die in der Folgelaktation im 134 Diskussion Betrieb A beobachtete Entwicklung der Prävalenz wurde deutlich, dass die alleinige Vakzinierung die Tiere jedoch nicht vor Neuinfektionen mit dem Impfstamm schützen konnte. Auch in Bezug auf die Gehalte an somatischen Zellen konnte nur in einem der beiden Betriebe im Laufe der Laktation der gewünschte Effekt im Sinne einer Reduktion der Zellgehalte nachgewiesen werden. Allerdings ist hierzu zu sagen, dass die Tiere des Betriebes A vor der Vakzination die deutlich höheren Zellgehalte aufwiesen, so dass vermutet werden kann, dass nur bei bestimmten Ausgangswerten bzgl. der Zellzahlen mit einer Reduktion zu rechnen ist. Der zumeist aufgetretene initiale Zellzahlanstieg nach der Vakzination kann als Aktivierung der lokalen Immunität gedeutet werden. Die erprobte intrazisternale Applikation der stallspezifischen Vakzine kann nach den hier vorgestellten Ergebnissen nicht empfohlen werden. Insbesondere die Ergebnisse bezüglich der S. aureus-Prävalenz lassen auf eine schlechtere Wirksamkeit im Vergleich mit der subkutanen Applikation schließen. Die zusätzlich wesentlich aufwändigere Applikationstechnik sowie das mit ihr verbundene Infektionsrisiko unterstützen diese Einschätzung. Mit den Ergebnissen anderer Feldversuche zur Impfung gegen S. aureus-Mastitis sind die Ergebnisse dieser Untersuchung in Ermangelung einer Kontroll- und einer Impfgruppe nur begrenzt vergleichbar. Des Weiteren wurden alle diese Versuche an Rindern durchgeführt. HOEDEMAKER et al. (2001) konnten keinen signifikanten Einfluss der Impfung mit einer stallspezifischen Vakzine auf die S. aureus-Prävalenz sowie den somatischen Zellgehalt in einer Milchkuhherde mit hoher S. aureusPrävalenz feststellen. Hingegen beobachteten CALZOLARI et al. (1997) und NORDHAUG et al. (1994a) in ihren Untersuchungen jeweils eine Reduktion der S. aureus-Prävalenz bei geimpften Tieren. Zusätzlich stellten CALZOLARI et al. (1997) ein Absinken des somatischen Zellgehalts um 30 bis 50% bei geimpften Tieren fest, sofern sie vor der Impfung einen Zellgehalt von unter 500.000 Zellen/ml Milch aufgewiesen hatten. NORDHAUG et al. (1994a) verzeichneten unter den Impflingen wesentlich weniger Tiere mit einem somatischen Zellgehalt über 500.000 Zellen/ml Milch verglichen mit den Kontrolltieren. Auch WATSON et al. (1996) 135 Diskussion konnten mit ihrer Vakzine das Vorkommen von klinischen und subklinischen Mastitiden bei anfangs hoher S. aureus-Herdenprävalenz reduzieren. Die in der vorliegenden Arbeit getestete PCR erwies sich als der kulturellen Untersuchung nicht deutlich überlegen. Zur Verbesserung der mit dieser Technik erzielten Ergebnisse wären z.B. eine vorhergehende Anreicherungskultur zur Verdünnung der Inhibitoren (GILLESPIE u. OLIVER 2005) oder eine vorhergehende Entfernung der somatischen Zellen aus den Milchproben (KUBOTA et al. 2007) denkbar. Jedoch bleibt fraglich, ob die Ergebnisse den Arbeitsaufwand rechtfertigen. Hinsichtlich der Überprüfung des Impferfolges ist zu überlegen, ob eine Kontrolle der Phagozytose-Kapazität und des „Respiratory burst“ der neutrophilen Granulozyten in der Milch geimpfter Tiere möglicherweise eine größere Sicherheit bieten könnte als der bislang meist praktizierte Nachweis spezifischer Antikörper (siehe Kapitel 5.1). BURTON und ERSKINE (2003) beschrieben neutrophile Granulozyten und insbesondere deren schnelle Rekrutierung in das Euter als wichtigsten Faktor für die Immunität der Milchdrüse, opsonisierende Antikörper unterstützen sie in ihrer Funktion. PICCININI et al. (1999) stellten fest, dass sowohl die Anzahl als auch die Aktivität der neutrophilen Granulozyten in der Milch die Empfänglichkeit von Kühen für S. aureus-Mastitiden beeinflussen. In ihren Untersuchungen zu einer trivalenten S. aureus-Vakzine an Kühen testeten LEE et al. (2005) die Phagozytoserate von neutrophilen Granulozyten, die mit Serum geimpfter Tiere inkubiert worden waren. Dieses erhöhte die Phagozytose-Kapazität der neutrophilen Granulozyten nur geringfügig. Dies zeigt, dass die positiven Wirkungen der spezifischen SerumAntikörper nur begrenzt sind und in zukünftigen Impfversuchen auch die unmittelbaren Wirkungen der Vakzine auf die Aktivität der neutrophilen Granulozyten untersucht werden sollten. Zusammenfassend lässt sich über die Auswirkungen einer stallspezifischen Vakzine gegen S. aureus-Mastitiden sagen, dass ihr Einsatz bei konsequenter Eliminierung von Dauerausscheidern in Kombination mit gezielter Diagnostik die Sanierung von Schaf- und Ziegen-Problembeständen unterstützen kann. Das soll heißen, dass die alleinige Verabreichung der Vakzine, wie in der vorliegenden Arbeit gezeigt, sicherlich nicht zur Erregerfreiheit führen kann. Allerdings scheinen sich nach der 136 Diskussion Vakzination einige Tiere zu Dauerausscheidern von S. aureus zu entwickeln, während andere offensichtlich in der Lage sind, den Erreger zu eliminieren. Ob diese Unterschiede genetischen Ursprungs sind, müsste noch untersucht werden. Die Dauerausscheider sollten zum Ende der Laktation identifiziert und aus dem Bestand eliminiert werden. Eine Identifizierung sollte nach Einsatz der stallspezifischen Vakzine mittels einmaliger kultureller Untersuchung einer Milchprobe mit größerer diagnostischer Sicherheit möglich sein als bei ungeimpften Tieren. Da die wenigsten Schaf- und Ziegenhalter in der Lage bzw. gewillt sein werden, aseptisch entnommene Milchproben aller Tiere ihres Bestandes kulturell untersuchen zu lassen, sollte aus Kostengründen zur Selektion der zu beprobenden Tiere bei allen Tieren möglichst mehrfach ein CMT durchgeführt werden. Die Verwendung des somatischen Zellgehalts zur Selektion „infektionsverdächtiger“ Tiere wurde auch schon von VESTWEBER (1994) und HOEDEMAKER (2001) für Kühe vorgeschlagen. Diese Methode scheint nach den gezeigten Ergebnissen im Anschluss an die Vakzination sinnvoller als zuvor, da die Gehalte an somatischen Zellen in S. aureus-positiven Milchproben als Reaktion auf die Impfung deutlich anstiegen. Die Funktionalität und Durchführbarkeit der vorgeschlagenen Maßnahmen müsste noch in weiteren Studien untersucht werden, könnte aber eine gute Alternative zum antibiotischen Trockenstellen insbesondere für ökologisch wirtschaftende Betriebe mit einer S. aureus-Mastitis-Problematik darstellen. 137 Zusammenfassung 6 Zusammenfassung Julia Jokiel (2009): Untersuchungen zur Sanierung von Staphylococcus aureus-Mastitiden mittels stallspezifischer Vakzinen in Schaf- und Ziegenherden Staphylococcus aureus ist als einer der wichtigsten Mastitiserreger bei Schafen und Ziegen zu bezeichnen. Neben der Beeinträchtigung des betroffenen Tieres und den wirtschaftlichen Einbußen durch geringere Milchleistung besitzen insbesondere die subklinischen Mastitiden eine besondere lebensmittelhygienische Relevanz, da das Ausscheiden unverändertem von S. aureus Sekret Lebensmittelinfektionen bei klinisch insbesondere und durch –intoxikationen unauffälligem Rohmilch Euterbefund und und –produkte beim Verbraucher führen zu kann. Hauptziel dieser Arbeit war es daher, den Einfluss einer stallspezifischen Vakzine auf das Vorkommen von S. aureus sowie die Gehalte an somatischen Zellen in zwei Milchziegen- bzw. Milchschafbeständen zu untersuchen sowie zu prüfen, ob eine Sanierung von Milchschaf- und Milchziegenbeständen mit bestehender S. aureusMastitis-Problematik mit Hilfe stallspezifischer Vakzinen möglich ist. Nachdem der Impfstoff auf seine Verträglichkeit insbesondere auch bei intrazisternaler Applikation getestet worden war, wurden die Milchziegen (Betrieb A) bzw. Milchschafe und -ziegen (Betrieb B) zweier ökologisch wirtschaftender Betriebe in Niedersachsen geimpft. Ihnen wurde während der Laktation zweimal im Abstand von vier Wochen die jeweilige stallspezifische Vakzine entweder subkutan oder intrazisternal verabreicht. Die Boosterimpfung wurde in den ersten 14 Tagen nach der folgenden Lammung per subkutaner Applikation durchgeführt. Den Tieren wurden zu sieben (Betrieb A) bzw. sechs (Betrieb B) Beprobungszeitpunkten bis zum Trockenstellen sowie zweimal nach der folgenden Lammung aseptisch Milchproben entnommen und kulturell bzw. mittels spezifischer PCR auf das Vorhandensein von S. aureus untersucht. Des Weiteren wurde die Milch auf ihren Gehalt an somatischen 138 Zusammenfassung Zellen bzw. semiquantitativ mittels CMT untersucht sowie Resistenztests mit den isolierten S. aureus durchgeführt. Zusätzlich wurde eine Typisierung der jeweils für die Vakzinen verwendeten sowie einiger weiterer (nach der Vakzination identifizierter) S. aureus-Isolate aus den Betrieben durchgeführt. Die hier durchgeführte S. aureus-spezifische PCR erwies sich im Vergleich mit der kulturellen Untersuchung als dieser nicht überlegen. In der Typisierung der S. aureus-Isolate wurde in beiden Betrieben und im Betrieb B bei beiden Tierarten überwiegend derselbe Stamm nachgewiesen. Es handelte sich nicht um MRSA, denn es wurden keine entsprechenden Gene und im Resistenztest keine Antibiotika-Resistenzen nachgewiesen. Die Effekte der Vakzination waren sehr unterschiedlich. Während im Betrieb B (Milchschafe und –ziegen im Versuch) nach der Vakzination auch in der Folgelaktation eine deutliche Reduktion der S. aureus-Prävalenz erreicht werden konnte, stieg die Prävalenz im Betrieb A (nur Milchziegen im Versuch) nach der Lammung wieder stark an. Während die ursprünglich hohen somatischen Zellgehalte der Milch im Betrieb A im Laufe der Laktation reduziert werden konnten, blieben sie im Betrieb B auf niedrigem Niveau relativ konstant. Die S. aureus-Prävalenz und der somatische Zellgehalt lagen bei den intrazisternal geimpften Tieren beider Betriebe fast immer über denjenigen der subkutan geimpften Tiere. Aufgrund dieser Ergebnisse sowie des höheren Aufwandes und Infektionsrisikos kann die intrazisternale Applikation der stallspezifischen Vakzine nicht empfohlen werden. Zwischen den Schafen und Ziegen des Betriebes B konnten keine signifikanten Differenzen hinsichtlich der S. aureus-Prävalenz festgestellt werden. Es gab allerdings Hinweise darauf, dass Ziegen häufiger als Schafe zu „Dauerausscheidern“ von S. aureus werden. Nach der Vakzination wiesen die Ziegen im Vergleich zu den Schafen höhere somatische Zellgehalte auf. Die somatischen Zellgehalte in den S. aureus-positiven Milchproben lagen in beiden Betrieben erst im Anschluss an die Vakzination signifikant über denen der -negativen Proben. 139 Zusammenfassung Insgesamt ist zu erwarten, dass eine stallspezifische Vakzine die Sanierung von Schaf- und Ziegenbeständen mit bestehender S. aureus-Mastitis-Problematik unterstützen kann, sofern gleichzeitig eine gezielte Diagnostik und eine konsequente Eliminierung von Dauerausscheidern erfolgen. Die Applikation einer stallspezifischen Vakzine allein führt allerdings nicht zur Erregerfreiheit. Der Vergleich beider Betriebe zeigt, dass auch melkhygienische Maßnahmen entscheidenden Einfluss auf Zellzahl und Sanierungserfolg haben. 140 Summary 7 Summary Julia Jokiel (2009): Trials on eradication of Staphylococcus aureus-mastitis by means of autogenous bacterins in dairy sheep and goats Staphylococcus aureus is one of the most important causative organisms in case of mastitis in goats and sheep. In addition to the impairment of the animal and financial losses due to reduced milk yield for the farmer, especially subclinical mastitis goes along with a special relevance for food hygiene. As S. aureus can be shed from clinically healthy udders and thus be present in normal milk, especially raw milk and –products can lead to food-borne infections and intoxications in consumers. Therefore, the main aim of the present study was to investigate the influence of an autogenous bacterin on the prevalence of S. aureus-mastitis as well as on somatic cell counts in two flocks of dairy sheep and goats, and to investigate whether it is possible to eradicate S. aureus from farms with established infections based on autogenous bacterins. After the vaccine had been tested for adverse effects when administered via the teat canal, the goats (flock A) or goats and ewes (flock B), respectively of two organic dairy farms in the federal state of Lower Saxony received two doses of autogenous bacterin at four week intervals during lactation. Vaccines were administered either subcutaneously or intramammarily via the teat canal. A subcutaneous booster vaccination was performed during the first 14 days post partum, i.e. at the beginning of the next lactation cycle. Milk samples were collected aseptically seven (flock A) or six (flock B) times prior to the end of lactation and additionally twice at the beginning of the next lactation cycle. They were cultured for bacteria, an S. aureus specific PCR was performed on some samples, and somatic cell counts or CMT-scores were determined. Antimicrobial susceptibility testing was performed on isolated S. aureus. 141 Summary The vaccine strains of S. aureus as well as several strains isolated from milk samples after vaccination, were subjected to molecular typing by DNA Microarray. The PCR performed in this study did not prove to be superior to the bacterial culture of milk samples. Molecular typing predominantly revealed the same strain of S. aureus in both flocks and in both sheep and goats. This strain did not demonstrate features of MRSA and was susceptible to almost all antimicrobials tested. Effects of vaccination differed very much depending on the flock. In flock B, where both goats and ewes were vaccinated, the vaccination led to a distinct reduction of S. aureus which lasted until the end of the study. On the contrary, in flock A (only goats vaccinated) the prevalence of S. aureus increased after the onset of the new lactation period. Over the course of lactation, the originally high somatic cell counts in flock A were reduced whereas they remained at consistently low levels in flock B. Intramammary vaccination typically resulted in increased prevalence of S. aureus and increased somatic cell counts as compared to subcutaneous vaccination. Consequently, this route of application for autogenous bacterins cannot be recommended. Concerning S. aureus prevalence, no significant differences could be detected between goats and ewes in flock B. However, it seems that goats are more likely to become “long-term shedders” than ewes. Following vaccination, somatic cell counts of goats generally exceeded those of sheep. Somatic cell counts in milk samples containing S. aureus considerably increased after vaccination and stayed on a rather high level compared to S. aureus negative samples. It can be concluded that an autogenous bacterin can support eradication of S. aureus mastitis from small ruminant dairies if targeted diagnostics and culling of long-term shedders are carried out consequently. Application of an autogenous bacterin alone does not lead to the elimination of S. aureus from a flock. Comparison of the two investigated flocks showed that milking hygiene strongly influences somatic cell counts and the outcome of a sanitation program involving autogenous bacterins. 142 Literaturverzeichnis 8 Literaturverzeichnis ADAMS, D. S., D. HANCOCK, L. FOX u. J. S. MCDONALD (1992): Frequency of reisolation of Staphylococcus aureus from multiple sequential milk samples. J. Am. Vet. Med. Assoc. 201, 575-579 AGUILAR, B., B. AMORENA u. M. ITURRALDE (2001): Effect of slime on adherence of Staphylococcus aureus isolated from bovine and ovine mastitis. Vet. Microbiol. 78, 183-191 AGUILAR, B., u. M. 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Etwaige Diskrepanzen zwischen der Anzahl der Euterhälften und der doppelten Tierzahl waren durch Tiere mit nur einer funktionstüchtigen Euterhälfte bedingt. Tabelle 9.1: Anzahl der Tiere im Betrieb A zu den jeweiligen Beprobungszeitpunkten gesamt Impfgruppe s.c. Impfgruppe i.z. 1 69 54 15 2 70 55 15 3 71 56 15 4 69 56 13 5 69 56 13 6 68 56 12 7 68 56 12 8 79 68 11 9 78 67 11 Tabelle 9.2: Anzahl der untersuchten Euterhälften im Betrieb A zu den jeweiligen Beprobungszeitpunkten gesamt Impfgruppe s.c. Impfgruppe i.z. 1 138 108 30 2 140 110 30 3 141 111 30 4 136 110 26 5 136 110 26 6 134 110 24 7 134 110 24 8 156 134 22 9 154 132 22 Tabelle 9.3 zeigt den S. aureus-Status der Tiere, die den Betrieb zur Schlachtung verließen oder verendeten, zum Zeitpunkt ihres Abgangs. 164 Anhang Tabelle 9.3: S. aureus-Status und Zeitpunkt des Abgangs von Tieren (Euterhälften) durch Schlachtung oder Verenden im Betrieb A Zeitpunkt* 1/2 2/3 3/4 4/5 5/6 6/7 7/8 8/9 Anzahl Tiere S.aureus pos. S.aureus neg. 0 1 1 1 0 3 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 Anzahl Euterhälften S.aureus pos. S.aureus neg. 0 2 1 3 0 6 0 0 1 1 0 0 1 3 2 0 *Gemeint ist hier der Zeitraum zwischen den jeweiligen Beprobungszeitpunkten, d.h. der Abgang eines Tieres zum Zeitpunkt 1/2 erfolgte im Zeitraum zwischen der Erstimpfung und dem Beprobungszeitpunkt 2. 9.1.2 Betrieb B Tabelle 9.4 und Tabelle 9.5 zeigen die Anzahl der zu den jeweiligen Zeitpunkten im Betrieb B vorhandenen und beprobten Tiere bzw. Euterhälften. Etwaige Diskrepanzen zwischen der Anzahl der Euterhälften und der doppelten Tierzahl waren durch Tiere mit nur einer funktionstüchtigen Euterhälfte bedingt. Die Summe der Tiere in den beiden Impfgruppen ist nicht immer mit der Gesamtanzahl der Tiere identisch, weil drei Tiere zunächst subkutan und anschließend intrazisternal geimpft wurden. Diese beiden Schafe und eine Ziege wurden in den Gruppen Schafe bzw. Ziegen allerdings trotzdem berücksichtigt. Jeweils ca. ein Viertel der Schafe und Ziegen gehörte der Impfgruppe i.z. an, die restlichen drei Viertel der Impfgruppe s.c.. Tabelle 9.4: Anzahl der Tiere im Betrieb B zu den jeweiligen Beprobungszeitpunkten gesamt Schafe Ziegen Impfgruppe s.c. Impfgruppe i.z. 1 63 39 24 46 14 2 63 39 24 46 14 3 63 39 24 46 14 4 63 39 24 46 14 165 5 51 27 24 40 9 6 51 27 24 40 9 7 45 24 21 34 9 8 42 21 21 31 10 Anhang Tabelle 9.5: Anzahl der untersuchten Euterhälften im Betrieb B zu den jeweiligen Beprobungszeitpunkten gesamt Schafe Ziegen Impfgruppe s.c. Impfgruppe i.z. 1 125 78 47 92 27 2 125 78 47 92 27 3 125 78 47 92 27 4 125 78 47 92 27 5 101 54 47 80 17 6 101 54 47 80 17 7 90 48 42 68 18 8 84 42 42 62 20 Tabelle 9.6 zeigt den S. aureus-Status der Tiere, die den Betrieb zur Schlachtung verließen oder verendeten, zum Zeitpunkt ihres Abgangs. Tabelle 9.6: S. aureus-Status und Zeitpunkt des Abgangs von Tieren (Euterhälften) durch Schlachtung oder Verenden im Betrieb B Zeitpunkt* 1/2 2/3 3/4 4/5 5/6 6/7 7/8 Anzahl Tiere S.aureus pos. S.aureus neg. 0 0 0 0 0 0 1 11 0 0 0 6 0 4 Anzahl Euterhälften S.aureus pos. S.aureus neg. 0 0 0 0 0 0 1 23 0 0 0 11 0 8 *Gemeint ist hier der Zeitraum zwischen den jeweiligen Beprobungszeitpunkten, d.h. der Abgang eines Tieres zum Zeitpunkt 1/2 erfolgte im Zeitraum zwischen der Erstimpfung und dem Beprobungszeitpunkt 2. 166 Anhang 9.2 Tabellen zu S. aureus-Prävalenzen 9.2.1 Betrieb A 9.2.1.1 Gesamtbestand Tabelle 9.7: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Tiere sowie Euterhälften des Betriebes A zu den jeweiligen Zeitpunkten bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten beprobten Tiere Zeitpunkte Anzahl Tiere S.aureus pos. S.aureus neg. 1 (1.Impfung) 3 (5,1%) 56 (94,9%) 2 14 (23,7%) 45 (76,3%) 3 (2.Impfung) 2 (3,4%) 57 (96,6%) 4 2 (3,4%) 57 (96,6%) 5 2 (3,4%) 57 (96,6%) 6 1 (1,7%) 58 (98,3%) 7 2 (3,4%) 57 (96,6%) 8 (Lammung) 3 (5,1%) 56 (94,9%) 9 9 (15,3%) 50 (84,7%) Anzahl Euterhälften S.aureus pos. S.aureus neg. 3 (2,5%) 115 (97,5%) 15 (12,7%) 103 (87,3%) 2 (1,7%) 116 (98,3%) 2 (1,7%) 116 (98,3%) 2 (1,7%) 116 (98,3%) 1 (0,9%) 117 (99,1%) 2 (1,7%) 116 (98,3%) 3 (2,5%) 115 (97,5%) 10 (8,5%) 108 (91,5%) Tabelle 9.8: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Tiere sowie Euterhälften des Betriebes A zu den verschiedenen Zeitpunkten bei Betrachtung aller zum jeweiligen Zeitpunkt im Bestand befindlichen Tiere Zeitpunkte Anzahl Tiere S.aureus pos. S.aureus neg. 1 (1.Impfung) 4 (5,8%) 65 (94,2%) 2 19 (27,1%) 51 (72,9%) 3 (2.Impfung) 5 (7,0%) 66 (93,0%) 4 5 (7,3%) 64 (92,7%) 5 5 (7,3%) 64 (92,7%) 6 3 (4,4%) 65 (95,6%) 7 4 (5,9%) 64 (94,1%) 8 (Lammung) 4 (5,1%) 75 (94,9%) 9 10 (12,8%) 68 (87,2%) 167 Anzahl Euterhälften S.aureus pos. S.aureus neg. 4 (2,9%) 134 (97,1%) 21 (15,0%) 119 (85,0%) 6 (4,3%) 135 (95,7%) 7 (5,2%) 129 (94,8%) 6 (4,4%) 130 (95,6%) 4 (3,0%) 130 (97,0%) 5 (3,7%) 129 (96,3%) 5 (3,2%) 151 (96,8%) 12 (7,8%) 142 (92,2%) Anhang 9.2.1.2 Impfgruppe s.c. Tabelle 9.9: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Tiere sowie Euterhälften der Impfgruppe s.c. des Betriebes A zu den jeweiligen Zeitpunkten bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten beprobten Tiere Zeitpunkte Anzahl Tiere S.aureus pos. S.aureus neg. 1 (1.Impfung) 1 (2,1%) 47 (97,9%) 2 12 (25,0%) 36 (75,0%) 3 (2.Impfung) 0 (0,0%) 48 (100,0%) 4 0 (0,0%) 48 (100,0%) 5 0 (0,0%) 48 (100,0%) 6 0 (0,0%) 48 (100,0%) 7 0 (0,0%) 48 (100,0%) 8 (Lammung) 1 (2,1%) 47 (97,9%) 9 4 (3,4%) 44 (96,6%) Anzahl Euterhälften S.aureus pos. S.aureus neg. 1 (1,0%) 95 (99,0%) 13 (13,5%) 83 (86,5%) 0 (0,0%) 96 (100,0%) 0 (0,0%) 96 (100,0%) 0 (0,0%) 96 (100,0%) 0 (0,0%) 96 (100,0%) 0 (0,0%) 96 (100,0%) 1 (1,0%) 95 (99,0%) 4 (4,2%) 92 (95,8%) Tabelle 9.10: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Tiere sowie Euterhälften der Impfgruppe s.c. des Betriebes A zu den verschiedenen Zeitpunkten bei Betrachtung aller zum jeweiligen Zeitpunkt der Gruppe s.c. angehörenden Tiere Zeitpunkte Anzahl Tiere S.aureus pos. S.aureus neg. 1 (1.Impfung) 2 (3,7%) 52 (96,3%) 2 16 (29,1%) 39 (70,9%) 3 (2.Impfung) 1 (1,8%) 55 (98,2%) 4 1 (1,8%) 55 (98,2%) 5 1 (1,8%) 55 (98,2%) 6 1 (1,8%) 55 (98,2%) 7 1 (1,8%) 55 (98,2%) 8 (Lammung) 2 (2,9%) 66 (97,1%) 9 5 (7,5%) 62 (92,5%) 168 Anzahl Euterhälften S.aureus pos. S.aureus neg. 2 (1,9%) 106 (98,1%) 17 (15,5%) 93 (84,5%) 1 (0,9%) 110 (99,1%) 2 (1,8%) 108 (98,2%) 2 (1,8%) 108 (98,2%) 2 (1,8%) 108 (98,2%) 2 (1,8%) 108 (98,2%) 3 (2,2%) 131 (97,8%) 6 (4,5%) 126 (95,5%) Anhang 9.2.1.3 Impfgruppe i.z. Tabelle 9.11: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Tiere sowie Euterhälften der Impfgruppe i.z. des Betriebes A zu den jeweiligen Zeitpunkten bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten beprobten Tiere Zeitpunkte Anzahl Tiere S.aureus pos. S.aureus neg. 1 (1.Impfung) 2 (18,2%) 9 (81,8%) 2 2 (18,2%) 9 (81,8%) 3 (2.Impfung) 2 (18,2%) 9 (81,8%) 4 2 (18,2%) 9 (81,8%) 5 2 (18,2%) 9 (81,8%) 6 1 (9,1%) 10 (90,9%) 7 2 (18,2%) 9 (81,8%) 8 (Lammung) 2 (18,2%) 9 (81,8%) 9 5 (45,5%) 6 (54,5%) Anzahl Euterhälften S.aureus pos. S.aureus neg. 2 (9,1%) 20 (90,9%) 2 (9,1%) 20 (90,9%) 2 (9,1%) 20 (90,9%) 2 (9,1%) 20 (90,9%) 2 (9,1%) 20 (90,9%) 1 (4,5%) 21 (95,5%) 2 (9,1%) 20 (90,9%) 2 (9,1%) 20 (90,9%) 6 (27,3%) 17 (72,7%) Tabelle 9.12: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Tiere sowie Euterhälften der Impfgruppe i.z. des Betriebes A zu den verschiedenen Zeitpunkten bei Betrachtung aller zum jeweiligen Zeitpunkt der Gruppe i.z. angehörenden Tiere Zeitpunkte Anzahl Tiere S.aureus pos. S.aureus neg. 1 (1.Impfung) 2 (13,3%) 13 (86,7%) 2 3 (20,0%) 12 (80,0%) 3 (2.Impfung) 4 (26,7%) 11 (73,3%) 4 4 (30,8%) 9 (69,2%) 5 4 (30,8%) 9 (69,2%) 6 2 (16,7%) 10 (83,3%) 7 3 (25,0%) 9 (75,0%) 8 (Lammung) 2 (18,2%) 9 (81,8%) 9 5 (45,5%) 6 (54,5%) 169 Anzahl Euterhälften S.aureus pos. S.aureus neg. 2 (6,7%) 28 (93,3%) 4 (13,3%) 26 (86,7%) 5 (16,7%) 25 (83,3%) 5 (19,2%) 21 (80,7%) 4 (15,4%) 22 (84,6%) 2 (8,3%) 22 (91,7%) 3 (12,5%) 21 (87,5%) 2 (9,1%) 20 (90,9%) 6 (27,3%) 16 (72,7%) Anhang 9.2.2 Betrieb B 9.2.2.1 Gesamtbestand Tabelle 9.13: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Tiere sowie Euterhälften des Betriebes B zu den jeweiligen Zeitpunkten bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten beprobten Tiere Zeitpunkte Anzahl Tiere S.aureus pos. S.aureus neg. 1 (1.Impfung) 9 (23,1%) 30 (76,9%) 2 4 (10,3%) 35 (89,7%) 3 (2.Impfung) 7 (18,0%) 32 (82,0%) 4 4 (10,3%) 35 (89,7%) 5 2 (5,1%) 37 (94,9%) 6 2 (5,1%) 37 (94,9%) 7 (Lammung) 2 (5,1%) 37 (94,9%) 8 2 (5,1%) 37 (94,9%) Anzahl Euterhälften S.aureus pos. S.aureus neg. 9 (11,5%) 69 (88,5%) 4 (5,1%) 74 (94,9%) 8 (10,3%) 70 (89,7%) 5 (6,4%) 73 (93,6%) 2 (2,6%) 76 (97,4%) 2 (2,6%) 76 (97,4%) 2 (2,6%) 76 (97,4%) 3 (3,9%) 75 (96,1%) Tabelle 9.14: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Tiere sowie Euterhälften des Betriebes B zu den verschiedenen Zeitpunkten bei Betrachtung aller zum jeweiligen Zeitpunkt im Bestand befindlichen Tiere Anzahl Tiere S.aureus pos. S.aureus neg. 1 (1.Impfung) 14 (22,2%) 49 (77,8%) 2 5 (7,9%) 58 (92,1%) 3 (2.Impfung) 13 (20,6%) 50 (79,4%) 4 5 (7,9%) 58 (92,1%) 5 2 (3,9%) 49 (96,1%) 6 3 (5,9%) 48 (94,1%) 7 (Lammung) 2 (4,4%) 43 (95,6%) 8 2 (4,8%) 40 (95,2%) Zeitpunkte 170 Anzahl Euterhälften S.aureus pos. S.aureus neg. 14 (11,2%) 111 (88,8%) 5 (4,0%) 120 (96,0%) 15 (12,0%) 110 (88,0%) 6 (4,8%) 119 (95,2%) 2 (2,0%) 99 (98,0%) 4 (4,0%) 97 (96,0%) 2 (2,2%) 88 (97,8%) 3 (3,6%) 81 (96,4%) Anhang 9.2.2.2 Impfgruppe s.c. Tabelle 9.15: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Tiere sowie Euterhälften der Impfgruppe s.c. des Betriebes B zu den jeweiligen Zeitpunkten bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten beprobten Tiere Zeitpunkte Anzahl Tiere S.aureus pos. S.aureus neg. 1 (1.Impfung) 5 (16,7%) 25 (83,3%) 2 2 (6,7%) 28 (93,3%) 3 (2.Impfung) 4 (13,3%) 26 (86,7%) 4 2 (6,7%) 28 (93,3%) 5 1 (3,3%) 29 (96,7%) 6 1 (3,3%) 29 (96,7%) 7 (Lammung) 1 (3,3%) 29 (96,7%) 8 1 (3,3%) 29 (96,7%) Anzahl Euterhälften S.aureus pos. S.aureus neg. 5 (8,3%) 55 (91,7%) 2 (3,3%) 58 (96,7%) 5 (8,3%) 55 (91,7%) 2 (3,3%) 58 (96,7%) 1 (1,7%) 59 (98,3%) 1 (1,7%) 59 (98,3%) 1 (1,7%) 59 (98,3%) 1 (1,7%) 59 (98,3%) Tabelle 9.16: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Tiere sowie Euterhälften der Impfgruppe s.c. des Betriebes B zu den verschiedenen Zeitpunkten bei Betrachtung aller zum jeweiligen Zeitpunkt der Gruppe s.c. angehörenden Tiere Anzahl Tiere S.aureus pos. S.aureus neg. 1 (1.Impfung) 8 (17,4%) 38 (82,6%) 2 3 (6,5%) 43 (93,5%) 3 (2.Impfung) 7 (15,2%) 39 (84,8%) 4 2 (4,4%) 44 (95,6%) 5 1 (2,5%) 39 (97,5%) 6 2 (5,0%) 38 (95,0%) 7 (Lammung) 1 (2,9%) 33 (97,1%) 8 1 (3,2%) 30 (96,8%) Zeitpunkte 171 Anzahl Euterhälften S.aureus pos. S.aureus neg. 8 (8,7%) 84 (91,3%) 3 (3,3%) 89 (96,7%) 8 (8,7%) 84 (91,3%) 2 (2,2%) 90 (97,8%) 1 (1,3%) 79 (98,7%) 3 (3,8%) 77 (96,2%) 1 (1,5%) 67 (98,5%) 1 (1,6%) 61 (98,4%) Anhang 9.2.2.3 Impfgruppe i.z. Tabelle 9.17: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Tiere sowie Euterhälften der Impfgruppe i.z. des Betriebes B zu den jeweiligen Zeitpunkten bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten beprobten Tiere Zeitpunkte Anzahl Tiere Anzahl Euterhälften S.aureus pos. S.aureus neg. S.aureus pos. S.aureus neg. 1 (1.Impfung) 4 (50,0%) 4 (50,0%) 4 (25,0%) 12 (75,0%) 2 2 (25,0%) 6 (75,0%) 2 (12,5%) 14 (87,5%) 3 (2.Impfung) 3 (37,5%) 5 (62,5%) 3 (18,8%) 13 (81,2%) 4 2 (25,0%) 6 (75,0%) 3 (18,8%) 13 (81,2%) 5 1 (12,5%) 7 (87,5%) 1 (6,3%) 15 (93,7%) 6 1 (12,5%) 7 (87,5%) 1 (6,3%) 15 (93,7%) 7 (Lammung) 1 (12,5%) 7 (87,5%) 1 (6,3%) 15 (93,7%) 8 1 (12,5%) 7 (87,5%) 2 (12,5%) 14 (87,5%) Tabelle 9.18: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Tiere sowie Euterhälften der Impfgruppe i.z. des Betriebes B zu den verschiedenen Zeitpunkten bei Betrachtung aller zum jeweiligen Zeitpunkt der Gruppe i.z. angehörenden Tiere Anzahl Tiere S.aureus pos. S.aureus neg. 1 (1.Impfung) 5 (35,7%) 9 (64,3%) 2 2 (14,3%) 12 (85,7%) 3 (2.Impfung) 5 (35,7%) 9 (64,3%) 4 3 (21,4%) 11 (78,6%) 5 1 (11,1%) 8 (88,9%) 6 1 (11,1%) 8 (88,9%) 7 (Lammung) 1 (11,1%) 8 (88,9%) 8 1 (10,0%) 9 (90,0%) Zeitpunkte 172 Anzahl Euterhälften S.aureus pos. S.aureus neg. 5 (18,5%) 22 (81,5%) 2 (7,4%) 25 (92,6%) 5 (18,5%) 22 (81,5%) 4 (14,8%) 23 (85,2%) 1 (5,9%) 16 (94,1%) 1 (5,9%) 16 (94,1%) 1 (5,6%) 17 (94,4%) 2 (10,0%) 18 (90,0%) Anhang 9.2.2.4 Schafe Tabelle 9.19: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Schafe sowie deren Euterhälften im Betrieb B zu den jeweiligen Zeitpunkten bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten beprobten Schafe Zeitpunkte Anzahl Tiere S.aureus pos. S.aureus neg. 1 (1.Impfung) 4 (22,2%) 14 (77,8%) 2 1 (5,6%) 17 (94,4%) 3 (2.Impfung) 2 (11,1%) 16 (88,9%) 4 1 (5,6%) 17 (94,4%) 5 0 (0,0%) 18 (100,0%) 6 2 (11,1%) 16 (88,9%) 7 (Lammung) 0 (0,0%) 18 (100,0%) 8 0 (0,0%) 18 (100,0%) Anzahl Euterhälften S.aureus pos. S.aureus neg. 4 (11,1%) 32 (88,9%) 1 (2,8%) 35 (97,2%) 2 (5,6%) 34 (94,4%) 1 (2,8%) 35 (97,2%) 0 (0,0%) 36 (100,0%) 2 (5,6%) 34 (94,4%) 0 (0,0%) 36 (100,0%) 0 (0,0%) 36 (100,0%) Tabelle 9.20: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Schafe sowie deren Euterhälften im Betrieb B zu den verschiedenen Zeitpunkten bei Betrachtung aller zum jeweiligen Zeitpunkt im Bestand vorhandenen Schafe Anzahl Tiere S.aureus pos. S.aureus neg. 1 (1.Impfung) 9 (23,1%) 30 (76,9%) 2 2 (5,1%) 37 (94,9%) 3 (2.Impfung) 8 (20,5%) 31 (79,5%) 4 2 (5,1%) 37 (94,9%) 5 0 (0,0%) 27 (100,0%) 6 3 (11,1%) 24 (88,9%) 7 (Lammung) 0 (0,0%) 24 (100,0%) 8 0 (0,0%) 21 (100,0%) Zeitpunkte 173 Anzahl Euterhälften S.aureus pos. S.aureus neg. 9 (11,5%) 69 (88,5%) 2 (2,6%) 76 (97,4%) 9 (11,5%) 69 (88,4%) 2 (2,6%) 76 (97,4%) 0 (0,0%) 54 (100,0%) 4 (7,4%) 50 (92,6%) 0 (0,0%) 48 (100,0%) 0 (0,0%) 42 (100,0%) Anhang 9.2.2.5 Ziegen Tabelle 9.21: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Ziegen sowie deren Euterhälften im Betrieb B zu den jeweiligen Zeitpunkten bei Betrachtung ausschließlich der zu allen Zeitpunkten beprobten Ziegen Zeitpunkte Anzahl Tiere S.aureus pos. S.aureus neg. 1 (1.Impfung) 5 (23,8%) 16 (76,2%) 2 3 (14,3%) 18 (85,7%) 3 (2.Impfung) 5 (23,8%) 16 (76,2%) 4 3 (14,3%) 18 (85,7%) 5 2 (9,5%) 19 (90,5%) 6 0 (0,0%) 21 (100,0%) 7 (Lammung) 2 (9,5%) 19 (90,5%) 8 2 (9,5%) 19 (90,5%) Anzahl Euterhälften S.aureus pos. S.aureus neg. 5 (11,9%) 37 (88,1%) 3 (7,1%) 39 (92,9%) 6 (14,3%) 36 (85,7%) 4 (9,5%) 38 (90,5%) 2 (4,8%) 40 (95,2%) 0 (0,0%) 42 (100,0%) 2 (4,8%) 40 (95,2%) 3 (7,1%) 39 (92,9%) Tabelle 9.22: Anzahl und Prozentsatz S. aureus-positiver bzw. -negativer Ziegen sowie deren Euterhälften im Betrieb B zu den verschiedenen Zeitpunkten bei Betrachtung aller zum jeweiligen Zeitpunkt im Bestand vorhandenen Ziegen Anzahl Tiere S.aureus pos. S.aureus neg. 1 (1.Impfung) 5 (20,8%) 19 (79,2%) 2 3 (12,5%) 21 (87,5%) 3 (2.Impfung) 5 (20,8%) 19 (79,2%) 4 3 (12,5%) 21 (87,5%) 5 2 (8,3%) 22 (91,7%) 6 0 (0,0%) 24 (100,0%) 7 (Lammung) 2 (9,5%) 19 (90,5%) 8 2 (9,5%) 19 (90,5%) Zeitpunkte 174 Anzahl Euterhälften S.aureus pos. S.aureus neg. 5 (10,6%) 42 (89,4%) 3 (6,4%) 44 (93,6%) 6 (12,8%) 41 (87,2%) 4 (8,5%) 43 (91,5%) 2 (4,3%) 45 (95,7%) 0 (0,0%) 47 (100,0%) 2 (4,8%) 40 (95,2%) 3 (7,1%) 39 (92,9%) Anhang 9.3 Tabellen zu somatischen Zellgehalten und CMT-Werten 9.3.1 Betrieb A 9.3.1.1 Gesamtbestand Tabelle 9.23: Median, oberes und unteres Quartil sowie Maximum und Minimum der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 4) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 5 bis 9) der Milch aller Tiere des Betriebes A Zeitpunkte 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 4 5 6 7 8 (Lammung) 9 Median 940 737 368 658 3,0 2,5 2,5 0,5 1,5 Oberes Quartil Unteres Quartil 1621,3 535,75 1668 311 999,5 194 1323,5 239,25 3,0 2,5 3,0 2,0 3,0 1,0 2,0 0,0 2,5 0,5 Maximum 5283 4173 7113 5991 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 Minimum 45 14 13 43 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 9.3.1.2 Impfgruppe s.c. Tabelle 9.24: Median, oberes und unteres Quartil sowie Maximum und Minimum der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 4) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 5 bis 9) der Milch in der Impfgruppe s.c. des Betriebes A Zeitpunkte 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 4 5 6 7 8 (Lammung) 9 Median 938 737 307,5 723 3,0 2,5 2,5 0,5 1,0 Oberes Quartil Unteres Quartil 1553 547,75 1545,5 316,5 737 139,25 1290 193 3,0 2,5 3,0 2,0 3,0 1,0 1,5 0,0 2,0 0,5 175 Maximum 5283 4173 4967 5991 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 Minimum 71 14 13 43 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Anhang 9.3.1.3 Impfgruppe i.z. Tabelle 9.25: Median, oberes und unteres Quartil sowie Maximum und Minimum der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 4) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 5 bis 9) der Milch in der Impfgruppe i.z. des Betriebes A Zeitpunkte 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 4 5 6 7 8 (Lammung) 9 Median 1029,5 761 1459,5 534 3,0 3,0 2,5 0,3 2,5 Oberes Quartil Unteres Quartil 1715,75 332,25 2541 208 2695 887 3664 305,25 3,0 2,125 3,0 2,125 3,0 2,0 2,0 0,0 3,0 1,5 Maximum 3588 3875 7113 5552 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 Minimum 45 69 178 169 1,0 0,5 0,0 0,0 0,0 9.3.1.4 S. aureus-negative Milchproben Tabelle 9.26: Median, oberes und unteres Quartil sowie Maximum und Minimum der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 4) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 5 bis 9) der S. aureus-negativen Milchproben des Betriebes A Zeitpunkte 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 4 5 6 7 8 (Lammung) 9 Median 940 709 372 610 3,0 2,5 2,5 0,5 1,3 Oberes Quartil Unteres Quartil 1690,25 501,75 1601,75 284,5 953 188 1327 255 3,0 2,5 3,0 2,0 3,0 1,0 2,0 0,0 2,0 0,5 176 Maximum 5283 4173 7210 5991 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 Minimum 45 14 13 43 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Anhang 9.3.1.5 S. aureus-positive Milchproben Tabelle 9.27: Median, oberes und unteres Quartil sowie Maximum und Minimum der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 4) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 5 bis 9) der S. aureus-positiven Milchproben des Betriebes A Zeitpunkte 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 4 5 6 7 8 (Lammung) 9 Median 1042,5 1174 1221 2680 3,0 3,0 3,0 1,0 3,0 Oberes Quartil Unteres Quartil 2261,75 595,5 2378 1025 1512,25 944,75 3877,5 2232,5 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 2,0 1,0 3,0 2,0 Maximum 4862 5125 1557 4968 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 Minimum 312 153 901 558 3,0 3,0 3,0 0,5 0,0 9.3.2 Betrieb B 9.3.2.1 Gesamtbestand Tabelle 9.28: Median, oberes und unteres Quartil sowie Maximum und Minimum der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 3) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 4 bis 8) der Milch aller Tiere des Betriebes B Zeitpunkte 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 4 5 6 7 (Lammung) 8 Median 50 149 101,5 1,0 1,0 1,0 0,25 0,0 Oberes Quartil Unteres Quartil 101 26,25 630 74,5 192,5 71,75 3,0 0,0 3,0 0,0 3,0 0,5 1,125 0,0 0,5 0,0 177 Maximum 4046 5723 4901 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 Minimum 1 33 26 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Anhang 9.3.2.2 Impfgruppe s.c. Tabelle 9.29: Median, oberes und unteres Quartil sowie Maximum und Minimum der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 3) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 4 bis 8) der Milch in der Impfgruppe s.c. des Betriebes B Zeitpunkte 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 4 5 6 7 (Lammung) 8 Median 47 130 97,5 1,0 0,5 1,0 0,5 0,0 Oberes Quartil Unteres Quartil 101 21,25 450 72,25 181,25 70,25 3,0 0,0 3,0 0,0 3,0 0,5 1,0 0,0 0,5 0,0 Maximum 4046 5723 3454 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 Minimum 1 33 26 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 9.3.2.3 Impfgruppe i.z. Tabelle 9.30: Median, oberes und unteres Quartil sowie Maximum und Minimum der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 3) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 4 bis 8) der Milch in der Impfgruppe i.z. des Betriebes B Zeitpunkte 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 4 5 6 7 (Lammung) 8 Median 63 275,5 139,5 1,0 1,25 2,0 0,0 0,5 Oberes Quartil Unteres Quartil 279,25 37,75 1103,75 87 419,25 96,25 3,0 0,375 3,0 0,5 3,0 1,0 2,625 0,0 1,0 0,0 178 Maximum 811 3989 4901 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 Minimum 13 46 65 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Anhang 9.3.2.4 Schafe Tabelle 9.31: Median, oberes und unteres Quartil sowie Maximum und Minimum der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 3) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 4 bis 8) der Milch der Schafe des Betriebes B Zeitpunkte 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 4 5 6 7 (Lammung) 8 Median 67 85 95 0,0 0,5 0,5 0,0 0,0 Oberes Quartil Unteres Quartil 101 46 178,25 48,75 141,75 76,5 1,0 0,0 1,0 0,0 1,5 0,5 0,0 0,0 0,375 0,0 Maximum 4046 3371 4901 3,0 3,0 3,0 3,0 2,0 Minimum 19 33 43 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 9.3.2.5 Ziegen Tabelle 9.32: Median, oberes und unteres Quartil sowie Maximum und Minimum der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 3) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 4 bis 8) der Milch der Ziegen des Betriebes B Zeitpunkte 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 4 5 6 7 (Lammung) 8 Median 28,5 279,5 111 3,0 2,25 2,25 1,0 0,0 Oberes Quartil Unteres Quartil 99,25 13 881,75 138,75 225,75 59,25 3,0 1,0 3,0 0,5 3,0 0,5 1,5 0,0 1,0 0,0 179 Maximum 811 5723 1817 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 Minimum 1 54 26 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Anhang 9.3.2.6 S. aureus-negative Milchproben Tabelle 9.33: Median, oberes und unteres Quartil sowie Maximum und Minimum der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 3) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 4 bis 8) der S. aureus-negativen Milchproben des Betriebes B Zeitpunkte 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 4 5 6 7 (Lammung) 8 Median 51 114,5 96 1,0 1,0 1,0 0,0 0,0 Oberes Quartil Unteres Quartil 103,5 27,75 457,25 62,75 222 62 2,5 0,0 3,0 0,0 3,0 0,5 1,0 0,0 0,5 0,0 Maximum 4437 6874 5462 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 Minimum 2 29 26 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 9.3.2.7 S. aureus-positive Milchproben Tabelle 9.34: Median, oberes und unteres Quartil sowie Maximum und Minimum der somatischen Zellgehalte x 1000/ml (Zeitpunkt 1 bis 3) bzw. der CMT-Werte (Zeitpunkt 4 bis 8) der S. aureus-positiven Milchproben des Betriebes B Zeitpunkte 1 (1.Impfung) 2 3 (2.Impfung) 4 5 6 7 (Lammung) 8 Median 67,5 1355 105 3,0 3,0 2,0 3,0 3,0 Oberes Quartil Unteres Quartil 355 45,25 3973 1268 158 86,5 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 0,75 3,0 3,0 3,0 3,0 180 Maximum 811 5723 1817 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 Minimum 1 92 27 0,0 3,0 0,0 3,0 3,0 Danksagung Danke… …Herrn Prof. Dr. M. Ganter, für die Kreation und Überlassung des Themas, Beratung und Hilfestellung bei Problemen sowie für den Telefonjoker beim Auftauchen mysteriöser Krankheiten in den Versuchsbetrieben. …den MitarbeiterInnen des Milchlabors im Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, für die Bestimmung des somatischen Zellgehalts und die kulturelle Untersuchung unendlich vieler Milchproben, für die Durchführung der Resistenztests sowie für die schnelle Übermittlung der Ergebnisse und Hilfestellung bei weiteren labortechnischen Fragen und Problemen. …der Fa. WDT in Garbsen und insbesondere den MitarbeiterInnen des Serumwerks Memsen für die kostenlose Herstellung der stallspezifischen Vakzinen, Bereitstellung der Isolate und für zahlreiche nette Telefonate. …Herrn Dr. S. Monecke, Institut für Mikrobiologie und Hygiene der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus der TU Dresden sowie Herrn Dr. H. Hotzel, FriedrichLöffler-Institut, Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit in Jena, für die Typisierung der S. aureus-Isolate mittels Microarray und die schnelle Übermittlung der Ergebnisse. …den BetriebsleiterInnen und MitarbeiterInnen der Betriebe, in denen dieser Versuch durchgeführt wurde, für Ihre Kooperation und Geduld, wenn sich die Dauer einer Melkzeit mal wieder verdoppelte oder gar verdreifachte. …Frau V. Dziadek aus dem Labor der Klinik für kleine Klauentiere, für die nette und gründliche Einweisung in die Geheimnisse der PCR. 181 Danksagung …den TierärztInnen der Klinik für kleine Klauentiere, für die unkomplizierte und immer lustige Zusammenarbeit, die Betreuung von Skèttla und Micheline sowie deren Lämmern und für die vielen netten Kaffee- bzw. Tee- und Kekspausen. …den TierpflegerInnen der Klinik für kleine Klauentiere, für die Betreuung und insbesondere das Melken von Skèttla und Micheline. …meinen MitdoktorandInnen, insbesondere Christina Schleifer und Dina Rittershaus, für viel geteiltes Leid, reichlich Hilfestellung, Tipps und Tricks am Computer, ständige gute Laune, schmackhafte Snacks und Entertainment im Doktorandenzimmer. Ein besonderer Dank geht an Christina, für das Einspringen in Visite, Morgenbehandlung oder Übungen bei „Personenschäden“ oder „defekten Triebwagen“. …allen bisher nicht genannten MitarbeiterInnen der Klinik für kleine Klauentiere, für ständige Hilfsbereitschaft, eine super Arbeitsatmosphäre und eine ganz tolle Zeit. …meinen Eltern, für die andauernde finanzielle Unterstützung und dafür, dass Ihr mich noch so lange zu Hause ertragen habt. … meinem Freund Frank, für die Geduld und moralische Unterstützung und den Glauben daran, dass ich irgendwann doch mal Geld verdienen werde. …allen, die mich bei Probennahmen und Impfungen in den Betrieben unterstützt haben. 182