Untersuchung der Wirksamkeit von Tulathromycin bei der Behandlung von Lungenabszessen bei Fohlen
INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung des Grades einer
Doktorin der Veterinärmedizin (Dr. med. vet.)
durch die Tierärztliche Hochschule Hannover
Vorgelegt von Regina Kerth aus Bad Dürkheim
Hannover 2005
Wissenschaftliche Betreuung: Prof. Dr. E. Klug
1. Gutachter: Prof. Dr. E. Klug
2. Gutachter: Prof. Dr. K. H. Böhm
Tag der mündlichen Prüfung: 23. 11. 2005
Meinen Eltern
1. Einleitung... S. 13 2. Literaturübersicht ... S. 15 2.1 Abszedierende Pneumonien bei Fohlen: Erreger... S. 15 2.2 Rhodococcus equi... S. 16 2.2.1 Geschichte und Taxonomie... S. 16 2.2.2 Vorkommen von Rhodococcus equi... S. 17 2.2.3 Kulturelle und biochemische Eigenschaften von Rhodococcus equi... S. 18 2.2.4 Übertragung und Pathogenese ... S. 19 2.2.5 Klinisches Bild ... S. 22 2.2.5.1 Pulmonale Form... S. 22 2.2.5.2 Extrapulmonale Form... S. 23 2.2.6 Pathologie ... S. 24 2.2.7 Diagnostik ... S. 26 2..2.8 Sonographische Untersuchung der Lunge bei Fohlen ... S. 28 2.2.9 Abwehr und Prophylaxe ... S. 30 2.3 Therapie von Lungenabszessen bei Fohlen... S. 33 2.3.1 Allgemeine Grundlagen der Behandlung von Lungenabszessen... S. 33 2.3.2 Antibiotika bei der Behadlung von Lungenabszessen bei Fohlen ... S. 33 2.3.3 Rifampicin ... S. 36 2.3.4 Eigenschaften der Makrolid-Antibiotika ... S. 39 2.3.5 Erythromycin ... S. 41 2.3.6 Azithromycin... S. 43 2.3.7 Tulathromycin... S. 46 2.3.8 Palliative Therapiemaßnahmen... S. 48
3.1 Patienten ... S. 50 3.1.1 Allgemeine Haltungsbedingungen der Fohlen... S. 50 3.1.2 Haltung der Stuten in der peripartalen Phase ... S. 51 3.1.3 Geburt, Haltung und Betreuung der Fohlen in der peripartalen Phase ... S. 51 3.1.4 Haltung erkrankter Fohlen... S. 53 3.1.5 Impfung und Entwurmung der Fohlen ... S. 53 3.1.6 Bedingungen der Aufnahme von Fohlen in die Studie ... S. 54 3.2 Methode ... S. 54 3.2.1 Wöchentliche Untersuchung der Fohlen ... S. 54 3.2.2 Klinische Untersuchungen... S. 55 3.2.3 Bestimmung der Leukozytenzahl im Blut ... S. 56 3.2.3 Aufteilung der Fohlen in die Gruppen... S. 57 3.2.4 Sonographische Untersuchung der Lunge ... S. 58 3.2.5 Gewichtsbestimmung... S. 59 3.2.6 Therapie mit Tulathromycin (Gruppe 1)... S. 59 3.2.7 Therapie mit Azithromycin/Rifampicin (Gruppe 2)... S. 60 3.2.8 Therapieumstellungen... S. 61 3.2.9 Kriterien für die Beendigung der Therapie... S. 61 3.2.10 Statistische Auswertung ... S. 62 3.2.11 Wirtschaftliche Bewertung beider Therapie-Protokolle... S. 63 4. Ergebnisse... S. 64 4.1 Befunde bei Diagnosestellung ... S. 64 4.1.1 Erkrankungsalter ... S. 64 4.1.2 Klinische Untersuchung und Anzahl der Blutleukozyten ... S. 65 4.1.3 Anzahl der Lungenabszesse...S. 67
4.2 Entwicklung der klinischen und sonographischen Befunde
unter Therapie... S. 70 4.2.1 Abgänge und Therapieumstellungen ... S. 70 4.2.2 Verlauf der Leukozytenzahl im Blut und des klinischen Scores ... S. 72 4.2.3 Verlauf der Anzahl der Lungenabszesse unter Therapie ... S. 74 4.2.4 Verlauf des Abszess-Scores unter Therapie ... S. 75 4.2.5 Behandlungsdauer ... S. 77 4.3 Rezidive nach Beendung der Therapie mit Bezug zur Therapiedauer .... S. 78 4.4 Nebenwirkungen ... S. 79 4.5 Ergebnisse des wirtschaftlichen Vergleiches ... S. 80 5. Diskussion ... S. 82 5.1 Eigene Untersuchungen... S. 82 5.2 Ätiologie von Lungenabszessen bei Fohlen ... S. 84 5.3 Patienten und Aufnahmekriterien ... S. 85 5.4 Diagnostik ... S. 86 5.5 Therapie-Protokolle... S. 88 5.6 Therapieumstellungen... S. 90 5.7 Ergebnisse ... S. 91 5.7.1 Verlaufskontrolle und Beendigung der Therapie ... S. 91 5.7.2 Rezidive und Behandlungsdauer ... S. 93 5.7.3 Nebenwirkungen ... S. 95 5.8 Wirtschaftliche Bewertung der Therapie-Protokolle...S. 97 5.9 Schlussfolgerung...S. 98 6. Zusammenfassung ... S. 99 7. Summary... S. 101 8. Literaturverzeichnis ... S. 103
9.1 Tabellen im Anhang ... S. 134 9.2 Abbildungen im Anhang ... S. 141 9.3 Verzeichnis der Tabellen... S. 142 9.4 Verzeichnis der Abbildungen... S. 145
< kleiner als
> größer als
≤ kleiner gleich
% Prozent
°C Grad Celsius
Abb. Abbildung
A/R Azithromycin/Rifampicin
bzw. beziehungsweise
ca. circa
cm Zentimeter
DNA Desoxyribonukleinsäure EDTA Äthylendiamintetraessigsäure EHV Equines Herpes-Virus
ELISA Enzyme-linked immunosorbent assay
€ Euro
ggr. geringradig
g/l Gramm pro Liter IFN-γ Interferon γ
IgG Immunglobulin G
i.m. intramuskulär
i.v. intravenös
kDa KiloDalton
kg Kilogramm
KGW Körpergewicht
Lnn. Lymphonodi
m Meter
µg/ml Mikrogramm pro Milliliter
MLS-Gruppe Makrolide-Lincosamide-Spectrogramin-Gruppe
µl Mikroliter
µm Mikrometer
mg/kg Milligramm pro Kilogramm mg/l Milligramm pro Liter
MHK Minimale Hemmstoffkonzentration
MHK50 Minimale Hemmstoffkonzentration, bei der 50% der untersuchten Isolate abgetötet werden
MHK90 Minimale Hemmstoffkonzentration, bei der 90% der untersuchten Isolate abgetötet werden
MHz Megahertz
ml Milliliter
NANAT Nalidixin-Acid-Novobiocin-Acid-Tellurit
Nr. Nummer
o.b.B. ohne besonderen Befund PAS Period-Schiffsäure
PCR Polymerase Chain Reaction
p.o. per os
RNA Ribonukleinsäure
s. siehe
S Svedberg
SAS Statistical analysis system
ssp. subspezies
T Tulathromycin
Tab. Tabelle
Th 1 Typ1-T-Helferzellen
u.a. unter anderem
Vap virulenz-assoziiertes Protein
WDT Wirtschaftsgenossenschaft deutscher Tierärzte z.B. zum Beispiel
1. EINLEITUNG
Lungenerkrankungen stellen bei Fohlen bis zu einem Alter von sechs Monaten neben Durchfall die häufigste Krankheitsursache und die Hauptursache für wirtschaftliche Verluste dar (WILSON, 2002). Rhodococcus equi verursacht bei Fohlen dieser Altersgruppe mit einer abszedierenden Bronchopneumonie die schwerwiegendste Form der Lungenerkrankung (MARTENS et al., 1982b).
Insgesamt wird Rhodococcus equi in 10 % aller Pneumonien bei Fohlen nachgewiesen (HILLIDGE, 1987; NORDMANN und RONCO, 1992) und ist bei der Entstehung pulmonaler Abszesse beim Fohlen ursächlich beteiligt (BARTON und HUGHES, 1980). In dieser Altersklasse zählt auch Streptococcus equi ssp.
zooepidemicus mit zu den häufigsten Erregern bakterieller Pneumonien (WILSON, 2002) und seine Rolle in der Ätiologie von Lungenabszessen bei Fohlen wird diskutiert.
Trotz intensiver Forschung im Hinblick auf Prophylaxe, Management und Therapie der Rhodococcus equi-Pneumonie beträgt die Morbidität in endemisch betroffenen Betrieben 60 % - 80 % (ALTHAUS, 2004; TRISKATIS, 2004) und die Mortalität erreicht dabei Werte bis zu 60 % (ELLISALDE et al., 1980). Bei der Betreuung betroffener Gestüte liegt das Hauptaugenmerk auf präventiven Maßnahmen, einer Früherkennung und nachfolgender effektiver und ausreichend langer Behandlung erkrankter Fohlen (BARTON und HUGHES, 1980; KNOTTENBELT, 1993).
Die Kombinationen von Rifampicin mit Erythromycin oder mit Azithromycin stellen zur Zeit die wirksamsten Protokolle in der Behandlung von Lungenabszessen bei Fohlen dar (ZENT, 1987; PILTZ, 2004). Bei der Behandlung von Lungenabszessen bei Fohlen mit diesen Antibiotika werden bei einer Früherkennung der Erkrankung Überlebensraten von über 80 % bis zu 100 % erzielt (HILLIDGE, 1987; PILTZ, 2004).
Während es bei einer Behandlung mit Erythromycin u. a. zu schwerwiegenden Durchfällen bei den Fohlen und sogar zu tödlich verlaufenden Enteritiden bei den Mutterstuten kommt (GUSTAFFSON et al., 1997; BǺVERUD et al., 1998), zeigt sich Azithromycin frei von solch schwerwiegenden Nebenwirkungen (DAVIS et al., 2002;
PILTZ, 2004). Da beim Einsatz von Makrolidantibiotika, insbesondere bei der
Verwendung von Azithromycin, eine schnelle Entwicklung von Resistenzen beobachtet wird (PETERS et al., 1992; KALENIĆ et al., 1998), ist es notwendig, Alternativen zu den gängigen Behandlungs-Protokollen in der Behandlung von Lungenabszessen bei Fohlen zu suchen.
Tulathromycin, ein zur Therapie von Atemwegserkrankungen von Rind und Schwein zugelassenes Triamilid, zeichnet sich wie Erythromycin und Azithromycin durch eine gute Verteilung im Lungengewebe und eine Kumulation in Immunzellen aus (NOWAKOWSKI et al., 2004; TRAEDER und GROTHUES., 2004). Diese Eigenschaften sowie seine außergewöhnlich lange Halbwertszeit von 75,6 Stunden nach einer einmaligen intramuskulären Injektion beim Schwein (BENCHAOUI et al., 2004) lassen es als gute Alternative zu Azithromycin in der Behandlung von Lungenabszessen beim Fohlen erscheinen.
Ziel dieser Untersuchung ist es, die Wirksamkeit von Tulathromycin bei der Behandlung von Lungenabszessen bei Fohlen zu prüfen. In dieser Arbeit werden die Therapie-Protokolle Tulathromycin und Azithromycin in Kombination mit Rifampicin im Hinblick auf ihre klinische Wirksamkeit, das Auftreten von Nebenwirkungen, die Behandlungsdauer und die Wirtschaftlichkeit verglichen. Die Wirksamkeit beider Therapie-Protokolle wird anhand klinischer, labordiagnostischer und sonographischer Untersuchungen der Lunge beurteilt.
2. LITERATURÜBERSICHT
2.1 Abszedierende Pneumonien bei Fohlen: Erreger
Lungenerkrankungen stellen neben Durchfall bei Fohlen bis zu einem Alter von sechs Monaten die Hauptursachen für Erkrankungen und wirtschaftliche Verluste dar (WILSON, 2002). Als Erreger primär bakteriell bedingter Pneumonien werden bei Fohlen in diesem Alter vor allem Rhodococcus equi und Streptococcus equi subspezies (ssp.) zooepidemicus isoliert (HOFFMAN et al., 1993a; WILSON, 1997;
KÖHLER und LEENDERTSE, 1996; YOSHIKAWA et al., 2003). Rhodococcus equi verursacht in dieser Altersgruppe die schwerwiegendste Form der Lungenerkrankung (MARTENS et al., 1982b). Während bei der pulmonalen Form der Rhodokokkose übereinstimmend die Bildung multipler Lungenabszesse beschrieben wird (MAGNUSSON, 1923; MIESSNER und WETZEL, 1923; ROONEY , 1966; BARTON und HUGHES, 1980), liegen für Streptokokken variierende Berichte vor. Für einige Autoren gilt Streptococcus equi ssp. zooepidemicus als üblicher Bewohner der Schleimhäute des Respirationstraktes auch gesunder Fohlen (GERBER, 1973;
BAILEY und LOVE, 1991; LONG, 2004). LAVOIE et al. (1994) isolieren den Erreger in einer Untersuchung an 40 Fohlen mit Lungenabszessen neben Rhodococcus equi aus 20 von 34 gewonnenen Abszessaspiraten. SMITH THOMAS (2000) berichtet von tödlich verlaufenden Lungenveränderungen in Folge einer Streptokokken–
Bakteriämie bei Fohlen, nennt aber nur Rhodococcus equi als Verursacher von Lungenabszessen. FORD und LOKAI (1980) beschreiben Abszessbildungen durch Streptokokken in Mandibularlymphknoten, Leber, Niere und Gehirn von Fohlen in einem Alter zwischen fünf Monaten und einem Jahr. Die Lungen der entsprechenden Fohlen zeigen das Bild einer purulenten Bronchopneumonie. KÖHLER und LEENDERTSE (1996) beschreiben bei Fohlen neben einer Lymphadenitis und eitrigen Arthritiden durch Streptococcus equi ssp. equi und ssp. zooepidemicus verursachte Abszesse in Leber, Niere und Gehirn. Die Lunge ist bei Streptokokkeninfektionen bei Fohlen und auch bei Jungpferden in Form einer eitrigen Bronchopneumonie beteiligt (SELBITZ, 2002; YOSHIKAWA et al., 2003).
2.2 Rhodococcus equi
2.2.1 Geschichte und Taxonomie
Rhodococcus equi, früher noch Corynebacterium equi genannt, wird als erstes von MAGNUSSON (1923) als Erreger einer infektiösen Pneumonie mit Gelenksbeteiligung bei Fohlen auf Gestüten in Schweden beschrieben. Im gleichen Jahr wird eine respiratorische Erkrankung bei Saugfohlen mit Gelenksbeteiligung in Deutschland dokumentiert (MIESSNER und WETZEL, 1923). Aus Australien folgt 1924 ein Bericht über eine infektiöse Pneumonie bei Fohlen mit obligater Beteiligung des Gastrointestinaltraktes durch ein pleomorphes, grampositives Bakterium, das keinem der bekannten Eitererreger beim Fohlen ähnelt. Die Beschreibung des Erregers stimmt mit der von MAGNUSSON überein (BULL, 1924).
Bis 1955 wird das Vorkommen von Rhodococcus equi in Japan, Südaustralien, Europa, Amerika und Indien beschrieben (HARAKAWA und MORITA, 1949;
WILSON, 1955). Rhodococcus equi gilt außer in der Antarktis (ELLENBERGER und GENETZKY, 1986) als ubiquitär in den Böden verbreitet.
Rhodococcus equi wird von MAGNUSSON (1923) aufgrund seiner Morphologie und biochemischen Eigenschaften als Corynebacterium equi der Gruppe der Corynebakterien zugeordnet. Es ergeben sich 1934 wegen der eher den Mykobakterien ähnelnden Struktur Zweifel an der Einordnung des Erregers (JENSEN, 1934). Nach der chromatographischen Analyse der Zellwandbestandteile verschiedener grampositiver Bakterien wird dieses Bakterium 1956 doch vorläufig als Corynebacterium equi eingeordnet (CUMMINS und HARRIS, 1956). Nach weiteren Analysen der Zellwandzusammensetzung wird 1977 die Zuordnung zum Genus Rhodococcus als Typenspezies Rhodococcus equi vorgenommen (GOODFELLOW und MINNIKIN, 1977).
2.2.2 Vorkommen von Rhodococcus equi
Rhodococcus equi tritt als Bodensaprophyt ubiquitär und ohne besondere Verbindung mit einem bestimmten geographischen Gebiet auf (ROONEY, 1966;
BARTON und HUGHES, 1980; WOOLCOCK et al., 1980). Rhodococcus equi wird aus Bodenproben nachgewiesen unabhängig davon, ob bei den Fohlen eines Betriebes eine Rhodokokkose nicht, sporadisch oder endemisch vorkommt (WOOLCOCK et al., 1980; BARTON und HUGHES, 1984; TAKAI und TSUBAKI, 1985). TAKAI et al. (2005) zeigen allerdings in einer Untersuchung an Pferden in der Mongolei, dass weite Gebiete und Pferdepopulationen frei von Rhodococcus equi sind. SMITH und ROBINSON (1981) halten Rhodococcus equi nicht für einen Bodenbewohner, da sie Rhodokokken nur auf Flächen nachweisen können, auf denen sich zuvor Pferde aufhielten. Der Nachweis von Rhodococcus equi gelingt besonders gut in trockenen, sandigen Böden (BARTON und HUGHES, 1984) und ist aber auch aus Spinnweben und sogar aus der Luft eines akut betroffenen Stalles möglich (TAKAI et al., 1987).
Rhodococcus equi ist in den Kotproben verschiedener klinisch gesunder Tiere anzutreffen, unter anderem bei Pferden, Rindern und Vögeln (BARTON und HUGHES, 1984; CARMAN und HODGES, 1987). Seine Rolle als Bestandteil der physiologischen Darmflora des Pferdes oder als transienter Darmbewohner, der mit dem Futter aufgenommen wird, wird diskutiert (TAKAI et al., 1986; HUGHES und SULAIMAN, 1987). Weiterhin ist Rhodococcus equi sowohl in Sekreten des Respirationstraktes und im Genitale klinisch gesunder Stuten als auch in abortierten Feten nachzuweisen (BRUNER und GILLESPIE, 1966; CARTER und HYLTON, 1974; BLOOD und HENDERSON,1975).
Als Pathogen spielt Rhodococcus equi nahezu ausschließlich bei Fohlen in einem Alter von einem bis zu sechs Monaten (BARTON und HUGHES, 1980) und bei immunsupprimierten Menschen eine Rolle (GOLUB et al., 1967; LASKY et al., 1991;
LACHMANN, 1995). Vereinzelt liegen auch Berichte über Rhodococcus equi–
bedingte Erkrankungen adulter Pferde vor. Diese Patienten zeigten aber meistens auch einen schlechten Allgemeinzustand oder hatten sich schon früher mit Rhodokokken auseinandergesetzt (ROBERTS et al., 1980; KENNEY et al., 1994).
2.2.3 Kulturelle und biochemische Eigenschaften von Rhodococcus equi
Rhodococcus equi ist ein grampositives, unbewegliches Bakterium mit einer Länge von 1,2 – 1,4 µm, das keine Sporen bildet und eine Kapsel aufweist. Je nach Medium und Inkubationszeit zeigt Rhodococcus equi eine stäbchenförmige bis kokkoide Form, die auch den Namen des Genus (rhod to coccus) beeinflusste (MAGNUSSON, 1923; BULL, 1924; SIPPEL et al., 1968; WOOLCOCK und MUTIMER, 1978). In älteren Kulturen können auch vereinzelt gramnegative Formen auftreten (BARTON und HUGHES, 1980). Rhodococcus equi ist mit Methylenblau, Carbolfuchsin und Gentianaviolett gut anfärbbar, wobei teilweise ein inhomogenes Farbbild auftritt (MAGNUSSON, 1923; MIESSNER und WETZEL, 1923; HARAKAWA und MORITA, 1949).
Rhodococcus equi wächst bei pH-Werten zwischen sechs und acht gut auf normalen Nährböden. Sein Temperaturoptimum wird zwischen 28° C und 37° C angegeben (BARTON und HUGHES, 1980). Zur Isolierung und Quantifizierung von Rhodococcus equi-Kolonien wird ein Basismedium aus Hefeextrakt mit Casein und Cystein mit dem Zusatz von Novobiocinsäure, Nalidixinsäure, Cycloheximid und Tellurit eingesetzt (NANAT-Selektivmedium) (WOOLCOCK et al., 1979 ; TAKAI et al., 1986). Die Kulturen zeigen sich auf festem Agar feucht, tautropfenförmig erhaben und nehmen nach einiger Zeit einen gelb-rosa bis lachsfarbenen Farbton an (BULL, 1924; HARAKAWA und MORITA, 1949; MEYER-HAMME, 2004).
Die Angaben über die chemischen Eigenschaften von Rhodococcus equi sind teilweise widersprüchlich, insgesamt gilt der Keim aber als biochemisch relativ inaktiv. Dies erschwert die Erkennung des Erregers und damit die Diagnose einer Rhodococcus equi-Pneumonie (SIPPEL et al., 1968; ELLENBERGER und GENETZKY, 1986). MEYER-HAMME (2004) dokumentiert bei insgesamt 118 untersuchten Isolaten durchweg eine Nitratreduktion und eine enzymatische Reaktion mit Katalase, alkalischer Phosphatase und α-Glucosidase.
Eine hervorstechende Eigenschaft von Rhodococcus equi ist seine hohe Tenazität.
Der Erreger überlebt in Boden, der mit aus Pferdefleisch gewonnener Bouillonkultur getränkt ist, mindestens ein Jahr (WILSON, 1955). Er ist weder durch Austrocknung noch durch direkte Sonneneinstrahlung abzutöten (WILSON, 1955; ROBINSON,
1982), entwickelt sich jedoch in feuchtem Milieu schlecht (BARTON und HUGHES, 1984; HUGHES und SULAIMAN, 1987). Rhodococcus equi zeigt sich beständig gegenüber Säuren und Alkohol sowie bestimmten Desinfektionsmitteln wie Hypochlorsäure (MAGNUSSON, 1938; BARTON und HUGHES, 1980).
Verschiedene Moleküle, die von klinischen Rhodococcus equi-Isolaten exprimiert werden, werden als Virulenzfaktoren angesehen. Dazu zählen ein Kapselpolysaccharid, eine Cholesteroloxidase, eine Zellwandmycolsäure, die Zellwand an sich, Phospholipase C, eine Lecithinase und die sogenannten virulenzassoziierten Proteine (Vap) (PRESCOTT, 1991; TAKAI et al., 1991; TAKAI et al., 1992; HONDALUS, 1997). Bei verschiedenen Rhodococcus equi-Isolaten sind mittlerweile acht Vap-Gene beschrieben (VapA bis VapH) (TAKAI et al., 2000). Im Hinblick auf Erkrankungen bei Fohlen kommt dem VapA wegen der damit verbundenen starken Pathogenität der Stämme die größte Bedeutung zu (TAKAI et al., 1991; TAKAI , 1997; TAKAI et al., 2000).
2.2.4 Übertragung und Pathogenese
Rhodococcus equi stellt einen opportunistischen Erreger dar, der Primärerkrankungen, aber auch Sekundärkrankheiten in Folge viraler oder bakterieller Infektionskrankheiten verursacht (ROONEY, 1966; BARTON and HUGHES, 1980). Häufig wird Rhodococcus equi jedoch als alleiniges Pathogen bei respiratorischen Erkrankungen bei Fohlen isoliert (FALCON et al., 1985). Für Rhodococcus equi werden verschiedene Übertragungswege diskutiert. Die direkte Übertragung zwischen Fohlen wird als unwahrscheinlich angesehen (WILSON, 1955;
ROONEY, 1966). Experimentell wird nämlich durch Inhalation infektiösen Aerosols bei Fohlen ein Krankheitsbild hervorgerufen, das der natürlichen Form der Rhodokokkose entspricht (MARTENS et al., 1982a). Neben einer Aufnahme über den Gastrointestinaltrakt (MAGNUSSON 1923, BARTON und HUGHES 1980), der Ingestion infizierter Helminthenlarven, die bei ihrer weiteren Wanderung eine Infektion hervorrufen sollen (BAIN, 1963; SIPPEL et al., 1968), und einer Übertragung in utero (WILSON 1955; BLOOD und HENDERSON, 1975; ELLISALDE
et al., 1980), erscheint die Inhalation von mit Rhodococcus equi kontaminiertem Staub als die wahrscheinlichste Form der Übertragung. Diese Art der Übertragung erklärt die Entstehung der für die Rhodococcus equi-Pneumonie typischen Veränderungen im cranio-ventralen Lungenbereich vor allem der rechten Lunge (SMITH und ROBINSON, 1981; ARDANS et al., 1986). Anders scheint es bei durch Rhodococcus equi bedingten intestinalen Erkrankungen vorzugehen. Erst nach längerfristiger oraler Aufnahme hoher Dosen infektiösen Materials entstehen Veränderungen im Intestinaltrakt (PRESCOTT et al., 1980). Nach einer oralen Infektion mit geringeren Infektionsdosen beobachten PRESCOTT et al. (1980) bei den untersuchten Fohlen lediglich eine Blastogenese von Lymphozyten ohne pathologische Befunde post mortem. Aus diesem Grund vermuten die Autoren, dass die orale Aufnahme geringer Dosen infektiösen Materials bei Fohlen eine Stimulation der zellulären Immunabwehr ohne klinisch apparente Infektion bewirkt.
Extrapulmonale Erkrankungsformen neben der intestinalen Rhodokokkose werden durch hämatogene Streuung verursacht (CHAFFIN et al., 1995). Weiterhin ist die Entwicklung einer aseptischen Arthritis als Folge der Ablagerung zirkulierender Antigen-Antikörper-Komplexe beschrieben (MADISON und SCARRAT, 1988).
Rhodococcus equi ist ein fakultativ intrazellulär lebender Erreger, der innerhalb von Makrophagen je nach Virulenz überlebens- und vermehrungsfähig ist.
(ELLENBERGER et al., 1984a; PRESCOTT und SWEENEY, 1985; HONDALUS und MOSSER, 1994). In vitro zeigen sich die Makrophagen von Fohlen, die mit Rhodococcus equi in Berührung gekommen sind, nach einer Besiedelung aktiv und töten den Erreger effektiv ab. Der sogenannte „respiratory burst“, die Freisetzung reaktiver Sauerstoffverbindungen, wird entgegen den Ergebnissen von ELLENBERGER et al. (1984a) nicht verhindert (HIETALA und ARDANS, 1987a). Als Ursache für das Überleben von Rhodococcus equi in Makrophagen wird die verhinderte Phagosomen–Lysosomen–Fusion und die Auslösung einer unspezifischen Degranulation der Makrophagen vermutet (HIETALA und ARDANS, 1987a).
Da eine klinische Rhodokokkose meistens nur bei Fohlen bis zu einem Alter von sechs Monaten auftritt (BARTON und HUGHES 1980; LAVOIE et al., 1994), wurde zunächst als Ursache einer Infektion neben einer Unreife des Immunsystems und
einem mangelnden Antikörperschutz bei Fohlen auch eine Infektion bei sinkenden kolostralen Antikörperspiegeln in der Zeit der sogenannten immunologischen Lücke aufgeführt (BARTON and HUGHES, 1980; ZINK et al., 1982; PRESCOTT und SWEENEY, 1985). ARDANS et al. (1986) beobachten keine spezifischen Defekte in der humoralen oder zellulären Abwehr von Fohlen mit klinischer Rhodokokkose. Bei Untersuchungen zur Effektivität der zellulären Abwehr bei der Rhodococcus equi- Pneumonie gibt es widersprüchliche Ergebnisse zur Phagozytoseaktivität und der Abtötung von Pathogenen bei neutrophilen Granulozyten von Fohlen. In Untersuchungen von ZINK et al. (1985) und HIETALA und ARDANS (1987a) ergeben sich keine Unterschiede zwischen den Zellen von Fohlen und erwachsenen Pferden, bei einer Studie von YAGER et al. (1987) zeigen sich die neutrophilen Granulozyten der Fohlen sogar effektiver als die der adulten Pferde. DEMMER et al.
(2001) finden allerdings die Phagozytoseaktivität der neutrophilen Granulozyten bei Vollblutfohlen bis zu einem Alter von drei Wochen und die Effektivität bei der Abtötung von Hefen bei Fohlen bis zu einem Alter von drei Monaten im Vergleich mit den neutrophilen Granulozyten erwachsener Pferde vermindert.
Im allgemeinen wird von einer Infektion der Fohlen zu einem sehr frühen Zeitpunkt ausgegangen, das heißt in den ersten Lebenstagen (ARDANS et al., 1986;
PRESCOTT et al., 1996; ALTHAUS 2004). Bei der Rhodococcus equi-Pneumonie treten in der Lunge pyogranulomatöse Veränderungen auf (MAGNUSSON, 1923;
MIESSNER und WETZEL, 1923). Die von SIPPEL et al. (1968) ursächlich vermutete Produktion eines starken Nekrotoxins wurde nicht bestätigt (BARTON und HUGHES, 1980). Die pyogranulomatöse Reaktion wird vielmehr durch die Zerstörung der besiedelten Makrophagen und eine nachfolgende Freisetzung lysosomaler Enzyme hervorgerufen (JOHNSON et al., 1983; PRESCOTT und SWEENEY, 1985).
Die Pathogenität klinischer Rhodococcus equi-Isolate wird vom Vorliegen von Virulenzfaktoren bestimmt. Bei fast allen Isolaten, die beim Fohlen eine klinische Rhodokokkose verursachen, kann ein sogenanntes VapA (virulenzassoziiertes Protein A)-Antigen und ein zugehöriges 85- bis 90–kb-Plasmid isoliert werden (TAKAI et al., 1991). Isolate, die VapB aufweisen, zeigen sich für Fohlen dagegen weit weniger pathogen (TAKAI et al., 2000).
Bei anderen Tierarten zeigt Rhodococcus equi eine andere Pathogenese. Bei immunsupprimierten Menschen können auch Isolate ohne VapA respiratorische Erkrankungen auslösen (TAKAI et al., 2000), während bei anderen Tierarten wie Kaninchen, Hunden und Schweinen, die mit klinischen Isolaten erkrankter Fohlen infiziert werden, nicht die beim Fohlen typischen Erkrankungssymptome hervorgerufen werden (MAGNUSSON, 1923; ZINK und YAGER, 1987).
2.2.5 Klinisches Bild der Rhodokokkose beim Fohlen
Fohlen, die durch eine Rhodococcus equi-Infektion erkranken, zeigen als charakteristisches Krankheitsbild eine beidseitige abszedierende Bronchopneumonie (MAGNUSSON, 1923; MIESSNER und WETZEL, 1923; BULL, 1924; WILSON, 2002). Weiterhin werden eine ulzerative Enteritis, eine Lymphadenitis und Arthritiden in Zusammenhang mit diesem Erreger beschrieben (BULL, 1924; BARTON und HUGHES, 1980). Die Rhodococcus equi–Pneumonie tritt vor allem in den trockenen, heißen Sommermonaten auf (MAGNUSSON, 1923; PRESCOTT, 1987;
KNOTTENBELT, 1993; WILSON, 2002).
2.2.5.1 Pulmonale Form
Fohlen mit einer Rhodococcus equi-Pneumonie zeigen Fieber (MAGNUSSON, 1923;
HARAKAWA und MORITA, 1949; WILSON, 1955; FALCON et al., 1985;
KNOTTENBELT, 1993; VARGA et al., 1997), Apathie (MAGNUSSON, 1923;
WILSON, 1955; FALCON et al., 1985), Husten (MAGNUSSON, 1923; HARAKAWA und MORITA, 1949; FALCON et al., 1985; VARGA et al., 1997; WILSON, 2002), Ruhedyspnoe (VARGA et al., 1997), beidseitigen mukopurulenten Nasenausfluss (MAGNUSSON, 1923; FALCON et al., 1985; ARDANST et al., 1986; WILSON, 2002) und Rasseln oder Giemen bei der Auskultation der Lunge oder der Trachea (MAGNUSSON, 1923; HARAKAWA und MORITA, 1949; MARTENS et al., 1982a;
WILSON, 2002; ALTHAUS, 2004). Die Ausprägung der einzelnen Symptome variiert
stark von Fohlen zu Fohlen (PRESCOTT et al., 1989) und korreliert schlecht mit den röntgenologisch oder sonographisch darstellbaren Lungenveränderungen insbesondere bei Fohlen mit milder klinischer Symptomatik (FALCON et al., 1985;
ARDANS et al., 1986). Die Rhodococcus equi-Pneumonie verläuft entweder perakut, das heißt mit hochgradiger Atemnot, Fieber und Tod innerhalb von acht bis zwölf Stunden, oder lange subklinisch und chronisch (ROONEY, 1966). Viele Fohlen können selbst schwerwiegende Lungenveränderungen noch gut kompensieren.
Offensichtliche Krankheitssymptome treten deshalb oft erst in einem späten Stadium auf und es resultiert dann ein fulminanter Krankheitsverlauf (FALCON et al., 1985;
GIGUÈRE und PRESCOTT, 1997). Wie auch bei bakteriell bedingten Pneumonien anderer Ätiologie tritt bei der Rhodococcus equi-Pneumonie der Fohlen meistens eine Leukozytose mit Neutrophilie (MARTENS et al., 1982a; FALCON et al., 1985;
ARDANS et al., 1986; LAVOIE et al., 1994), erhöhtes Serumfibrinogen (MARTENS et al., 1982a, FALCON et al., 1985; ARDANS et al., 1986; LAVOIE et al., 1994;
HIGUCHI et al., 1997) und eine Monozytose auf (FALCON et al., 1985). Hierbei übersteigen die Leukozyten den Grenzwert von 12.500 Leukozyten pro µl (LAVOIE et al., 1994) und das Serumfibrinogen liegt über 400 mg pro dl (MARTENS et al., 1982b; LAVOIE et al., 1994).
2.2.5.2 Extrapulmonale Formen
Die häufigsten extrapulmonalen Formen einer Rhodococcus equi-Erkrankung sind eine ulzerative Enterocolitis (CIMPRICH und ROONEY, 1977; CHAFFIN und MARTENS, 1997) und septische oder aseptische Arthritiden (KENNEY et al., 1994;
SWEENEY et al., 1987; MADISON und SCARRAT, 1988). Die Enteritis kann als hochgradiger akuter Durchfall oder chronisch intermittierend verlaufen. (CIMPRICH und ROONEY, 1977). Fohlen, die an einer Rhodococcus equi-Pneumonie erkrankt sind, entwickeln selten eine aseptische Arthritis bis hin zu einer aseptischen Polysynovitis (SWEENEY et al., 1987; KENNEY et al., 1994). Leitsymptom ist eine zum Teil hochgradige Füllung der betroffenen Gelenke, die meistens nicht mit vermehrter Schmerzhaftigkeit einhergeht (SWEENEY et al., 1987; KENNEY et al., 1994). Die Fohlen zeigen keine oder nur eine geringgradige Lahmheit (SWEENEY et
al., 1987; KENNEY et al., 1994). Immunmediierte Arthritiden werden durch die Ablagerung zirkulierender Immunkomplexe in der Synovialmembran der betroffenen Gelenke verursacht (MADISON und SCARRAT, 1988). Bei der durch Rhodococcus equi bedingten Form der immunmediierten aseptischen Arthritis weisen SWEENEY et al. (1987) bei drei Fohlen Antigen–Antikörper–Komplexe in der Synovialmembran nach. KENNEY et al. (1994) finden in der Synovia betroffener Fohlen erhöhte Titer von IgG-Antikörpern und erhöhte Titer von Rheumafaktoren. Bei der septischen Form der Rhodococcus equi-Arthritis tritt neben einer deutlichen Lahmheit eine vermehrte Füllung der betroffenen Gelenke, Wärme und Schmerzhaftigkeit auf (COLLATOS et al., 1990).
Weitere mit Rhodococcus equi assoziierte extrapulmonale Erkrankungen sind abdominale, inter- oder paravertebrale, subkutane, retrobulbäre, hepatische oder renale Abszesse, Osteomyelitis, Diskospondylitis, ulzerative Lymphangitis, Infektionen des Harn- und Genitaltraktes, Uveitis, Keratouveitis, mediastinale Lymphadenitis und Peritonitis (ELLENBERGER und GENETZKY, 1986; OLCHOWY, 1994; CHAFFIN et al., 1995; CHAFFIN und MARTENS, 1997).
2.2.6 Pathologie
Die pathologischen Gewebsveränderungen der Rhodococcus equi-Erkrankung beim Fohlen sind geprägt von einer pyogranulomatösen Reaktion und nachfolgenden Nekrosen in den betroffenen Geweben (JOHNSON et al., 1983; PRESCOTT und SWEENEY, 1985). Die durch die fortlaufende Zerstörung besiedelter Makrophagen bedingten pathologischen Veränderungen des Lungenparenchyms bewirken einen akuten Entzündungsprozess selbst bei der chronischen Form der Rhodococcus equi- Pneumonie (JOHNSON et al., 1983; FALCON et al., 1985; GIGUÈRE und PRESCOTT, 1997).
Bei der Sektion zeigt die hyperämische Lunge das Bild einer akuten purulenten Bronchitis und Peribronchitis (MIESSNER und WETZEL, 1923; BARTON und HUGHES, 1980). Die parenchymatösen Veränderungen treten in Form von massiven, dünnwandigen Abszessen, die über das gesamte Lungengewebe verteilt
sind, als multiple kleine Konsolidationen oder als mittelgroße Abszesse zwischen ödematösen und emphysematösen Arealen auf (MAGNUSSON, 1923; ROONEY, 1966). Die Veränderungen können bis zur Hepatisation einzelner Lungenbezirke fortschreiten (MAGNUSSON, 1923). Der Abszessinhalt ist cremig bis käsig, weiß, gelb oder grau-rot und geruchlos (MAGNUSSON, 1923; MIESSNER und WETZEL, 1923). Die Veränderungen treten hauptsächlich in den cranio-ventralen Lungenbreichen auf (MAGNUSSON, 1923; BULL 1924; BARTON und HUGHES, 1980). Die assoziierten Lymphknoten sind meistens vergrößert. Die interlobulären Septen sind verdickt (BARTON und HUGHES, 1980), Trachea und Bronchien sind mit gelb-grüner, schaumiger Flüssigkeit gefüllt. Bei chronischen Verläufen wird von einer Fibrosierung der Lunge berichtet (ELLISALDE et al., 1980).
Pathohistologisch liegen bei einer Rhodococcus equi-Pneumonie in den Alveolen Makrophagen vor, deren Zytoplasma mit unterschiedlich vielen, grampositiven Stäbchenbakterien ausgefüllt ist (MARTENS et al., 1982b). Liegen intrazellulär viele Bakterien vor, so zeigen die Makrophagen sich apoptotisch und geschwollen, sowie karyorrhektisch (MARTENS et al., 1982b). Bei der lichtmikroskopischen Untersuchung zentrifugierter Aufbereitungen von Bronchialabstrichen und bronchioalveolärer Spülproben weist LACHMANN (1993) vor allem Riesenzellen und eine Vielzahl von Makrophagen, die grampositive Kokken enthalten, nach.
LÜHRMANN et al. (2004) zeigen, dass ursächlich VapA zytotoxisch auf die Makrophagen einwirkt und zwar in Form einer Nekrose, nicht in Form einer Apoptose.
Im Dünndarm von Fohlen mit Rhodococcus equi–bedingtem Durchfall beschränken sich die makroskopischen Veränderungen auf eine Proliferation der Peyerschen Platten, im Dickdarm fällt eine ödematöse Verdickung der Mukosa mit gelb-grünen Foci, sowie eine Proliferation der assoziierten Darmlymphknoten auf (CIMPRICH und ROONEY, 1977). Mikroskopisch lassen sich eine Zottenatrophie und nekrotische Veränderungen in der Submukosa und den mesenterialen Lymphknoten feststellen.
In der Lamina propria der Dickdarmmukosa liegen PAS-positive Makrophagen mit eingeschlossenen grampositiven Kokken vor (CIMPRICH und ROONEY, 1977;
PRESCOTT et al., 1980).
2.2.7 Diagnostik
Die Diagnose der Rhodococcus equi-Pneumonie stellt sich problematisch dar, da einerseits die klinische Symptomatik keine eindeutige Diagnose erlaubt, und anderseits Fohlen Lungenveränderungen so lange kompensieren können, dass sie erst in einem sehr späten Erkrankungsstadium für den Besitzer oder das Pflegepersonal auffällig werden (FALCON et al., 1985; PRESCOTT et al., 1989;
GIGUÈRE und PRESCOTT, 1997). Für eine erfolgversprechende Therapie ist aber eine möglichst frühe Diagnose unerlässlich (PRESCOTT und SWEENEY, 1985).
Erkrankte Fohlen zeigen eine große Variation der klinischen Symptome. In einem frühen Erkrankungsstadium liegt bei der klinischen Untersuchung meist nur ein Parameter außerhalb der Norm (PRESCOTT et al., 1989). Außerdem korrelieren die Befunde der Auskultation oft nicht zuverlässig mit der Schwere der Lungenveränderungen (FALCON et al., 1985; GIGUÈRE und PRESCOTT, 1997).
Auf endemisch betroffenen Aufzuchtbetrieben empfiehlt sich deshalb zur Früherkennung der Rhodococcus equi-Pneumonie beim Fohlen die Kombination einer klinischen Untersuchung mit der Bestimmung hämatologischer Parameter und mit weiterführenden diagnostischen Maßnahmen bei Verdacht auf eine Erkrankung.
Sinnvolle Parameter einer Routineuntersuchung sind die rektale Körpertemperatur, die Beurteilung von Haltung und Verhalten, die Auskultation von Lunge und Trachea und die Beurteilung von Atemfrequenz und –typ (PRESCOTT et al., 1989;
KNOTTENBELT, 1993). Bei der Untersuchung hämatologischer Parameter ist die Bestimmung der Leukozytenzahl mit einem Grenzwert von 13.000 Leukozyten pro µl der Bestimmung des Fibrinogen zur Frühdiagnose der Rhodococcus equi- Pneumonie überlegen (GIGUÈRE et al., 2003a). Eine positive Korrelation zwischen einer Leukozytose im Blut und dem möglichen Vorliegen einer Rhodokokkose gilt allerdings nur für Aufzuchtbetriebe, in denen Rhodococcus equi mit hoher Prävalenz vorliegt (GIGUÈRE et al., 2003a). Als weiterführende Untersuchung sind zur Unterstützung einer Frühdiagnose der Rhodococcus equi-Pneumonie bildgebende Verfahren geeignet (O’BRIEN und BILLER, 1997). Die bei einer röntgenologischen Untersuchung sichtbaren Veränderungen reichen von einer im akuten Stadium verstärkten interstitiellen Zeichnung bis zu einer deutlich alveolären Zeichnung mit
jeweils wenig abgesetzten regionalen Konsolidationen, nodulären und cavitären Läsionen (FALCON et al., 1985; GIGUÈRE und PRESCOTT, 1997). Im Gegensatz zur sonographischen Untersuchung der Lunge sind bei der röntgenologischen Untersuchung auch pleuraferne und craniale Lungenbereiche zu beurteilen (REEF, 1998). Die Ultraschalluntersuchung des Thorax stellt eine weitere Möglichkeit zu Frühdiagnostik dar (ALTHAUS, 2004), da in den meisten Fällen einer Rhodococcus equi-Pneumonie auch das im Ultraschall erfasste pleuranahe Lungengewebe Veränderungen aufweist (REEF, 1991; REEF, 1998). Als weiteres bildgebendes Verfahren eignet sich die Computertomographie z.B. zur Lokalisation von Abdominalabszessen (WION et al., 2001).
Sowohl die klinische, als auch die Blut-, Röntgen- oder Ultraschalluntersuchung der Lunge erlauben allerdings auch bei Kenntnis des epidemiologischen Status eines Aufzuchtbetriebes keine sichere ätiologische Diagnose. Bei Fohlen mit Lungenabszessen weisen LAVOIE et al. (1994) und MEYER-HAMME (2004) neben Rhodococcus equi auch Streptococcus equi ssp. zooepidemicus nach.
ELLENBERGER et al. (1984c) und TAKAI und TSUBAKI (1985) nutzen serologische Methoden zur Diagnose einer Rhodococcus equi-Pneumonie und zur Beurteilung der epidemiologischen Verhältnisse auf Aufzuchtbetrieben. Im allgemeinen aber gilt die spezifische Antikörperbestimmung als wenig zuverlässig für eine Diagnose der Rhodococcus equi-Pneumonie, da auch klinisch gesunde Fohlen Antikörper gegen virulente Isolate von Rhodococcus equi und eine Serokonversion zeigen (TAKAI et al., 1996; MARTENS et al., 2002; GIGUÈRE et al., 2003b, TRISKATIS 2004). Seit 1984 (ELLENBERGER et al., 1984c) werden ELISAs mit unterschiedlichen Antigenpräparationen zum Nachweis spezifischer Antigene gegen Rhodococcus equi eingesetzt. TAKAI und TSUBAKI (1985) und HIGUCHI et al. (1997) bewerten einen ELISA mit Antigenmaterial des Stammes ATCC 6939 gekoppelt mit einem kulturellen Nachweis von Rhodococcus equi im Kot bzw. einer klinischen Untersuchung als hilfreiches Mittel zur Frühdiagnostik der Rhodokokkose bei Fohlen. Im Gegensatz dazu können MARTENS et al. (2002) bei einem Vergleich fünf verschiedener serologischer Testverfahren keinen Unterschied zwischen klinisch gesunden und erkrankten Fohlen feststellen.
Die Gewinnung von Tracheobronchialsekret ist die am besten geeignete Methode zur Probengewinnung für den Nachweis von Rhodococcus equi (ARDANS et al., 1986; MEYER-HAMME, 2004). Rhodococcus equi wird von ARDANS et al. (1986) bei erkrankten Fohlen in keinem Falle aus einem Kehlkopfabstrich nachgewiesen, die Sensitivität des Nachweises von Rhodococcus equi aus Nasentupfern liegt mit 29 % deutlich unter den 63 %, die beim Nachweis aus Tracheobronchialsekret erreicht werden (MEYER-HAMME, 2004). Obwohl viele englischsprachige Autoren die transtracheale Aspiration zur Gewinnung von Tracheobronchialsekret nutzen (ARDANS et al., 1986; HILLIDGE, 1986; HILLIDGE, 1987), zeigt sich die nasotracheale Aspiration als eine gute und weit weniger invasive Alternative (HASHIKURA et al., 2000).
Zum Nachweis von Rhodococcus equi stehen die kulturelle Isolation auf Selektivmedien, die PCR (Polymerase Chain Reaction) oder verschiedene ELISAs (Enzyme Linked Immuno Assays) zur Verfügung. MEYER-HAMME (2004) weist bei 54 % der Fohlen, bei denen sonographisch ein Lungenabszess nachgewiesen wurde, Rhodococcus equi aus dem Tracheobronchialsekret nach. ANZAI et al.
(1997) weisen bei experimentell infizierten Fohlen immer Rhodococcus equi in der Kultur nach, während bei ARDANS et al. (1986) nur 30 % aller Fohlen, bei denen ein positiver kultureller Nachweis gelingt, auch wirklich eine Pneumonie entwickeln. Die Kultur wird von ANZAI et al. (1997) als weniger sensitiv bewertet als eine PCR, die mit VapA Gen als Antigenpräparation arbeitet. HEYERS (2005) vergleicht den kulturellen Nachweis des Erregers aus Tracheobronchialsekret mit zwei PCR- Ansätzen. Er erzielt im kulturellen Nachweis eine Sensitivität von 52 %, bei den beiden PCR aber nur eine Sensitivität von 40 bzw. 33 %. In der Spezifität zeigen sich die PCR–Ansätze mit 83 % der Kultur (70 %) überlegen.
2.2.8 Sonographische Untersuchung der Lunge bei Fohlen
Bei der Diagnose einer Lungenerkrankung bei Fohlen stellt die sonographische Untersuchung der Lunge ein wertvolles weiterführendes Hilfsmittel im Anschluss an klinische und hämatologische Untersuchungen dar (FALCON et al., 1985; O’BRIEN
und BILLER, 1997; ALTHAUS, 2004). Ein Linearschallkopf mit einer Breite von 1,7 cm ist dazu geeignet, Lungengewebe von Fohlen durch die Muskeln der Interkostalräume darzustellen (ALTHAUS, 2004; PILTZ, 2004). Die Muskeln der Interkostalräume werden hierbei als akustische Fenster genutzt (SCHWERK, 1993).
Die Eindringtiefe der Ultraschallwellen ins Gewebe beträgt bei einem 7,5 MHz Schallkopf sechs Zentimeter (REEF, 1991; REEF, 1998). Je nach Ernährungszustand und Alter des Fohlens wird so ein unterschiedlich großer Anteil des pleuranahen Lungengewebes dargestellt.
Durch den großen Dichteunterschied erfolgt an einer Grenzfläche zwischen Luft und Gewebe eine fast vollkommene Reflektion der Ultraschallwellen (SCHWERK, 1993;
REEF, 1998). Physiologisches Lungengewebe ist durch die Darstellung der Pleura visceralis und parietalis als hyperechogene, gerade parallel der Haut verlaufende Linie und durch die darauf folgenden Wiederholungsechos der Luft gekennzeichnet (RANTANEN, 1981). Bei gesunden Pferde treten vereinzelt sogenannte
„Kometenschweifartefakte“ als physiologische Befunde auf (SCHWERK, 1993;
ALTHAUS, 2004). Als Kometenschweifartefakte stellen sich solche Bereiche der Lunge dar, die aufgrund einer Ansammlung von Exsudat und Zelldetritus nicht mehr ventiliert werden. In der sonographischen Darstellung folgt auf eine solche Zone starker Reflektion ein echogener Schallschatten, der sogenannte Kometenschweif.
(SCHWERK, 1993; REEF, 1998). Treten diese gehäuft auf, so liegt ein krankhafter Prozess vor (REEF, 1998; ALTHAUS, 2004). Das charakteristische Hin- und Hergleiten dieser Artefakte an der Pleura visceralis bei jedem Atemzug wird als
„gliding sign“ bezeichnet (REEF, 1998; ALTHAUS et al., 2004).
Als Befunde werden bei einer sonographischen Untersuchung der Lunge neben physiologischem Lungengewebe und Kometenschweifartefakten unregelmäßig begrenztes schallleitendes Gewebe und runde, begrenzte, schallleitende Areale unterschieden (REEF, 1991; REEF, 1998; ALTHAUS, 2004). Weiterhin stellt sich ein Thorax-Erguss als hypoechogener Spiegel meist ventral des Lungengewebes zwischen Pleura visceralis und Pleura parietalis dar (REEF, 1998). Kleine Flüssigkeitsmengen können auch bei einem physiologischen Befund festgestellt werden (ALTHAUS, 2004). Konsolidierte Bereiche, in denen aufgrund einer Pneumonie durch eine Ansammlung von Schleim oder Eiter keine Ventilation mehr
erfolgt, stellen sich als unregelmäßig begrenztes, schallleitendes Gewebe dar.
Lungenabszesse als Ansammlungen von Eiter und Zelldetritus stellen sich als schallleitende hypoechogene Bereiche dar (REEF, 1998). Aufgrund des Dichteunterschiedes der fibrösen Abszesskapsel im Vergleich zum flüssigen Abszessinhalt wird die Abszesskapsel bei der Ultraschalluntersuchung als hyperechogene Grenzfläche dargestellt. Verkäsende Abszesse stellen sich zunehmend inhomogen und echogen dar (REEF, 1998).
2.2.9 Abwehr und Prophylaxe
Die Vorbeugung der Rhodococcus equi-Pneumonie bei Fohlen eines Bestandes erfordert häufig Änderungen des Management in der Aufzucht und die konsequente Einhaltung hygienischer Prinzipien. Die bei anderen Erkrankungen übliche Impfprophylaxe hat sich bisher als erfolglos erwiesen (PRESCOTT et al., 1979;
MARTENS et al., 1989). Da die Pathogenese der Rhodococcus equi-Pneumonie noch nicht ausreichend aufgeklärt ist, existieren auch noch keine Maßnahmen, durch die eine Erkrankung sicher verhindert werden kann. Jedoch haben sich durch Ergebnisse epidemiologischer Untersuchungen in den letzten Jahren einige wichtige Maßnahmen als erfolgreich herauskristallisiert.
Zu den wichtigsten Maßnahmen in der Prophylaxe der Rhodococcus equi- Pneumonie beim Fohlen zählen zahlreiche Autoren die Reduktion der Bestandsdichte (ROBINSON, 1982; ELLENBERGER und GENETZKY, 1986;
COHEN et al., 2000; COHEN et al., 2002). Bei einer Untersuchung, an der 138 Aufzuchtbetriebe in Nordamerika beteiligt waren, stellen COHEN et al. (2005) fest, dass eine hohe Bestandsdichte an sich noch kein prädisponierender Faktor für eine Rhodococcus equi-Erkrankung auf einem Betrieb darstellt. Die Autoren registrieren ein zunehmendes Risiko einer Erkrankung bei den Fohlen eines Betriebes durch Rhodococcus equi mit wachsender absoluter Größe des Betriebes und einer Zunahme der Zeit, in der Pferde auf diesem Betrieb gehalten wurden (COHEN et al., 2005). Weiterhin werden die Vermeidung von Staub (SMITH und ROBINSON, 1981;
FALCON et al., 1985; ELLENBERGER und GENETZKY, 1986; COHEN et al., 2002), eine Verbesserung der Ventilation in den Ställen (COHEN et al., 2002), die
regelmäßige Entfernung des Pferdemistes (COHEN et al., 2000; COHEN et al., 2002) sowie regelmäßiger Weidegang (MIESSNER und WETZEL, 1923) als prophylaktische Maßnahmen genannt.
Unerlässlich ist auch eine Verbesserung der Hygiene in betroffenen Betrieben. Dies erreicht man durch festen und gut zu reinigenden Untergrund im Stall (COHEN et al., 2000), die regelmäßige Desinfektion aller für Fohlen zugänglichen Areale (MIESSNER und WETZEL, 1923), saubere Einstreu (COHEN et al., 2000) sowie die Isolation erkrankter Tiere (MIESSNER und WETZEL, 1923). COHEN et al. (2000) berichten, dass auf endemisch betroffenen Betrieben weder nachlässigeres Personal noch ein schlechteres Hygienemanagement als in anderen Betrieben festzustellen ist. Bei einem von ihnen betreuten Betrieb tritt nach einer erfolgreichen Minderung des Keimdrucks durch das Abtragen des Bodens auf Weiden und Paddocks keine Rhodococcus equi-Pneumonie mehr auf (COHEN et al., 2000).
Die Immunprophylaxe gestaltet sich als ein noch nicht geklärtes Feld der Einwirkung auf die Erkrankung, denn es liegen bisher keine sicheren Kenntnisse über die Mechanismen einer schützenden Immunreaktion vor. Einige Autoren untersuchen die prophylaktische Wirkung der Impfung von Fohlen oder Mutterstuten gegen Rhodococcus equi. Dabei sind die Ergebnisse widersprüchlich. Während in einigen Studien die Morbidität der Rhodococcus equi-Pneumonie bei den Fohlen erfolgreich reduziert wird (BECÚ et al., 1997; VARGA et al., 1997), verzeichnen PRESCOTT et al. (1979) und MARTENS et al. (1989) keinen positiven Effekt. Da die bisher veröffentlichten Impfstudien keine Kontrollgruppe im selben Jahrgang mit ausreichender Fohlenanzahl führen, wird die Interpretation deren Ergebnisse durch die stets von Jahr zu Jahr für jeden einzelnen Betrieb unterschiedliche Erkrankungsrate erschwert (CHAFFIN et al., 2003).
Eine weitere Form der Prophylaxe stellt die Infusion von Hyperimmunseren mit erhöhten Antiköperspiegeln gegen Rhodococcus equi dar. Auch hier wird einerseits berichtet, dass eine Erkrankung wenigstens teilweise verhindert oder auch erfolgreicher therapiert wird (MADIGAN et al., 1991; PERKINS et al., 2001), während bei anderen Untersuchungen kein schützender Effekt oder nur ein späteres Auftreten der Erkrankung im Vergleich zu einer unbehandelten Kontrollgruppe beobachtet wird (HURLEY und BEGG, 1995; SCHULTE, 2005; PAUL, 2005).
Die natürliche Immunreaktion auf die fakultativ intrazellulär überlebenden Rhodokokken ist von einer zellulären Immunantwort geprägt (MAGNUSSON, 1938;
CARTER und HYLTON, 1974; MARTENS et al., 1982; ELLENBERGER et al., 1984b). In Mäusemodellen ist eine auf Th-1 basierende Immunantwort Grundlage für eine wirkungsvolle Bekämpfung der Erkrankung (HINES et al., 1997; AINSWORTH, 1999). Eine solche Immunantwort wird durch klinische Isolate von Rhodococcus equi induziert. Experimentell mit Rhodococcus equi infizierte immunkompetente Mäuse zeigen eine T-Lymphozyten-dominierte Immunantwort und keine Erkrankung. Mäuse, in denen eine Th2-Cytokin-Antwort und damit eine B-Zell-dominierte Immunantwort induziert wird, sind nicht in der Lage, eine Erkrankung durch Rhodococcus equi zu verhindern (KANALY et al., 1995). GIGUÈRE et al. (1999) infizieren eine Gruppe von Fohlen mit einem Stamm von Rhodococcus equi, der ein 85- bis 90-kb–Plasmid aufweist. Eine zweite Gruppe wird mit einer plasmidfreien Variante infiziert. Die Autoren stellen deutliche qualitative und quantitative Unterschiede in der Cytokinproduktion bei den Fohlen beider Gruppen fest. Die Fohlen der Gruppe, die mit der plasmidhaltigen Rhodococcus equi-Variante infiziert wird, zeigen unter anderem eine verminderte IFNγ-Produktion und erkranken an einer Rhodococcus equi-Pneumonie (GIGUÈRE et al., 1999). IFNγ wird von Typ-1-T-Zellen (Th1) produziert und bewirkt eine Aktivierung von Makrophagen und damit eine Entzündungsauslösung (SILBERNAGEL und DESPOPOULOS, 2001).
In-vitro-Studien zeigen, dass spezifische Antikörper als Teil der humoralen Immunantwort eine wichtige Rolle bei der Opsonierung und somit der Phagozytose der Rhodokokken spielen (HIETALA et al.,1985; HIETALA und ARDANS, 1987b).
Fest steht, dass über das Colostrum verabreichte spezifische anti-Rhodococcus equi-Antikörper der Mutterstuten die Entstehung einer Rhodokokkose bei Fohlen nicht verhindern (MARTENS et al., 1989; TRISKATIS, 2004).
2. 3 Therapie von Lungenabszessen bei Fohlen
2.3.1 Allgemeine Grundlagen der Behandlung von Lungenabszessen
Die Therapie der Rhodococcus equi-Pneumonie ist überwiegend bei früher Diagnose der Erkrankung mit einem in vivo wirksamen Antibiotikum über eine ausreichend lange Zeit erfolgreich (PRESCOTT und SWEENEY, 1985). Die Eigenschaften des Erregers Rhodococcus equi und die damit verbundenen besonderen Lungenveränderungen stellen spezifische Anforderungen an den Wirkstoff. Wie bereits erwähnt sind bei Fohlen, die auf einem endemisch betroffenen Aufzuchtbetrieb nicht regelmäßig einer Routineuntersuchung unterzogen werden, meistens die Lungenveränderungen derartig fortgeschritten, dass die Überlebenschancen trotz angebrachter Therapie sehr gering sind (BARTON und HUGHES, 1980; LARSON, 1980; PRESCOTT und SWEENEY, 1985). Weiterhin sind viele Antibiotika, die sich in vivo gegen Rhodococcus equi wirksam zeigen, in vitro unwirksam, da sie weder in Abszesse noch in Zellen eindringen (HILLIDGE, 1987;
DONOWITZ, 1994; HONDALUS und MOSSER, 1994; LAVOIE et al., 1994).
Schließlich ist eine wochenlange (von vier bis zu zwölf Wochen) Therapiedauer notwendig (HILLIDGE, 1987; KNOTTENBELT, 1993; PILTZ, 2004). Die klinischen Befunde verbessern sich meistens bereits einige Tage nach Beginn der Behandlung.
Dagegen ist frühestens nach vier Wochen mit einer Normalisierung der Befunde der bildgebenden Verfahren zu rechnen (HILLIDGE, 1987; KNOTTENBELT, 1993). Eine regelmäßige Überprüfung des Therapieerfolges ist unabdingbar, da auf einigen Betrieben in Einzelfällen auch bei in vivo wirksamen Therapie-Protokollen Resistenzen beschrieben wurden (KENNEY et al., 1994; TAKAI, 1997).
2.3.2 Antibiotika bei der Behandlung von Lungenabszessen bei Fohlen
Zur wirksamen Therapie der abszedierenden Rhodococcus equi-Pneumonie stehen nur wenige Antibiotika zur Verfügung. In vitro zeigt sich Rhodococcus equi
gegenüber einer Reihe von antimikrobiellen Wirkstoffen sensibel bis intermediär sensibel (PRESCOTT, 1981; NORDMANN und RONCO 1992; siehe Tab. 1). Bei der Therapie der Rhodococcus equi-Pneumonie ist aber neben der minimalen Hemmstoffkonzentration (MHK) auch die Verteilung des Medikamentes am Infektionsort (FREY und LÖSCHER, 2002), also insbesondere im Lungengewebe, in Abszessen und Makrophagen, entscheidend für den Therapieerfolg (PRESCOTT und SWEENEY, 1985; HILLIDGE, 1987). Zur Evaluierung der in-vivo-Wirksamkeit von Antibiotika bei der Behandlung der Rhodococcus equi-Pneumonie werden deshalb spezielle Untersuchungen, zum Beispiel über eine Anreicherung im Lungengewebe, herangezogen (NIX et al., 1991; DONOWITZ et al., 1994).
Es liegen unterschiedliche Berichte über Therapieerfolge bei der Rhodococcus equi- Pneumonie mit diversen Antibiotika vor. SWEENEY et al. (1987) beschreiben den erfolgreichen Einsatz von Penicillin in Kombination mit einerseits Amikacin und Rifampicin und anderseits Gentamicin und Chloramphenicol bei jeweils einem Fohlen mit positivem bakteriologischen Rhodococcus equi-Nachweis. Schon BARTON und FULTON (1980) empfehlen Penicillin und Ampicillin nicht zur Therapie der Rhodococcus equi-Pneumonie. Auch LARSON (1980) lehnt eine Behandlung mit Penicillin wegen der ungünstigen pharmakologischen Eigenschaften grundsätzlich ab. SWEENEY et al. (1987) berichten von 17 erkrankten Fohlen, die unter einer Therapie mit Penicillin und Gentamicin verstarben. Gentamicin wird von MARTENS et al. (1982b) zur Therapie der Rhodococcus equi-Pneumonie als Mittel der Wahl angegeben, während PRESCOTT (1981) es schon allein aufgrund der bekannten nephrotoxischen Wirkung nicht empfiehlt.
LARSON (1980) wie auch SWEENEY et al. (1987) berichten über eine gute in-vitro–
Wirksamkeit von Oxytetrazyklin, während sie klinisch keine gute Wirksamkeit feststellen.
Tab. 1: Minimale Hemmstoffkonzentration ausgewählter Antibiotika bei verschiedenen Rhodococcus equi-Isolaten
Antibiotikum MHK 90(µg/ml) 1 MHK gesamt (mg/l) 2 MHK50 (mg/l) 2
Methicillin > 16
Cephalothin 2,0 - > 16 Chloramphenicol 8,0 – 16,0 Ampicillin 4,0 – 8,0
Penicillin > 4,0 2 – 16 4
Trimethorprim-Sulpha 2,0 – 16,0 Tetrazykline 1,0 – 4,0 Clindamycin 1,0 – 2,0 Kanamycin 0,5 – 2,0 Tobramycin < 0,25 – 1,0
Amikacin < 0,25 – 0,5
Gentamicin < 0,25 0,5 – 1,0 0,5
Erythromycin <0,25 0,06 – 0,25 0,25
Clarithromycin 0,12 – 0,25 0,12
Rifampicin 0,03 – 25 0,06
Vancomycin 0,12 – 0,25 0,12
Azithromycin 1,0 3 ≤ 1 µg/ml 4
1) Minimale Hemmstoffkonzentration ausgewählter Antibiotika bei 30 Rhodococcus equi-Isolaten von Pferden (nach PRESCOTT, 1981)
2) Minimale Hemmstoffkonzentration ausgewählter Antibiotika bei fünf humanen Rhodococcus equi-Isolaten (NORDMANN und RONCO, 1992)
3) MHK90 von 60 Rhodococcus equi-Isolaten von Fohlen mit Pneumonie (JACKS et al., 2001)
4) Minimale Hemmstoffkonzentration von Azithromycin bei humanen Rhodococcus equi-Isolaten (MASCELLINO et al., 1994)
Über Therapieerfolge mit potenzierten Sulfonamiden liegen besonders widersprüchliche Ergebnisse vor. Während unter anderem WILSON (1955), PRESCOTT und SWEENEY (1985) Therapieerfolge verzeichnen, beschreiben
SWEENEY et al. (1987) einen Therapieerfolg nur in 50 % der Fälle, bei PILTZ (2004) bewährt sich das Protokoll (Rifampicin: 9 mg/kg p.o., alle 12 Stunden/Trimethoprim- Sulfadiazine: 15 mg/kg p.o., alle 12 Stunden) nicht. Dagegen werden Rhodococcus equi-bedingte Lungenabszesse erfolgreich mit der Antibiotikakombination Erythromycin/Rifampicin (Erythromycin 35 mg/kg, alle 8 Stunden, Rifampicin 6 mg/kg, alle 8 Stunden) oder mit der Monotherapie mit Azithromycin (10 mg/kg p.o., einmal täglich) behandelt.
Ein Antibiotikum, das in der Lage sein soll, einen klinischen Erfolg bei der Therapie der Rhodococcus equi-Pneumonie zu erzielen, muss besondere Eigenschaften besitzen. Eine gute Fettlöslichkeit, die es ermöglicht, die Zellwand der Makrophagen, die Abszesskapsel sowie den käsig-rahmigen Abszessinhalt zu durchdringen (SWEENEY et al., 1987; DONOWITZ, 1994). Von Vorteil ist weiterhin ein schwach basischer Charakter, der es dem Antibiotikum ermöglicht, im intrazellulären sauren Milieu protoniert und damit konzentriert zu werden (KLEMPNER und STYRT, 1981;
DONOWITZ, 1994). Eine Anreicherung am Infektionsort, also im Lungengewebe (ZERTUCHE und HILLIDGE, 1987; FREY und LÖSCHER, 2002), ist ebenso eine Grundvoraussetzung wie eine intrazellulär erhaltene antimikrobielle Aktivität (VAN DEN BROEK, 1989), sowie die Fähigkeit, auch verkäsende Abszesshöhlen zu durchdringen und zu sterilisieren (GROSSET, 1980; HILLIDGE, 1987).
Antibiotikakombinationen, die diese Eigenschaften erfüllen, stellen die Mittel der Wahl in der Therapie der Rhodococcus equi-Pneumonie dar. Die besten klinischen Erfolge werden mit Kombinationen von Rifampicin mit Erythromycin, Azithromycin und vereinzelt auch Clarithromycin erzielt (GROSSET, 1980; PRESCOTT, 1981;
PRESCOTT und NICHOLSON, 1984; GIGUÈRE et al., 2004; PILTZ, 2004).
SWEENEY et al. (1987) berichten von einem deutlichen Rückgang der Mortalität nach Einführung von Rifampicin und Erythromycin in der Therapie der Rhodococcus equi-Pneumonie.
2.3.3 Rifampicin
Rifampicin (3- 4-Methylpiperazinyl-iminomethyl- Rifamycin SV, s. Abb. 1) ist eines von etwa 750 halbsynthetischen Derivaten des Rifamycin B, das 1957 von
Streptomyces mediterranei isoliert wurde (SENSI et al., 1959 und 1960; FARR und MANDELL, 1982). Rifampicin zählt zur Gruppe der makrozyklischen Antibiotika (BURROWS et al., 1985) und ist Mittel der Wahl bei der Tuberkulosetherapie des Menschen (BARONTI und LUKINOVICH, 1968; GROSSET, 1980; FARR und MANDELL, 1982).
Abb. 1: Strukturformel von Rifampicin (Stahlmann und Lode, 2001)
Während einige Autoren für Rifampicin in einer Konzentration von 10 bis 20 µg/ml eine bakterizide Wirkung durch eine Bindung an die DNA–abhängige RNA- Polymerase der Bakterien und damit eine Verhinderung der Initiation beschreiben (McCABE und LORION 1968; FURESZ, 1970; MANDELL, 1973; BURROWS et al., 1985), berichten schon FARR und MANDELL (1982) nur von einem bakteriostatischen Effekt. In einer Untersuchung an fünf humanen Rhodococcus equi-Isolaten erkennen auch NORDMANN und RONCO (1992) nur eine bakteriostatische Wirkung. In therapeutischen Dosen wird die mitochondriale RNA–
Synthese beim Säuger nicht beeinflusst (FARR und MANDELL, 1982).
Rifampicin zeichnet sich durch seine hohe Fettlöslichkeit, seine gute Verteilung in peripheren Geweben nach oraler Applikation und seine Penetration neutrophiler Granulozyten, Makrophagen und käsigen Abszessmateriales aus (FURESZ, 1970;
PROKESCH und HAND, 1982; HILLIDGE, 1987). Bei Ratten übersteigen die Gewebsspiegel zum Beispiel in der Lunge die gleichzeitig gemessenen
Serumspiegel (FURESZ, 1970). Nach intragastraler Applikation von 20 mg/kg zeigt Rifampicin beim Pferd eine gute Absorption mit einer Plasmahalbwertszeit von 11,5 Stunden (WILSON et al., 1988). Rifampicin unterliegt einem enterohepatischen Kreislauf und wird nach Deacetylierung in der Leber mit der Galle ausgeschieden (FURESZ, 1970; BURROWS et al., 1985). Rifampicin gelangt durch einfache Diffusion in neutrophile Granulozyten und Makrophagen und liegt dort zweifach konzentriert vor (MANDELL, 1973; PROKESCH und HAND, 1982). Beim Vorliegen stoffwechselaktiver Bakterien zeigt Rifampicin auch intrazellulär antimikrobielle Aktivität (MANDELL, 1973).
Das Wirkspektrum von Rifampicin erfasst grampositive Keime wie Staphylococcus aureus, aber auch einige gramnegative Keime und Mycobacterium tuberculosis (FUERSZ, 1970; WILSON et al., 1988). Gramnegative Enterobacteriaceae sind resistent (WILSON et al., 1988). Mit einer minimalen Hemmstoffkonzentration (MHK) von 0,03 bis 0,25 mg/l (NORDMANN und RONCO, 1992) zeigt sich Rifampicin 90 mal potenter als Penicillin und fünfmal potenter als Gentamicin gegenüber Rhodococcus equi (ZERTUCHE und HILLIDGE, 1987). Rifampicin ist ein starker Induktor microsomaler Enzyme der Leber, u.a. bei Kaninchen, und beschleunigt dadurch die Ausscheidung von z.B. Steroiden und Digitoxin (VAN MARLE et al., 1979; FARR und MANDELL, 1982). Nach einer Therapiedauer von sieben Tagen wird bei Menschen eine beschleunigte Ausscheidung von Rifampicin festgestellt. Die therapeutische Wirkung des Rifampicin wird aber hiervon nicht beeinträchtigt (FARR und MANDELL, 1982). Beim Pferd wurde bisher über diese Wirkung nicht berichtet.
Für Rifampicin werden mehrere Dosierungen zur oralen Applikation vorgeschlagen.
BURROWS et al. (1985) empfehlen eine Dosierung von 10 mg/kg einmal täglich, während PRESCOTT und SWEENEY (1985) speziell bei der Therapie der Rhodococcus equi-Pneumonie mit einer Gabe von zweimal täglich 10 mg/kg Gewebskonzentrationen erzielen, die dauerhaft oberhalb der MHK liegen. HILLIDGE (1987) verwendet Rifampicin in Kombination mit Erythromycin in einer Dosierung von 5 mg/kg zweimal täglich. Bei einer Applikation therapeutischer Dosen werden keine Nebenwirkungen außer einer vorübergehenden Rotfärbung des Urin beobachtet (BARONTI und LUKINOVICH, 1968; LYONS, 1979; FARR und MANDELL, 1982;
ZERTUCHE und HILLIDGE, 1987). Die experimentelle Gabe hoher Dosen ruft bei
Affen (Macaca irus) Erbrechen und bei Hunden eine nekrotisch-hämorrhagische Enteritis sowie einen Ikterus hervor (FUERSZ, 1970).
Wird Rifampicin als Monotherapie eingesetzt, entwickeln sich wahrscheinlich durch Mutation der RNA–Polymerase schnell Resistenzen (BARONTI, 1968; FARR und MANDELL, 1982). In einer Untersuchung von TAKAI et al. (1997) an 99 Rhodococcus equi-Isolaten von einem Fohlen, das zuvor einer einmonatigen Rifampicin–Monotherapie unterzogen wurde, zeigen sich 90% der untersuchten Isolate nach Abschluss der Therapie resistent gegen Rifampicin. Zu Therapiebeginn waren alle 99 Isolate sensibel für Rifampicin. Die Kombination von Rifampicin mit Erythromycin oder Azithromycin stellt derzeit den Standard bei der Therapie der Rhodococcus equi-Pneumonie von Fohlen dar (ZENT, 1987; ZERTUCHE und HILLIDGE, 1987; PILTZ, 2004). In vitro zeigt die Kombination von Rifampicin mit Erythromycin mit einer mehr als zehnfachen Steigerung der additiven Wirkung beider Präparate einen synergistischen Effekt (PRESCOTT und NICHOLSON, 1984).
2.3.4 Eigenschaften der Makrolid-Antibiotika
Die Makrolid-Antibiotika bilden eine Gruppe makrozyklischer Laktone, die aus einem zentralen 14- bis 16gliedrigen Ring und einem glykosidisch gebundenen Neutral- oder Aminozucker bestehen. Sie werden je nach Größe des Zentralringes in Gruppen unterteilt. Zu den 14gliedrigen Makroliden zählen unter anderem Erythromycin als Prototyp der Makrolid-Antibiotika und Clarithromycin. Azithromycin ist 15gliedrig. Als Vertreter der 16gliedrigen Makrolid-Antibiotika sind Tilmicosin und Tylosin zu nennen (FREY und LÖSCHER, 2002). Zusammen mit Streptograminen und Lincosamiden bilden die Makrolid-Antibiotika die sogenannte MLS-Gruppe (VANNUFFEL und COCITO, 1996; FREY und LÖSCHER, 2002).
Wirkmechanismus der Makrolid-Antibiotika ist die Bindung an die 50 S-Untereinheit der bakteriellen Ribosomen. Sie verhindern die Bindung einer weiteren Aminoacyl-t- RNA und führen zu einer Freisetzung unreifer Polypeptidketten. Makrolid–Antibiotika zeigen eine bakteriostatische, bei zwei- bis vierfacher minimaler Hemmstoffkonzentration auch eine bakterizide Wirkung (RETSEMA et al., 1987;
GOLDSTEIN et al., 1990; NEU, 1991). Makrolid-Antibiotika zeigen eine gute antimikrobielle Aktivität gegen viele grampositive Keime, können auch gegen fakultativ intrazelluläre Erreger wie Mycoplasmen oder Rhodokokken erfolgreich eingesetzt werden und sind unwirksam gegen Enterobacteriaceae (NEU, 1991;
PETERS et al., 1992; WILLIAMS und SEFTON, 1993). Dabei zeigen die neueren Makrolid-Antibiotika wie Azithromycin im allgemeinen ein größeres Wirkspektrum als zum Beispiel Erythromycin.
Charakteristisch für die Makrolid-Antibiotika ist ihre gute Fettlöslichkeit (BURROWS, 1980; NEU, 1991; FREY und LÖSCHER, 2002), die ihnen eine gute Gewebspenetration und auch die Aufnahme in neutrophile Granulozyten und Gewebsmakrophagen ermöglicht (PETERS et al., 1992). Als schwache Basen werden sie im intrazellulär leicht sauren Milieu protoniert, verlieren ihre Membrangängigkeit und verbleiben intrazellulär (GLADUE et al., 1989; WILLIAMS und SEFTON, 1993). Durch ihre Bindung an Globuline und Akute Phase Proteine sowie durch den Transport in neutrophilen Granulozyten und Makrophagen liegen Makrolid-Antibiotika an Entzündungsherden konzentriert vor (MARTIN et al., 1985).
Zusätzlich existiert ein pH-unabhängiger synergistischer Effekt von Makrolid- Antibiotika mit Serum, wodurch sie in vivo eine größere Wirkung zeigen als anhand der in vitro erzielten pharmakologischen Daten zu erwarten wäre (MCDONALD und PRUUL, 1992).
Gastrointestinale Nebenwirkungen stehen bei den Makrolid-Antibiotika an erster Stelle (PERITI et al., 1993; WILLIAMS und SEFTON, 1993). Eine Induktion des p450-Enzymsystemes in der Leber ohne klinische Folgen wird gleichfalls beschrieben (LODE, 1991; WILLIAMS und SEFTON, 1993). Im allgemeinen zeigen die 15- und 16gliedrigen Makrolide weniger Nebenwirkungen als die 14gliedrigen (ITOH et al., 1984; PERITI et al., 1993; GIGUÈRE et al., 2004). Rhodokokken zeigen gerade unter Monotherapie eine schnelle Resistenzentwicklung gegen Makrolid- Antibiotika (KENNEY et al., 1994; PETERSON et al., 1992; KALENIĆ et al., 1998).
Als Mechanismus wird eine Methylierung der Ribosomenbindungsstelle angenommen. Innerhalb der Gruppe der Makrolide treten Kreuzresistenzen auf (FERNANDES et al., 1989; PETERS, 1992; FREY und LÖSCHER, 2002), wobei mittlerweile nicht mehr nur die Gruppen der 14- und 15gliedrigen Makrolide als
hauptsächlich betroffen gelten (FERNANDES et al., 1989), sondern allgemein alle 14- bis 17gliedrigen Makrolide (TRAEDER und GROTHUES, 2004). Auch bei den Makroliden verringert eine Kombination mit anderen Antibiotika das Auftreten von Resistenzen (NORDMANN und RONCO, 1992).
2.3.5 Erythromycin
Erythromycin (Strukturformel s. Abb. 2) wird als Prototyp der Makrolid–Antibiotika 1952 auf den Philippinen aus den Synthese-Produkten von Streptomyces erythreus isoliert und zählt zur Gruppe der 14gliedrigen Makrolide (HAIGHT und FINLAND, 1952; NEU, 1991; STRATTON–PHELBS et al., 2000).
Abb. 2: Strukturformel von Erythromycin (nach STAHLMANN und LODE, 2001)
Als Base mit hoher Fettlöslichkeit erreicht Erythromycin nach oraler Applikation unter anderem in der Lunge höhere Gewebs- als Serumspiegel (BURROWS, 1980;
PRESCOTT et al., 1983). Bei Stuten beobachtete PRESCOTT (1983) in der Milch eine doppelt so hohe Konzentration von Erythromycin wie im Serum. Zusätzlich wird Erythromycin in polymorphkernigen Granulozyten durch aktiven Transport zehn– bis dreizehnfach konzentriert (PROKESCH und HAND, 1982). Die minimale Hemmstoffkonzentration (MHK) von Rhodococcus equi liegt bei 0,25 µg/ml oder
darunter (PRESCOTT, 1981; NORDMANN und RONCO, 1992; GIGUÈRE et al., 2004). Nach oraler Gabe von 20 mg/kg wird bei Pferden für drei Stunden ein Serumspiegel oberhalb der MHK erzielt (PRESCOTT et al., 1983). Durch eine Verminderung der chemotaktischen Aktivität und der Adherenz der neutrophilen Granulozyten erzielt Erythromycin in der Lunge einen nicht antimikrobiell bedingten antiinflammtorischen Effekt (NELSON et al., 1987; VILLAGRASA, 1997;
STRATTON–PHELBS et al., 2000).
NELSON et al. (1987) beobachten nach Verabreichung von 50 oder 100 mg/kg Erythromycin i.v. bei Mäusen eine Verringerung der polymorphkernigen neutrophilen Granulozyten in der bronchoalveolären Lavage im Vergleich zu mit Wasser behandelten Mäusen. Sie vermuten als Ursache eine Reduktion der Produktion chemotaktischer Faktoren (NELSON et al., 1987). Diese Eigenschaft begünstigt die Entstehung opportunistischer Infektionen (NELSON et al., 1987; STRATTON- PHELBS et al., 2000). In einer Studie an Nacktmäusen zeigt sich Erythromycin allein nicht in der Lage, eine experimentell intravenös induzierte Lungeninfektion mit Rhodococcus equi zur Abheilung zu bringen (KENNEY et al., 1994). In Kombination mit Rifampicin entsteht ein synergistischer Effekt (NORDMANN und RONCO, 1992;
KENNEY et al., 1994). Die Einführung dieser Antibiotikakombination in der Therapie der Rhodococcus equi-Pneumonie senkt die Mortalität deutlich (SWEENEY et al., 1987). Auch wegen der schnellen Entwicklung von Resistenzen unter Therapie empfiehlt sich eine Kombination mit Rifampicin zur Therapie der Rhodococcus equi- Pneumonie bei Fohlen (ZENT, 1987; KENNEY et al., 1994). PRESCOTT und SWEENEY (1985) empfehlen zur Behandlung der Rhodococcus equi-Pneumonie die orale Gabe von 25 mg/kg Erythromycin-Estolat viermal täglich. ZENT (1987) arbeitet noch mit 10 mg/kg viermal täglich, während ZERTUCHE et al. (1987) eine Dosis von 25 mg/kg dreimal täglich verabreichen.
Nachteile beim Einsatz von Erythromycin sind eine variable Absorption nach oraler Applikation, eine relativ hohe Inzidenz vor allem gastrointestinaler Nebenwirkungen, die lebensbedrohlich sein können, sowie die mehrmals tägliche Verabreichung (LAKRITZ et al., 1999; STRATTON–PHELBS et al., 2000). Erythromycin ist im sauren Milieu äußerst instabil und zerfällt bei einem pH–Wert von 2 innerhalb von 37 Sekunden um 10 % (FIESE und STEFFEN, 1991; PETERS et al., 1992).
Azithromycin zeigt sich unter gleichen Bedingungen wesentlich stabiler und somit besser geeignet zur oralen Applikation (PETERS et al., 1992).
Erythromycin verursacht bei Mensch, Hund und Kaninchen als Motilin–Agonist Dünndarmkontraktionen (ITOH et al., 1984; PEETERS et al., 1989). In der Humanmedizin wird von gastrointestinalen Nebenwirkungen hauptsächlich bei erwachsenen Versuchspersonen berichtet (AUCKENTHALER, 1986; NEU, 1991).
Bei Stuten beschreiben GUSTAFFSON et al. (1997) und BÅVERUD et al. (1998) eine durch die orale Aufnahme minimaler Dosen von Erythromycinmethylsuccinat bedingte tödlich verlaufende Colitis. Erythromycin scheint durch eine Veränderung der Darmflora eine nosocomiale Infektion mit Clostridium difficile zu begünstigen (BÅVERUD et al., 1998). PRESCOTT et al. (1983) beobachten allerdings bei einer Untersuchung an vier Stuten keine gastrointestinalen Nebenwirkungen. Für Fohlen, die mit Erythromycin therapiert werden, besteht ein achtfach höheres Risiko, Nebenwirkungen wie Durchfälle, Hyperthermie oder ein Atemnotsyndrom zu entwickeln (STRATTON–PHELBS et al., 2000). Sie scheinen weiterhin zu symptomlosen Trägern von Clostridium difficile zu werden (BÅVERUD et al., 1998).
2.3.6 Azithromycin
Azithromycin (9-deoxo-9a-aza-9a-methyl-9a-homoerythromycin A, Strukturformel s.
Abb. 3), der Prototyp der Azalide, ist ein halbsynthetisch hergestelltes, fünfzehngliedriges Makrolid (NEU, 1991) und zeigt im Vergleich mit Erythromycin eine verbesserte Säurestabilität, eine stärkere Gewebspenetration, ein erweitertes antimikrobielles Spektrum und geringere Nebenwirkungen (GIRARD, 1987; NEU, 1991; PETERS et al., 1992; WHITMAN und TUNKEL, 1992).
Abb. 3: Strukturformel von Azithromycin (nach STAHLMANN und LODE, 2001)
Azithromycin zeigt bei Mäusen, Ratten und Fohlen nach oraler Gabe eine sehr gute Absorption (GIRARD et al., 1987; JACKS et al., 2001). Nach 10 min liegen bei einem pH–Wert von 2 noch 90 % des Azithromycin unverändert vor und können somit in wirksamer Form die Darmschleimhaut passieren (FIESE und STEFFEN, 1990;
PETERS et al., 1992). Die Aufnahme von Nahrung beeinflusst die Absorption nach oraler Applikation beim Fohlen nicht (JACKS et al., 2001).
Die in menschlichem Lungengewebe erreichten Konzentrationen von Azithromycin liegen um das 52fache über dem gleichzeitig erzielten Serumspiegel (BALDWIN et al., 1990; MORRIS et al., 1991; PETERS et al., 1992). In alveolären Zellen liegt es bei Fohlen nach fünffacher intragastraler Applikation von 10 mg/kg Körpergewicht 15– bis zu 170fach konzentriert vor (JACKS et al., 2001). Seine höchste Konzentration erreicht Azithromycin in den Alveolarmakrophagen (BALDWIN et al., 1990). Als Mechanismen für die intrazelluläre Anreicherung beschreiben GLADUE et al. (1989) passive Diffusion und lysosomales Trapping. Die Eliminationshalbwertszeit von Azithromycin beträgt beim Fohlen 20,3 Stunden (JACKS et al., 2001). Nach einer einmaligen oralen Gabe von 10 mg/kg werden bei Fohlen auch nach 48 Stunden in Zellen aus einer bronchoalveolären Lavage Konzentrationen oberhalb der
