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Welcher Expositionsweg eignet sich für die Akklimatisierung von Jungsauen bezüglich Mycoplasma hyopneumoniae am besten?

Diskutiert werden intranasale und intratracheale Impfungen sowie die Aerosolisierung mit Vernebelungsgeräten.

Montag 19 August 2019 (vor 2 Monate 26 Tage)
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Mycoplasma hyopneumoniae (M. hyo) verursacht chronische Atemwegsinfektionen, die aufgrund geringerer Wachstumsleistung und höherer Behandlungskosten zu erheblichen wirtschaftlichen Verlusten führen. Das übergeordnete Ziel der Programme zur Bekämpfung von M. hyo ist es, die Ausscheidung des Krankheitserregers durch die Sauen zu minimieren. Dies reduziert die Anzahl der positiven Ferkel beim Absetzen, die eine klinische Erkrankung durch M. hyo bei Mastschweinen erwarten lassen.

Eine herausfordernde Aufgabe bei der Bekämpfung von M. Hyo ist der Akklimatisierungsprozess bei der Aufnahme negativer Jungsauen in Betriebe, die endemisch mit M. hyo infiziert sind.

Wie können wir Jungsauen im Betrieb akklimatisieren?

Üblicherweise versuchten Tierärzte, negative Jungsauen entweder durch direkten Kontakt mit natürlich infizierten Tieren oder durch intratracheale Impfungen von betriebsspezifischem Lungengewebehomogenat in Kombination mit einem geeigneten Impf- und Medikationsplan in Kontakt mit M. hyo zu bringen. Das Problem beim aktuellen Verfahren ist, dass die Übertragungsrate von M. hyo bekanntlich extrem gering ist. Tatsächlich zeigte eine Studie, die von Dr. Maria Pieters Forschungsgruppe an der University of Minnesota durchgeführt wurde, dass das Verhältnis von infizierten zu naiven Jungsauen 1:1 betragen sollte, um eine Infektion der naiven Jungsauen in einem Zeitraum von 4 Wochen zu garantieren. Dies bedeutet, dass eine effektive Akklimatisierung der Jungsauen durch den Kontakt von Schwein zu Schwein eine beträchtliche Zeit in Anspruch nehmen würde und einen großen Anteil an Jungsauen erfordert, die als Infektionsträger dienen. Andererseits erfordert die intratracheale Impfung, die hauptsächlich im Rahmen von Forschungstätigkeiten durchgeführt wird, qualifiziertes Personal. Sie ist zudem arbeitsintensiv und stellt ein für die Tiere stressvolles Verfahren dar. Kürzlich haben Tierärzte den Einsatz von Vernebelungsgeräten zur Aerosolisierung von M. hyo in einem geschlossenen Luftraum untersucht, um die Exposition der Jungsauen durch indirekten Kontakt zu gewährleisten (Yeske, 2019). Abgesehen von diesen Methoden ist die intranasale Impfung ein weniger erforschter Ansatz.

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Tabelle 1: Zusammenfassung der Vor- und Nachteile der häufigsten Impfmethoden

Intratracheal Intranasal Durch Aerosolisierung
Materialien Schlinge, Mundspekulum, Laryngoskop, Katheter Gerät zur Zerstäubung von Mukosa (Abb. 1) Hurricane Vernebelungsgerät (Abb. 3)
Anwendung Individuell pro Tier Individuell pro Tier In Gruppen nach Ställen oder Buchten
Kosten Ca. $0,20 bis $4 pro Gerät (Einwegartikel) Ca. $12 bis $16 pro Gerät (man kann mehrere Tiere mit einem Gerät impfen) Von $300 bis $500
(kein Einwegartikel)
Durchführung Vorteile:
Bekannte und validierte Methode.
Gewährleistet gleichmäßige Exposition der Jungsauen.
Vorteile:
Weniger arbeitsintensiv als intratracheale Exposition.
Das Gerät kann an jeder Luer-Lock-Spritze befestigt werden, so dass es im Betrieb einfach einsetzbar ist.
Vorteile:
Kein qualifiziertes Personal erforderlich.
Das Gerät kann wiederverwendet werden.
Erfordert die Verwendung von Schutzausrüstung für das Personal.
Kein Umgang mit Tieren erforderlich.
In kurzer Zeit kann eine große Gruppe Jungsauen dem Krankheitserreger ausgesetzt werden.
Nachteile:
Qualifiziertes und geschultes Personal erforderlich.
Arbeits- und zeitintensiv.
Stress für Schweine durch den Umgang mit den Tieren.
Nachteile:
Qualifiziertes und geschultes Personal erforderlich.
Nachteile:
Erfordert die Validierung der Verfahren (d. h. Dosis und Zeitpunkt der Aerosolisierung).
Erfordert geeignete Betriebsbedingungen (d. h. Anlagen, Lüftung, Anordnung, Größe).

Abbildung 1: Zerstäubungsgerät
Abbildung 1: Zerstäubungsgerät

Abbildung 2: Intratracheale Exposition
Abbildung 2: Intratracheale Exposition

Abbildung 3: Vernebelungsgerät
Abbildung 3: Vernebelungsgerät

Wie können wir den Landwirten helfen zu entscheiden, welche Methode die beste ist?

Aufgrund der verschiedenen Optionen arbeitete eine Gruppe von Forschern der Iowa State University und Tierärzten aus der Praxis an einer aktuellen Studie mit, um diese Frage zu behandeln. Ziel war es, die Wirksamkeit von drei Impfmethoden (intratracheal, intranasal und durch Aerosolisierung) mit lebendem M. hyo-Lungenhomogenat zur praktischen, sicheren und wiederholbaren Akklimatisierung von Jungsauen miteinander zu vergleichen.

Sechs Wochen alte, M. hyo- und PRRSV-negative Jungsauen (n = 78) wurden beliebig einer von vier M. hyo-Expositionsgruppen zugewiesen [durch Aerosolisierung (n = 24); intranasal (n = 24); intratracheal (n = 24); oder keine Exposition (n = 6)] und nach der Exposition 49 Tage lang beobachtet. Der M. hyo-Impfstoff bestand aus Lungenhomogenat (105 KBE/ml M. hyo 232). Für die Aerosolgruppe wurde ein Kaltvernebelungsgerät verwendet, mit dem man das Lungenhomogenat versprühte. Für die intranasale Gruppe wurde ein biegsames Zerstäubungsgerät verwendet, mit dessen Hilfe die Hälfte des Impfstoffs an zwei aufeinanderfolgenden Tagen in jedes Nasenloch (5 ml) gesprüht wurde. Dieses Gerät kommt in der Humanmedizin zur nasalen und trachealen Verabreichung von Arzneimitteln bei Kindern oft zum Einsatz. Am Tag 1, 28 und 49 nach der Exposition wurden die Tiere gewogen. Serum- und Trachealproben für Antikörper- und DNA-Tests wurden in den 49 Tagen nach der Exposition wöchentlich entnommen. Am 49. Tag nach der Exposition wurden die Schweine eingeschläfert. Die Lunge wurde auf makroskopisch sichtbare Läsionen und histopathologisch (H&E und IHC) untersucht. Die Gewichtszunahme, Antikörperreaktionen (ELISA S/P) und die Ausscheidung des Krankheitserregers (qPCR) wurden statistisch verglichen.

Ergebnisse

Alle Expositionswege führten zu einer Infektion. Die intratracheale Exposition zeigte einen früheren Nachweis von DNA (7 Tage nach der Exposition) und der Serokonversion (39 Tage nach der Exposition). Die intranasale Exposition und die Exposition durch Aerosolisierung zeigte eine ähnliche Zeit beim DNA- und Antikörpernachweis, d. h. ca. 14 Tage nach der Exposition und ca. 49 Tage nach der Exposition. Die Ct-Werte der qPCR von Mhp waren in exponierten Gruppen in den Tagen nach der Exposition ähnlich (p>0,05), aber bei intranasalen und Aerosolexpositionen wurden niedrigere ELISA S/P-Werte festgestellt. Die Aerosolgruppe hatte den geringsten Einfluss auf die Gewichtszunahme pro Tag (0,64 kg/Tag) und verhielt sich ähnlich wie die negative Kontrollgruppe (0,73 kg/Tag). 49 Tage nach der Exposition wurden in der Lunge von 17/22, 19/24 und 19/24 Jungsauen aus den intratrachealen, intranasalen bzw. Aerosolgruppen makroskopisch sichtbare und/oder histopathologische Läsionen beobachtet.

Schlussfolgerung

Während die intratracheale Exposition zum frühesten Nachweis von DNA und Antikörpern führte, wurde auf allen Expositionswegen eine erfolgreiche Infektion erreicht. Der intranasale und der Übertragungsweg durch Aerosolisierung könnten bessere Alternativen im Vergleich zur arbeitsintensiveren und invasiveren intratrachealen Impfung darstellen. Dennoch können die spezifischen Produktionsbedingungen des jeweiligen Betriebs die Wahl des Expositionswegs beeinflussen. Praktische und wirksame Methoden zur Exposition von Jungsauen verbessern Kontroll- und Eliminationsprogramme von M. hyo.

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