Aus dem Institut für Dissertationserstellung - Stiftung Tierärztliche ...

VERGLEICHENDE KLINISCHE UNTERSUCHUNGEN
AN FERKELN DER RASSEN DEUTSCHE LANDRASSE,
HAMPSHIRE, PIÉTRAIN UND DEUTSCHES EDELSCHWEIN
HINSICHTLICH UNTERSCHIEDLICHER ERKRANKUNGS-
GRADE NACH EINER AEROSOLINFEKTION MIT
ACTINOBACILLUS PLEUROPNEUMONIAE
DORIS HÖLTIG
édition scientifique
VVB LAUFERSWEILER VERLAG

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1. Auflage 2009
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st
1 Edition 2009
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Tierärztliche Hochschule Hannover
Vergleichende klinische Untersuchungen an Ferkeln der Rassen
Deutsche Landrasse, Hampshire, Piétrain und Deutsches
Edelschwein hinsichtlich unterschiedlicher Erkrankungsgrade nach
einer Aerosolinfektion mit Actinobacillus pleuropneumoniae
INAUGURAL-DISSERTATION
zur Erlangung des Grades einer
Doktorin der Veterinärmedizin
- Doctor medicinae veterinariae -
(Dr. med. vet.)
vorgelegt von
Doris Höltig
Hamburg
Hannover 2009

Wissenschaftliche Betreuung: Univ.-Prof. Dr. K.-H. Waldmann
Klinik für kleine Klauentiere und
forensische Medizin und Ambulatorische
Klinik, Tierärztliche Hochschule Hannover
Univ.-Prof. Dr. G.-F. Gerlach
Institut für Mikrobiologie, Tierärztliche
Hochschule Hannover
1. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. K.-H. Waldmann
Univ.-Prof. Dr. G.-F. Gerlach
2. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. K. Feige
Tag der mündlichen Prüfung: 20. Mai 2009
Diese Forschungsarbeit wurde unterstützt vom Förderverband
Biotechnologieforschung e. V. (FBF) und vom Bundesministerium für Bildung und
Forschung, BMBF (FUGATO, IRAS FKZ 0313389A-E).

Meinem Vater
in liebevoller Erinnerung
Zu den am weitesten über die Erde verbreiteten Hausthieren gehört das Schwein, denn man findet es
fast bei allen Völkern der Welt und dennoch ist es nicht so geachtet, wie es wohl verdient.
(Der Illustrirte Hausthierarzt, Ulm, 1885)

Teile dieser Arbeit sind zur Veröffentlichung vorgesehen oder bereits
veröffentlicht in folgenden Zeitschriften:
Berliner und Münchener Tierärztliche Wochenschrift
BMC veterinary research
Des Weiteren wurden folgende Teile bereits publiziert:
Hoeltig, D., Hennig-Pauka, I., Thies, K., Rehm, T., Gerlach, G.-F., Waldmann, K.-H.
and the members of the FUGATO-consortium IRAS (2007):
Differences between different breeds of swine in clinical findings during the course of
an experimental Actinobacillus pleuropneumoniae infection.
Poster auf dem 88 th Annual Meeting of the CRWAD, 02.12. – 04.12. 2007, Chicago,
USA
In: 88 th Annual Meeting of the CRWAD, Chicago 2007. Proceedings, 7P, S. 94
Höltig, D., Thies, K., Hennig-Pauka, I., Rehm, T., Gerlach, G.F., Waldmann K.-H. und
das FUGATO-Konsortium IRAS (2008):
Klinische Untersuchungen zur genetisch bedingten Suszeptibilität gegenüber
Actinobacillus pleuropneumoniae-Infektionen.
Poster auf dem FUGATO-Statusseminar 2008, 06. – 07. Mai 2008, Potsdam,
Deutschland
In: Tagungsband zum FUGATO-Statusseminar 2008, Potsdam 2008, S. 47

Thies, K., Hoeltig, D., Hennig-Pauka, I., Rehm, T., Gerlach, G.F., Waldmann K.-H.
and the members of the FUGATO-consortium IRAS (2008):
Clinical ranking as a method to classify the clinical findings during the course of an
experimental Actinobacillus pleuropneumoniae infection of swine.
Poster auf dem 20 th International Pig Veterinary Society Congress, 22. – 26. Juni
2008, Durban, South Africa
In: IPVS 2008, Durban 2008, Poster Proceedings, P03.004, S. 224
Hoeltig, D., Hennig-Pauka, I., Thies, K., Rehm, T., Gerlach, G.F., Waldmann K.-H.
and the members of the FUGATO-consortium IRAS (2008):
Susceptibility towards Actinobacillus pleuropneumoniae infection – a genetic
disposition
Poster auf dem 20 th International Pig Veterinary Society Congress, 22. – 26. Juni
2008, Durban, South Africa
In: IPVS 2008, Durban 2008, Poster Proceedings, P14.001, S. 620
Höltig, D., Waldmann, K.-H. und die Mitglieder des FUGATO-Konsortiums IRAS
(2008):
Anfälligkeit gegenüber bakteriellen Atemwegsinfektionen – genetisch bedingt?
Klinische Forschung am Schwein im Rahmen des FUGATO-IRAS-Verbundprojektes
Publikation
In: Forschung fürs Leben: klinische Forschung, Forschungsmagazin der Stiftung
Tierärztliche Hochschule Hannover (2008): 53 - 56

Inhalt
EINLEITUNG 13
VERGLEICH DER DIAGNOSTISCHEN AUSSAGEKRAFT KLINISCHER,
RÖNTGENOLOGISCHER UND SONOGRAPHISCHER BEFUNDE BEI DER
EXPERIMENTELLEN INFEKTION DES SCHWEINES MIT ACTINOBACILLUS
PLEUROPNEUMONIAE 15
ZUSAMMENFASSUNG 16
SUMMARY 17
EINLEITUNG 18
MATERIAL UND METHODEN 20
VERSUCHSTIERE UND VERSUCHSAUFBAU 20
SCORING 22
STATISTIK 24
ERGEBNISSE 24
DISKUSSION 26
ACKNOWLEDGEMENT 31
IRAS-MITGLIEDER 31
LITERATUR 32
TABELLEN UND ABBILDUNGEN 39
A NOVEL RESPIRATORY HEALTH SCORE (RHS) SUPPORTS A ROLE OF
ACUTE LUNG DAMAGE AND PIG BREED IN THE COURSE OF AN
ACTINOBACILLUS PLEUROPNEUMONIAE INFECTION 47
ABSTRACT 49
BACKGROUND 49
RESULTS 49
CONCLUSIONS 50

BACKGROUND 50
RESULTS 52
DEVELOPMENT AND VALIDATION OF THE RESPIRATORY HEALTH SCORE (RHS) 52
COMPARATIVE RANKING OF PIGS ON DAYS 4 AND 20 POST INFECTION 53
SUSCEPTIBILITY OF DIFFERENT BREEDING LINES UPON INFECTION WITH
A. PLEUROPNEUMONIAE 53
DISCUSSION 53
CONCLUSIONS 56
METHODS 56
ANIMALS, ANIMAL HOUSING, AND TIME COURSE 56
EXPERIMENTAL INFECTION AND CLINICAL INVESTIGATION 58
DEVELOPMENT OF A RESPIRATORY HEALTH SCORE (RHS) 59
STATISTICAL ANALYSIS 59
AUTHORS' CONTRIBUTIONS 59
ACKNOWLEDGMENTS 60
REFERENCES 60
FIGURES AND TABLES 66
ÜBERGREIFENDE DISKUSSION 71
LITERATUR 85
ZUSAMMENFASSUNG 99
SUMMARY 103
ANHANG 105
A. VERSUCHSDESIGN 107
A.1: ZEITPLAN DES VERSUCHSABLAUFS. 108
A.2: STALLGRUNDRISS 109
A.3: FÜTTERUNG WÄHREND DES VERSUCHES 110

A.4: AEROSOLINFEKTION 112
B. VERSUCHSDURCHFÜHRUNG 115
B.1: VERSUCHSFERKELÜBERSICHT 116
B.2: STALLKLIMADATEN 121
B.3: KLINISCHE SCORES 122
B.4: RANKING: GESAMT UND RASSEN 125

Verzeichnis der Abkürzungen:
a.m. ante meridiem
A. Actinobacillus
AZ Aufzuchtfutter
BMBF Bundesministerium für Bildung und Forschung
E. coli Escherichia coli
EDQM Europäische Direktion für die Qualität von Medikamenten
Fa. Firma
FBF Förderverein Biotechnologieforschung e. V.
FS Ferkelstarter
FUGATO Funktionelle Genomanalyse am Tierischen Organismus
ggr. geringgradig
GMm Großmutter mütterlicherseits
GMv Großmutter väterlicherseits
gRp Gramm Rohprotein
GVm Großvater mütterlicherseits
GVv Großvater väterlicherseits
hgr. hochgradig
IRAS Entwicklung von genetischen Markern zur Infektabwehr
und Resistenz im Atemtrakt des Schweins
KbE Kolonie-bildende Einheiten
KGW Körpergewicht
KS klinischer Score
kV Kilovolt
kW Kilowatt
LLS Lung Lesion Score
mA Milliampère
mAs Milliampèresekundenprodukt
ME umsetzbare Energie
mgr. mittelgradig

MHz Megaherz
MJ Megajoule (=1000kJ)
ms Millisekunde
p p-Wert
p. inf. post infectionem
QTL quantitative trait loci
RePoRi Entwicklung genetischer Marker für die Resistenz gegen
Infektionen des Respirationstraktes beim Schwein
RHS Respiratory Health Score
RS Röntgenscore
SCC Spearman Rang Correlation Coefficient
SNP single nucleotide polymorphism
uS Frischsubstanz
US Sonographiescore
z.B. zum Beispiel

Einleitung
Einleitung
Diese Arbeit wurde im Rahmen des FUGATO-IRAS-Projektes erstellt. Jedes Jahr
verursachen Atemwegserkrankungen hohe Verluste in der Schweineproduktion.
Dabei fallen nicht nur die offensichtlichen Verluste ins Gewicht, die durch den Einsatz
von Antibiotika und Impfungen und die dadurch anfallenden Kosten sowie durch den
Tod erkrankter Tiere entstehen, sondern auch die indirekten Verluste, die auf der
verminderten Leistung der Schweine basieren, die an einem entsprechenden
Atemwegsinfekt erkranken.
Da zur Zeit noch keine genetischen Marker für eine geringe oder erhöhte
Krankheitsdisposition des Respirationstraktes beim Schwein bekannt sind, arbeitet
das IRAS-Projekt (Entwicklung von genetischen Markern zur Infektabwehr und
Resistenz im Atemtrakt des Schweines) im Rahmen des vom Bundesministerium für
Bildung und Forschung geförderten FUGATO-Programmes (Funktionellen
GenomAnalyse am Tierischen Organismus) in verschiedenen Teilprojekten
disziplinübergreifend an der Identifizierung genetischer Krankheitsresistenzmarker
beim Schwein, die für eine entsprechende Anfälligkeit des Atemtraktes gegenüber
bakteriellen Infektionserregern verantwortlich sind. Dazu bedient sich das IRAS-
Konsortium eines standardisierten Aerosolinfektionsmodells mit dem bakteriellen
Erreger Actinobacillus pleuropneumoniae (A. pleuropneumoniae), das sich bereits für
die Bearbeitung verschiedener Aspekte der Bakterien-Wirt-Interaktion bewährt hat.
Die Grundlage dieser interdisziplinären Zusammenarbeit ist das möglichst genaue
Erfassen des phänotypischen Manifestationsspektrums von Pleuropneumonie und
einhergehenden Lungenveränderungen im Allgemeinen, an verschiedenen
Erkrankungstagen (akute Phase / chronische Phase der Infektion) sowie bei
verschiedenen Rassen. Diese Bestimmung der unterschiedlichen Schweregrade und
des Verlaufs der Erkrankung, basierend auf verschiedenen klinischen
Untersuchungen am Einzeltier wurde im Rahmen dieser Arbeit im Teilprojekt 1
„Infektion und Klinik“: experimentelle Infektion mit A. pleuropneumoniae und
Diagnostik an der Klinik für Kleine Klauentiere und forensische Medizin und
Ambulatorischen Klinik sowie am Institut für Mikrobiologie der Stiftung Tierärztliche
13

Einleitung
Hochschule Hannover durchgeführt. Da es bisher nicht möglich war das Ausmaß der
durch die Infektion verursachten Lungengewebsveränderungen am lebenden Tier
exakt zu diagnostizieren, wurde im Rahmen dieser Arbeit, basierend auf klinischen,
röntgenologischen und sonographischen Befunden, für die Phänotypisierung der
untersuchten Tiere ein neues Scoringsystem entwickelt, das es ermöglicht, den
Lungenstatus nach einer Infektion zu bestimmen, ohne dass die Notwendigkeit einer
pathomorphologischen Untersuchung im Rahmen einer Sektion besteht.
14

Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
Vergleich der diagnostischen Aussagekraft klinischer,
röntgenologischer und sonographischer Befunde bei der
experimentellen Infektion des Schweines mit
Actinobacillus pleuropneumoniae
Doris Höltig, Isabel Hennig-Pauka, Martin Beyerbach, Kerstin Thies, Thomas Rehm,
Gerald-F. Gerlach, Karl-Heinz Waldmann und die Mitglieder des FUGATO-
Konsortiums IRAS
Berliner und Münchener Tierärztliche Wochenschrift 121 11/12 (2008): 422 – 431
15

Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
Klinik für kleine Klauentiere und forensische Medizin und Ambulatorische Klinik,
Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover 1
Institut für Biometrie, Epidemiologie und Informationsverarbeitung,
Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover 2
Institut für Mikrobiologie, Zentrum für Infektionsmedizin,
Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover 3
Vergleich der diagnostischen Aussagekraft klinischer,
röntgenologischer und sonographischer Befunde bei der
experimentellen Infektion des Schweines mit Actinobacillus
pleuropneumoniae
Comparison of the diagnostic significance of clinical, radiographic and
ultrasonographic results after an experimental aerosol infection with Actinobacillus
pleuropneumoniae in pigs
D. Höltig 1 , I.Hennig-Pauka 1 , M. Beyerbach 2 , K. Thies 1 , T. Rehm 3 , G.-F. Gerlach 3 , K.-
H. Waldmann 1 und die Mitglieder des FUGATO-Konsortiums IRAS*
Zusammenfassung
Auf der Basis eines standardisierten Tiermodells für die Infektion und Erkrankung mit
Actinobacillus pleuropneumoniae beim Schwein wurden Bewertungsschemata für
klinische, sonographische und röntgenologische Untersuchungsbefunde der Lunge
erarbeitet. Die Ergebnisse der drei Untersuchungsmethoden wurden dann
miteinander sowie mit den pathomorphologischen Sektionsbefunden verglichen.
Insgesamt wurden 69 Tiere der Zuchtlinien Hampshire, Piétrain und Deutsche
Landrasse untersucht. Die Ergebnisse aller drei Methoden waren sowohl
untereinander als auch mit den Sektionsbefunden positiv korreliert (p < 0.0001).
Durch Röntgen und sonographische Lungenuntersuchung konnten jeweils
unterschiedliche Lungengewebsveränderungen dargestellt werden; so waren
16

Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
Pleuraveränderungen und Lungengewebseinschmelzungen an der
Lungenoberfläche sonographisch gut diagnostizierbar, während tiefer gelegene
Gewebsverdichtungen sich röntgenologisch besser darstellen ließen. Beide
Methoden ergänzen sich und liefern bei paralleler Anwendung ein umfassendes Bild
des Lungenzustandes. Vor allem in der akuten Erkrankungsphase ermöglicht dies
einen genaueren Rückschluss auf das Ausmaß der vorliegenden
Lungenveränderungen als die klinische Untersuchung der Tiere.
Schlüsselwörter: porzine Pleuropneumonie, Thoraxultraschall, Thoraxröntgen,
Scoring-Systeme
Summary
Scoring schemes for clinical, ultrasonographic and radiographic findings in pigs were
developed based upon a standardized animal model for Actinobacillus
pleuropneumoniae infection. The results of these methods were compared to each
other as well as with the corresponding pathomorphological findings during necropsy.
Altogether 69 pigs of different breeding lines (Hampshire, Piétrain, German
Landrace) were examined. Positive correlations were found between the results of all
three methods as well as with the necropsy score (p < 0.0001). Different
pathomorphological findings were detected either by radiographic or by
ultrasonographic examination dependent upon the type of lung tissue alterations:
Alterations of the pleura as well as sequestration of lung tissue on the lung surface
could be clearly identified during the ultrasonographic examination while deep tissue
alterations with no contact to the lung surface could be detected reliably by
radiographic examination. Both methods complement each other and the application
of a combined ultrasonographic and radiographic examination of the thorax allows a
comprehensive inspection of the lung condition. Particularly during the acute phase
of disease the extent of lung tissue damage can be estimated more precisely than by
clinical examination alone.
17

Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
Keywords: porcine pleuropneumonia, thorax ultrasonography, thorax radiography,
scoring systems
Einleitung
Atemwegsinfektionen stellen in der Schweineproduktion ein ernstes ökonomisches
Problem dar. Ein vermehrter Einsatz von Antibiotika und Impfstoffen sowie die
Beanstandung der Lungen bei der Schlachtung führen zu betriebswirtschaftlich
offensichtlichen Verlusten. Zusätzliche indirekte Verluste entstehen durch die
verminderten Tageszunahmen der Schweine als Folge der entzündlichen
Lungenveränderungen (Noyes et.al., 1988). So sind bei Schlachtschweinen mit
Lungenveränderungen um 6 % verringerte Mastendgewichte und um 12,5 %
verminderte Rückenspeckdicken beobachtet worden (Hoy et al., 1985 a, b).
Ziel der Qualitätssicherung in der Schweinefleischproduktion ist es, dem
Verbraucherwunsch nach Fleisch von gesunden Tieren, die möglichst artgerecht
gehalten werden, Rechnung zu tragen (Borowy, 2005). Eine gezielte Züchtung auf
Robustheit und Krankheitsresistenz von Schweinen könnte die Tiergesundheit
nachhaltig verbessern und wäre auch dem Verbraucherschutz in Hinblick auf einen
verminderten Einsatz von Tierarzneistoffen dienlich. Vor diesem Hintergrund wird im
Rahmen der vom Bundesministeriums für Bildung und Forschung geförderten
„Funktionellen GenomAnalyse am Tierischen Organismus“ (FUGATO) in dem
Subprojekt „Entwicklung von genetischen Markern zur Infektabwehr und Resistenz
im Atemtrakt des Schweines“ (IRAS) disziplinübergreifend an der Detektion
genetischer Krankheitsresistenzmarker beim Schwein gearbeitet (Rehm et al., 2008).
Als Grundlage für die Suche nach diesen Markern dient ein standardisiertes
Aerosolinfektionsmodell mit dem bakteriellen Erreger Actinobacillus
pleuropneumoniae (A.pp.), das sich in der Vergangenheit bereits für die Bearbeitung
verschiedener Aspekte der Bakterien-Wirt-Interaktion bewährt hat (Baltes et al.,
2001; Tonpitak et al., 2002; Baltes et al., 2003a,b; Jacobsen et al., 2005; Hennig-
Pauka et al., 2006). Um genetisch bedingte Unterschiede im Krankheitsverlauf bei
den Versuchstieren phänotypisch zu erfassen, werden am Einzeltier klinische,
18

Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
labordiagnostische und molekularbiologische Untersuchungen durchgeführt. Diese
sollen eine möglichst genaue Bestimmung der unterschiedlichen Schweregrade der
Lungenveränderungen am lebenden Tier ermöglichen. Als Basis für die Bewertung
phänotypisch sichtbarer Unterschiede im Infektionsverlauf dient ein Scoring-System,
das im Rahmen dieses Projektes entwickelt wurde.
Bei der porzinen Pleuropneumonie können vier Verlaufsformen unterschieden
werden: perakut, akut, chronisch und subklinisch. Typische Symptome sind ein
Anstieg der Körpertemperatur auf bis zu 42,5 °C, Dyspnoe, Husten, giemende
Lungengeräusche und Zyanosen sowie Inappetenz und Apathie. In der Agonie
finden sich oft Maulatmung und blutig-schaumiger Nasenausfluss. Bei der
chronischen Verlaufsform ist oftmals kein Fieber mehr vorhanden. Das Auftreten
mehrerer Fieberschübe ist möglich (Zimmermann und Plonait, 2001). Nach der
Infektion kann sich eine fibrinöse Pleuropneumonie entwickeln, die bei leichteren
Verlaufsformen durch schwarz-rote, scharf abgesetzte Nekroseherde und ödematös
verbreiterte Interstitien sowie serofibrinöse Exsudate gekennzeichnet ist. Bei der
tödlich verlaufenden perakuten Verlaufsform sind ganze Lungenlappen von diesen
Veränderungen betroffen. Kommt es zu einem chronischen Krankheitsverlauf, finden
sich Lungengewebssequester und eine adhäsive Pleuritis (Weiss und Rudolph,
1999).
Neben der klinischen Allgemeinuntersuchung der Schweine mit dem Schwerpunkt
auf der Untersuchung des Atemtraktes wurden die Sonographie und die
Röntgenuntersuchung der Lunge zur direkten Erfassung der Lungenveränderungen
eingesetzt. Dabei sollte die Übereinstimmung von Sonographie- und
Röntgenbefunden mit dem jeweiligen klinischen Erkrankungsgrad und
Sektionsbefund untersucht werden. Die Röntgenuntersuchung der Lunge ist eine seit
langem in der Veterinärmedizin sowohl im Kleintier- als auch im Großtierbereich
etablierte Untersuchungsmethode. Speziell für das Schwein zeigte Gierke (1997),
dass die röntgenologische Untersuchung als eine sinnvolle Ergänzung zur klinischen
und serologischen Untersuchung angesehen werden kann, da auch beim Schwein
19

Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
Pneumoalveolographie, Pneumobronchographie und die Unschärfe von Herz- und
Zwerchfellschatten deutliche Zeichen für das Vorliegen einer Lungenerkrankung
sowie deren Grad, Stadium und Ausdehnung sind. Auch die sonographische
Untersuchung der Lunge gewinnt in der Veterinärmedizin immer mehr an Bedeutung
und die sonographischen Normalbefunde beim Schwein sind gut dokumentiert (Beisl,
1994; Heinritzi und Beisl, 1995). Auch zur Untersuchung spezifischer
Krankheitsbilder wird die Lungensonographie bereits genutzt (Althaus, 2004; Maxson
et al., 1996; Reinhold et al., 2002) und der Einsatz bei der Entnahme von
Lungenbioptaten unter Sichtkontrolle ist mehrfach beschrieben worden (Reichle und
Wisner, 2000; Klein, 1996; Braun et al, 2000; Steinhausen et al., 1997; Heinritzi und
Steinhausen, 2000). Im Gegensatz zum Pferd (Walther, 2006) und Kalb (Schneider,
1995) wurde beim Schwein eine vergleichende Beurteilung von röntgenologischen
und sonographischen Befunde bisher nicht durchgeführt. Daher sollte in der
vorliegenden Studie geklärt werden, inwieweit sich diese beiden bildgebenden
Verfahren in ihrer Anwendbarkeit und Aussagekraft hinsichtlich pneumonischer
Veränderungen bei der porzinen Pleuropneumonie unterscheiden oder ergänzen.
Material und Methoden
Versuchstiere und Versuchsaufbau
Die Untersuchungen erfolgten an insgesamt 69 Tieren, die verschiedenen
Zuchtlinien entstammten (Deutsche Landrasse, Hampshire, Pietrain und
Kreuzungstiere der Linien Deutsche Landrasse x Large White; Tab. 1). Die Tiere
kamen aus einem nachweislich Actinobacillus pleuropneumoniae (A.pp.)-negativen
Zuchtbetrieb; serologische Untersuchungen auf das Vorliegen von A.pp.- Antikörpern
verliefen ebenfalls negativ. Die Haltung der Tiere und alle nachfolgenden
Untersuchungen erfolgten gemäß den Vorgaben des Tierschutzgesetzes
(Tierversuchsgenehmigungsnummer: 33–42502–05/941).
Die Ferkel wurden im Alter von vier Wochen in den Versuchsstall (8 m 2 /10 Tiere;
Standarddiät) eingestallt. Danach erfolgte eine dreiwöchige Eingewöhnungsphase, in
der die Tiere an die neue Umgebung und das Untersuchungsprozedere gewöhnt
20

Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
wurden. Aufregungsbedingte Veränderungen klinischer Parameter konnten dadurch
bis zum Infektionszeitpunkt auf ein Minimum reduziert werden. Infektionsversuche
wurden nur mit Ferkeln durchgeführt, die in der Eingewöhnungsphase einen guten
Gesundheitsstatus aufwiesen.
Bei allen Tieren wurden täglich morgens eine ausführliche Allgemeinuntersuchung
sowie abends eine Pulsoxymetriemessung (Pulsoxymeter NPB-40, Fa. Nellcor
Puritan Benett Inc.) an der Schwanzwurzelunterseite durchgeführt (Führing, 1995).
An drei Untersuchungszeitpunkten (eine Woche vor der Infektion, vier Tage nach der
Infektion [p. inf.], 20 Tage p. inf.) erfolgten eine Röntgenuntersuchung und eine
sonographische Untersuchung des Thorax unter Allgemeinanästhesie mit Ketamin
(15 mg/kg KGW i.m; Ursotamin ®, Fa. Serum-Werk-Bernburg AG) und Azaperon
(2 mg/kg KGW; Stresnil ® , Fa. Janssen-Cilag GmbH). Tiere, die an Tag 4 p. inf. so
hochgradig erkrankt waren, dass die Allgemeinanästhesie ein hohes Risiko für das
Überleben dieser Tiere darstellte, wurden an diesem Tag nicht untersucht.
Im Rahmen der Sektion wurde eine Beurteilung der pathomorphologischen
Lungenveränderungen vorgenommen und ein Sektionsscore nach der
Referenzmethode der europäischen Pharmakopoeia für Impfstoffentwicklungen (3 rd
ed., EDQM, Council of Europe, Strasbourg, France) erhoben (Hannan et al., 1982).
Die Aerosolinfektion mit dem A.pp. Serotyp 7 Stamm AP 76 erfolgte in Gruppen von
4 bis 5 Tieren, die gleichzeitig in einer Aerosolkammer inokuliert wurden (Maas,
2006; Jacobsen et al., 1996). Der verwendete Bakterienstamm verursacht v.a.
chronische Erkrankungsbilder. Für die Infektion wurden je Tiergruppe 13 ml
Bakteriensuspension (8 x 10 3 KbE/ml) mit einem Druck von 2 bar innerhalb von 2
Minuten in der Aerosolkammer vernebelt. Dies entspricht einer durchschnittlichen
Infektionsdosis von 1 x 10 2 A.pp.-Zellen je Liter Aerosol (Maas, 2006).
Die röntgenologische Thoraxuntersuchung erfolgte mit 110 kV, Streustrahlenraster
und Belichtungsautomatik (Precimat, Fa. Picker Int., München; Röntgengenerator
21

Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
Convix 360, Fa. Picker Int.; Leistung 60 kW bei max. 475 mA und 125 kV
Scheitelspannung) in zwei Ebenen (laterolateral und dorsoventral). Der Film-Fokus-
Abstand betrug 150 cm. Für die Aufnahmen kamen Kassetten mit Seltene-Erden-
Folien (Gladoliniumoxysulfid) im Format 30 x 40 cm (hochverstärkend, rel.
Empfindlichkeit 400, Fa. Trimax) sowie Konica-X-ray ® -Filme zum Einsatz.
Die sonographische Untersuchung der Lunge erfolgte wie bei Klein (1999)
beschrieben in Seitenlage. Dabei wurden mit einem 8 MHz Linearschallkopf
(Ultraschallgerät: LOGIQTM Book XP, Fa. GE Medical Systems) die
Interkostalräume kaudal beginnend von dorsal nach ventral untersucht. Eine Rasur
war nicht erforderlich. Vor der Untersuchung wurde Kontaktgel auf den gesamten
Thoraxbereich aufgebracht.
Scoring
Für die statistische Auswertung der Ergebnisse wurden Scoringsysteme für die
sonographischen, röntgenologischen und klinischen Befunde entwickelt. In die
Korrelationsberechnungen zwischen klinischem, sonographischem und
Röntgenscore wurden nur die Tiere aufgenommen, die an dem jeweiligen
Untersuchungstag mit allen drei Methoden untersucht werden konnten. Anhand der
vergebenen Scoringbewertungen wurde eine Klassifizierung der Tiere hinsichtlich
verschiedener Erkrankungsschweregrade vorgenommen (Tab. 3).
Klinischer Score
Die Berechnung eines individuellen klinischen Scores basierte auf den täglichen
Untersuchungen und wurde ab dem ersten Tag p. inf. durchgeführt. Er berücksichtigt
sowohl das veränderte Allgemeinbefinden als Folge der Atemwegserkrankung, als
auch die klinisch erfassbaren Abweichungen vom physiologischen Atmungsvorgang.
Insgesamt setzt sich der klinische Score aus elf verschiedenen Einzelparametern
zusammen (Tab. 2). Dabei wurde jeder Parameter ohne pathologische Ausprägung
als „0“ bewertet, die höchstgradige Ausprägung erhielt den Wert „4“. Diese
Gleichgewichtung der Einzelparameter führt vielfach zu nicht ganzzahligen Werten,
22

Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
die die Zwischenstufen der Ausprägung erhalten, um so eine Äquidistanz zwischen
den Stufen zu gewährleisten. Zur Berechnung des Tagesscorewertes wird die
aufaddierte Summe durch elf – die Anzahl der Einzelparameter – dividiert, so dass 4
den Tagesmaximalwert darstellen würde. Die Tagesscorewerte werden über die
weitere Versuchsdauer zum eigentlichen Gesamtscore addiert. Verendet ein Tier auf
Grund der Infektion, werden für dieses Tier für jeden weiteren Tag der
Versuchsdauer 5 Punkte vergeben (Tab. 2).
Sonographischer Score
Zur Auswertung der Sonographiebefunde wurden linke und rechte Lungenhälfte in
Anlehnung an die von Klein (1999) beschriebenen Abschnittsunterteilungen der
Lunge in je fünf Bereiche unterteilt (Abb. 1). Innerhalb dieser Bereiche erfolgte die
Befundzuordnung anhand der einzelnen Interkostalräume. Für die vorliegenden
Befunde wurden mit steigendem Schweregrad Punktwerte zwischen Null und Acht
vergeben (Tab. 2). Alle auftretenden pathologischen Befunde wurden gleichermaßen
erfasst und in den Score einbezogen. Bei der Auswertung wurden die für die
vorliegenden Veränderungen vergebenen Punkte addiert, woraus der
Sonographiescore für den jeweiligen Untersuchungstag resultierte (Tab. 2).
Röntgenologischer Score
Zur Auswertung der Röntgenbefunde wurden linke und rechte Lungenhälfte in je vier
Bereiche unterteilt, die individuell bewertet wurden (Abb. 1). Dabei wurden mit
steigendem Schweregrad Punktwerte zwischen Null und Drei vergeben (Tab. 2). Für
die Auswertung erfolgte auch hier die Addition der Punkte der vorliegenden
Veränderungen woraus sich der Röntgenscore des jeweiligen Untersuchungstages
ergab (Tab. 2).
Sektionsscore
Die Quantifizierung der Lungenläsionen folgte dem in der europäischen
Pharmakopoeia (3 rd ed., EDQM, Council of Europe, Strasbourg, France) für die
23

Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
Impfstoffentwicklung vorgegebenen Beurteilungsschema, das ursprünglich von
Hannan et al. (1982) beschrieben wurde.
Statistik
Die statistische Auswertung erfolgte mit Hilfe des Programms SAS ® (SAS Institute
Inc., Cary, NC, USA). Korrelationen zwischen einzelnen Scores wurden über die
Berechnung der Spearman's Rangkorrelationskoeffizienten (nicht-normalverteilte
Werte) bzw. Pearson's Korrelationskoeffizienten (normalverteilte Werte) ermittelt. Der
Vergleich der mit den verschiedenen Methoden klassifizierten Schweregrade wurde
mittels Chi-Quadrat- Homogenitätstest durchgeführt.
Ergebnisse
19 Tiere wurden bereits an Tag 4 p. inf. euthanasiert und seziert, um sonographisch
und röntgenologisch dargestellte akute Lungenveränderungen zu den
pathomorphologischen Befunden in Beziehung setzen zu können. Bei den
überlebenden 37 Tieren erfolgte die Euthanasie und Sektion dann an Tag 20 p. inf..
Die Ferkel erkrankten nach der Infektion unterschiedlich schwer. 13 Tiere zeigten
keinerlei Anzeichen einer Erkrankung, 13 Tiere verendeten auf Grund der Infektion
oder wurden auf Grund der Schwere der Erkrankung euthanasiert. Alle erkrankten
Tiere zeigten typische Symptome einer Infektion mit A.pp.. Es wurden ein Anstieg
der Körpertemperatur auf bis zu 41,9°C, Dyspnoe, Husten, Apathie und Inappetenz
in unterschiedlichen Ausprägungen beobachtet. Hochgradig erkrankte Tiere zeigten
Maulatmung.
Die ermittelten klinischen Scores reichten von 0,1 bis 17,36 an Tag 4 p. inf. und von
0,2 bis 97,36 an Tag 20 p. inf. (Abb. 4); der höchste klinische Score bei einem
überlebenden Tier lag bei 25,12.
Bei den erkrankten Tieren fanden sich typische sonographische Befunde einer
Pleuropneumonie. Die Änderungen des Echomusters der Lunge reichten dabei von
24

Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
einer schwach echogenen Infiltration bis zu einem leberähnlichen Bild mit teilweise
groben, linsenförmigen Luftechos (Abb. 2, Abb. 3). Neben diesen Änderungen des
Echomusters fanden sich bei der sonographischen Lungenuntersuchung auch
Bronchopneumo-Fluidogramme (Abb. 3), Kometenschweifartefakte (Abb. 2) und
Sequesterbildungen (Abb. 2). Die Veränderungen der Lunge führten dabei zum Teil
zu bizarren Konfigurationen des betroffenen Bereichs mit unregelmäßigen,
unscharfen Rändern (Abb. 3). Die ermittelten sonographischen Scores reichten von 0
bis 129 an Tag 4 p. inf. und von 0 bis 148 an Tag 20 p. inf. (Abb. 4).
Bei der röntgenologischen Lungenuntersuchung fanden sich typische Befunde einer
Pleuropneumonie (Gierke, 1997; Mill und Prange, 1968) mit diffusen Verschattungen,
einer verstärkten Bronchographie und Verschattungen bzw. Überlagerungen des
Zwerchfell- und Herzschattens (Abb. 2, Abb. 3). Die ermittelten röntgenologischen
Scores reichten von 0 bis 29 am Tag 4 p. inf. und an Tag 20 p. inf. von 0 bis 38 (Abb.
4).
Bei der Sektion konnten die im Röntgen und Ultraschall diagnostizierten
Veränderungen bestätigt werden (Abb. 2, Abb. 3). Die ermittelten
Lungenläsionsscores reichten von 0 bis 35 (Abb. 4); der höchste Lungenläsionsscore
bei einem überlebenden Tier lag bei 17,4.
Sowohl in der akuten als auch in der chronischen Erkrankungsphase zeigten sich
signifikante Korrelationen zwischen der röntgenologischen und der sonographischen
Lungenuntersuchung als auch zwischen beiden bildgebenden Verfahren und den
pathomorphologischen Lungenveränderungen (Tab. 4). Auch die Korrelationen von
Röntgen und Sonographie mit der klinischen Untersuchung waren signifikant (Tab.
4). Während an Tag 4 p. inf. die Sonographiebefunde besser mit den Befunden der
klinischen Allgemeinuntersuchung korreliert waren, war an Tag 20 p. inf. die
Korrelation der Röntgenbefunde mit dem klinischen Score ausgeprägter als die
Korrelation der Ultraschallbefunde mit den klinischen Scores. Zu diesem Zeitpunkt
lag im Vergleich zu Tag 4 p. inf. auch eine deutlichere Korrelation des klinischen
25

Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
Gesamtscores mit den bei der Sektion erhobenen pathomorphologischen
Lungenbefunden vor (Tab. 4). An Tag 4 p. inf. waren beide bildgebenden Verfahren
der klinischen Allgemeinuntersuchung bei der Diagnostik der pathologischen
Veränderungen und ihrer Ausmaße deutlich überlegen (Tab. 4). Insgesamt konnten
durch die sonographische Lungenuntersuchung mehr pathologische Befunde
diagnostiziert werden als durch die röntgenologische.
Bei der Klassifizierung der Untersuchungsbefunde wurden an Tag 4 p. inf. 66,7 %
der Schweine von beiden Untersuchungsmethoden gleich eingeschätzt, 7,8 %
wurden im Röntgen als stärker erkrankt beurteilt als im Ultraschall. 25,5 % hingegen
wurden im Ultraschall als schwerer erkrankt beurteilt als in der Röntgenuntersuchung
(Tab. 5). An Tag 20 p. inf. wurden nur 43,2 % der Schweine von beiden
Untersuchungsmethoden gleich eingestuft, hier wurden deutlich mehr Tiere im
Ultraschall als stärker erkrankt beurteilt (40,6 %) als im Vergleich zur
Röntgenuntersuchung. Gleichzeitig wurden zu diesem Untersuchungszeitpunkt
16,2 % der Tiere im Röntgen als stärker erkrankt beurteilt als im Ultraschall. Die
genauen Häufigkeiten der unterschiedlichen Klassifizierungen an den jeweiligen
Untersuchungstagen sind in Tabellen 5 und 6 dargestellt.
Diskussion
Ziel dieser Studie war es, ein Scoringsystem zu entwickeln, mit dem phänotypische
Lungenveränderungen beim lebenden Schwein nicht nur erkannt, sondern auch
möglichst feinstufig quantifiziert und bewertet werden können. Zur objektiven
Quantifizierung der Untersuchungsbefunde wurden im Abgleich mit den erhobenen
Sektionsbefunden drei verschiedene Scoringschemata erarbeitet (Röntgenscore,
Sonographiescore und klinischer Score). Diese neuen Bewertungssysteme zur
klinischen Diagnostik von Atemwegserkrankungen am lebenden Schwein sollen es
auch in Zukunft ermöglichen, bei wissenschaftlichen Projekten exakte Aussagen
über das vorliegende Ausmaß von Lungenveränderungen zu treffen, ohne dass die
Notwendigkeit einer pathomorphologischen Untersuchung der Lunge im Rahmen
einer Sektion besteht. Der klinische Verlauf der Erkrankung sowie die Bandbreite der
26

Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
Lungenveränderungen reichte in diesem Versuch von Tieren ohne klinische
Symptome und Lungenveränderungen bis hin zu Todesfällen nach der Infektion. Die
klinischen Symptome entsprachen perakuten bis chronischen Krankheitsbildern der
klassischen A.pp.-Infektion.
Die Aussagekraft der allgemeinen klinischen Untersuchung und der speziellen
Untersuchung der Lunge durch Auskultation, Beurteilung von Rhythmus und
Intensität der Atembewegungen sowie Atemtyp ist beim Schwein seit langem
bekannt (Schulze et al., 1963). Beim Schwein spiegelt eine Dyspnoe die Störung der
Lungenfunktion wieder und äußert sich in einer Atemfrequenzerhöhung. Bei
Pneumonien wird eher die gemischte Dyspnoe beobachtet als der kostale Atemtyp
mit erschwerter Inspiration oder der abdominale Atemtyp mit erschwerter Exspiration.
Physiologischerweise sind im Bereich der ventralen vorderen Lungengrenze kaudal
vom Olekranon bei Tieren unter 40 kg KGW leise bronchovesikuläre in- und
exspiratorische Atemgeräusche zu vernehmen. An der dorsalen vorderen
Lungengrenze, kaudal des Schulterblattes, ist nur bei Tieren unter 25 kg KGW bei
der Inspiration ein leises Atemgeräusch hörbar (Mickwitz und Feider, 1972). Die
Beurteilung der Auskultationsergebnisse erfordert Erfahrung und sollte bei
Vergleichsuntersuchungen stets von der gleichen Person durchgeführt werden. Die
Pulsoxymetrie kann am wachen, wie auch am anästhesierten Schwein als wenig
störanfällige Methode im klinisch relevanten Bereich von 70–80 %
Sauerstoffsättigung angesehen werden (Dudziak, 1995). Bei dieser
Versuchsanordnung kam es nicht auf Absolutwerte der arteriellen
Sauerstoffsättigung des Blutes zu einem bestimmten Zeitpunkt an, sondern auf einen
zusätzlichen Parameter, der Aufschluss über die Störung des Gasaustausches gibt
und deshalb in die Beschreibung des Gesundheitszustandes des Einzeltieres mit
einfließen sollte. Bei der A.pp.-Infektion wird die Durchblutung der alveolären
Lungenkapillaren durch Mikrothrombenbildung vermindert und damit das
Ventilations-Perfusionsverhältnis gestört. Auch die ödematöse Schwellung der
Interalveolarsepten kann ein Diffusionshindernis darstellen (Ligget et al., 1987).
27

Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
Insgesamt basiert die Einteilung des klinischen Scores in dieser Studie auf den
Ergebnissen der wissenschaftlichen Untersuchung jedes Einzelparameters, die in
der Vergangenheit durchgeführt wurden, unter besonderer Berücksichtigung der
speziellen Pathogenese der A.pp.-Infektion. Die Tatsache, dass in manchen Fällen
auch ein hochgradiger Verlust funktionellen Lungengewebes vom verbleibenden
Lungengewebe kompensiert werden kann, ohne dass kompensatorische
Maßnahmen klinisch sichtbar werden, erforderte zusätzlich Scores, mit denen es
möglich ist, Lungengewebsveränderungen direkt zu beschreiben. Die dafür
gewählten röntgenologischen und sonographischen Lungenuntersuchungen sind
nicht-invasive Verfahren, die beim Schwein aber unter Allgemeinanästhesie
durchgeführt werden sollten (von Gierke, 1997; Douglas et al., 1991; Beisl, 1994;
Heinritzi und Beisl, 1995). Mit beiden Methoden ist eine differenzierte Beurteilung des
Ausmaßes der Lungenveränderungen am lebenden Tier möglich. Trotz allem
unterliegen beide Techniken Einschränkungen, die auch in dieser Studie bestätigt
wurden. So können sonographisch nur solche Veränderungen der Lunge dargestellt
werden, die bis an den Pleurabereich heranreichen. Lungenläsionen, die unter
belüftetem Gewebe liegen, können nicht erreicht werden, da die Schallwellen auf
Grund der hohen Impedanz bereits gesamthaft an der Lungenoberfläche reflektiert
werden (Reinhold et al., 2002; Frey et al., 2006). Auch unter dem Schulterblatt
liegende Bereiche der Lunge, sowie die dem Mediastinum zugewandte
Lungenoberfläche sind sonographisch nicht erreichbar (Klein, 1999). Die
Ultraschalluntersuchung bietet – im Gegensatz zur klinischen Untersuchung – den
Vorteil der genauen Bestimmung des Charakters der Bronchopneumonie, vor allem
bei eitriger Exsudation oder Abszessbildung (Sobotka, 1999), sowie die Zuordnung
der Befunde auf die entsprechende Lungenseite und die Lokalisation von
Lungenabszessen und -sequestern. Auch die röntgenologische Diagnostik von
Thoraxerkrankungen unterliegt Einschränkungen. So sind zwar verdichtete Bereiche
ab einer Größe von sechs Millimetern identifizierbar, jedoch können Verdichtungen
mit einer Größe von zwei Zentimetern übersehen werden, wenn diese hinter der
konvexen Krümmung des Zwerchfells liegen oder von anderen anatomischen
Strukturen überlagert werden (Farrow, 1981 a,b). Hierdurch sind z.B.
28

Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
Lungenabszesse, die sich im kaudoventralen Bereich der Lunge befinden, auf Grund
des röntgendichten Zwerchfells und des Abdomens röntgenologisch nicht darstellbar
(Reef et al., 1991). Auch der Detailverlust durch die Kompression der der
Röntgenkassette zugewandten Lungenhälfte, die dadurch strahlenundurchlässiger
wird, beeinflusst die Darstellung pathomorphologischer Veränderungen im Röntgen
(Tobin, 2004; Spencer et al., 1981; Silverman und Suter, 1975). Dieses stimmt mit
dem Ergebnis der Studie von Walther (2006) an Fohlen überein, aus der sich ergab,
dass Lungenröntgenbilder kein ausreichend sicheres Diagnostikum für
abszedierende Pneumonien darstellen. Außerdem muss berücksichtigt werden, dass
der bei dieser Studie verwendete Infektionserreger ebenfalls einen Einfluss auf die
Aussagekraft der röntgenologischen Lungenuntersuchung hat: grundsätzlich lassen
sich Veränderungen bei einer abszedierenden Pneumonie im Röntgenbild als
variable Verdichtungen darstellen. Diese können sich lokalisiert entweder gut
begrenzt oder auch unscharf begrenzt darstellen (Owens, 1989). Nach der Infektion
mit A.pp. kommt es aber neben den pneumonischen Veränderungen zur Ausbildung
einer fibrinösen Pleuritis (Straw und Wilson, 1985). Pleuritiden führen in der Regel zu
so starken Verschattungen, dass die übrige Zeichnung verschwindet (Mill und
Prange, 1968). Auch der Erkrankungsgrad der untersuchten Tiere hat über die Tiefe
der Allgemeinanästhesie eine Auswirkung auf die Atmung, so dass die
Lungenröntgenbilder nicht immer auf der Höhe der Inspiration aufgenommen werden
konnten, wie es zum Ausschalten der durch die Atembewegung bedingten Unschärfe
erforderlich ist (Mill und Prange, 1968). Die Röntgenbildauswertungen erfolgten alle
durch nur einen Betrachter, so dass Fehler durch eine individuell unterschiedliche
Beurteilung auszuschließen sind (Walther, 2006).
Beide bildgebenden Verfahren wiesen in dieser Studie gute Korrelationen zu den
pathomorphologischen und klinischen Befunden auf. Tiere ohne klinische Symptome
zeigten bei der bildgebenden Diagnostik keine oder nur geringe Befunde, die mit
steigendem Schweregrad der klinischen Symptome zunahmen. An Tag 4 p. inf.
ergab sich trotz der nahezu identischen Korrelation beider Verfahren mit den
klinischen Befunden eine höhere Korrelation der sonographischen Befunde mit den
29

Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
pathomorphologischen Sektionsbefunden im Vergleich zum Röntgen. Die
schlechtere Korrelation zwischen sonographischen und klinischen Befunden an Tag
20 p. inf. lässt sich damit erklären, dass in der chronischen Erkrankungsphase
sonographisch Lungengewebsveränderungen erkannt werden, die vom Tier
kompensiert und daher klinisch nicht manifest werden. Die Einschränkungen in der
Aussagekraft der beiden bildgebenden Untersuchungsmethoden zeigten sich in
dieser Studie vor allem an den unterschiedlichen Häufigkeiten der
Schweregradeinteilungen an den beiden Untersuchungstagen mittels Sonographie
oder Röntgen. So konnten in dieser Studie die durch A.pp. verursachten Sequester
und Pleuraergüsse in der sonographischen Untersuchung mit hoher Sicherheit
erkannt werden, während sie bei der Röntgenbildauswertung nur selten
diagnostiziert wurden. Grundsätzlich war zu beobachten, dass sich durch Röntgen
und Sonographie jeweils unterschiedliche Lungengewebsveränderungen besser
darstellen ließen. Pleuraveränderungen und Lungengewebseinschmelzungen an der
Lungenoberfläche waren sonographisch gut diagnostizierbar, während tiefer
gelegene Gewebsverdichtungen sich röntgenologisch besser darstellen ließen. In der
Gesamtbeurteilung erweist sich die sonographische Untersuchung im Vergleich zur
klinischen und röntgenologischen Lungenuntersuchung zur Beurteilung des
Lungenzustandes als am besten geeignet. Eine beim Kalb ermittelte geringfügig
bessere Sensitivität (85,5 %) und Spezifität (98,7 %) der Lungensonographie im
Vergleich mit der röntgenologischen Lungenuntersuchung (Sensitivität: 76,8 %;
Spezifität: 90,7 %) entspricht dem Ergebnis dieser Studie (Schneider, 1995).
Für die Beurteilung des Lungenzustandes hätte auch eine histologische
Untersuchung des Lungengewebes durchgeführt werden können, da die
histologische Untersuchung als Goldstandard für den Nachweis einer
Lungenschädigung angesehen werden kann. Am lebenden Tier kommt dafür nur die
ultraschallgestützte Bioptatentnahme in Betracht. Da es sich dabei um ein invasives
Verfahren handelt, kann jedoch ein direkter Einfluss auf den Krankheitsverlauf nicht
ausgeschlossen werden. Aus diesem Grund wurde in dieser Studie auf eine
Bioptatentnahme und die anschließende histologische Untersuchung des
30

Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
Lungengewebes verzichtet. Ein weiterer Untersuchungszeitpunkt zwischen dem 4.
und dem 20. Tag p. inf. hätte dazu dienen können, die Übergangsformen zwischen
der akuten und chronischen Entzündung genauer zu definieren und Umbau- und
Reparationsprozesse im Lungengewebe zu charakterisieren. Für die Praxis ist ein
zusätzlicher Informationsgewinn durch weitere Untersuchungszeitpunkte allerdings
fraglich, zumal die zu verschiedenen Zeitpunkten gefundenen Lungenveränderungen
mit ihren jeweiligen histologischen Entsprechungen für die A.pp.-Infektion
hinreichend bekannt und beschrieben sind (Liggett et al., 1987).
Unter Praxisbedingungen stehen die sonographisch erhobenen Befunde für die
Interpretation unmittelbar zur Verfügung, so dass sofort eine Prognose gestellt und
eine Therapie eingeleitet werden kann (Walther, 2006; Sobotka, 1999).
Demgegenüber sind der apparative und zeitliche Aufwand beim Röntgen groß, zumal
Aufnahmen in mindestens zwei Ebenen angefertigt werden müssen, um eine genaue
Befundzuordnung zu ermöglichen (Schneider, 1995; Tobin, 2004; Suter und Lord,
1984). Daher kommt diese Studie zu dem Schluss, dass auch beim Schwein die
sonographische Untersuchung der Lunge eine unter Praxisbedingungen mit gutem
Ergebnis einsetzbare Methode bei der Diagnostik von Atemwegsinfektionen ist und
eine sinnvolle Ergänzung zur klinischen Untersuchung darstellt. Wie auch bei
Walther (2006) konnte die Röntgenuntersuchung als „Goldstandard“ für die
Diagnostik des Ausmaßes der pathologischen Lungenveränderungen am lebenden
Tier nicht bestätigt werden.
Acknowledgement
This research was supported by the Development Association for Biotechnology
Research (FBF) and the German Ministry of Education and Research, BMBF
(FUGATO, IRAS* FKZ 0313389A-E).
IRAS-Mitglieder
*IRAS members are University of Veterinary Medicine Hannover, Hannover Medical
School, Helmholtz Centre for Infection Research Braunschweig, Max Planck Institute
31

Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
for Molecular Genetics, Otto-von-Guericke University Magdeburg, IVD GmbH
Hannover, LIONEX GmbH Braunschweig, Atlas GmbH Berlin and the contributing
scientists (in alphabetical order) Benga L., Bloecker H., Danilowicz E., Drungowski
M., Gerlach GF., Herwig R., Hoeltig D., Kahlisch D., Leeb T., Martinez R., Naim H.,
Pabst R., Probst I., Radelof U., Rehm T., Rothkoetter HJ., Singh M., Spalleck R.,
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38

Rasse
Hampshire
Piétrain
Deutsche
Landrasse
Kreuzung
DL x LW
Sonographie
Röntgen
Klinik
(Tag 4 / Tag 20)
Sektion
Gesamt
Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
Tabellen und Abbildungen
Tabelle 1: Versuchsferkelübersicht
Sektion Tag
4 p.inf.
Sektion Tag
20 p.inf.
39
Vorzeitige Euthanasie / aus
dem Versuch genommen
17 10 6 1
10 4 6 0
35 5 20 10
7 0 5 2
69
19 37 13
DL:Deutsche Landrasse, LW: Large White
Tabelle 2: Scorebefundbewertung und –berechnung
nicht erkrankt
0 - 6
0 – 4
0 – 0,7 / 0 - 2
0
Scorewerte zugeordnet zum Erkrankungsschweregrad
ggr. erkrankt
7 - 66
5 – 15
0,71 – 7,13 / 2,01 – 34,7
< 5
mgr. erkrankt
67 - 126
16 – 26
7,14 – 13,56 / 34,71 – 67,3
5,1 - 10
hgr. erkrankt
> 126
> 26
>13,56 / >67,3
> 10

Tabelle 3: Zuordnung der Scorewerte zu Erkrankungsschweregraden
Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
40

Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
Abbildung 1: Bereichseinteilungen der Lunge zur Befundbewertung in der
röntgenologischen (A) und sonographischen (B) Untersuchung. Die Einteilung erfolgt im
Röntgen in acht verschiedene nummerierte Bereiche, bei der Sonographie in zehn
verschiedene nummerierte Bereiche sowie in 31 Intercostalraumbereiche (IC) je Seite.
Tabelle 4: Rang-Korrelationen zwischen sonographischer, röntgenologischer und
klinischer Untersuchung und den Sektionsbefunden an Tag 4 und Tag 20 p.inf.
Rang-Korrelation zwischen
41
Spearman Rang-
Korrelationskoeffizient
( r )
p-Wert
Röntgen und Ultraschall Tag 4 p.inf. 0.858

Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
Abbildung 2: Untersuchungsbefunde an Tag 4 p.inf.: Sonographie (A) mit
Kometenschweifartefakten (a) hervorgerufen durch Pleuritis, anechogenem App-
Sequester (b), echogenem Grundmuster (c) durch Pneumonie und dazugehörige
Röntgenaufnahmen: dorsoventral (B); laterolateral (C) sowie die entsprechenden
pathomorphologischen Befunde während der Sektion: App-Sequester (D) und
Verwachsung von Pleura parietalis und visceralis (E)
42

Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
Abbildung 3: Untersuchungsbefunde an Tag 20 p. inf.: Sonographie (A) mit
Unterbrechung des pleuralen Reflexbandes, einem leberähnlichen echogenem
Grundmuster (a), Bronchoaerogramm (b), Bronchofluidogramm (c) und die
dazugehörigen Röntgenaufnahmen: dorsoventral (B); laterolateral (C) sowie die
entsprechenden pathomorphologischen Befunde während der Sektion: veränderter
Lungenflügen (D) mit A.pp.-Sequester (d) und angeschnittener A.pp.-Sequester (E)
43

Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
Tabelle 5: Einteilung der Sonographie- und Röntgenbefunde an Tag 4 p.inf.
Sonographie
Tag 4 p.inf.
(Anzahl der
Tiere)
nicht erkrankt
ggr. erkrankt
mgr. erkrankt
hgr. erkrankt
Summe
nicht erkrankt
17
(33,3 %)
8
(15,7 %)
1
(2,0 %)
0
26
(51,0 %)
Röntgen Tag 4 p.inf. (Anzahl der Tiere)
ggr. erkrankt
0
13
(25,5 %)
4
(7,8 %)
0
17
(33,3 %)
44
mgr. erkrankt
0
2
(3,9 %)
4
(7,8 %)
0
6
(11,7 %)
hgr. erkrankt
0
1
(2,0 %)
1
(2,0 %)
0
2
(4,0 %)
Summe
17
(33,3%)
24
(47,1 %)
10
(19,6 %)
0
51
(100,0 %)
Tabelle 6: Einteilung der Sonographie- und Röntgenbefunde an Tag 20 p.inf.
Sonographie
Tag 20 p.inf.
(Anzahl der
Tiere)
nicht erkrankt
ggr. erkrankt
mgr. erkrankt
hgr. erkrankt
Summe
nicht erkrankt
7
(18,9 %)
8
(21,7 %)
0
0
15
(40,6 %)
Röntgen Tag 20 p.inf. (Anzahl der Tiere)
ggr. erkrankt
0
4
(10,8 %)
5
(13,5 %)
1
(2,7 %)
10
(27,0 %)
mgr. erkrankt
0
5
(13,5 %)
4
(10,8 %)
1
(2,7 %)
10
(27,0 %)
hgr. erkrankt
0
1
(2,7 %)
0
1
(2,7 %)
2
(5,4 %)
Summe
7
(18,9 %)
18
(48,7 %)
9
(24,3 %)
3
(8,1 %)
37
(100,00 %)

200,00
180,00
160,00
140,00
120,00
100,00
80,00
60,00
40,00
20,00
0,00
Vergleich der diagnostischen Aussagekraft
54
klinischer
Score Tag 04
klinischer
Score Tag 20
51 51
Röntgenscore
Tag 04
oberes Quartil (75%) 4,50 10,12 11 16 48,3 77 8,7
Maximum 17,36 97,36 29 38 116 185 27,1
Minimum 0,18 0,91 0 0 0 0 0
unteres Quartil (25%) 0,83 3,07 0 2 2 9 0
Median 2,09 6,57 4 8 19 23 4,1
Abbildung 4: Röntgen- und Sonographiebefunde der Untersuchungstage 4 und
20 p.inf. sowie Sektionsbefunde. Die Boxen stellen die 50% zwischen dem 25%
und dem 75% Quartil dar, der Median wird durch die Linie innerhalb der Box
angezeigt. Die abschließenden Querstriche repräsentieren die Maximal- und
Minimalwert. Oberhalb der Boxen geben die Zahlen die Anzahl der Tiere an, für die
dieser Score erhoben wurde.
45
41
37
37
RöntgenSonographieSonographiescore Tag 20 score Tag 04 score Tag 20
Sektionsscore
52

A novel Respiratory Health Score
A novel Respiratory Health Score (RHS) supports a role of
acute lung damage and pig breed in the course of an
Actinobacillus pleuropneumoniae infection
Doris Hoeltig, Isabel Hennig-Pauka, Kerstin Thies, Thomas Rehm, Martin Beyerbach,
Gerald-F. Gerlach, Karl-Heinz Waldmann, and the members of the FUGATO-
consortium IRAS
BMC Veterinary Research: 2009, 5:14
47

A novel Respiratory Health Score
A novel Respiratory Health Score (RHS) supports a role of
acute lung damage and pig breed in the course of an
Actinobacillus pleuropneumoniae infection
Doris Hoeltig 1 , Isabel Hennig-Pauka 1 , Kerstin Thies 1 , Thomas Rehm 2 , Martin
Beyerbach 3 , Katrin Strutzberg-Minder 4 , Gerald-F. Gerlach 2§* , Karl-Heinz Waldmann 1* ,
and the members of the FUGATO-consortium IRAS**
1
Clinic of Swine and Small Ruminants, Forensic Medicine and Ambulatory Service,
University of Veterinary Medicine Hannover, Bischofsholer Damm 15, 30173
Hannover, Germany
2
Institute for Microbiology, Department of Infectious Diseases, University of
Veterinary Medicine Hannover, Bischofsholer Damm 15, 30173 Hannover, Germany
3
Department of Biometry, Epidemiology and Information Processing, University of
Veterinary Medicine Hannover, Bünteweg 2, 30559 Hannover, Germany
4
IVD GmbH, Heisterbergallee 12, 30435 Hannover, Germany
* GFG and KHW contributed equally to this work.
** IRAS members are: University of Veterinary Medicine Hannover, Hannover
Medical School, Helmholtz Centre for Infection Research Braunschweig, Max Planck
Institute for Molecular Genetics, Otto-von-Guericke University Magdeburg, IVD
GmbH Hannover, LIONEX GmbH Braunschweig, RZPD GmbH Berlin, and the
contributing scientists (in alphabetical order) Benga L, Blöcker H, Danilowicz E,
Drungowski M, Gerlach GF, Herwig R, Höltig D, Kahlisch D, Leeb T, Martinez R,
Naim HY, Pabst R, Probst I, Radelof U, Rehm T, Rothkötter HJ, Singh M, Spallek R,
Stanke F, Strutzberg-Minder K, Thies K, Tümmler B, Valentin-Weigand P, Wagner F,
Waldmann KH.
§
Corresponding author
48

A novel Respiratory Health Score
Email addresses:
DH: doris.hoeltig@tiho-hannover.de
IHP: isabel.hennig@tiho-hannover.de
KT: kerstin.thies@tiho-hannover.de
TR: threhm@t-online.de
MB: martin.beyerbach@tiho-hannover.de
KSM: strutzberg@ivd-gmbh.de
GFG: gfgerlach@gmx.de
KHW: karl-heinz.waldmann@tiho-hannover.de
Abstract
Background
Bacterial lung infections are a major cause of economic losses in the pig industry;
they are responsible for approximately 50 % of the antibiotics used in pigs and,
therefore, also present an increasing concern to consumer protection agencies. In
response to this changing market we investigated the feasibility of an old approach
aimed at the breeding selection of more resistant pigs. As a first step in this direction
we applied a new respiratory health score system to study the susceptibility of four
different pig breeding lines (German Landrace, Pietrain, Hampshire, Large White)
towards the respiratory tract pathogen Actinobacillus (A.) pleuropneumoniae.
Results
A controlled experimental aerosol infection with an A. pleuropneumoniae serotype 7
isolate was performed using 106 weaning pigs of defined breeding lines from the
breeds German Landrace, Piétrain, Hamphire, and Large White. Pigs were clinically
assessed on days 4 and 20 post infection following a novel scoring system, the
Respiratory Health Score (RHS), which combines clinical, sonographic and
radiographic examination results. The ranking on day 4 was significantly correlated
with the ranking based on the pathomorphological Lung Lesion Score (LLS;
49

A novel Respiratory Health Score
Spearman Rank Correlation Coefficient of 0.86 [p < 0.0001]). Based on their RHS
pigs were assigned to the different quartiles independent of the breeding line. The
RHS-based rankings of pigs on day 4 and on day 20 were highly correlated
(Spearman Rank Correlation Coefficient of 0.82 [p < 0.0001]) independent of the
breeding line. Pigs of the Hampshire line were predominantly found in the lowest
scoring quartile (47.6 %) and absent in the highest scoring quartile. In contrast, pigs
of the German Landrace and Piétrain breeding lines were predominantly found in the
highest scoring quartile (32.3% and 35.7%, respectively).
Conclusions
These results demonstrate that the RHS obtained from live pigs shows a highly
significant correlation to the lung lesion score considered as a “gold standard”. The
correlation of the ranking at days 4 and 20 post infection implies that the course of
disease is highly dependent on the acute lung damage. The different severity of
signs among the tested pig breeding lines clearly suggests a genetic difference in the
susceptibility of pigs to A. pleuropneumoniae infection.
Background
Bacterial respiratory diseases caused by Mycoplasma hyopneumoniae,
Actinobacillus pleuropneumoniae, and Haemophilus parasuis are of major
importance in the pig industry [1, 2, 3]. They cause severe economic losses due to
premature deaths and reduced daily weight gains [4]. Currently, productivity in
infected herds is improved by antibiotic treatment and by vaccination regiments.
However, vaccination efficacy is hampered by limited cross-serovar protection [5, 6],
and treatment is impeded by the increasing occurrence of resistant strains [7]. In
addition, in recent years the interest of consumers in quality assurance along the
pork production chain has greatly heightened. Thus, today there is a strongly
increasing demand for pork obtained from healthy animals not subjected to treatment
during the fattening period [8, 9].
50

A novel Respiratory Health Score
In response to this changing market an old approach aimed at the breeding selection
of more resistant pigs has gained renewed attention. In the past it could be shown
that breed is an important factor influencing the baseline immune traits and,
therefore, the response to various stressors or infectious challenges [10]. For
example, the susceptibility of pigs towards E. coli K88 which was identified to be of
monogenic origin has been successfully suppressed by a targeted breeding
approach [11, 12]. More recently, Reiner et al. showed that different breeds have
distinct susceptibilities towards Pseudorabies virus [13] and Sarcocystis
miescheriana [14]; QTL-mapping revealed that increased resistance to these
pathogens is a complex trait. Also in the field of avian [15], ovine [16] and bovine
diseases [17] natural resistance to different pathogens could be ascertained and
used for the selection of a breeding population with increased resistance.
Concerning respiratory diseases of pigs a number of studies dealing with breeddependent
susceptibility towards viral infection (PCV-2, PRRSV) have been
performed [18, 19, 20, 21, 22]. All of these studies provide strong evidence for
genetic factors accountable for differences in susceptibility towards viral lung
infections. In addition, a number of studies implied that there also is an influence of
breed on the mortality of pigs suffering from bacterial lung infection [23, 24, 25, 26].
The availability of increasing molecular information and new technologies such as i) a
draft sequence of the porcine genome, ii) whole genome expression arrays, and iii) a
porcine single nucleotide polymorphism (SNP) chip with 50.000 SNP now potentially
facilitate the investigation of complex traits. As a first step in this direction we
investigated the susceptibility of four different pig breeding lines (German Landrace,
Piétrain, Hampshire, Large White) to infection with A. pleuropneumoniae. In order to
minimize environmentally-induced variability, all pigs originated from the same herd
and were subjected to experimental aerosol infection in a well-established A.
pleuropneumoniae model [27, 28, 29, 30]. All animals were phenotyped using an
elaborate clinical investigation scheme including sonography and radiography before
infection as well as on days 4 and 20 post infection [31], and a clinical assessment
system, the Respiratory Health Score (RHS) was developed. Including all clinical
investigation results this RHS facilitates an exact determination of the lung status in
51

A novel Respiratory Health Score
the living pig. Therefore, unlike the Lung Lesion Score (LLS), which is used as gold-
standard for lung investigations until now [32], the RHS allows the comparison of the
lung status at different time points after infection. The animals were consecutively
ranked according to disease severity in acute (day 4) and chronic infection (day 20).
Subsequently, the ranking of animals on both days and the number of animals from
different breeding lines in the ranking quartiles were compared.
Results
Development and validation of the Respiratory Health Score (RHS)
Upon infection the severity of clinical symptoms ranged from no symptoms to death.
Clinical symptoms were typical for A. pleuropneumoniae infection with body
temperatures up to 41.9 °C, dyspnoea, coughing and apathy; likewise,
ultrasonographic and radiographic results with comet tail artefacts, interruption of the
pleural line, liver-like parenchyma texture, abscesses, bronchography, and increasing
lung opacity were typical for porcine pleuropneumonia.
Of the 106 pigs challenged 103 pigs entered the study; all these pigs had a RHS of
zero at day 7 pre-infection and tested negative for A. pleuropneumoniae,
Mycoplasma hyopneumoniae, Influenca-A-Virus and PRRSV by antibody ELISA.
Due to severe clinical symptoms 11 pigs died or were euthanized outside of days 4
and 20 and, therefore, could not be included in the subsequent ranking. Of the
remaining 92 pigs 47 were sacrificed on day 4 and 45 on day 20 post infection,
respectively. For each of these pigs a daily clinical score was determined and,
together with the results of the ultrasonographic and radiographic lung examination,
was used to calculate the RHS (Fig. 1). In addition, at necropsy the LLS was
determined for each of these pigs. Pigs were then ranked based on RHS and LLS;
the Spearman Rank Correlation Coefficient comparing both ranking scores was
determined to be 0.86 and 0.81 (p < 0.0001) on day 4 (Fig. 2a) and on day 20 (Fig.
2b), respectively.
52

A novel Respiratory Health Score
Comparative ranking of pigs on days 4 and 20 post infection
The RHS facilitated a comparative ranking of pigs on days 4 and 20 post infection,
and this was performed for 45 pigs sacrificed on day 20 post infection (Fig. 3). A
close correlation (Spearman rank correlation coefficient of 0.82) was observed and
was found to be highly significant (p < 0.0001; Fig.3).
Susceptibility of different breeding lines upon infection with
A. pleuropneumoniae
Eleven of 38 German Landrace pigs died or were euthanized due to severe clinical
symptoms before day 4 or between day 4 and day 20. All pigs of the other breeding
lines survived. The RHS-based ranking of all surviving pigs was performed on day 4
and 20 post infection. In order to assess the relative disease severity within the
different breeding lines ranking quartiles were formed (Table 1), and the distribution
of the different breeding lines within these quartiles was ascertained (Table 2a, b). It
was apparent that pigs of the Hampshire breeding line were clearly less susceptible
to an A. pleuropneumoniae infection showing no mortality and no animals in the 4 th
ranking quartile at both day 4 and day 20 post infection. The other three breeding
lines showed no clear differences with respect to the RHS; thus in all lines at least
50% of the pigs were ranked in the 3 rd or 4 th quartile. When considering mortality in
addition to the RHS, pigs of the German Landrace breeding line appeared to be most
susceptible to A. pleuropneumoniae infection.
Discussion
The intention of this study was to establish a combined quantitative scoring system to
determine the lung status of diseased pigs avoiding the necessity of necropsy. All
individual examination methods had been established previously, and the resulting
individual scores (clinical, ultrasonographic and radiographic score) had been
evaluated [31, 33, 34, 35, 36]. However, none of these scores resulted in a ranking of
pigs that correlated with the LLS considered as “gold standard”. In the current work
we examined the suitability of a combined score designated as Respiratory Health
53

A novel Respiratory Health Score
Score (RHS) including the clinical score and both ultrasonographic and radiographic
examination of the lungs, as lung tissue alterations do not inevitably lead to clinical
symptoms. These lung tissue alterations, however, can be visualized using imaging
techniques with both radiographic and ultrasonographic examination methods having
different limitations [37, 38, 39, 40, 41, 42]. Also, neither ultrasonography nor
radiography alone accurately depict the severity of lung tissue alterations. While
affections of the pleura as well as sequestration of lung tissue at the lung surface
could be clearly identified during the ultrasonographic examination, deep tissue
alterations with no contact to the lung surface could only be detected
radiographically. Using both methods, however, allows a comprehensive evaluation
of the lung condition [31]. For this reason the results of both methods are combined
with the clinical score to result in a single value, the RHS. The RHS and the LLS are
significantly correlated and, therefore, the RHS was considered appropriate as an
alternative to the LLS. Since both imaging techniques can only be performed under
anaesthesia the frequency of investigations is limited as immunosuppressive effects
from anaesthesia cannot be excluded. In our experimental design we kept at least 14
days between two subsequent anaesthesias thereby minimizing possible detrimental
effects. Despite these limitations the RHS, in our hands, is an excellent tool for all
scientific investigations, where consecutive quantifications of the lung status during
the course of disease in individual pigs are required.
The RHS system was applied to investigate the ranking of pigs in acute (day 4) and
chronic infection (day 20 post infection). This comparison of RHS in the acute and
chronic stages of disease was done to investigate the impact of the acute lung
damage on the course of disease upon A. pleuropneumoniae infection. In the past,
pigs with a low adaptive immune response have been compared to those with a high
adaptive immune response [43]; the latter were then selected for breeding [44]
hypothesising that these pigs might show an increase in general resistance to
infectious diseases. However, since the degree of acute lung damage which is
modulated by the innate immune system appears to have a strong impact on the
course of disease the innate immune system might also play an important role in
disease development.
54

A novel Respiratory Health Score
Investigating possible differences among the breeding lines used in the study,
various environmental factors with a potential influence on susceptibility such as
origin of the pigs, age, and infectious dose were all standardized. Sex as another
potential factor had been shown previously to not influence the course of disease
[24]. Other factors such as the social hierarchy within groups, differences in physical
development between breeds [24], and the ability to adapt to new environments (e.g.
unfamiliar management procedures or facilities, climate, herd size, or the contact to
ubiquitous and contaminating microorganisms) were minimized by the experimental
set-up in this study [45, 24, 46]. Thus, environmental and management conditions
were highly standardized, and experiments were performed in groups containing a
single breed as well as in groups containing different breeds.
The result of this study confirmed the low susceptibility of Hampshire pigs that had
been described previously [24]. Likewise, the previously described susceptibility
within the breeds of Large White and German Landrace [23] was confirmed, and pigs
of the Piétrain breeding line were found to be equally susceptible based on the RHS.
The greater susceptibility of Large White pigs compared to the German Landrace
pigs that was described after bacterial lung infections as well as after PCV-2
infections by other workers [23,18] could not be observed. In contrast, the German
Landrace pigs have to be considered as most susceptible as only pigs of this
breeding line died or had to be euthanized due to severe clinical symptoms. This
difference may be due to differences between local breeding lines or simply caused
by the small number of Large White pigs in this study.
The genetic mechanisms responsible for the differences observed in susceptibility to
A. pleuropneumoniae serotype 7 infection are still unknown; since the general
mechanisms of pathogenicity are species-specific we expect similar results upon
infection with other A. pleuropneumoniae serotypes. Future studies on this subject
will be greatly facilitated by the finding that the acute lung damage appears to be
decisive for the course of disease which allows termination of infection experiments
on day 4 post infection without loss of information. Therefore, this work is considered
to be an essential first step in the development of genetic markers that could be used
for a breeding selection aimed at the increase of resistance to A. pleuropneumoniae
55

A novel Respiratory Health Score
infection. In addition, it might facilitate studies investigating genetic resistance of pigs
to other bacterial respiratory tract pathogens.
Conclusions
In the course of these studies we demonstrated that the Respiratory Health Score
(RHS) developed shows a highly significant correlation to the Lung Lesion Score
(LLS) considered as a “gold standard”. Therefore, the RHS allows the comparison of
the lung status at different time points during infection in the same pig. The results of
the lung status comparison between acute and chronic stage of pleuropneumonia
strongly suggests that the acute lung damage is decisive for the course of disease.
Furthermore, the different severity of symptoms among the tested breeding lines
clearly implies that they have a highly distinct genetic susceptibility to
A. pleuropneumoniae infection.
Methods
Animals, animal housing, and time course
A total of 106 pigs (40 German Landrace, 28 Pietrain, 22 Hampshire, 16 Large
White) were infected. Three pigs (two German Landrace, one Hampshire) were not
included into the study since the had contracted Oedema Disease. Due to severe
clinical symptoms seven animals died or were sacrificed before day 4, and four
animals were sacrificed after day 4 and before day 20 (all German Landrace). Thus,
for 92 pigs (27 German Landrace, 28 Piétrain, 21 Hampshire, 16 Large White) both,
a RHS and a LLS could be obtained. Of these, 47 pigs (9 German Landrace,
12 Piétrain, 10 Hampshire, 16 Large White) were randomly selected and sacrificed
on day 4; the remaining 45 pigs (18 German Landrace, 16 Piétrain, 11 Hampshire)
were sacrificed on day 20 post infection. Material from the same pigs was
simultaneously used in a parallel study investigating expression levels of immune
markers in relation to breeding line and the disease severity [47].
56

A novel Respiratory Health Score
At the time of infection pigs were 6 to 7 weeks old and were tested negative for
A. pleuropneumoniae using an ApxIIA [48] and an ApxIVA ELISA [49]. In addition, all
pigs tested negative for Mycoplasma hyopneumoniae and PRRS by antibody ELISA
(HerdChek*, IDEXX Laboratories, Westbrook, Maine, USA), and Influenca-A-Virus by
hemagglutination inhibition test using porcine H1N1, H1N2 and H3N2 strains. During
the entire time (before and after infection) pigs were kept under standardized
containment level 2 conditions with 8 m 2 floor space per 10 pigs, with standardized
climate and diet, and cared for in accordance with the principles outlined by the
European Convention for the Protection of Vertebrate Animals used for Experimental
and Other Scientific Purposes (European Treaty Series, nos. 123
[http://conventions.coe.int/treaty/EN/treaties/html/123.htm] and 170
[http://conventions.coe.int/treaty/EN/treaties/html/170.htm]; approval number: 33-
42502-05 / 941). In order to reduce the impact of stress on the examination results
pigs were randomised into different groups at the age of four weeks and accustomed
to handling over a one- to two-week period prior to aerosol infection. The
examination period lasted four weeks, from seven days before until 20 days after
infection. Radiography and sonography were done three times, namely on day 7
before and on days 4 and 20 after infection.
At the end of the experiment pigs were necropsised; the lung damage was quantified
using the Lung Lesion Score (LLS) proposed by Hannan et al. [32] and specified in
the European Pharmacopoeia for the testing of A. pleuropneumoniae vaccines (3 rd
edn., EDQM, Council of Europe, Strassbourg, France). The LLS is determined after
the removal of the lungs from the thorax in the course of necropsy. The lungs are
palpated and areas of non-physiological consistence are recorded in a schematic
map of the porcine lung. In this map the pulmonary lobes are subdivided into
triangles ( 7 triangles for each, cranial and middle lobes, 19 triangles for caudal
lobes, and 8 triangles for the Lobus accessories). In the LLS (maximum value of 35)
each lobe contributes a maximum score of 5 (tissue damage in the entire lobe). To
determine the LLS the damaged area is determined by counting the number of
triangles indicating tissue damage and expressing it as a fraction of five for each
lobe. The values for each of the seven lobes are added to result in the LLS.
57

A novel Respiratory Health Score
Experimental infection and clinical investigation
Aerosol infection was performed using A. pleuropneumoniae serotype 7 strain AP76
as previously described [50, 51]; during infection approximately 1 x 10 5 bacteria were
nebulised for five pigs resulting in an aerosol with 1 x 10 2 colony forming units (cfu) of
A. pleuropneumoniae per litre aerosol.
Clinical signs were monitored daily and consisted of an assessment of general
appearance (posture, behaviour, feed intake, temperature, vomiting) and respiratory
tract (breathing noise, dyspnoea, respiratory frequency, coughing, pulsoxymetric
oxygen saturation [Pulsoxymeter NPB-40, Fa. Nellcor Puritan Benett Inc., Boulder,
U.S.A.] and cyanosis); pulsoxymetric oxygen saturation was measured at the lower
side of the tail [33]. Parameters with two specifications (vomiting) were scored with 0
or 4 points, parameters with three specifications (dyspnoe) with 0, 2, or 4 points,
parameters with four specifications (breathing noise, coughing, feed intake) with 0,
1.33, 2.67, or 4 points, and the remaining parameters with five specifications with 0,
1, 2, 3 or 4 points [31]. The points were added and divided by 11 to result in the daily
clinical score resulting in a score of 0 for a healthy animal and a maximum score of 4
for a severely diseased animal; a dead animal was scored with 5 points. The clinical
score on day 4 is the sum of the daily clinical score from days 1 to 4; the clinical
score on day 20 is calculated accordingly [31].
Ultrasonographic and radiographic examinations of the lungs both were performed
under anaesthesia with 15 mg/kg Ketamine i.m. (Ursotamin ® , Fa. Serum-Werk-
Bernburg AG, Bernburg, Germany) and 2 mg/kg i.m. Azaperon (Stresnil ® , Fa.
Janssen-Cilag GmbH, Baar, Switzerland). Ultrasonography of the lungs was
performed with an 8 MHz linear scanner (LOGIQ TM Book XP, Fa. GE Medical
Systems, Chalfont St. Giles, Great Britain) in lateral position. On either side of the
chest each intercostal space was scanned in dorso-ventral direction. Right and left
lung are each divided into 5 sections, and each section is sub-divided into the
intercostal spaces [31]. Comet-tail-artefacts, echogenicity, consolidations, and
sequesters were analysed with a point range from 0 (physiological findings) to 8 (no
unaltered lung tissue seen). The addition of the score points given for the observed
alterations resulted in the sonographic score with a score of 200 being lethal [31].
58

A novel Respiratory Health Score
Radiography was carried out in two views (latero-lateral and dorso-ventral; Convix
Generator 360, Fa. Picker Int., Munich, Germany, 400 mAs, 110 kV, 1000ms) using a
shutter priority (Precimat, Fa. Picker Int.). In the radiographic score the lung was
divided into eight sections. Bronchial, alveolar and interstitial patterns, cardiac and
diaphragm silhouette and sequesters were analysed with a point range from 0 to 3.
The addition of the score points given for the observed alterations resulted in the
radiographic score with a score of 50 being lethal [31].
Development of a Respiratory Health Score (RHS)
For quantification of the examination results the Respiratory Health Score (RHS) was
developed based on a combination of the clinical, sonographic and radiographic
scores. The RHS is a score that indicates the degree of lung alteration in percent of
the maximum alteration possible in a live animal. Briefly, individual scores are
normalized by division with the score causing death in an animal, added, divided by
three and multiplied by 100 in order to get a value in percent (Fig. 1). Therefore, the
RHS has a possible range from 0 to 100 %.
Statistical analysis
For statistical analyses of the data SAS ® software (SAS Institute Inc., Cary, NC,
USA) was used. Correlations of i) LLS and RHS and ii) RHS on days 4 and day 20
post infection were assessed by calculating the Spearman Rank Correlation
Coefficient.
Authors' contributions
DH participated in the design and carried out the clinical studies, performed the
statistical analysis, participated in the development of the Respiratory Health Score
and drafted the manuscript. IHP participated in the design of the studies and helped
to draft the manuscript. KT participated in the clinical studies. TR organized all clinical
studies and carried out the aerosol infection. MB developed the Respiratory Health
59

A novel Respiratory Health Score
Score. KSM carried out and interpreted the serological testing of all pigs entering the
study. GFG conceived of and designed the studies, participated in their coordination
and helped to draft the manuscript. KHW participated in the design and the
coordination of the studies.
Acknowledgments
This research was supported by the Development Association for Biotechnology
(FBF) and the German Ministry of Education and Research (BMBF) (FUGATO, IRAS
FKZ 0313389 A-E).
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A novel Respiratory Health Score
Figures and Tables
Figure 1. Algorithm for calculating the Respiratory Health Score (RHS). Clinical,
sonographic and radiographic scores were normalized by division with the score
causing death in an animal, added, divided by three and multiplied by 100 in order to
get a value in percent. The RHS has a possible range from 0 to 100 %. The
maximum clinical score on days 4 and 20 is 20 and 100, respectively.
66

A novel Respiratory Health Score
Figure 2. Correlation of RHS and lung lesion score on day 4 (a), and on day 20
post infection (b). The Spearman Rank Correlation coefficient (SCC) was calculated
using 47 (a) and 45 pigs (b), respectively, and was highly significant (p < 0.0001) for
both time points. The number of pigs with a LLS of 0 was 21 (a) and 23 (b),
respectively. DL = German Landrace, H = Hampshire, P = Piétrain, LW = Large
White; the number in parenthesis indicate the number of pigs of each breeding line.
67

A novel Respiratory Health Score
Figure 3. Correlation of RHS on days 4 and 20 post infection. The Spearman
Rank Correlation coefficient (SCC) was calculated to using 45 pigs and was highly
significant (p < 0.0001). DL = German Landrace, H = Hampshire, P = Piétrain, LW =
Large White; the number in parenthesis indicate the number of pigs of each breeding
line.
Table 1. Range of RHS-points within the ranking quartiles at 4 and 20 days
post infection
1 st quartile
(no symptoms)
2 nd quartile
(mild symptoms)
3 rd quartile
(moderate symptoms)
4 th quartile
(severe symptoms)
day 4 p. inf
(n = 96)
68
day 20 p. inf.
(n = 45)
0 – 2.1 0.21 – 3.33
2.11 – 10.7
3.34 – 18.8
10.71 – 27.5 18.81 – 34.91
27.51 – 95.61 34.92 – 99.12

A novel Respiratory Health Score
Table 2. RHS-based distribution of pigs from different breeding lines into
ranking quartiles: a) on day 4 post infection, b) on day 20 post infection
a) 1 st quartile 1) 2 nd quartile 2) 3 rd quartile 3) 4 th quartile 4)
German
Landrace 5)
n = 27
Hampshire
n = 21
Piétrain
n = 28
Large White
n = 16
16.1 % 29.0 % 22.7 % 32.2 %
47.6 % 28.6 % 23.8 % 0 %
14.3 % 28.6 % 21.4 % 35.7 %
37.5 % 12.5 % 25.0 % 25.0 %
1) RHS of 0 to 2.1; 2) RHS of 2.11 to 10.7; 3) RHS of 10.71 to 27.5; 4) RHS of 27.51 to 95.61; 5) Eleven
German Landrace pigs died or were euthanized outside of days 4 and 20 and, therefore, were not
included.
b) 1 st quartile 1) 2 nd quartile 2) 3 rd quartile 3) 4 th quartile 4)
German
Landrace 5)
n = 18
Hampshire
n = 11
Piétrain
n = 16
21.1 % 10.5 % 31.6 % 36.8 %
45.5 % 54.5 % 0 % 0 %
13.4 % 26.6 % 33.4 % 26.6 %
1) 2) 3) 4)
RHS of 0.21 to 3.33; RHS of 3.34 to 18.8; RHS of 18.81 to 34.91; RHS of 34.92 to 99.12;
5)
Eleven German Landrace pigs died or were euthanized outside of days 4 and 20 and, therefore, were
not included.
69

Übergreifende Diskussion
Übergreifende Diskussion
Die Basis für die funktionelle Genomanalyse sowie für alle Studien mit dem Ziel der
Entwicklung von genetischen Markern ist eine möglichst genaue, objektive
Phänotypisierung des Probandenmaterials. Daher war das Ziel dieser Arbeit, ein
klinisches Beurteilungsschema zu entwickeln, das es ermöglicht, das Ausmaß von
entstehenden Lungenveränderungen nach einer Atemwegsinfektion am lebenden
Tier zu erkennen, objektiv zu quantifizieren und zu bewerten. Dadurch soll ein
exakter Vergleich des klinischen Verlaufs und der Anfälligkeit der Lunge gegenüber
Actinobacillus pleuropneumoniae sowohl zwischen Einzeltieren als auch zwischen
verschiedenen Schweinerassen ermöglicht werden. Das von HANNAN et al. (1982)
entwickelte Beurteilungsverfahren für Lungenläsionen, das als etablierter
Goldstandard im Bereich der Atemwegsinfektionsforschung gilt und auch in die
europäische Pharmakopoeia (3 rd ed., EDQM, Council of Europe, Strasbourg, France)
für die Impfstoffentwicklung übernommen wurde, ermöglicht lediglich die
pathomorphologische Beurteilung des Lungenzustandes im Rahmen einer Sektion.
Dieses war jedoch für das FUGATO-IRAS Projekt eine unzureichende Lösung, da es
weder die Beurteilung der Lunge an verschiedenen Erkrankungstagen erlaubt, noch
die Möglichkeit des Überlebens der Tiere für eine züchterische Nutzung zulässt.
Da es sich bei Atemwegsinfektionen um multifaktorielle Erkrankungen handelt, ist
hier eine Identifizierung von Anlageträgern durch die Überlagerung von Immunität
und Umwelteffekten wie Betriebshygiene, Erregerprävalenz und andere Faktoren
erschwert (REINER 2003). In vorhergehenden Studien konnte bisher lediglich ein
Einfluss des Geschlechtes auf das Auftreten von Pneumonien bei der Suche nach
genetischen Dispositionen gegenüber Atemwegserkrankungen sicher
ausgeschlossen werden (BJORKLUND u. HENRICSON 1965).
Um einen Einfluss solcher äußerer Faktoren zu minimieren und ein phänotypisches
Untersuchungsverfahren zu etablieren das aussagekräftige Ergebnisse liefert, wurde
der Versuchsaufbau diesen besonderen Bedingungen angepasst. Es wurde ein
Aerosolinfektionsmodel gewählt, das sich bereits in mehreren Studien zur Bakterien-
71

Übergreifende Diskussion
Wirt-Interaktion bewährt hat, da die Art der Erregerapplikation der natürlichen
Infektion am nächsten kommt (BALTES et al. 2001; TONPITAK et al. 2002; BALTES
et al. 2003a, b; JACOBSEN et al. 2005; HENNIG-PAUKA 2006). Der für die Infektion
verwendete Erreger ist in der Praxis bei der Entstehung von Atemwegserkrankungen
von großer Bedeutung (SEBUNYA u. SAUNDERS 1983; KIELSTEIN 1985; KÖFER
et al. 1992; SCHIMMEL 1995). Der mehrfach beschriebene Einfluss von Stallklima,
Schadstoffbelastung und Herdengröße (DONE 1991; WALDMANN 2002) auf den
Verlauf der Erkrankung und den Schweregrad der Symptome (DONE 1991;
CHRISTENSEN u. MOUSING 1992) wurde durch standardisierte
Versuchsbedingungen neutralisiert. Auch eine mögliche Beeinflussung der Resultate
durch eine unterschiedliche soziale Adaptation der verschiedenen Rassen in Bezug
auf eine rassespezifische Aggressivität bei Rangordnungskämpfen (STRAW et al.
1983) wurde berücksichtigt. Um eine diesbezügliche Verfälschung der Ergebnisse zu
vermeiden, wurden die Untersuchungen sowohl in Versuchsgruppen bestehend aus
Versuchstieren nur einer Schweinerasse als auch in gemischten Versuchsgruppen
mit verschiedenen Schweinerassen durchgeführt. Letztendlich wurde der
Stressanstieg der zu einer erhöhten Anfälligkeit der Tiere führt (DONE 1991) durch
eine dreiwöchige Eingewöhnungsphase der Tiere vor Beginn der eigentlichen
Versuchsphase minimiert, in der sich die Tiere sowohl an das neue Umfeld und die
täglichen Untersuchungen gewöhnen als auch eine feste Rangordnung bilden
konnten.
Die klinische Untersuchung der Tiere wurde von Anfang an als nicht ausreichend
bewertet, da in manchen Fällen selbst ein hochgradiger Verlust von funktionellem
Lungengewebe vom verbleibenden Lungengewebe kompensiert werden kann, ohne
dass kompensatorische Maßnahmen klinisch sichtbar werden. Daher wurde die
klinische Untersuchung zum einen um den Parameter der arteriellen
Sauerstoffsättigungsmessung mittels Pulsoxymetrie ergänzt, welche Aufschluss über
die Störung des Gasaustausches gibt (DUDZIAK 1995), zum anderen mussten
weitere Untersuchungsverfahren hinzugezogen werden, die es ermöglichten,
entstehende Gewebeveränderungen direkt zu beschreiben.
72

Übergreifende Diskussion
Zur Phänotypisierung der Tiere war es wichtig, nur nicht-invasive Methoden zu
verwenden, um einen Einfluss der Untersuchungsmethoden auf das
Krankheitsgeschehen ausschließen zu können. Aus diesem Grund wurde auch auf
die Durchführung der bronchoalveolären Lavage oder der ultraschallgestützten
Lungenbioptatentnahme zur histologischen Untersuchung des Lungengewebes zur
Phänotypisierung der Tiere verzichtet. Zwar gilt die histologische Untersuchung als
Goldstandard für den Nachweis von Lungenschädigungen und auch die Diagnostik
mittels bronchoalveoläre Lavage wird im Hinblick auf den Nachweis von
Entzündungsparametern und Resistenzmarker immer häufiger im Zusammenhang
mit Atemwegserkrankungen genannt, doch handelt es sich bei beiden Methoden um
invasive Verfahren, die Schäden am respiratorischen Epithel verursachen. Die
Auswirkungen ihrer Durchführung halten länger an und können selbst einen Einfluss
auf das diagnostische Ergebnis haben (COHEN u. BATRA 1980; WEISS et al. 1983,
VON ESSEN et al. 1991; STEINHAUSEN et al. 1997; WARD et al. 1997).
Beide unter diesen Gesichtspunkten zusätzlich ausgewählten
Untersuchungsverfahren (Röntgen, Sonographie) können beim Schwein nur unter
einer Allgemeinanästhesie durchgeführt werden, die ihrerseits einen
immunsuppressiven Effekt haben kann. Dies wurde im Versuchsdesign insofern
berücksichtigt, als das in den Tagen nach der Allgemeinanästhesie keine weiteren
Manipulationen am Tier vorgenommen wurden und der zeitliche Abstand sowohl
zwischen den verschiedenen Untersuchungstagen als auch zwischen dem ersten
Untersuchungstag und der Infektion der Tiere groß genug war, um eine gegenseitige
Beeinflussung der Untersuchungsergebnisse ausschließen zu können. Aus diesem
Grund wurde auch auf einen weiteren Untersuchungszeitpunkt zwischen dem 4. und
dem 20. Tag p. inf. verzichtet. Zwar hätte ein solcher Untersuchungszeitpunkt dazu
dienen können, die Übergänge zwischen akuter und chronischer Entzündung
genauer zu definieren, jedoch sind die histologischen Entsprechungen für die
Umbau- und Reparationsprozesse der Lungenveränderungen für die
A. pleuropneumoniae-Infektion hinreichend bekannt (LIGGETT et al. 1987). Die zwei
gewählten Untersuchungszeitpunkte an Tag 4 und Tag 20 p. inf. sind ausreichend,
um die Unterschiede bzw. Entsprechungen zwischen dem klinischen Bild der
73

Übergreifende Diskussion
Infektion in der akuten und in der chronischen Erkrankungsphase abzubilden ohne
das Risiko einer Verfälschung durch den Einfluss eines zu engmaschigen
Untersuchungsschemas einzugehen. Um weiteren möglichen Verfälschungen der
Phänotypisierungsergebnisse vorzubeugen, die in der Methodik und Technik der
einzelnen verwendeten Verfahren begründet sein könnten, wurden zunächst für alle
Untersuchungsmethoden separate Scoringverfahren entwickelt, die einen objektiven
Vergleich der Aussagekraft der einzelnen Methoden ermöglichen. Die Aussagekraft
der allgemeinen klinischen Untersuchung und der speziellen Untersuchung der
Lunge durch Auskultation, Beurteilung von Rhythmus und Intensität der
Atembewegung sowie Atemtyp beim Schwein ist seit langem bekannt (SCHULZE et
al. 1963). Auch für Sonographie und Röntgen wurde die Anwendbarkeit der Methodik
beim Schwein bereits in verschiedenen Studien bestätigt (DOUGLAS et al. 1991;
BEISL 1994; HEINRITZI u. BEISL 1995; VON GIERKE 1997). Jedoch sollte hier die
Aussagekraft der Methoden verglichen werden, vor allem um die Verwendbarkeit von
Sonographie und Röntgen zur Phänotypisierung des Probandenmaterials zu
bestimmen. Bereits bekannte Einflüsse auf die Untersuchungsergebnisse wie die
Abhängigkeit der Röntgenbildauswertung von dem jeweiligen Betrachter (WALTHER
2006) sowie die Abhängigkeit der Beurteilung der Auskultationsergebnisse von der
jeweiligen Erfahrung des Untersuchers wurden umgangen, indem alle
Untersuchungen und Auswertungen von nur einer Person durchgeführt wurden, so
dass Fehler durch eine individuelle Beurteilung auszuschließen sind.
Nach der Aerosolinfektion der Schweine reichte der klinische Verlauf der
Pleuropneumonie sowie das Ausmaß der Lungenveränderungen von Tieren ohne
klinische Symptome und Lungenveränderungen bis hin zu Todesfällen nach der
Infektion. Wie beschrieben (BERTRAM 1985) erkrankten die ersten Tiere innerhalb
der ersten 24 Stunden. Die klinischen Symptome entsprachen den beschriebenen
perakuten bis chronischen Krankheitsbildern der klassischen A. pleuropneumoniae-
Infektion (ZIMMERMANN u. PLONAIT 2001). Im Rahmen der Sektion konnten die
klinischen Bilder verifiziert werden, hier fanden sich in der akuten Phase fibrinöse
Pleuropneumonien mit schwarz-roten Nekroseherden, ödematös verbreiterten
74

Übergreifende Diskussion
Interstitien sowie serofibrinösen Exsudaten im Bereich der Brusthöhle und eine
fibrinöse Pericarditis. Wie in der Literatur mehrfach beschrieben betrafen die
Veränderungen sowohl die Zwerchfellslappen als auch Mittel- und Spitzenlappen der
Lunge (SHOPE 1964; MATSCHULLAT 1982). Auch in der chronischen Phase
entsprachen die Sektionsbefunde den Literaturbeschreibungen (MATSCHULLAT
1982; LIGGETT et al. 1987). Hier fanden sich multiple Sequester, eine Induration der
Lunge sowie eine adhäsive Pleuritis.
Der Vergleich der Aussagekraft von klinischer Untersuchung, Sonographie und
Röntgen erfolgte im Rahmen einer Zwischenauswertung nach etwa der Hälfte der
Studienzeit. Obwohl mit beiden bildgebenden Verfahren eine differenzierte
Beurteilung des Zustandes des Lungengewebes möglich war, konnten auch in dieser
Studie die Einschränkungen beider Techniken bestätigt werden, die bereits in
früheren Studien beschrieben worden waren.
So sind sonographisch nur solche Veränderungen darstellbar, die bis an die
Lungenoberfläche heranreichen. Unter belüftetem Gewebe gelegene
Lungenläsionen können auf Grund der hohen Impedanz zwischen Brustwand und
belüftetem Lungengewebe nicht abgebildet werden, da hier die Schallwellen bereits
gesamthaft an der Lungenoberfläche reflektiert werden (REINHOLD et al. 2002;
FREY et al. 2006). Auch Lungenläsionen, die unter dem Schulterblatt lokalisiert sind,
sind sonographisch nicht darstellbar (KLEIN 1999).
Bei der röntgenologischen Diagnostik können nur solche Veränderungen erkannt
werden, die bei der Abbildung des Thorax nicht von anderen anatomischen
Strukturen überlagert werden (FARROW 1981a, b). So können Verdichtungen des
Lungengewebes übersehen werden, wenn sie hinter der konvexen Krümmung des
Zwerchfells oder Bereichen des Abdomens liegen (FARROW 1981a, b; REEF et al.
1991). Auch die Kompression der der Röntgenkassette zugewandten Lungenhälfte,
die dadurch strahlenunduchlässiger wird, sorgt für einen Detailverlust in der
Darstellung der Lunge (SILVERMAN u. SUTER 1975; SPENCER et al. 1981; TOBIN
2004) ebenso wie die Unschärfe, die dadurch entsteht, dass die Atembewegung
nicht vollständig ausgeschaltet werden kann, da die Lungenröntgenbilder nicht immer
75

Übergreifende Diskussion
auf der Höhe der Inspiration aufgenommen werden können, wie es eigentlich
erforderlich wäre (MILL u. PRANGE 1968). Hierdurch wird die Darstellung der
pathomorphologischen Veränderungen negativ beeinflusst. Ein weiterer wichtiger
Faktor, der Auswirkungen auf die Aussagekraft der Röntgenuntersuchung der Lunge
hat, ist der Infektionserreger selbst. Pleuritiden, wie im Falle einer
A. pleuropneumoniae-Infektion, führen in der Regel zu so starken Verschattungen,
dass die restliche Zeichnung der Lunge verschwindet und somit nur eingeschränkt
beurteilt werden kann (MILL u. PRANGE 1968).
Bei einem direkten Vergleich der Auswertung von Ultraschall- und Röntgenbildern
boten die sonographischen Befunde vor allem zwei wesentliche Vorteile: einerseits
ermöglichten sie die genaue Bestimmung des Charakters der Bronchopneumonie,
vor allem im Hinblick auf eitrige Exsudation und Abszessbildung (SOBOTKA 1999),
andererseits gelang die genaue Zuordnung der Befunde zu der entsprechenden
Lungenseite und die exakte Lokalisation von Lungenabszessen und –sequestern.
Dies entspricht den Ergebnissen der Studie von WALTHER (2006), die zwar
bestätigt, dass abszedierende Pneumonien im Röntgenbild dargestellt werden
können (OWENS 1989), jedoch zu dem Schluss kommt, dass Lungenröntgenbilder
kein ausreichend sicheres Diagnostikum für abszedierende Pneumonien darstellen.
Diese Einschränkungen der beiden bildgebenden Untersuchungsverfahren wurden
vor allem bei dem Vergleich der Schweregradeinteilung deutlich. Hierbei wurden die
Häufigkeiten verglichen, mit denen Sonographie und Röntgen an den beiden
Untersuchungstagen p. inf. die Tiere den verschiedenen Erkrankungsschweregraden
(nicht, ggr., mgr., und hgr. erkrankt) zuordneten. Hier konnten entsprechend der
beschriebenen Nachteile beider Untersuchungsverfahren Pleuraveränderungen,
Lungengewebseinschmelzungen an der Lungenoberfläche und Pleuraergüsse in der
Sonographie gut dargestellt werden, während zum Beispiel Pleuraergüsse im
Röntgenbild nicht sichtbar wurden. Im Röntgenbild zeigten sich hingegen tiefer
gelegene Gewebeverdichtungen, die in der Sonographie übersehen wurden. So gab
es an beiden Untersuchungstagen Tiere, die entweder im Röntgenbild oder in der
sonographischen Untersuchung als stärker erkrankt beurteilt wurden, je nach
76

Übergreifende Diskussion
Lokalisation und Art der Lungenveränderungen. Bei der Betrachtung der
Schweregradeinteilung im Ganzen wird allerdings deutlich, dass die Sonographie
insgesamt nicht nur die Erkennung von mehr, sondern auch von feineren
Veränderungen ermöglicht als das Röntgen, wodurch im Rahmen der
sonographischen Untersuchung auch mehr Tiere als schwerer erkrankt beurteilt
werden als in der Röntgenuntersuchung.
Beide bildgebenden Verfahren wiesen in dieser Studie Korrelationen sowohl mit den
pathomorphologischen Sektionsbefunden als auch mit den Ergebnissen der
klinischen Untersuchung auf. An Tag 4 p. inf. ergab sich trotz der nahezu identischen
Korrelation beider Verfahren mit den klinischen Befunden eine höhere Korrelation
zwischen den Sektionsbefunden und den Befunden der sonographischen
Lungenuntersuchung. Dieses entspricht den zuvor aufgeführten Ergebnissen des
Häufigkeitenvergleichs der Schweregradeinteilung. Die deutlich schlechtere
Korrelation zwischen den sonographischen Befunden und der Klinik an Tag 20 p. inf.
lässt sich damit erklären, dass in der chronischen Erkrankungsphase die
Sonographie es ermöglicht, Lungengewebsveränderungen darzustellen, die vom Tier
bereits wieder kompensiert werden können und daher nicht mehr klinisch manifest
werden. Diese Kompensation ist ein Grund für das häufige Fehlen charakteristischer
klinischer Symptome während der chronischen Krankheitsphase (MATSCHULLAT
1982).
In der Gesamtbeurteilung von Röntgen und Sonographie als klinische
Untersuchungsmethoden zur Phänotypisierung von Schweinen im Rahmen einer
funktionellen Genomanalyse erweist sich in dieser Studie die sonographische
Untersuchung im Vergleich mit der klinischen und der röntgenologischen
Untersuchung der Lunge als am besten geeignet zur Beurteilung des
Lungenzustandes beim Schwein. Dieses entspricht den Ergebnissen einer Studie
von SCHNEIDER (1995) beim Kalb, in der die Sonographie bei der
Lungenuntersuchung ebenfalls eine geringfügig bessere Sensitivität (85,5 %) und
Spezifität (98,7 %) im Vergleich zur Röntgenuntersuchung zeigte (Sensitivität:
76,8 %; Spezifität: 90,7 %).
77

Übergreifende Diskussion
Die Ergebnisse dieser Zwischenauswertung zeigen deutlich die Unterschiede in der
Aussagekraft der verschiedenen Methoden bei der Diagnostik von Lungenläsionen,
sie zeigen aber auch deutlich, dass keine der zur Verfügung stehenden, nicht-
invasiven Untersuchungsmethoden alleine den Zustand der Lunge adäquat
wiederspiegelt und somit den Goldstandard des Lungenläsionsscores nach HANNAN
et al. (1982) ersetzen könnte. Genauso deutlich wird bei dem Vergleich von
sonographischer und röntgenologischer Lungenuntersuchung, dass sich beide
Verfahren hinsichtlich ihrer individuellen Vorteile ergänzen. Daher wurde in einem
weiteren Schritt untersucht, ob sich aus der Kombination aller drei
Untersuchungseinzelscores (klinischer Score, sonographischer Score,
röntgenologischer Score) Vorteile ergeben. Der aus der mathematischen
Verrechnung der Einzelscores resultierende Gesamtwert wurde als sog. Respiratory
Health Score (RHS) bezeichnet. Der RHS zeigt sowohl an Tag 4 p. inf. (Spearman
Rangkorrelationskoeffizient: 0.86; p-Wert:

Übergreifende Diskussion
20 p. inf. vorgenommen und diese beiden Rangfolgen miteinander verglichen. In der
Vergangenheit waren Schweine mit einer niedrigen adaptiven Immunreaktion auf
eine Infektion mit Schweinen mit einer hohen adaptiven Immunreaktion verglichen
worden (MAGNUSSON et al. 1997). Dabei war die Hypothese aufgestellt worden,
dass Tiere mit einer hohen adaptiven Immunantwort auch eine generell höhere
Resistenz gegenüber verschiedensten Infektionen aufweisen würden, so dass die
züchterische Selektion auf eine ausgeprägte Antikörperantwort eine Zucht auf
Resistenz gegenüber Krankheitserregern bedeuten würde.
In dieser Studie fand sich bei dem Vergleich von Tag 4 p. inf. und Tag 20 p. inf.
jedoch eine hochsignifikante Korrelation zwischen dem Ranking der Tiere in der
akuten Erkrankungsphase und dem Ranking in der chronischen Erkrankungsphase.
Dieses unterstützt nicht die von MAGNUSSEN et al. (1997) aufgestellte Hypothese,
sondern zeigt deutlich, dass die in der akuten Erkrankungsphase aufgetretenen
Lungengewebeveränderungen den weiteren Krankheitsverlauf maßgebend prägen
und nicht durch das Einsetzen der adaptiven Immunität aufgefangen oder
ausgeglichen werden können. Somit zeigen diese Ergebnisse, dass die akut
auftretenden Lungenveränderungen auch ausschlaggebend für den Verlauf der
Erkrankung sind. Dies erklärt auch, warum in vorhergehenden kanadischen Studien,
die auf der Verwendung von Yorkshire-Zuchtlinien mit hoher antikörper- und
zellvermittelter Immunität basierten, kein konstanter Gesundheitsvorteil dieser
Schweine verifiziert werden konnte (MAGNUSSON et al. 1998; WILKIE u. MALLARD
1999).
Im letzten Abschnitt dieser Studie wurden die verschiedenen getesteten
Schweinezuchtlinien (Deutsche Landrasse, Piétrain, Hampshire und Large White)
auf mögliche Rasseunterschiede hinsichtlich des Erkrankungsschweregrades hin
verglichen. Einhergehend damit, dass der Verbraucher zunehmend ein Interesse an
der Herkunft und Produktion von Lebensmitteln tierischer Herkunft zeigt und Fleisch
von gesunden Tieren bevorzugt, die während der Mastperiode keinerlei
Behandlungen unterzogen wurden (VAN OIRSCHOT 1994; Borowy 2005), sind in
den letzten Jahren Forschungsansätze hinsichtlich einer genetischen Resistenz
79

Übergreifende Diskussion
gegenüber verschiedensten Krankheitserregern wieder aufgegriffen worden. Dabei
konnten auf den verschiedensten Feldern der Nutztiergenetik genetisch bedingte
Unterschiede in der Anfälligkeit gegenüber infektiösen Krankheitserregern
nachgewiesen und teilweise auch genetische Marker etabliert werden (COLE 1968;
MEIJERINK et al. 1997; STEAR und WAKELIN 1998; REINER et al. 2002; REINER
et al. 2007). Im Bereich der Lungengesundheit beim Schwein wurden verschiedenen
Studien durchgeführt, die sich mit einer rasseabhängigen Anfälligkeit gegenüber
viralen Infektionen (PCV-2, PRRSV) beschäftigten (HALBUR et al. 1998;
OPRIESSNIG et al. 2006; VINCENT et al. 2006). In weiteren Studien war außerdem
mehrfach die Vermutung geäußert worden, dass auch eine rassespezifische
Empfindlichkeit von Schweinen gegenüber bakteriellen Atemwegsinfekten existiert
(JONES 1968; STRAW et al. 1983).
Betrachtet man die bereits nachgewiesenen Resistenzunterschiede beim Schwein
wie z.B. hinsichtlich E. coli und Sarcocystis mischeriana (MEIJERINK et al. 1997;
REINER et al. 2007) sowie das hohe Maß an genetische Vielfalt in der weltweiten
Schweinepopulation, von der ein großer Anteil in Europa beheimatet ist (SCHERF
1995), erscheint eine solche Vermutung nahe liegend. Zwar stammen nach dem
heutigen Kenntnisstand alle Hausscheine von der Art Wildschwein (Sus scrofa) ab,
aber es wird bei unseren heutigen Schweinerassen vor allem zwischen zwei
eigentliche Ursprungsunterarten unterschieden: dem eigentlichen Wildschwein (Sus
scrofa scrofa) und dem asiatischen Wildschwein (Sus scrofa vittatus). Hinsichtlich
dieser Abstammung unterscheidet man auch bei den heutigen Schweinerassen noch
zwischen zwei verschiedenen Typen: dem Sus scrofa scrofa-Typ und dem Sus
scrofa vittatus-Typ (NICKELS 1997, BARTH et al. 2004). Beide Typen unterscheiden
sich hinsichtlich ihres Exterieurs, ihres Fleisch- und Fettansatzes, ihrer Fruchtbarkeit
und ihrer Konstitution. Unterstützt wird die Theorie von weiteren rassespezifischen
Resistenzunterschieden auch durch eine neue Studie, die aufzeigt, das beim
Schwein die Konzentrationen für verschiedene Blutparameter, wie Enzyme,
Mineralstoffe, Spurenelemente, Hämoglobin und Thrombozyten, sowie die
Referenzbereiche für das Differenzialblutbild, insbesondere von Lymphozyten,
segmentkernigen neutrophilen und eosinophilen Granulozyten, hoch signifikant von
80

Übergreifende Diskussion
der Rasse beeinflusst werden (NERBAS 2008). In den bisherigen Studien, die eine
Vermutung hinsichtlich einer rassespezifischen Empfindlichkeit von Schweinen
gegenüber bakteriellen Atemwegsinfekten vermuten ließen, war diesbezüglich keine
eindeutige Aussage möglich, da der Einfluss von Umwelteffekten auf die sich
abzeichnenden rassespezifischen Tendenzen nicht eingeschätzt werden konnte
(JONES 1968; STRAW et al. 1983). Ein weiterer Grund für die Schwierigkeit des
Nachweises von rassespezifischen Suszeptibilitätsunterschieden mag darin
begründet sein, das in der heutigen Schweineproduktion nur wenige Rassen und
somit ein geringer Anteil der tatsächlich existierenden genetischen Vielfalt eingesetzt
werden, wobei nahezu ein Drittel des Genpools der europäischen Schlachtscheine
auf der Rasse Large White basiert (LAVAL et al. 2000). Um rassespezifische
Tendenzen, und somit möglicherweise genetisch bedingte Resistenzunterschiede,
bei europäischen Schweinerassen unter produktionsnahen Bedingungen aufzeigen
zu können, wurden für diese Studie Zuchtlinien ausgewählt, die einen hohen Anteil
des Genpools der europäischen Schlachtschweine repräsentieren. Alle vier in dieser
Studie verwendeten Rassezuchtlinien (Deutsche Landrasse, Piétrain, Deutsches
Edelschwein und Hampshire) werden in der Basiszucht für die Erzeugung von
Hybridschweinen, die den Großteil der heutigen Schweineproduktion ausmachen,
eingesetzt. In alle vier Rassen wurden jedoch unterschiedlich stark chinesische
Schweinelinien eingekreuzt und auch der Anteil der Large White-Einkreuzung ist bei
allen vier Rassen verschieden. Während die Rasse Hampshire eine züchterische
Weiterentwicklung des British Saddleback ist, das aus verschiedenen englische,
italienische und neapolitanische Landschlägen gezüchtet wurde (BURDITT et al.
1995; KIPKA 2005) und somit keinen chinesischen Blutanteil aufweist, basieren alle
anderen drei Rassen auf der Kreuzung von asiatischen bzw. chinesischen und
europäischen Landschlägen. Sowohl das Deutsche Edelschwein als auch die
Deutsche Landrasse lassen sich vor allem auf das aus England importierte Large
White zurück führen (BRIGGS 1983; BURDITT et al. 1995; KIPKA 2005), welches
aus einer Kreuzung von asiatischen, englischen, italienischen und portugiesischen
Landschlägen entstanden ist (BURDITT et al. 1995; KIPKA 2005). Bei dem
Deutschen Edelschwein wurde lediglich das heutzutage ausgestorbene deutsche
81

Übergreifende Diskussion
Marschschwein mit dem importierten Large White gekreuzt (KIPKA 2005),
wohingegen bei der Deutschen Landrasse im Laufe der Zuchtgeschichte auch eine
Einkreuzung von weiteren deutschen Landschlägen, sowie dänischen und
niederländischen Rassen stattfand (BRIGGS 1983; BURDITT et al. 1995). Betrachtet
man die Zuchtgeschichte der Piétrain-Schweine, so ist diese Rasse eine
Weiterentwicklung des englischen Berkshire in das im Verlauf der Zuchtgeschichte
französische und belgische Landschläge eingekreuzt wurden. Das Berkshire selbst
entstand ursprünglich aus einer Kreuzung von asiatischen, portugiesischen,
italienischen und englischen Landschlägen aus der Grafschaft Berkshire (KIPKA
2005; BURDITT et al. 1995). Eine Einkreuzung des Large White in den Anfängen der
Zuchtgeschichte des Berkshire ist möglich (KIPKA 2005). Die Rasse Piétrain kann
somit zuchthistorisch einen asiatischen Blutanteil aufweisen, sie basiert aber nicht
direkt auf dem Large White. Somit bestehen die für diese Studie ausgewählten Linien
nicht nur aus Basiszuchtlinien der heutigen Schweineproduktion, sondern die
Auswahl berücksichtigt neben dem hohen Anteil an asiatisch-basierten
Schweinezuchtlinien in der heutigen Schweineproduktion auch die Dominanz des
Large White. Des Weiteren wird der Verringerung der genetischer Varianzen und
dem Allelverlust, der durch die langjährige Züchtung mit gleichem Zuchtziel
eingetreten ist (MAJERCIAK et al. 1994), innerhalb der Versuchspopulation durch die
Rasse Hampshire, die weder eine Large White– noch eine chinesisch-asiatische
Einkreuzung aufweist, entgegengewirkt.
Um die verschiedenen Zuchtlinien miteinander vergleichen zu können, wurde das an
Tag 4 p. inf. erhobene Ranking in Quartile (nicht, ggr., mgr., hgr. erkrankt) unterteilt
und die Verteilung der Rassen auf diese Quartile in Prozent beurteilt. Das Ranking
an Tag 4 p. inf. wurde ausgewählt, da zu diesem Zeitpunkt auch die Schweine, die
zur Methodenvalidierung an Tag 4 p.inf. euthanasiert worden waren, integriert
werden konnten. Die ausgeprägte Korrelation mit dem Ranking an Tag 20 p.inf.
schließt eine Verfälschung der Ergebnisse durch den Untersuchungszeitpunkt aus.
Die Ergebnisse dieses Linienvergleichs, basierend auf dem RHS, bestätigen eine
geringe Anfälligkeit der Linie Hampshire, die bereits in früheren Studien, bei denen
jedoch das Ausmaß des Einflusses von Umweltfaktoren auf das Ergebnis nicht
82

Übergreifende Diskussion
einschätzbar war, beobachtet worden war (STRAW et al. 1983). Auch ein höherer
Anfälligkeitsgrad der Rassen Deutsche Landrasse und Large White konnte bestätigt
werden (JONES 1968). Die Tiere der Rasse Piétrain zeigten nach der RHS-
Auswertung eine vergleichbare Anfälligkeit mit der der Deutschen Landrasse und
den Large White Ferkeln. Eine höhere Mortalität der Lage White-Schweine, die in
vorherigen Studien im Vergleich mit den Schweinen der Deutschen Landrasse nach
bakteriellen Lungeninfektionen und PCV-2-Infektionen beobachtet wurde (JONES
1968; OPRIESSNIG et al. 2006) konnte in diesen Versuchen nicht bestätigt werden.
Jedoch war in den eigenen Versuchen die Anzahl der Versuchsferkel der Rasse
Large White im Gegensatz zu der Anzahl der Deutschen Landrasse Schweine
gering, so dass ein Vergleich beider Rassen nur eingeschränkt möglich ist. Trotz der
geringen Tierzahlen kann jedoch die Aussage getroffen werden, dass die Schweine
der Large White-Rasse im Gegensatz zu den Hampshire-Schweinen keine
ausgeprägte Resistenz gegenüber der Infektion mit A. pleuropneumoniae aufweisen.
Obwohl sich in den Auswertungen, die auf dem RHS basieren, Piétrain, Deutsche
Landrasse und Large White als gleichermaßen anfällig erwiesen, muss die Zuchtlinie
der Deutsche Landrasse als mit Abstand am empfindlichsten gegenüber einer
A. pleuropneumoniae-Infektion angesehen werden. Alle Tiere, die sowohl in der
akuten als auch in der chronischen Erkrankungsphase verendeten oder auf Grund
des klinischen Erkrankungsgrades euthanasiert wurden, entstammten der Linie
Deutsche Landrasse wohingegen alle Tiere der anderen Zuchtlinien überlebten. Da
der RHS jedoch auf den Werten der überlebenden Tiere basiert, werden diese
Verluste auf Grund der Infektion bei der RHS-basierten Auswertung nicht mit erfasst.
Die Ergebnisse der im Rahmen dieser Studie durchgeführten Untersuchungen
weisen deutlich darauf hin, dass, da wie bereits diskutiert die Einflüsse von
Management, Klimabedingungen, Herdengröße, Umgebungsadaptation,
Produktionsform, Umweltkeimen und unterschiedlichen Rassetemperamenten
ausgeschlossen werden konnten, es eine genetisch bedingte Resistenz / Anfälligkeit
von Schweinen gegenüber bakteriellen Atemwegsinfektionserregern gibt, die in
verschiedenen Schweinerassen und Zuchtlinien solcher Rassen verankert ist.
83

Übergreifende Diskussion
Zusammenfassend konnte diese Arbeit wie auch schon WALTHER (2006) für das
Pferd, die Methodik des Röntgens als Goldstandard für die Diagnostik des
Ausmaßes der pathologischen Lungenveränderungen am lebenden Tier nicht
bestätigen. Vielmehr wurden in ihr die Vorteile der sonographischen
Lungenuntersuchung deutlich, zu denen noch hinzu kommt, dass die sonographisch
erhobenen Befunde in der Praxis für die Prognosestellung und die Therapieeinleitung
unmittelbar zur Verfügung stehen (SOBOTKA 1999; WALTHER 2006), wohingegen
der zeitliche und apparative Aufwand beim Röntgen größer ist, zumal hier
mindestens Aufnahmen von zwei Ebenen angefertigt werden müssen, um eine
genaue Befundzuordnung zu ermöglichen (SUTER u. LORD 1984; SCHNEIDER
1995; TOBIN 2004).
Ferner konnte im Verlauf dieser Arbeit ein neues, quantitatives, klinisches
Beurteilungsverfahren für das Ausmaß von Lungengewebsveränderungen entwickelt
und etabliert werden. Dieser RHS ist eine exzellente Möglichkeit, um in Zukunft bei
wissenschaftlichen Projekten das Ausmaß von Lungenläsionen am lebenden Tier zu
bestimmen, ohne dass weiterhin die Notwendigkeit einer pathomorphologischen
Untersuchung der Lunge im Rahmen einer Sektion besteht.
Durch die Anwendung des RHS konnte des Weiteren gezeigt werden, dass vor allem
die in der akuten Erkrankungsphase eintretenden Lungengewebeveränderungen das
Ausmaß der Erkrankung nach einer Infektion bestimmen und nicht, wie bisher
vermutet, die Fähigkeit des Körpers zu einer guten adaptiven Immunreaktion.
Und letztlich zeigte der Vergleich der verschiedenen Zuchtlinien hinsichtlich ihres
Erkrankungsschweregrades, dass es einen genetischen Einfluss auf die Ausprägung
der Erkrankung gibt, der vermutlich durch die genetischen Variationen, die für die
Ausbildung der angeborenen Immunmechanismen verantwortlich sind, bedingt ist.
Die Ergebnisse dieser Arbeit ermöglichen den IRAS-Projektpartnern eine
verlässliche Phänotypisierung der Versuchstiere, die die Erforschung der
Pathomechanismen von Atemwegserkrankungen erleichtert und zur Identifizierung
von genetischen Markern beiträgt. Da die generellen Mechanismen der Pathogenese
identisch sind, kann davon ausgegangen werden, dass die hier gewonnenen
Erkenntnisse auf alle Serotypen von A. pleuropneumoniae übertragen werden
84

Übergreifende Diskussion
können. Außerdem sind die Ergebnisse für alle von Interesse, die sich mit der
Diagnostik von Atemwegserkrankungen beim Schwein, mit
Atemwegsinfektionserregern und mit einer züchterischen Selektion auf
Krankheitsresistenzen beim Schwein beschäftigen. Vor dem praktischen Einsatz
einer solchen Selektion muss jedoch geklärt werden, welche Auswirkungen sie auf
die Empfänglichkeit gegenüber anderen Infektionserregern, z.B. viralen
Atemwegsinfektionserregern, hat. Die Ergebnisse dieser Arbeit sollten es in
Kombination mit den Ergebnissen der anderen IRAS-Projektpartner sowie den
Ergebnissen des Folgeprojektes FUGATO-RePoRi in Zukunft ermöglichen, Schweine
zu züchten, die eine erhöhte Resistenz gegenüber bakteriellen
Atemwegsinfektionserregern aufweisen. Dadurch kann ein entscheidender Beitrag
zum Tier- und Verbraucherschutz geleistet werden.
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97

Zusammenfassung
Doris Höltig
Zusammenfassung
Vergleichende klinische Untersuchungen an Ferkeln der Rassen Deutsche
Landrasse, Hampshire, Piétrain und Deutsches Edelschwein hinsichtlich
unterschiedlicher Erkrankungsgrade nach einer Aerosolinfektion mit
Actinobacillus pleuropneumoniae
Atemwegsinfektion verursachen in der Schweineproduktion jedes Jahr
schwerwiegende ökonomische Probleme. Neben den finanziellen Verlusten sind sie
für mehr als die Hälfte aller Antibiotikaeinsätze, vor allem gegen Ende der Mast, beim
Schwein verantwortlich und daher auch für den Verbraucherschutz zunehmend von
Bedeutung. Vor diesem Hintergrund arbeitet das FUGATO-IRAS-Konsortium an der
Entwicklung von genetischen Markern, die es in Zukunft ermöglichen sollen,
Schweine mit einer natürlichen Resistenz gegenüber Atemwegserkrankungen zu
züchten.
Ziel dieser Arbeit war es, ein aussagekräftiges Phänotypisierungsschema zur
Evaluierung von Lungenläsionen am lebenden Schwein zu etablieren und mögliche
Unterschiede in der klinischen Manifestation der A. pleuropneumoniae-Infektion
zwischen verschiedenen Rassen aufzuzeigen, um Grundlagen für genetische
Untersuchungen zu liefern.
Hierzu wurden insgesamt 134 Absatzferkel im Alter von sechs bis sieben Wochen
aus vier verschiedenen Zuchtlinien (51 Deutsche Landrasse, 16 Deutsches
Edelschwein, 24 Hampshire, 28 Piétrain und 15 Kreuzungstiere Deutsche
Landrasse x Deutsches Edelschwein) in einem Aerosolinfektionsmodel mit
A. pleuropneumoniae infiziert. Für die Beurteilung des Lungenzustandes erfolgten
eine tägliche klinische Allgemeinuntersuchung und eine klinische Untersuchung des
Atemtraktes in Kombination mit einer Pulsoxymetrie-Messung. Zusätzlich wurden an
drei Tagen (7 Tage vor, 4 Tage p. inf. und 20 Tage p. inf.) eine sonographische und
röntgenologische Untersuchung der Lunge durchgeführt. Die
99

Zusammenfassung
Untersuchungsergebnisse wurden über eine pathomorphologische Examination der
Lunge im Rahmen einer Sektion verifiziert.
Um die klinischen Untersuchungsergebnisse quantifizieren zu können, wurden für die
klinischen Untersuchungsmethoden Einzelscores (klinischer, sonographischer und
röntgenologischer Score) entwickelt. Der Vergleich der drei Einzelscores miteinander
sowie mit den erhobenen Sektionsbefunden, zeigte, dass alle vier
Beurteilungsverfahren zwar miteinander korrelierten, jedoch keine der klinischen
Untersuchungsmethoden allein das Bild der vorliegenden Lungengewebsveränderungen
umfassend darstellen konnte. Neben der Tatsache, dass auch diese
Studie das Röntgen als diagnostischen Goldstandard für Atemwegserkrankungen
nicht bestätigen konnte, wurde durch den Methodenvergleich deutlich, dass sich die
drei klinischen Methoden durch ihre unterschiedlichen Stärken im Hinblick auf das
Abbildungsvermögen der Lunge ergänzen. Aus diesem Grund wurden die drei
Einzelscores mathematisch zu einem Gesamtscore - dem Respiratory Health Score
(RHS) - kombiniert. Dieser zeigte sowohl in der akuten als auch in der chronischen
Erkrankungsphase eine exzellente Korrelation mit den Ergebnissen der
Lungenbefundung während der Sektion (Tag 4 p. inf.: SCC = 0.86, p-Wert:

Zusammenfassung
Im letzten Teil der Arbeit wurden die verschiedenen infizierten Schweinezuchtlinien
miteinander verglichen, um zu untersuchen, ob die in vorhergehenden Studien
geäußerte Vermutung, dass es Rasseunterschiede hinsichtlich Schwere und Verlauf
bei bakteriellen Atemwegsinfektionen geben könnte, bestätigt werden kann. Hierzu
wurden die Ferkel nach ihrem RHS an Tag 4 p. inf. gerankt, das Ranking in Quartile
(nicht, ggr., mgr., hgr. erkrankt) unterteilt und die Verteilung der Rassen auf diese
Quartile in Prozent berechnet. Bei dieser Verteilung zeigten sich deutliche
Rasseunterschiede. Die Schweine der Rasse Hampshire zeigten sich als
überwiegend resistent (47,6% nicht erkrankt), während die Deutsche Landrasse, die
Piétrain-Schweine und die Tiere der Rasse Large White eine nahezu gleiche
Suszeptibilität zeigten. Die Mortalität war jedoch bei den Ferkeln der Deutschen
Landrasse am höchsten.
Somit gelangt diese Studie zu dem Ergebnis, dass es rassespezifische, genetischbedingte
Unterschiede in der Ausprägung der angeborenen Immunität gibt, die zu
Unterschieden in der Suszeptibilität von Schweinen gegenüber A. pleuropneumoniae
und somit höchstwahrscheinlich gegenüber bakteriellen Atemwegsinfektionserregern
im Allgemeinen führen.
101

Summary
Doris Hoeltig
Summary
Clinical comparison of the severity of disease in weaning pigs of German
Landrace, Hampshire, Piétrain, and Large White breeding lines after aerosol
infection with Actinobacillus pleuropneumoniae
Respiratory tract diseases cause severe economical losses within the pig industry.
Next to financial losses they are responsible for about half of the antibiotic treatment
in pork production and, therefore, are of interest for consumer protection. Against this
background the FUGATO-IRAS consortium is working on the detection of genetic
markers responsible for an increased resistance against bacterial lung pathogens.
The intention of this study was to establish a clinical phenotyping scheme for the
evaluation of lung lesions in living pigs and to clarify if there are differences in the
clinical manifestation of disease between different breeding lines. This should provide
a basis for further genetic studies within the other IRAS-subprojects.
For this study 134 weaning-pigs of four different breeds (24 Hampshire, 28 Pietrain,
51 German Landrace, 16 Large White, 15 crossbred German Landrace x Large
White) were infected with A. pleuropneumoniae in an aerosol infection model. A
clinical examination including pulse oxymetry was performed daily and a radiographic
and sonographic examination of the lungs was done thrice (7 days before, 4 days p.
inf. and 20 days p. inf.). The results of these three clinical methods were verified by
pathomorphological lung examinations during necropsy.
For an objective quantification of the clinical results three scoring schemes (clinical,
ultrasonographic and radiographic score) were developed and compared to each
other as well as to the necropsy findings. This comparison leads to the conclusion
that all scores are correlated but none of them is depicting the lung lesion status
comprehensively. Radiography alone could not be confirmed as a “gold-standard” for
the clinical diagnostic of respiratory tract diseases. The three techniques
complemented each other, so that the single scores were mathematically combined
103

Summary
to a total value called Respiratory Health Score (RHS). This RHS shows an excellent
correlation with the results of the lung examination during necropsy in the acute
phase as well as in the chronic phase of disease (day 4 p. inf.: SCC = 0.86, p-value:

Anhang
Anhang
105

Anhang: Versuchsdesign
A. Versuchsdesign
107

Anhang: Versuchsdesign
108
A.1: Zeitplan des Versuchsablaufs. Bestehend aus Adaptations- und Versuchsphase mit (A) Ankunft
der Tiere im Alter von 4 Wochen, (B / D / E) sonographische (a) und röntgenologische (b)
Lungenuntersuchung unter Allgemeinanästhesie, (C) Aerosolinfektion mit A. pleuropneumoniae, (F)
Euthanasie und Sektion der Tiere

Anhang: Versuchsdesign
109
A.2: Stallgrundriss (10,83m 2 ). Bestehend aus (A) Liegeecke mit zwei Rotlichtlampen, Ferkelmatten und
Heucobs (Einstreu), (B) Spielbereich, (C) Fressbereich mit Keramiktrog (fu) und zwei Ferkel- / Läufertränken (t),
(D) Kotecke und (E) Wirtschaftsbereich

Art
Ferkelstarter
Ferkelaufzuchtfutter
Heucobs
Gerstenschrot
Anhang: Versuchsdesign
A.3: Fütterung während des Versuches
A.3.1 verwendete Futtermittel
Handelsbezeichnung
Deuka primo wean
Deuka primo pro
AGROBS pre alpin
-----
MJ ME
110
15
13,4
7,5
12,4
pro kg uS
gRp
240
175
95
80
MJ ME
0,015
0,0134
0,0075
0,0124
pro g uS
A.3.2 Empfehlungen zur Ferkelfütterung und Versuchsfütterung
KM (kg)
5,5 - 7,5
7,5 - 10,0
10,0 - 12,8
12,8 - 16,0
16,0 - 19,5
19,5 - 23,4
23,4 - 27,6
Versuchswoche
1
2
3
4
5
6
7
ME (MJ)
5,7
6,9
9,2
10,6
12,8
14,4
16,9
Empfehlung
Rp (g)
112
140
162
184
206
228
265
ME (MJ)
a
7
8,46
10,5
5,4*
11,87*
13,7 - 14,5*
Versuch
a: restriktive Fütterung von Futter des Herkunftsbetriebes; * Abweichung von den Empfehlungen,
wegen verminderte Futteraufnahme der Tiere durch die A. pleuropneumoniae - Infektion
gRp
0,25
0,175
0,095
0,08
Rp (g)
a
110
108
130,75
63,9*
146*
170 – 183*

Tag
Anhang: Versuchsdesign
A.3.3 Fütterungstabelle für Adaptations- und Versuchsphase
Ferkelstarter
Ferkelaufzuchtfutter
Gerstenschrot
Heucobs
MJ
ME
111
gRp
Ferkelstarter
Ferkelaufzuchtfutter
Gerstenschrot
Heucobs
für10 für 10 für10 für 10
Tiere Tiere Tiere Tiere
1 150 1500
2 200 2000
3 250 2500
4 300 3000
5 350 3500
6 400 4000
7 450 4500
8 450 25 7,06 110 4500 250
9 450 50 7,37 112 4500 500
10 450 50 7,37 112 4500 500
11 400 75 50 7,625 113 4000 750 500
12 400 75 50 7,625 113 4000 750 500
13 300 200 50 7,8 111 3000 2000 500
14 300 200 50 7,8 111 3000 2000 500
15 100 450 75 8,46 108 1000 4500 750
16 100 450 75 8,46 108 1000 4500 750
17 500 75 100 8,38 103 5000 750 1000
18 500 75 100 8,38 103 5000 750 1000
19 500 75 200 9,13 112 5000 750 2000
20 500 75 200 9,13 112 5000 750 2000
21 250 25 200 5,16 64,75 2500 250 2000
22 550 75 300 10,5 130,75 5500 750 3000
23 550 75 300 10,5 130,75 5500 750 3000
24 550 75 300 10,5 130,75 5500 750 3000
25 550 75 350 10,92 135,5 5500 750 3500
26 550 75 350 10,92 135,5 5500 750 3500
27 550 75 350 10,92 135,5 5500 750 3500
28* 550 75 250 10,17 126 5500 750 2500
29 250 75 150 5,4 63,9 2500 750 1500
30 250 75 150 5,4 63,9 2500 750 1500
31 300 75 150 6,07 72,75 3000 750 1500
32** 300 75 200 6,45 77,5 3000 750 2000
33 300 75 250 6,82 82,25 3000 750 2500
34 400 75 350 8,88 109,25 4000 750 3500
35 550 75 350 10,89 135,5 5500 750 3500
36 600 100 350 11,87 146 6000 1000 3500
37 600 100 350 11,87 146 6000 1000 3500
38 600 100 400 12,24 151 6000 1000 4000
39 600 100 400 12,24 151 6000 1000 4000
40 600 100 400 12,24 151 6000 1000 4000
41 600 100 500 12,98 160 6000 1000 5000
42 600 100 500 12,98 160 6000 1000 5000
43 600 100 600 13,7 170 6000 1000 6000
44 600 100 600 13,7 170 6000 1000 6000
45 600 100 600 13,7 170 6000 1000 6000
46 650 50 700 14,51 183 6500 500 7000
47 650 50 700 14,51 183 6500 500 7000
48 650 50 700 14,51 183 6500 500 7000
49** 300 2,22 28,5 3000
Gesamtmenge
in g 50500 178500 30000 117000
Gesamtmenge
in kg 50,5 178,5 30 117
* Infektion der Tiere mit A. pleuropneumoniae; ** morgens keine Fütterung wg. Allgemeinanästhesie

a
c
Anhang: Versuchsdesign
A.4 Aerosolinfektion
A.4.1: Aufbau der Aerosolinfektionskammer. (a) Kammerinnenraum mit
verschließbarer Klappe, (b) Luftfilter, (c) Bürette zum Aufnehmen der
Bakteriensuspension, (d) Pressluftflasche zum Erzeugen des
Vernebelungsdrucks von 2 bar, (e) Pumpe zur Luftumwälzung im
Kammerinnenraum, (f) Düse zum Vernebeln der Bakteriensuspension.
112
f
b
d
e

Arbeitschritte
Treiben der Tiere aus dem Stall in die Kammer
Herstellen der Belastungssuspension
Befüllen einer Auslaufküvette
Druck anlegen
Vernebeln der Bakteriensuspension
Schließen der Druckluftflasche
Einwirkung des Aerosols
Anschalten der Pumpe
Öffnen des Zuluftfilters
Abpumpen des Aerosols
Öffnen der Tür und Zurücktreiben der Tiere
Anhang: Versuchsdesign
A.4.2: Ablauf der Aerosolinfektion
113
Hinweise
• Stallnummer notieren
• Ruhiges Treiben
• Gruppen von bis zu 5 Tieren
• Ohrmarken notieren
• Verdünnen von 1 ml der vorliegenden
Keimsuspension in 100 ml eisgekühlter
physiologischer Kochsalzlösung
• ca. 75 ml der Belastungssuspension
• Entfernen der Luftblasen
• 2 bar durch Öffnen der Druckluftflasche
• 13 ml
• Dauer ca. 2 min
-----
• 10 min
-----
-----
• ca. 20 min
• ruhiges Treiben

Anhang: Versuchsdurchführung
B. Versuchsdurchführung
115

B.1: Versuchsferkelübersicht
Anhang: Versuchsdurchführung
116

Anhang: Versuchsdurchführung
117

Anhang: Versuchsdurchführung
118

Anhang: Versuchsdurchführung
119

Anhang: Versuchsdurchführung
120
*Herkunft: 1 = Deutsche Landrasse; 3 = Large White; 5 = Hampshire; 1/3 Kreuzungstier Deutsche Landrasse x Large White (nicht in
Auswertung übernommen); 6 = Pietrain; ** nb = nicht bekannt

Versuchsdurchgang
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
13
14
Anhang: Versuchsdurchführung
B.2 Stallklimadaten
FUGATO- Temperatur (°C)*
Tiere Mittelwert
Min. Max.
121
rel. Luftfeuchtigkeit (%)*
Mittelwert
Min. Max.
01-08 --- --- --- --- --- ---
09-18 22,8 20 24 16,4 13 21
19-28 23,8 23 25 31,4 24 43
29-38 23,1 21 226 37,0 32 45
39-51 25,6 23 29 37,7 22 57
52-61 24,4 23 26 38,6 30 88**
62-74 23,2 21 25 40,7 22 88**
75-84 23,7 22 28 32,3 23 40
85-94 20,8 18 23 32,0 24 50
95-104 23,6 22 26 39,7 22 55
105-118 24,2 22 27 38,6 31 48
129-138 21,5 20 22 38,4 30 51
139-148 21,4 21 23 36,9 32 42
* Messzeit: 7.00 – 8.00 a.m.; ** Lüftungsausfall für ca. 6 h

Tiernummer
Verwendung**
KS 7
Tage
vor
inf.*
US 7
Tage
vor
inf.*
Anhang: Versuchsdurchführung
B.3: Klinische Scores
RS 7
Tage
vor
inf.*
KS
Tag 4
p.inf.*
122
US
Tag 4
p.inf.*
RS
Tag 4
p.inf.*
KS
Tag
20
p.inf.*
US
Tag
20
p.inf.*
RS
Tag
20
p.inf.* RHS* LLS*
1 1 0 0 999 999 16 999 999 4 999 --- 16,4
2 1 0 0 999 999 1 999 999 7 999 --- 9
3 1 0 0 999 999 2 999 999 6 999 --- 13,4
4 1 0 0 999 999 2 999 999 4 999 --- 0
5 1 0 0 999 999 70 999 999 11 999 --- 17,4
6 1 0 0 999 999 4 999 999 8 999 --- 7,9
7 1 0 0 999 999 4 999 999 10 999 --- 5,2
8 1 0 0 999 999 28 999 999 54 999 --- 6,9
9 1 0 0 1 5,60 25 14 9,49 30 24 22,83 11,1
10 1 0 0 2 1,87 35 6 4,75 13 7 12,94 3,2
11 1 0 0 2 1,80 35 3 4,43 7 8 10,83 3,8
12 1 0 0 0 3,20 21 11 6,42 9 13 16,17 9,3
13 1 0 0 4 3,67 13 6 8,81 36 18 12,28 7,9
14 1 0 1 1 12,97 52 888 92,97 888 888 63,61 27,1
15 1 0 0 2 777 777 777 777 777 777 777 444
16 1 0 0 4 0,60 18 11 75,63 888 888 11,33 12,9
17 2 0 0 0 555 555 555 555 555 555 555 0
18 2 0 555 555 555 555 555 555 555 555 555 0
19 1 0 0 1 3,61 82 16 8,21 73 8 30,34 4,9
20 1 0 3 1 3,06 82 10 14,18 134 22 25,43 12,3
21 1 0 1 0 1,00 14 5 7,97 117 9 7,33 7,1
22 1 0 2 0 3,82 97 16 81,00 888 888 33,20 15
23 1 0 0 0 3,27 45 14 8,24 105 13 22,29 8,6
24 1 0 1 0 2,85 43 27 7,06 23 19 29,92 12,1
25 1 0 2 2 5,52 44 3 10,76 109 13 18,53 2,9
26 1 0 1 0 2,03 36 6 9,15 86 16 13,38 7,5
27 1 0 777 777 777 777 777 777 777 777 777 444
28 1 0 0 1 1,18 2 0 66,18 888 888 2,30 21
29 1 0 1 1 1,82 40 8 666 666 666 15,03 5,7
30 1 0 0 0 1,00 0 0 2,91 19 7 1,67 0
31 1 0 6 0 0,18 8 0 666 666 666 1,64 0
32 1 0 0 0 0,45 0 0 3,55 39 4 0,76 11,2
33 1 0 1 0 0,82 0 2 2,64 2 2 2,70 0
34 1 0 1 1 1,18 9 0 666 666 666 3,47 0
35 1 0 0 0 0,73 0 0 2,45 2 3 1,21 0
36 1 0 0 0 0,45 0 0 666 666 666 0,76 0
37 1 0 0 0 0,73 3 0 1,82 4 2 1,71 0
38 1 0 0 0 0,55 0 0 2,00 2 1 0,91 0
39 2 0 555 555 555 555 555 555 555 555 555 0
40 2 0 555 555 555 555 555 555 555 555 555 0
41 2 0 555 555 555 555 555 555 555 555 555 0

Tiernummer
Verwendung**
KS 7
Tage
vor
inf.*
US 7
Tage
vor
inf.*
Anhang: Versuchsdurchführung
RS 7
Tage
vor
inf.*
KS
Tag 4
p.inf.*
123
US
Tag 4
p.inf.*
RS
Tag 4
p.inf.*
KS
Tag
20
p.inf.*
US
Tag
20
p.inf.*
RS
Tag
20
p.inf.* RHS* LLS*
42 1 0 1 0 0,60 16 4 666 666 666 6,33 0
43 1 0 0 2 0,70 1 0 666 666 666 1,33 0
44 1 0 1 2 0,60 2 0 2,98 14 0 1,33 0
45 1 0 1 2 0,70 14 2 2,06 0 0 4,83 0
46 1 777 777 777 777 777 777 777 777 777 777 5,9
47 1 0 0 1 0,60 0 0 3,39 9 1 1,00 0
48 1 0 0 1 0,80 0 0 1,99 2 0 1,33 0
49 1 0 0 3 0,83 0 0 2,02 4 0 1,39 0
50 1 0 0 1 0,93 20 7 666 666 666 9,56 0
51 1 0 0 0 1,13 1 0 666 666 666 2,06 0,7
52 1 0 0 4 4,54 81 11 666 666 666 28,41 13,6
53 1 0 0 0 4,18 86 25 6,57 74 19 37,97 1,1
54 1 0 0 2 3,21 48 10 666 666 666 20,02 6
55 1 0 0 2 2,15 15 2 4,09 8 0 7,42 0,7
56 1 0 1 0 5,00 84 13 8,06 57 16 31,00 5
57 1 0 0 1 4,48 116 29 8,82 148 14 46,14 1,8
58 1 0 1 0 2,88 77 19 6,51 60 16 30,30 4,4
59 1 0 0 0 1,94 49 18 666 666 666 23,40 6,1
60 1 0 0 0 1,73 10 14 3,15 14 2 13,88 0
61 1 0 0 9 3,97 64 18 666 666 666 29,28 6,4
62 1 0 3 1 13,97 888 888 88,97 888 888 89,95 1,3
63 1 0 1 0 13,97 888 888 88,97 888 888 89,95 31,9
64 3 0 0 0 7,49 999 999 13,82 42 38 44,81 333
65 1 0 0 0 8,30 999 999 15,73 77 20 40,01 11
66 1 0 999 999 777 777 777 777 777 777 777 777
67 3 0 0 0 7,67 999 999 17,36 103 22 44,61 333
68 1 0 0 0 1,41 6 0 666 666 666 3,35 0
69 1 0 0 0 13,85 888 888 88,85 888 888 89,75 15,3
70 1 0 0 0 2,17 23 4 666 666 666 10,12 5
71 1 0 0 0 5,97 999 999 62,37 888 888 76,62 35
72 3 0 0 0 1,64 999 999 5,15 17 0 5,56 333
73 1 0 0 0 3,00 999 999 5,59 9 4 9,17 5
74 1 0 0 0 6,79 76 4 6,79 666 666 26,65 11,9
75 3 0 2 0 0,45 999 999 1,00 19 4 6,59 333
76 1 0 0 0 17,21 888 888 97,21 888 888 95,35 21,1
77 1 0 0 0 17,36 888 888 97,36 888 888 95,61 35
78 1 0 1 0 1,00 69 6 666 666 666 17,17 9
79 1 0 0 0 0,40 6 2 666 666 666 3,00 0,7
80 1 0 0 0 0,80 41 6 666 666 666 12,17 5
81 1 0 0 0 0,90 0 0 666 666 666 1,50 1,1
82 1 0 2 0 17,24 888 888 97,24 888 888 95,40 35
83 3 0 0 0 6,18 999 999 25,12 185 33 63,14 333
84 3 0 0 0 1,00 999 999 1,82 100 7 23,00 333
85 1 0 0 0 0,58 11 0 2,27 8 8 2,79 0
86 1 0 0 0 0,36 20 11 2,70 83 6 11,27 0
87 1 0 0 2 4,39 120 22 666 666 666 41,99 12,2

Tiernummer
Verwendung**
KS 7
Tage
vor
inf.*
US 7
Tage
vor
inf.*
Anhang: Versuchsdurchführung
RS 7
Tage
vor
inf.*
KS
Tag 4
p.inf.*
124
US
Tag 4
p.inf.*
RS
Tag 4
p.inf.*
KS
Tag
20
p.inf.*
US
Tag
20
p.inf.*
RS
Tag
20
p.inf.* RHS* LLS*
88 1 0 0 0 3,15 28 7 666 666 666 14,59 7,8
89 1 0 0 1 0,82 48 3 2,15 27 7 11,36 0
90 1 0 0 0 1,15 75 8 3,52 146 6 19,75 0
91 1 0 0 0 0,36 7 5 666 666 666 5,11 0
92 1 0 0 0 0,45 15 2 2,42 8 8 4,59 0
93 1 0 0 0 1,73 32 7 666 666 666 12,88 2,5
94 1 0 0 0 2,00 94 16 5,24 111 22 29,67 12,1
95 1 0 0 0 0,20 0 0 666 666 666 0,33 0
96 1 0 1 0 0,10 0 0 666 666 666 0,17 0
97 1 0 0 0 0,20 0 0 0,20 999 999 999 35
98 1 0 0 0 0,30 0 0 1,40 2 2 0,50 0
99 1 0 0 0 0,20 0 0 666 666 666 0,33 0
100 1 0 1 0 0,30 0 0 1,00 0 0 0,50 0
101 1 0 0 0 1,83 65 12 3,73 28 4 21,89 8,5
102 1 0 0 0 0,20 18 0 666 666 666 3,33 0
103 1 0 0 0 0,30 0 0 1,00 0 4 0,50 0
104 1 0 0 0 0,20 0 0 2,80 0 3 0,33 0
105 1 0 0 0 0,93 7 0 666 666 666 2,72 0
106 1 0 0 1 6,03 86 27 6,58 97 4 42,38 4,74
107 1 0 0 2 0,85 0 0 666 666 666 1,42 0
108 1 0 0 0 1,21 10 0 666 666 666 3,69 0
109 1 0 0 0 2,54 33 9 2,82 34 13 15,74 4,48
110 1 0 0 0 0,64 2 0 0,64 0 0 1,39 0
111 1 0 0 0 1,55 999 999 2,04 2 0 2,92 0
112 1 0 0 0 0,50 999 999 1,32 14 0 3,17 0,7
113 1 0 4 0 6,00 27 2 6,55 82 0 15,83 15,6
114 1 0 0 0 4,70 999 999 8,39 40 14 23,83 13,3
115 1 0 0 1 1,93 40 0 666 666 666 9,89 14,1
116 1 0 0 0 5,76 109 16 6,30 117 9 38,43 28,2
117 1 0 0 0 2,52 0 2 2,79 0 0 5,53 0
118 1 0 0 4 8,70 999 999 65,82 888 888 81,17 35
129 1 0 0 0 3,30 67 4 666 666 666 19,34 9
130 1 0 0 0 5,97 57 12 666 666 666 27,45 17,1
131 1 0 0 0 2,70 17 5 666 666 666 10,66 7,4
132 1 0 0 0 4,24 117 16 666 666 666 37,24 12,7
133 1 0 0 0 0,45 0 0 666 666 666 0,76 0
134 1 0 0 0 1,58 26 1 666 666 666 7,63 5,2
135 1 0 0 0 1,54 0 2 666 666 666 3,91 0
136 1 0 0 0 2,64 115 7 666 666 666 28,23 6,8
137 1 0 0 0 0,55 0 0 666 666 666 0,91 0
138 1 0 0 0 3,79 129 9 666 666 666 33,81 22,8
139 1 0 0 0 0,09 1 0 666 666 666 0,32 0
140 1 0 0 0 0,55 0 0 666 666 666 0,91 0
141 1 0 0 0 1,85 23 5 666 666 666 10,25 8,3
142 1 0 0 0 0,55 0 0 666 666 666 0,91 0
143 1 0 0 0 1,64 16 1 666 666 666 6,06 5,5

Tiernummer
Verwendung**
KS 7
Tage
vor
inf.*
US 7
Tage
vor
inf.*
Anhang: Versuchsdurchführung
RS 7
Tage
vor
inf.*
KS
Tag 4
p.inf.*
125
US
Tag 4
p.inf.*
RS
Tag 4
p.inf.*
KS
Tag
20
p.inf.*
US
Tag
20
p.inf.*
RS
Tag
20
p.inf.* RHS* LLS*
144 1 0 0 0 0,55 0 0 666 666 666 0,91 0
145 1 0 0 0 555 555 555 555 555 555 555 0
146 1 0 0 0 555 555 555 555 555 555 555 0
147 1 0 0 0 555 555 555 555 555 555 555 0
148 1 0 0 0 555 555 555 555 555 555 555 0
* 999 = nicht erhoben, 888 = nicht erhoben, da verendet / euthanasiert auf Grund der Infektion, 777 = aus
Versuch genommen, 666 = Sektion an Tag 4 p.inf., 555 = Kontrolltier Biochemie, 444 = keine Sektion, 333 = zur
Nachzucht behaltenes Tier (keine Sektion); ** 1 = Versuchstier, 2 = Kontrolltier, 3 = Zuchttier
B.4: Ranking: gesamt und Rassen
Gesamt- Deutsche
ranking Landrasse Hampshire Piétrain Large White
Tier- Ranking- Tier- Ranking- Tier- Ranking- Tier- Ranking- Tier- Ranking-
Nr. wert Nr. wert Nr. wert Nr. wert Nr. wert
96 0,17 96 0,17
139 0,32 139 0,32
95 0,33 95 0,33
99 0,33 99 0,33
104 0,33 104 0,33
98 0,50 98 0,50
100 0,50 100 0,50
103 0,50 103 0,50
32 0,76 32 0,76
36 0,76 36 0,76
133 0,76 133 0,76
38 0,91 38 0,91
137 0,91 137 0,91
140 0,91 140 0,91
142 0,91 142 0,91
144 0,91 144 0,91
47 1,00 47 1,00
35 1,21 35 1,21
43 1,33 43 1,33
44 1,33 44 1,33
48 1,33 48 1,33
49 1,39 49 1,39
110 1,39 110 1,39
107 1,42 107 1,42
81 1,50 81 1,50
31 1,64 31 1,64
30 1,67 30 1,67
37 1,71 37 1,71
51 2,06 51 2,06
28 2,30 28 2,30
33 2,70 33 2,70
105 2,72 105 2,72
85 2,79 85 2,79
111 2,92 111 2,92
79 3,00 79 3,00
112 3,17 112 3,17
102 3,33 102 3,33
68 3,35 68 3,35
Kreuzungstiere
DL x LW
Tier- Ranking-
Nr. wert

Anhang: Versuchsdurchführung
Gesamt- Deutsche
Kreuzungsranking
Landrasse Hampshire Piétrain Large White tiere DL x LW
Tier- Ranking- Tier- Ranking- Tier- Ranking- Tier- Ranking- Tier- Ranking- Tier- Ranking-
Nr. wert Nr. wert Nr. wert Nr. wert Nr. wert Nr. wert
34 3,47 34 3,47
108 3,69 108 3,69
135 3,91 135 3,91
92 4,59 92 4,59
45 4,83 45 4,83
91 5,11 91 5,11
117 5,53 117 5,53
72 5,56 72 5,56
143 6,06 143 6,06
42 6,33 42 6,33
75 6,59 75 6,59
21 7,33 21 7,33
55 7,42 55 7,42
134 7,63 134 7,63
73 9,17 73 9,17
50 9,56 50 9,56
115 9,89 115 9,89
70 10,12 70 10,12
141 10,25 141 10,25
131 10,66 131 10,66
11 10,83 11 10,83
86 11,27 86 11,27
16 11,33 16 11,33
89 11,36 89 11,36
80 12,17 80 12,17
13 12,28 13 12,28
93 12,88 93 12,88
10 12,94 10 12,94
26 13,38 26 13,38
60 13,88 60 13,88
88 14,59 88 14,59
29 15,03 29 15,03
109 15,74 109 15,74
113 15,83 113 15,83
12 16,17 12 16,17
78 17,17 78 17,17
25 18,53 25 18,53
129 19,34 129 19,34
90 19,75 90 19,75
54 20,02 54 20,02
101 21,89
23 22,29 23 22,29
9 22,83 9 22,83
84 23,00 84 23,00
59 23,40 59 23,40
114 23,83 114 23,83
20 25,43 20 25,43
74 26,65 74 26,65
130 27,45 130 27,45
136 28,23 136 28,23
52 28,41 52 28,41
61 29,28 61 29,28
94 29,67 94 29,67
24 29,92 24 29,92
58 30,30 58 30,30
19 30,34 19 30,34
56 31,00 56 31,00
22 33,20 22 33,20
138 33,81 138 33,81
132 37,24 132 37,24
53 37,97 53 37,97
116 38,43 116 38,43
126

Anhang: Versuchsdurchführung
Gesamt- Deutsche
Kreuzungsranking
Landrasse Hampshire Piétrain Large White tiere DL x LW
Tier- Ranking- Tier- Ranking- Tier- Ranking- Tier- Ranking- Tier- Ranking- Tier- Ranking-
Nr. wert Nr. wert Nr. wert Nr. wert Nr. wert Nr. wert
65 40,01 65 40,01
87 41,99 87 41,99
106 42,38 106 42,38
67 44,61 67 44,61
64 44,81 64 44,81
57 46,14 57 46,14
83 63,14 83 63,14
14 63,61 14 63,61
71 76,62 71 76,62
118 81,17 118 81,17
69 89,75 69 89,75
62 89,95 62 89,95
63 89,95 63 89,95
76 95,35 76 95,35
82 95,40 82 95,40
77 95,61 77 95,61
127

Danksagung
Herrn Prof. Dr. Waldmann danke ich für die Überlassung des Themas, die fachliche
Beratung, die freundliche Unterstützung zu jeder Zeit und die konstruktive und gute
Zusammenarbeit.
Bei Herrn Prof. Dr. Gerlach bedanke ich mich für die umfassende Beratung und Hilfestellung,
die vielen Tricks und Tipps, seinen unermüdlichen Einsatz für das Gelingen des Projektes,
die gute Zusammenarbeit und für die insgesamt lehrreiche und schöne Zeit.
PD Dr. Isabel Hennig-Pauka und Dr. Kerstin Thies danke ich für die gute Betreuung, die
jederzeit gewährte Unterstützung und Mithilfe im Projekt, ein ständig offenes Ohr bei
Problemen aller Art und viele freundschaftliche Gespräche.
Neben allen Mitarbeitern des Labors der Klinik für kleine Klauentiere sei vor allem Frau
Thekla Grossman für die umfangreiche Probenbearbeitung und deren zuverlässige und
sichere Verwahrung gedankt.
Dr. Thomas Rehm sei für die gute Zusammenarbeit in allen Bereichen des Projektes und für
die Organisation und Durchführung der Infektion und Sektion der Tiere gedankt.
Ganz besonders gilt mein Dank Dr. Henne, Dr. Bremerich, Frau Damman, Frau Gerstenkorn
und Frau Keller für das zur Verfügung Stellen der Versuchsferkel, die Organisation und
Durchführung besonderer Anpaarungen für das Projekt, die kurzfristige Organisation von
benötigten Blutprobenentnahmen und das Erfüllen vieler Sonderwünsche.
Den Tierpflegern, im Besonderen Klaus Schlotter und Dunja Herfert, danke ich für die
Mithilfe im Stall und an den Untersuchungstagen, die Entwicklung von praktischen
Lösungsansätzen bei Problemen in diesen Bereichen und deren Umsetzung sowie viele
konstruktive Gespräche.
Elke Siever danke ich für ihre tatkräftige Unterstützung bei der Organisation von technischen
Dingen, die Einweisung in die BAL-Spültechnik, sowie ihre immer freundliche Unterstützung
und Mithilfe an allen Untersuchungstagen.
Bedanken möchte ich mich auch bei Herrn Richter und Herrn Fiedler für den Transport der
Versuchsferkel zur Klinik. Auch allen anderen Mitarbeitern der Klinik für kleine Klauentiere
und des Institutes für Mikrobiologie sei herzlichst gedankt für jedwede Art von Mithilfe und
Unterstützung, die zum Gelingen dieser Arbeit beigetragen hat.

Allen Mitgliedern des FUGATO-IRAS-Projektes, vor allem Inga Probst, Dennis Kahlisch und
Laurentiu Benga, danke ich für den regen Gedanken- und Informationsaustausch, die gute
Zusammenarbeit im Rahmen des Gesamtprojektes und die netten Stunden bei diversen
Treffen.
Bei Claudia Scherf, Ines Flügge, Carsten Brauer, Eva Nerbas, Rieke Bothe, Julia Jokiel und
Vera Bouchard möchte ich mich für die vielen lustigen und schönen Stunden, gegenseitig
geliehenen Schultern, freundschaftliche Ratschläge, gemeinsame Unternehmungen, Mithilfe
und ihre Freundschaft im Allgemeinen bedanken. Vielen Dank für die schöne Zeit und dass
Ihr immer für mich da wart.
Bei Dr. Michael Drees, Dr. Hauke Brandenburger und Dr. Olaf Lesser bedanke ich mich
recht herzlich für die Einbeziehung in den Praxisalltag, viele Ratschläge und dafür, dass sie
mir auch in demotivierten Zeiten immer gezeigt haben, wieviel Spaß es macht, Tierärztin zu
sein.
Jörg Merkel danke ich für seine unendliche Geduld bei der Erstellung von pdf-Dokumenten,
bei der Lösung diverser Formatierungs- und anderer Computerprobleme und für seine
aufmunternden Worte.
Sven Heymann danke ich für seine Unterstützung in allen Lebenslagen, liebevollen Beistand,
stundenlange nächtliche Gespräche, seinen gesunden Menschenverstand und einen
gelegentlich sanften Stups in die richtige Richtung.
Meiner Familie, vor allem meiner Mutter und meinem Opa, sei dafür gedankt, dass sie immer
für mich da waren und mich immer unterstützt haben, auch wenn die Zeiten nicht so leicht
waren, dafür, dass ich mich immer bei ihnen anlehnen und Kraft tanken konnte, und vor
allem für ihr Verständnis und ihre Geduld.
Meinem Vater möchte ich dafür danken, dass ich für ihn immer an erster Stelle kam, auch
als es ihm nicht so gut ging, dafür, dass er immer an mich geglaubt hat und mir immer mit
Rat und Tat zu Seite stand, dass er immer für mich da war, dass er auf mich aufgepasst hat
und dass er stolz auf mich war. Ich vermisse Dich, Papa, und hab Dich lieb!

édition scientifique
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