Ist das C-reaktive Protein (CRP)

Ist das C-reaktive Protein (CRP) ein geeigneter Indikator der subklinischen Mastitis beim Rind?
Matthias Speck, 5. SJ, 2011
Projektarbeit im klinisch-praktischen Jahr, erstellt an der Ambulatorischen und Geburtshilflichen Tierklinik und dem Institut für Bakteriologie
und Mykologie, Veterinärmedizinische Fakultät, Universität Leipzig
Betreuerin: TÄ Manuela Heine, verantwortliche Projektleiter: Prof. Dr. Monika Krüger, Prof. Dr. Axel Sobiraj
Einleitung und Zielstellung
Die Entzündung des milchproduzierenden Drüsengewebes (= Mastitis) eines
oder mehrerer Viertel ist bei Kühen weltweit die mit den höchsten
Einnahmeeinbußen verbundene Einzeltiererkrankung. Sie entsteht ganz
überwiegend infolge galaktogen erfolgenden Infektionen mit Bakterien. Ein
Indikator für eine Mastitis ist die erhöhte Anzahl somatischer Zellen im
Milchsekret. Diese korreliert jedoch nicht zwangsläufig mit einer bakteriell
hervorgerufenen Mastitis1. So kann weder semiquantitativ (CMT) noch mit
exakten Zellzählungsmethoden zwischen infektiös bedingten und nicht infektiös
bedingten erhöhten Zellzahlwerten unterschieden werden. Der qualitative und
quantitative Nachweis von Bakterien ist material- und arbeitsaufwändig. Daraus
resultiert der Gedanke, ob ein für bakterielle Entzündungen spezifischer und
rasch reagierender Parameter in der Milch gefunden werden kann. Als ein
solcher Indikator könnten die Akut-Phase-Proteine (APP) fungieren, da sie bei
einem Entzündungsgeschehen schnell ansteigen, aber aufgrund einer relativ
kurzen Halbwertszeit von ca. 24h auch eine Heilung zügig anzeigen.
Es sollte daher geprüft werden, ob in Milchproben von subklinisch an Mastitis
erkrankten Kühen in der Milch das CRP, eines der APP, ein geeigneter Indikator
für eine bakteriell bedingte Lokalinfektion ist.
Das C-reaktive Protein (CRP)
Das C-reaktive Protein2,3,4 ist ein Pentamer, welches zur Gruppe der Pentraxine
gehört Es wird in der Leber synthetisiert. Werden Makrophagen durch Bakterien
stimuliert, Interleukin 6 (IL-6), Interleukin-1β (IL-1β) und den
Tumornekrosefaktor-α (TNF-α) zu bilden, lösen diese endogenen Pyrogene die
Synthese von APP in den Hepatozyten aus. So werden von den Leberzellen unter
anderem CRP, Serumamyloidprotein, Fibrinogen und Mannose-bindendes Lektin
(MBL) in das Blut sezerniert.
CRP und MBL können dabei als Teile des nichtadaptiven Immunsystems die
Wirkung von Antikörpern imitieren. Im Gegensatz zu diesen besitzen sie jedoch
eine breite Spezifität für Molekülmuster von Pathogenen (PAMP). Das CRP
bindet an Phosphatidylcholin, das seinerseits Bestandteil des C-Polysaccharids
von Streptococcus pneumoniae ist. Daher leitet sich auch die Bezeichnung Creaktiv ab, die TILLET und FRANCIS (1930) diesem Protein gaben.
Aber auch viele andere Bakterien und Pilze tragen Phosphocholin in bestimmten
Lipopolysacchariden auf ihrer Zellwand, folglich kann das CRP an viele
verschiedene Bakterien binden und sie so auf eine schnelle Eliminierung
vorbereiten. Dies kann zum Einen durch Opsonisierung, zum Anderen auch
durch Aktivierung der Komplementkaskade erfolgen. Indem es C1q bindet, wird
der darauf folgende klassische Weg der Komplement-Aktivierung beschritten.
Material und Methoden
Ziel der Untersuchung war die Fragestellung, ob die Konzentration von CRP in
Kuhmilch mit Mastitiden im Zusammenhang steht.
89 Viertelgemelke von 66 Kühen aus den grobsinnlich unverändert
erscheinenden Anfangsviertelgemelken von klinisch gesunden Kühen aus zwei
Großbetrieben wurden auf die Konzentration von CRP beprobt. Zuvor erfolgte
eine herkömmliche bakteriologische Untersuchung der Milchproben sowie die
exakte quantitative Bestimmung der somatischen Zellzahl mittels Fossomatic®.
Für die Etablierung einer Gruppe „euterkrank“ wurden Viertel mit Zellzahlen
>100.000/ml ausgesucht, die gleichzeitig bakteriologisch positiv ausfielen. In
diese Gruppe entfielen 43 Tiere mit 60 Vierteln.
Tiere der Gruppe „eutergesund“ wiesen eine Zellzahl (SCC = somatic cell
count) von <100.000/ml auf und hatten bei der bakteriologischen Untersuchung
ein negatives Ergebnis. In diese Gruppe entfielen 23 Tiere mit 29
Viertelgemelken.
Die Bestimmung des CRP erfolgte mit einem spezifischen Immunoassay: Die
Milchproben wurden dafür zunächst mit Hilfe einer Tweenlösung (zur Senkung
der Oberflächenspannung) und EDTA, einem Chelatbildner für mehrwertige
Kationen, aufbereitet. Anschließend wurde α-CRP vom Kaninchen an eine
Festphase gebunden und zu den aufbereiteten Proben hinzugegeben. Es folgte
eine Markierung mit Peroxidase markierten α-CRP-Antikörpern vom
Kaninchen. Zwischen den Arbeitsschritten wurden die 96-Kavitätenplatten
gewaschen und ausgeschlagen. Die Detektion erfolgte mittels Zugabe des mit O2
reagierenden Tetramethylbenzidin und H2O2. Die Auswertung wurde
photometrisch bei 450 nm Wellenlänge durchgeführt.
Ergebnisse
In der Gruppe „eutergesund“ betrug die durchschnittliche Zellzahl 44.700/ml,
der durchschnittliche CRP-Gehalt lag bei 0,08µg/ml bei einer
Standardabweichung von 0,073µg/ml (s. Abbildung)
Die Gruppe „euterkrank“ hatte eine Viertelgemelkszellzahl von über
100.000/ml bei gleichzeitig bakteriologisch positivem Befund. Dabei waren in
den meisten Fällen (15 Kühe) KNS nachweisbar, sechsmal wurden coryneforme
Bakterien isoliert, drei Milchproben waren mit Staphylococcus aureus infiziert.
Der Zellzahlmittelwert in dieser Gruppe betrug 1.511.000/ml, wobei das Viertel
mit der höchsten gemessenen Zellzahl 2.960.000/ml aufwies.
In dieser Gruppe betrug der mittlere CRP-Gehalt 0,474 µg/ml bei einer
Standardabweichung von 0,351µg/ml.
Die Unterschiede zwischen „eutergesund“ und „euterkrank“ waren beim
CRP hoch signifikant (p <0,01).
Von den Vierteln, die als euterkrank einzustufen waren, wurde noch eine
Untergruppe gebildet, nämlich mit einer Zellzahl von >100.000, aber
<1000.000/ml. 33 bakteriologisch positive Viertelgemelke erfüllten diese
Kondition. Sie hatten einen CRP-Mittelwert von 0,243 µg/ml mit einer
Standardabweichung von 0,151µg/ml.
Diskussion der Ergebnisse
Es konnten signifikante Unterschiede im CRP-Gehalt im Milchserum von
subklinisch kranken Eutervierteln gegenüber gesunden, nicht bakteriell
infizierten Eutervierteln gefunden werden. Folglich konnte in Übereinstimmung
mit der Studie von SCHRÖDL et al. (1995)5 gezeigt werden, dass der CRPGehalt in der Milch ein guter Indikator für eine subklinische Mastitis ist. Zudem
lässt sich ein semiquantitativ brauchbarer Rückschluss auf die Zellzahl ziehen.
Damit stellt sich das CRP als guter Indikator vor allem für bakteriell bedingte
Mastitiden dar.
Die eigenen Untersuchungen lassen keine Ergebnisinterpretationen zum
Stadium eines bakteriell bedingten Infektionsgeschehens zu. Hierzu hätten
Verlaufsprofile erstellt werden müssen.
Auch ist keine Analyse in Kolostrumproben erfolgt. Darin sind per se höhere
CRP-Gehalte zu erwarten, sodass es schwer einschätzbar gewesen wäre,
zwischen einer physiologisch und einer infektiös bedíngten Erhöhung der CRPKonzentrationen definitiv unterscheiden zu können.
Schlussfolgerung
Das C-reaktive Protein (CRP) stellt einen sensitiven Indikator für bakteriell
bedingte Mastitiden dar.
Dies trifft auch für subklinische chronische Mastitiden zu.
Literatur:
1. Hill A.W. : Mobilization of neutrophils and defense of the bovine mammary gland. Flem Vet J. 1991; 439 - 457
2. Veterinary Immunology. An Introduction, 2009, Ian R. Tizard, W.B. Saunders Company, Philadelphia.
3. Pepys MB. C-reactive Protein in: Roitt IM, Delves PJ (Hrsg.) Encyclopedia of Immunology. Academic Press, London, 1992
4. Murphy K, Travers P, Walport M. Janeway Immunologie, 2009, Spektrum akademischer Verlag Stuttgart.
5. Schrödl, W, Krüger, M, Hien, TT, Füldner, M, Kunze, R. Das C-reaktive Protein als ein neuer Parameter bei Mastitis. Tierärztl Prax 1995; 23:337-41.