Untersuchungen im Zooglogisch-Botanischen Garten Wilhelma

und Paratuberkuloseerkrankungen in zoologischen Gärten die potenzielle MAP Präsenz im Zoologisch-Botanischen Garten Wilhelma in Stuttgart mittels serologischer und molekularbiologischer Analysen zu untersuchen. Die Auswahl der Untersuchungen auf MAP ist abhängig von den zur Verfügung stehenden Ressourcen, den zu untersuchenden Tierarten sowie der medizinischen Vorgeschichte im Tierbestand. Weitere Punkte, die ebenfalls bedacht werden sollten, sind die Invasivität der Probennahme und deren Integration in die tiermedizinische Bestandsbetreuung.

Um einen generellen Überblick über ein potenzielles MAP Vorkommen zu erhalten, wurden daher in der vorliegenden Arbeit eingelagerte Serumproben für die geplanten Untersuchungen zur Verfügung gestellt. Um eine möglichst große Anzahl von Tieren untersuchen zu können, wurden Sammelkotproben und Umgebungsproben der jeweiligen Tierarten für molekularbiologische Untersuchungen gesammelt. Aufgrund negativer Ergebnisse in den RPA- und PCR-Untersuchungen auf MAP flossen Untersuchungen zum Vorkommen von weiteren Mykobakterien des MAC ebenfalls in diese Arbeit mit ein.

Serumproben von verschiedenen Säugetierspezies wurden mit einem indirekten ELISA auf das Vorhandensein von Antikörpern gegen MAC untersucht. Die retrospektiven serologischen Untersuchungen ergaben 28 positive und zwei verdächtige Proben bei Tierarten verschiedener taxonomischer Familien, was das Vorhandensein einer Seroprävalenz und damit eine Exposition der Zootierpopulation mit Mykobakterien bestätigte. Spezifischere serologische Untersuchungen auf MAP Antikörper ergaben nur in einem Fall bei einer weiblichen Netzgiraffe (Giraffa camelopardalis reticulata) ein positives Ergebnis. Auch hier sei nochmals darauf hingewiesen, dass, auch wenn beide Test bereits bei Wild- beziehungsweise Zootieren eingesetzt wurden (VANSNICK et al. 2005; MATOS et al. 2015), serologische Test nicht für eine Verwendung bei den in zoologischen Gärten gehaltenen Paarhufern validiert sind und die Interpretation von Ergebnissen daher mit Vorsicht erfolgen sollte.

In die molekularbiologischen Untersuchungen wurden Proben von 22 verschiedenen Paarhufer-Spezies, 18 Primatenarten, Klippschliefern (Procavia capensis) und Schabrackentapiren (Tapirus indicus) aufgenommen. Weiterhin wurden Sektionsproben von 30 verstorbenen beziehungsweise euthanasierten Zootieren untersucht. Untersucht wurden die Proben unter Verwendung der Rekombinase-Polymerase Amplifikationstechnik in einem vor Ort im zoologischen Garten angewendeten Kofferlabor sowie in einer real-time PCR zur Detektion der MAP-spezifischen Insertionssequenz IS900 im Labor der Abteilung für Mikrobiologie und Tierhygiene der Georg-August-Universität Göttingen. Untersuchungen der Proben in einer real-time PCR zur Detektion von pan-mykobakterieller 16S-rRNA ergaben eine hohe Prävalenz in allen Probenkategorien. Während MAA in keiner der Proben unter Verwendung einer multiplex real-time PCR (IS901 und IS1245) nachgewiesen werden konnte, wurde MAH aus Umgebungsproben von den Anlagen zweier Primatenspezies (Schwarzer Haubenlangur (Trachypithecus auratus auratus) und Bonobo (Pan paniscus)) isoliert.

MAP konnte in den umfassenden Untersuchungen weder aus Sammelkotproben noch aus Umgebungsproben der jeweiligen Tieranlagen nachgewiesen werden. Negative RPA-Ergebnisse in dieser Studie wurden durch negative Ergebnisse in der MAP-spezifischen real-time PCR bestätigt. Auf Grundlage dieser Ergebnisse und der angewandten Probenentnahmestrategie kann das Vorkommen eines hoch-ausscheidenden Tieres und einer MAP-kontaminierten Umgebung im Zoologisch-Botanischen Garten Wilhelma zum Zeitpunkt der Untersuchungen als unwahrscheinlich angesehen werden. Die negativen Ergebnisse können durch die regelmäßige Reinigung der Innen- und Außenanlagen erklärt werden, was zu einer pathogenarmen Umgebung und einem verringerten Infektionsdruck im Zoo führt. Die Integration von Umgebungsproben sollte auch in Zukunft Bestandteil der Untersuchungen im Rahmen von Überwachungsprogrammen sein.

Der Aufbau des mobilen Kofferlabors ermöglicht eine schnelle, hochspezifische und empfindliche Diagnose von MAP direkt vor Ort (HANSEN et al. 2016; HANSEN et al.

2019). Der unkomplizierte Aufbau kann leicht in bestehende Überwachungsprotokolle integriert werden und bei Maßnahmen zur Vorbeugung und Bekämpfung von Krankheiten zum Einsatz kommen. Weitere Untersuchungen sollten die Verwendung und Implementierung von Point-of-need Diagnosesystemen für den schnellen Nachweis von MAP und anderen wichtigen Krankheitserregern in zoologischen Gärten in Betracht ziehen. Teilweise finden solche Diagnosesysteme bereits Verwendung. Für den Nachweis von Immunglobulin M (IgM) und IgG Antikörpern gegen M. tuberculosis und M. bovis bei Elefanten, Nashörnern und Tapiren wird beispielsweise ein immunochromatographischer lateral-flow Schnelltest bereits eingesetzt (LÉCU u.

BALL 2011).

MAP-negative Testergebnisse schließen das Vorhandensein des Erregers im Bestand nicht aus. Einerseits kann die intermittierende Ausscheidung von MAP in Clustern zu negativen Ergebnissen führen. Andererseits werden Tiere, welche sich in der subklinischen Phase der Erkrankung befinden und keine oder nur sehr wenige Erreger ausscheiden, durch die Untersuchungen nicht zuverlässig nachgewiesen.

Durch diese Einschränkungen wird eine kontinuierliche Beprobung des Tierbestandes zur Überwachung eines möglichen Infektionsgeschehens notwendig (WHITTINGTON et al. 2017). Hierbei sollten die verschiedenen Probenkategorien zu unterschiedlichen Zeitenpunkten entnommen und untersucht werden und immer die Krankengeschichte von einzelnen Individuen und der jeweiligen Herde mit einbezogen werden. Positive Ergebnisse müssen dabei ebenfalls mit Vorsicht interpretiert werden. Kultur- oder PCR-positive Ergebnisse aus Untersuchungen von Kotproben der Tiere geben, ähnlich wie positive Ergebnisse aus Umgebungsproben, nur einen Hinweis auf eine Exposition, bestätigen jedoch keine Infektion (WHITTINGTON et al. 2017). Wiederholt positive Testergebnisse erhöhen zwar die Wahrscheinlichkeit einer tatsächlichen Infektion, Bakterien können jedoch auch über kontaminiertes Futter und Wasser aufgenommen und ohne die Tiere zu infizieren wieder ausgeschieden werden. Dieses als „Passing Through“ beschriebene Phänomen sollte vor allem in Beständen in Betracht gezogen werden, in denen durch hoch-ausscheidende Tiere bereits eine Kontamination der Umgebung stattgefunden hat (FECTEAU et al. 2009).

Kulturelle Untersuchungen wurden in dieser Arbeit wegen langer Kultivierungszeiten bis zum endgültigen Resultat nicht durchgeführt. In begründeten Verdachtsfällen bei einzelnen Tieren aus zoologischen Gärten ist eine Kultivierung mit anschließender molekularbiologischer Identifizierung des Erregers jedoch angebracht.

Anhand der Ergebnisse der Untersuchungen auf das Vorkommen von mykobakterieller DNA und Mykobakterien des MAC lassen sich Rückschlüsse auf deren Vorkommen im zoologischen Garten und die resultierende Exposition des Tierbestandes ziehen. Positive Ergebnisse in diesen Untersuchungen können mit dem Vorhandensein von umweltassoziierten, atypischen mykobakteriellen Spezies erklärt werden. Diese Mykobakterien sind ubiquitär verbreitet und kommen sowohl in der Umwelt des Menschen (FALKINHAM 2009) als auch in der Umwelt von Tieren in zoologischen Gärten vor (SALCHOW 2018). Infektionen mit Mykobakterien des MAC konnten nicht festgestellt werden. Die potenzielle Pathogenität für Zootiere sollte jedoch in weiteren Untersuchungen berücksichtigt werden. Die Einbeziehung und Bestimmung dieser Mykobakterien sind wichtige Komponenten, um ihre Bedeutung für in zoologischen Gärten gehaltene Wildtiere besser zu verstehen.