Epidemiologie

Infektionen mit M. hyopneumoniae sind weltweit verbreitet (THACKER 2006) und treten in Deutschland mit endemischem Charakter auf (NATHUES u. GROSSE BEILAGE 2009). Sie sind regelmäßig assoziiert mit weiteren respiratorischen Erregern bakterieller und viraler Herkunft. Eine enge Korrelation von M. hyopneumoniae konnte insbesondere für Pasteurella (P.) multocida ermittelt werden (CIPRIAN et al. 1988; AMASS et al. 1994; ROSS 2006). Durch Infektionsversuche mit M. hyopneumoniae und P. multocida konnten mittels experimenteller Infektion mit beiden Erregern deutlich stärker ausgeprägte respiratorische Symptome und deutlich ausgeprägtere Lungenläsionen nachgewiesen werden, als bei experimenteller Inokulation jeweils nur einer der beiden Erreger (CIPRIAN et al. 1988; AMASS et al. 1994).

2.2.1 M. hyopneumoniae-Prävalenz bei Saug- und Absetzferkeln

Eine Untersuchung in verschiedenen Ländern innerhalb Europas (Belgien, Dänemark, Frankreich, Deutschland, Ungarn, Italien, Polen, Spanien und den Niederlanden) an Saugferkeln aus 52 Herden mit respiratorischen Erkrankungen bei Saug- und/oder Absetzferkeln zeigte, dass 68 % dieser selektierten Herden positiv für M. hyopneumoniae waren. Der Anteil positiver Herden war in Frankreich, den

Niederlanden, Italien und Deutschland am höchsten. Es wurden pro Land 6 (Deutschland 4) Herden und innerhalb der Herden jeweils 30 Nasentupfer von Ferkeln um den 21. Lebenstag mittels nested polymerase chain reaction (nested PCR)-Verfahren untersucht. Durchschnittlich wurde ein Anteil positiver Ferkel von 10,7 % ermittelt (VILLARREAL 2010). Weitere Untersuchungen zur Prävalenz von M. hyopneumoniae bei Ferkeln zum Zeitpunkt des Absetzens wurden von CALSAMIGLIA und PIJOAN (2000) sowie SIBILA et al. (2007a) durchgeführt. Als Probenmatrix dienten ebenfalls Nasentupfer, die mittels nested PCR untersucht wurden. Bei zwei aufeinanderfolgenden Untersuchungen von 130 bzw. 125 Ferkeln einer Herde mit respiratorischen Erkrankungen wurde M. hyopneumoniae in 7,7 % resp. 9,6 % der Nasentupfer nachgewiesen (CALSAMIGLIA u. PIJOAN 2000).

SIBILA et al. (2007a) untersuchten 507 Ferkel in der ersten Lebenswoche aus einer ebenfalls von respiratorischen Erkrankungen betroffenen Herde und ermittelten eine Prävalenz von 1,5 %. Zum Zeitpunkt des Absetzens stieg der Anteil positiver Ferkel auf 3,8 %. WOESTE (2011) konnte im Rahmen einer Untersuchung von je 20 Ferkeln aus 125 Beständen zum Zeitpunkt des Absetzens einen Anteil von 3,9 % M. hyopneumoniae-positiver Ferkel ermitteln. Der Nachweis erfolgte mittels multiplex realtime PCR an Nasentupfern. RUIZ und PIJOAN (2002) untersuchten innerhalb ihrer Studie zur Ausscheidung von M. hyopneumoniae in einer natürlich infizierten Herde 72 Ferkel mittels nested PCR an Nasentupfern. Dabei lagen die Nachweishäufigkeiten zum Zeitpunkt des Absetzens unter 15 %. VILLARREAL (2010) konnte mittels nested PCR-Verfahren an Lungenlavageproben am Ende der Aufzuchtphase im Flatdeck in 31 % einer vakzinierten Ferkelgruppe und 64 % einer Gruppe ungeimpfter Ferkel positive Nachweise erzielen. Die Vakzination der Ferkel wurde zum Zeitpunkt des Absetzens durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt wurden 14 % positive Nachweise in den gerade vakzinierten Ferkeln und 36 % in den ungeimpften Ferkeln erzielt. MOORKAMP (2007) untersuchte jeweils zehn klinisch auffällige Ferkel aus 50 Herden mit Atemwegserkrankungen mittels nested PCR an Bronchoalveoläre Lavage-Flüssigkeit (BALF). Trotz intensiver Vorselektion der Herden konnte lediglich ein prozentualer Anteil positiver Nachweise von 11,2 % ermittelt werden.

NATHUES et al. (2010) stellten im Rahmen einer retrospektiven Studie über die Untersuchung von 1122 Lungenproben von Saugferkeln und Absetzferkeln Prävalenzen von 2 % resp. 9,3 % fest.

2.2.2 Erregerübertragung und Tenazität

Verschiedene Studien (PIFFER u. ROSS 1984; KOBISCH et al. 1993) haben gezeigt, dass Schweine jeden Alters für M. hyopneumoniae empfänglich sind. Die Übertragung findet vorrangig durch den direkten Kontakt mit Sekreten des Respirationstraktes infizierter Schweine statt (THACKER 2006). Es sind sowohl vertikale als auch horizontale Übertragungswege bekannt. Drei Wege der direkten Erregerübertragung sind zu nennen:

1. Die Übertragung von der Sau auf ihre Ferkel,

2. die Übertragung zwischen Ferkeln derselben Bucht, insbesondere nach dem Zusammenführen von Ferkeln aus unterschiedlichen Würfen oder Buchten und

3. die Übertragung von älteren Tieren auf jüngere Tiere in kontinuierlichen Produktionssystemen (ROSS 1999; SIBILA et al. 2007a).

Bezüglich des vertikalen Übertragungsweges während der Säugezeit geht man von einigen wenigen infizierten Ferkeln pro Wurf aus, die als Initiatoren für die Ausbreitung der Infektion in späteren Produktionsstadien gelten (SIBILA et al. 2007a).

In diesem Zusammenhang spielt vermutlich das Ausmaß der Erregerausscheidung der Sauen eine besondere Rolle (GROSSE BEILAGE et al. 2009). Unter experimentellen Bedingungen konnte festgestellt werden, dass ein infiziertes Absetzferkel während der sechswöchigen Aufzucht im Flatdeck die Infektion auf durchschnittlich ein Ferkel aus einer Gruppe von sechs Kontakttieren überträgt (MEYNS et al. 2004). Im Gegensatz zu diesem Ergebnis konnten VILLARREAL et al.

(2010) in einem Feldversuch während einer sechswöchigen Aufzuchtphase eine durchschnittliche Infektionsrate (Rn) von 0,56 für Ferkel ermitteln. Die unterschiedlichen Ergebnisse können ihre Ursache in der Art der Infektion (experimentelle Infektion versus Feldinfektion), der Stammunterschiede, der Infektionsdosis, aber auch in den verschiedenen Haltungsbedingungen sowie im

Immunstatus der Tiere haben. Eine weitere Studie liefert ebenfalls Hinweise für eine Infektion von Ferkeln während der Säugezeit. M. hyopneumoniae-Infektionen bei Ferkeln zum Zeitpunkt des Absetzens korrelieren hier mit M. hyopneumoniae-typischen Veränderungen beim Lungencheck auf dem Schlachthof (FANO et al.

2007). Als Einflussfaktor auf das Risiko der vertikalen Übertragung von M. hyopneumoniae wird das Alter der Sau angesehen. Demnach übertragen Sauen, die sich im ersten oder zweiten Wurf befinden, den Erreger mit höherer Wahrscheinlichkeit auf ihre Ferkel als ältere Sauen (FANO et al. 2006).

CALSAMIGLIA und PIJOAN (2000) ermittelten in ihrer Studie zusätzlich ein höheres Übertragungsrisiko für Sauen, die den siebten oder spätere Würfe haben. Die Übertragung innerhalb einer Herde findet außer über direkten Kontakt mit infizierten Tieren indirekt durch belebte und unbelebte Vektoren und über die Luft statt. Das Vorkommen der Erregerübertragung mit der Luft wurde mehrfach berichtet (GOODWIN 1985; STÄRK et al. 1992; THOMSEN et al. 1992). Anhand einer Filtration der Stallluft (STÄRK et al. 1998) in Herden, die akute Krankheitssymptome zeigten, konnte mittels nested PCR-Verfahren M. hyopneumoniae in 80 % der Proben nachgewiesen werden. Bei infizierten Herden ohne akute klinische Symptome konnte der Erreger mit dieser Methode dagegen in keinem Fall nachgewiesen werden. Diese Beobachtung ist wahrscheinlich auf die Tatsache zurück zu führen, dass M. hyopneumoniae von erkrankten Tieren vermehrt ausgeschieden und durch den Husten verstärkt in die Umgebung abgegeben wird.

Anhand einer case/control Studie über mögliche Risikofaktoren für Reinfektionen von zuvor M. hyopneumoniae-freien Herden (STÄRK et al. 1992) wurde die Nähe zu M. hyopneumonie-infizierten Schweineherden sowie die Nähe zu Straßen, die von Schweinetransportern befahren werden, als einflussnehmende Faktoren identifiziert.

Das Risiko einer Übertragung ist dabei mit der Distanz zu M. hyopneumonie-infizierten Schweineherden negativ korreliert. GOODWIN (1985) schätzte die kritische Entfernung für die Luftübertragung von M. hyopneumoniae auf 3,2 km. In einer neueren Studie wurde eine Luftübertragung aus einer künstlich infizierten Herde über eine maximale Entfernung von 4,7 km nachgewiesen (DEE et al. 2009).

HEGE et al. (2002) konnten in 22,3 % mit M. hyopneumoniae reinfizierter Herden

eine aerogene Übertragung als wahrscheinlichste Ursache feststellen. Des Weiteren unterstützt diese Studie die Annahme, dass die Haupteintragsquelle im Zukauf infizierter aber klinisch unauffälliger Tiere liegt. In 43,4 % der Fälle wurde der Zulauf infizierter Tiere als Eintragsursache angesehen. MORRIS et al. (1994) ermittelten anhand serologischer Untersuchungen ein siebenmal größeres Risiko für die Übertragung der Infektion durch direkten als durch indirekten Kontakt.

Die Übertragung des Erregers zwischen Herden wird durch verschiedene topographische und klimatische Faktoren beeinflusst. Eine flache Landschaft, hohe relative Luftfeuchtigkeit, Wind, Temperaturschwankungen und ein bedeckter Himmel, der die zytotoxische UV-Strahlung limitiert, steigern das Risiko einer Übertragung ebenso wie die enge Nachbarschaft zu einer infizierten Herde (DONE 1996). Unter Feldbedingungen bleibt M. hyopneumoniae bis zu 48 Stunden infektiös. Der Erreger überlebt längere Zeit in Regenwasser bei kühleren Temperaturen. Ausbrüche der Enzootischen Pneumonie werden vermehrt im Herbst und Winter beobachtet (GOODWIN 1985). Eine Häufung von Reinfektionen von SPF-Herden wurde entsprechend in den Monaten November bis März beobachtet (STÄRK et al. 1992).

Durch die fehlende Zellwand ergibt sich eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Umweltfaktoren wie osmotischem Druck oder dem Vorhandensein von Detergenzien (MAES et al. 1996).

Aufgrund der mehrtägigen Überlebensfähigkeit von M. hyopneumoniae außerhalb des Tieres (GOODWIN 1985) besteht die Gefahr der Verschleppung durch Personen beziehungsweise Gegenstände. BATISTA et al. (2004) konnten allerdings zeigen, dass die üblichen Hygienemaßnahmen (Duschen und Wechseln der Kleidung) ausreichen, um eine Verschleppung des Erregers zu verhindern.

2.2.3 Erregerpersistenz und Verlauf der Infektion in Herden

Die Erregerpersistenz im Tier wurde in verschiedenen Studien untersucht. Aus Lungengewebe konnte M. hyopneumoniae bis 85 Tage post infectionem (p.i.) kulturell nachgewiesen werden (SØRENSEN et al. 1997). FANO et al. (2005) gelang ein Nachweis mittels nested PCR-Verfahren aus Bronchustupfern sogar bis 185 Tage p.i..

In der Regel erfolgt die Ausbreitung des Erregers innerhalb einer Tiergruppe recht langsam (KOBISCH 2000). Nach direktem Kontakt einer Gruppe mit infizierten Tieren konnte eine Übertragung des Erregers nach 28 Tagen mittels nested PCR in Nasentupfern festgestellt werden, nach frühestens 35 Tagen waren Antikörper im Serum nachweisbar. Ausgehend von der ersten positiven Serumreaktion dauerte die Serokonversion der gesamten Gruppe 28 Tage (FANO et al. 2005). PIETERS et al.

(2009) konnten nachweisen, dass die Infektion - nach experimenteller Inokulation des Erregers – über einen Zeitraum von mindestens 200 Tagen auf andere Tiere übertragen werden kann.

Nach ARTIUSHIN und MINION (1996) unterscheiden sich die verschiedenen M. hyopneumoniae-Stämme in ihrer Virulenz. An experimentell infizierten Tieren konnten virulente und weniger virulente M. hyopneumoniae-Stämme differenziert werden (VICCA et al. 2003; MEYNS et al. 2007). VICCA et al. (2003) konnten mittels Immunfluoreszenz eine deutlich höhere Errregerdichte in Lungen von Schweinen ermitteln, die mit einem hochvirulenten Stamm inokuliert wurden. Nach den Autoren liegt die Ursache dieses Ergebnisses in einer höheren Adhäsionskapazität oder in einem stärkeren Vermehrungspotential virulenterer Stämme. Letzteres konnten MEYNS et al. (2007) bestätigen. Des Weiteren zeigten sich schwerwiegendere Entzündungsprozesse nach Inokulation von hochvirulenten Stämmen.

In chronisch infizierten Herden kann häufig ein Anstieg der Antikörperkonzentration während der Mastphase beobachtet werden (SHELDRAKE et al. 1990; GROßE BEILAGE 2000; LEON et al. 2001). Diese Beobachtungen lassen darauf schließen, dass die Infektion zu Beginn der Mastperiode stattfindet, in einem Zeitraum, in dem die Antikörperkonzentrationen gegen M. hyopneumoniae besonders niedrig sind (LEON et al. 2001). In Herden mit kontinuierlicher Stallbelegung gelten die älteren Tiere als Infektionsquellen für die zugestallten, jüngeren Tiere während in Betrieben mit all in all out-Management die vertikale Übertragung vermutlich die größte Bedeutung hat (CALSAMIGLIA u. PIJOAN 1998).

2.2.4 Erregerausscheidung

Die Ausscheidung von M. hyopneumoniae erfolgt über die Atemluft und wird durch den für die Enzootische Pneumonie typischen Husten forciert. Bei intratrachealer Inokulation und anschließender Probenentnahme (Nasentupfer) in regelmäßigen Abständen konnte festgestellt werden, dass eine Ausscheidung des Erregers ab elf Tagen p.i. erfolgt, während sich klinische Symptome frühestens zwei Tage später zeigen (PIETERS et al. 2009). Im Gegensatz dazu konnten FANO et al. (2005) an erregerfreien Schweinen nach Exposition/Kontakt zu infizierten Tieren erst 28 Tage p.i. eine Erregerausscheidung nachweisen (siehe Kapitel 2.2.3). Die Ausscheidung des Erregers über die Nase erfolgt in Intervallen, demzufolge ist der Nachweis des Erregers in Nasentupfern infizierter Tiere mittels PCR im Verlauf einer Infektion lediglich diskontinuierlich möglich (CALSAMIGLIA et al. 1999). Bezüglich der Dauer der Erregerausscheidung wurden bisher nur wenige Studien durchgeführt. PIETERS et al. (2009) demonstrierten eine lang andauernde Ausscheidung infektionsfähiger Erreger an Jungsauen, die den Erreger noch 200 Tage nach experimenteller Infektion übertragen haben. RUIZ und PIJOAN (2002) untersuchten Ausscheidungsmuster von Absetzferkeln während der Aufzuchtphase. Nach dem Absetzen wurden von jedem Tier über einen Zeitraum von sieben Wochen mehrmals Nasentupfer entnommen und mittels nested PCR auf M. hyopneumoniae untersucht.

Für die meisten der 72 untersuchten Ferkel konnte eine Ausscheidung an einem der sieben Untersuchungszeitpunkte ermittelt werden. Die Anzahl der Ferkel, bei denen an mehr als einem Untersuchungszeitpunkt M. hyopneumoniae im Nasentupfer identifiziert werden konnten, wurde von den Autoren ohne nähere Angaben als gering bezeichnet.

2.2.5 Interaktion mit dem Immunsystem des Wirts und Einfluss auf den Verlauf der Infektion

Die Infektion mit M. hyopneumoniae induziert sowohl eine humorale als auch eine zelluläre Reaktion des Immunsystems (THACKER et al. 2000). Anhand von Infektionsstudien konnte demonstriert werden, dass als Reaktion auf eine Infektion mit M. hyopneumoniae verschiedenste, von Alveolarmakrophagen freigesetzte,

proinflammatorische Zytokine, wie Interleukin (IL) IL1, IL6, IL8, IL10, IL12 PGE2 sowie TNFα gebildet werden (ASAI et al. 1993; ASAI et al.

1994; THANAWONGNUWECH et al. 2004). Allgemein führt eine Infektion mit M. hyopneumonie zu einer mäßigen Stimulation porziner Lymphozyten (MESSIER u.

ROSS 1991).

Hinweise für die Entwicklung einer belastbaren Immunität nach erfolgter Infektion gibt ein Infektionsversuch (KOBISCH et al. 1993). Eine Boosterinfektion, 14 Wochen nach erstmaliger intratrachealer Inokulation von Erregermaterial, konnte keine klinischen Symptome induzieren, führte aber zum erneuten Anstieg der Konzentration von Antikörpern gegen M. hyopneumoniae. Die nachweislich hohe antigenische Variabilität (ARTIUSHIN u. MINION 1996) ermöglicht dem Erreger, sich dem Immunsystem des Wirtes zumindest teilweise zu entziehen. Welche Konsequenzen das für die Bekämpfung von M. hyopneumoniae im Feld hat, ist bisher nicht geklärt. VILLARREAL et al. (2009) konnten in ihrem Infektionsversuch eine deutliche Verstärkung der klinischen Symptome nach intratrachealer Inokulation eines hochvirulenten Stammes in Ferkel nachweisen, die allerdings bereits vier Wochen zuvor mit einem wenig virulenten Stamm infiziert wurden. Aufgrund dieser Ergebnisse schlussfolgern die Autoren, dass die Infektion mit einem wenig virulenten Stamm keinen Schutz vor der Infektion mit einem hochvirulenten Stamm induziert und die Doppelinfektion die Krankheitssymptome sogar verstärkt.

Eine Beeinflussung der Immunreaktion von Schweinen durch eine Infektion mit M. hyopneumoniae wurde mehrfach beschrieben (CARUSO u. ROSS 1990; ASAI et al. 1996; MAES et al. 1996). Eine Beeinträchtigung der Funktion von Alveolarmakrophagen M. hyopneumoniae-infizierter Tiere kann nach Infektion mit weiteren respiratorischen Erregern auftreten (CARUSO u. ROSS 1990). Eine Reduktion der Antikörperbildungs-Kapazität durch M. hyopneumoniae-Infektionen ist ebenfalls als mögliche Beeinträchtigung der humoralen Immunreaktion beschrieben.

Die zelluläre Immunantwort kann durch Inhibition von Makrophagen zusätzlich beeinträchtigt sein. Dieser Effekt ist insbesondere während der frühen Phase der Infektion zu beobachten, kann jedoch auch einige Wochen bestehen bleiben (MAES et al. 1996).

Ferkel können spezifische Immunglobuline gegen M. hyopneumoniae über das Kolostrum aufnehmen. Die mittlere Halbwertszeit maternaler Antikörper beträgt 15,8 Tage (MORRIS et al. 1994), wobei die Persistenz maternaler Antikörper positiv mit der initialen Konzentration korreliert ist. Nach MAES et al. (1996) beträgt sie 30 bis 63 Tage. GROSSE BEILAGE et al. (2005) konnten bei Ferkeln von Jungsauen in der ersten und vierten Lebenswoche deutlich niedrigere AK-Konzentrationen feststellen, als bei Ferkeln von Altsauen. BANDRICK et al. (2008) konnten eine Übertragung spezifischer T-Zellen via Kolostrum mittels der Testung auf eine Hypersensitivität vom Spättyp (verzögerte Hypersensitivität) sowie in vitro Lymphozyten-Proliferation in Ferkelblut und Kolostrum nachweisen.

LEON et al. (2001) weisen auf die kritische Phase für die Verbreitung des Erregers um den 70. Lebenstag hin, die mit einer, bis dahin, sehr geringen Konzentration maternaler Antikörper zusammenhängen könnte.