Charakterisierung und klinische Verlaufsuntersuchung aktueller PEDV-Feldinfektionen in deutschen Schweinebeständen unter Berücksichtigung betriebsspezifischer Managementfaktoren

Stiebritz, Christoph (2017): Charakterisierung und klinische Verlaufsuntersuchung aktueller PEDV-Feldinfektionen in deutschen Schweinebeständen unter Berücksichtigung betriebsspezifischer Managementfaktoren. Dissertation, LMU München: Tierärztliche Fakultät

Abstract

Das Porcine Epidemic Diarrhea Virus (PEDV) wurde erstmals Ende der 1970er-Jahre in Großbritannien und in Belgien detektiert und breitete sich in Europa bis Mitte der 1990er-Jahre aus. In den vergangenen zehn Jahren wurden in Europa hingegen nur einzelne Ausbrüche beschrieben. In Asien konnte das PED-Virus erstmals 1982 nachgewiesen werden und ist dort seither endemisch vertreten. Rund 40 Jahre nach Erstbeschreibung des Virus wurden im Jahr 2013 die ersten U.S.-Amerikanischen Fälle bestätigt. Seit Frühjahr 2014 wird das PED-Virus in deutschen Schweinemastbeständen nachgewiesen, seit Herbst 2014 in deutschen Ferkelerzeugerbetrieben. Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, das Auftreten von PED in Deutschland sowie das klinisches Erscheinungsbild der Erkrankung zu erfassen. Ferner standen die Biosicherheit der Betriebe und das Verlaufsgeschehen der Erkrankung im Mittelpunkt der Fragestellung, um potentielle Eintragsrisiken und diverse Einflussfaktoren besser einzuschätzen zu können. Basierend auf den Ergebnissen von Sequenzanalysen sollte abschließend auch das Vorkommen unterschiedlicher Virusstämme in Deutschland evaluiert werden. Der Nachweis PEDV-spezifischer Genomfragmente erfolgte mittels rRT-PCR in 237 von 410 eingesendeten Sammelkotproben (57,8%) aus schweinehaltenden Betrieben mit klinischem PED-Verdacht. Im Rahmen der molekularbiologischen Diagnostik konnte ein durchschnittlicher ct-Wert von 17,94 ermittelt werden. Zur Sequenzierung mittels nextgeneration sequencing wurde pro Betrieb eine PEDV-positive Probe an das Friedrich- Loeffler-Institut weitergeleitet. Alle eingesendeten Isolate der eigenen Studie zeigten in diesem Zusammenhang eine hohe Übereinstimmung zum OH-851-Cluster. Die Erfassung betriebsspezifischer Daten erfolgte mit Hilfe eines erstellten Fragebogens. Insgesamt erklärten sich 44 Mastbetriebe, 24 Zuchtsauen haltende Betriebe und ein spezialisierter Ferkelaufzüchter zur Bearbeitung dieses Fragebogens bereit. Die befragten Betriebe stammten aus sieben von 16 deutschen Bundesländern, wobei eine Häufung der Fälle (60%) in Regionen der intensiven Schweinehaltung zu beobachten war. Um PEDV-assoziierte Leistungseinbußen zu erfassen, wurden in den betroffenen schweinehaltenden Betrieben Mast- und Reproduktionsleistungsparameter erfasst. Im Mittel entstand in diesen Betrieben ein Futtermehraufwand von 100 Gramm um ein Kilogramm Zuwachs zu erreichen. Die durchschnittlichen Tageszunahmen verringerten sich im Mittel um 57,6 Gramm. In betroffenen Zuchtsauen haltenden Betrieben erhöhten sich die Saugferkelverluste im Mittel um 21,1%. Weiterhin wurde die Dauer der Erkrankung auf Bestandsebene dokumentiert. In Zuchtsauen haltenden Betrieben konnte, im Vergleich zu Mastbetrieben, ein längeres Krankheitsgeschehen beobachtet werden. Während 79,5% der befragten Mastbetriebe angegeben hatten, spätestens nach 30 Tagen keine klinischen Anzeichen der PED mehr im Bestand beobachtet zu haben, konnte dies nur bei 57,1% der Zuchtsauen haltenden Betriebe dokumentiert werden. Das größte Risiko ging in den Betrieben der eigenen Studie wahrscheinlich vom Tierund Personenverkehr aus. Als wichtigste Eintragsquelle zeigten sich in diesem Zusammenhang Schweine im Inkubationszeitraum. In 32 der befragten Betriebe (46,4%) wurde das Durchfallgeschehen zwei bis drei Tage nach Zukauf klinisch unauffälliger Tiere im Bestand beobachtet. Transporteuren war der Zutritt zu den Stallungen in 30 betroffenen Betrieben (43,5%) gestattet. Neben externen Biosicherheitsrisiken wurden auch interne Biosicherheitsmaßnahmen evaluiert. Es konnte gezeigt werden, dass insgesamt 72,7% der betroffenen Mastbetriebe die Ställe bzw. Abteile im Rein-Raus-Verfahren mit anschließender Reinigung und Desinfektion bewirtschaften. Diese Maßnahmen der Infektionskettenunterbrechung wurden in 47,8% der Abferkelställe und 54,5% der Ferkelaufzuchtställe durchgeführt. Zusammenfassend war festzustellen, dass Biosicherheitsmaßnahmen das zentrale Werkzeug der PED-Prävention und –Kontrolle darstellen. Bei der Betrachtung des Verteilungsmusters interner und externer Risikofaktoren in der eigenen Studie fiel eine deutliche Mehrheit an Defiziten in der externen Biosicherheit der Betriebe auf. Daher sind die strikte Einhaltung eines Schwarz-Weiß-Bereiches, bestandsspezifische Schutzkleidung für betriebsfremde Personen sowie ein konsequentes Rein-Raus- Management mit nachfolgender Reinigung und Desinfektion, prinzipiell für jeden Schweine haltenden Betrieb zu empfehlen.

Abstract

The PED-virus was firstly detected in the late 70’s in Great Britain and Belgium and was spreading throughout Europe until the middle of the 90’s. In the last decade, only sporadic outbreaks in Europe have been reported. In Asia, the virus was detected for the first time in 1982 and has since become endemic. About 40 years after the first description of PED, the virus was also found in the United States in 2013. Since spring of 2014, the virus was detected in German fattening-farms. In German breeding herds PEDV was also found since autumn of 2014. The aim of the present study was to investigate the occurrence of PED in Germany by comparing the manifestation of the disease in different farm types. Furthermore, the specific biosecurity measures of swine farms and the duration of the disease were investigated to assess potential pathways of pathogen introduction and factors of influence. To evaluate the occurrence of different PEDV-strains in Germany sequence analyses were performed. In total 237 of 410 pen fecal samples (57.8%) collected from farms with clinical signs of PED were tested positive by a PEDV specific realtime RT-PCR. Positive samples resulted in an average ct value of 17.94. Furthermore, one positive sample of each farm was submitted to the Friedrich-Loeffler-Institut for next-generation sequencing. The phylogenetic analysis revealed that all PEDV-strains of this study showed a high similarity to the OH-851 cluster. To collect farm specific data of the PEDV positive farms a questionnaire was created. In total 44 fattening farms, 24 breeding herds and one nursery farm participated in this survey. PEDV-positive farms were located in 7 out of 16 German federal states. Most of these farms (60%) were located in areas of high pig density. In the present study the reproduction and growth performance were recorded in order to estimate PED-associated losses of performance. In the affected fattening farms the feed amount needed to achieve a weight gain of 1kg exceeded that of the period before the PED outbreak by 100g and the average daily weight gain declined by 57.6g. In suckling piglets the average mortality increased by 21.1%. The length of the period in which the disease could be observed varied between fattening farms and breeding herds. While 79.5% of the fattening farms were free of clinical signs within 30 days after the onset of PED, this could only be observed in 57.1% of the breeding herds. Regarding the pathways of pathogen introduction the highest risk seemed to originate from the movement of persons and animals. The pivotal source of pathogen entry seemed to be pigs during the incubation period. In 32 farms (46.4%) the onset of diarrhea was noticed two or three days after purchasing pigs without clinical signs of PED. Drivers of pig trailers had access to the barns in 30 farms (43.5%). Apart from the external biosecurity factors, internal biosecurity was investigated as well. The results of the questionnaire revealed that 72.7% of the fattening farm performed all-in all-out management combined with cleaning and disinfection. These measures were also undertaken in 47.8% of the farrowing rooms and 54.5% of the nursery rooms. In conclusion, a proper biosecurity management can be regarded as the central tool for the prevention and controlling of PED. Comparing the factors of external and internal biosecurity, data analysis demonstrated that the affected farms had the main deficits in external biosecurity. Altogether the results of the study demonstrated that principles of the clean and the dirty road, providing farm boots and other clothing for visitors and drivers as well as all-in all-out management together with stringent cleaning and disinfection between batches of pigs are all important measures in order to prevent or control the disease.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: PEDV, Diarrhea, Swine, Porcine, Coronavirus, Saugferkeldurchfall, Biosecurity
• Themengebiete: 500 Naturwissenschaften und Mathematik ; 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 590 Tiere (Zoologie)
• Fakultäten: Tierärztliche Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 11. Februar 2017
• 1. Bericht­erstatter:in: Ritzmann, Mathias