Übertragungswege

Als primäre Übertragungsroute von Adulten zu Neonaten gilt bei einer postnatalen Infektion der fäkal-orale Weg (FECTEAU u. WHITLOCK, 2010). Für neugeborene Kälber stellen mit Kot kontaminierte Euter und Zitzen des Muttertieres sowie eine MAP-verseuchte Abkalbeumgebung das größte Risiko dar (RIDEOUT et al., 2003).

Die infektiöse Dosis für ein Kalb liegt bei 50-1000 KBE, womit die Aufnahme weniger Milligramm Kot ausreichend für eine Infektion ist (FECTEAU u. WHITLOCK, 2010).

Neben der Übertragung vom Muttertier auf das Kalb besteht ebenfalls die Gefahr durch andere Muttertiere, beispielsweise bei mehrfach benutzten oder schlecht gereinigten Abkalbeboxen (BENEDICTUS et al., 2008). Selbst nichtinfizierte Muttertiere kontaminieren durch MAP-belastete Einstreu Euter und Zitzen und sind damit potentiell infektiös für ihre Kälber, die den Erreger mit dem Saugen in ihrer empfänglichsten Lebensphase aufnehmen.

Bei entwöhnten Tieren ist das größte Risiko die Ingestion von Futter oder Wasser, welches mit Kot infizierter Tiere kontaminiert ist (CAST, 2001). Durch das Vermögen von MAP, lange in seiner Umwelt zu persistieren, bleiben kontaminierte Oberflächen von Abkalbeboxen, Einstreu oder sogar Weiden lange Zeit infektiös (SWEENEY, 2011). Den Hauptfaktor für eine schnelle Verbreitung im gesamten Stallbereich stellt die Ausscheidung von MAP bereits ab der subklinischen Phase aufgrund der langen Inkubationszeit dar (BENEDICTUS et al., 2008). Eine Verschmutzung von Silo, Frontlader, Fütterungsutensilien und anderem Equipment sowie Schuhen und

Kleidung beschleunigt die Verbreitung des Erregers in einem Bestand zusätzlich (SWEENEY, 1996).

Eine horizontale Übertragung von Kalb zu Kalb konnte ebenfalls nachgewiesen werden (VAN ROERMUND et al., 2007). Zum Zeitpunkt größten Infektionsdrucks scheiden selbst Kälber aktiv MAP mit dem Kot aus und stellen damit ein potentielles Überträgerrisiko dar. Diese massive Erregerausscheidung ab einem Alter von drei Monaten ist besonders tückisch, da die infizierten Kälber zu diesem Zeitpunkt meist mit gleichaltrigen nichtinfizierten Tieren zusammengehalten werden (PAVLAS, 2005).

Eine Übertragung wird aufgrund der altersabhängigen Resistenz ab einem Alter von zwölf Monaten unwahrscheinlicher und größere Infektionsdosen sind notwendig (SWEENEY, 1996, 2011). Trotzdem konnte diese Möglichkeit in Infektionsversuchen nachgewiesen werden und ist nicht zu vernachlässigen (WINDSOR u.

WHITTINGTON, 2010). Die fäkal-orale Übertragungsroute kommt auch beim Schaf und der Ziege am häufigsten vor (BEGG u. WHITTINGTON, 2010; DJØNNE, 2010).

Neben dem Kot stellt der in Kolostrum und Milch exkretierte Erreger eine Infektionsgefahr für Kälber dar. Durch die Präsenz des Bakteriums in Milch und Kolostrum führt bei Kälbern eine ausreichend große ingestierte Menge zur Infektion (CLARKE, 1997). Besonders die hohe Milchmenge, die Saugkälber mit der Zeit aufnehmen, könnte zu einem erheblichen Anteil der Infektionen in dieser Altersstufe führen (MANNING u. COLLINS, 2001). Die Verwendung von gepooltem Kolostrum oder das Tränken von Überschussmilch erhöht die Verbreitung des Infektionserregers unter Kälbern im empfänglichsten Stadium ihres Lebens (STEVENSON, 2006). In den USA verfüttern 87,2 % der milchproduzierenden Farmen ihre überschüssige Milch an deren Milchkälber, was die Gängigkeit dieser Praxis zeigt (FECTEAU u. WHITLOCK, 2010). Selbst das Pasteurisieren des Kolostrums oder der Milch ist kein sicheres Verfahren, um MAP vollständig zu zerstören. Viele Studien konnten belegen, dass der Erreger den Pasteurisierungsvorgang sowohl bei der High Temperature Short Time- (HTST-) als auch im Rahmen der Standard-Methode in Milch überlebt (CHIODINI u. HERMON-TAYLOR, 1993; GRANT et al., 1996; SPAHR u. SCHAFROTH, 2001).

Selbst bei der im Handel erhältlichen Milch konnten in den USA, Kanada, Großbritannien und Tschechien vermehrungsfähige Keime nachgewiesen werden (AYELE et al., 2005; ELLINGSON et al., 2005). Aufgrund der deutlichen Reduzierung des Erregergehaltes führt ein Pasteurisierungsvorgang der Milch für Saugkälber trotzdem zu einem niedrigeren Infektionsrisiko. Der Gehalt an Immunglobulin G (IgG) verringert sich zwar ebenfalls, jedoch nicht in einem Maße, welches sich negativ auf den passiven Transfer der allgemeinen Immunität auswirken würde (MEYLAN et al., 1996). Eine Übertragung von MAP auf Saugkälber ist trotz Einhaltung einwandfreier Hygienerichtlinien möglich (MANNING u. COLLINS, 2010 a). Die Kontamination von Milch mit Kotmaterial erhöht zusätzlich das Risiko einer Infektion für ein Kalb.

Der Fund von MAP in Schaf- und Ziegenmilch deutet auch bei diesen Spezies auf einen möglichen Übertragungsweg hin (DJØNNE, 2010; GRANT, 2010). Die Isolation des Keims in der Milch von Kaninchen lässt ebenfalls den Rückschluss auf eine pseudovertikale Übertragung zu (JUDGE et al., 2006).

Die potentiellen postnatalen Übertragungswege einer Paratuberkulose-Infektion sind in der folgenden Abbildung 1 grafisch dargestellt.

Abbildung 1: Übertragungswege der Paratuberkulose bei einer postnatalen Infektion, Quelle: eigene Darstellung

Neben der postnatalen Übertragung ist auch eine pränatale Infektion bewiesen. MAP kann die Plazentaschranke überwinden und so zu einer kongenitalen Infektion beim Kalb führen (STEVENSON, 2006). Eine Infektion des Fetus kann prinzipiell in jedem Trächtigkeitsstadium erfolgen, jedoch erst ab dem 60. Tag, da die Plazenta vor dieser Zeit für den Transfer von MAP nicht durchgängig ist (GLAWISCHNIG et al., 2004; WHITTINGTON u. WINDSOR, 2009). Eine in utero-Infektion kann bei subklinisch und klinisch erkrankten Muttertieren stattfinden, wobei die Häufigkeit mit dem Grad der Erkrankung steigt und am höchsten ist, wenn sich die Kuh im finalen Stadium befindet (MANNING u. COLLINS, 2001). Das Risiko einer intrauterinen Infektion der Feten subklinisch erkrankter Muttertiere liegt bei 9 %. Bei klinisch erkrankten Kühen infizieren sich sogar 39 % der Nachkommen bereits im Mutterleib (WINDSOR u. WHITTINGTON, 2010). SWEENEY (1996) gibt das Risiko prinzipiell

Überträger Ausscheider Übertragungswege Infektion

Muttertier

ähnlich an, wenn auch in etwas geringerer Ausprägung. Nach seinen Untersuchungen waren Kulturen bei 8,6 % der Feten asymptomatischer, aber infizierter Muttertiere positiv und bei 20-40 % der Feten von Tieren mit Krankheitssymptomen. Diese Werte können aber durch folgende Faktoren beeinflusst werden: eine iatrogene Kontamination der fetalen Proben mit maternalem Kot und die Kultur- sowie die Identifikationsmethode (WHITTINGTON u. WINDSOR, 2009). Bei asymptomatischen heavy shedder-Tieren liegt die Wahrscheinlichkeit einer intrauterinen Infektion sogar bei 19 % (SWEENEY, 2011). Es wird angenommen, dass in utero infizierte Kälber einen ähnlichen Krankheitsverlauf haben wie Tiere, die sich post partum oral infizieren (SWEENEY, 2011). Kälber seropositiver Mütter werden insgesamt 6,6 mal wahrscheinlicher seropositiv als Kälber nicht infizierter Tiere (FECTEAU u. WHITLOCK, 2010).

Intrauterine Infektionen sind ebenfalls bei Ziegen beschrieben worden (DJØNNE, 2010). Bei Kaninchen legen die Nachweise von MAP in Plazenta und Fetus ebenfalls eine vertikale Übertragung nahe (JUDGE et al., 2006).

Da MAP den Embryos infizierter Spendertiere anhaftet, die für einen Transfer entnommen werden, ist diese Methode eine potentielle Infektionsquelle für Rezipient und Nachkomme. MAP überlebt außerdem eine Prozedur der antibiotischen Behandlung und des Einfrierens, was zusammen ähnlich der Aufbereitung eines Embryos zum Transfer ist (LARSEN u. KOPECKY, 1970). Jedoch kommt es selten zu einer Infektion des Fetus, wenn der Embryo ursprünglich aus einer infizierten Kuh stammt, auch wenn dies theoretisch möglich wäre (SWEENEY, 1996). Ebenso gilt die Implantation eines Embryos von infizierten Spendern als sicher für die Empfängertiere. Über so eine Art der Übertragung von MAP wurde noch nicht berichtet, auch wenn es ein potentielles Risiko für eine Infektion gibt (CAST, 2001).

Die Benutzung eines infizierten Empfängertieres resultiert jedoch weitaus häufiger in einer fetalen Infektion via transplazentarer Übertragung (SWEENEY, 1996). Den Nachweis konnten MANNING et al. (2003) liefern. In einem ihrer Versuche verwendeten sie einen Embryorezipienten, der vor dem Transfer serologisch mittels ELISA und per Kotkultur negativ getestet wurde, jedoch während der Trächtigkeit positive Resultate zeigte. Dieses Transferkalb konnte im Alter von zwei Jahren

positiv auf Paratuberkulose getestet werden, wobei aufgrund strikter Hygienemaßnahmen und Kontrollen andere postnatale Infektionsquellen auszuschließen waren.

Da in akzessorischen Geschlechtsdrüsen und Samen von Bullen bereits der Erreger der Paratuberkulose nachgewiesen werden konnte, wäre eine Infektion einer Kuh durch die Inokulation von infiziertem Sperma eine theoretische Übertragungsquelle (SWEENEY, 1996). Jedoch konnten keine Studien oder Fallberichte den Beweis einer solchen Infektion durch Natursprung auf eine Kuh oder Erregerübertragung auf den Fetus durch kontaminierten Samen liefern und die Wahrscheinlichkeit wird als äußerst gering eingeschätzt (MANNING u. COLLINS, 2001). Der Eintrag kontaminierten Kots durch den infizierten Bullen in den Stall stellt hierbei ein deutlich größeres Risiko dar. Auch der Umstand, dass MAP das kommerzielle Aufbereiten von Samen zur künstlichen Befruchtung überlebt, gibt diesen Weg zwar als potentielle Infektionsquelle an, lässt ihn aber nicht wahrscheinlicher werden (CHIODINI et al., 1984). Um sicherzugehen werden Zuchtbullen zur Gewinnung von Samen für die künstliche Befruchtung zweimal jährlich auf Paratuberkulose getestet und müssen negativ sein, um das Risiko vollends gering zu halten (FECTEAU u.

WHITLOCK, 2010).

Die Abbildung 2 zeigt im Folgenden die möglichen pränatalen Infektionswege der Paratuberkulose.

Abbildung 2: Übertragungswege der Paratuberkulose bei einer pränatalen Infektion, Quelle: eigene Darstellung

Experimentell konnte eine Infektion bei Wiederkäuern durch eine intratracheale Inokulation hervorgerufen werden (CLARKE, 1997), womit die Inhalation eines erregerhaltigen Aerosols eine mögliche Übertragungsroute darstellt (ROWE u.

GRANT, 2006). Aufgrund der lipidreichen Zellwände von MAP wird dem Bakterium ein hydrophober Charakter verliehen, der dazu beiträgt, aerolisiert an der Luft-Wassergrenze aufzusteigen (ROWE u. GRANT, 2006). So ein Aerosol kann weite Distanzen mit dem Wind zurücklegen und durch weidende Tiere aufgenommen werden. Bei einer Infektion auf diesem Weg würde der Entstehungsort einer Infektion der Respirationstrakt sein. Bei experimentellen Infektionen kam es einerseits zu einem veränderten Infektionsverlauf und andererseits erst später zu Läsionen im Darm (CORNER et al., 2004; BEGG u. WHITTINGTON, 2010). Rinder sind der Übertragung durch Inhalation von überlebensfähigen MAP durch Aerosole,

Plazenta

Überträger Ausscheider Übertragungswege Infektion

Bulle

Tröpfchen oder Staubpartikel ausgesetzt, auch wenn bislang die Bedeutung am Infektionsgeschehen unbekannt ist (CORNER et al., 2004).

Zurzeit gibt es keine Studien oder Fallberichte über die Möglichkeit einer Übertragung des Organismus durch tierärztliche Tätigkeiten wie einer rektalen Untersuchung (SWEENEY, 1996). Die Möglichkeit einer Ersteinschleppung durch Fahrzeug, Kleidung oder weiteres Equipment ist jedoch durch Tierarzt, Besamer, Klauenschneider oder andere betriebsfremde Personen gegeben.

Der häufigste Erregereintrag in eine Paratuberkulose-freie Herde ist aber der Zukauf eines serologisch wie kulturell negativ getesteten Tieres, was trotzdem bereits subklinisch infiziert ist und als Carrier dient (SWEENEY, 1996; FECTEAU u.

WHITLOCK, 2010). Durch die lange Infektionsperiode sind zuerst keinerlei klinische Symptome und nur intermittierend Erregerausscheidungen nachweisbar, jedoch kann es besonders durch den Stress der veränderten Lebensbedingungen zu einem Ausbruch der Erkrankung mit einer verstärkten Exkretion des Erregers kommen (FECTEAU u. WHITLOCK, 2010).

Eine Übertragung zwischen unterschiedlichen Herden ist auch durch Zaunkontakt bei benachbarten Grasflächen sowie Abflüssen von Weide zu Weide möglich (CAST, 2001). Das Teilen von Zuchtbullen ist eine gängige Praxis unter benachbarten Landwirten, wobei das Bewegen eines potentiell infizierten Tieres zwischen den Herden für einen möglichen Ersteintrag der Infektion sorgen könnte (SWEENEY, 1996). Die gemeinsame Nutzung von Weidefläche durch unterschiedliche Herden könnte für eine Neuinfektion verantwortlich sein (DJØNNE, 2010). Der Erreger kann sich zwar nicht in der Umwelt vermehren, bleibt jedoch für eine sehr lange Zeit überlebensfähig. Vor allem günstige Umweltbedingungen wie Schatten oder Feuchtigkeit sorgen für eine Persistenz in Boden oder Kot für bis zu elf Monate (CHIODINI u. VAN KRUNINGEN, 1983). Solche Bedingungen findet man nahezu auf jeder Weidefläche unter Baumgruppen oder Unterständen vor (LARSEN et al., 1956). Da auch Temperaturen unter dem Gefrierpunkt der Vermehrungsfähigkeit von MAP nichts anhaben können, ist sogar eine Infektion empfänglicher Tiere trotz Winterpause in der folgenden Frühlingsbeweidung möglich (CHIODINI u. VAN KRUNINGEN, 1983).

Das Aufbringen MAP-kontaminierter Gülle auf Felder oder Grünland als Dünger schafft durch das Persistieren des Erregers bis zum nächsten Schnitt oder bis zur Ernte optimale Bedingungen zur weiteren Verbreitung innerhalb eines Bestandes und in der Umwelt.

Auch Wasser stellt ein signifikantes Reservoir für lebende MAP-Bakterien dar (WHITTINGTON et al., 2005). Eine Überlebenszeit von mindestens 17 Monaten in Leitungswasser konnte nachgewiesen werden, wobei es keine Rolle spielte, ob der pH-Wert leicht sauer oder basisch war (LARSEN et al., 1956). Damit stellen mehrfach genutzte Trinkversorgungen auf Weiden eine Infektionsquelle dar. In den USA konnte MAP sogar direkt aus dem Trinkwasser isoliert werden, was ein Überleben des Reinigungsprozesses voraussetzt und somit einen weiteren Übertragungsweg für empfängliche Tiere ermöglicht (GRANT, 2010).

Eine Übertragung zwischen unterschiedlichen Spezies konnte bereits mehrfach bewiesen werden. Trotz der Stammesunterschiede von MAP zwischen Schafen und Rindern (Typ I bei Schafen und Typ II bei Rindern, s. 2.3.2) konnten Übertragungen experimentell bewiesen werden (RIDEOUT et al., 2003).

Nutztiere gelten als Quelle für die Verbreitung der Paratuberkulose unter Wildtieren, wobei endemisches Vorkommen in deren Populationen das Risiko für eine Rückübertragung auf domestizierte Tiere steigert. Das relativ enge Wirtsspektrum von Typ I bedeutet für Schafe, dass das größte Risiko einer Übertragung durch andere Schafe bedingt wird. Das relativ große Wirtsspektrum von Typ II, der hauptsächlich bei Rindern vorkommt, deutet auf ein größeres potentielles Übertragungsrisiko durch andere Spezies hin (RIDEOUT et al., 2003). MAP-Stämme, die bei Nichtwiederkäuern gefunden wurden, gehörten hauptsächlich dem Typ II an (HUTCHINGS et al., 2010). Gerade Wildwiederkäuer wie Hirsche sind empfänglich für das Bakterium, scheiden den Erreger mit dem Kot aus und können durch die unkontrollierbare gemeinsame Benutzung von Weideflächen als sylvatisches Reservoir für Rinder angesehen werden (SWEENEY, 1996). Natürliche Infektionen mit MAP sind in einem großen Spektrum freilebender Wildtiere nachgewiesen (BEARD et al., 2001 a; s. 2.4.1.), wobei sich der Erreger sogar in einigen dieser Wirte repliziert und auch ausgeschieden wird (GREIG et al., 1997). Spezies wie

Wildwiederkäuer, Kaninchen, Waschbär, Gürteltier, Wildkatze oder Opossum, die den Erreger mit dem Kot ausscheiden, sind eine besondere Gefährdung für nichtinfizierte Herden (CORN et al., 2005). Kaninchen stellen jedoch das größte interspezielle Übertragungsrisiko dar, was durch die hohe Prävalenz beispielsweise von bis zu 63 % in Schottland und die hohe Ausscheidungsrate von maximal 10⁶ KBE/g Kot bedingt ist (JUDGE et al., 2006). Bereits ein Gramm Kaninchenkot, der auf Weiden oder mit Heu bzw. Silage von einem empfänglichen Rind aufgenommen wird, könnte zu einer Infektion des Einzeltieres oder sogar zur Einschleppung in einen bislang befundnegativen Betrieb führen (DANIELS et al., 2003). Da selbst im Kaninchenurin MAP nachgewiesen wurde, stellt dies einen weiteren Erregereintrag in Futtermittel oder Wasserquellen von Rindern dar (DANIELS et al., 2003).

Insgesamt kann aber über den Eintrag von MAP in die Umwelt gesagt werden, dass die Kontamination der Umgebung eines Betriebes durch die Wildtiere weitaus geringer ist als durch das Volumen des MAP-verseuchten Mists bzw. der Gülle einer infizierten Nutztierherde (CORN et al., 2005).

Einen weiteren theoretischen Übertragungsweg stellen Parasiten als Vektoren dar.

MAP konnte in den Larvenkörpern von Haemonchus contortus, Ostertagia circumcinta oder Trichostrongylus colubriformis in Schafkot nachgewiesen werden, was eine Möglichkeit zur Übertragung des Erregers ist (LLOYD et al., 2001; ROWE u. GRANT, 2006). Ebenso konnte der Keim bei Fliegen (Brachycera) der Familien der Dungfliegen (Scathophagidae) auf Weiden und Schmeißfliegen (Calliphoridae) in Schlachthäusern isoliert werden, was sogar zu Übertragungen zwischen Betrieben führen könnte (FISCHER et al., 2001). Die aufgenommenen Bakterien gelangen aufgrund ihrer Zellwandstruktur unbeschadet durch den Verdauungstrakt von Fliegen sowie weiteren Insekten wie zum Beispiel Schaben und so erneut mit deren Kot in die Umwelt (ROWE u. GRANT, 2006). MAP wurde aus dem Kot und den Körpern von Regenwürmern sogar noch zwei Tage nach dem letzten Kontakt mit dem Erreger isoliert (FISCHER et al., 2003). Diese Tiere könnten ebenfalls als Vektoren dienen.

Bei allen verschiedenen genannten Übertragungsmöglichkeiten sind Infektionen von Nutztieren mit Paratuberkulose durch die Erregerausscheidung mit Kot und Milch oder bereits intrauterin als die primären Wege anzusehen.

2.5 Erkrankungsbild