Untersuchungen zur Diagnostik und Prävention eines fehlerhaften passiven Transfers von Immunglobulinen bei neonaten Fohlen unter Anwendung verschiedener postnataler Betreuungsmethoden

(1)

Tierärztliche Hochschule Hannover

Untersuchungen zur Diagnostik und Prävention eines fehlerhaften passiven Transfers von Immunglobulinen bei neonaten Fohlen unter Anwendung verschiedener postnataler Betreuungsmethoden

INAUGURAL – DISSERTATION zur Erlangung des Grades einer Doktorin der Veterinärmedizin - Doctor medicinae veterinariae -

( Dr. med. vet. )

vorgelegt von Lisa Tscheschlok

Freiberg

Hannover 2017

(2)

Wissenschaftliche Betreuung: PD, Dr. Monica Venner, PhD, Dipl. ECEIM Klinik für Pferde, Tierärztliche Hochschule, Hannover

1. Gutachterin: PD, Dr. Monica Venner, PhD, Dipl. ECEIM Klinik für Pferde, Tierärztliche Hochschule, Hannover

2. Gutachterin: Prof. Dr. Martina Hoedemaker, PhD

Klinik für Rinder, Tierärztliche Hochschule, Hannover

Tag der mündlichen Prüfung: 04.05.2017

(3)

In Liebe meinen Eltern

(4)

(5)

INHALTSVERZEICHNIS SEITE

1 Einleitung ... 9

2 Wissenschaftliche Publikationen ... 13

2.1 Publikation 1 ... 13

Summary ... 14

2.2 Publikation 2 ... 16

Summary ... 17

3 Übergreifende Diskussion ... 18

3.1 Probanden ... 18

3.2 Studienaufbau ... 19

3.3 Analyseverfahren ... 20

3.4 Vergleich der Analyseverfahren ... 21

3.5 Vergleich der postnatalen Betreuungsgruppen ... 24

3.6 Perspektiven zur Verbesserung der postnatalen Betreuung ... 25

3.7 Verlauf der EGG-Konzentration ... 26

3.8 Schlussfolgerungen ... 27

4 Zusammenfassung ... 28

5 Summary ... 31

6 Literaturverzeichnis ... 33

7 Anhang: Publikation 1 und 2 in veröffentlichter Form ... 41

8 Darstellung des eigenen Anteils an den wissenschaftlichen Publikationen . ... 55

9 Danksagung ... 57

(6)

Abkürzungsverzeichnis

Abb. Abbildung

ANOVA Varianzanalyse, analysis of variance

AUC Fläche unter der ROC-Kurve, area under the curve α-Globulin Alphaglobulin, alpha globulin

β-Globulin Betaglobulin, beta globulin Brix % Brechungsindex, refractive index

°C Grad Celsius, degree Celsius

CI Konfidenzintervall, confidence interval

EDTA Ethylendiamintetraacetat, ethylenediaminetetraacetate

EGG per Elektrophorese bestimmtes Gammaglobulin, electrophoretic gamma globulin

ELISA enzymgekoppelter Immunadsorptionstest, enzyme-linked immunosorbent assay

et. al. et alii (lat. „und andere“, „and others“) F weiblich, female

Fig. Abbildung, figure

FPTI Fehlerhafter passiver Transfer von Immunglobulinen FTPI failure of transfer of passive immunity

γ-Globulin Gammaglobulin, gamma globulin g Erdbeschleunigung, gravity g/L, g/l Gramm pro Liter, grams per litre

h Stunden, hours

IgG Immunglobulin G, immunoglobulin G

IgG-RID per radialer Immundiffusion bestimmtes IgG, immunoglobulin G measured by radial immunodiffusion

L, l Liter, litre

LR Wahrscheinlichkeitsverhältnis, Likelihood ratio

M männlich, male

Max. Maximum, maximum

(7)

Abkürzungsverzeichnis

Min. Minimum, minimum N, n Anzahl, number μl Mikroliter, microlitre ml Milliliter, millilitre P P-Wert, p-value

RID Radiale Immundiffusion, radial immunodiffusion ROC receiver operating characteristic

rs Korrelationskoeffizient nach Spearman, spearman´s correlation coefficient

SD Standardabweichung, standard deviation Tab. Tabelle, table

TG Gesamtglobulin, total globulin

(8)

(9)

Einleitung

9

1 Einleitung

In der Fohlenaufzucht wird der intensiven Betreuung neugeborener Fohlen eine immer größere Bedeutung beigemessen. Auch die damit verbundene Überprüfung der Konzentration an Immunglobulin G (IgG) im Fohlenblut findet unter Tierärzten und Züchtern zunehmend Beachtung. Denn eine unzureichende Versorgung mit IgG wird im Zusammenhang mit einer erhöhten Infektionsgefahr für das heranwachsende Fohlen gesehen (RAIDAL 1996).

Neugeborene Fohlen sind einer Vielzahl von unbekannten Keimen ausgesetzt, deren Abwehr das eigene Immunsystem noch nicht bewältigen kann. Aufgrund des Aufbaus der equinen Plazenta, die nahezu keinen diaplazentaren Transport von Immunglobulinen an den Fötus ermöglicht, besitzen diese Fohlen direkt nach der Geburt nur geringste Konzentrationen an maternalen Antikörpern im Blut. Der Aufbau einer passiven Immunität durch Aufnahme von Kolostrum der Stute, welches hohe Konzentrationen an protektivem IgG enthält, ist deshalb essentiell für das neugeborene Fohlen (JEFFCOTT 1972, 1974a, SHEORAN et al. 2000). Angesichts einer zeitlichen Begrenzung seitens der kolostralen IgG-Konzentration der Stute, welche fällt, sobald das Fohlen am Euter säuft (VENNER et al. 2008), und seitens des Fohlens, dessen intestinale Resorptionseigenschaften für IgG ins Blut zeitlich progressiv sinken (JEFFCOTT 1972, RAIDAL et al. 2005), müssen neugeborene Fohlen frühzeitig ausreichende Mengen des Kolostrums aufnehmen.

Nach dem ersten Lebenstag sollte eine Konzentration von mindestens 8 g/L IgG im Fohlenserum vorhanden sein (KOTERBA et al. 1985, RAIDAL 1996). Diese IgG- Konzentration wird als ausreichend für die Infektionsabwehr betrachtet (LIEPMAN et al. 2015). Eine unzureichende Konzentration an IgG im Fohlenserum wird als fehlerhafter passiver Transfer von Immunglobulinen (FPTI) bezeichnet. Eine IgG- Konzentration zwischen 4 bis 8 g/L gilt dabei als partieller fehlerhafter Transfer, eine IgG-Konzentration unter 4 g/L als vollständiger fehlerhafter Transfer (TYLER- MCGOWAN et al. 1997). Der FPTI wurde als die häufigste immunologische

(10)

Einleitung

10

Erkrankung des Pferdes beschrieben (PERRYMAN u. MCGUIRE 1980) und betroffene Fohlen zeigen eine erhöhte Anfälligkeit für behandlungswürdige Infektionskrankheiten wie Septikämien, Gelenkerkrankungen oder Pneumonien (MCGUIRE et al. 1977, RAIDAL 1996, LIEPMAN et al. 2015).

Möglichkeiten zur Prävention eines FPTIs verdeutlichen Studien im Bereich der Kälberaufzucht. Die Menge und Qualität des aufzunehmenden Kolostrums sowie der Zeitpunkt und die Methode der Kolostrumaufnahme gelten als entscheidende Größen der postnatalen Betreuung, anhand derer das Vorkommen eines FPTIs in Kälbern minimiert werden kann (STOTT et al. 1979b, BESSER et al. 1991, CHIGERWE et al. 2008).

Es konnte gezeigt werden, dass eine niedrigere Rate an FPTI verzeichnet wird, wenn neugeborene Kälber das erste Kolostrum per Saugflasche oder Sonde eingegeben bekommen, als wenn sie dieses selbstständig am Euter der Mutter saufen (BESSER et al. 1991). Darüber hinaus ergaben sich höhere IgG-Konzentrationen im Kälberserum, wenn diese Kolostrumeingaben innerhalb der ersten Stunden nach der Geburt erfolgten (STOTT et al. 1979b, CHIGERWE et al. 2008).

In der Fohlenaufzucht sind entsprechende Empfehlungen zur postnatalen Betreuung durchaus beschrieben, doch kaum validiert. Studien, die bei Fohlen eine frühe postnatale Betreuung in Form von Kolostrumeingaben per Saugflasche mit einer selbstständigen Kolostrumaufnahme am Euter hinsichtlich des Einflusses auf die IgG-Konzentration im Serum vergleichen, sind kaum vorhanden.

Eine Überprüfung der IgG-Konzentration im Fohlenserum ist mit 8 bis 12 Lebensstunden angeraten (MASSEY et al. 1991). Es besteht so frühzeitig die Möglichkeit einer eventuellen IgG-Unterversorgung mittels oraler Eingabe von hochwertigem Kolostrum entgegenzuwirken und auf eine invasive Zufuhr von Plasma zu verzichten, die nach Verstreichen des ersten Lebenstags notwendig wäre (JEFFCOTT 1974a, CRAWFORD et al. 1977).

(11)

Einleitung

11

Die Bestimmung der IgG-Konzentration im Fohlenblut kann mittels verschiedener spezifischer und unspezifischer IgG-Messverfahren durchgeführt werden. Die radiale Immundiffusion (RID) nach MANCINI et al. (1965) wird derzeit als Goldstandard der equinen IgG-Bestimmung angesehen, wobei Fehlerquellen bei dieser spezifischen Labormethode aufgezeigt werden konnten (DAVIS u. GIGUÈRE 2005). Ein unspezifisches Laborverfahren repräsentiert die Serumelektrophorese, bei der die Messung der Konzentration an Gammaglobulin (γ-Globulin) erfolgt (RUMBAUGH et al. 1979). Eine ausreichende Validierung dieser Methode, welche in Deutschland als Standardverfahren zur IgG-Bestimmung bei neonaten Fohlen angewandt wird, blieb bisher aus. Beide genannten Verfahren sind zeitaufwendig und es bedarf semiquantitativer Schnelltests, die dem Tierarzt im Stall ein zeitnahes Ergebnis liefern, um einer IgG-Unterversorgung oral entgegenwirken zu können. Der Enzyme- Linked Immunosorbent Assay (ELISA)-Schnelltest, der SNAP®-Fohlen IgG Test (IDEXX Laboratories), findet in der Praxis zwar häufig Verwendung, zeigte aber in Untersuchungen eine geringe Spezifität (METZGER et al. 2006). Da dies eine hohe Zahl an falsch positiven Ergebnissen zur Folge hat, stellt dieser Test keine medizinisch zufriedenstellende Alternative zur Einschätzung der IgG-Versorgung dar.

Ein schnelles Nachweisverfahren zur Diagnose eines FPTIs könnte die Bestimmung der Gesamtglobulin-Konzentration darstellen. Da nicht nur IgG, sondern auch andere Globuline (wie α- und β-Globuline) gemessen werden, erfolgt eine Abschätzung der IgG-Versorgung anhand von Grenzwerten für das Gesamtglobulin. Diese Methode erzielte bislang unterschiedlichste Ergebnisse bezüglich der Sensitivität und Spezifität bei der FPTI-Erkennung (METZGER et al. 2006, HURCOMBE et al. 2012, FOUCHE et al. 2014)

Ziel des ersten Abschnitts der vorliegenden Arbeit ist es, Nachweismethoden der IgG-Konzentration im Fohlenserum zu evaluieren. Hierfür soll die Übereinstimmung zwischen der IgG-Konzentration, bestimmt per RID (IgG-RID), und der Gammaglobulin-Konzentration, bestimmt per Serumelektrophorese (EGG), ermittelt werden. Des Weiteren soll anhand eines Vergleichs mit der IgG-RID- und der EGG-

(12)

Einleitung

12

Konzentration überprüft werden, ob die Bestimmung des Gesamtglobulins (TG) zur Einschätzung eines FPTIs geeignet ist.

Ziel des zweiten Abschnitts dieser Arbeit ist es, die IgG-Konzentrationen am ersten Lebenstag bei neonaten Fohlen zu untersuchen, die nach zwei verschiedenen postnatalen Betreuungsmethoden versorgt wurden. Hierbei wurde die elektrophoretisch bestimmte Gammaglobulin-Konzentration (EGG) zur Einschätzung der IgG-Konzentration gewählt.

(13)

Publikation 1

13

2 Wissenschaftliche Publikationen

2.1 Publikation 1

“Comparison of IgG concentrations by radial immunodiffusion, electrophoretic gamma globulin concentrations and total globulins in neonatal foals”

Published in Equine Veterinary Journal (2016), DOI: 10.1111/evj.12575. (siehe Anhang)

L. Tscheschlok¹, M. Venner¹, J. Howard²

1Equine Veterinary Clinic Destedt, Germany

2Clinical Diagnostic Laboratory, Department of Clinical Veterinary Medicine, Vetsuisse Faculty, University of Bern, Switzerland

Corresponding author:

PD, Dr. Monica Venner, PhD, Dipl. ECEIM

Equine Veterinary Clinic, Trift 4, 38162 Destedt, Germany Correspondence email: mvenner@gmx.de

(14)

Publikation 1

14 Summary

Reasons for performing study: Failure of transfer of passive immunity (FTPI) in foals is associated with a risk of infection and death. The current diagnostic gold standard is quantification of immunoglobulins using radial immunodiffusion (IgG- RID). Routine diagnosis is often performed using semi-quantitative tests.

Concentrations of serum electrophoretic gamma globulins (EGG) and total globulins may be useful to assess FTPI, but few studies have investigated their use.

Objectives: To assess agreement between IgG-RID and EGG and evaluate the accuracy of total globulin concentration to diagnose FTPI based on both IgG-RID and EGG.

Study design: Prospective study.

Methods: A total of 360 serum samples were harvested at 6–24 h post natum from 60 German Warmblood foals. Concentrations of EGG, IgG-RID and total globulin (calculated from total proteins and albumin) were measured. Agreement between EGG and IgG-RID was assessed using Bland-Altman plots and Passing-Bablok regression. The accuracy of total globulin concentration was assessed using rank correlation and ROC curve analysis.

Results: Good agreement was found with slightly lower EGG than IgG-RID concentrations (Bland-Altman systemic bias -1.9 g/l) which was more pronounced at higher concentrations (regression equation: IgG-RID = -0.78 + 1.28 x EGG).

Correlations between total globulin concentration and EGG and total globulin concentration and IgG-RID were 0.93 and 0.79, respectively. The area under the curve was 0.982 and 0.952 for EGG <4 and <8 g/l, and 0.953 and 0.899 for IgG-RID

<4 and <8 g/l. Sensitivities and specificities of total globulin concentration in the diagnosis of FTPI were comparable to those of commonly used screening tests, but cut-offs could be selected to achieve sensitivities of >95% with 71.2% (IgG-RID) and 90.5% (EGG) specificity for <4 g/l and >90% with 66.0% (IgG-RID) and 87.9% (EGG) specificity for <8 g/l.

Conclusions: There is good agreement between EGG and IgG-RID, with slightly more conservative estimates of immunoglobulins obtained using EGG. Total

(15)

Publikation 1

15

globulins may be a useful and economic quantitative screening test with cut-offs achieving high sensitivities, but analyzer-specific cut-offs may be necessary.

(16)

Publikation 2

16

2.2 Publikation 2

“Effect of different postnatal care practices on serum gamma globulin concentrations in neonatal foals”

Published in Pferdeheilkunde 32 (2016) 6 (November/Dezember) 616-622. (siehe Anhang)

Lisa Tscheschlok¹, Judith Howard², Monica Venner¹

1Equine Veterinary Clinic Destedt, Germany

2Clinical Diagnostic Laboratory, Department of Clinical Veterinary Medicine, Vetsuisse Faculty, University of Bern, Switzerland

Corresponding author:

PD, Dr. Monica Venner, PhD, Dipl. ECEIM

Equine Veterinary Clinic, Trift 4, 38162 Destedt, Germany Correspondence email: mvenner@gmx.de

(17)

Publikation 2

17 Summary

The aim of the present study was to evaluate failure of transfer of passive immunity (FTPI), estimated using electrophoretic gamma globulin concentrations (EGG), during the first 24 hours of life in neonatal foals given either intensive postnatal assistance to nurse or no assistance for the first twelve hours postnatum.

Sixty warmblood foals from the same breeding farm were included in this prospective study. Of these, 40 foals (Group 1) were assisted to stand after one hour and nurse after two hours postnatum. They received colostrum by bottle hourly from two hours postnatum until they nursed unaided, as well as by bottle or nasogastric tube after eight hours postnatum if their general condition declined. A further 20 foals (Group 2) received no initial assistance but were given colostrum by bottle or nasogastric tube twelve hours postnatum if they had not nursed or if their general condition declined. A serum protein electrophoresis was performed from samples collected 6, 8, 10, 12, 18 and 24 hours after birth in each foal.

In Group 1, 16/40 foals nursed unaided within two hours postnatum, 16/40 foals were assisted to the dam´s udder, and 8/40 foals received colostrum by bottle. The median time from birth to the first unassisted intake of colostrum was 149 minutes and 141 minutes in Groups 1 and 2, respectively. The median EGG concentration was lowest at 6 hours postnatum in both groups. At 10 hours postnatum, both groups achieved a median EGG above 8 g/L. The highest median EGG concentration was reached at 12 hours in both groups, after which no significant change in EGG concentrations was observed. No significant difference in EGG concentrations was found between the groups. Moreover, no difference in the proportion of foals with FTPI (defined as EGG <8 g/L at 24 hours postnatum) was found between the groups.

Findings of the present study suggest that EGG concentrations and FTPI are not significantly affected by the postnatal care practices used in this breeding farm.

Further investigations are required to evaluate methods of postnatal care that may considerably impact FTPI in neonatal foals.

(18)

Übergreifende Diskussion

18

3 Übergreifende Diskussion

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, weitere Erkenntnisse in der Fohlenaufzucht bezüglich der Diagnostik und Prävention eines fehlerhaften passiven Transfers von Immunglobulinen zu erlangen. Dafür wurden in einem ersten Abschnitt (TSCHESCHLOK et al. 2016b, Publikation 1) zwei Standardverfahren zur Bestimmung der IgG-Konzentration im Blut von neonaten Fohlen hinsichtlich ihrer Übereinstimmung verglichen und ein Schnellverfahren bezüglich des Nutzens für die FPTI-Diagnostik, durch die Gegenüberstellung mit beiden Standardverfahren, evaluiert. In einem zweiten Abschnitt (TSCHESCHLOK et al. 2016a, Publikation 2) wurde die IgG-Konzentration neugeborener Fohlen am ersten Lebenstag, unter Anwendung zwei verschiedener postnataler Betreuungsmethoden, untersucht.

3.1 Probanden

Die in die Studie einbezogene Fohlenpopulation von 60 Fohlen wurde auf demselben Warmblutgestüt unter gleichen Abfohl- und Haltungsbedingungen in separaten Boxen geboren. Unmittelbar nach der Geburt wurden die Fohlen klinisch untersucht.

Dabei wurde insbesondere die Vitalität der Fohlen eingeschätzt (MADIGAN 1990).

Lebensschwache Fohlen und Fohlen mit lebensbedrohenden Erkrankungen oder Fehlstellungen wurden von der Studie per se ausgeschlossen. Das sollte eine Verzögerung des Saufens und eine Gefährdung der Fohlen, die anfangs auf sich gestellt waren (Gruppe 2), reduzieren (JEFFCOTT 1974a, GERHARD 1986).

Entsprechend der Empfehlung von LEBLANC et al. (1986), welche einen Mindestgehalt von 30 g/L IgG im Kolostrum beschrieben, wurden nur Stuten mit einer Kolostrumqualität von über 29 g/L IgG einbezogen, um so ein Mindestmaß an humoraler Immunabwehr für alle Fohlen sicherzustellen.

Die 24 Hengst- und 16 Stutfohlen der Probandengruppe 1 (Fohlen mit intensiver Betreuung) sowie die 13 Hengst- und 7 Stutfohlen der Probandengruppe 2 (Fohlen ohne Betreuung in den ersten zwölf Stunden) repräsentierten ein vergleichbares Geschlechterverhältnis. Eine in den Gruppen identische Trächtigkeitsdauer, die mit

(19)

19

338 Tagen die pränatale Kolostrumproduktion gewährleistete (JEFFCOTT 1974a), und eine vergleichbare, mediane Kolostrumqualität der Mutterstuten post partum (Gruppe 1: 70,5 g/L IgG; Gruppe 2: 60,6 g/L) boten ebenfalls gute Voraussetzungen für eine Gegenüberstellung.

3.2 Studienaufbau

Die Einteilung der Probanden in die beiden Betreuungsgruppen erfolgte anhand einer vor dem Studienbeginn festgelegten, sich wiederholenden Reihenfolge, bei der die ersten beiden neugeborenen Fohlen der Gruppe 1 und jedes dritte neugeborene Fohlen der Gruppe 2 zugeordnet wurden. Dadurch sollte eine subjektiv beeinflusste Einteilung ausgeschlossen werden. Der Aufbau der Studie richtete sich nach den derzeitigen Empfehlungen der Fohlenaufzucht. Wenn keine ausreichenden Erkenntnisse an Fohlen vorlagen, wurde auf Ergebnisse im Kälberbereich zurück gegriffen.

Für neugeborene Fohlen wird eine zeitnahe Aufnahme von Kolostrum bis zwei Stunden nach der Geburt empfohlen (MASSEY et al. 1991). Angesichts dessen, wurde eine Probandengruppe (Gruppe 1) nach dieser Vorgabe betreut. Bei Kälbern ergaben sich außerdem höhere IgG-Konzentrationen, wenn eine Hilfestellung beim Aufsuchen des Euters erfolgte (EDWARDS et al. 1982). Daher erhielten die Fohlen der Gruppe 1 Hilfe beim Aufstehen nach einer Stunde post natum und Hilfe beim Saufen nach zwei Stunden post natum (PIERCE 2003), wenn sie bis zum jeweiligen Zeitpunkt nicht selbst dazu in der Lage waren. Eine erste Kolostrumeingabe per Saugflasche oder Sonde war bei neugeborenen Kälbern mit einem niedrigeren Vorkommen von FPTI verbunden als das selbstständige Saufen am Euter der Mutter (BESSER et al. 1991, BEAM et al. 2009). Um die Stuten-Fohlen-Bindung nicht nachteilig zu beeinflussen, erfolgten in der vorliegenden Studie jedoch Eingaben von Kolostrum erst nach zwei Stunden post natum und nur wenn trotz Hilfestellung kein Saufen der Fohlen beobachtet wurde. Die Fohlen bekamen dann stündlich mindestens 200 ml Kolostrum der Mutterstute per Saugflasche verabreicht

(20)

20

(JEFFCOTT 1974a, RUMBAUGH et al. 1979, MASSEY et al. 1991) bis sie imstande waren, eigenständig am Euter zu saufen.

Als Kontrolle diente eine weitere Probandengruppe (Gruppe 2) ohne direkte postnatale Betreuung hinsichtlich des Aufstehens und Saufens. Wenn Fohlen der Gruppe 2 allerdings nach zwölf Lebensstunden kein Kolostrum am Euter aufgenommen hatten, erfolgte eine Verabreichung von mindestens 200 ml hochwertigem Kolostrum anderer Mutterstuten (JEFFCOTT 1974a, RUMBAUGH et al. 1979). Dieses Vorgehen basierte auf der Beobachtung, dass Fohlen mit Kolostrumentzug ein auffallend hohes Vorkommen an Septikämien zeigten (ROBINSON et al. 1993) und Kälber, die erst nach zwölf Lebensstunden erstmals Kolostrum tranken, eine erhöhte Mortalität aufwiesen (STOTT et al. 1979a). Zeigten Fohlen beider Gruppen eine klinische Verschlechterung, wurden mindestens 200 ml von hochwertigem Kolostrum anderer Mutterstuten eingegeben, um das Leben der Fohlen angesichts einer mangelhaften Kolostrum- und Energieaufnahme nicht zu gefährden (JEFFCOTT 1974a, RUMBAUGH et al. 1979, OUSEY 1997). Eingaben per Nasenschlundsonde erfolgten nur dann, wenn Fohlen die Flasche verweigerten.

In der vorliegenden Studie wurde von allen Fohlen nach 6, 8, 10, 12, 18 und 24 Lebensstunden eine Serumprobe gewonnen. Diese zeitlich eng gestaffelten Blutentnahmen ermöglichten einerseits eine realistische Darstellung des Verlaufs der IgG-Konzentration am ersten Lebenstag (MASSEY et al. 1991, WARKO u.

BOSTEDT 1993) und andererseits, dass eine breite Spanne an unterschiedlichsten IgG-Konzentrationen für den Vergleich der Analyseverfahren RID, Serumelektrophorese und Gesamtglobulin-Bestimmung heran gezogen werden konnte.

3.3 Analyseverfahren

Für die Einschätzung der IgG-Versorgung eines neonaten Fohlens und zur Entscheidung, ob eine therapeutische Intervention notwendig ist, bedarf es genauen und aussagekräftigen IgG-Messmethoden, deren Ergebnisse schnell ersichtlich sind.

Das in dieser Studie zur Probenanalyse angewandte Messverfahren der radialen

(21)

21

Immundiffusion wurde bisher als das genauste Verfahren und Goldstandard der IgG- Bestimmung beim Fohlen beschrieben (CLABOUGH et al. 1989, DAVIS et al. 2005).

Bei diesem Verfahren reagieren gegen IgG gerichtete Antikörper in einem Gel mit den in der Probe enthaltenen IgG und bilden dabei einen Präzipitationsring. Anhand des Durchmessers des Präzipitationsrings und dessen Vergleich mit Standardlösungen, kann die IgG-Konzentration der Probe sehr genau errechnet werden (DAVIS et al. 2005). Kritische Bewertungen verwiesen jedoch auf zahlreiche mögliche technische Fehler, Messvariationen zwischen RID-Testkits unterschiedlicher Hersteller und die lange Dauer bis zur Auswertung der Ergebnisse (DAVIS et al. 2005, DAVIS u. GIGUÈRE 2005).

Die Serumelektrophorese, welche ebenfalls standardmäßig bei der FPTI-Diagnostik zur Anwendung kommt, benötigt hingegen keinerlei Standardkurven und liefert Ergebnisse innerhalb weniger Stunden (RUMBAUGH et al. 1979). Nach einer Auftrennung der Serumproteine im elektrischen Feld kann die Konzentration der Gammaglobuline mittels photometrischer Auswertung ermittelt werden (RIOND et al.

2009). Die Gammaglobuline beinhalten den größten Anteil an IgG und es wurde eine gute Korrelation zu den mittels RID bestimmten IgG-Werten aufgezeigt (MAKIMURA et al. 1975, RUMBAUGH et al. 1979).

Die Bestimmung des Gesamtglobulins erfolgt aus der Differenz von Gesamteiweiß und Albumin. Das Gesamtglobulin enthält neben den Gammaglobulinen auch die anderen Globulin-Fraktionen (MAKIMURA et al. 1975). Dieses Verfahren ermöglicht, dank der Auswertung mittels eines trockenchemischen Analysegeräts, eine schnelle Verfügbarkeit der Daten (FOUCHE et al. 2014). In bisherigen Arbeiten ergaben sich jedoch große Unterschiede hinsichtlich der Genauigkeit dieses Schnellverfahrens zur Diagnose eines FPTIs bei Fohlen (METZGER et al. 2006, HURCOMBE et al. 2012, FOUCHE et al. 2014).

3.4 Vergleich der Analyseverfahren

Die vorliegende Arbeit zeigte im Ganzen eine gute Übereinstimmung der Konzentrationen an IgG, bestimmt per RID (IgG-RID), und der Konzentrationen an

(22)

22

Gammaglobulin, bestimmt per Serumelektrophorese (EGG). Im Mittel ergab die Messung des IgGs geringfügig höhere Konzentrationen als die des EGGs (systematischer Fehler: -1,9 g/L). Da Konzentrationen von einem spezifischen (IgG- RID) und einem unspezifischen Messverfahren (EGG) miteinander verglichen wurden, war eine genaue Übereinstimmung derer nicht zu erwarten. Zudem beinhalten die β2-Globuline ebenfalls einen geringen Anteil an IgG (MAKIMURA et al. 1975), welche bei der EGG-Bestimmung nicht erfasst werden. Bei höheren Konzentrationen wurde eine zunehmende Abweichung der Messwerte beider Verfahren ermittelt (Regressionsgleichung: IgG-RID= ̵ 0,78+1,28xEGG). Diese Abweichung entsprach jedoch nicht der Größenordnung, die zwischen verschiedenen RID-Kits bei hohen Konzentrationen festgestellt wurde (DAVIS u.

GIGUÈRE 2005).

Es ergab sich eine gute Übereinstimmung zwischen IgG-RID und EGG hinsichtlich einer FPTI-Klassifizierung (<4 g/L, 4-8 g/L und ≥8 g/L). Eine perfekte Übereinstimmung konnte jedoch nicht gezeigt werden. Unter Umständen bedarf es geringfügig abweichenden Grenzwerten bei der FPTI-Diagnostik in Anbetracht der technischen Unterschiede beider Messverfahren. Des Weiteren kann eine Ungenauigkeit von einer der beiden Methoden anhand der vorliegenden Ergebnisse nicht ausgeschlossen werden.

Es wurde eine gute Korrelation der Konzentrationen an Gesamtglobulin (TG) zu den Konzentrationen an IgG-RID (rs=0,79) sowie EGG (rs=0,93) aufgezeigt. Dass eine größere Abweichung zwischen TG und IgG-RID sichtbar wurde, könnte in einer Schwankung bei der Messung der Gesamteiweiße begründet sein, welche nur die Konzentrationen von TG und EGG beeinflusst. Ebenso kann diese Beobachtung auf eine generell höhere Variabilität bei der Messung des IgGs per RID, im Vergleich zur Messung von TG und EGG, beruhen. Die Dauer der Probenaufbewahrung bis zur Auswertung (EGG bis zu 6 Monate, IgG-RID bis zu 8 Monate und TG bis zu 12 Monate nach Probengewinnung) könnte ebenfalls die IgG-Konzentration im Serum beeinflusst haben (DAVIS et al. 2005).

Um einzuschätzen, inwieweit die Bestimmung des TGs für die FPTI-Diagnostik geeignet scheint, bedarf es einer Betrachtung der Test-Genauigkeit. Ein Verfahren

(23)

23

zur FPTI-Erkennung sollte eine hohe Sensitivität aufweisen, um die Anzahl der Fohlen mit einer unzureichenden IgG-Versorgung, welche nicht als solche erkannt werden, gering zu halten. Idealerweise sollte ein solches Verfahren sogar eine hohe Sensitivität und Spezifität garantieren (MCCLURE et al. 2003). In der vorliegenden Studie konnte, bei einer weitaus größeren Probenzahl als in vorangegangenen Arbeiten (METZGER et al. 2006, HURCOMBE et al. 2012, FOUCHE et al. 2014), eine hohe Genauigkeit der TG-Bestimmung sowohl im Zusammenhang mit IgG-RID als auch mit EGG festgestellt und klinisch nutzbare Sensitivitäten und Spezifitäten von über 80% für Konzentrationen von <4 g/L und <8 g/L IgG-RID beziehungsweise EGG verzeichnet werden. Der Grenzwert von 23 g/L TG ergab zur Erkennung von Konzentrationen <4 g/L eine Sensitivität von 88,6% für IgG-RID und 97,7% für EGG.

Die entsprechenden Spezifitäten lagen bei 89,6% für IgG-RID und 90,5% für EGG.

Der Grenzwert von 27 g/L TG ergab zur Erkennung von Konzentrationen <8 g/L eine Sensitivität von 87,5% für IgG-RID und 90,4% für EGG. Die entsprechenden Spezifitäten betrugen 80,2% für IgG-RID und 87,9% für EGG. Die Auswahl anderer Grenzwerte an TG hätte sogar eine Erhöhung der Sensitivität auf über 95% bei

<4 g/L IgG-RID beziehungsweise EGG und auf über 90% bei <8 g/L IgG-RID beziehungsweise EGG bewirkt, jedoch eine gewisse Reduktion der Spezifität zur Folge gehabt. Die vorliegenden Daten bestätigen somit die Angaben von FOUCHE et al. (2014) hinsichtlich der Genauigkeit der TG-Bestimmung zur Einschätzung der EGG-Konzentration mit einer Sensitivität von >90% und einer Spezifität >70%. Des Weiteren entkräften die vorliegenden Ergebnisse die Untersuchung von METZGER et al. (2006), die beliebige Grenzwerte zur Einschätzung der IgG-RID-Konzentration auswählten und hohe Sensitivitäten von >90% nur bei geringen Spezifitäten von

<50% erzielten. Letztlich zeigen jedoch alle drei Studien, dass Grenzwerte mit einer hohen Sensitivität gefunden werden können, welche die grundsätzliche Eignung der TG-Bestimmung zur Diagnose eines FPTIs bei Fohlen belegen. Es gilt jedoch zu beachten, dass Grenzwerte stets spezifisch für das Analysegerät und die Reagenzien gelten und hier daher keine allgemein gültigen Grenzwerte definiert werden können (FOUCHE et al. 2014). Gegebenenfalls bedarf es weiterer Studien,

(24)

24

die überprüfen, ob durch eine kombinierte Anwendung mehrerer Schnellverfahren eine noch höhere Genauigkeit in der FPTI-Diagnostik erzielt werden kann.

3.5 Vergleich der postnatalen Betreuungsgruppen

In der vorliegenden Studie wurde bei Fohlen der intensiv betreuten Gruppe 1 eine erste Kolostrumaufnahme unter zwei Stunden post natum verzeichnet (Median: 117 Minuten). Dennoch zeigte die frühe postnatale Betreuung keinen Einfluss auf die Dauer von der Geburt bis zur ersten selbständigen Kolostrumaufnahme am Stuteneuter. Sowohl die Fohlen der Gruppe 1 als auch die Fohlen der Gruppe 2, welche bis 12 Stunden nach der Geburt auf sich gestellt waren, tranken mit etwa zweieinhalb Lebensstunden selbstständig (Gruppe 1, Median: 149 Minuten; Gruppe 2, Median: 141 Minuten). Damit stimmten die vorliegenden Ergebnisse mit den generellen Angaben anderen Autoren überein, dass klinisch unauffällige Fohlen innerhalb von 1 bis 3 Stunden am Euter saufen (JEFFCOTT 1974b, CHAVATTE et al. 1998, LEBLANC 2001).

Zwischen den untersuchten Betreuungsgruppen wurde zu keinem Zeitpunkt ein signifikanter Unterschied der EGG-Konzentration im Fohlenserum gemessen.

Darüber hinaus ergab sich zwischen den Gruppen auch kein Unterschied am Anteil der Fohlen, bei denen ein FPTI diagnostiziert wurde. Ein FPTI, definiert als eine EGG-Konzentration von <8 g/L nach 24 Stunden (FOUCHE et al. 2014), lag bei 11 von 40 Fohlen der Gruppe 1 und 6 von 20 Fohlen der Gruppe 2 vor. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die EGG-Konzentration im Fohlenserum und das Vorkommen eines FPTIs nicht durch die hier angewandte frühe postnatale Betreuungsmethode (Gruppe 1) beeinflusst werden konnte. Möglicherweise wurden die größten Risikofaktoren für einen unzureichenden passiven Transfer von IgG, durch die Vorselektion hinsichtlich Fohlenvitalität und Kolostrumqualität der Mutterstuten (CRAWFORD et al. 1977, GERHARD 1986, LEBLANC et al. 1986, THEIN u. ESSICH 1993), von Anfang an soweit minimiert, dass ein Großteil der Fohlen beider Gruppen frühzeitig ausreichende Mengen an Kolostrum selbstständig

(25)

25

aufnahm. Es sind weitere Studien an einer großen Zahl von Fohlen erforderlich, bevor generelle Empfehlungen diesbezüglich gegeben werden können.

3.6 Perspektiven zur Verbesserung der postnatalen Betreuung

Bei den neonaten Fohlen der vorliegenden Studie konnte durch eine frühzeitige postnatale Betreuung keine bessere IgG-Versorgung erzielt werden. Angesichts zahlreicher Studien im Kälberbereich, welche die Effektivität einer intensiven postnatalen Betreuung bestätigen (BESSER et al. 1991, CHIGERWE et al. 2008, BEAM et al. 2009, GODDEN et al. 2009), könnten andere Strategien der Betreuung dazu beitragen, einem FPTI in Fohlen wirksam entgegenzuwirken. Dafür gilt es die etablierten Faktoren wie Menge und Qualität des Kolostrums sowie Zeitpunkt und Methode der Kolostrumaufnahme erneut zu betrachten.

Mehrere Studien an Kälbern verglichen verschiedene Volumina bei der ersten Kolostrumaufnahme und zeigten, dass eine größere Menge an aufgenommenem Kolostrum eine höhere Serum-Konzentration an IgG bewirkt (CHIGERWE et al.

2008, GODDEN et al. 2009). Die Fohlen der vorliegenden Studie tranken aus der Saugflasche kaum mehr als 250 ml Kolostrum pro stündlichem Fütterungsintervall.

Möglicherweise könnte jedoch eine höhere Frequenz der Saugflascheneingaben in der frühen postnatalen Phase dazu beitragen, eine größere Menge an Kolostrum aufzunehmen. Dies bleibt zu untersuchen.

Derzeit wird die Aufnahme von 1 L Kolostrum mit einer IgG-Konzentration von 30 g/L und einem spezifischem Gewicht von ≥1060 als notwendig erachtet, um im Fohlenserum eine IgG-Konzentration von ≥4 g/L zu erzielen (LEBLANC et al. 1986).

In der vorliegenden Arbeit wurde die empfohlene Kolostrumqualität als Voraussetzung zur Aufnahme in die Studie angewandt. MASSEY et al. (1991) postulierten eine kolostrale IgG-Konzentration von mindestens 1 g/kg des Körpergewichts, entsprechend 50 g/L IgG im Kolostrum bei einem 50 kg Fohlen, um im Fohlenserum eine IgG-Konzentrationen von >8 g/L zu erreichen. Folglich bedarf es Studien, die frühe Kolostrumeingaben mit einer höheren Kolostrumqualität, als in dieser Arbeit festgelegt, an einer großen Zahl von Fohlen untersuchen.

(26)

26

Bei Kälbern wurde der Einfluss erster Kolostrumeingaben zu unterschiedlichen Zeitpunkten geprüft. Dabei wurde beobachtet, dass Eingaben unmittelbar nach der Geburt eine höhere IgG-Konzentration im Kälberserum bewirken, als Eingaben zu späteren Zeitpunkten mit 4, 8, 12, 16, 20 und 24 Stunden post natum (STOTT et al.

1979b). Neugeborene Fohlen zeigen bereits nach 30 Minuten einen ersten Saugreflex (CURCIO u. NOGUEIRA 2012). Daher bleibt es weiteren Untersuchungen vorbehalten, ob eine dementsprechend frühe Eingabe von Kolostrum die IgG-Konzentration beeinflussen und das Vorkommen eines FPTIs in Fohlen verringern kann.

3.7 Verlauf der EGG-Konzentration

Angesichts der guten Übereinstimmung von EGG und IgG-RID (TSCHESCHLOK et al. 2016b, Publikation 1) und um Fehler durch Abweichungen verschiedener RID-Kits zu minimieren (DAVIS u. GIGUÈRE 2005), wurde hier die EGG-Konzentration zur Einschätzung des IgGs am ersten Lebenstag genutzt. Obwohl sich die EGG- Konzentration zu keinem Zeitpunkt zwischen den Betreuungsgruppen unterschied, ergaben sich Unterschiede der EGG-Konzentration zwischen den einzelnen Zeitpunkten post natum. Die EGG-Gehalte im Serum stiegen von der 6. bis zur 12.

Lebensstunde stetig an und zeigten anschließend keine signifikante Veränderung bis zur 24. Lebensstunde. Die Untersuchungen von MASSEY et al. (1991) an 17 Fohlen decken sich mit den vorliegenden Ergebnissen. Die Autoren beobachten ebenfalls einen anfänglichen IgG-Anstieg bis zum Erreichen eines Maximalwertes mit 12 Stunden post natum. Da ein Großteil der von MASSEY et al. (1991) untersuchten Fohlen schon nach 8 Stunden post natum einen IgG-Wert über 8 g/L IgG im Serum aufwies, wurde eine generelle IgG-Überprüfung zwischen 8 bis 12 Stunden nach der Geburt empfohlen. In der vorliegenden Arbeit verzeichneten insbesondere Fohlen der Gruppe 2 erst mit 10 Stunden nach der Geburt einen EGG-Wert von ≥8 g/L.

Demnach scheint eine Überprüfung der IgG-Konzentration zur Diagnose eines FPTIs zwischen 10 bis 12 Lebensstunden für die hier angewandten, postnatalen Betreuungsmethoden besser geeignet.

(27)

27

3.8 Schlussfolgerungen

In der vorliegenden Arbeit wurden drei Nachweisverfahren zur Diagnose eines fehlerhaften passiven Transfers von Immunglobulinen (FPTI) bei Fohlen betrachtet.

Bei dem Vergleich der zwei standardmäßig angewandten Messverfahren, RID und Serumelektrophorese, wurde eine gute Übereinstimmung der Konzentrationen an IgG, bestimmt mittels radialer Immundiffusion (IgG-RID), und von Konzentrationen an Gammaglobulin, bestimmt mittels Serumelektrophorese (EGG), festgestellt. Die Konzentrationen an EGG waren im Mittel geringfügig niedriger als die Werte des IgG-RIDs.

Die Bestimmung des Gesamtglobulins (TG) ergab gegenüber dem IgG-RID und dem EGG eine hohe Genauigkeit zur Einschätzung der Immunglobulin-Versorgung von neonaten Fohlen und kann für Tierärzte sowie Züchter ein geeignetes Schnellverfahren zur Diagnose eines FPTIs darstellen. Es bedarf jedoch der Feststellung von Grenzwerten, die spezifisch für den jeweiligen Analysator gelten.

Zudem sollte in nachfolgenden Studien geprüft werden, ob die Genauigkeit des Tests durch eine kombinierte Anwendung mehrerer Schnellverfahren noch verbessert werden kann.

In der vorliegenden Arbeit wurden neugeborene Fohlen nach zwei verschiedenen postnatalen Betreuungsmethoden versorgt und deren EGG-Konzentration zu unterschiedlichen Zeitpunkten am ersten Lebenstag verglichen. Es wurde kein Zusammenhang zwischen der angewandten postnatalen Betreuung und der EGG- Konzentration im Fohlenserum gezeigt. Es sind weitere Studien notwendig, die prüfen, ob andere Betreuungsmethoden den passiven Transfer von Immunglobulinen in neugeborenen Fohlen verbessern. Infolgedessen könnte einem FPTI vorgebeugt und die Infektionsgefahr in der Fohlenaufzucht minimiert werden.

(28)

Zusammenfassung

28

4 Zusammenfassung

Lisa Tscheschlok Untersuchungen zur Diagnostik und Prävention eines fehlerhaften passiven Transfers von Immunglobulinen bei neonaten Fohlen unter Anwendung verschiedener postnataler Betreuungsmethoden.

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, Nachweismethoden eines fehlerhaften passiven Transfers von Immunglobulinen (FPTI) bei neugeborenen Fohlen zu evaluieren und den Effekt verschiedener postnataler Betreuungsmethoden auf das Vorkommen eines FPTIs zu untersuchen.

In einem ersten prospektiven Abschnitt wurden drei Nachweisverfahren zur Globulin- Bestimmung in 360 Serumproben von 60 neonaten Warmblutfohlen evaluiert. Es wurde die Übereinstimmung zwischen Konzentrationen an IgG, ermittelt per radialer Immundiffusion (IgG-RID), und Konzentrationen an Gammaglobulin, ermittelt per Elektrophorese (EGG), untersucht. Zudem wurde die Eignung der Gesamtglobulin- Konzentration (TG = Gesamteiweiß-Albumin) zur Einschätzung der IgG-RID- und EGG-Konzentration betrachtet.

In der vorliegenden Studie konnte eine gute Übereinstimmung der Konzentrationen von IgG-RID und EGG verzeichnet werden, obgleich die Bestimmung des EGGs durchschnittlich niedrigere Werte als die Bestimmung des IgG-RIDs ergab (Bland- Altman, systematischer Fehler: -1,9 g/L) und eine zunehmende Abweichung bei höheren Konzentrationen beobachtet wurde (Regressionsgleichung: IgG-RID =

̵ 0,78+1,28*EGG). Eine gute Korrelation von TG konnte sowohl zum IgG-RID (rs=0,79) als auch zum EGG (rs=0,93) erfasst werden. Bei einem Grenzwert von 23 g/L erzielte das TG eine hohe Genauigkeit zur Erkennung von Konzentrationen

<4 g/L mit einer Sensitivität von 88,6% für IgG-RID und 97,7% für EGG. Die entsprechenden Spezifitäten lagen bei 89,6% und 90,5%. Bei einem Grenzwert von 27 g/L erreichte das TG, zur Erkennung von Konzentrationen <8 g/L, eine Sensitivität

(29)

Zusammenfassung

29

von 87,5% für IgG-RID und 90,4% für EGG sowie eine entsprechende Spezifität von 80,2% und 87,9%.

Die Bestimmung der Gesamtglobulin-Konzentration (TG) ermöglicht folglich eine gute Einschätzung der IgG-Versorgung neonater Fohlen und scheint als Schnellverfahren zur Diagnose eines FPTIs geeignet. Es bedarf jedoch entsprechenden Grenzwerten an TG, die spezifisch für den jeweiligen Analysator gelten.

In einem zweiten prospektiven Abschnitt der Arbeit wurde die EGG-Konzentration am ersten Lebenstag bei 60 Warmblutfohlen untersucht, die nach einer von zwei unterschiedlichen postnatalen Betreuungsmethoden versorgt wurden. Es erhielten 40 Fohlen (Gruppe 1) Unterstützung beim Aufstehen nach einer Stunde post natum und Unterstützung beim Saufen nach zwei Stunden post natum. Wenn keine Kolostrumaufnahme am Euter beobachtet werden konnte, erfolgten stündliche Eingaben per Saugflasche mit Kolostrum der Mutter bis zum selbständigen Saufen.

Zeigte sich eine klinische Verschlechterung der Fohlen, wurde ab acht Stunden post natum Kolostrum per Saugflasche oder Nasenschlundsonde verabreicht. Weitere 20 Fohlen (Gruppe 2) erfuhren zunächst keine Betreuung bei der Kolostrumaufnahme.

In dieser Gruppe wurde eine Kolostrumeingabe per Saugflasche oder Nasenschlundsonde nur dann durchgeführt, wenn die Fohlen nach zwölf Stunden post natum nicht selbstständig am Euter tranken oder sich deren klinischer Zustand verschlechterte. Bei allen Fohlen wurde nach 6, 8, 10, 12, 18 und 24 Lebensstunden die EGG-Konzentration im Serum bestimmt.

In Gruppe 1 nahmen die Fohlen im Median nach 117 Minuten post natum (Min.-Max.:

45-155 Minuten) erstmals Kolostrum auf. Selbständig tranken Fohlen der Gruppe 1 jedoch im Median erstmals nach 149 Minuten post natum (Min.-Max.: 45-484 Minuten). Die Fohlen der Gruppe 2 saugten im Median nach 141 Minuten post natum (Min.-Max.: 84-465 Minuten) erstmals selbstständig.

In beiden Gruppen stieg die EGG-Konzentration von 6 Stunden post natum an und erreichte mit 10 Stunden post natum einen medianen Wert von >8 g/L. Die höchste mediane EGG Konzentration wurde nach 12 Stunden post natum beobachtet und

(30)

Zusammenfassung

30

veränderte sich anschließend nicht mehr signifikant. Zu keiner Zeit unterschied sich die EGG-Konzentration zwischen den beiden Fohlengruppen. Auch der Anteil an Fohlen mit einem FPTI, definiert als eine EGG-Konzentration <8 g/L nach dem ersten Lebenstag, unterschied sich nicht zwischen den Gruppen (Gruppe 1: 11/40 Fohlen;

Gruppe 2: 6/20 Fohlen).

In der vorliegenden Studie konnte somit keine Beeinflussung der EGG-Konzentration durch die gewählten postnatalen Betreuungsmethoden bei den neugeborenen Fohlen aufgezeigt werden. Weitere Studien sind erforderlich, die untersuchen, ob andere Strategien der postnatalen Betreuung dazu beitragen können, einem FPTI vorzubeugen.

(31)

Summary

31

5 Summary

Lisa Tscheschlok Investigation on diagnostic tests for failure of transfer of passive immunity in neonatal foals and the effects of different postnatal care practices on prevention.

The purpose of the present study was to evaluate diagnostic tests to assess failure of transfer of passive immunity (FTPI) in newborn foals and the effect of different postnatal care practice schemes on the incidence of FTPI.

In a first prospective part of the study, three diagnostic methods for the measurement of serum globulins were evaluated in 360 serum samples from 60 neonatal Warmblood foals. The agreement between concentrations of IgG using radial immunodiffusion (IgG-RID) and electrophoretic gamma globulin concentrations (EGG) was investigated. In addition, the usefulness of total globulin concentrations (TG = total protein-albumin) to estimate IgG-RID and EGG was assessed.

Results of the present study revealed good agreement between IgG-RID and EGG.

However, EGG concentrations yielded more conservative estimates of immunoglobulins compared to IgG-RID (Bland-Altman systemic bias: -1.9 g/L) and increasing differences were apparent at higher concentrations (regression equation:

IgG-RID = -0.78+1.28*EGG). A strong positive correlation was found between TG and both IgG-RID (rs = 0.79) and EGG (rs = 0.93). Using a cut-off of 23 g/L, TG achieved high accuracy to detect concentrations of <4 g/L with sensitivities of 88.6%

and 97.7% and specificities of 89.6% and 90.5% for IgG-RID and EGG, respectively.

Likewise, using a cut-off of 27 g/L to detect concentrations of <8 g/L, TG achieved sensitivities of 87.5% and 90.4% and specificities of 80.2% and 87.9% for IgG-RID and EGG, respectively.

In conclusion, measurement of total globulin (TG) allows reliable estimates of IgG in neonatal foals and may be a useful screening test to diagnose FTPI, although analyzer-specific cut-offs for TG should be established.

(32)

Summary

32

In a second prospective part of the study, serum EGG concentrations during the first day of life were investigated in 60 Warmblood foals, subjected to one of two different types of postnatal care practice. Of these, 40 foals (Group 1) were assisted to stand after one hour and assisted to nurse after two hours postnatum. If foals failed to nurse from the udder, mother´s colostrum was administered by bottle hourly until they nursed unaided. If foals showed clinical decline, colostrum were given by bottle or nasogastric tube after eight hours postnatum. A further 20 foals (Group 2) received no initial assistance for colostrum intake. In this group, supplementation with colostrum by bottle or nasogastric tube was given only after twelve hours postnatum if they failed to nurse or if their general condition declined. Serum EGG concentrations were determined in all foals at 6, 8, 10, 12, 18 and 24 hours after birth.

In Group 1, the first intake of colostrum was observed at a median of 117 minutes postnatum (range: 45–155 minutes). However, the median time from birth to the first unaided intake of colostrum was 149 minutes (range: 45–484 minutes). Foals in Group 2 nursed unaided after a median of 141 minutes (range: 84–465 minutes).

In both groups, EGG concentration increased from 6 hours postnatum and achieved a median concentration >8 g/L at 10 hours postnatum. The highest median concentration was observed at 12 hours postnatum and did not significantly change thereafter. No significant difference in EGG concentrations was found between the two groups at any time point. Furthermore, the proportion of foals with FTPI, defined as EGG <8 g/L at 24 hours after birth, did not differ between the groups (Group 1:

11/40 foals; Group 2: 6/20 foals).

In the present study, EGG concentrations were not significantly affected by the type of postnatal care practice. Further studies are required to investigate other postnatal care strategies that may contribute to prevent FTPI in foals.

(33)

Literaturverzeichnis

33

6 Literaturverzeichnis

BEAM, A. L., J. E. LOMBARD, C. A. KOPRAL, L. P. GARBER, A. L. WINTER, J. A.

HICKS u. J. L. SCHLATER (2009):

Prevalence of failure of passive transfer of immunity in newborn heifer calves and associated management practices on US dairy operations.

J. Dairy Sci. 92, Nr. 8, 3973–3980

BESSER, T. E., C. C. GAY u. L. PRITCHETT (1991):

Comparison of three methods of feeding colostrum to dairy calves.

J. Am. Vet. Med. Assoc. 198, Nr. 3, 419–422

CHAVATTE, P., F. CLÉMENT, R. CASH u. J.-F. GRONGNET (1998):

Field determination of colostrum quality by using a novel, practical method.

in: Proc. 44(th) Annu. Conv. Am. Assoc. Equine Practnrs., Baltimore 1998, 206–209

CHIGERWE, M., J. W. TYLER, L. G. SCHULTZ, J. R. MIDDLETON, B. J.

STEEVENS u. J. N. SPAIN (2008):

Effect of colostrum administration by use of oroesophageal intubation on serum IgG concentrations in Holstein bull calves.

Am. J. Vet. Res. 69, Nr. 9, 1158–1163

CLABOUGH, D. L., H. S. CONBOY u. M. C. ROBERTS (1989):

Comparison of four screening techniques for the diagnosis of equine neonatal hypogammaglobulinemia.

CRAWFORD, T. B., T. C. MCGUIRE, A. L. HALLOWELL u. L. E. MACOMBER (1977):

Failure of colostral antibody transfer in foals: its effect, diagnosis and treatment.

in: Proc. 23(rd) Annu. Conv. Am. Assoc. Equine Practnrs., 1977, 265–272

(34)

34 CURCIO, B. R. u. C. E. W. NOGUEIRA (2012):

Newborn adaptations and healthcare throughout the first age of the foal.

Anim. Reprod. 9, Nr. 3, 182–187

DAVIS, D. G., D. M. W. SCHAEFER, K. W. HINCHCLIFF, M. L. WELLMAN, V. E.

WILLET u. J. M. FLETCHER (2005):

Measurement of serum IgG in foals by radial immunodiffusion and automated turbidimetric immunoassay.

J. Vet. Int. Med. 19, Nr. 1, 93–96

DAVIS, R. u. S. GIGUÈRE (2005):

Evaluation of five commercially available assays and measurement of serum total protein concentration via refractometry for the diagnosis of failure of passive transfer of immunity in foals.

EDWARDS, S. A., D. M. BROOM u. S. C. COLLIS (1982):

Factors affecting levels of passive immunity in dairy calves.

Br. Vet. J. 138, Nr. 3, 233–240

FOUCHE, N., C. GRAUBNER u. J. HOWARD (2014):

Correlation between serum total globulins and gamma globulins and their use to diagnose failure of passive transfer in foals.

Vet. J. 202, Nr. 2, 384–386

GERHARD, H. (1986):

Immunglobulinmangel bei neugeborenen Fohlen Nachweis und Behandlung.

Pferdeheilkd. 2, Nr. 3, 189–195

(35)

35

GODDEN, S. M., D. M. HAINES, K. KONKOL u. J. PETERSON (2009):

Improving passive transfer of immunoglobulins in calves. II: Interaction between feeding method and volume of colostrum fed.

J. Dairy Sci. 92, Nr. 4, 1758–1764

HURCOMBE, S. D., A. L. MATTHEWS, V. H. SCOTT, J. M. WILLIAMS, C. W. KOHN u. R. E. TORIBIO (2012):

Serum protein concentrations as predictors of serum immunoglobulin G concentration in neonatal foals.

J. Vet. Emerg. Crit. Care 22, Nr. 5, 573–579

JEFFCOTT, L. B. (1972):

Passive immunity and its transfer with special reference to the horse.

Biol. Rev. 47, Nr. 4, 439–464

JEFFCOTT, L. B. (1974a):

Some practical aspects of the transfer of passive immunity to newborn foals.

Equine Vet. J. 6, Nr. 3, 109–115

JEFFCOTT, L. B. (1974b):

Studies on passive immunity in the foal. 1. γ-Globulin and antibody variations

associated with the maternal transfer of immunity and the onset of active immunity.

J. Comp. Pathol. 84, Nr. 1, 93–101

KOTERBA, A. M., B. BREWER u. W. H. DRUMMOND (1985):

Prevention and control of infection.

Vet. Clin. North Am. Equine Pract. 1, Nr. 1, 41–50

LEBLANC, M. M. (2001):

Update on passive transfer of immunoglobulins in the foal.

(36)

36

LEBLANC, M. M., B. I. MCLAURIN u. R. BOSWELL (1986):

Relationships among serum immunoglobulin concentration in foals, colostral specific gravity, and colostral immunoglobulin concentration.

LIEPMAN, R. S., K. A. DEMBEK, N. M. SLOVIS, S. M. REED u. R. E. TORIBIO (2015):

Validation of IgG cut-off values and their association with survival in neonatal foals.

Equine Vet. J. 47, Nr. 5, 526–530

MADIGAN, J. (1990):

Management of the newborn foal.

in: Proc. 36(th) Annu. Conv. Am. Assoc. Equine Practnrs., Lexington 1990, 99–116

MAKIMURA, S., I. TOMODA u. K. USUI (1975):

Quantitative studies on immunoglobulins and transferrin in equine serum.

Jap. J. Vet. Sci. 37, Nr. 2, 187–198

MANCINI, G., A. O. CARBONARA u. J. F. HEREMANS (1965):

Immunochemical quantitation of antigens by single radial immunodiffusion.

Immunochemistry 2, Nr. 3, 235–254

MASSEY, R. E., M. M. LEBLANC u. E. F. KLAPSTEIN (1991):

Colostrum feeding of foals and colostrum banking.

in: Proc. 37(th) Annu. Conv. Am. Assoc. Equine Practnrs., San Francisco 1991, 1–8

(37)

37

MCCLURE, J. T., J. MILLER u. J. L. DELUCA (2003):

Comparison of two ELISA screening tests and a non-commercial glutaraldehyde coagulation screening test for the detection of failure of passive transfer in neonatal foals.

in: Proc. 49(th) Annu. Conv. Am. Assoc. Equine Practnrs., New Orleans 2003, 301–

305

MCGUIRE, T. C., T. B. CRAWFORD, A. L. HALLOWELL u. L. E. MACOMBER (1977):

Failure of colostral immunoglobulin transfer as an explanation for most infections and deaths of neonatal foals.

METZGER, N., K. W. HINCHCLIFF, J. HARDY, C. C. SCHWARZWALD u. T.

WITTUM (2006):

Usefulness of a commercial equine IgG test and serum protein concentration as indicators of failure of transfer of passive immunity in hospitalized foals.

J. Vet. Int. Med. 20, Nr. 2, 382–387

OUSEY, J. C. (1997):

Thermoregulation and the energy requirement of the newborn foal, with reference to prematurity.

Equine Vet. J. 29, Nr. S24, 104–108

PERRYMAN, L. E. u. T. C. MCGUIRE (1980):

Evaluation for immune system failures in horses and ponies.

(38)

38 PIERCE, S. W. (2003):

Foal care from birth to 30 days: A practitioner´s perspective.

in: Proc. 49(th) Annu. Conv. Am. Assoc. Equine Practnrs., New Orleans 2003, 13–21

RAIDAL, S. L. (1996):

The incidence and consequences of failure of passive transfer of immunity on a Thoroughbred breeding farm.

Austr. Vet. J. 73, Nr. 6, 201–206

RAIDAL, S. L., C. MCTAGGART u. J. PENHALE (2005):

Effect of withholding macromolecules on the duration of intestinal permeability to colostral IgG in foals.

Austr. Vet. J. 83, Nr. 1-2, 78–81

RIOND, B., B. WENGER-RIGGENBACH, R. HOFMANN-LEHMANN u. H. LUTZ (2009):

Serum protein concentrations from clinically healthy horses determined by agarose gel electrophoresis.

Vet. Clin. Pathol. 38, Nr. 1, 73–77

ROBINSON, J. A., G. K. ALLEN, E. M. GREEN, W. H. FALES, W. E. LOCH u. C. G.

WILKERSON (1993):

A prospective study of septicaemia in colostrum-deprived foals.

Equine Vet. J. 25, Nr. 3, 214–219

RUMBAUGH, G. E., A. A. ARDANS, D. GINNO u. A. TROMMERSHAUSEN-SMITH (1979):

Identification and treatment of colostrum-deficient foals.

(39)

39

SHEORAN, A. S., J. F. TIMONEY, M. A. HOLMES, S. S. KARZENSKI u. M. V.

CRISMAN (2000):

Immunoglobulin isotypes in sera and nasal mucosal secretions and their neonatal transfer and distribution in horses.

Am. J. Vet. Res. 61, Nr. 9, 1099–1105

STOTT, G. H., D. B. MARX, B. E. MENEFEE u. G. T. NIGHTENGALE (1979a):

Colostral immunoglobulin transfer in calves I. Period of absorption.

J. Dairy Sci. 62, Nr. 10, 1632–1638

STOTT, G. H., D. B. MARX, B. E. MENEFEE u. G. T. NIGHTENGALE (1979b):

Colostral immunoglobulin transfer in calves. III. Amount of absorption.

J. Dairy Sci. 62, Nr. 12, 1902–1907

THEIN, P. u. G. ESSICH (1993):

Untersuchungen von Fohlenerkrankungen und Fohlenverlusten.

Tierärztl. Prax. 21, 233–238

TSCHESCHLOK, L., J. HOWARD u. M. VENNER (2016a):

Effect of different postnatal care practices on serum gamma globulin concentrations in neonatal foals.

TSCHESCHLOK, L., M. VENNER u. J. HOWARD (2016b):

Comparison of IgG concentrations by radial immunodiffusion, electrophoretic gamma globulin concentrations and total globulins in neonatal foals.

Equine Vet. J. 2016, DOI: 10.1111/evj.12575

(40)

40

TYLER-MCGOWAN, C. M., J. L. HODGSON u. D. R. HODGSON (1997):

Failure of passive transfer in foals: incidence and outcome on four studs in New South Wales.

Aust. Vet. J. 75, Nr. 1, 56–59

VENNER, M., R. G. MARKUS, K. STRUTZBERG-MINDER, K. NOGAI, M.

BEYERBACH u. E. KLUG (2008):

Postpartale Immunglobulin-G-Konzentrationen im equinen Kolostrum mittels ELISA- Methode, Kolostrometrie und Refraktometrie.

Berl. Münch. tierärztl. Wochenschr. 121, Nr. 1-2, 66–72

WARKO, G. u. H. BOSTEDT (1993):

Zur Entwicklung der IgG-Konzentration im Blutserum neugeborener Fohlen.

Tierärztl. Prax. 21, Nr. 6, 528–535

(41)

Anhang

41

7 Anhang

Publikation 1

(42)

Anhang

42

(43)

Anhang

43

(44)

Anhang

44

(45)

Anhang

45

(46)

Anhang

46

(47)

Anhang

47

(48)

Anhang

48

Publikation 2

(49)

Anhang

49

(50)

Anhang

50

(51)

Anhang

51

(52)

Anhang

52

(53)

Anhang

53

(54)

Anhang

54

(55)

Darstellung des eigenen Anteils an den wissenschaftlichen Publikationen

55

8 Darstellung des eigenen Anteils an den wissenschaftlichen Publikationen

Publikation 1

TSCHESCHLOK, L., M. VENNER u. J. HOWARD (2016):

Comparison of IgG concentrations by radial immunodiffusion, electrophoretic gamma globulin concentrations and total globulins in neonatal foals.

Equine Vet. J. 2016, DOI: 10.1111/evj.12575

Der Studienaufbau wurde von Dr. Monica Venner geplant und war vorgeben. Die Studiendurchführung wurde von mir vorgenommen. Hilfspersonal fixierte für mich die Fohlen bei der Blutprobenentnahme. Die Probenanalyse erfolgte durch das Laboratoire Frank Duncombe, Caen, Frankreich für die Bestimmung der Konzentrationen an IgG-RID und von der Vet Med Labor GmbH, IDEXX Laboratories, Ludwigsburg, Deutschland für die Bestimmung der Konzentrationen an EGG. Die Probenanalyse zur Bestimmung der Konzentrationen an TG wurde von mir durchgeführt. An der Datenanalyse und Datenauswertung waren Dr. Monica Venner und Dr. Judith Howard beteiligt. Das Manuskript für diese Publikation wurde von mir persönlich erstellt und oblag der Korrektur durch Dr. Monica Venner und Dr. Judith Howard.

Publikation 2

TSCHESCHLOK, L., J. HOWARD u. M. VENNER (2016):

Effect of different postnatal care practices on serum gamma globulin concentrations in neonatal foals.

Den Studienaufbau entwarf Dr. Monica Venner und war vorgegeben. Die Studie wurde von mir durchgeführt. Bei der Überwachung der Fohlen und für eine Fixation

(56)

Darstellung des eigenen Anteils an den wissenschaftlichen Publikationen

56

der Fohlen bei den Blutprobenentnahmen standen mir Hilfspersonen zur Seite. Die Vet Med Labor GmbH, IDEXX Laboratories, Ludwigsburg, Deutschland übernahm die Probenanalyse hinsichtlich der Bestimmung der EGG-Konzentrationen. Die Datenanalyse und Datenauswertung erfolgte unter Beteiligung von Dr. Monica Venner und Dr. Judith Howard. Das Manuskript für diese Publikation wurde von mir persönlich angefertigt und von Dr. Monica Venner und Dr. Judith Howard korrigiert.

(57)

Danksagung

57

9 Danksagung

Frau Dr. Monica Venner danke ich für die Überlassung dieses hochinteressanten und klinisch relevanten Dissertationsthemas. Ich danke ihr für die ausführliche Planung der Studie, den fortwährenden fachlichen Rat, die intensive Korrekturarbeit und die stetige Unterstützung während der gesamten Zeit des Dissertationsvorhabens. Sie hat mir ermöglicht, den schönsten Bereich der Pferdemedizin und meine Begeisterung für Fohlen zu entdecken!

Herrn Paul Schockemöhle danke ich vielmals für das Ermöglichen dieser Studie, für das entgegengebrachte Vertrauen bezüglich der Durchführung und für die finanzielle Unterstützung.

Frau Dr. Judith Howard möchte ich vielmals für die große Hilfe bei der statistischen Datenauswertung und bei der Korrekturarbeit danken.

Der Firma Idexx Laboratories, Ludwigsburg und der Firma Laboratoire Frank Duncombe, Caen danke ich für die Analyse meiner Proben.

Bei den Mitarbeitern der Nachtwache und des Abfohlstalls bedanke ich mich herzlichst für die unermüdliche und tatkräftige Hilfe bei der Probennahme. Ihr alle habt nie gezögert die Fohlen für die zahlreichen Blutabnahmen festzuhalten. Ich entschuldige mich vielmals für den Muskelkater und die vielen blauen Flecken, die ihr aufgrund dessen erleiden musstet. Ohne euch wäre diese Studie nicht möglich gewesen und dank eurer Erfahrung konnte ich unglaublich viel über Fohlen lernen.

Vielen Dank!

Ich danke Lena Spieckermann, die für mich innerhalb und außerhalb des Abfohlstalls eine tatkräftige, kritische und freundschaftliche Hilfe war.

(58)

Danksagung

58

Mein Dank gilt außerdem Ina Dreher und Eva Hebel. Trotz des großen Arbeitspensums der Fohlenrunde haben sie mir stets ermöglicht meine Proben zu nehmen und mich auf diese Weise unterstützt.

Ich danke Hanna Woydack, Katrin Astheimer, Kristina Dröge und Susanne Finze für ihre wunderbare Freundschaft und für die einmalige Zeit auf dem Gestüt Lewitz. Mit euch zusammen macht Lachen noch mehr Freude!

Franzi, an dich geht mein besonderer Dank! Du hast die Zeit auf dem Gestüt für mich wunderschön, aufregend, lustig, unvergesslich und einzigartig gemacht! Vielen Dank für alles, was wir im Abfohlstall, in KDA, auf der Weide, im Büro, mit den Fohlen und zusammen erlebt haben! Ich bin wahnsinnig glücklich eine so unglaublich tolle Freundin gefunden zu haben!

Michi, tausend Dank für deine jahrelange Freundschaft und für deine Liebe. Danke für deine unaufhörliche Aufmunterung während der langen Phase des Schreibens, für dein Verständnis und deine Unterstützung bei allen meinen Vorhaben. Du hast mir geholfen, nicht den Mut zu verlieren! Danke, dass du der großartigste Freund bist, den ich mir vorstellen kann.

Ich danke meinen Eltern von ganzem Herzen! Danke, dass ihr das aufwendige Studium der Veterinärmedizin, die Zeit auf dem Gestüt und diese Dissertation ermöglicht habt. Ich weiß, dass viele aufmunternde Worte und Unterstützung notwendig waren, um all dies verwirklichen zu können. Vielen Dank, dass ihr immer und in jeder Lebenslage für mich da seid und immer an mich glaubt!

Unendlicher Dank!

(59)

59