Paratuberkulose in Milchziegenhaltungen

Die Paratuberkulose gewinnt als tiergesundheitlich und wirtschaftlich relevante Infektionskrankheit bei kleinen Wiederkäuern zunehmend an Bedeutung. Um die Tiergesundheit zu fördern und zugleich die weitere Ausbreitung der Paratuberkulose in betroffenen Beständen sowie in der gesamten Ziegenpopulation zu verhindern, ist die Prävention von Neuinfektionen entscheidend. In der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene potenzielle Vektoren auf das Vorhandensein von Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (MAP) untersucht, um die Übertragungswege der Paratuberkulose in Milchziegenherden besser zu verstehen.
Zur Abschätzung des von der Stallumgebung und dem Saugen am Muttertier ausgehenden Gefährdungspotentials wurden in einem mit Paratuberkulose infizierten Milchziegenbestand zwei Studien durchgeführt. In Studie 1 wurde die Verbreitung von MAP im Stallgebäude durch die Untersuchung von 256 Umgebungsproben, bestehend aus Einstreu, Staub, Tränkwasser und Futter, mittels kultureller Anzucht und quantitativer Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion (real-time quantitative polymerase chain reaction; qPCR) bestimmt. Räumliche sowie zeitliche Einflussfaktoren auf den MAP-Nachweis wurden getrennt nach der verwendeten Nachweismethode durch eine logistische Regression analysiert. Die Übereinstimmung der Ergebnisse beider Nachweismethoden wurde zudem durch die Berechnung des Kappa-Koeffizienten und des Rangkorrelationskoeffizienten nach Spearman bewertet. Im Rahmen von Studie 2, in der die MAP-Belastung im Kolostrum und auf der Euterhaut bestimmt werden sollte, wurden 110 Einzeltierkolostren, 14 Sammelkolostren und 49 Euterhauttupfer im gleichen Betrieb entnommen und analysiert. Da für den Nachweis von MAP in diesen Probenmaterialien keine etablierten Methoden zur Verfügung standen, wurden diese im Vorfeld der Untersuchungen entwickelt und in Bezug auf ihre minimale Nachweisgrenze evaluiert.
MAP konnte aus 28 Einstreu- und einer Staubprobe kulturell angezüchtet werden, wohingegen der molekularbiologische Nachweis in allen Matrizes möglich war. Ein kultureller Erregernachweis konnte mit der Anwesenheit von Ausscheidern im entsprechenden Stallbereich assoziiert werden. Stallbereiche mit einem hohen Tierverkehr, insbesondere das Melkkarussell, sowie der Ablammbereich wiesen eine hohe Erregerbelastung auf. Der im Verlauf der Studie sinkende Anteil der Ausscheider in der Herde hatte keinen signifikanten Einfluss auf die Nachweisrate von MAP. In der Weidesaison konnten hingegen signifikant niedrigere Nachweisraten beobachtet werden als während der ganztägigen Stallhaltung. Trotz der festgestellten Umgebungsbelastung wies die Euterhaut lediglich eine geringe MAP-Kontamination auf. Der Nachweis erfolgte aus drei Euterhauttupfern mittels qPCR, jedoch war eine kulturelle Anzucht nicht möglich. MAP konnte molekularbiologisch weder im Einzeltier- noch im Sammelkolostrum nachgewiesen werden.
Aus den Ergebnissen kann geschlussfolgert werden, dass der Ablammbereich aufgrund des Zusammentreffens von vermehrungsfähigen Erregern und empfänglichen Neugeborenen einen Ort substantiellen Risikos für die Übertragung von MAP darstellt. Hingegen scheint das Risiko einer Erregerübertragung durch die Aufnahme von Kolostrum im Infektionsgeschehen der untersuchten Ziegenherde von untergeordneter Bedeutung zu sein. Eine potentielle Übertragung während des Saugaktes bleibt jedoch möglich. Die schnellstmögliche Separierung der Lämmer von den Alttieren in eine hygienische und möglichst MAP-freie Umgebung wird empfohlen, um die Aufnahme des Erregers aus der Ablammumgebung sowie durch die Verhinderung des Saugvorgangs zu minimieren. Die Entfernung aller identifizierten MAP-Ausscheider aus dem Bestand stellt eine weitere wesentliche Maßnahme dar, da bereits wenige dieser Tiere zu einer nachweisbaren Kontamination der Stallumgebung führen können.
Die Empfehlungen, die aus den in dieser Arbeit dargelegten Untersuchungen abgeleitet wurden, sollten bei einer Bestandssanierung im betrieblichen Tiergesundheitsmanagement von Milchziegenbeständen berücksichtigt werden, um die Infektketten der Paratuberkulose erfolgreich zu unterbrechen. Paratuberculosis is an increasingly important infectious disease of both animal health and economic relevance in small ruminants. To promote animal health and inhibit the further spread of paratuberculosis within affected herds as well as in the goat population in general, the prevention of new infections is crucial. In this thesis, multiple potential vectors were examined to assess the occurrence of Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (MAP), aiming to enhance the understanding of the transmission routes of paratuberculosis in dairy goat herds.
To evaluate the potential risk posed by the barn environment and the suckling on does, two studies were conducted within a paratuberculosis-infected dairy goat herd. In Study 1, the prevalence of MAP in the barn was determined by culture and real-time quantitative polymerase chain reaction (qPCR) analysis of 256 environmental samples, including bedding, dust, water, and feed. The influence of spatial and temporal factors on MAP detection was examined separately for each detection method using logistic regression. Additionally, the kappa coefficient and Spearman's rank correlation coefficient were calculated to assess the concordance between the results obtained by the two detection methods. In Study 2, which aimed to determine the MAP load in colostrum and on the udder skin, 110 individual colostrum samples, 14 bulk colostrum samples and 49 udder skin swabs were collected from the same herd and analyzed. As no established methods were available for the detection of MAP in these sample materials, these methods were developed and evaluated in terms of their minimum detection limit prior to the examination.
MAP could be cultured from 28 bedding and one dust sample, while molecular biological detection was possible in all matrices. Cultural detection of the pathogen was linked to the presence of MAP shedders in the respective barn area. Elevated pathogen load was observed in areas with high animal traffic, in particular the milking parlor, and the kidding area. The percentage of MAP shedders in the herd, which decreased during the study, had no significant effect on the detection rate. In contrast, significantly lower detection rates were observed during grazing seasons compared to seasons without pasturing. Despite the confirmed contamination of the environment, the udder skin revealed only a marginal MAP contamination. Specifically, MAP was detected in three udder skin swabs by qPCR, but cultivation was not possible. Besides, MAP was not detected by molecular biological analysis in either individual or bulk colostrum.
Based on these findings, it can be concluded that the kidding area poses a site with a substantial risk for MAP transmission due to the encounter of viable pathogen and susceptible youngstock. In contrast, the risk of pathogen transmission by colostrum ingestion appears to be of subordinate importance in the infection dynamics of the goat herd studied. However, potential transmission during the suckling act remains possible. The fastest possible separation of the kids from the adult animals in a sanitary and, if possible, MAP-free environment is recommended in order to minimize the uptake of the pathogen from the kidding environment and by preventing suckling. Removal of all identified MAP shedders from the herd is another important measure, as even a few of these animals can lead to a detectable contamination of the barn environment.
The recommendations derived from the studies presented in this thesis should be considered in the on-farm animal health management of dairy goat herds when implementing a control program to successfully interrupt the chains of infection of paratuberculosis.