Untersuchungen zur alveolären Echinokokkose bei Bartaffen (Macaca silenus).

Investigations on alveolar echinococcosis in lion-tailed macaques (Macaca silenus).

Dissertation, Dr. Med. Vet.

155 Seiten

Abteilung Infektionspathologie des Deutschen Primatenzentrums Göttingen
Wissenschaftliche Betreuung: Univ.-Prof. Dr. F.-J. Kaup
Diverse Zoos

Voller Text

Zusammenfassung:

Die alveoläre Echinokokkose (AE) ist eine Erkrankung, die vom Larvenstadium des Fuchsbandwurmes (E. multilocularis) ausgelöst wird und bei Zwischen- und Fehlwirten auftritt. Zu diesen Fehlwirten zählen neben dem Menschen auch nichtmenschliche Primaten. In der Bartaffenkolonie des Deutschen Primatenzentrums (DPZ), Göttingen traten drei Fälle einer AE auf, die aufgrund einer infausten Prognose euthanasiert wurden. Dies wurde zum Anlass genommen, die Bartaffenkolonie des DPZ (aktuelle Grösse: 11 Tiere) hinsichtlich möglicher weiterer Infektionen mit E. multilocularis zu untersuchen und die Veränderungen der drei betroffenen Tiere umfassend pathomorphologisch zu charakterisieren.

Als morphologische Methoden kamen neben der Sektion umfassende lichtmikroskopische Untersuchungen einschließlich Immunhistochemie und transmissionselektronenmikroskopische Analysen zur Anwendung. Weiterhin wurden klinische Untersuchungen (Serologie, Hämatologie, Ultrasonographie) bei den lebenden Bartaffen der Kolonie durchgeführt.
Folgende Ergebnisse lassen sich festhalten:

1. Die AE zeigt bei Bartaffen ein ähnliches Bild wie bei anderen nichtmenschlichen Primaten und beim Menschen. Unterschiede fanden sich im Grad der Ausbreitung der Metazestodenstrukturen. Bei der Röntgenuntersuchung eines der an AE erkrankten Tiere konnten die parasitären Veränderungen gut dargestellt werden. Bei den drei betroffenen Bartaffen dieser Studie war das Hauptmanifestationsorgan die Leber. Bei einem Tier hatte sich der Prozess auch auf Lunge und Mediastinum ausgedehnt. Histologisch war ein schwerer mit umfangreichen entzündlichen Veränderungen einhergehender Umbau der Leber mit charakteristischen parasitären Zystenstrukturen feststellbar. In den Zysten wurden Protoskolizes nachgewiesen. Immunhistochemisch konnten Echinokokken- Antigene besonders im Gebiet der germinativen Schicht und der Protoskolizes 110 ZUSAMMENFASSUNG nachgewiesen werden.
2. Ultrastrukturell ließen sich im Bereich der germinativen Schicht Muskelzellen, Glykogenspeicherzellen, retikuläre Zellen sowie undifferenzierte Zellen darstellen. Bei den Protoskolizes wurden Mikrotrichen festgestellt, die im Gebiet des zukünftigen Rostellums stachelartig waren. Im hinteren Bereich der Protoskolizes ließen sich stumpfe Mikrotrichen nachweisen. Im Inneren der Protoskolizes konnten Muskelzellen und Glykogengranula dargestellt werden.
3. Bei den klinischen Untersuchungen ergaben sich nur eingeschränkte Aussagemöglichkeiten. Bei einem Tier konnten serologisch Antikörper gegen E. multilocularis festgestellt werden. Die ultrasonographischen Untersuchungen waren bei den lebenden Tieren wenig aussagekräftig.

Ausgehend von einem erhöhten Infektionsrisiko bei Bartaffen wurden weiterhin genetische Untersuchungen der MHC-Region initiiert, um denkbare Zusammenhänge mit der Echinokokkose weiter verfolgen zu können. Ein weiterer Aspekt dieser Studie war deshalb die Charakterisierung des MHC Klasse II von Bartaffen, die in der vorliegenden Arbeit erstmalig bei dieser Spezies durchgeführt wurde. Es wurden die DRB-Gene von insgesamt 10 Bartaffen untersucht. Davon war ein Tier an AE verstorben und ein weiteres war serologisch positiv.
Folgende Ergebnisse wurden bei den genetischen Untersuchungen erzielt:

1. Es wurden neun verschiedene DRB-Sequenzen bei zehn untersuchten Bartaffen nachgewiesen, von denen acht zu verschiedenen Allellinien gehören.
2. Die nachgewiesenen Allele der Bartaffen gehören zu Linien, die auch in anderen Primatenspezies vorkommen.
3. Zusammenhänge zwischen bestimmten MHC-DRB Eigenschaften und der Empfänglichkeit gegenüber einer AE konnten nicht festgestellt werden. Auffällig war aber, dass das an AE verstorbene und das serologisch positive, noch lebende Tier dieselben Allele hatten. Stammbaumdarstellungen zeigten weiterhin, dass eine genetische Prädisposition gegenüber der Empfänglichkeit für eine AE sehr wahrscheinlich ist.

Eine weitere Beobachtung der Bartaffenkolonie des DPZ und nähere Untersuchungen zum MHC bei Bartaffen unter Einbeziehung der Verwandschaftsverhältnisse ist nach den vorliegenden Ergebnissen anzuraten.

Summary

Alveolar echinococcosis (AE) is a disease which is caused by larval stages of the fox tapeworm (E. multilocularis) and occurs in intermediate and aberrant hosts. Aberrant hosts are humans but also nonhuman primates. Three cases of AE were observed in the colony of lion-tailed macaques of the German Primate Center (GPC), Göttingen. These animals were euthanized because of poor prognosis. This gave reason to examine the whole lion-tailed macaque colony of the GPC (current size: 11 individuals) for further infections with E. multilocularis and to characterize the alterations of the three infected animals pathomorphologically.

Morphological methods comprised necropsies and comprehensive light microscopic examinations including immunohistochemistry and transmission electron microscopy. Furthermore clinical investigations (serology, haematology, ultrasonics) of living lion-tailed macaques of the colony were carried out.
The following results could be established:

1. AE shows a similiar pattern in lion-tailed macaques, other nonhuman primates and humans. There is a difference in the degree of spreading of the cystical structures. X-ray examination of one animal infected with E. multilocularis revealed definite parasitic alterations. The liver of the three infected lion-tailed macaques was the main manifestation organ. In one of them the disease had also spread into the lungs and the mediastinum. Histologically a severe transformation of liver tissue with extensive inflammation and typical parasitic cystic structures was observed. Protoscolices could be detected in the cysts. Immunohistochemically echinococcal antigens were located predominantly within the germinal layer and the protoscolices.
2. Ultrastructural examination revealed muscle cells, glycogen-storing cells, reticular cells and undifferentiated cells within the germinal layer. Microtriches with different shapes SUMMARY 113 were observed in the protoscolices: in the region of the future rostellum and suckers the microtriches showed a spine-like structure and appeared knob-like in the posterior part of the protoscolex. Muscle cells and glycogen granules could be detected inside the protoscolices.
3. Clinical examinations did not provide significant data. Antibodies against E. multilocularis were detected in one animal of the colony. The ultrasonic investigations also showed no significant results.

Assuming a higher risk of infection in lion-tailed macaques genetic investigations of the MHC region were initiated to pursue possible connections with echinococcosis. For this reason the characterization of the MHC class II of lion-tailed macaques was an additional aspect of this study and was carried out in this species for the first time. DRB genes of 10 lion-tailed macaques in all were investigated. One of these animals died of AE and another animal developed antibodies against E. multilocularis.
The following results were achieved:

1. Nine different DRB sequences were detected in ten lion-tailed macaques. Eight of these sequences belong to different allelic lineages.
2. The proven alleles of the lion-tailed macaques belong to allelic lineages which also occur in other primate species.
3. Significant connections between certain MHC DRB features and the susceptibility to an AE could not be detected. However, it could be noted that the animal which died of AE and the animal which was serologically positive possess the same alleles. Interpretations of pedigrees showed a potential genetical predisposition to an increased susceptibility to alveolar echinococcosis in lion-tailed macaques.

Considering the present results it is advisable to continue observing the lion-tailed macaque colony and to carry out more detailed MHC investigations in this species including the kinships.

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