tierärztliche hochschule hannover...einer passiven immunität durch aufnahme von kolostrum der...
TRANSCRIPT
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
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
In Liebe meinen Eltern
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
Abkürzungsverzeichnis
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
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
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
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).
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-
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.
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: [email protected]
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
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.
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: [email protected]
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.
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
Übergreifende Diskussion
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
Übergreifende Diskussion
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
Übergreifende Diskussion
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
Übergreifende Diskussion
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
Übergreifende Diskussion
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,
Übergreifende Diskussion
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
Übergreifende Diskussion
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.
Übergreifende Diskussion
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.
Übergreifende Diskussion
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.
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
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
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.
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.
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.
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.
J. Am. Vet. Med. Assoc. 194, Nr. 12, 1717–1720
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
Literaturverzeichnis
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.
J. Am. Vet. Med. Assoc. 227, Nr. 10, 1640–1645
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
Literaturverzeichnis
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.
Pferdeheilkd. 17, Nr. 6, 662–665
Literaturverzeichnis
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.
J. Am. Vet. Med. Assoc. 189, Nr. 1, 57–60
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
Literaturverzeichnis
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.
J. Am. Vet. Med. Assoc. 170, Nr. 11, 1302–1304
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.
J. Am. Vet. Med. Assoc. 176, Nr. 12, 1374–1377
Literaturverzeichnis
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.
J. Am. Vet. Med. Assoc. 174, Nr. 3, 273–276
Literaturverzeichnis
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.
Pferdeheilkd. 32, Nr. 6, 616–622
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
Literaturverzeichnis
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
Anhang
41
7 Anhang
Publikation 1
Anhang
42
Anhang
43
Anhang
44
Anhang
45
Anhang
46
Anhang
47
Anhang
48
Publikation 2
Anhang
49
Anhang
50
Anhang
51
Anhang
52
Anhang
53
Anhang
54
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.
Pferdeheilkd. 32, Nr. 6, 616–622
Den Studienaufbau entwarf Dr. Monica Venner und war vorgegeben. Die Studie
wurde von mir durchgeführt. Bei der Überwachung der Fohlen und für eine Fixation
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.
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.
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