Untersuchung zur Sensitivität und Spezifität verschiedener Methoden der Immunglobulin G-Messung im Blut beim neonatalen Kalb

Abstract

Ziel dieser Arbeit war es, einen neuentwickelten Schnelltest auf der Grundlage eines semiquantitativen ELISAs zur Immunglobulin G-Bestimmung im Serum des Kalbes auf seine Sensitivität und Spezifität zur Erkennung einer Hypogammaglobulinämie hin zu überprüfen. Dies erfolgte anhand der Korrelation der Ergebnisse zur Immunglobulin G-Messung mit Hilfe eines laborgebundenen ELISAs als Goldstandard. Potentielle Einflüsse auf das Ergebnis des Schnelltestes wurden untersucht. Diese bestanden einerseits in Faktoren, die von den Proben ausgingen (Alter und Gesundheitszustand des Kalbes zum Zeitpunkt der Beprobung), andererseits in Beeinflussungen durch die Bearbeitung der Proben (Kryokonservierung) und durch den Ableser des Testes (subjektive Einflüsse, Zeitpunkt des Ablesens).Zusätzlich wurden weitere etablierte indirekte Meßverfahren zur Abschätzung der Immunglobulinversorgung des Kalbes (Gesamtproteinmessung mit Refraktometer im Serum, Messung der Aktivität der Gammaglutamyltransferase im Serum) im Vergleich zu dem Goldstandard überprüft, um die derzeit sicherste Schnellmeßmethode zur Abschätzung der kolostralen Antikörperversorgung beim Kalb zu identifizieren.Die 292 Serumproben von Kälbern im Alter von bis zehn Tagen wurden von mehreren landwirtschaftlichen Betrieben in Hessen und Thüringen gewonnen.In dieser Studie konnten folgende relevanten Ergebnisse gewonnen werden: Die Zusammenhänge zwischen dem Ergebnis des ELISAs und des Schnelltestes (p < 0,0001; r = -0,36), der Gesamtproteinbestimmung im Serum des Kalbes (p < 0,0001; r = 0,75), der Messung der Aktivität der Gammaglutamyltransferase im Serum des Kalbes (p < 0,0001; r = 0,76) sind statistisch signifikant. Der Schnelltest weist eine schlechte Sensitivität (61,1 %) und Spezifität (58,7 %) in der Erkennung eines fehlerhaft immunisierten Kalbes auf. 39,7 % der Kälber werden falsch klassifiziert. Es ergibt sich kein Einfluß des Gesundheitszustandes des Kalbes auf das Ergebnis des Schnelltestes (p = 0,98). Abhängig vom Alter des Kalbes werden ältere Kälber häufiger als zu gut versorgt erkannt, obwohl dies in der Messung mittels ELISA nicht zutraf. Mit jedem zusätzlichen Lebenstag steigt die Wahrscheinlichkeit für eine Einstufung als ausreichend versorgt um den Faktor 1,22. Eine Durchführung des Testes mit zuvor kryokonservierten und aufgetauten Serumproben ist nicht möglich. Eine Auswertung des Testes nach einer verlängerten Inkubationszeit führt zu abweichenden Ergebnissen. Die Messung des Serumgesamtproteins weist bei allen Kälbern (gesunde Kälber: FPT bei Gesamtprotein < 5,2 g/dl, kranke Kälber: FPT bei Gesamtprotein < 5,5 g/dl) eine mittlere Sensitivität (83,8 %) und gute Spezifität (90,5 %) in der Erkennung eines fehlerhaft immunisierten Kalbes auf. 86 % der Kälber werden richtig klassifiziert. In der Gruppe der gesunden Kälber (FPT bei Gesamtprotein < 5,2 g/dl) wird eine Sensitivität zur Erkennung eines FPT von 80,9 % bei einer Spezifität von 94,7 % erreicht. 85,7 % der Kälber werden richtig klassifiziert. In der Gruppe der erkrankten Kälber (FPT bei Gesamtprotein < 5,5 g/dl) wird eine Sensitivität zur Erkennung eines FPT von 91,1 % bei einer Spezifität von 73,7 % erreicht. 86,7 % der Kälber werden richtig klassifiziert. Die Messung der Aktivität der Gammaglutamyltransferase im Serum weist eine mäßige Sensitivität (62,9 %) und gute Spezifität (87,4 %) in der Erkennung eines fehlerhaft immunisierten Kalbes auf. 70,9 % der Kälber werden richtig klassifiziert.Zusammenfassend ist festzustellen, daß der Schnelltest nicht die erwünschte Lösung zur Kontrolle der passiven Immunisierung beim neugeborenen Kalb ist. Bisher etablierte Schnelltestmethoden, insbesondere die Bestimmung der Serumgesamtproteinkonzentration mit Hilfe der Refraktometrie, zeigen deutlich genauere Ergebnisse in der Erkennung eines FPT und somit eine korrekte Einteilung der Kälber. The aim of this study was to evaluate the sensitivity and specificity of a newly developed test for analyzing hypogammaglobulinaemia in the serum of calves. The test is based on semiquantitative ELISA detection of immunoglobulin G. For this purpose the results, compared to those obtained by laboratory-based ELISA as gold standard method, were correlated. Potential effects on the results of the rapid test were investigated, basing on probands (age and general health condition of individuals at sampling time), treatment of samples (cryopreservation) and tester (subjective influences, read-off-time).Additionally, accepted indirect methods for assessment of immunoglobulin-supply in newborn calves (determination of total serum protein by refractometer, measurement of activity of serum gamma-glutamyl transferase) were performed and results compared to gold standard, in order to identify the currently most reliable rapid test method.292 serum-samples of calves between 0 and 10 days of age were obtained from probands in several agricultural holdings in Hesse and Thuringia.Relevant results of the study: Correlations between the results of ELISA and commercially available rapidtest (p < 0.0001; r = -0.36), total serum protein determination (p < 0.0001; r = 0.75), measurement of activity of serum gamma-glutamyl transferase (p < 0.0001; r = 0.76) indicate statistical significance. The rapid-test demonstrates poor sensitivity (61.1 %) and specifity (58.7 %) in detection of low immunized calves. 39.7 % of probands are misclassified. General health condition of calves does not influence the results of the rapidtest (p = 0.98). Depending on age of probands the rapid-test classifies probands as adequately supplied with immunoglobulins, though results of ELISA show low concentrations. Each consecutive day of life increases the probability of classification as sufficiently supplied by the factor 1.22. Testing of previously cryopreserved and thawed serum samples by rapid-test is not possible. Evaluation of rapid-test after prolonged incubation period leads to discrepant results. The readout of test results is subject to individual fluctuation. Measured values of total serum protein show average sensitivity (83.8 %; healthy claves: FPT at values < 5.2 g/dl, ill calves: FPT at values < 5.5 g/dl) and good specifity (90.5 %) concerning detection of low immunized probands. 86 % of probands are classified correctly. In healthy calves (FPT at total serum protein < 5.2 g/dl) sensitivity for detection of FPT measures 80.9 %, specifity 94.7 %. 85.7 % of probands are classified correctly. In ill calves (FPT at total serum protein < 5.5 g/dl) sensitivity for detection of FPT measures 91.1 %, specifity 73.7 %. 86.7 % of probands are classified correctly. Measurement of activity of serum gamma-glutamyl transferase shows moderate sensitivity (62.9 %) and good specifity (87.4 %) concerning detection of low immunized probands. 70.9 % of probands are classified correctly. As a conclusion, the commercially available rapid-test does not fulfil the requirements for monitoring the passive immunization in newborn calves.Accepted indirect methods for assessment of immunoglobulin-supply in newborn calves, particularly the determination of total serum protein by refractometer, show significant more precise results in the detection of FTP and therefore a correct classification of calves.