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Danksagung
Die vorliegende Studie wurde im TGD Bayern durchgeführt. Sie wurde im Rahmen der Projekte des TGD Bayern durch den Freistaat Bayern und die bayerische Tierseuchenkasse finanziell unterstützt wurden.
References
Böttcher J, Vossen A, Janowetz B, Alex M, Gangl A, Randt A, Meier N (2011):
Insights into the dynamics of endemic Coxiella burnetii infection in cattle by application of phase-specific ELISAs in an infected dairy herd. Vet Microbiol 151: 291-300.
Böttcher J, Frangoulidis D, Schumacher M, Janowetz B, Gangl A, Alex M (2013): The impact of Q fever-phase-specific milk serology for the diagnosis of puerperal and chronic milk shedding of C. burnetii. Berl Münch Tierärztl Wochenschr 126: 427-435.
10. Stendaler Symposium 10.-12. Mai 2017
Die Coxiellen-Infektion in Milchviehbeständen folgt bestimmten Gesetzmäßigkeiten
B. Motsch 1 , C. Alves-Nascimento 2 , B. Janowetz 2 , S. Werth 2 , E. Deckinger 2 , and J. Böttcher 2
1
Lehrstuhl für Tierphysiologie und Immunologie, Weihenstephaner Berg 3, 85354 Freising
2
Tiergesundheitsdienst Bayern e.V., Senator-Gerauer-Straße 23, 85586 Poing
Coxiella burnetii (Cb) ist ein Zoonoseerreger, der beim Menschen Q-Fieber und bei Tieren die Coxiellose verursacht, wobei Wiederkäuer im Zentrum des Infektions-/Zoonosegeschehens stehen. In Milchviehbeständen liegen häufig endemische Infektionen vor (Böttcher et al., 2011) und es werden während der Geburt große Mengen an Cb ausgeschieden. Des Weiteren scheiden einige Kühe Cb mit der Milch aus (Böttcher et al., 2013). In dieser Arbeit beschreiben wir den Verlauf der Coxiellen-Infektion in Milchviehbeständen.
Zusammenfassung:
• Drei Antikörper-Titer-Profile: das akute, chronische und ruhende Stadium der Coxiellose.
• Diese Stadien durchlaufen einen Kreislauf mit fließenden Übergängen.
• Im akuten/chronischen Stadium infizieren sich Kälber frühzeitig während der Geburt mit Cb und entwickeln eine zelluläre Immunität, selten Antikörper (IFN
+, Antikörper
-).
• Die Remontierung von immunen Kalbinnen stoppt die Infektionskette: chronisch → ruhend
• Während des Ruhestadiums werden empfängliche Kälber geboren:
Empfängliche Kühe (erstlaktierend) starten einen neuen Zyklus der Infektion und
sie haben das höchste Risiko zu chronischen Cb-Milchausscheidern zu werden.
In chronischen Cb-Milchausscheidern kann Cb Zeiten erhöhter Herdenimmunität überbrücken.
• Die Profile ermöglichen eine bessere Einschätzung der Klinik auf Herdenebene.
• Der endemische Zyklus könnte eine Anpassung des Erregers an Rinder und das Auftreten rinderspezifischer Cb-Stämme erklären.
Materials and methods
• 2429 Einzelmilchproben aus 44 Milchviehbeständen
• Phasenspezifische Antikörper-Titer (Phase I und II) wurden in einem ELISA bestimmt.
Verdünnungsreihe (2*10-1, 2*10-2, 2*10-3, 2*10-4,) angelegt und die Maximalreaktivität mit Hilfe einer stark positive Probe ermittelt. Der Titer wurde auf Basis von 20% Maximalreaktivität berechnet.
• Das Alter der Tiere wurde als Jahr und Geburtsmonat erfasst (JJMM). Für jede Herde wurde ein altersabhängiges Titerprofil erstellt, in dem die Tiere nach Alter sortiert und die dazugehörigen Titer (PhI und PhII) sowie das gleitende Mittel über je 5 Tiere dargestellt ist.
• Proben wurden mittels quantitativer PCR auf Coxiella burnetii untersucht.
• Für den IFN--Restimulationstest (IFN--RA) wurden mit Li-Hep versetzte Blutproben zusammen mit PhII-Antigen bzw. einem Kontrollantigen (Virion, Würzburg) inkubiert. Als weitere Kontrollen dienten „Pokeweed-mitogen“ und PBS. Die Stimulation wurde zusammen mit IL-10-neutralisierenden, monoklonalen Antikörpern bzw. einer Isotyp- Kontrolle durchgeführt.
Nach 16 Stunden wurde das Plasma abgenommen und mittels ELISA auf IFN- getestet.
1. Sero-Profile in Herden 2. Untersuchung der zellulären Immunität 3. Das Puzzle ergibt ein Muster
Fehlende Antikörper sind nicht gleichzusetzen mit einer mangelnden Immunität
Das akute Profil ist durch ein PhI-/PhII+-Antikörpermuster bei Jungkühen charakterisiert. PhI-Titer können nur bei älteren Tieren gefunden werden.
Im Unterschied zum akuten Stadium treten im chronischen Stadium PhI-Titer in den Vordergrund (Hier werden wahrscheinlich fortlaufend empfängliche und immune Tiere remontiert!)
Charakteristisch für das Ruhestadium ist das Fehlen von Antikörpern bei Jungkühen. Bei älteren Tieren werden einzelne Altersgruppen mit höheren PhI- und PhII-Titern beobachtet, wahrscheinlich aufgrund einer früheren Infektionswelle. Chronische Coxiellen- Milchausscheider (cCoMa) werden innerhalb dieser Tiergruppen gefunden. Tiergruppen ohne Antikörper markieren ein zurückliegendes Ruhestadium (siehe auch obere Abbildung!).
IFN--Reaktivität in seronegativen Kalbinnen
Um die Abwehrlage bei seronegativen Jungkühen zu untersuchen, wurde ein IFN--Restimulationstest mit Coxiella burnetii-Antigen durchgeführt. Die Ergebnisse sind als % der Stimulationskontrolle dargestellt (blau).
Note
a. IFN--Reaktivität ohne Antikörper tragenden Färsen.
b. Gruppe mit fehlenden IFN--Reaktionen (= empfänglich für die Infektion, bilden die Grundlage für spätere Antikörperpeaks).
c. Maternale Antikörper bei Kälbern
d. Hohe PhI-Titer mit niedrigen IFN--Reaktion weisen auf eine fehlgeleitete Immunantwort hin
Die zelluläre Immunität scheint essentiell für eine erfolgreiche Elimination des intrazellulären Erregers Coxiella burnetii zu sein.
Der Q-Fieber-Kreislauf in Milchviehherden
akut
chronisch ruhend
d d a b c
Die Infektion folgt einem definierten Kreislauf mit fließenden Übergängen von einem Stadium ins nächste. Im akuten und chronischen Stadium werden Coxiellen während der Geburt ausgeschieden. Dies führt zur Immunisierung der Kälber. Deren Eintreten in die Kuhherde bringt die Infektion zum Erliegen (Ruhe). Nun werden Kälber
geboren, die für die Infektion empfänglich bleiben. Ihre Infektion ist die Voraussetzung für eine neue Generation von cCoMa, in welchen der Erreger während einer erhöhten Herdenimmunität persistiert.
Die Zyklusdauer kann in Jahren angegeben werden (≥2 Jahre für die Aufzucht immuner bzw. empfänglicher Tiere).
Die verschiedenen Stadien des Coxiellose-Zyklus in einer Herde
Ruhendes Stadium
PhI-Titer PhII-Titer
Chronisches Stadium
PhI-Titer PhII-Titer
Akutes Stadium
PhI-Titer PhII-Titer
Jungrinder und Kälber
TiterTiter
2015
Chronisches Stadium
Aborte:
-/+
2016
Ruhendes Stadium
Aborte:
Keine 2014 Akutes Stadium
Aborte:
+++
Die Proben für die folgenden Profile wurden 2014, 2015 und 2016 in einer Herde entnommen, in der 2013/14 Aborten auftraten.
Titer
