In einer sächsischen Milchviehanlage mit etwa 1800 Milchkühen, deren Tankmilchzellzahl, infolge vermehrten Auftretens von Euterinfektionen mit S. aureus als Leitkeim längerfristig über 300.000 Zellen/ml aufwies, wurden zwei Vakzinen eingesetzt. Die Erwartungshaltung lautete, dass mit den Impfungen die Inzidenz- und Prävalenzraten von S. aureus- und KNS-bedingten Mastitiden bei Färsen und bei Kühen bis zur Geburt und auch danach sinken. Es wurde vor allem erwartet, dass bei den geimpften Tieren die Zellzahlen langfristig erniedrigt bleiben und sich folglich die Eutergesundheit durch die Vakzinationen verbessert. Anhand der Gesamtgemelkszellzahlen (GZZ) der letzten drei Milchleistungsprüfungen (MLP) a. p. und der zytobakteriologischen Befunde einer Beprobung auf Viertelebene wurden die Kühe (n=416) in Statusgruppen eingeteilt. In Statusgruppe 2 befanden sich eutergesunde Kühe (n=112). Tiere (n=146) mit moderat erhöhten Viertel- (VZZ) und GZZ, die auf mindestens einem Viertel bakteriologisch positiv waren, wurden in Statusgruppe 3 zusammengefasst. Die Statusgruppe 4 bildeten Kühe (n=158), die durch stark erhöhte GZZ und VZZ charakterisiert waren und ggf. bakteriologisch positiv waren. Färsen (n=181) wurden in Statusgruppe 1 zusammengefasst. Alle Tiere mussten klinisch gesund sein, Färsen sollten eutergesund erscheinen. Als Impfstoffe wurden Startvac® (HIPRA Deutschland GmbH, Düsseldorf), eine kommerzielle Vakzine gegen S. aureus, KNS, Escherichia coli und coliforme Keime, sowie eine bestandsspezifische Vakzine (Bestvac Rind Mastitis®, IDT Biologika GmbH, Dessau-Rosslau) basierend auf S. aureus-Isolaten aus Mastitismilchen des Bestandes eingesetzt. Nach dem Zufallsprinzip wurden die Tiere innerhalb der Statusgruppen den Impfgruppen oder der Kontrollgruppe zugeteilt. Die erste Vakzination wurde einen Tag nach dem Trockenstellen vorgenommen (bei Färsen an vergleichbaren Trächtigkeitstagen), die zweite Vakzination erfolgte ca. 31 Tage vor dem errechneten Kalbedatum. Um den 53. Tag p. p. fand die dritte Impfung statt. Zytobakteriologische Beprobungen aller Tiere auf Viertelebene wurden am Tag 5 sowie am Tag 52 p. p. vorgenommen. Außerdem wurden während der Laktation die monatlichen MLP-Daten sowie jene zu tierärztlichen Behandlungen der in der Studie befindlichen Kühe sowie Abgänge und Abgangsursachen erfasst. Innerhalb der Statusgruppen gab es zwischen den Vakzinationsgruppen und den Kontrolltieren bezogen auf die VZZ zu den Beprobungszeitpunkten 5 und 52 sowie auf die GZZ aus den MLPs der gesamten Laktation keine nennenswerten Unterschiede. Die Erregerprävalenzen zu den genannten Zeitpunkten nebst deren Verlauf und jene der zytobakteriologischen Diagnosen, erbrachten nur punktuell signifikante Unterschiede, die in der Summe aber keine anhaltende Tendenz erkennen ließen, die auf das bessere Abschneiden einer Vakzinationsgruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe hindeuten würde. Zum gleichen Ergebnis gelangen die Auswertungen der Inzidenzraten, klinische Mastitisdaten und jene der Abgangsursachen im Anschluss an die Vakzinationen. Zusammenfassend hatte der Einsatz der bestandsspezifischen Vakzine Bestvac Rind Mastitis® sowie des Impfstoffes Startvac® mit EU-Zulassung bezogen auf die Zellzahlenentwicklung, die Inzidenz- und Prävalenzraten von S. aureus und KNS, die Behandlungsdauer und den Schweregrad von Mastitiden sowie die Heilungsraten im Vergleich zur Placebo-Gruppe in keiner der Statusgruppen erkennbare positive Effekte auf die Eutergesundheit.

Protein Vga(A) gives staphylococci resistance to streptogramins A. The recently discovered protein Vga(A)LC differs from Vga(A) only by 7 amino acid residues, but this difference is sufficient for shift of its substrate specificity towards lincosamides. The group of four amino acids in the central part of protein (LGAG in Vga(A) and SVTS in Vga(A)LC) was detected to be crucial for the substrate specificity. In this diploma thesis 5 alternativesets of vga(A)LC gene point mutations were prepared in order to determine the impact of individual amino acids of the aforementioned group on the resistance phenotype. Mutations were prepared in vector pGEM® -T and cloned into shuttle vector pRB374. The prepared constructs were transformed by electroporation into the sensitive strain of Staphylococcus aureus RN4220 and values of minimum inhibitory concentration (MIC) were measured for lincomycin, clindamycin and pristinamycin IIA by the agar dilution method. The transformation was not successful in one of the mutations. Results of setting MIC for the remaining four mutations do not make it possible to specify uniquely the ratio of individual amino acids for determining substrate specificity. Two of the amino acids were found to be important. We anticipate preparation of more mutations.

One of the lesser explored research areas is the influence factors such as personal care products, cosmetics, and everyday routines have on skin microbiota. This study investigated the effects of propylene glycol, a widely used ingredient in cosmetics and self-care products, on a staphylococcal system ubiquitously distributed on human skin. The system, comprised of Staphylococcus hominis, Staphylococcus epidermidis, and Staphylococcus aureus, comes from a healthy donor, devoid of any skin afflictions. Because Staphylococcus aureus is part of this microbial community, it was of great interest to contribute to the understanding of the manner in which its growth is kept in check. To fulfill this task, a new methodology was developed. Purposely intended to be facile and easily scalable in laboratories around the world, it can be used for the study of microbial systems of variable dimensions alone or with the complementary use of other methods. Results indicate that the effects of propylene glycol are complex, as it acts on the skin, the resident microbiota, and at the microbiota-skin interface. Commensals such as Staphylococcus hominis and Staphylococcus epidermidis seem to have synergy of action with propylene glycol, increasing each other’s power in reducing the number of viable colonies of Staphylococcus aureus. Lastly, results seem to also reveal the incompletely understood role of Staphylococcus hominis on human skin. While Staphylococcus epidermidis and Staphylococcus aureus ravenously compete with each other, it is the contribution of Staphylococcus hominis that seems to limit the latter’s overgrowing. This speaks volumes of the extent, complexities, and unknowns of microbial interactions.

In einer sächsischen Milchviehanlage mit etwa 1800 Milchkühen, deren Tankmilchzellzahl, infolge vermehrten Auftretens von Euterinfektionen mit S. aureus als Leitkeim längerfristig über 300.000 Zellen/ml aufwies, wurden zwei Vakzinen eingesetzt. Die Erwartungshaltung lautete, dass mit den Impfungen die Inzidenz- und Prävalenzraten von S. aureus- und KNS-bedingten Mastitiden bei Färsen und bei Kühen bis zur Geburt und auch danach sinken. Es wurde vor allem erwartet, dass bei den geimpften Tieren die Zellzahlen langfristig erniedrigt bleiben und sich folglich die Eutergesundheit durch die Vakzinationen verbessert. Anhand der Gesamtgemelkszellzahlen (GZZ) der letzten drei Milchleistungsprüfungen (MLP) a. p. und der zytobakteriologischen Befunde einer Beprobung auf Viertelebene wurden die Kühe (n=416) in Statusgruppen eingeteilt. In Statusgruppe 2 befanden sich eutergesunde Kühe (n=112). Tiere (n=146) mit moderat erhöhten Viertel- (VZZ) und GZZ, die auf mindestens einem Viertel bakteriologisch positiv waren, wurden in Statusgruppe 3 zusammengefasst. Die Statusgruppe 4 bildeten Kühe (n=158), die durch stark erhöhte GZZ und VZZ charakterisiert waren und ggf. bakteriologisch positiv waren. Färsen (n=181) wurden in Statusgruppe 1 zusammengefasst. Alle Tiere mussten klinisch gesund sein, Färsen sollten eutergesund erscheinen. Als Impfstoffe wurden Startvac® (HIPRA Deutschland GmbH, Düsseldorf), eine kommerzielle Vakzine gegen S. aureus, KNS, Escherichia coli und coliforme Keime, sowie eine bestandsspezifische Vakzine (Bestvac Rind Mastitis®, IDT Biologika GmbH, Dessau-Rosslau) basierend auf S. aureus-Isolaten aus Mastitismilchen des Bestandes eingesetzt. Nach dem Zufallsprinzip wurden die Tiere innerhalb der Statusgruppen den Impfgruppen oder der Kontrollgruppe zugeteilt. Die erste Vakzination wurde einen Tag nach dem Trockenstellen vorgenommen (bei Färsen an vergleichbaren Trächtigkeitstagen), die zweite Vakzination erfolgte ca. 31 Tage vor dem errechneten Kalbedatum. Um den 53. Tag p. p. fand die dritte Impfung statt. Zytobakteriologische Beprobungen aller Tiere auf Viertelebene wurden am Tag 5 sowie am Tag 52 p. p. vorgenommen. Außerdem wurden während der Laktation die monatlichen MLP-Daten sowie jene zu tierärztlichen Behandlungen der in der Studie befindlichen Kühe sowie Abgänge und Abgangsursachen erfasst. Innerhalb der Statusgruppen gab es zwischen den Vakzinationsgruppen und den Kontrolltieren bezogen auf die VZZ zu den Beprobungszeitpunkten 5 und 52 sowie auf die GZZ aus den MLPs der gesamten Laktation keine nennenswerten Unterschiede. Die Erregerprävalenzen zu den genannten Zeitpunkten nebst deren Verlauf und jene der zytobakteriologischen Diagnosen, erbrachten nur punktuell signifikante Unterschiede, die in der Summe aber keine anhaltende Tendenz erkennen ließen, die auf das bessere Abschneiden einer Vakzinationsgruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe hindeuten würde. Zum gleichen Ergebnis gelangen die Auswertungen der Inzidenzraten, klinische Mastitisdaten und jene der Abgangsursachen im Anschluss an die Vakzinationen. Zusammenfassend hatte der Einsatz der bestandsspezifischen Vakzine Bestvac Rind Mastitis® sowie des Impfstoffes Startvac® mit EU-Zulassung bezogen auf die Zellzahlenentwicklung, die Inzidenz- und Prävalenzraten von S. aureus und KNS, die Behandlungsdauer und den Schweregrad von Mastitiden sowie die Heilungsraten im Vergleich zur Placebo-Gruppe in keiner der Statusgruppen erkennbare positive Effekte auf die Eutergesundheit.:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 2 2.1 Die Milchdrüse des Rindes 2 2.1.1 Anatomie und Physiologie 2 2.1.2 Immunologie des Euters 3 2.1.2.1 Mechanische Barrieren 3 2.1.2.2 Zelluläre Abwehr 5 2.1.2.3 Humorale Abwehrfaktoren 5 2.2 Die Mastitis des Rindes 8 2.2.1 Ökonomische Bedeutung 8 2.2.2 Begriffsbestimmung und Mastitisformen 9 2.2.3 Pathogenese 10 2.2.4 Mastitiserreger 11 2.2.4.1 Staphylokokken 13 2.2.4.1.1 Staphylococcus (S.) aureus 14 2.2.4.1.2 Koagulase-negative Staphylokokken (KNS) 16 2.2.4.2 Streptokokken 17 2.2.4.2.1 Streptococcus (Sc.) uberis 18 2.2.4.2.2 Streptococcus (Sc.) agalactiae 19 2.2.4.2.3 Streptococcus (Sc.) dysgalactiae 20 2.2.4.3 Escherichia (E.) coli 21 2.2.4.4 Andere Mastitiskeime 23 2.2.5 Mastitisdiagnostik 23 2.2.5.1 Milchprobennahme 23 2.2.5.2 Somatische Zellen und Zellzahl 23 2.2.5.2.1 Einflussfaktoren auf die Zellzahl 24 2.2.5.2.2 Messmethoden 24 2.2.5.3 Erregernachweis 25 2.2.5.3.1 Amplified Fragment Length Polymorphism (AFLP) 25 2.3 S. aureus-Mastitis als Bestandsproblem 27 2.3.1 Mastitisbekämpfung 27 2.3.1.1 Mastitistherapie 27 2.3.1.2 Managementmaßnahmen 29 2.4 Vakzination gegen Mastitis 31 2.4.1 S. aureus-Vakzinen 32 2.4.1.1 Inaktivierte Bakterien, Toxine und Toxoide 33 2.4.1.1.1 Startvac® 34 2.4.1.1.2 Stallspezifische Vakzinen mit inaktivierten Bakterien 36 2.4.1.2 Lebende Bakterien 37 2.4.1.3 Weitere Antigene 38 2.4.2 E. coli-Vakzinen 38 2.4.3 Applikationsarten 39 3 Tiere, Material und Methoden 40 3.1 Auswahl des Projektbetriebs 40 3.2 Betriebsbeschreibung 40 3.2.1 Bauliche Strukturen 40 3.2.2 Fütterungstechnik, Futterrationen und Tränken 40 3.2.3 Melkvorgang und Mastitismanagement 41 3.2.4 Trockenstellen unter antibiotischem Schutz 42 3.3 Auswahl der Versuchstiere 42 3.3.1 Vorauswahl potentiell teilnehmender Tiere 42 3.3.2 Einschlusskriterien 42 3.3.3 Ausschlusskriterien 43 3.4 Versuchsaufbau 43 3.4.1 Vakzinationsgruppen 44 3.4.2 Vakzine 44 3.4.3 Vakzination 45 3.4.4 Impfregime 45 3.4.5 Viertelgemelksprobennahme 45 3.4.6 Zeitpunkte der Viertelgemelksprobennahme 46 3.4.7 Asservierung und Versand von S. aureus-Isolaten 46 3.4.8 DNS-Extraktion 46 3.5 Analytische Methoden 47 3.5.1 Zytologische Untersuchungen 47 3.5.2 Bakteriologische Untersuchungen 47 3.5.3 Resistogramme 47 3.5.4 Genotypisierung 48 3.6 Dokumentation 50 3.6.1 Dokumentation auf dem Betrieb 50 3.6.2 Dokumentation der bakteriologischen Befunde 50 3.6.3 Dokumentation der zytobakteriologischen Diagnosen (zbD) 50 3.7 Milchleistungsprüfung (MLP) 51 3.8 Versuchszeitraum 51 3.9 Statistische Auswertung 51 4 Ergebnisse 52 4.1 Versuchsablauf 52 4.2 Klinische Untersuchung 52 4.3 Impfzeitpunkte und Abstände 52 4.4 Untersuchungsergebnisse der Milchproben (MP) 0, 5 und 52 52 4.4.1 Somatische Zellzahlen 52 4.4.2 Bakteriologische Befunde und Erregerprävalenzraten 55 4.4.2.1 Verlauf der bakteriologischen Prävalenzraten auf Viertelebene 56 4.4.2.1.1 Statusgruppe 1 56 4.4.2.1.2 Statusgruppe 2 57 4.4.2.1.3 Statusgruppe 3 58 4.4.2.1.4 Statusgruppe 4 59 4.4.3 Zytobakteriologische Diagnosen (zbD) der MP0, 5 und 52 auf Viertelebene 60 4.4.3.1 Zytobakteriologische Diagnosen auf Viertelebene 61 4.4.3.1.1 Statusgruppe 1 61 4.4.3.1.2 Statusgruppe 2 62 4.4.3.1.3 Statusgruppe 3 63 4.4.3.1.4 Statusgruppe 4 65 4.4.3.1.5 Entwicklung der bakteriologischen Befunde 67 4.5 MLP-Daten 70 4.5.1 Laktationstage 70 4.5.2 Tierzahlen der MLPs 70 4.5.3 Milchleistung 70 4.5.4 Gesamtgemelkszellzahl 71 4.5.4.1 Arithmetisches Mittel 71 4.5.4.2 Normalverteilung der Gesamtgemelkszellzahlen 73 4.6 Mastitisdaten 73 4.6.1 Klinischen Mastitiden und Mastitiserreger 73 4.6.2 Mastitisbehandlungen 74 4.6.3 Erregernachweise 14 Tage nach Therapieende 75 4.6.4 Zytobakteriologische Diagnosen von MPX und MPX+14 76 4.6.4.1 Statusgruppe 1 76 4.6.4.2 Statusgruppe 2 76 4.6.4.3 Statusgruppe 3 77 4.6.4.4 Statusgruppe 4 78 4.6.5 Kreuztabellen der zytobakteriologischen Diagnosen zum bakteriologischen Befund „S. aureus“ von MPX und MPX+14 78 4.6.5.1 Statusgruppe 1 78 4.6.5.2 Statusgruppe 2 79 4.6.5.3 Statusgruppe 3 79 4.6.5.4 Statusgruppe 4 80 4.7 Resistogramme 80 4.8 AFLP 81 4.8.1 AFLP-1 81 4.8.1 AFLP-2 81 5 Diskussion 84 5.1 Ziel der Untersuchungen 84 5.2 Kritische Betrachtung der Methoden 84 5.2.1 Hygiene- und Managementmaßnahmen 84 5.2.2 Auswahl der Vakzine 84 5.2.3 Impfregime 85 5.2.4 Antikörpertiter 87 5.2.5 Milchprobennahme und deren Zeitpunkte 87 5.2.6 Untersuchungsmaterial und Untersuchungsmethoden 88 5.2.7 Gruppenbildung bei den Versuchstieren 88 5.2.8 Betriebliche Dokumentation 89 5.2.9 Versuchszeitraum 90 5.2.10 Auswertung der Ergebnisse 90 5.3 Diskussion der Versuchsergebnisse 90 5.3.1 Verträglichkeit der Vakzine 90 5.3.2 Einfluss der Vakzine auf den Eutergesundheitsstatus 91 5.4 Schlussbetrachtung 97 6 Zusammenfassung 100 7 Summary 102 8 Literaturverzeichnis 104 9 Anhang 131 10 Danksagung 154

Alle laktierenden Ziegen aus 12 hessischen Milchziegen-Betriebe wurden über einen Zeitraum von 2 Jahren beprobt. 83,6 % der 2038 Hälftegemelksproben waren kulturell negativ. 10,7 % der bakteriologisch positiven Proben waren Koagulase-negative Staphylokokken. Zur KNS-Differenzierung wurden Kulturmorphologie, ID32 Staph-Test, in-vitro-Sensitivität gegenüber Antibiotika und die t-DNA-PCR angewandt. Keines dieser Verfahren konnte alleinig zur Identifizierung der KNS-Isolate erfolgreich angewandt werden, nur die Kombination der Verfahren war zielführend. Nachgewiesen wurden die Spezies S. caprae, S. epidermidis, S. simulans, S. hyicus, S. saprophyticus, S. chromogenes, S. lentus, S. xylosus und S. hominis. Weiterhin wurde nach Methoden gesucht, um die subklinische Mastitis der Ziege diagnostizieren zu können. Hier erscheint der Vergleich der Zellzahl beider Euterhälften einer Ziege geeignet, um eine subklinische Mastitis abgrenzen zu können. Aufgrund der erhöhten Zellzahl, der Erregernachweis in Reinkultur sowie des Vergleichs mit der kultur-bakteriologisch negativen Euterhälfte erscheint die ätiologische Bedeutung der nachgewiesenen KNS-Isolate als Mastitiserreger der Ziege wahrscheinlich. / All lactating goats out of 12 hessian Dairy-goat-farms were being tested over a period of 2 years. 83,6 % of 2038 half-milk-samples were bacteriological negative. 10,7 % of the bacteriological positive samples were Coagulase-negative staphylococci. For KNS-differentiation morphology of culture, ID 32 Staph Test, in-vitro-sensitivity against antibiotics and t-DNA-PCR were evaluated. None of these methods could be used alone to identify the CNS isolates, the combination of the methods led to results. The species S. caprae, S. epidermidis, S. simulans, S. hyicus, S. saprophyticus, S. chromogenes, S. lentus, S. xylosus and S. hominis were found. Further it was searched for methods to diagnose subclinical mastitis of goats. The comparison of cell amount of both udder halfs of a goat seems to be adequate to diagnose subclinical mastitis. Because of increased cell amount, proof of agent in pure culture and comparison with the bacteriological negative udder half the etiological impact of the detected CNS-Isolates as causative agents of goat-mastitis is likely.