Die subklinische Staphylokokkenmastitis - Sanierungsversuch in einem sächsischen Milchviehbetrieb über die Einführung von zwei Vakzinen

In einer sächsischen Milchviehanlage mit etwa 1800 Milchkühen, deren Tankmilchzellzahl, infolge vermehrten Auftretens von Euterinfektionen mit S. aureus als Leitkeim längerfristig über 300.000 Zellen/ml aufwies, wurden zwei Vakzinen eingesetzt. Die Erwartungshaltung lautete, dass mit den Impfungen die Inzidenz- und Prävalenzraten von S. aureus- und KNS-bedingten Mastitiden bei Färsen und bei Kühen bis zur Geburt und auch danach sinken. Es wurde vor allem erwartet, dass bei den geimpften Tieren die Zellzahlen langfristig erniedrigt bleiben und sich folglich die Eutergesundheit durch die Vakzinationen verbessert. Anhand der Gesamtgemelkszellzahlen (GZZ) der letzten drei Milchleistungsprüfungen (MLP) a. p. und der zytobakteriologischen Befunde einer Beprobung auf Viertelebene wurden die Kühe (n=416) in Statusgruppen eingeteilt. In Statusgruppe 2 befanden sich eutergesunde Kühe (n=112). Tiere (n=146) mit moderat erhöhten Viertel- (VZZ) und GZZ, die auf mindestens einem Viertel bakteriologisch positiv waren, wurden in Statusgruppe 3 zusammengefasst. Die Statusgruppe 4 bildeten Kühe (n=158), die durch stark erhöhte GZZ und VZZ charakterisiert waren und ggf. bakteriologisch positiv waren. Färsen (n=181) wurden in Statusgruppe 1 zusammengefasst. Alle Tiere mussten klinisch gesund sein, Färsen sollten eutergesund erscheinen. Als Impfstoffe wurden Startvac® (HIPRA Deutschland GmbH, Düsseldorf), eine kommerzielle Vakzine gegen S. aureus, KNS, Escherichia coli und coliforme Keime, sowie eine bestandsspezifische Vakzine (Bestvac Rind Mastitis®, IDT Biologika GmbH, Dessau-Rosslau) basierend auf S. aureus-Isolaten aus Mastitismilchen des Bestandes eingesetzt. Nach dem Zufallsprinzip wurden die Tiere innerhalb der Statusgruppen den Impfgruppen oder der Kontrollgruppe zugeteilt. Die erste Vakzination wurde einen Tag nach dem Trockenstellen vorgenommen (bei Färsen an vergleichbaren Trächtigkeitstagen), die zweite Vakzination erfolgte ca. 31 Tage vor dem errechneten Kalbedatum. Um den 53. Tag p. p. fand die dritte Impfung statt. Zytobakteriologische Beprobungen aller Tiere auf Viertelebene wurden am Tag 5 sowie am Tag 52 p. p. vorgenommen. Außerdem wurden während der Laktation die monatlichen MLP-Daten sowie jene zu tierärztlichen Behandlungen der in der Studie befindlichen Kühe sowie Abgänge und Abgangsursachen erfasst. Innerhalb der Statusgruppen gab es zwischen den Vakzinationsgruppen und den Kontrolltieren bezogen auf die VZZ zu den Beprobungszeitpunkten 5 und 52 sowie auf die GZZ aus den MLPs der gesamten Laktation keine nennenswerten Unterschiede. Die Erregerprävalenzen zu den genannten Zeitpunkten nebst deren Verlauf und jene der zytobakteriologischen Diagnosen, erbrachten nur punktuell signifikante Unterschiede, die in der Summe aber keine anhaltende Tendenz erkennen ließen, die auf das bessere Abschneiden einer Vakzinationsgruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe hindeuten würde. Zum gleichen Ergebnis gelangen die Auswertungen der Inzidenzraten, klinische Mastitisdaten und jene der Abgangsursachen im Anschluss an die Vakzinationen. Zusammenfassend hatte der Einsatz der bestandsspezifischen Vakzine Bestvac Rind Mastitis® sowie des Impfstoffes Startvac® mit EU-Zulassung bezogen auf die Zellzahlenentwicklung, die Inzidenz- und Prävalenzraten von S. aureus und KNS, die Behandlungsdauer und den Schweregrad von Mastitiden sowie die Heilungsraten im Vergleich zur Placebo-Gruppe in keiner der Statusgruppen erkennbare positive Effekte auf die Eutergesundheit.:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 2 2.1 Die Milchdrüse des Rindes 2 2.1.1 Anatomie und Physiologie 2 2.1.2 Immunologie des Euters 3 2.1.2.1 Mechanische Barrieren 3 2.1.2.2 Zelluläre Abwehr 5 2.1.2.3 Humorale Abwehrfaktoren 5 2.2 Die Mastitis des Rindes 8 2.2.1 Ökonomische Bedeutung 8 2.2.2 Begriffsbestimmung und Mastitisformen 9 2.2.3 Pathogenese 10 2.2.4 Mastitiserreger 11 2.2.4.1 Staphylokokken 13 2.2.4.1.1 Staphylococcus (S.) aureus 14 2.2.4.1.2 Koagulase-negative Staphylokokken (KNS) 16 2.2.4.2 Streptokokken 17 2.2.4.2.1 Streptococcus (Sc.) uberis 18 2.2.4.2.2 Streptococcus (Sc.) agalactiae 19 2.2.4.2.3 Streptococcus (Sc.) dysgalactiae 20 2.2.4.3 Escherichia (E.) coli 21 2.2.4.4 Andere Mastitiskeime 23 2.2.5 Mastitisdiagnostik 23 2.2.5.1 Milchprobennahme 23 2.2.5.2 Somatische Zellen und Zellzahl 23 2.2.5.2.1 Einflussfaktoren auf die Zellzahl 24 2.2.5.2.2 Messmethoden 24 2.2.5.3 Erregernachweis 25 2.2.5.3.1 Amplified Fragment Length Polymorphism (AFLP) 25 2.3 S. aureus-Mastitis als Bestandsproblem 27 2.3.1 Mastitisbekämpfung 27 2.3.1.1 Mastitistherapie 27 2.3.1.2 Managementmaßnahmen 29 2.4 Vakzination gegen Mastitis 31 2.4.1 S. aureus-Vakzinen 32 2.4.1.1 Inaktivierte Bakterien, Toxine und Toxoide 33 2.4.1.1.1 Startvac® 34 2.4.1.1.2 Stallspezifische Vakzinen mit inaktivierten Bakterien 36 2.4.1.2 Lebende Bakterien 37 2.4.1.3 Weitere Antigene 38 2.4.2 E. coli-Vakzinen 38 2.4.3 Applikationsarten 39 3 Tiere, Material und Methoden 40 3.1 Auswahl des Projektbetriebs 40 3.2 Betriebsbeschreibung 40 3.2.1 Bauliche Strukturen 40 3.2.2 Fütterungstechnik, Futterrationen und Tränken 40 3.2.3 Melkvorgang und Mastitismanagement 41 3.2.4 Trockenstellen unter antibiotischem Schutz 42 3.3 Auswahl der Versuchstiere 42 3.3.1 Vorauswahl potentiell teilnehmender Tiere 42 3.3.2 Einschlusskriterien 42 3.3.3 Ausschlusskriterien 43 3.4 Versuchsaufbau 43 3.4.1 Vakzinationsgruppen 44 3.4.2 Vakzine 44 3.4.3 Vakzination 45 3.4.4 Impfregime 45 3.4.5 Viertelgemelksprobennahme 45 3.4.6 Zeitpunkte der Viertelgemelksprobennahme 46 3.4.7 Asservierung und Versand von S. aureus-Isolaten 46 3.4.8 DNS-Extraktion 46 3.5 Analytische Methoden 47 3.5.1 Zytologische Untersuchungen 47 3.5.2 Bakteriologische Untersuchungen 47 3.5.3 Resistogramme 47 3.5.4 Genotypisierung 48 3.6 Dokumentation 50 3.6.1 Dokumentation auf dem Betrieb 50 3.6.2 Dokumentation der bakteriologischen Befunde 50 3.6.3 Dokumentation der zytobakteriologischen Diagnosen (zbD) 50 3.7 Milchleistungsprüfung (MLP) 51 3.8 Versuchszeitraum 51 3.9 Statistische Auswertung 51 4 Ergebnisse 52 4.1 Versuchsablauf 52 4.2 Klinische Untersuchung 52 4.3 Impfzeitpunkte und Abstände 52 4.4 Untersuchungsergebnisse der Milchproben (MP) 0, 5 und 52 52 4.4.1 Somatische Zellzahlen 52 4.4.2 Bakteriologische Befunde und Erregerprävalenzraten 55 4.4.2.1 Verlauf der bakteriologischen Prävalenzraten auf Viertelebene 56 4.4.2.1.1 Statusgruppe 1 56 4.4.2.1.2 Statusgruppe 2 57 4.4.2.1.3 Statusgruppe 3 58 4.4.2.1.4 Statusgruppe 4 59 4.4.3 Zytobakteriologische Diagnosen (zbD) der MP0, 5 und 52 auf Viertelebene 60 4.4.3.1 Zytobakteriologische Diagnosen auf Viertelebene 61 4.4.3.1.1 Statusgruppe 1 61 4.4.3.1.2 Statusgruppe 2 62 4.4.3.1.3 Statusgruppe 3 63 4.4.3.1.4 Statusgruppe 4 65 4.4.3.1.5 Entwicklung der bakteriologischen Befunde 67 4.5 MLP-Daten 70 4.5.1 Laktationstage 70 4.5.2 Tierzahlen der MLPs 70 4.5.3 Milchleistung 70 4.5.4 Gesamtgemelkszellzahl 71 4.5.4.1 Arithmetisches Mittel 71 4.5.4.2 Normalverteilung der Gesamtgemelkszellzahlen 73 4.6 Mastitisdaten 73 4.6.1 Klinischen Mastitiden und Mastitiserreger 73 4.6.2 Mastitisbehandlungen 74 4.6.3 Erregernachweise 14 Tage nach Therapieende 75 4.6.4 Zytobakteriologische Diagnosen von MPX und MPX+14 76 4.6.4.1 Statusgruppe 1 76 4.6.4.2 Statusgruppe 2 76 4.6.4.3 Statusgruppe 3 77 4.6.4.4 Statusgruppe 4 78 4.6.5 Kreuztabellen der zytobakteriologischen Diagnosen zum bakteriologischen Befund „S. aureus“ von MPX und MPX+14 78 4.6.5.1 Statusgruppe 1 78 4.6.5.2 Statusgruppe 2 79 4.6.5.3 Statusgruppe 3 79 4.6.5.4 Statusgruppe 4 80 4.7 Resistogramme 80 4.8 AFLP 81 4.8.1 AFLP-1 81 4.8.1 AFLP-2 81 5 Diskussion 84 5.1 Ziel der Untersuchungen 84 5.2 Kritische Betrachtung der Methoden 84 5.2.1 Hygiene- und Managementmaßnahmen 84 5.2.2 Auswahl der Vakzine 84 5.2.3 Impfregime 85 5.2.4 Antikörpertiter 87 5.2.5 Milchprobennahme und deren Zeitpunkte 87 5.2.6 Untersuchungsmaterial und Untersuchungsmethoden 88 5.2.7 Gruppenbildung bei den Versuchstieren 88 5.2.8 Betriebliche Dokumentation 89 5.2.9 Versuchszeitraum 90 5.2.10 Auswertung der Ergebnisse 90 5.3 Diskussion der Versuchsergebnisse 90 5.3.1 Verträglichkeit der Vakzine 90 5.3.2 Einfluss der Vakzine auf den Eutergesundheitsstatus 91 5.4 Schlussbetrachtung 97 6 Zusammenfassung 100 7 Summary 102 8 Literaturverzeichnis 104 9 Anhang 131 10 Danksagung 15