Die Johne-Krankheit bei Rindern – Artikel 1 | Cornell University College of Veterinary Medicine

Dies ist der erste Artikel einer Serie, die aktuelle Informationen über die Johne-Krankheit bei Rindern enthält. Er soll Tierärzten und ihren Kunden helfen, dieser Krankheit vorzubeugen oder sie zu bekämpfen, und wurde mit Genehmigung aus der ursprünglichen Serie von 1999-2000 übernommen, die vom AABP-Ausschuss für Lebensmittelsicherheit vorgelegt wurde. Der Inhalt wurde von der National Johne’s Working Group bearbeitet und überprüft und von der USAHA gebilligt.

Klinische Beschreibung und Epidemiologie der Johne-Krankheit bei Rindern

Vorbereitet und herausgegeben von Don Hansen und Christine Rossiter vom AABP-Ausschuss für Lebensmittelsicherheit

Wirtsbereich

Die Johne-Krankheit ist eine bakterielle Infektionskrankheit, die in erster Linie den Darmtrakt und die zugehörigen Lymphknoten von Wiederkäuern befällt. Sie ist sowohl ein Herden- als auch ein Einzeltierproblem, da ein Großteil der Infektionen subklinisch verläuft. Die Infektion, die unterschiedliche Pathologien und Anzeichen aufweist, wird weltweit bei vielen Arten von Wiederkäuern in Gefangenschaft, in freier Wildbahn und bei exotischen Tieren gemeldet, darunter Rinder, Schafe, Ziegen, Hirsche, Bergziegen, Elche und Antilopen. Vereinzelte Fälle werden auch bei Nicht-Wiederkäuern, einschließlich Pferden, Kaninchen und nichtmenschlichen Primaten, gemeldet, aber diese Arten sind wahrscheinlich keine bedeutenden Reservoire für die Johne-Krankheit.

Das Bakterium, das die Johne-Krankheit verursacht, und Komponenten seiner genetischen DNA wurden von Menschen mit Morbus Crohn (CD) isoliert, aber die Bedeutung dieses Befundes ist nicht geklärt.

Der Erreger

der Johne-Krankheit wird durch ein Mycobakterium namens Mycobacterium avium subspecies paratuberculosis (Map) verursacht. Es ist ein entfernter Verwandter der Bakterien Mycobacterium bovis, tuberculosis und leprae, die TB und Lepra beim Menschen und TB bei Tieren verursachen. (Map verursacht keine Tuberkulose oder Lepra.) Map ist auch Mycobacterium avium sehr ähnlich, unterscheidet sich jedoch durch das Vorhandensein eines einzigartigen IS900-DNA-Elements, das mit einer DNA-Sonde nachgewiesen werden kann.

Nach der Aufnahme werden Map-Bakterien von Darmschleimhautzellen aufgenommen, insbesondere in den Peyerschen Flecken im Ileum, und sofort von den dort ansässigen Makrophagen verschlungen. Map vermehrt sich langsam in den Makrophagen, und wenn die Infektion erfolgreich ist, zerstört es den Makrophagen und vermehrt sich weiter. Map hat die clevere Fähigkeit, sich der Immunreaktion der Makrophagen zu entziehen, selbst nachdem er aktiviert wurde. Allerdings verlaufen nicht alle Infektionen erfolgreich, und bei einigen exponierten Personen verhindert die Immunreaktion das Fortschreiten der ursprünglichen Infektion. Diese Mechanismen sind weitgehend unbekannt, hängen aber mit der Dosis und der Anzahl der Expositionen, dem Erregerstamm und der Immunbiologie des Einzelnen zusammen. Wenn sich die Organismen vermehren, werden sie freigesetzt und mit dem Kot ausgeschieden, was zu einer Kontamination und Anreicherung in der Umgebung des Tieres, im Futter und im Wasser führt.

Infizierte Tiere, die sich vermehren und Bakterien ausscheiden, sind die Hauptquelle der Kontamination und der Exposition gegenüber der Johne-Krankheit. Der Organismus vermehrt sich nicht außerhalb des Tieres, aber die Zellwand bietet einen Schutz, der es ihm ermöglicht, in den meisten gemäßigten Umgebungen ein Jahr oder länger zu überleben. Ultraviolett, Hitze und Trocknung können die Bakterien jedoch abbauen.

Krankheitssignale

Da die Infektion langsam fortschreitet, können Rinder jahrelang infiziert sein, bevor sie Krankheitsanzeichen zeigen.

Wenn diese Anzeichen schließlich auftreten, handelt es sich um zeitweiligen Durchfall, der schließlich chronisch wird, Gewichtsverlust und in der Regel guten Appetit. Einige infizierte Tiere erscheinen anfangs nur unruhig. Betroffene Rinder haben im Allgemeinen kein Fieber. Die Anzeichen dieser Krankheit lassen sich leicht mit verschiedenen anderen Krankheiten verwechseln und können im Zusammenhang mit stressigen Ereignissen wie dem Kalben, Futterumstellungen und Umzügen auftreten. Einige Daten deuten darauf hin, dass subklinische Stadien in der letzten Laktation vor der Keulung zu einem Leistungsabfall, insbesondere bei der Milchproduktion, führen können.

Ursachen der klinischen Symptome

Mykobakterien werden von spezialisierten Zellen (M-Zellen) im Ileum aufgenommen. Die M-Zellen präsentieren die Bakterien den Makrophagen und Lymphozyten in den Peyerschen Flecken. Das zelluläre Immunsystem reagiert auf die Invasion, indem es weitere Makrophagen und Lymphozyten an den Ort des Geschehens rekrutiert. Die Lymphozyten setzen eine Reihe von Zytokinen frei, die die Fähigkeit der Makrophagen zur Abtötung der Bakterien verbessern.

Makrophagen fusionieren zu großen Zellen und infiltrieren zusammen mit Lymphozyten in großer Zahl das infizierte Gewebe. Dies führt zu einer granulomatösen Verdickung des Darms. In späteren Phasen der Immunantwort entweichen die Bakterien aus den Makrophagen in das Darmlumen, und die Tiere beginnen, die Karte mit dem Kot auszuscheiden.

Schließlich entweichen die Bakterien auch in das Gefäßsystem, was die Antikörper stimuliert. Diese humorale Immunität spielt jedoch aufgrund der intrazellulären Lokalisierung von Map keine wesentliche Rolle bei der Bekämpfung des Bakteriums.

Eine ineffektive Immunreaktion auf Map führt letztlich zu einer Kombination von Faktoren, die zur Entwicklung einer klinischen Krankheit bei einem einzelnen Tier beitragen. Die Faktoren sind nur unzureichend bekannt, umfassen jedoch Entzündungen und eine beeinträchtigte Nährstoffaufnahme aus dem Darm, die Interaktion zwischen systemischen und Darmimmunkomponenten und den letztendlichen Zusammenbruch der zellulären Immunreaktion, die eine ungehinderte Ausbreitung der Infektion ermöglicht.

Wann besteht der Verdacht, dass eine Herde infiziert ist

Die offensichtliche Antwort ist eine Herde, die Kühe mit chronischem Durchfall und/oder Gewichtsverlust bei gutem Appetit aufweist. Einige Tiere können jedoch infiziert sein, normal erscheinen und gekeult werden, bevor sich klinische Anzeichen zeigen. So kann es vorkommen, dass einige Besitzer nie merken, dass ihre Herde infiziert ist. Eine häufige Beschwerde in diesen Herden ist, dass die Herdenproduktion nicht so hoch ist, wie sie sein sollte.

Bei dem Versuch, die Ursache für die niedrige Herdenproduktion herauszufinden, ist es ratsam, mehrere leistungsschwache Tiere auf die Johne-Krankheit zu testen. In anderen Herden sehen die Besitzer vielleicht eine oder mehrere Kühe mit Durchfall oder Gewichtsverlust und vermuten die Johne-Krankheit als mögliche Ursache. In chronisch infizierten Herden können auf jedes Tier mit klinischer Erkrankung fünf bis 15 weitere Tiere mit subklinischer Infektion kommen, die keine Anzeichen der Johne-Krankheit zeigen. (Siehe Abbildung 2.)

Erklärung der asymptomatischen Infektion

Johne’s ist eine Infektionskrankheit, die typischerweise vier Stadien durchläuft. Diese Stadien erklären, warum infizierte Tiere so lange gesund erscheinen und diagnostische Tests eine frühe Infektion nicht erkennen können. (Siehe Abbildung 1.) Stadium I ist die Erstinfektion: Das Tier ist infiziert, zeigt aber keine Krankheitsanzeichen, scheidet wahrscheinlich keine Bakterien in die Umwelt aus und ist durch diagnostische Tests nicht nachweisbar. In Stadium II schreitet die Infektion fort, aber das Tier zeigt noch keine klinischen Anzeichen. Der Organismus kann jedoch in ausreichender Zahl ausgeschieden werden, so dass er mit Hilfe von Kotkulturen nachgewiesen werden kann, und hat selten serologisch nachweisbare Antikörper. Diese Tiere sind für andere Tiere ansteckend. Tiere im Stadium III zeigen frühe Krankheitsanzeichen, und viele diagnostische Tests weisen infizierte Tiere als positiv aus.

Stadium IV ist das offensichtliche klinische Endstadium der Infektion. Es wird leicht erkannt, endet und wird in den meisten diagnostischen Tests nachgewiesen.

In Herden mit etablierter Johne-Krankheit sind Tiere in allen vier Krankheitsstadien vorhanden. Je nach Infektionsgrad und Ausbreitung kann jedes Tier, das die klinische Johne-Krankheit (Stadium IV) entwickelt, für fünf bis 15 Tiere in anderen Infektionsstadien stehen, die keine Anzeichen zeigen.

Gängige Infektionsquellen

1. Die häufigste Infektionsquelle sind Fäkalien oder Dung. Außer unter ungewöhnlichen Umständen beginnt die Infektion in den ersten Lebensmonaten. Die Tiere werden mit zunehmendem Alter resistenter, obwohl die Resistenz nie vollständig ist. Wenn sie eine ausreichend hohe Bakteriendosis erhalten, können auch erwachsene Tiere infiziert werden.
   Unter normalen Tierhaltungsbedingungen kommt es jedoch wahrscheinlich nur selten zu einer Exposition gegenüber solch hohen Dosen. Das bedeutet zum Beispiel, dass eine infizierte erwachsene Milchkuh in einem Laufstall oder Anbindestall die daneben stehende Kuh nicht ansteckt.
   Infizierte Kühe sind jedoch die Hauptinfektionsquelle für Kälber. In einem Rinderbestand können große Dosen von Krankheitserregern auf dem Grundfutter abgelagert werden, was das Risiko für andere Tiere und insbesondere für Jungtiere erhöht. Die meisten Infektionen bei Jungtieren werden durch den versehentlichen Verzehr von bakterienhaltigem Dung verursacht. Durch das Saugen an mit Kot kontaminierten Zitzen, das Ablecken kontaminierter Stangen im Geburtsstall oder die Unterbringung in einem Stall mit Zugang zu Kot aus der erwachsenen Herde haben Jungtiere die Möglichkeit, diese Mikrobe aufzunehmen. Die Johne-Krankheit tritt typischerweise auf, wenn infizierte, aber gesund aussehende Tiere in eine Herde kommen. Je weiter die Krankheit bei einem Tier fortschreitet, desto häufiger und zahlreicher werden die Bakterien ausgeschieden. Täglich können Milliarden von Johne-Bakterien von einem Tier im Stadium III oder IV der Krankheit ausgeschieden werden. Die Infektion breitet sich ohne das Wissen des Besitzers auf Kälber und Herdengenossen aus. Schließlich können bei einem oder mehreren Tieren Anzeichen der Krankheit festgestellt werden.
2. Eine weitere Infektionsquelle sind Milch und Kolostrum von infizierten Muttertieren. Die Wahrscheinlichkeit, dass Johne-Bakterien in der Milch infizierter Muttertiere ausgeschieden werden, steigt mit dem Fortschreiten der Krankheit. Studien deuten darauf hin, dass 36 % der Kühe im Stadium III und IV Johne-Bakterien in ihrem Kolostrum und ihrer Milch haben könnten. In Rinderherden, in denen die Kälber bei ihren Müttern bleiben und täglich gesäugt werden, ist die Wahrscheinlichkeit einer Übertragung der Infektion über Kolostrum und Milch hoch. Diese Bakterien können direkt über die Muttermilch ausgeschieden werden oder sich im Kot der Zitzen, des Euters oder überall dort befinden, wo Kälber zu säugen versuchen.
3. Die Inutero-Exposition kann eine Infektionsquelle für Kälber sein. Es ist möglich, dass ein Fötus in-utero infiziert wird, wenn sich das Muttertier in einem späteren Krankheitsstadium befindet. In den Krankheitsstadien III und IV der Mutter wurden 8 % bis 40 % der Föten in der Gebärmutter von ihren Müttern infiziert. Infizierte Föten können abtreiben, oder es können Kälber geboren werden, die bis zum Erwachsenwerden keine Infektion aufweisen. Es ist nicht bekannt, wie sich die Infektion in der Gebärmutter auf die Diagnosetests bei den Tieren auswirkt, die bis zum Erwachsenenalter überleben. Risiko für Stadium I Stadium II Stadium III Stadium IV Antikörper Die bakterielle Infektion des Fötus ist bei Müttern im Krankheitsstadium I und II gering.
4. Wasser und Futter. Wasser oder Futtermittel, die mit dem Dung infizierter Tiere verunreinigt sind, sind ebenfalls potenzielle Infektionsquellen. Diese Quellen sind nicht gut quantifiziert, und ihr Risiko muss anhand des Grades der Kontamination, der Prävalenz infizierter Tiere, des Alters und der Anfälligkeit der exponierten Tiere bewertet werden. Zu den potenziellen Infektionsquellen, die in Betracht gezogen werden sollten, gehören flache, stehende Wasserquellen, bei der Anlieferung oder Fütterung kontaminiertes Futter, schlecht entwässerte Moore, überweidetes oder stark mit Dung kontaminiertes Weideland und Heukulturen, die mit Lagunenabfällen aus infizierten Herden besprüht wurden.

Ist Map ein zoonotisches Problem?

In den letzten 15 Jahren hat sich eine Debatte darüber entwickelt, ob Map eine Rolle bei der Ursache von Morbus Crohn (CD) beim Menschen spielt. CD ist eine chronisch entzündliche Erkrankung des Verdauungstrakts und hat daher eine gewisse Ähnlichkeit mit der Johne-Krankheit bei Wiederkäuern. CD ist in den nördlichen, industrialisierten Regionen Europas und Nordamerikas am weitesten verbreitet. In den letzten vier Jahrzehnten hat die Inzidenz tendenziell zugenommen. Man schätzt, dass in den USA ein Viertel bis eine halbe Million Menschen an CD erkrankt sind. CD betrifft in der Regel junge Menschen zwischen dem Jugendalter und 35 Jahren.

Die Ursache von CD ist nicht bekannt, es wird jedoch angenommen, dass mehrere Faktoren eine Rolle spielen, darunter eine genetische Veranlagung und die Exposition gegenüber bestimmten Umwelt- oder Infektionsfaktoren. Es wird allgemein angenommen, dass CD die Folge einer Überreaktion des Immunsystems des Darms auf einen bestimmten Reiz ist. Karten, andere infektiöse Erreger und bakterielle oder allergische Bestandteile des normalen Darmstroms werden als potenzielle Faktoren angesehen, die die entzündliche Immunreaktion bei CD auslösen oder verlängern. Entzündungshemmende Medikamente, die chirurgische Entfernung des betroffenen Darms, immunmodulierende Mittel und multiantibiotische Therapien werden eingesetzt, um die Entzündung bei CD zu reduzieren. Es gibt jedoch keine Heilung, und bei Menschen mit CD wechseln sich immer wieder Phasen der Remission und des Aufflackerns ab.

Die derzeitigen Erkenntnisse reichen nicht aus, um das Gesundheitsrisiko zu bestimmen

Die derzeitigen Erkenntnisse unterstützen oder widerlegen keinen kausalen Zusammenhang zwischen Map und CD. Die Assoziationen geben wenig Aufschluss über den kausalen Zusammenhang zwischen den beiden Faktoren. CD ist eine komplexe Krankheit, und es bedarf noch umfangreicher Forschungsarbeiten, um ihre Ursache zu ermitteln. Die vorgeschlagenen Assoziationen mit Map sind jedoch provokativ und haben dazu beigetragen, den Bedarf an weiterer Forschung über die Ursache von CD hervorzuheben, und haben die Besorgnis der Tierindustrie verstärkt, dass Johne’s ein Problem der Lebensmittelsicherheit sein könnte.

Zu den Fragen, die einen möglichen Zusammenhang zwischen Map und CD betreffen, gehören:

Map-DNA im Gewebe von CD-Patienten

DNA-Nachweisverfahren ermöglichen es den Forschern, in Gewebeproben nach dem Vorhandensein von Map zu suchen, indem sie eine einzigartige genetische (DNA-)Komponente der Bakterien identifizieren. In mehreren Studien der letzten zehn Jahre wurde Map-DNA in Darmgeweben von CD-Patienten in einem höheren Prozentsatz gefunden als in Geweben von Kontrollpatienten mit anderen Darmerkrankungen als CD. Insgesamt sind die Ergebnisse widersprüchlich, da eine annähernd gleiche Anzahl von Studien über unterschiedliche Befunde berichten, darunter keine Map-DNA bei CD- oder Nicht-CD-Patienten, Map in beiden Gruppen in ähnlicher Weise vorhanden und andere Mycobakterien ebenfalls in jeder Gruppe vorhanden.

Map-Bakterien, die von einigen wenigen Crohn-Patienten kultiviert wurden

Erfolgreiche Versuche, Map aus Proben von CD-Patienten zu züchten, sind selten, und die sechs bis acht gemeldeten Isolierungen erforderten Monate bis Jahre der Inkubation. Wenn Map in menschlichem Gewebe vorhanden ist, vermuten die Befürworter der Assoziation, dass es in geringer Zahl und in einer angepassten Form vorkommt. Diese Form wächst nicht im Labor und hat keine Zellwand, weshalb sie auch nicht mit den üblichen mikrobiologischen Methoden sichtbar gemacht werden kann.

Tötet die Pasteurisierung von Milch Map ab?

Epidemiologische Studien liefern nicht viele Hinweise auf spezifische Faktoren, die mit CD in Verbindung gebracht werden können, einschließlich des Milchkonsums. Map wurde jedoch von Kühen mit klinischer Johne-Krankheit gezüchtet, so dass die Rolle der Milch als möglicher Expositionsfaktor in Betracht gezogen wurde. 1996 berichteten britische Forscher, dass Map-DNA in 7 % der Proben nachgewiesen wurde, die im Rahmen einer Untersuchung von Milchproben im Einzelhandel gesammelt wurden. Die Identifizierung von Map-DNA sagt nichts darüber aus, wie viel davon vorhanden ist oder ob das Bakterium lebt. In der Folge führten US-amerikanische und britische Forscher Experimente mit Milchproben durch, die mit Map versetzt waren, um festzustellen, ob die derzeitigen Verfahren zur Pasteurisierung von Milch bei hoher Temperatur und kurzer Zeit (HTST, 72 °C für 15 Sekunden) geeignet sind, Map abzutöten. Die verschiedenen Methoden führten zu widersprüchlichen Ergebnissen. In US-amerikanischen Studien wurde ein kommerzieller Pasteurisierer mit turbulenter Strömung im Labormaßstab verwendet und eine 100%ige Abtötung von Map berichtet. Britische Forscher verwendeten ein Halteröhrchenverfahren und zeigten, dass nur eine geringe Anzahl von Organismen überlebt. Im Jahr 1998 überprüfte die FDA die Daten und stellte fest, dass die kommerzielle HTST-Pasteurisierung in den USA die Gefahr von Rohmilchprodukten beseitigt. Die von britischen Forschern angewandte Batch-Holder-Methode bietet angeblich eine weniger effiziente Erhitzung als kommerzielle Methoden.

Die UK Food Standards Agency gab eine Untersuchung der Karte in 1000 Einzelhandelsmilchproben mittels DNA und Kultur in Auftrag. In dem Bemühen, die Kontroverse um die Pasteurisierung zu lösen, konzentrierten sich die Forscher auf die Verbesserung des Nachweises von Map durch die Kombination von Techniken zur Konzentration und Anzucht von Map mit dem DNA-Nachweis. Die vollständigen Ergebnisse der britischen Studie werden für das Jahr 2001 erwartet. Vorläufige Berichte deuten darauf hin, dass lebensfähige Map aus einem kleinen Prozentsatz der Rohmilch- und Einzelhandelsmilchproben gewonnen wurden. Die Food Standards Agency, ein unabhängiges Beratungsgremium im Vereinigten Königreich, empfahl keine Änderungen bei den Empfehlungen zum Milchkonsum oder den Pasteurisierungsverfahren, plant jedoch, aktiv alle möglichen Kontrollen zu erforschen, um das Risiko einer Exposition gegenüber Map zu verringern, bis ein Zusammenhang mit CD festgestellt wird.

Ein Fall von Map vor Morbus Crohn

Ein 1998 veröffentlichter medizinischer Fall berichtete über die Geschichte eines kleinen Jungen, der fünf Jahre nach einer Untersuchung auf vergrößerte Lymphknoten und mögliche Tuberkulose CD entwickelte. Eine erneute Untersuchung der ursprünglichen Lymphknoten nach der Diagnose von CD ergab, dass die DNA-Sequenz IS900, die nur bei Map vorkommt, zusammen mit anderen Mycobakterien in den Lymphknoten vorhanden war. Dies ist der einzige gemeldete Fall, in dem Map vor der Entwicklung von CD nachgewiesen wurde.

Mehrfache Antibiotika können bei Morbus Crohn helfen

Klinische Studien sind im Gange, um die Wirkung der Behandlung mit Mehrfachantibiotika auf die Remission der Symptome und das Verschwinden der CD-Entzündung zu analysieren. Bei einigen Patienten, die langfristig mit Antimykobakterien- und Breitbandantibiotika behandelt wurden, kam es zu längeren Remissionsphasen und einer Verringerung der Symptome bis zu vier Jahre nach der Behandlung. Dies ist ungewöhnlich, denn typische Remissionen bei CD dauern Monate bis ein paar Jahre. Wenn Antibiotikabehandlungen heilend wirken, dann können ein oder mehrere bakterielle Organismen zumindest teilweise für die CD-Symptome verantwortlich sein.

Epidemiologische Daten lassen keine Ursache erkennen

Viele epidemiologische Studien wurden zu CD durchgeführt, aber keine untersuchte spezifische Expositionsfaktoren für die Landkarte, wie z. B. den direkten Kontakt mit Tieren, die die Johne-Krankheit haben könnten. Nachfolgend sind einige der interessanteren Assoziationen aufgeführt, die berichtet wurden, aber nicht viel Licht auf mögliche Ursachen für CD werfen:

• Eine US-Studie in einem Bundesstaat berichtete über eine geografische Überschneidung zwischen diagnostizierten CD.
• Ein „Hot Spot“ für CD im Vereinigten Königreich befindet sich in einer Region, in der die Wasserversorgung durch landwirtschaftliche Abwässer aus Rinderbetrieben verunreinigt werden kann.
• Die Inzidenz von CD weist ein Nord-Süd-Gefälle auf und ist in den nördlichen Regionen Europas und Nordamerikas (hoch industrialisierte Länder) am höchsten. Die Inzidenz in diesen Regionen könnte jetzt abflachen, während sie in den südlichen Regionen zunimmt.
• Schweden hat eine der höchsten Inzidenzen für CD und eine der niedrigsten für die Johne-Krankheit.
• Familienmitglieder haben ein höheres CD-Risiko, was für eine Ähnlichkeit in der Genetik und/oder eine Exposition gegenüber bestimmten Faktoren spricht.

Hinweis: Die Informationen für diesen Artikel wurden von der National Johne’s Working Group, einem Unterausschuss des Johne’s Committee der U. S. Animal Health Association, geprüft. Ein Teil dieses Materials wurde mit freundlicher Genehmigung von Michael Collins, Univ. of Wisconsin, vom Johne’s Information Center übernommen und findet sich auch auf der Website http://www.vetmed.wisc.edu/pbs/johnes/.