Tiergerechtheit - landwirtschaftliche Nutztiere im Zusammenhang mit der Impfstoff Forschung & Entwicklung für Rind und Schwein unter Biosicherheitsanforderungen

39. Seminar über Versuchstiere und Tierversuche Bundesinstitut für Risikobewertung/Charité/GV-Solas – Berlin 14./15. September 2010

Dr. A. Schenk (Boehringer Ingelheim AH GmbH), BfR/Charité/GV-Solas Seminar, 14-15_Sep_2010

Außenansicht des Boehringer Ingelheim F&E Gebäudes Hannover

Tierhaltung Labors

Büros

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Derzeitiger Baustand

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Generelle Informationen Labor- und Bürogebäude für ca. 50 Beschäftigte Entwicklung neuer Impfstoffe und Durchführung der Diagnostik (S2, optional S3)

Versuchstierhaltung für landwirtschaftliche Nutztiere (Versuchstierräume, Sicherheitsstufe S2, später S3) • •

Nachweis der Verträglichkeit, Sicherheit und Wirksamkeit etc. der Impfstoffe Die Gesamtzahl der zeitgleich in der Versuchsanlage gehaltenen Tiere maximal 200 Großvieheinheiten (GV).

Nicht genehmigungsbedürftige Anlage gemäß 4.BImSchV. Wesentliche Rechtsgrundlage sind das Gentechnikgesetz GenTG und die Gentechnische Sicherheitsverordnung GenTSV.

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Kontext: Produktzulassung

EMA Richtlinien Tierimpfstoffe Europäische Monographien

Qualität

Sicherheit

Wirksamkeit

VICH Guidelines International Cooperation on Harmonization of Technical Requirements for Registration of Veterinary Medicinal Products

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Kontext: Vakzine Forschung & Entwicklung • Konzept-Prüfung (Labor)

• Vorentwicklung (Labor) „Vorläufig“

Definierter Master Seed (Pathogen, Stamm, Passage) • Epidemiologie • Krankheitsparameter • Konzept-Prüfung (Koch´sches Postulat) • Wirksamkeits-Parameter • Challenge Modell • Etablierung Pathogen-Stamm, Isolate, sowie Passagen

• Entwicklung (Feld) „Pivotal“

Endgültige Dosierung & Darreichung

• Dosisfindung /Dosisrationale, Potenztest • Adjuvantien-Testung • Minimal immunisierende Dosis (MID), • Dauer der Immunität (DOI) , Beginn der Immunität • Sicherheit (Einfache Dosis, Überdosis, wiederholte Dosis) • Reproduktionssicherheit • Immunologische Wirkungen • Verbreitung des Impfstammes (Rückpassagen, Rückkehr zur Virulenz) • Biologische Eigenschaften, Rekombination • Rückstände • Interaktionen mit anderen Produkten • Auswirkungen auf Nichtzieltierart • Umwelttoxizität/Risikobewertung Umwelt

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Kontext: Biosicherheit Wesentliche Elemente : - Abgeschlossenes Containment - Unterdruck in den Tierabteilen - Gerichtete Luftströmung mit Abluft Filterung - Schleusensysteme - Sterilisationsanlagen - Zutrittskontrollen - Redundante Anlagen - Notstromversorgungen - Meldesysteme - Brandschutz

Herausforderungen mit Bezug zurTiergerechtheit: - Kein Umtrieb (Rein/Raus) - Gestaltung von Oberflächen (Reinigung/Desinfektion, Hautverträglichkeit,Trittsicherheit) - Mindestanteil von Raufutter & Einstreu (Ernährung /Beschäftigung) - Liegekomfort (Epoxidfläche) - Wassereinsatz trockene Liegefläche - Entsorgung - Überwachung (Zeitdauer/Aufwand für Ein- und Ausschleusen)

- Mitarbeiterqualifikation Dr. A. Schenk (Boehringer Ingelheim AH GmbH), BfR/Charité/GV-Solas Seminar, 14-15_Sep_2010

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2900

880

850

2400 Bruttogrundfläche

670

388 408

327 335

564 606

486 525

3000 2500 2000 1500 1000 500 0

622 698

€/m2

Kostenrahmen von Gebäuden im Vergleich

Nettogrundfläche

Kosten eines S2/S3 Gebäudes liegen bei dem 3-4 fachen eines Bürogebäudes Quellen der Kosten: Landwirtschaftliche Betriebe: KTBL Einfamilienhaus – Versuchstieranlage Labortiere Doranth Post Architekten/GV Solas Wien 2009

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LB = Landwirtschaftlicher Betrieb

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Herausforderung Ausgleich verschiedenster Anforderungen

Tiergerechtheit /3Rs

Erreichung des Studienziels

Arbeitssicherheit

Biosicherheit

Nutzungsflexibilität

Kostenrahmen

Zulassungsanforderungen Dr. A. Schenk (Boehringer Ingelheim AH GmbH), BfR/Charité/GV-Solas Seminar, 14-15_Sep_2010

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Ethische Vereinbarkeit § 9, (2) Nr. 3 (TierschG): Schmerzen, Leiden oder Schäden nur in „unerlässlichem“ Umfang ...insbesondere dürfen sie nicht aus Gründen der Arbeits-, Zeit- oder Kostenersparnis zugefügt werden Biomedizinische Forschung: ein moralisches Dilemma mit nur zwei ethisch vertretbaren Optionen): 1. Nicht aktiv werden (Gewissensfreiheit, aber Inkaufnahme des größeren Übels; keine Vakzine ) 2. Geringsten Gesamtschaden verfolgen (Utilitaristische Rechtfertigung: Vakzineentwicklung unter Inkaufnahme/Beschränkung auf unerlässlicher Schmerzen, Leiden oder Schäden) Ethische Prinzipien:

Unternehmerische Prinzipien:

Zulässigkeit, Eignung, Unerlässlichkeit, Verhältnismäßig, Kosten(Schaden)/ Nutzen

Lösungsorientiert (Kunde), Einschätzbar, Rentabel [Risiko/Nutzen], Nachhaltig

Pharmaindustrie muss zwangsläufig Option 2 wählen = Utilitarismus; Prinzip der Verhältnismäßigkeit

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Ethische Vereinbarkeit • Ökonomisch : sowohl ein sehr niedriges Tierschutzniveau (Skandalgefahr; Boykott) als auch ein kompromisslos hohes Tierschutzniveau (Kosten) kann die Zahl verkaufter Einheiten (z.B. Impfdosen) drücken

verkaufte Einheiten (Nutzenmultiplikator):

• Ethisch: Für die utilitaristische Ethik ist der rechte Randbereich nicht attraktiv, weil für den geringsten Gesamtschaden ("größter Nutzen der größten Zahl“); weil das Produkt aus Leidverringerung beim individuellen Patienten x Anzahl Therapien bzw. zu impfende Individuen Ausschlag gibt. • Inhaltlich: Optimale Haltungsbedingungen/Management fördern Aussagekraft einer Studie bei möglichst wenigen Tieren - Tierschutz der fachlich begründet ist, ist wissenschaftlich & wirtschaftlich sinnvoll!

Tierschutzniveau

Fazit: Die prima facie Gegensätzlichkeit von Ethik und Ökonomie gilt nicht generell. Dr. A. Schenk (Boehringer Ingelheim AH GmbH), BfR/Charité/GV-Solas Seminar, 14-15_Sep_2010

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Komponenten der Tiergerechtheit

Verhalten und Haltungsansprüche

Funktionskreise Sozialverhalten Fortpflanzungsverh. Nahrungsaufnahme Ruheverhalten Lokomotion Komfortverhalten Ausscheidungsverhalt.

Verfahrenskreise Liegebereich Laufbereich Fütterung Entmistung Klima Kratzbürsten

Josef Troxler, VUW, 2008

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Management spezifisch

Bau technisch

TierGesundheit und Verhalten Qualität des Management

Zeitlicher & methodischer Aufwand

Tierbezogen

Erklärungsgehalt

Tiergerechtheit

Qualität der Haltungsbedingungen

Hierarchisches Konzept derTiergerechtheit von Haltungssystemen (Sundrum) Dr. A. Schenk (Boehringer Ingelheim AH GmbH), BfR/Charité/GV-Solas Seminar, 14-15_Sep_2010

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Qualitätsanforderungen Tierschutz/Tiergerechtheit AAALAC Association for assessment and accreditation of Laboratory Animal Care International

DLG

Uni Gießen

Vet-Uni Vienna

Ausschuß Tiergerechtheit

Institut für Landtechnik

InstitutTierhaltung & Tierschutz

Empfehlungen GV - SOLAS; FELASA, TVT, Canadian Council on Animal Care (CCAC), United States Department of Agriculture (USDA), Welfare Quality EU Forschungsprogramm Tierschutz-Rechtliche Normen (National, Regional, International) – ETS 123, EU 86/609 Dr. A. Schenk (Boehringer Ingelheim AH GmbH), BfR/Charité/GV-Solas Seminar, 14-15_Sep_2010

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Gebäudegrundriss

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Einbringweg für die Tiere

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Gebäudequerschnitt

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Tierraum Flexibilität und Fixierungsmöglichkeiten für die Infrastrukturelemente: •

Säulenkonzept (Abstand 110 cm) & Querstangenverbindungen & Verankerungspunkte im Wandbereich (60, 120, 180 cm Höhe) – Herausforderung: Hebelwirkungen!

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Bodenoberflächengestaltung Anforderungen: Verhinderung der Durchlässigkeit (komplette Versiegelung) Keine scharfen Ränder, Ecken, Kanten Rutschfestigkeit, Trittfestigkeit Thermische Eigenschaften (Wärmeleiteigenschaften, unterschiedliche Temperaturzonen) Liegebereich/Liegekomfort Einwirkungseigenschaften (z. B. Abrasion Integument) Trockenfähigkeit (Reduzierung Schadstoffbildung, Liegekomfort) Reinigungs- und Desinfektionseigenschaften (geschlossene Flächen) Akustik

• • • • • • • • •

Lösung: • • • • • • •

Epoxidharzmörtel bzw. Epoxidharzverlaufsbeschichtung Rigide Verarbeitungskontrolle (Gleichmäßigkeit der Verteilung u. der Partikeldichte) Kompromiss zwischen Griffigkeit und Rauheit für Integument Neigungswinkel 3% Bei Bedarf (insbesondere Liegen) hochgelegter, perforierter und weicher Boden Farbgestaltung/Helligkeitskontrastgestaltung (T. Grandin) Unterschiedliche Wände (Schalbrechung)

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Bodenoberflächengestaltung

Musterfläche: Hohlkehle

Musterfläche: Bodenbeschichtung Aufsicht auf die Bodenschichten Dr. A. Schenk (Boehringer Ingelheim AH GmbH), BfR/Charité/GV-Solas Seminar, 14-15_Sep_2010 20

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Bodenoberflächengestaltung 1. Vorarbeit: Boden abschleifen, absaugen, entstauben 2. Grundierung: 2-Komponenten Epoxidharzbindemittel 5 4 3 2

1

3. Egalisierung: 2-Komponenten-Epoxidharzbindemittel+ Quarzsand (0,1-0,3 mm Körnung) 4. Beschichtung: 2-Komponenten-Epoxidharzbeschichtung + Quarzsand (0,1-0,3 mm Körnung) 5. Deckversiegelung: 2-Komponenten-Epoxidharzbeschichtung + Vollglaskugeln (200-400µm Durchmesser)

Musterfläche: Bodenbeschichtung Aufsicht auf die Bodenschichten Dr. A. Schenk (Boehringer Ingelheim AH GmbH), BfR/Charité/GV-Solas Seminar, 14-15_Sep_2010 21

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Liegebereich & Laufbereich – Schwein Sau (Abferkelzeitraum): 2- Flächenaufstallung • • • • • • • • • •

Freie Abferkelbucht Strukturierung in 4 Bereiche (Ferkelnest inkl. Ferkelfütterung, Fressplatz Sau, Liegeplatz (Nestbereich) , Mistgang Planbefestigte Liegeflächen, Roste im Kotgang Liegebereich geschlossene Wände, Gummimatten, Sicht zur Nachbarbucht im Kotbereich Abweichstangen 20 cm Höhe, 15 cm Abstand Wand (Ferkelschutz) Bewegliches Absperrgitter (Arbeitssicherheit, Kontrolle Sau) Breite des Kotbereichs 120 cm (Belastungsfreies Drehen!) Mutter-Kind Tränke als schwenkbare Schalentränke Buchtenabtrennung 120 cm hoch Ferkelkiste (geschlossen, Arbeitsgangseitig, Schieber zur Abtrennung) oder Ferkelnest (Gummimatte, beidseitig)

FAT2 Bucht (Prof.Troxler)

Pos. Indikatoren: mögliches Nestbauverhalten, Hygieneverhalten

Kombiabferkelbucht (Dr. Hesse) Dr. A. Schenk (Boehringer Ingelheim AH GmbH), BfR/Charité/GV-Solas Seminar, 14-15_Sep_2010

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Liegebereich – Rind (Hochbox) Rind: 2-Flächenaufstallung, Liegebereich sehr kritisch für das Wohlbefinden • • • • • • • • • • •

3 Liegeboxen für 2 Rinder bis 800 kg KG (mehr als 1:1!) Der Körpergroße angepasste Größe der Liegebox (verschiebbar auf Querriegel) Komfortable weiche Liegematten (Aufbau, Dicke, verwendete Materialien: weich, verformbar, trittsicher, trocken [ggf. Perforation]) Leichte kurzgehäckselte Einstreu (Verhinderung „Radiergummieffekt ; hygroskopisch) Bugkante aus 12-15 cm hohem Gummi aufgekröpft auf Führungsrohr (flexibel, weich) Keine vertikalen bodenständigen Stützen im Liegebereich (keine Störung, Biosicherheit!) Raum für Kopfschwung mind. 70 cm zur Wand Streuschwelle/Kotstufe (= Höhe der Matte) Länge 195 cm, Breite 120 cm Position Nackenrohr zu Liegefläche 130 cm Gefälle 2-4%

Kalb: • Liegematten ohne Liegeboxenabgrenzung Pos. Indikatoren:

Liegedauer, Aufsteh-/Abliegeverhalten Zustand des Integuments

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Fütterung - Schwein: Breinuckel Sauen: Abferkelzeitraum (Handfütterung); Gruppenhaltung (Breinuckel) (max. 5 Tiere ) Ferkel: ab 7 kg, von Absetzen bis 20kg bei Bedarf ergänzt um Trockenautomaten Mastschweine: • Trockener pneumatischer Transport • Leistungsorientierte individuelle Transponder/ Datenaufnahme über Computer • Einzeltiererkennung (inkl. Mikrodosierer) • Gute Eignung für Kleingruppen (Sau restriktiv maximal 2-5 Tiere, Mast ad libitum max. 20 Tiere • Schulterschutz (Sauen max. 2-5 Tiere!) • Anpassung von Gries an gewünschte Konsistenz • Geringe Futterverluste • Anpassung der Dosierungsgeschwindigkeit • Einfache Konstruktion (schnelles Zerlegen, effektives Reinigen und Desinfizieren) • Geringer Flächenbedarf • Arbeitswirtschaftlich günstig

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Fütterung - Rind Rinder: • • • • • • •

Trockener pneumatischer Transport (setzt geeignete Form/Stabilität voraus) Tier/Fressplatzverhältnis 1:1 Alleinfuttermittel mit Mindestraufutteranteil (Ziel: Mindestfaserlänge 3,5cm, Anteil 2/3 oder 1kg bzw. 10% derTrockensubstanz), Vorlage ad libitum Ausreichendes Fressplatzangebot : Trogbreite (0,6-0,7 m), Tiefe (veränderbar, Kälber!) Ausreichende Höhe des Futtertroges ca. 50 cm über Lauffläche, 50 cm Tiefe, Trogwandhöhe von 50 cm Fressgitter (senkrecht, anstatt 15 ° Neigung) Flexibilität des Fressgitters (Größenunterschiede)

Kälber • • •

Von Hand über Nuckeleimer Raufutter: < 8 Wo 100g RF/Tier/Tag, > 200g RF/Tier/Tag Tränkeautomat eventuell zu komplex (Biosicherheit)

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Tränkeverfahren • Orientierungsrahmen „Tränkwasser“ DLG, Futtermittelhygieneverordnung • Sicherung von tierindividueller Wasseraufnahmepräferenz und Wasserdurchsatz • DurchTrennung des Versorgungssystems wird aus Trinkwasser – Tränkwasser • Keine Kontamination durch Rücklaufsicherung (Biosicherheit) • Einfache Zerlegung, Reinigung, Desinfektion (Biosicherheit) • Semiquantitative tierindividuelle Verbrauchsmessung über RFID/Antenne (= Zeit, Frequenz) • Notfallsicherung durch Alarmsysteme Schweine: • Sau, Ferkel und Mast: Schalentränke kippbar • Anbringung Nähe Kotbereich (getrennt zum Futterbereich) Rinder: • Trogtränke oderTränkebecken kippbar mit Schwimmerventil

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Entmistung/Luftführung Schema

Zuluft

Abluft

Klimaanlage mit Luftfilterung

5

kein Spaltenboden < plan befestigt

2

Wände > abwaschbar

3

Dreikantgitterrost + Gummimatte

4

kein Güllelager; > Kotrinne mit Stau/Schwemmspülung, direkter Abfluss über Sterilisation, hohe Abflussgeschwindigkeit Berücksichtigt Sedimentations- bzw. Flotationsverhalten von Kot (Rind/Schwein)

2

3

5

1 zur AbwasserSterilisationsanlage

1

4

Keine Geruchs bzw. Emissionsbelastung Gerichtete Luftführung (Versorgungsgang, Kotbereich)

4

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Klima • Bei AAALAC Akkreditierung Mängelpunkt Nr. 1! • Regelung durch Klima/Lüftungsanlage (HVAC) - Kontrolle von Temperatur/Feuchte/Luftbewegung/Aerosolen • Sicherung der Bedürfnisse nach Alters/Leistungsgruppen (Norm DIN A 18910-1: Wärmeschutz für geschlossene Ställe) • Temperaturzonen zur Steuerung des Verhaltens (Schwein) • Luftwechselraten (3-4 fach bzw. 8-10 fach wird noch geprüft), • Luftfeuchte (60-80%) • Partikuläre Bestandteile (Grobfilter/HEPA Filter)

• Absicherung durch Computersimulation nach Planungsunterlagen • Simulation zeigt Temperaturgradienten, Strömungsverläufe in Mikrokompartimentierung, Gasdiffusion • Antizipiert konstruktionsbedingte Planungsfehler, • Hinweis auf Energietransfer bzw. Energieeffizienz

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Komfort - Beschäftigung Rinder: • Ausreichendes Flächenangebot (ETS 123) • Komfortable Liegematten in Liegeboxen • Kratzbürsten zur Körperpflege (horizontal/vertikal)

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Komfort - Beschäftigung Schweine: • Ausreichendes Flächenangebot (ETS 123) • Minimum an Stroh/Heu (~ 100g Tier/Tag) für Wühlen, Beißen, Kauen, Erkunden, Suchen, Kauen in Automat oder Raufe • Andere manipulierbare Materialien • Manipulierbare Apparate (Nagen, Drehen, Hebeln) • Stroh zur Steuerung des Mutterverhaltens • Scheuerbürsten (horizontal/vertikal)

Nach Stubbe (Hohenheim) Dr. A. Schenk (Boehringer Ingelheim AH GmbH), BfR/Charité/GV-Solas Seminar, 14-15_Sep_2010

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Tierkörperbeseitigung • Nach Beendigung der Studien bzw. der Pathologie werden die Tierkörper der „schmerzfrei getöteten“ Tiere sterilisiert • Die Sterilisation wäre möglich durch z.B. – Autoklavierung mit Dampf – Verbrennung – alkalische Hydrolyse

• Sterilisation der Tierkörper gemäß § 13 GenTSV 150 °C (Erreichung Kernschichten); V0 (EG) Nr. 92/2005 der Kommission 19.1.2005, Anhang I, Alkalische Hydrolyse /G37/

• Die sterilen Reststoffe werden anschließend abtransportiert und in einer Tierkörperbeseitigungsanlage (TKBA) entsorgt

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Fazit zum Aspekt Tiergerechtheit im BIVRC Kontext Am Beispiel der „5 Freiheiten“ Freiheit von Hunger und Durst

Frisches Wasser, gesunde Nahrung

Abstimmung der Ernährungstechnik Tiergerechtheit/Hygiene

Freiheit von Unbehagen

Angemessene Umgebung, Schutzzonen

Intensive Auseinandersetzung mit Komfortmöglichkeiten

Frei von Schmerzen, Verletzungen und Krankheiten

Prävention, Diagnose, Behandlung

Intensive Auseinandersetzung mit technischen Mängeln

Frei sein zum Ausleben normaler Verhaltensweisen

Ausreichend Platz, angemessene Einrichtungen und Kontakt zu Artgenossen.

Umfangreiche Auseinandersetzung mit Beschäftigungsmöglichkeiten

Frei sein von Angst und Leiden

Durch Haltungsbedingungen und Behandlung

Intensive Ausbildung zum Mensch/Tierverhalten durch Experten (z.B. Abferkelbereich)

Quelle: UK Animal Welfare Council

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