Bone marrow depletion with haemorrhagic diathesis in calves in Germany: Characterization of the disease and preliminary investigations on its aetiology

Berliner und Münchener Tierärztliche Wochenschrift 123, 31-41

DOI: 10.2376/0005-9366-123-31

© Schlütersche Verlagsgesellschaft mbH & Co. KG. 2009

Publiziert: 12/2009

Summary

Since 2007 a new fatal haemorrhagic diathesis in calves has been observed in all areas of Germany. Analysis of 56 cases submitted for necropsy allowed its characterization. Calves fell ill within the first month of life independent of breed and sex. Only single or a few animals per herd were affected. Petechial and ecchymotic haemorrhages in many organs and tissues, particularly in skin, subcutis and gastrointestinal tract, were major findings in all animals. Microscopically a severe depletion of bone marrow cells was always observed. Lymphocytic depletion (43%) and inflammatory lesions (46%) were less frequently observed. Blood analysis of five animals indicated an aplastic pancytopenia. The resulting thrombocytopenia is regarded as major pathomechanism of this Haemorrhagic Disease Syndrome (HDS).
Pedigree analysis gave no indication of hereditary disease. Tests for specific toxins such as S-(1,2-Dichlorovinyl)-L-cysteine (DCVC), furazolidone, or mycotoxins resulting in bone marrow depletion were negative. Bacterial infections, Bovine Viral Diarrhoea Virus, and Bluetongue Virus were ruled out as cause of the disease. HDS shares similarities with a circoviral infection in chickens (chicken infectious anaemia). A broad-spectrum PCR allowed detection of circoviral DNA in 5 of 25 HDS cases and in 1 of 8 non-HDS cases submitted for necropsy. Sequencing of the whole viral genome revealed a high similarity (up to 99%) with Porcine Circovirus type 2b. Single bone marrow cells stained weakly positive for PCV2 antigen by immunohistochemistry in 1of 8 tested HDS animals.
This is the first report of circovirus detection in cattle in Germany. The exact cause of HDS still remains unknown. A multifactorial aetiology involving infection, poisoning, immunopathy, or a genetic predisposition is conceivable. Additional research is necessary to clarify the pathogenesis and the potential role of PCV2 in HDS.

Zusammenfassung

Seit 2007 wird bei Kälbern in ganz Deutschland eine neue, meist tödlich verlaufende hämorrhagische Diathese beobachtet. Die Erkrankung wurde anhand von 56 Sektionsfällen charakterisiert. Die Kälber erkrankten durchweg im ersten Lebensmonat. Es handelte sich in der Regel um Einzeltiererkrankungen, wobei verschiedene Rassen und Tiere beiderlei Geschlechts betroffen waren. Hauptbefunde bei allen Tieren waren massive Blutungen, die vornehmlich in Haut, Unterhaut und im Gastrointestinaltrakt zu finden waren. Histologisch wurde immer eine hochgradige Hypo- bis Atrophie des Knochenmarks festgestellt. Zusätzlich konnten eine Lymphozytendepletion (43 %) und entzündliche Veränderungen (bei 46 % der Tiere) beobachtet werden. Blutanalysen von fünf Tieren zeigten eine aplastische Anämie. Damit wird dieses Hämorrhagische Diathese Syndrom (HDS) hauptsächlich durch eine Thrombozytopenie verursacht.
Abstammungsanalysen ergaben keinen Hinweis auf eine Erbkrankheit. Toxine wie z. B. S-(1,2-Dichlorovinyl)-L-cysteine (DCVC), Furazolidon oder Mykotoxine, die Knochenmarksschäden hervorrufen können, wurden nicht nachgewiesen. Auch Infektionen mit Bakterien oder mit dem Virus der Bovinen Virus Diarrhoe (BVDV) sowie der Blauzungenkrankheit (BTV) wurden als Ursache ausgeschlossen. HDS hat gewisse Ähnlichkeit mit Circovirusinfektionen beim Geflügel (Infektiöse Anämie der Küken). Mit Hilfe einer Breitspektrum-PCR konnte Circovirus-DNS bei fünf von 25 HDS-Kälbern und einem von acht Nicht-HDS-Kälbern nachgewiesen werden. Die vollständige DNS-Sequenz zeigt eine starke Ähnlichkeit (bis zu 99 %) zum Porzinen Circovirus Typ 2b (PCV 2b). In einer PCV2-spezifischen Immunhistologie färbten sich einzelne Knochenmarkszellen bei einem von acht HDS-Kälbern schwach positiv.
Es konnte erstmals ein Circovirus bei Rindern in Deutschland nachgewiesen werden. Die Ursache des HDS bleibt jedoch unklar. Ein multifaktorielles Geschehen, an dem Infektionen, Intoxikationen, Immunopathien oder genetische Prädisposition beteiligt sein können, ist denkbar. Es sind weitere Untersuchungen notwendig, um die Pathogenese von HDS und eine möglichen Beteiligung von PCV2 aufzuklären.