Auswirkungen eines Verzichts auf Antibiotika im Rahmen der Behandlung von chronischen Endometritiden bei azyklischen Kühen auf die Fertilität

• Forschungsstelle: BLV
• Projektnummer: 1.14.06
• Projekttitel Englisch: Effects of a treatment without antibiotics in anoestrous cows suffering from/with a chronic endometritis on fertility

Schlüsselwörter (Deutsch)

Endometritis, Rind, Therapie, Prostaglandin, Cefapirin, Azyklie, Bakterien, Fertilität

Schlüsselwörter (Englisch)

Endometritis, cattle, therapy, prostaglandin, cefapirin, anestrus, bacteria, fertility

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Milchkühe leiden im postpartalen Zeitraum häufig an chronischen Endometritiden. In einer vor mehr als einem Jahrzehnt durchgeführten Schweizer Studie wurde eine Laktationsinzidenz dieser Erkrankung von 14.4 % festgestellt (Knutti et al., 2000). In neueren englischen und deutschen Studien wurden dagegen mit 24 % (Williams et al., 2005), 37 % (Drillich et al., 2005), 40 % (Pleticha et al., 2009), sowie 40 % und 42 % (Westermann et al., 2010) weit höhere Raten berichtet.

Endometritiden haben deutlich negative Auswirkungen auf die Fruchtbarkeit von Milchkühen. Betroffene Kühe weisen verlängerte Güstzeiten (Borsberry and Dobson, 1989; Fourichon et al., 2000), geringere Konzeptionsraten (Gilbert et al., 2005; McDougall, 2001) sowie höhere Abgangsraten (Kossaibati and Esslemont, 1997) als gesunde Vergleichstiere auf. So ist die Güstzeit von Kühen mit klinischer Endometritis im Mittel um 32 Tage länger, es sind 10 % mehr Besamungen notwendig und  das Abgangsrisiko ist um 70 % höher als das gesunder Kühe (LeBlanc et al., 2002a). Die damit einhergehenden finanziellen Einbussen sind daher beträchtlich (Kossaibati and Esslemont, 1997).

Die Therapie unterscheidet sich zwischen Kühen, die zum Zeitpunkt der Diagnose ein Corpus luteum (CL) auf einem der Ovarien aufweisen, und Kühen ohne CL. Bei Tieren mit einem CL ist nach übereinstimmender Lehrmeinung eine PGF_2α-Injektion sinnvoll. Dadurch wird eine Luteolyse und nachfolgend ein Oestrus ausgelöst. Im Oestrus soll es zu einer Selbstreinigung des Uterus und einer Abheilung der Entzündung kommen (LeBlanc et al., 2002b). Ein allgemein anerkanntes Therapieschema bei Kühen ohne CL gibt bis bisher jedoch nicht. Obwohl die Wirksamkeit einer intrauterinen Applikation von Antibiotika nicht klar erwiesen ist, wird diese in der Nutztierpraxis aus Mangel an guten Alternativen häufig angewandt. Metritiden und Endometritiden sind bei Kühen nach der Mastitis die zweithäufigsten infektiösen Erkrankungen, bei denen Antibiotika eingesetzt werden. Sehr häufig werden dabei Antibiotika aus der Gruppe der neueren Cephalosporine angewandt, die allerdings als sog. Reserveantibiotika nicht routinemässig eingesetzt werden sollten. Ferner erfolgt die antibiotische Therapie in den meisten Fällen ausschliesslich aufgrund klinischer Symptome und ohne vorherige Überprüfung des Keimgehalts im Uterus. In der Schweiz liegen nach unserer Kenntnis weder aktuelle Studien über die Laktationsinzidenz der Endometritis noch das Spektrum und die Resistenzsituation der intrauterinen Keimflora erkrankter Kühe vor.

In der vorliegenden Studie soll ein neues Therapieschema zur Behandlung von azyklischen Kühen mit klinischer Endometritis ge­testet werden, wobei insbesondere auf dessen Auswirkungen auf die Fertilität im Vergleich zu einer herkömmlichen intrauterinen antibiotischen Therapie geachtet wird. Bestätigt sich die Hypothese, dass bei Anwendung dieser Therapieform ohne Einsatz von Antibiotika die Fertilität der Kühe mindestens genauso hoch ist wie bei Anwendung der intrauterinen Antibiotika, dann könnte die Studie einen wichtigen Ansatzpunkt zur Reduktion des Antibiotika-Einsatzes leisten. Ferner werden bei allen in die Studie aufgenommenen Kühen bakteriologische Untersuchungen durchgeführt, um Informationen über das intrauterine  Keimspektrum und dessen Resistenzen bei Kühen in der Schweiz zu erhalten. Sollte sich jedoch die antibiotische Therapie als erfolgreicher erweisen als das alternative Konzept, so wären auf Grundlage der Ergebnisse der Studie eventuell gezieltere antibiotische Behandlungen möglich und der Einsatz von Reserveantibiotika vermeidbar. Ein Abgleich der bakteriologischen mit den klinischen Befunde könnte ebenfalls dazu führen, dass künftig anhand klinischer Kriterien Hinweise auf die Art der Keime zu erhalten sind und damit gezielt eine erfolgversprechende Therapie eingesetzt werden kann.

 

In der Studie werden 200 Kühe, bei denen zwischen den Tagen 25 bis 45 post partum eine klinische Endometritis ohne funktionelles CL diagnostiziert wird, in den Versuch einbezogen. Die Kühe werden randomisiert in zwei Gruppen à 100 Kühe eingeteilt. Tiere der Gruppe 1 erhalten unmittelbar nach der Diagnosestellung eine GnRH-Injektion und, falls sie keinen Follikel ≥ 1 cm aufweisen, eine intravaginale Progesteron-freisetzende Spirale. Sieben Tage nach dem Erstbesuch (d. h. Tag 32 bis 52 post partum) wird den Kühen dieser Versuchsgruppe  PGF_2α intramuskulär appliziert und gleichzeitig die intravaginale Spirale entfernt. Vierzehn Tage später (Tag 46 bis 66 p.p.) erhalten Kühe mit einem funktionellen Gelbkörper auf einem Eierstock wiederum eine PGF_2α-Injektion.

Die 100 Kühe der Gruppe 2 werden am Tag der Diagnosestellung (Tag 25 bis 45 post partum) einmalig mit Cefapirin intrauterin therapiert. Anhand verschiedener Fruchtbarkeitsparameter (Güstzeit, Verzögerungszeit, Besamungsindex) wird der Erfolg der beiden Therapie­schemata verglichen.

Bei allen 200 Kühen werden zusätzlich am Tag der Diagnose Tupferproben zur bakteriologischen Untersuchung aus dem Uterus entnommen; die bakteriologischen und klinischen Befunde werden miteinander verglichen.

Kurzbeschreibung (Englisch)

The lactational incidence of endometritis in dairy cows during the postpartal period is high. A study performed more than one decade ago revealed a lactational incidence of 14.4 % in Swiss dairy cows (Knutti et al., 2000). More recent studies from England and

Germany reported even higher rates of 24 % (Williams et al., 2005), 37 % (Drillich et al., 2005), 40 % (Pleticha et al., 2009), 40 and 42 %,(Westermann et al., 2010).

Endometritis has distinct negative effects on the reproductive performance of dairy cows. Affected animals have longer calving-to-conception intervals (Bosberry and Dobson, 1989; Fourichon et al., 2000), lower overall pregnancy rates (Gilbert et al., 2005; McDougall, 2001) and increased culling rates (Kossaibati and Esslemont, 1997). Cows with clinical endometritis require 10 % more inseminations, have a prolonged median time to get pregnant and have a 1.7 times higher risk to be culled because of reproductive failure compared to cows without endometritis (LeBlanc et al., 2002a). Thus, the economic impact of this disease is substantial (Kossaibati and Esslemont, 1997).

Treatment protocols differ between cows with and without a functional corpus luteum (CL) on one of the ovaries. According to internationally acknowledged recommendations, cows with a CL should be treated with PGF_2a in order to induce a luteolysis followed by an oestrus. The latter should ensure a self-cleaning processes of the uterus and healing of the inflammation (LeBlanc et al., 2002b). However, up to now there is no generally accepted treatment protocol for cows without a CL. Although the efficiency of an intrauterine application of antibiotics has not been clearly proven, it is widely used in veterinary practice due to lacking of alternatives. Antibiotics of the cephalosporin group are commonly used although they are regarded as reserve antibiotics. In most cases the therapy is based on the presence of abnormal vaginal discharge without previous testing of the bacterial load in the uterus. In Switzerland there are no current studies about type and antibiotic resistance of intrauterine bacteria in patients suffering from clinical endometritis.

In this study a novel therapeutic approach without intrauterine application of antibiotics is tested and compared with an intrauterine antibiotic treatment of anestrous cows . If the hypothesis that the treatment without antibiotics is as efficient as the treatment with antibiotics the results of the study would allow to reduce the use of  of antibiotics . Furthermore, the intrauterine bacterial content and their resistance to antibiotics will be investigated in Swiss cows suffering from an endometritis to allow a more target oriented antibiotic treatment if the above mentioned hypothesis can not be confirmed. This could also lead to the reduction of treatments using reserve antibiotics. In addition, the investigation of associations between clinical signs and the intrauterine bacterial content could also lead to a more precise treatment of cows without using reserve antibiotics.

Two hundred cows with endometritis without a CL on day 25 to 45 post partum are enrolled in the study. The cows are randomly divided into two groups of 100 animals each. The cows of the first group are treated with GnRH just after having made the diagnosis (day 25 to 45 p. p). Additionally an intravaginal progesterone-releasing device is used in cows of the first group with no follicle ≥ 1 cm on the ovaries. Seven days later (day 32 to 52 post partum) these cows are treated with PGF_2a. The intravaginal device is removed at the same time. Fourteen days later (day 46 to 66 post partum) cows with a CL on one of the ovaries are again treated with PGF_2α.

 

The 100 cows of group 2 are treated with an intrauterine infusion of 500 mg cefapirin after having made the diagnosis (day 25 to 45 p. p).

A comparison of the clinical efficiacy of the two different therapeutic approaches (group 1 and 2) is made by calculating different fertility parameters such as the calving-to-conception interval and the insemination index.

Additionally, in all cows uterine swab samples for bacteriological culture are planned to be taken in order to determine the intrauterine bacterial content and the antibiotic resistance patterns in Swiss dairy cows.

Projektziele (Deutsch)

Ziel der geplanten Studie ist der Vergleich einer alleinigen intrauterinen Antibiotika-Therapie mit der kombinierten Anwendung von GnRH, intravaginaler Progesteronsupplementation und PGF_2a bei Kühen mit klinischer Endometritis ohne funktionelles CL. Zusätzlich soll durch die Entnahme von Tupferproben aus dem Uterus festgestellt werden, welche Keime bei Schweizer Milchkühen mit klinischer Endometritis vorherrschen und wie sich die Resistenzlage dieser Keime darstellt. Anhand der Resultate der Tupferproben sollen Zusammenhänge zwischen bakteriologischen und klinischen Befunden erhoben werden. Dies soll die Möglichkeit eröffnen, anhand der klinischen Befunde Hinweise auf die erfolgversprechendste Therapie zu erhalten.

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Oehl, H. et al. (2014)  Seminar of the Farm Animal Departement, Zurich; Presentation of the project plan

Oehl, H. et al. (2015) “Nutztierabend”: presentation of the first results of the doctoral thesis

Oehl, H. et al. (2016) Two manuscripts for publication in international journals are in preparation

Oehl, H. et al. (2016) Workshop “Fertility of the Dairy cow”of the Bovine Health Service, presentation of the results of the doctoral thesis (evaluation, prognosis and therapy of bovine endometritis)

Zugehörige Dokumente

• DB/MJB Bollwein [PDF] 127 kB

URL-Adressen (Deutsch)

1.14.06 Bollwein Auswirkungen eines Verzichts auf Antibiotika im Rahmen der Behandlung von chronisc…