Fonds voor Landbouw en Visserij

Fonds voor Landbouw en Visserij Klinische mastitis op Vlaamse melkveebedrijven 1 INHOUD VAN HET PROJECT 1.1 PROBLEEMSTELLING Mastitis, een ontsteking van het melkklierweefsel die in hoofdzaak veroorzaakt wordt door bacteriën, is één van de meest voorkomende ziektes op een melkveebedrijf en vormt een continue bedreiging voor de beoogde melkproducties en melkkwaliteit. Indien enkel het celgetal, het aantal lichaamscellen in de melk, verhoogd is spreken we over subklinische mastitis. Bij klinische mastitis zijn er ook zichtbare afwijkingen aan de melk, de uier of de koe zichtbaar. Dit kan gaan van enkele vlokjes in de melk tot een ernstige zieke koe die in het slechtste geval sterft ten gevolge van de uierontsteking. Mastitis veroorzaakt ernstige economische verliezen door een gedaalde melkproductie, behandelingskosten, dierenartskosten, tijdverlies en vervroegd opruimen van chronisch geïnfecteerde dieren. De totale jaarlijkse kost van mastitis wordt geschat op 61-97 per koe aanwezig op een bedrijf [1]. Eén geval van klinische mastitis kost de veehouder al snel 210 [2]. Mastitis vormt niet enkel een economisch maar ook een maatschappelijk probleem: een klinische uierontsteking is erg pijnlijk voor de koe waardoor het dierenwelzijn wordt aangetast; na behandeling wordt melk weggegoten en treedt er voedselverspilling op; op melkveebedrijven worden antimicrobiële middelen het vaakst ingezet ter behandeling en ter preventie van mastitis, wat in de kader van de duurzaamheidsdiscussie en de discussie rond het voorkomen van antimicrobiële resistentie en de rol die de veehouderij (veehouder en dierenarts) daarin speelt, imagobedreigend is voor de ganse zuivelindustrie; tenslotte loopt het melken minder vlot bij veel mastitis gevallen en daalt de arbeidsvreugde van de melkveehouder. Enkele jaren terug werd door ons onderzocht hoe vaak subklinische mastitis voorkomt in Vlaanderen en welke de oorzakelijke pathogenen zijn: gemiddeld waren 17% van de kwartieren en 41% van de koeien subklinisch geïnfecteerd [3]. In een recent afgenomen enquête gaven daarnaast 300 Vlaamse melkveehouders aan dat jaarlijks gemiddeld 46 op 100 koeien klinische mastitis doormaken op hun bedrijf. Evenwel registreren melkveehouders zelden het aantal klinische mastitis gevallen op hun bedrijf waardoor deze cijfers gebaseerd zijn op schattingen. Zodoende weten we erg weinig over het voorkomen van klinische mastitis in Vlaanderen en wat de belangrijkste oorzaken zijn, laat staan dat we in staat zijn veehouder en dierenarts goed te informeren over de beste preventiemaatregelen. 1.2 DOELSTELLINGEN De hoofddoelstelling van het ruime project waarin deze aanvraag past, is de schaarse kennis rond incidentie van klinische mastitis en pathogeen distributie op Vlaamse melkveebedrijven te verruimen. Daarnaast worden volgende meer specifieke doelstellingen beoogd: - Associaties leggen tussen bedrijfskenmerken en het voorkomen van klinische mastitis (op welke bedrijven komt klinische mastitis vaker voor en welke managementsmaatregelen helpen klinische mastitis te voorkomen basis leggen waarmee melkveehouder en bedrijfsdierenarts aan uiergezondheid kunnen werken via preventie e optimalisatie van het management). - Nagaan voorkomen van antibioticumresistentie bij kiemen die klinische mastitis in Vlaanderen veroorzaken (basis leggen voor opstellen van behandelplannen en het stimuleren van verstandiger Voorstel Nieuw Project FLV 1

gebruik van antimicrobiële middelen op Vlaamse melkveebedrijven door veehouder en bedrijfsdierenarts). - Nagaan in hoeverre klinische mastitis gestuurd wordt door genetische verschillen tussen koeien en mutaties in het CXCR1 gen in het bijzonder (in het kader van de doctoraatstudie van dierenarts Joren Verbeke). 1.3 PROJECTBESCHRIJVING Dit ruime project bestaat uit 3 onderdelen: praktijkgericht onderzoek gefinancierd door Veepeiler Rund (met vraag tot steun om samenwerking veehouder en dierenarts te stimuleren) fundamenteel onderzoek naar genetische verschillen tussen koeien gefinancierd door IWT optimalisatie communicatie van de resultaten en sensibiliseren van Vlaamse melkveehouders en dierenartsen (met vraag tot steun) 1.3.1 Praktijkgericht onderzoek (Staalnames an labo-analyses gefinancierd via Veepeiler Rund) a) Introductie Enkele buitenlandse onderzoekgroepen onderzochten het voorkomen van klinische mastitis. Barkema en collega s [4] vonden in 1998 dat gemiddeld 26 mastitis gevallen per 100 koeien per jaar voorkomen op Nederlandse melkveebedrijven. Opvallend was dat dit cijfer niet lager was voor bedrijven met een laag tankmelkcelgetal (<150,000 cellen/ml) t.o.v. bedrijven met een hoog tankmelkcelgetal (>250,000 cellen/ml). Een recent onderzoek in Canada beschreef een incidentie van 23 gevallen per 100 koeien per jaar [5]. In beide studies werden erg grote verschillen tussen onderlinge bedrijven opgemerkt. Op bepaalde bedrijven is klinische mastitis eerder zeldzaam terwijl er op andere meer gevallen dan koeien per jaar voorkomen hetgeen het belang van het management suggereert. In Vlaanderen beschikken we niet over nauwkeurige gegevens rond de incidentie en pathogeen distributie van klinische mastitis. Een recente internet enquête geeft aan dat de incidentie hoger zou zijn dan beschreven in buitenlandse publicaties (46 gevallen/100koeien/jaar). Jaarverslagen van het MCC (2011) leren ons dat Escherichia coli, Streptococcus uberis en Staphylococcus aureus de belangrijkste oorzaken zijn maar stalen opgestuurd naar MCC kunnen we niet beschouwen als een random sample [6]. Praktijkgericht onderzoek dringt zich op om de incidentie en pathogeen distributie van klinische mastitis in Vlaanderen nauwkeurig te bepalen. Eenmaal de incidentie van klinische mastitis gekend is, is de logische volgende vraag wat melkveehouders kunnen doen om deze te verlagen. Om deze reden wensen we enkele mogelijke risicofactoren te onderzoeken. Komt bijvoorbeeld klinische mastitis vaker voor op bedrijven waar koeien de stal niet verlaten of is het net omgekeerd? Overmatig en/of onoordeelkundig antibioticumgebruik bewerkstelligt resistentie van zowel humane als veterinaire micro-organismen. Om het antibioticumgebruik in Vlaanderen in kaart te brengen en de landbouwsector te sensibiliseren en adviseren werd recent het kenniscentrum AMCRA (Antimicrobial Consumption and Resistance in Animals) opgericht. In de melkveehouderij vormt antibioticumgebruik en resistentie een minder acuut probleem als in bijvoorbeeld de kalversector [7]. Toch is het belangrijk om ook bij melkvee zo verantwoord mogelijk om te springen met antibiotica. Eind 2011 werd daarom het project Duurzame melkveehouderij door verantwoord gebruik van diergeneesmiddelen opgestart. Aangezien mastitis de voornaamste reden wordt geacht voor het gebruik van antibiotica vormen uiergezondheid en mastitis controle de belangrijkste aandachtspunten. Om bovenstaande redenen zal de antibioticumresistentie van alle geïsoleerde mastitiskiemen bepaald worden op het MCC. Aan de hand van deze gegevens kunnen we de in vitro gevoeligheid van kiemen die klinische mastitis veroorzaken in Vlaanderen achterhalen. b) Materiaal en methoden Voorstel Nieuw Project FLV 2

Om het aantal klinische mastitis gevallen per koe per jaar op 2% nauwkeurig te schatten berekenden we dat we een kleine 2500 koeien gedurende 1 jaar moeten opvolgen [8]; n = = In Vlaanderen zijn er 5460 melkveebedrijven [6] en ruwweg 280000 melkgevende koeien [9]. Per Vlaams melkveebedrijf zijn er dus gemiddeld een vijftigtal melkgevende koeien. We dienen dus 50 bedrijven op te volgen om de beoogde doelstelling te bereiken. Het MCC Vlaanderen zal willekeurig 50 melkveehouders aanschrijven. Vervolgens worden deze opgebeld en verzocht deel te nemen aan het project. Alle deelnemende bedrijven worden bezocht, gelabeld materiaal voor melkstaalname en begeleidende identificatiedocumenten worden afgegeven en mogelijke vragen worden beantwoord. Vanaf dit ogenblik wordt de melkveehouder gevraagd gedurende 365 dagen van elk kwartier die zichtbare symptomen (v.b. vlokjes) van klinische mastitis vertoont een melkstaal te nemen. Deze worden opgehaald door het MCC waar bacteriologisch onderzoek en gevoeligheidstesten uitgevoerd worden. De jaarlijkse incidentie van klinische mastitis wordt bepaald met volgende formule [4]; Incidentie = waarbij het aantal koedagen at risk de totale tijd bedraagt dat een koe in lactatie is gedurende de studie min 14 dagen na elk klinisch mastitis geval. Per bedrijf worden volgende bedrijfskenmerken opgenomen; Staltype: vrije loop - bindstal Huisvesting: volle vloer - roosters Zero grazing: ja - nee Melkmachine: melkput - carrousel - robot - bindstal Nabehandeling: dippen - sprayen - geen Voorbehandeling: nat - droog - voorschuimproduct Droogzetten: antibioticum - antibioticum + inwendige speenafsluiter - selectief Vliegenbestrijding: in de stal - oormerken - pour-on Aantal melkbeurten alvorens vervangen van tepelvoeringen Gemiddeld tankmelkcelgetal Hygiëne bedrijf: geschat door de hygiënescore van 10 koeien op te meten [10] Associaties tussen incidentie van klinische mastitis op het bedrijf en de mogelijke risicofactoren worden bepaald a.d.h.v. ANOVA (analysis of variance). De analyses worden herhaald voor iedere veel voorkomende mastitis kiem afzonderlijk. c) Conclusies: na afronden van dit onderzoek: Kunnen we op 2% nauwkeurig de jaarlijkse incidentie van klinische mastitis op Vlaamse melkveebedrijven inschatten. Kennen we de pathogeen distributie van klinische mastitis in Vlaanderen. Hebben we een beeld van het voorkomen van antimicrobiële resistentie bij kiemen die klinische mastitis veroorzaken op Vlaamse melkveebedrijven Kunnen we nagaan of de vooropgestelde bedrijfskenmerken een risicofactor vormen voor het voorkomen van klinische mastitis in het algemeen en/of voor specifieke kiemen in het bijzonder. 1.3.2 Fundamenteel onderzoek (gefinancierd via IWT in kader van de doctoraatstudie van Joren Verbeke) a) Introductie Klinische mastitis is een complexe multifactoriële ziekte die deels genetisch bepaald is [11]. Selectie tegen gevoelig dieren helpt om op een duurzame wijze klinische mastitis te voorkomen. Identificeren van merkergenen die mutaties bevatten met een invloed op de afweer van de uier biedt mogelijkheden om te selecteren alvorens er nakomelingen geboren worden. Om te verhinderen dat binnendringende kiemen een langdurige infectie veroorzaken moeten tijdig, voldoende neutrofielen migreren van het bloed naar de melk. Afweercellen stellen Interleukine 8 vrij kort na contact met kiemen. Deze stof zorgt na binding op receptoren voor migratie, activatie en Voorstel Nieuw Project FLV 3

uitstel van celdood van neutrofielen en vervult dus een cruciale rol in de afweer tegen mastitiskiemen [12,13]. Verschillende studies toonden mutaties aan in het gen coderend voor één van de beide IL8 receptoren (CXCR1) en vonden dat deze gelinkt waren met de afweer van de uier en het voorkomen van mastitis [14]. Begin 2011 startte dierenarts Joren Verbeke een doctoraat aan de faculteit diergeneeskunde van de universiteit Gent over dit onderwerp. Uitgevoerde maar nog niet gepubliceerde studies tonen verbanden aan tussen CXCR1 genotype en voorkomen van vaarzenmastitis en celdood van melkneutrofielen. b) Materiaal en methoden Van alle koeien afgekalfd tijdens de studie worden bloedstalen genomen. DNA wordt uit bloed geïsoleerd en een deel van het CXCR1 gen wordt vermenigvuldigd met PCR. Een assay waarbij gelabelde probes tijdens de PCR reactie specifiek binden op het DNA van dieren met een bepaald genotype wordt ontwikkeld [15]. Met deze techniek kunnen we snel en relatief goedkoop het CXCR1 genotype van alle dieren bepalen. Met behulp van survival analyse kunnen we de relatie tussen CXCR1 genotype en klinische mastitits incidentie in het algemeen en klinische mastitis incidentie door welbepaalde kiemen bepalen. c) Conclusies Met dit onderzoek gaan we na of dieren met een bepaald genotype gevoeliger zijn voor klinische mastitis in het algemeen en/of klinische mastitis veroorzaakt door een specifiek kiem. Vervolgens kunnen toepassingen voor selectie tegen mastitis gevoelig melkvee onderzocht worden. 2 SECTOR WAAROP HET VOORSTEL VAN TOEPASSING IS Met dit ruime project wensen we niet louter wetenschappelijke vragen te beantwoorden en data te verzamelen voor wetenschappelijke publicaties. Niet minder dan de volledige zuivelsector bewust maken van het belang van klinische mastitis is het voornaamste niet-wetenschappelijke doel. In dit kader willen we het project zo transparant mogelijk laten verlopen en melkveehouders, bedrijfs(begeleidende)dierenartsen en alle anderen werkzaam in de sector zowel voor, tijdens als na het project te informeren. Volgende middelen wensen wij hiervoor in te zetten; Mededelingen over het project toevoegen aan MCC beproevingsrapporten en DGZ nieuwsbrieven, Artikelen in landbouwbladen en dierenartsentijdschriften, Lezingen voor melkveehouders, dierenartsen en adviseurs, Website van het M-team (www.m-team.ugent.be). 3 ORGANISATIE BELAST MET DE UITVOERING Deze studie wordt uitgevoerd door de Onderzoeksgroep Mastitis en Melkkwaliteit en het M-team van de Faculteit Diergeneeskunde van de Universiteit Gent in samenwerking met MCC Vlaanderen. Doctoraatstudent en dierenarts Joren Verbeke zal de bedrijven bezoeken, opvolgen en de nodige statische analyses uitvoeren. Hierin wordt hij bijgestaan door zijn promotor, professor Sarne De Vliegher. Het genetisch onderdeel van de studie kadert binnen een doctoraatstudie gefinancierd door IWT Vlaanderen. Melkstalen zullen opgehaald en verwerkt worden door het MCC Vlaanderen. Door deze samenwerking kan zowel beroep gedaan worden op de expertise in epidemiologie van mastitis [3,16-23] van de universitaire onderzoeksgroep als op de kennis en kunde rond melkkwaliteit van het MCC. Om de studie optimaal te laten verlopen, rekenen we echter ook op de hulp van bedrijfs(begeleidende) dierenartsen van de geselecteerde melkveebedrijven. De dierenarts kent de melkveehouder en zijn bedrijf het best en is de uitgelezen persoon om hem te motiveren melkstalen te nemen en ten volle deel te nemen aan het project. De bedrijfsdierenarts en melkveehouder krijgen zo een unieke opportuniteit om uiergezondheid en klinische mastitis op het deelnemend bedrijf in kaart te brengen, te werken aan preventie, het opstellen van behandelplanning, en de optimalisatie van het management. Een vergoeding van 150 voor het opvolgen en afwerken van de administratie per bedrijf door de dierenarts lijken ons billijk. Daarnaast zijn we van mening dat Voorstel Nieuw Project FLV 4

resultaten en bevindingen ten volle moeten doorstromen naar iedereen werkzaam binnen de melkveesector. Om dit te doen hadden we volgende middelen in gedachten - Communicatie via onze de website van het M-team (www.m-team.ugent.be), - Interactieve lezingen op vergaderingen van dierenartsen en veehouders, - Informatiebrochures, - Studienamiddag, Concreet is deze aanvraag bij het Fonds voor Landbouw en Visserij dus bedoeld om een stukje extra financiering te vinden om de vergoedingen voor de dierenartsen en de communicatie naar de sector te bekostigen. 4 TIJDSDUUR De bedrijven zullen gedurende 1 jaar opgevolgd worden. Het totale project zal iets langer in beslag nemen (zie praktisch stappenplan). 5 BUDGET Kost Budget Genetisch onderzoek: 5100 Reeds voorzien: IWT Bacteriologie: 1150*4 (analysekost) 4600 Reeds voorzien: Veepeiler Rund Gevoeligheidsbepaling: 1150*0.60(verwachte proportie major 5200 Reeds voorzien: Veepeiler Rund pathogenen) *7.5 (analysekost) Logistiek (transport, staalname materiaal, telefonie, post) 4600 Reeds voorzien: Veepeiler Rund Vergoedingen melkveehouder: 1150*3 (vergoeding/staal) 3450 Reeds voorzien: Veepeiler Rund Vergoedingen dierenartsen: 50*150 (vergoeding/dierenarts) 7500 Aanvraag Fonds voor Budget voor communicatie naar de sector 2500 Landbouw en Visserij De totale som van het budget dat wij met deze aanvraag willen bekomen is dus 10.000. 6 PRAKTISCH STAPPENPLAN Volgende planning wordt voor ogen gehouden; Mei-Juni 2012: Juli 2012: September 2012-Oktober 2012: September 2012-Oktober 2013: September 2013-November 2013: November 2013-Februari 2014: Melkveehouders, dierenartsen en anderen werkzaam in de melkveesector worden ingelicht over het project. Vb: http://www.landbouwleven.be/nl/article/nieuw-veepeiler-project-rondklinische-mastitis-in-vlaanderen/14045.aspx Veehouders worden willekeurig gecontacteerd. Bedrijven worden bezocht. Bedrijven worden opgevolgd. Rapporten worden opgesteld en data wordt verwerkt. Bevindingen worden neergeschreven in wetenschappelijke publicaties en artikelen voor landbouw- en dierenartsentijdschriften opmaken brochure, organisatie studiedag. Referenties 1. Hogeveen H, Huijps K, Lam TJ: Economic aspects of mastitis: new developments. N Z Vet J 2011, 59:16-23. 2. Huijps K, Lam TJ, Hogeveen H: Costs of mastitis: facts and perception. J Dairy Res 2008, 75:113-120. Voorstel Nieuw Project FLV 5

3. Piepers S, De Meulemeester L, de Kruif A, Opsomer G, Barkema HW, De Vliegher S: Prevalence and distribution of mastitis pathogens in subclinically infected dairy cows in Flanders, Belgium. J Dairy Res 2007, 74:478-483. 4. Barkema HW, Schukken YH, Lam TJ, Beiboer ML, Wilmink H, Benedictus G, Brand A: Incidence of clinical mastitis in dairy herds grouped in three categories by bulk milk somatic cell counts. J Dairy Sci 1998, 81:411-419. 5. Riekerink RGMO, Barkema HW, Kelton DF, Scholl DT: Incidence rate of clinical mastitis on Canadian dairy farms. Journal of Dairy Science 2008, 91:1366-1377. 6. Melkcontrolecentrum Vlaanderen. Jaarverslag 2011. 2012. 7. Pardon B, Catry B, Dewulf J, Persoons D, Hostens M, De BK, Deprez P: Prospective study on quantitative and qualitative antimicrobial and anti-inflammatory drug use in white veal calves. J Antimicrob Chemother 2012, 67:1027-1038. 8. Dohoo I, Wayne M, Stryhn H: Sample-size determination. In Veterinary Epidemiologic Research. 2003:39-49. 9. FOD economie K.M.O.Middenstand en Energie. Landbouwtelling 2011 - voorlopige resultaten. 2012. 10. Schreiner DA, Ruegg PL: Effects of tail docking on milk quality and cow cleanliness. Journal of Dairy Science 2002, 85:2503-2511. 11. Bloemhof S, de Jong G, de Haas Y: Genetic parameters for clinical mastitis in the first three lactations of Dutch Holstein cattle. Veterinary Microbiology 2009, 134:165-171. 12. Barber MR, Yang TJ: Chemotactic activities in nonmastitic and mastitic mammary secretions: Presence of interleukin-8 in mastitic but not nonmastitic secretions. Clin Diagn Lab Immunol 1998, 5:82-86. 13. Paape MJ, Shafer-Weaver K, Capuco AV, Van Oostveldt K, Burvenich C: Immune surveillance of mammary tissue by phagocytic cells. Adv Exp Med Biol 2000, 480:259-277. 14. Pighetti GM, Kojima CJ, Wojakiewicz L, Rambeaud M: The bovine CXCR1 gene is highly polymorphic. Veterinary Immunology and Immunopathology 2012, 145:464-470. 15. Van Poucke M, Vandesompele J, Mattheeuws M, Van Zeveren A, Peelman LJ: A dual fluorescent multiprobe assay for prion protein genotyping in sheep. BMC Infect Dis 2005, 5:13. 16. De Vliegher S, Laevens H, Barkema HW, Dohoo IR, Stryhn H, Opsomer G, de KA: Management practices and heifer characteristics associated with early lactation somatic cell count of Belgian dairy heifers. J Dairy Sci 2004, 87:937-947. 17. De Vliegher S., Barkema HW, Stryhn H, Opsomer G, de Kruif A: Impact of early lactation somatic cell count in heifers on milk yield over the first lactation. J Dairy Sci 2005, 88:938-947. 18. De Vliegher S., Barkema HW, Opsomer G, de KA, Duchateau L: Association between somatic cell count in early lactation and culling of dairy heifers using cox frailty models. J Dairy Sci 2005, 88:560-568. Voorstel Nieuw Project FLV 6

19. De Vliegher S, Fox LK, Piepers S, McDougall S, Barkema HW: Invited review: Mastitis in dairy heifers: nature of the disease, potential impact, prevention, and control. J Dairy Sci 2012, 95:1025-1040. 20. Piepers S, Opsomer G, Barkema HW, de Kruif A, De Vliegher S: Heifers infected with coagulasenegative staphylococci in early lactation have fewer cases of clinical mastitis and higher milk production in their first lactation than noninfected heifers. J Dairy Sci 2010, 93:2014-2024. 21. Piepers S, Peeters K, Opsomer G, Barkema HW, Frankena K, De Vliegher S: Pathogen group specific risk factors at herd, heifer and quarter levels for intramammary infections in early lactating dairy heifers. Prev Vet Med 2011, 99:91-101. 22. Piepers S, De VS, de KA, Opsomer G, Barkema HW: Impact of intramammary infections in dairy heifers on future udder health, milk production, and culling. Vet Microbiol 2009, 134:113-120. 23. Supré K, Haesebrouck F, Zadoks RN, Vaneechoutte M, Piepers S, De Vliegher S: Some coagulasenegative Staphylococcus species affect udder health more than others. Journal of Dairy Science 2011, 94:2329-2340. Voorstel Nieuw Project FLV 7