Ketosebestimmungsmethoden im Vergleich – Teil 2

In einer siebenmonatigen Untersuchung (01.03. - 14.10.2023) in einem Praxisbetrieb in Schleswig-Holstein wurden fünf verschiedene Methoden zur Bestimmung von Ketosen eingesetzt, um das Ketosevorkommen zu ermitteln und dabei einen Vergleich der Systeme durchzuführen.

Für die Datenerfassung wurden folgende Schnelltests mit den dargestellten Grenzwerten genutzt:

1. Blut-Schnelltest:     
   • BHB-Check, TaiDoc Technology Corporation, Taiwan
   • subklinische Ketose: 1,2 – 2,9 mmol ßHB/l Blut, klinische Ketose: ≥ 3,0 mmol ßHB/l Blut
      
2. Harn-Schnelltest:    
   • Medi-Test Keton, MACHEREY-NAGEL GmbH & Co. KG, Düren
   • keine Ketose: = 0 mmol AcAc/l Harn, Ketose: > 0 mmol AcAc/l Harn
      
3. Milch-Schnelltest:   
   • Servotest Vet und WDT Ketonkörper-Teststreifen für Milch, servoprax GmbH, Wesel
   • keine Ketose: < 100 µmol ßHB/l Milch, Ketose: ≥ 100 µmol ßHB/l Milch

Der Blut-Schnelltest arbeitet als quantitativer Test, bei dem ein Teststreifen in das entsprechende Handmessgerät eingelegt und ein Tropfen Blut auf den Streifen aufgebracht wird. Als Ergebnis wird der ßHB-Gehalt als Zahlenwert angezeigt. Demgegenüber handelt es sich bei den Harn- und Milchschnelltests um sogenannte semiquantitative Farbumschlag-Tests. Die Teststreifen werden kurz in die entsprechende Flüssigkeit getaucht, anschließend reagieren die Testfelder mit der Flüssigkeit und verfärben sich. Die Farbveränderung kann nach der definierten Reaktionszeit mit einer Farbskala verglichen und daraus die Ketonkörperkonzentration abgeschätzt werden.

Zusätzlich zu den Testmethoden auf Basis des Einzeltieres wurden die Ergebnisse der monatlichen Milchleistungsprüfung des LKV SH genutzt und dabei der FEQ und das im Februar 2023 eingeführte KetoMIR-System zur Beurteilung der Ketose-Gefährdung herangezogen. Die milchleistungsprüfungsbasierten Vorhersagesysteme bieten im Vergleich zu den Schnelltests den Vorteil, dass die Untersuchungs- und Auswertungsaufgaben durch den LKV übernommen werden und damit eine Konstanz durch einheitliche Testung und Dokumentation erreicht werden kann.

In der Testung diente der Blut-Schnelltest als Referenz für die Berechnung der Korrelation sowie der Qualitätsparameter. Proben mit einem ßHB-Wert von 1,2 – 2,9 mmol/l Blut wurden als subklinische Ketose und mit einem Wert ≥ 3,0 mmol ßHB/l Blut als klinische Ketose charakterisiert.

Insgesamt wurden 134 Tiere nach ihrer Kalbung einmal wöchentlich in den ersten drei Laktationswochen zeitgleich mit den drei Schnelltests untersucht. Zusätzlich kamen für den Vergleich die Ergebnisse der Milchleistungsprüfungen zum Einsatz, die zeitlich nahe an einer Testung mittels Schnelltests lagen. Aufgrund des monatlichen Intervalls der Milchleistungsprüfung reduzierte sich der verfügbare Datensatz für den Vergleich des FEQ und des KetoMIR-Systems mit den anderen Bestimmungsmethoden, was bei der Interpretation der Ergebnisse zu berücksichtigen ist.

Eine Korrelationsanalyse der Messergebnisse der verschiedenen Tests ergab, dass die vor Ort im Betrieb eingesetzten Schnelltests eine höhere Korrelation zeigten als die Ketoseeinschätzungen, die aus den Daten der Milchleistungsprüfung bestimmt wurden (Tabelle 1).

Die Harn-Teststreifen können nach dem Bewertungsmaßstab, der von JANSEN et al. (2022) angewendet wurde, mit einer Korrelation von 0,716 zur Referenz des Blut-Schnelltests in die Kategorie einer hohen Korrelation eingeordnet werden und zeigten insgesamt die besten Ergebnisse. Die Ergebnisse der Milch-Teststreifen ergaben eine moderate Korrelation mit einem Korrelationskoeffizienten von 0,493. Die Korrelationen von KetoMIR bzw. FEQ mit dem Blut-Schnelltest, der in diesen Untersuchungen als Referenz galt, waren mit 0,227 und 0,165 gering.

Für die berechnete Korrelation zwischen FEQ und Blut-Schnelltest gab es darüber hinaus keine Signifikanz.

Die Abbildungen 1 und 2 zeigen die Beziehungen der Messwerte des Blut-Schnelltests zu denen der Harn-Teststreifen bzw. zu denen der Milch-Teststreifen.

Das Bestimmtheitsmaß für den linearen Zusammenhang zwischen den Messwerten des quantitativen Blut-Schnelltests und denen der semiquantitativen Harn-Teststreifen war mit 0,751 (Pearson Korrelationskoeffizient: 0,866, p<0,001) hoch und zeigt damit eine enge Beziehung (Abbildung 1).

Für den Milch-Schnelltest ergab sich eine schlechtere Korrelation mit dem Blut-Schnelltest (Abbildung 2).

Das Bestimmtheitsmaß für diesen linearen Zusammenhang lag bei 0,438 (Pearson Korrelationskoeffizient: 0,662; p<0,001) und zeigte damit eine mittlere Beziehung.

Tabelle 2 zeigt eine Gesamtübersicht der Qualitätsparameter Sensitivität, Spezifität, Falsch-Positiv-Rate und Falsch-Negativ-Rate für die jeweiligen Testverfahren mit dem BHB-Check (TaiDoc, Taiwan) als Referenz.

Für die Schnelltests sind verschiedene Grenzwerte getestet worden, ab dem ein positiver Ketose-Status angenommen werden kann. In allen Fällen bewirkt eine Erhöhung des Grenzwertes die Reduzierung der Sensitivität (beschreibt bzw. misst in diesem Fall den Prozentsatz „kranker“ bzw. ketoseverdächtiger Kühe, die korrekt als solche erkannt wurden) und Erhöhung der Spezifität (beschreibt bzw. misst in diesem Fall den Prozentsatz gesunder bzw. nicht ketoseverdächtiger Kühe, die korrekt als solche und damit gesund erkannt wurden).

Da der Einsatz von Schnelltests darauf abzielt, subklinische Ketosen zu erkennen und mögliche negative Auswirkungen auf die Gesundheit und Leistung der Tiere zu verhindern, wird vorrangig eine hohe Sensitivität der Tests angestrebt.

Dabei zeigte der Harn-Schnelltest insgesamt bei einem Grenzwert > 0 mmol AcAc/l Harn die höchste Kombination von Sensitivität (84 %) und Spezifität (69 %). Jede erkennbare Farbveränderung der hier verwendeten Harn-Teststreifen sollte damit als Hinweis auf eine ketotische Belastung gewertet werden.

Für den betrachteten Milch-Schnelltest ergab sich die höchste Kombination aus Sensitivität und Spezifität bei der Anwendung eines Grenzwertes von ≥ 0,5 mg ßHB/100 ml Milch. Eine Sensitivität von 84 % und eine Spezifität von 58 % wurden ermittelt.

Die ausgewerteten MLP-Daten zeigten im Vergleich zu den Schnelltests niedrigere Qualitätswerte. So konnte in dieser Datenaufnahme mit dem KetoMIR-System eine maximal mögliche Sensitivität von 52 % erreicht werden. Die Spezifität lag bei 65 %. Bei der Anwendung des neuen populationsabhängigen FEQ (GLATZ-HOPPE et al. 2022) wurde eine Sensitivität von 31 % und eine Spezifität von 80 % erreicht. Das „alte“ bzw. ehemalige FEQ-System mit einem FEQ-Grenzwert > 1,5 zeigte für diese spezielle Datenaufnahme eine Sensitivität von 24 % sowie eine Spezifität von 89 %.

Hierbei sollte jedoch berücksichtigt werden, dass diese milchdatenbasierten Systeme nicht den Anspruch haben, Einzeltiere für z. B. therapeutische Maßnahmen zu identifizieren, sondern um Managemententscheidungen auf Herdenebene oder für Teilgruppen anzupassen.