Wissenschaft

Sc. uberis: Ansteckender als gedacht

Wissenschaftlerinnen haben die Verbreitung von Sc. uberis näher untersucht und gezeigt, wie man ihre  Erkenntnisse nutzbringend in der Praxis einsetzen kann.

Sc. uberis ist ein typischer Umwelterreger und wird häufig in der Mastitisdiagnostik nachgewiesen. Er zeichnet sich aus durch hohe bakteriologische Heilungsraten (> 75%) und viele Rezidive. Letztere sind vor allem Neuinfektionen, weniger ein Wiederaufflammen von bereits bestehenden Euterentzündungen. In der Regel befällt nur ein Sc. uberis-Stamm das Euter (nicht mehr). Dabei unterdrücken dominante Stämme andere Sc. uberis-Varianten.

Viele klinische Fälle

Beim diesjährigen Mastitisnachmittag der Hochschule (HS)-Hannover haben Nicole Wente und Anne Schmenger einen Praxisfall aus Niedersachsen präsentiert. Der vorgestellte Betrieb hat  eine Milchleistung von 12.000 kg, ø175.000 Zellen/ml in der Herdensammelmilch und die Leitkeime sind hauptsächlich umweltassoziiert (E. coli, Sc. uberis, Coliforme). Im Sommer 2020 wies der Betrieb eine extrem vermehrte Anzahl klinischer Mastitiden auf, zwischenzeitlich mit einer Inzidenz von 16 %. In mehr als der Hälfte (66 %) der untersuchten Viertelgemelke konnte Sc. uberis nachgewiesen werden. Die Neuinfektionsrate in der Laktation stieg auf über 25 % (Ziel: < 15 %).

Im Sommer kam es in dem untersuchten Betrieb zu einem Anstieg der  klinischen Mastitisfälle.  (Bildquelle: Weerda )

Auf der Suche nach der Ursache zeigte der Betriebscheck, dass hier im Hygienemanagement schon viel richtig gemacht wurde:
Boxen und Laufgänge: Kalkstroh-Matratze mit Deckschicht im Euterbereich (dreimal die Woche nachgestreut und zweimal täglich geharkt). Das Einstreumaterial  wird trocken in einer Halle gelagert.
Einstreuuntersuchung: Coliforme Keime und Sc. uberis wurden im normalen Maß nachgewiesen: Coliforme Keime:  112.000 KbE/g (Zielwert < 100.000 KbE/g ) Aeskulinpositive Streptokokken (z. B. Sc. uberis): 100 KBE/g (Zielwert < 10.000 KbE/g )
Melkcheck: Gemolken wird in einem Side-by-side-Melkstand mit 40 Plätzen, der Prae- und Potsdipp erfolgt mit Jod, Euterreinigung mit einem Lappen pro Kuh, Melker tragen Handschuhe, die zwischendesinfiziert werden, die Melkreihenfolge ist eher praktisch organisiert (was arbeitswirtschaftlich gut ist, nicht von gesund nach krank zu unterscheiden). Nach jedem Gruppenwechsel werden die Melkzeuge zwischendesinfiziert  (Tauchdesinfektion in einer Wanne).
In Einzelfällen kontagiös
Wie konnte es also sein, dass im Sommer die Sc. uberis-Rate im Betrieb so rasant angestiegen ist, wenn doch die Bedingungen im Stall und beim Melken recht gut waren. Ist Sc. uberis vielleicht doch kontagiös? Dieser Fragestellung sind die Wissenschaftlerinnen aus der Arbeitsgruppe Krömker mit weiterführenden molekulargenetischen Untersuchungen nachgegangen. Sie extrahierten die DNS aus Sc. uberis-Isolaten, die von Kühen mit klinischen Mastitiden oder sehr hohen Zellgehalten stammten.
Ergebnis:   
Von 20 beprobten klinischen Mastitiden wurde 15 x Sc. uberis nachgewiesen. Davon 8 x Stamm  A, 2 x Stamm B und 5 x einmalig vorkommende Stämme.  Von 75 hochzellig beprobten Kühen wurden 27 Tiere mit Sc. uberis-Infektion nachgewiesen. Davon 19 x Stamm  A aus 17 Tieren (bei zwei Tieren waren 2 Viertel betroffen), 6 x Stamm B und 5 x einmalig vorkommende Stämme.

Ergebnis der RAPD PCR: Von 15 Sc. uberis-Mastitiden konnte 8 x Stamm A (rot) und 2 x Stamm B identifiziert werden.  (Bildquelle: HS-Hannover; Wente & Schmenger)

Die Ergebnisse zeigen, dass Stamm A dominant und damit in der Regel von Kuh zu Kuh übertragbar ist. Wenn man viele verschiedene Stämme in der Herde hat, dann sind die  Sc. uberis -Stämme in der Herde wenig ansteckend und eine Übertragung von Tier zu Tier während des Melkvorgangs ist somit unwahrscheinlich. Zeichnet sich ein dominanter Stamm ab, so deutet es darauf hin, dass dieser sich innerhalb der vorliegenden Stammvielfalt durchsetzen kann und sich besonders gut übertragen lässt. Hierbei ist die Übertragung von Tier zu Tier sehr wahrscheinlich, dennoch bleibt die Möglichkeit einer Infektion aus einem Hotspotreservoir in der Umwelt der Tiere nicht ausgeschlossen.

Kleine Schrauben – große Wirkung

Vor der Erkenntnis, dass sich ein Umweltkeim (Sc. uberis) in Einzelfällen auch kuhassoziiert verhalten kann, wurden folgende Empfehlungen für den landwirtschaftlichen Betrieb formuliert:
  • Die Übertragung von Mastitiserregern beim Melken verhindern: Das funktioniert am besten, in dem man zunächst die mit kuhassoziierten Stämmen infizierten Tiere findet (Diagnostik) und diese dann am Ende melkt.
  •  Mehr Hygiene beim Melken ab einem THI (Temperature-Humidity- Index) >60.
Ergebnis: In den Wintermonaten 2020 sank die Zahl der klinischen Mastitiden auf rund 20 %. Auch die Neuinfektionsrate ging auf 15 % zurück.
Die Wirkung der Maßnahmen zeigt, dass man mit der Einschätzung, dass der Sc. uberis Stamm in diesem Betrieb ansteckend war, richtig lag. Die konsequente Diagnostik und Eingruppierung infizierter Tiere in die letzte Melkgruppe, sowie häufigere Zwischendesinfektion bei Hitzestress können dem Betrieb helfen, dass die Infektionszahlen im nächsten Sommer 2021 nicht wieder so in die Höhe schießen.
Quelle: Vortrag Mastitisnachmittag 5.3.2021 , Nicole Wente und Anne Schmenger

1/3 aller Uberis-Isolate bildet in vitro Kapseln

Wir wissen nun, dass Sc. uberis nicht nur aus der Umwelt übertragen wird, sondern unter bestimmten Umständen auch über die Milch beim Melken (kuhassoziiert) weitergegeben werden kann. Die Erreger können in vitro Biofilme  und Kapseln bilden. Letztere schützen vor Phagozytose und Austrocknung. Dadurch beeinflussen sie die Virulenz und damit vielleicht die bakteriologische Heilung. In der Studie von Yanchao Zhang ging es darum, ob Sc. uberis, isoliert aus einer klinischen Mastitis in vitro eine schützende Kapsel bildet. Sie untersuchte 108 Sc. uberis-Isolate von klinischen Mastitisfällen aus Betrieben in Niedersachsen hinsichtlich des Kapselbildungsvermögens und der bakteriologischen Heilung nach Antibiose.

Kein Zusammenhang zwischen Kapselbildung und bakteriologischer Heilung

Ergebnis: ¾ aller Mastitisfälle waren nach der Antibiose bakteriologisch geheilt; 28 % davon hatte eine Kapsel gebildet. Von den nicht geheilten Fällen hatten 37 % eine Kapsel gebildet. Der Unterschied war statistisch nicht signifikant. Die MHK-Werte unterschieden sich nicht bei Sc. uberis-Isolaten mit und ohne Kapsel. Weitergehende Untersuchungen (molekularbiologisch) sind geplant, um diesen Virulenzfaktor besser zu verstehen.
Quelle: Vortrag Mastitisnachmittag 2021 , Yanchao Zhang

In vitro bilden Uberis-Bakterien  manchmal transparente Kapseln, die sie vor dem Immunsystem schützen.  (Bildquelle: HS-Hannover; Zhang)


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