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Bedeutung der Bekämpfung von Mykotoxinen für die Schweinegesundheit: Durchfall, Ödemkrankheit und Versagen der Impfung gegen E. coli bei Absetzferkeln

Im Februar 2016 wurden wir wegen klinischer Probleme bei Absetzferkeln zu einem Zucht- und Mastbetrieb mit 350 Sauen in der Bretagne gerufen. Die klinischen Symptome waren Schwellungen der Augenlider und der Stirn, Koordinationsprobleme, Dyspnoe und plötzlicher Tod. Sie traten wenige Tage nach einer Futterumstellung auf.

Montag 31 Juli 2017 (vor 1 Jahre 1 Monate 20 Tage)
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Einleitung

Futtermittelsicherheit ist ein zentrales Thema in Schweinbetrieben und es sollte dabei sehr genau auf die mögliche Kontaminierung von Rohstoffen und Futter durch Pilze und das Risiko der Bildung von Mykotoxinen geachtet werden. Mykotoxine sind Sekundärmetabolite, die von Fadenpilzen produziert werden. Sie werden vor, während und nach der Ernte von einer Vielzahl von Rohstoffen erzeugt. Die wichtigsten Mykotoxine, denen hinsichtlich der Schweinegesundheit eine Bedeutung zugemessen wird, sind Trichothecene, insbesondere Deoxynivalenol (DON), Aflatoxine, Ochratoxine, Fumonisine und Zearalenon. Dieser klinische Fall zeigt die Bedeutung der regelmäßigen Untersuchung aller Mykotoxine in Rohstoffen für die Gesundheit von Mastschweinen.

Im Februar 2016 wurden wir wegen klinischer Probleme bei Absetzferkeln zu einem Zucht- und Mastbetrieb mit 350 Sauen in der Bretagne gerufen. Die klinischen Symptome waren Schwellungen der Augenlider und der Stirn, Koordinationsprobleme, Dyspnoe und plötzlicher Tod. Sie traten wenige Tage nach einer Futterumstellung auf. Die Labordiagnose bei lebenden Ferkeln mit klinischen Symptomen bestätigte die Beteiligung von E. coli O139K82.

Beschreibung des Betriebs und Umstände

Der Betrieb befindet sich in einem Gebiet mit hoher Schweinebesatzdichte in der Bretagne (Frankreich). Die Saugferkel werden im Alter von 28 Tagen abgesetzt und gegen Mycoplasma hyopneumoniae (Mhyo) und Porcines Circovirus Typ 2 (PCV2) geimpft.

Die Ferkel haben beim Absetzen ein Körpergewicht von durchschnittlich 7,5 – 8 kg. Sie werden in der ersten Phase nach dem Absetzen bis zu einem Körpergewicht von 12-14 kg mit einem handelsüblichen Futter gefüttert. Nach einer 3 Tage dauernden Futterumstellung werden die Ferkel bis zu einem Körpergewicht von 25 kg mit einem im Betrieb hergestellten Futter gefüttert.

Tabelle 1: Futterzusammensetzung des im Betrieb hergestellten Futters der 2. Phase im Februar 2016

Weizen 40%
Gerste 30%
Trockenfutter (Soja, Raps) und Öl + Vormischung mit Vitaminen und Mineralien 30%

Die klinischen Symptome traten wenige Tage nach der Futterumstellung (ungefähr im Alter von 40 Tagen) auf.

Der Gesundheitszustand des Betriebs ist der folgenden Tabelle zu entnehmen:

Tabelle 2: Gesundheitszustand des Betriebs im Februar 2016

Mhyo
SIV
Keine klinischen Symptome bei den Absetzferkeln
PRRSV Positiver stabiler Betrieb
PCV2 Absetzferkel geimpft

Klinischer Bericht

Abbildung 1: Laboranalyse klinischer Ausbrüche und Impfkalender

Abbildung 1: Laboranalyse klinischer Ausbrüche und Impfkalender

Teil 1 (Februar – Juni 2016)

Labordiagnose

Als der Betrieb besucht wurde, befanden sich alle erkrankten Ferkel in gutem Zustand. Die klinischen Symptome waren Schwellungen der Augenlider und der Stirn, Koordinationsprobleme, Dyspnoe und plötzlicher Tod.

Sektionsbefunde

Zwei medizinisch nicht behandelte Ferkel, die klinische Symptome zeigten, wurden im Labor Labofarm® (Finalab Veterinary Laboratories Group, Loudéac, Bretagne, Frankreich) seziert. Es gab Hinweise auf Ödeme der Subkutis am Vorderkopf (Foto 1), an den Augenlidern und im Mesenterium des Colon ascendens (Foto 2). Ödematöse Mesenteriallymphknoten und große Mengen Flüssigkeiten wurden auch in der Bauchhöhle festgestellt. Diese Läsionen deuten in Verbindung mit den klinischen Symptomen stark auf die Ödemkrankheit (ED) hin.

Foto 1: Ödem der Subkutis am Vorderkopf

Foto 1: Ödem der Subkutis am Vorderkopf

Foto 2: Ödem im Mesenterium des Colon ascendens

Foto 2: Ödem im Mesenterium des Colon ascendens

Bakteriologische Untersuchung

Es wurden Bakterienkulturen des Dünndarms, der Mesenteriallymphknoten, des Gehirns und der Hirnhaut sowie des Bluts aus dem Herzen angelegt.

Auf allen Proben wurde hämolytische E. coli 0139K82 isoliert.

Virulenzfaktoren

Zur Bestimmung der spezifischen Pilus- und Toxingene im Isolat erfolgte eine Genotypisierung durch Multiplex-PCR:

Tabelle 3: Virulenzfaktoren des isolierten E. coli Stamms

Virulenzfaktoren 0139K82
STa Negativ
STb Negativ
LTa Negativ
Stx2e Positiv
F18 (F107) Positiv
F4 (K88) Negativ
Aida Negativ

Entsprechend den klinischen Symptomen und der Labordiagnose der Absetzferkel könnte die Ödemkrankheit (ED) für die hohe Sterblichkeitsrate in diesem Betrieb verantwortlich sein.

Untersuchung der Risikofaktoren

Der erste Schritt vor der Ausarbeitung von Kontrollstrategien war die Untersuchung der Risikofaktoren, die das Auftreten von ED bei Absetzferkeln begünstigen.

Tiere: Pro Bucht werden drei Würfe miteinander vermischt. Es wurde kein Zusammenhang mit der Gebärfähigkeit der Sau festgestellt.

Einrichtungen: Das Stallmanagement war gut. Der Viehzüchter befolgte das Rein-Raus-Verfahren und strengste Hygienemaßnahmen. Die umweltbedingten Stressfaktoren waren gering (wenige Temperaturschwankungen, korrekte Belüftung, guter Komfort).

Wasserqualität: Die bakteriologische und mikrobielle Qualität des Trinkwassers war zum Zeitpunkt der Probenahmen gut. Die Wasserleitung wurde jeden Morgen gereinigt und der Chlorgehalt vom Viehzüchter regelmäßig kontrolliert.

Ernährung: Der Viehzüchter begann wenige Wochen vor dem Ausbruch der Krankheit mit der Herstellung des Futters für die 2. Phase nach dem Absetzen.

  • Futterzuteilung: Die Ferkel wurden ad libitum gefüttert. Als der Viehzüchter die ersten Anzeichen von ED bemerkte, bekamen die Ferkel mindestens 24 Stunden lang nichts zu fressen.
  • Zusammensetzung des Futters: Es wurden keine Fehler bei der Zusammensetzung des Futters und keine nachteiligen Unterschiede hinsichtlich des Protein- und Energiegehalts zwischen dem Futter der 1. und der 2. Futterphase festgestellt.
  • Korngröße des Futters: Eine langsamere Durchgangszeit durch den Darm und Stasen des Darminhalts ermöglichen die Adhäsion von E. coli, wodurch sie Zeit haben sich zu vermehren (Pluske et al. 202) und Toxine zu produzieren. Demgemäß können wir annehmen, dass eine große Korngröße den Ausbruch von ED prädisponieren kann. Auf der anderen Seite könnte die zu feine Zerkleinerung des Getreides negative Auswirkungen bezüglich der Prävalenz von Darmerkrankungen (wie beispielsweise Magengeschwüre) haben. Bei Futter, das im Betrieb hergestellt wird, ist die Korngrößenverteilung regelmäßig zu prüfen. Die Ergebnisse in unserem Fall sind der folgenden Tabelle zu entnehmen:

Tabelle 4: Korngröße von im Betrieb hergestelltem Futter der 2. Phase nach dem Absetzen im Februar

Korngrößen Grenzwerte Im Betrieb hergestelltes Futter
Referenz 1 Referenz 2
>3,15 mm 0% 0,50% 0%
>2 mm 25-35 % 2,00% 1,80%
>1 mm 25,00 % 35,80 %
>0,5 mm 20-40 % 39 % 32,00 %
>0,3 mm 10-20 %
>0,25 mm 27,00 % 20 %
<0,25 mm 10-20 % 6,50 % 10 %

Im Februar war die Korngröße entsprechend den Empfehlungen des Herstellers korrekt (Referenz 1 und 2)..

  • Mykotoxine: Es gibt verschiedene Analysemethoden zur Diagnose von Mykotoxinen. In Frankreich kontrollieren Futtermittelhersteller normalerweise nur den Gehalt von Deoxynivalenol (DON) mit einem ELISA (Enzyme Linked Immunosorbent Assay). Dieser Kittest ist schnell und relativ kostengünstig. In dem Betrieb lagen die Mykotoxinmengen in allen kontrollierten Rohstoffen (Weizen, Gerste) und im gesamten Futter unter den Schwellenwerten. Man ging davon aus, dass die Rohstoffe und das Futter ein niedriges Risikopotenzial bezügllich der Mykotoxine darstellen.

Kontrollstrategien

Impfung: Wir raten dem Viehzüchter zur Impfung, um die Immunität der Ferkel zu erhöhen. In Frankreich stand nur ein handelsüblicher injizierbarer Impfstoff zur Vorbeugung von durch E. Coli verursachter ED zur Verfügung. Dieser Impfstoff besteht aus einem genetisch modifizierten Stx2e-Toxin. Ab Ende Mai wurde es Saugferkeln im Alter von 12 Tagen verabreicht. Laut dem Impfstoffhersteller können Ferkel im Alter von 40-45 Tagen richtig geschützt werden. Zu diesem Zeitpunkt erfolgten die Ausbrüche.

Verabreichung von Antibiotika: Für die früheren Partien, die noch nicht geimpft wurden, und für Partien, die an ED erkrankt waren, wählte man je nach Sensitivität des E. coli Stamms eine Kombination aus Trimethoprim (5 mg/kg Körpergewicht) und Sulfonamiden (25 mg/kg Körpergewicht).

Teil 2 (Januar 2016 – Januar 2017)

Im Juni traten einige Fälle von Diarrhö bei Absetzferkeln (PWD) mit Todesfällen auf. Bei den E. coli Stämmen, die beim Auftreten von PWD involviert waren, handelte es sich um E. coli K88 Stb. Trotz der Impfung wurden regelmäßig Fälle von ED (E. coli O139K82) diagnostiziert (Labordiagnose im Juli und August) und die Sterblichkeitsrate lag im Vergleich zu vorhergehenden Jahren und Monaten höher.

Änderungen der Kontrollstrategien

Korngröße des Futters: Die Korngröße wurde im August 2016 erneut geprüft:

Tabelle 4: Korngröße von im Betrieb hergestelltem Futter der Phase 2 nach dem Absetzen im August

Korngrößen Grenzwerte Im Betrieb hergestelltes Futter
Referenz 1 Referenz 2
>3,15 mm 0% 0,50% 0,20 %
>2 mm 25-35 % 2,00% 9,30 %
>1 mm 25,00 % 48,80 %
>0,5 mm 20-40 % 39 % 24,60 %
>0,3 mm 10-20 %
>0,25 mm 27,00 % 12,10 %
<0,25 mm 10-20 % 6,50 % 5 %

Die Korngröße lag über den üblichen Empfehlungen. Die Verarbeitung wurde korrigiert, um dieselbe Größe wie im Februar zu erhalten.

Zusammensetzung des Futters: Im Oktober wurde die Zusammensetzung des Futters umgestellt. Im Betrieb wurde ballaststoffreiches Futter hergestellt. Der Nährwert des Futters wurde verringert und die Proteingehalte und die verdauliche Energie wurden durch Erhöhrung der Beimischungsquote von Gerste vermindert.

Tabelle 5: Futterzusammensetzung des im Betrieb hergestellten Futters der 2. Phase im Februar und nach der Futterumstellung im Oktober 2016

2. Phase nach dem Absetzen vor dem Oktober 2. Phase nach dem Absetzen nach dem Oktober
Weizen 40% 20%
Gerste 30% 50%
Handelsübliches Ergänzungsfutter 30% 30%

Impfung

Im Dezember wurde ein Versuch mit einem oral verabreichten avirulenten Lebendimpfstoff durchgeführt, der einen F4-positiven, F18-positiven und Stx2e-negativen Stamm enthielt. Die zwei folgenden Partien wurden im Alter von 21 Tagen geimpft. Alle Saugferkel wurden einzeln oral geimpft. Trotz dieser neuen Impfpläne traten PWD und ED auf, was durch Labordiagnose im Dezember bestätigt wurde.

Trotz der Fortschritte bei den Kontrollstrategien im Betrieb war die Sterblichkeitsrate im zweiten Halbjahr höher.

Tabelle 6: Sterblichkeitsraten

2015 1. Halbjahr 2016 2. Halbjahr 2016
Sterblichkeitsrate 3,1 % 4,5 % 6,6 %

Teil 3 (Januar 2017)

Angesichts dieses Impfversagens und der wiederkehrenden Ausbrüche von PWD und ED beschlossen wir, alle Risikofaktoren (Wasserqualität, Futterration, Haltungsbedingungen) erneut zu prüfen und die Mykotoxingehalte in jedem Rohstoff durch Chromatographie vom Labor Labocea (Ploufragan, Bretagne, Frankreich) analysieren zu lassen.

Mykotoxinanalyse

Das Labor Labocea benutzt ein Verfahren, das die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) mit der Massenspektrometrie zum Erhalt quantitativer Ergebnisse kombiniert. Dieses Verfahren wird zur routinemäßigen Diagnose von Mykotoxinen in Frankreich kaum benutzt. Die Methode macht es möglich, mehr als eine Art von Mykotoxinen nachzuweisen. Der Test weist für jede Familie alle Mykotoxine in der Probe nach. Die Ergebnisse für Trichothecene in Gerste und Weizen, die im Betrieb gelagert werden, sind der folgenden Tabelle zu entnehmen:

Tabelle 7: Trichothecengehalt (mg/kg Futte 12% Feuchtigkeitsgehalt) in Weizen und Gerste im Januar 2017

Mykotoxine Grenzwert
Rohstoff Gerste Weizen
Trichothecene Typ A
Diacetoxyscirpenol (DAS) 0 0
15 Monoacetoxyscirpenol 0 0
T-2 Toxin + HT-2 Toxin 0,055 0
T-2 Tetraol 0,03 0
T-2 Triol 0 0
Verrucarol 0 0
Trichothecene type B
Deoxynivalenol 0,02 0,195
Deoxynivalenol-3-Glucosid (D3G) 0,01 0,015
De-epoxy Deoxynivalenol (DOM-1) 0 0
15-O-Acetyl Deoxynivalenol 0 0
3 Acetyldeoxynivalenol 0 0
Fusarenon X 0 0
Nivalenol 0,015 0,02
DON-Äquivalent 0,9 (akute Vergiftung)
0,2 (chronische Vergiftung)
0,955 0,31

Andere Mykotoxine wurden nicht oder nur in unbedeutend geringen Mengen nachgewiesen.

Die Toxizität der Kombination von Mykotoxinen kann nicht auf Grundlage ihrer einzelnen Giftstoffe prognostiziert werden. Bei den Studien, die zur Wirkung von Mykotoxinen durchgeführt wurden, berücksichtigte man jeweils nur ein Mykotoxin, aber die Wirkung der Kombination von Mykotoxinen kann antagonistisch, additiv oder synergistisch sein (Oswald, 2015). Gemäß diesen Kombinationswirkungen werden Gleichungen für die Äquivalenz von DON vorgeschlagen, die alle getesteten Trichothecene berücksichtigen, aber nach unserem Kenntnisstand gibt es bisher keinen wissenschaftlichen Konsens für den Vorschlag standardisierter Gleichungen zur Beurteilung der Wirkung einer Kombination von Mykotoxinen.

In Europa werden Empfehlungen für Grenzwerte von Mykotoxinen in Futtermitteln vorgeschlagen. Für DON, Zearalenon, Ochratoxin A und Fumonisine könnte die Empfehlung der Europäischen Kommission vom 17. August 2006 berücksichtigt werden. Für Aflatoxine und Mutterkorn gibt es die Richtlinie 2002/32/EG des Europäischen Parlaments.

Bezüglich der Schweinegesundheit gingen wir nach der Empfehlung der Europäischen Kommission vom 17. August 2006 von einem Grenzwert für DON von 0,9 mg/kg (12% Feuchtigkeit) für akute Vergiftungen und von 0,2 mg/kg (12% Feuchtigkeit) für chronische Vergiftungen (täglich aufgenommenes Futter) aus.

In unserem Fall war der Gehalt von Trichothecenen in Form der DON-Äquivalenz in Weizen und Gerste höher als der akzeptable Wert nach der verwendeten Formel. Selbst verdünnt im gesamten Futter der 2. Phase nach dem Absetzen lag der Trichothecengehalt über dem kritischen Schwellenwert für den täglichen Verzehr des Ferkelfutters.

Angepasste Kontrollstrategien

Gemäß diesen Ergebnissen beschloss man, dem im Betrieb hergestellten Futter (Futter der 2. Phase nach dem Absetzen – Futter der 3 Mastphasen – Futter in der Trag- und der Laktationszeit) 2000 ppm eines Produkts zur Deaktivierung von Mykotoxinen hinzuzufügen. Alle Vorratssilos wurden gereinigt und desinfiziert. Die Verarbeitung von Gerste, Weizen und Mais wurde umgestellt. Getreidestaub, der beim Ernten, Verarbeiten und Speichern entsteht, wird jetzt eliminiert, bevor das Getreide fein zerkleinert wird, um das Risiko von Mykotoxinen zu reduzieren.

Die Impfung gegen ED wurde vorerst beibehalten.

Ergebnisse

Die allgemeine Gesundheit des Bestands verbesserte sich nach diesen Änderungen, wovon Tiere aller Altersstufen profitierten. Die Sterblichkeitsraten sanken nicht nur bei Absetzferkeln, sondern auch bei Mast- und Endmastschweinen. Der Viehzüchter stellte weniger Probleme beim Säugen fest und das Körpergewicht der Ferkel beim Absetzen erhöhte sich.

Schlussfolgerung

Es sollte sehr genau auf die mögliche Kontaminierung von Rohstoffen und Futter durch Pilze und das Risiko der Bildung von Mykotoxinen geachtet werden. Die Aufnahme von Mykotoxin-kontaminiertem Futter kann akute Krankheiten hervorrufen und die Aufnahme niedriger Dosen Pilztoxine führt auch bei wiederholter Exposition zu Schäden (Bryden, 2012; Maresca et al. 2010). Innerhalb der großen Vielfalt toxischer Wirkungen, die von Mykotoxinen ausgehen, wurden immunmodulatorische Eigenschaften beschrieben (Oswald, 2015). Dies erhöht die Anfälligkeit gegenüber ansteckenden Krankheiten. In unserem Fall bestand eine größere Wahrscheinlichkeit, dass Absetzferkel ED und PWD entwickelten. Die durch Impfung erworbene Immunität wird durch die Aufnahme von Mykotoxin beeinträchtigt. T–2-Toxin reduzierte die Impfreaktion auf das Modell-Antigen Ovalbumin und wirkte sich auf die zelluläre bzw. die humorale Immunantwort aus (Oswald, 2015).

Dieser Fall veranschaulicht die Bedeutung der Durchführung regelmäßiger Maßnahmen und der strengen Überwachung und Kontrolle in Betrieben, die ihr Futter selbst herstellen. Wichtig ist die Wahl des Tests zur Analyse und trotz der Kosten wird eine vollständige Analyse empfohlen. Dieses Verfahren, das bei Labocea leicht zur Verfügung steht, wird zur routinemäßigen Diagnose von Mykotoxinen in Frankreich wenig genutzt.

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