Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Calves are born without preformed antibodies and are dependent on colostrum to acquire passive transfer of immunity from their mother. Failure of passive transfer (FPT) is a contributing factor to increased calf mortality and morbidity, and hence of economic importance to the producer. The level of passive transfer (PT) is associated with future health and productivity even in adult age.

Several factors that influence the level of passive transfer in the calf are well studied, especially the importance of colostrum quality. The role of efficiency of absorption in the calf is less well understood. The aim of this study was to determine serum immunoglobulin G (S-IgG) by an enzyme-linked Immunosorbent assay (ELISA) newly established in our lab, estimate apparent efficiency of absorption (AEA) of 803 calves from two Swedish farms and investigate how they affected calf health and FPT.

An ELISA protocol was established in our laboratory to determine S-IgG concentration of 700 calves at 2-7 days of age and AEA was calculated. The ELISA S-IgG values were correlated to serum total protein (STP) measured by an optic refractometer (n=224) with r=0.75 (p<0.0001) for Spearman´s rank correlation coefficient. Despite a good correlation, the ELISA was likely to overestimate S-IgG concentration and this probably affected the proportion of FPT. Proportion of FPT was clearly lower than previous study partly using the same samples (De Haan, 2018). The FPT for Lövsta was found to be 9.5% and for Röbäcksdalen 30.4%, compared to previously 16% and 44.7%, respectively.

AEA range and mean of the farms were very similar, but there was a greater difference in mean S-IgG between the farms. Mean AEA of calves classified in our study to have FPT was significantly lower than the total average AEA of calves from the same farm. Surprisingly, both mean S-IgG concentration and AEA were significantly lower for healthy calves than unhealthy calves. This comparison included only calves from Lövsta, which had relatively few and mild cases of illness. Röbäcksdalen did not have sufficient data available to be included. Birth weight and amount of IgG fed first meal were not significantly correlated to AEA in this study.

Placentan bland hov- och klövdjur tillåter inte passage av stora molekyler så som antikroppar. Kalvar måste därför få det passiva skyddet via råmjölken som är som rikast på antikroppar precis efter kalvning. En fullgod passiv immunitet (PT) hos kalven minskar risken för, och svårighetsgraden hos, eventuella infektioner från omgivningen och har också visat sig ha positiva effekter längre fram i livet med bättre hälsa och kortare tid till första insemination. Det finns därför ett intresse att optimera andelen kalvar med god passiv immunitet då det finns indikationer att det skulle spara lidande vid sjukdom, antimikrobiella behandlingar och ge bättre produktivitet hos djuren.

Flera faktorer påverkar graden av passiv immunitet som kalven uppnår. Några av de mer väldokumenterade faktorerna är kvalitet av råmjölken som ges kalven såväl som tid och mängd av första mål råmjölk. Effekten av kalvens egen absorptionsförmåga på den passiva immuniteten är mindre klarlagd. Det främsta målet i den här studien var att anpassa en kvantitativ enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) för att direkt mäta koncentrationen av IgG från kalvserum och tillsammans med tillgänglig data estimera effektiviteten i upptaget per individ, kallat apparent efficiency of absorption (AEA), och relatera till graden av sjukdom och om det finns indikation på samband med graden av Failure of Passive Transfer (FPT).

Serumkoncentration av immunoglobulin G (S-IgG) bestämdes i 700 prover från kalvar i åldern två till sju dygn och från två olika gårdar. Ett värde på AEA kunde därefter beräknas där data var komplett. Då flera prover analyserats med optisk refraktometer avseende serum-totalprotein (STP) som en del av en tidigare studie, kunde även korrelationen mellan de olika metoderna uppskattas. Korrelationen var r=0,75 (p<0.0001, för Spearman´s rank korrelationstest). Vid jämförelse över hur analysmetoderna klassificerade fall av FPT, var andelen FPT betydligt lägre vid mätning med ELISA jämfört med optisk refraktometer. Andelen FPT för Lövsta var 9,5 % och 30,4 % för Röbäcksdalen i denna studie jämfört med tidigare studie med delvis samma material 16,0 % and 44,7 %. Detta hör troligtvis ihop med att ELISA visade tendens att överestimera koncentrationen S-IgG.

Fördelningen och medelvärde på AEA var mycket lika mellan de olika gårdarna trots att de skiljde sig i medel S-IgG. Kalvar klassificerade som FPT med vår ELISA visade sig ha signifikant lägre genomsnittlig AEA jämfört med kalvar med S-IgG över cutoff på 10g/L. Överraskande visade sig gruppen av kalvar med sjukdom ha signifikant högre AEA och S-IgG än gruppen av sjuka kalvar. Denna jämförelse inkluderade enbart kalvar från Lövsta då kalvar från Röbäcksdalen inte hade tillräckligt med data för att inkluderas. Kalvarna på Lövsta hade under perioden få och milda fall av sjukdom. Analys av korrelation mellan AEA och födelsevikt och AEA och massa IgG given vid första målet visade inget linjärt samband med statistisk signifikans.