Samenvatting voor deelnemers aan het boxeronderzoek van het proefschrift Een vervolgonderzoek van een geboortecohort boxers in Nederland: Genetische en omgevingsinvloeden op het voorkomen van ziekte
door
Marjan van Hagen
Deze samenvatting behoort bij het proefschrift met de Engelse titel:
A long-term follow up study of a birth cohort of boxer dogs in The Netherlands: Genetic and environmental risk factors for diseases en de Nederlandse titel:
Een vervolgonderzoek van een geboorte cohort boxers in Nederland: Genetische en omgevingsinvloeden op het voorkomen van ziekte (met een samenvatting in het Nederlands) Ter verkrijging van de graad van doctor aan de Universiteit Utrecht op gezag van de Rector Magnificus, prof. dr. W.H. Gispen, ingevolge het besluit van het College voor Promoties in het openbaar te verdedigen op 23 september 2004 des ochtends te 10.30 uur door Marjan
van Hagen
Promotoren Prof. dr. B.A. van Oost Hoofdafdeling Dier, Wetenschap en Maatschappij, Faculteit der Diergeneeskunde, Universiteit Utrecht Prof. dr. ir. J.A.M. van Arendonk Fokkerij en Genetica, Departement Dierwetenschappen, Wageningen Universiteit Co-Promotor Dr. B.W. Knol Hoofdafdeling Geneeskunde van Gezelschapsdieren, Faculteit der Diergeneeskunde, Universiteit Utrecht Adviseurs Jan van den Broek Centrum voor Biostatistiek Faculteit der Diergeneeskunde, Universiteit Utrecht Bart Ducro Fokkerij en Genetica, Departement Dierwetenschappen, Wageningen Universiteit Ingrid van der Gaag Hoofdafdeling Pathologie Faculteit der Diergeneeskunde, Universiteit Utrecht
2
3
Inhoud 1. Inleiding 2. Hondenrassen en erfelijke ziekten 3. Doel en opzet van het boxeronderzoek 4. Ziektefrequenties 5. Levensduur 6. Ziektefrequenties en risicofactoren 7. Erfelijkheidsgraad 8. Fokwaardeschattingen 9. Selectie van fokdieren: fokwaarden, fokadvies en fokbeleid 10. Moleculair-genetisch onderzoek 11. Aanbevelingen voor de toekomst 12. Conclusie 13. Referenties 14. Dankwoord 15. Hoofdstukken van het proefschrift 16. Stellingen bij het proefschrift 17. Lijst van publicaties
4
1. Inleiding Dit proefschrift beschrijft het tweede deel van het vervolgonderzoek van het geboorte cohort boxers, geboren tussen januari 1994 en februari 1995. Bestudeerd zijn frequentie en risicofactoren voor enkele ziektes en sterfte, waarbij zowel gekeken is naar genetische als omgevings-invloeden. Onze speciale aandacht ging uit naar erfelijke basis van ziektes, dwz de vraag of het voorkomen van ziekte kan worden verklaard uit overeenkomst in genetische achtergrond (erfelijke aanleg). In deze samenvatting zetten we allereerst de redenen van deze bijzondere aandacht uiteen(2). Daarna bespreken we het doel en opzet van het onderzoek en vatten we, ter herinnering, de resultaten van de 1ste vier jaar kort samen (3). Hoewel de boxer in de (wetenschappelijke) literatuur vaak wordt genoemd als een ras met een verhoogde gevoeligheid voor ziektes, is slechts weinig bekend over de frequentie, erfelijkheid of (rasgebonden) risicofactoren voor deze aandoeningen. Dit komt mede door een gebrekkige of ontbrekende registratie van sterfte en ziekte bij gezelschapsdieren in Nederland en ook andere landen. Daarom was de eerste stap in dit onderzoek de registratie en daarmee de bepaling van de frequentie van de verschillende aandoeningen binnen de boxer populatie. We geven een overzicht van de meest voorkomende gezondheidsproblemen bij de boxers (4), en van de belangrijkste doodsoorzaken die in de afgelopen 10 jaar zijn geregistreerd (5). Vervolgens beschrijven we de resultaten van de nader geanalyseerde sterfte, klinische heupdysplasie, gescheurde kniebanden, inclusief de risicofactoren daarvoor (6). De boxerfokkers wilden graag weten hoe zij via de selectie van fokdieren kunnen voorkomen dat het aantal erfelijke aandoeningen in hun populatie verder zal stijgen. Voor het beantwoorden van deze vraag is dan allereerst informatie nodig over de grootte van de genetische variatie binnen de populatie, aangezien voldoende genetische variatie de basis vormt voor een fokprogramma gericht op een gezonde (rashonden)populatie. De volgende stap was daarom de schatting van de effectieve erfelijkheidsgraad voor aandoeningen (7). Als fokdieren verschillen in fokwaarde kan de erfelijke aanleg in de volgende generatie worden verbeterd door selectie van ouderdieren met de beste fokwaarde. Daarom hebben we de fokwaarden van de beste en slechtste fokreuen berekend (8). Vervolgens bespreken we hoe de verschillende fokwaarden in een fokadvies-programma kunnen worden gebruikt (9). Onze gegevens vormen goed uitgangsmateriaal voor verder moleculair-genetisch onderzoek. Allereerst is de genetische achtergrond van de witte vachtkleur onderzocht en is de eerste stap gezet van onderzoek naar een oorzakelijk gen voor voorste kruisbandscheuring (10). We besluiten deze samenvatting met een beschouwing van het huidige fokbeleid, enkele aanbevelingen voor de toekomst (11), en de belangrijkste conclusies uit het onderzoek (12).
5
2. Hondenrassen en erfelijke ziekten Alle van de bijna 400 gedomesticeerde hondenrassen horen tot één enkele diersoort (species): Canis familiaris. Een species is een groep individuen die succesvol met elkaar kunnen paren. Een ras is een gesloten groep individuen, gekenmerkt door gemeenschappelijk bezit van een aantal erfelijke, lichamelijke kenmerken. Een hondenras is een groep gedomesticeerde dieren, waarvan uiterlijk en gedrag zijn gevormd door (menselijke)kunstmatige selectie. Honden zijn eeuwenlang geselecteeerd op basis van werktalent en levensvatbaarheid in verschillende geografische achtergrondmilieuomstandigheden; daardoor is een grote verscheidenheid aan hondenrassen ontstaan. Binnen een species, dus ook binnen rassen, kunnen individuen zich onderling voortplanten, maar de specifieke kenmerken kunnen verloren gaan wanneer dieren van verschillende rassen onderling worden gekruist. De boxer is een werkhond, en kan worden teruggevoerd tot het mastiff-type honden, die werden ingezet door de Cimbrians in hun strijd tegen de Romeinen (Palmer 1998). Uit deze honden werden rond de 13e eeuw de buldoggen gefokt voor stiergevechten en in de 19e eeuw ontstond de boxer uit een kruising van bulldoggen, beervechters en andere vechthonden (Bielfeld 2002). Liefhebbers van het ras startten de ‘German Boxer Club’ in 1896. Zoals de meeste hondenrassen, worden boxers echter niet langer ingezet voor het soort werk waarvoor zij oorspronkelijk werden geselecteerd. In het begin van de 19e eeuw, werd de eerste hondententoonstelling georganiseerd, en daarmee werd in plaats van de werkcapaciteit, het uiterlijk belangrijker. Dat leidde tot selectie op basis van uiterlijke kenmerken, zoals vastgelegd in de rasstandaard. De kennis van de genetische achtergrond van deze kenmerken was jammer genoeg nihil. De kenmerken zijn complex, en worden deels bepaald door genen en deels door omgevingsinvloeden. Hoewel fokkers zich richtten op hun individuele dieren, hebben zij in de loop van de tijd de genfrequenties in hele hondenpopulaties beïnvloed. Omdat de verschillende nationale en internationale rashondenorganisaties het niet is toestaan dat er tussen de verschillende rassen gefokt wordt, kan elk ras worden gezien als genetisch geïsoleerd. Het is daarom niet verrassend dat veel erfelijke ziekten van de hond rasspecifiek zijn (Everts et al.2000). Verschil in ziektefrequentie tussen hondenrassen wordt vaak gezien als een eerste aanwijzing dat er mogelijk sprake is van een erfelijke ziekte (Aguirre et al. 1999). Gedurende de laatste decennia leek zowel het aantal erfelijke ziekten, als de frequentie van deze ziekten, te stijgen (Werner et al.1999). Mede hierdoor is de interesse in genetisch onderzoek toegenomen onder zowel fokkers, rasverenigingen, dierenartsen als (veterinaire) wetenschappers. Hoewel de boxer in de wetenschappelijke literatuur vaak wordt genoemd als voorbestemd voor verschillende ziekten, is er slechts weinig bekend van de frequentie en erfelijkheid van of risicofactoren voor deze ziekten.
3. Doel en opzet van het boxeronderzoek Het doel van dit onderzoek was de frequentie van ziekten en sterfte te bestuderen, en de invloed van mogelijke risicofactoren (genetische en omgevingsinvloeden) daarop in kaart te brengen met behulp van zgn. parametrische survival modellen. Bij deze survival analyses wordt niet alleen rekening gehouden met de leeftijd waarop een hond ziek wordt, maar wordt ook het aantal honden betrokken waarmee op dat moment (geen) contact (meer) is. Hierbij ligt het verloop van het algemene risico op de ziekte in de loop der jaren vast, en kan de invloed van de risicofactoren hierop worden vastgesteld. Deze risicofactoren konden worden onderscheiden in individuele factoren en
6
nestfactoren. Individuele factoren kunnen binnen een nest verschillen (b.v. geboortegewicht of geslacht); nestfactoren zijn voor alle individuen in het nest hetzelfde (b.v. nestgrootte). Omdat onze speciale aandacht uitging naar erfelijke aandoeningen, werd de (effectieve) erfelijkheidsgraad (h2) berekend. De erfelijkheidsgraad van een kenmerk voorspelt of selectie van ouderdieren op basis van dit waargenomen kenmerk succesvol zal zijn. Daarmee geeft de erfelijkheidsgraad aan hoe betrouwbaar dit waargenomen (individuele) kenmerk (fenotype) is als leidraad voor de fokkerij (Falconer and Mackay 1996). Voorafgaande aan de start van dit onderzoek werd geschat dat om een ziektefrequentie van 1% te kunnen meten, een geboortecohort van een jaar moest worden vervolgd (Nielen 2000). Tussen januari 1994 en februari 1995 werden 2629 boxer-puppies uit 414 nesten geboren. Dit geboortecohort werd 10 jaar lang vervolgd; eerst door vragenlijsten, die werden ingevuld door fokkers en daarna door de nieuwe eigenaren. De resultaten uit de eerste 4 jaar van het onderzoek gaven inzicht in de pupsterfte voor de speenleeftijd, ca. 7 weken na de geboorte, en sterfte en pathologische veranderingen in de eerste 14 maanden. In totaal, stierven 571 (27.7%) puppies voor de speenleeftijd (natuurlijk of door euthanasie). Van deze 571 pups werd 25.7% doodgeboren. De meeste puppies overleden in de 1ste levensweek (52.7%). De belangrijkste doodsoorzaken of redenen voor euthanasie waren: virale of bacteriële infectie (n=102), volledig witte vacht (n=102), gespleten gehemelte en/of lip (n=61), ademnood(n=28), of doodgeboorte zonder specifieke diagnose (n=93) (Nielen et al. 1998). Pupsterfte was meestal toe te schrijven aan individuele factoren (Van der Beek et al.1999). Een sterke relatie werd gevonden tussen doodgeboorte en problemen tijdens de geboorte (beide veroorzaakt door individuele factoren bij pup en/of teef). Het geboortegewicht en risico op pupsterfte bleken gekoppeld te zijn: de lichtste en zwaarste pups hadden de hoogste sterftekans. Er werden twee risicofactoren voor sterfte of euthanasie door infectieziekten gevonden: (i) ziekte van de teef gedurende de dracht, en (ii) aanwezigheid van meer dan 1 hond in een huishouden (Nielen 2000). Verder werden sterfte, ziektefrequentie,en gedragsproblemen bij de boxers tussen de speenleeftijd en 4 jaar beschreven. Bij de 123 boxers die in die periode een natuurlijke dood stierven, was epilepsie de belangrijkste doodsoorzaak (n=123). De frequentie van epilepsie was 2.4% en de erfelijkheid was relatief hoog (h2=0.36). Cryptorchidie, eenzijdig of beiderzijds niet indalen van de teelballen, werd het meest frequent vastgesteld (10.7%), en had een erfelijkheidsgraad van 0.24. Een andere belangrijke doodsoorzaak of reden voor euthanasie was ‘hartprobleem’ (n=22), waarvan de belangrijkste groep werd gevormd door boxer met een aorta-stenose (n=11). Verkeersongelukken (n=13), gedragsproblemen (n=9) en nierfalen (n=8) waren ook frequente doodsoorzaken. Minder dan 10% van de boxers toonde onwenselijk gedrag en 70% van de boxers werd beschreven als vriendelijk, vrolijk en aanhankelijk. Echter, euthanasie vanwege agressie bleek toch een belangrijke reden voor euthanasie bij boxers tussen het spenen en 4 jarige leeftijd (Nielen et al. 2001b). Verder werden enkele karakteristieken van de boxerpopulatie vergeleken met die van 4 andere rashondenpopulaties (Berner Sennen Hond, Bouvier des Flandres, Golden Retriever and Kooiker). Het verwantschap- en inteeltniveau bij de boxer was respectievelijk 0.087 en 0.061. De boxerpopulatie toonde geen opvallende verschillen met de andere 4 hondenrassen (Nielen et al. 2001a). De laatste vragenlijst, aan het eind van het eerste deel van het onderzoek (januari 1998), werd ingevuld geretourneerd door circa 1225 boxer-eigenaren; dus 66% maakte nog steeds deel uit van het onderzoek. In afwachting van een nieuwe promovendus, die het
7
onderzoek zou continueren, werden tussen januari 1998 en februari 1999 geen vragenlijsten verstuurd. Om het contact te onderhouden met de deelnemers, en ze te informeren over de voortzetting van het onderzoek, werd een korte vragenlijst verzonden in februari 1999. De eerste vragenlijst van het vervolgonderzoek werd verstuurd in november 1999 (Fig.1). Dit vervolgonderzoek was mede gericht op het ontwikkelen van methoden ter verbetering van de gezondheidsstatus van de Nederlandse Boxer. Fokkers willen de kenmerken van hun ras, beschreven in de rasstandaard behouden, en streven daarom naar uniformiteit. Echter, genetische variatie is de primaire voorwaarde om effectief te kunnen selecteren. Om die hoeveelheid variatie in de boxerpopulatie te schatten aan de hand van de effectieve erfelijkheidsgraad, hebben we naast de afstammingsgegevens, gegevens van ziekten en omgevingsinvloeden verzameld. Daartoe werden elke 6 maanden zelf-in-tevullen vragenlijsten verzonden over de post. (Fig.1).
Figuur 1: Diagram van het vervolgonderzoek van het geboortecohort boxers. Leeftijd geboorte
Weken 1 3
Jaren 10 tot 12
7
1994
1
nieuwe eigenaar
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2004
1998
fokker vulde vragenlijst in eigenaar vulde tenminste elke 6 maanden een schriftelijke vragenlijst in eigenaar gaf tenminste elke 6 maanden informatie via de telefoon of vulde schriftelijk een vragenlijst in
2629 (414 nesten)
1863 (388 nesten)
1223
653
Aantal levende boxers in de vervolgstudie
De verzamelde gegevens zijn tevens een goed uitgangspunt voor moleculair-genetisch onderzoek. Daarom werden op vrijwillige basis bloedmonsters verzameld voor DNA-opslag. De boxereigenaren ontvingen daarvoor de nodige informatie en de middelen om bloedmonsters af te laten nemen bij hun dierenarts. In totaal werden 429 DNA-monsters geïsoleerd.
8
4. Ziekte- en sterftefrequentie We hebben in 10 jaar 8120 gezondheidsproblemen geregistreerd (Tabel 1). Gemiddeld waren dit 11 diagnoses per boxer (Fig. 2) Tabel 1. Veel voorkomende gezondheidsproblemen bij boxers tussen het spenen en een leeftijd van rond de 10 jaar.
Maag-darm aandoening (vrnl. diarree, en/of braken) Kreupelheid (vnl. knie-problemen) Luchtwegaandoening Huidprobleem Oor probleem (vnl. oorontsteking) Oog aandoening (vnl. conjunctivits) Acute allergische reactie Urineweg aandoening Cardiovasculaire aandoening (vnl. hart ruis) Subtotaal Diverse aandoeningen¹ (< 2.5%) Totaal
Aantal 1043
% 12.8
1006 786 738 559 477 445 313 214
12.4 9.7 9.1 6.8 5.8 5.4 3.8 2.6
5581 2539 8120
68.4 31.6 100
Figuur 2: Frequentie van het aantal gezondheidsproblemen, gediagnostiseerd door de dierenarts, bij de boxers uit het onderzoekscohort (n=1863) in 10 jaar tijd.
300
Frequentie aantal diagnoses
200
100
0 0
3
5
8
10
13
15
18
20
23
25
28
30
33
35
38
Aantal diagnoses bij de dierenarts
9
Behalve met problemen van het maag-darmstelsel (n=1043), werden boxers het meest frequent bij dierenarts aangeboden met kreupelheidsklachten (n=1006). Van deze honden werd kreupelheid aan (een van) de achterpoten het meest frequent vastgesteld (Tabel 2). Daarom hebben we zowel klinische heupdysplasie als voorste kruisbandscheuring nader geanalyseerd (6). Tabel 2: Aantal diagnoses bij boxers die met kreupelheid bij de dierenarts werden aangeboden
Kreupelheid tgv
aantal
%
Probleem achterpoot Spondylose (rugwervels) Probleem voor poot
731 149 126
72.7 14.8 12.5
Totaal
1006
100
5. Levensduur Van de 1863 boxers, waren er op het eind van het onderzoek (mei 2004) nog 674 in leven; 530 honden waren een natuurlijke dood gestorven of werden gëeuthanaseerd. Met de eigenaren van 659 boxers was in de loop van het onderzoek geen contact meer (lost to follow-up( (Tabel 3). Dit kwam veelal doordat ze na verhuizing ontraceerbaar bleken of doordat de eigenaar de vragenlijsten niet langer meer ingevuld retourneerde. Een respons van 65% is echter zeer acceptabel voor een schriftelijke enquête (Mcoll 2000). Tabel 3. Overzicht van de 1863 boxers, die worden besproken in het proefschrift. (voor de volledigheid is het aantal honden voor de speenleeftijd ook weergegeven).
Pupsterfte Lost to follow-up voor speenleeftijd In vervolgonderzoek, levend In vervolgonderzoek, overleden Lost to follow up na speenleeftijd Subtotaal Totaal geboortecohort boxers
aantal boxers 571 195 674 530 659 1863 2629
%
36 29 35 100
Inclusief pupsterfte voor de speenleeftijd (n=571) zijn in 10 jaar 1101 boxers (41%) uit het geboortecohort van 2629 puppies overleden. In de periode na de speenleeftijd zijn 530 boxers overleden: 346 door euthanasie en 184 zijn een natuurlijke dood gestorven. We hebben 163 boxers nader bekeken, waarvan kanker (neoplasie) de doodsoorzaak of reden voor euthanasie was. Details over deze honden en de 367 overige honden zijn weergegeven in Tabel 4.
10
Tabel 4: De non-neoplastische en neoplastische doodsoorzaak of reden voor euthanasie in het cohort van 1863 boxers (na de speenleeftijd), gepresenteerd naar orgaansysteem, epileptische aanvallen en gedragsproblemen.
Hart¹ Hersenen Epil. aanvallen Maligne lymfoom Borstholte Long Prostaat Nier Lever Milt Melkklieren Skelet (djd)³ Agressie Trauma Baarmoederontsteking
Aantal
Aantal
Totaal
met neoplasia
zonder neoplasie 105 9 42 0 0 2 1 24 1 2 0 24 21 22 11
aantal boxers 111 27 53 37 5 10 5 26 9 6 11 35 21
6 18 11 37 5 8 4 2 8 4 11 11
Geriatrisch²
18
Maagkanteling
12
Overige
38
18
Totaal ‘overige’ Onbekende oorzaak
38
81 55
119 55
Totaal
163
367
530
¹ verdacht van hartaanval, ² geriatrisch:opvallende vermindering van prestaties of welzijn, ³ degenerative joint disease (djd)
De statistische analyse waarbij rekening wordt gehouden met het aantal voor het onderzoek verloren dieren (Survival Analyse), resulteerde in een sterfte cijfer van 45% van het cohort van 1863 boxers. Van de 530 overleden boxers, waren 320 gëeuthanaseerd en 210 een natuurlijke dood gestorven, veelal beschreven als ‘plots dood neergevallen’(sudden death (53%)). De oorzaak van sudden death werd veelal toegeschreven aan een hartaanval of hersenbloeding, al of niet met ‘epileptiforme aanvallen’, dwz aanvallen gelijkend op die van een hond met epilepsie. Van de 105 boxers, waarbij de doodsoorzaak werd toegeschreven aan een hartaanval was bekend dat 9 een aorta-stenose (een vernauwing van de grote lichaamsslagader) hadden, en 4 cardiomyopathie (een aandoening van de hartspier). Bij de overige honden heeft geen nader onderzoek (bij leven of postmortaal) plaatsgevonden om een mogelijk andere onderliggende oorzaak vast te stellen. Omdat op moment van overlijden bij iedere hond een hartstilstand optreedt, blijft de specifieke doodsoorzaak van honden met ‘een hartaanval’ zonder naderonderzoek, wetenschappelijk een vraagteken. Hetzelfde geldt voor epileptiforme aanvallen, die veelal zonder nadere diagnostiek worden toegeschreven aan een hersentumor. Helaas zijn slechts 88 boxers aangeboden voor postmortaal onderzoek (sectie). Omdat we dus de doodsoorzaken veelal niet nauwkeurig konden definiëren, hebben we risicofactoren en genetische parameters van sterfte tussen de speenleeftijd en 10 jaar in het algemeen geanalyseerd. Postmortaal onderzoek van natuurlijk gestorven honden zal de kennis over de levensduur van rashonden verder kunnen vergroten. Om het werkelijke aantal hersentumoren vast te kunnen stellen, dienen in de toekomst alle boxers die sterven met epileptiforme aanvallen, postmortaal te worden onderzocht.
11
6. Ziektefrequenties en risicofactoren Tussen de speenleeftijd en 10 jaar was het sterftepercentage binnen het geboortecohort 45%. In de gecastreerde groep lag het sterftepercentage 1.7 keer hoger dan in de nietgecastreerde groep. Bij nadere analyse van dit effect, lijkt niet de castratie op zich het risico van vroegtijdige sterfte te verklaren, maar de aanleiding voor castratie: castratie op latere leeftijd wordt vaak uit medische noodzaak uitgevoerd. Dit is bijvoorbeeld het geval bij prostaatproblemen bij de oudere reu. De frequentie van kreupelheid aan (een van) de achterpoten door heupdysplasie, zgn. klinische heupdysplasie (klinHD), bij boxers tot een leeftijd van 8 jaar was 8.5%. Let wel, klinisch vastgestelde heupdysplasie (mèt kreupelheid) dient niet te worden verward met uitsluitend röntgenologisch vastgestelde heupdysplasie, veelal (nog) zonder klinische problemen. In nesten met een groot aantal pups (meer dan 9), bleek het risico op optreden van klinische heupdysplasie 0.6 keer lager te liggen dan in kleinere nesten. Daarnaast was het risico in nesten met een hoog sterftepercentage voor de speenleeftijd twee maal zo groot als in nesten met geringe pupsterfte. Als de vloer van de werpkist glad was, lag het risico van klinHD 1.6 keer hoger dan bij een stroef oppervlak. Het is niet duidelijk wat de oorzaak is van dit verschil. Het is mogelijk toe te schrijven aan het feit dat het heupgewricht van honden zich na de geboorte nog moet ontwikkelen. Een stroever oppervlak heeft kennelijk een gunstig effect op de ontwikkeling, mogelijk doordat de honden een betere spierspanning opbouwen. In de groep boxers die voor de diagnose klinHD gecastreerd waren, lag het risico 1.5 keer hoger dan in de niet-gecastreerde groep. Daarnaast bleek het risico 1.8 keer hoger voor boxers boven de 5 jaar dan voor boxers jonger dan 5. De frequentie van voorste-kruisbandscheuring (VKBS) tussen 7 weken en 9 jaar was 22%. Daarnaast bleek het risico 2.4 keer hoger voor boxers boven de 5 jaar dan voor boxers jonger dan 5. Van de huidtumoren bleken tumoren van het mesenchymale type (uitgaande van het onderhuids-steunweefstel) het meest voor te komen (88%). De frequentie van dit type huidtumor vanaf spenen tot leeftijd van 10 jaar was 52%. Daarnaast bleek het risico 43.6 keer hoger voor boxers boven de 5 jaar dan voor boxers jonger dan 5. De effectieve erfelijkheidsgraad was laag (2%), maar er was een grote invloed van inteelt op het risico van deze mesenchymale tumoren.
7. Erfelijkheidsgraad In dit proefschrift wordt veel aandacht geschonken aan het schatten van de erfelijkheidsgraad van een ziekte. De erfelijkheidsgraad geeft weer in hoeverre fenotypes worden bepaald door additieve genetische effecten, dat wil zeggen genetische effecten die worden overgedragen van ouder op nakomeling. De erfelijkheidsgraad speelt daarom een essentiële rol bij fokadvisering. Want het effect van selectie van (geschikte) fokdieren met het doel de ziektefrequentie terug te brengen, hangt af van vooral twee factoren: de erfelijkheidsgraad en de ziektefrequentie (Falconer and MacKay 1996). De erfelijkheidsgraad varieert van 0 (geen invloed van genetische factoren) tot 1 (alle verschillen tussen dieren zijn het gevolg van verschillen in erfelijke aanleg). Een relatief hoge erfelijkheidsgraad geeft aan dat het mogelijk is om de ziektefrequentie effectief te verminderen door selectie van de beste ouderdieren op basis van fokwaarden. En Het identificeren van de beste reuen kan aanzienlijk worden verbeterd als potentiële fokdieren
12
gerangschikt worden naar fokwaarden, geschat op basis van de prestaties van hun nakomelingen. In de wetenschappelijke literatuur worden twee manieren gebruikt om de genetische variatie binnen een gezondheidskenmerk (ziekte) uit te drukken: de onderliggende schaal en de waargenomen schaal. De erfelijkheidsgraad op de onderliggende schaal hangt niet af van de ziektefrequentie; de waargenomen schaal (hier ‘effectieve erfelijkheidsgraad’ genoemd) combineert de onderliggende schaal en de ziektefrequentie. De effectieve erfelijkheidsgraad is een betere leidraad voor de fokkers, omdat het beter aangeeft wat in de toekomst haalbaar is bij het fokken binnen de populatie. De effectieve erfelijkheidsgraad ligt lager dan de erfelijkheidsgraad op de onderliggende schaal. In de literatuur worden beide typen erfelijkheidsgraad gebruikt en het wordt in de literatuur niet altijd duidelijk welk type wordt bedoeld. Omdat ziektefrequenties tussen rashondenpopulaties verschillen, is het te verwachten dat de effectieve erfelijkheidsgraad van een zelfde aandoening tussen populaties (kan) verschillen. Voor de vergelijking van erfelijkheidsgraden over populaties heen, dient de onderliggende schaal te worden gebruikt. De effectieve erfelijkheidsgraad beschreven in dit proefschrift, drukt uit in hoeverre de ziektefrequentie kan worden teruggebracht door fokkerijmaatregelen, rekening houdend met de ziektefrequentie, die is waargenomen in de boxerpopulatie. Het identificeren van de meest gunstige reuen kan worden aanzienlijk worden verbeterd wanneer potentiële fokdieren gerangschikt worden naar fokwaarden geschat op basis van de prestaties van hun nakomelingen. Een uiterlijk kenmerk (fenotype) van een hond wordt bepaald door zowel genetische als omgevingsfactoren. Om de erfelijkheidsgraad te kunnen schatten werden daarom naast gegevens over de afstamming boxers in het geboorte cohort, hun ouderdieren en voorouders, ook omgevingsinvloeden meegewogen. De erfelijkheidsgraden in dit proefschrift zijn geschat door middel van een proportioneel hazard model met een Weibull verdeling, zoals gebruikelijk in de gebruikte (Survival Kit) software. De effectieve erfelijkheidsgraad van sterfte was 0.076, van klinHD 0.11 en van kruisbandscheuring 0.16, wat betekent dat 7.6%, 11% en 16% van het waargenomen verschillen in kenmerken voortkomt uit genetische verschillen. Een effectieve erfelijkheidsgraad tussen 0.05 en 0.15 wordt hierbij als hoog beschouwd. De erfelijkheidsgraden tonen dus aan dat het voor klinische heupdysplasie en voorstekruisbandscheuring mogelijk is om de frequentie van deze ziekten terug te dringen door te fokken met boxers met een gunstige genetische aanleg. De effectieve erfelijkheidsgraad van mesenchymale tumoren was laag (2%), maar er was een grote invloed van inteelt op het risico van deze mesenchymale tumoren.
13
8. Fokwaardeschattingen Verschillen in fokwaarden tonen aan dat het mogelijk is om genetische vooruitgang te boeken door de selectie van ouderdieren (Tabel 5). Om het gebruik van deze fokwaarden voor de selectie van de beste vaderdieren te illustreren hebben we het risico voorspeld van klinHD, voorste-kruisbandscheuring, sterfte en mesenchymale huid tumoren voor nakomelingen van verschillende vaderdieren. We hebben daarvoor de gemiddelde fokwaarde van de meeste geschikte reuen (met het laagste risico) en van de minste geschikte (met het hoogste risico) geschat. Ouderdieren geven hun genen door aan de volgende generatie, maar niet hun genotype (de specifieke combinatie van deze genen). Dit genotype wordt voor iedere generatie (op)nieuw samengesteld. De fokwaarde van een hond voor een bepaald kenmerk geeft aan in hoeverre de genetische aanleg van dat individu voor dat kenmerk wordt doorgegeven aan zijn nakomelingen (transmissiewaarde). De fokwaarde van een ouderdier wordt dus bepaald door de gemiddelde waarde van zijn nakomelingen (Falconer and Mackay 1996).De verschillen in fokwaarde voor klinHD, voorste-kruisbandscheuring, cryptorchidie, epilepsie en sterfte tussen de 25 meest geschikte reuen en alle overige, demonstreren dat genetische vooruitgang door selectie van deze reuen mogelijk is (Tabel 5). Als bij de selectie van de meest geschikte reu op slechts 1 kenmerk wordt geselecteerd, b.v. klinHD, kan het risico van die ziekte in de volgende generatie met 27% worden verminderd. Tabel 5. Gemiddelde fokwaarden (fw) van de 25 meest geschikte reuen voor klinische heupdysplasie, voorstekruisbandscheuring (VKBS), cryptorchidie, epilepsie en sterfte.
KlinHD VKBS Cryptorchidie Epilepsie Sterfte
Gem fw -0.27 -0.33 -0.28 -0.33 -0.19
Min -0.65 -0.71 -0.55 -0.57 -0.39
Max -0.16 -0.23 -0.16 -0.23 -0.12
Dus, registratie van sterfte, klinHD, voorste-kruisbandscheuring, cryptorchidie, en epilepsie kunnen worden gebruikt voor preventie van deze kenmerken. En fokprogramma’s kunnen worden verbeterd door de introductie van fokwaarden, waarmee de fokker de meest geschikte fokreu kan selecteren. Fokwaarden zouden daarom moeten worden toegevoegd aan de selectiecriteria voor fokdieren. Voor het schatten van de fokwaarden van klinHD, VKB-scheuring, levensverwachting en mesenchymale huidtumoren is het noodzakelijk om de desbetreffende gezondheidsgegevens voor een groot aantal boxers te registreren. Deze registratie is voorwaarde om vervolgens de dieren aan te kunnen wijzen met de beste fokwaarden.
14
9. Selectie van fokdieren: Fokwaarden, fokadvies en fokbeleid Fokwaarden De snelheid van genetische verandering door selectie, wordt evenredig bepaald door drie factoren: nauwkeurigheid, intensiteit en de genetische variatie. En die snelheid is omgekeerd evenredig met het generatie-interval (de tijdseenheid waarbinnen informatie over de volgende generatie beschikbaar is). De nauwkeurigheid van selectie, ofwel nauwkeurigheid van fokwaarden, is een maat voor de relatie tussen de werkelijke fokwaarden en de geschatte waarden. Deze nauwkeurigheid hangt af van de erfelijkheidsgraad en van de hoeveelheid beschikbare informatie voor het schatten van de fokwaarden (deelname aan ziekteregistratie). Selectie op basis van enkel het eigen fenotype, zeker als het kenmerk een lage erfelijkheidsgraad heeft, is zeer onnauwkeurig. De nauwkeurigheid kan worden verhoogd door bij de schatting van de fokwaarde ook informatie van verwanten te gebruiken. In dit proefschrift zijn bijvoorbeeld gegevens gebruikt van de nestgenoten. Fokwaarden berekend uit (een zo groot mogelijk aantal) nakomelingen zijn het nauwkeurigst. Echter, omdat kenmerken als klinHD, kruisbandscheuring en levensduur veelal pas op latere leeftijd bekend worden, zou informatie van nakomelingen niet voor een leeftijd van 6 tot 10 jaar bekend zijn, zodat het generatie-interval groter wordt. Dit is nadelig voor de genetische vooruitgang die met een bepaald fokprogramma kan worden geboekt. Fokadvies Onze onderzoeksgroep heeft een fokadviesprogramma ontwikkeld voor boxerfokkers in Nederland, op basis van gegevens over 4 aandoeningen waarvan frequentie en erfelijkheidsgraad uit de eerste 4 jaar van het onderzoek bekend waren: 1. cryptorchidie (eenzijdig of beiderzijds niet indalen van de teelbal), 2. epilepsie, 3. knieproblemen (inclusief scheuring van de banden, beschadigde meniscus, ernstige osteo-arthrosis van het kniegewricht, of een combinatie hiervan), en 4. schisis (lip- en/of gehemeltespleet). We hebben de fokwaarden omgerekend naar relatieve risico’s (RRs), opdat fokkers het risico van (een van) de 4 genoemde ziekten bij een bepaalde reu-teef-combinatie konden vergelijken met het gemiddelde populatierisico (gesteld op 1). We hebben tussen 1 juni en 1 december 2000 aan fokkers, aangesloten bij de Nederlandse Boxer Club, gevraagd een aanvraag in te dienen voor fokadvies. Fokkers gaven op het aanvraagformulier in willekeurige volgorde drie dekreuen aan voor hun teef (reu 1, reu 2, reu 3). Daarop produceerden wij een rapport met de RRs voor de 4 beschreven aandoeningen bij nakomelingen uit deze 3 teef-reu-combinaties. Samen met dit rapport ontvingen de fokkers een evaluatieformulier. Uit de evaluatie bleek dat uiterlijke kenmerken (60%) en bekend-zijn met nakomelingen van de reu (52%) de belangrijkste criteria waren, die fokkers gebruikten bij selectie van een reu. Hoewel het de eerste keer was dat ze gebruik konden maken van fokadvies, gaf 32% van de fokkers aan, dat het rapport een rol had gespeeld bij selectie van een reu. Fokkers maakten weinig verschil tussen de 4 genetische aandoeningen; er was echter een tendens om de RRs voor epilepsie zwaarder te laten wegen dan die voor de andere 3 aandoeningen. Bij de keuze van een fokreu, neigden fokkers ertoe om persoonlijk belang op korte termijn te stellen boven het populatiebelang op lange termijn. De algemene conclusie van deze studie was toch dat fokkers de waarde van fokadvies erkennen, vooral wanneer een ernstig aandoening als epilepsie in frequentie kan worden teruggebracht.
15
Fokbeleid Het gelijktijdig gebruiken van meerdere fokwaarden vraagt om een duidelijke richtlijn voor de fokkers. Een fokwaarde-index, die het totaal aan relevante fokwaarden combineert, zou als praktisch middel kunnen gelden. Omdat fokkers in het algemeen verschillende (uiterlijke) kenmerken moeten betrekken bij selectie van fokdieren, is het voor hen moeilijk nieuwe aanvullende gezondheidsinformatie van hun honden daarbij te gebruiken. In het bijzonder, wanneer de fokwaarden van verschillende aandoeningen gecombineerd moeten worden (Leighton 1999). De meest geschikte ouderdieren, gezien de aanleg voor een bepaalde aandoening, zijn niet altijd ook de meest geschikte ouderdieren met betrekking tot een andere aandoening. Bij het fokprogramma moet naast gewenste vooruitgang in kenmerken ook rekening gehouden worden met beperking van inteelt. Hiervoor zijn uitstekende hulpmiddelen ontwikkeld, die ook binnen de boxerpopulatie toegepast kunnen worden. Daarmee kan de gunstige genetische aanleg van geselecteerde dieren maximaal verbeterd worden, terwijl het aantal gemeenschappelijke voorouders binnen vastgestelde grenzen blijft om het inteeltniveau te beperken (Sonesson and Meuwissen 2000). In dit proefschrift zijn de fokwaarden gebaseerd op gegevens van de 141 reuen die het geboortecohort heeft voortgebracht. In Tabel 5, laten we zien dat selectie van de 25 meest geschikte reuen met de laagste fokwaarden de frequentie van b.v. klinHD zouden kunnen terugdringen in de volgende generatie. Maar hoeveel van deze reuen zijn ook het meest geschikt gezien de aanleg voor VKBS of levensduur? In de meeste gevallen leidt selectie voor een bepaald kenmerk automatisch tot verandering van een ander (gecorreleerd) kenmerk. Dit wordt een gecorreleerde respons genoemd (Nicholas 1996). Als we de (25) reuen met de laagste fokwaarde voor klinHD zouden selecteren, leidt dit tot een gecorreleerde respons voor de overige aandoeningen. In Tabel 6 zien we dat selectie voor een lage fokwaarde voor klinHD samengaat met een gemiddelde fokwaarde voor VKBS en sterftekans van respectievelijk -0.07 and 0.01. Tabel 6. Gemiddelde fokwaarden (fw) van de 25 meest geschikte reuen voor klinHD, en de gecorreleerde fokwaarden voor voorste kruisbandscheuring (VKBS) en sterfte.
KlinHD VKBS Sterfte
Gem fw -0.27 -0.07 0.01
Min -0.65 -0.71 -0.39
Max 0.16 0.41 0.41
De resultaten in Tabel 6 suggereren een gunstig verband tussen klinHD en VKBS, wat impliceert dat selectie tegen VKBS gelijktijdig zal leiden tot een verbetering van de erfelijke aanleg voor klinHD. De selectie tegen VKBS blijft gunstig, maar ligt duidelijk lager dan wanneer we de meest geschikte reuen kiezen puur gezien de aanleg voor VKBS (0.33; Tabel 5). In plaats van te selecteren op een enkel kenmerk, is het aan te bevelen te selecteren aan de hand van een index, welke de fokwaarden van verschillende kenmerken combineert (zie boven). Als we de (25) meest geschikte reuen selecteren op basis van een index, die de fokwaarde van klinHD en VKBS combineert (index:fokwaarde klinHD+fokwaarde VKBL), wordt de gemiddelde fokwaarde van de groep meest geschikte reuen voor klinHD, VKBS en sterftekans respectievelijk, -0.21, -0.30 and 0.07 (Tabel 7).
16
Tabel 7. Gemiddelde fokwaarden (fw) van de 25 meest geschikte reuen op basis van de index voor klinHD + VKBS.
KlinHD VKBS Sterfte
Gem fw -0.21 -0.30 0.07
Min -0.65 -0.71 -0.23
Max 0.13 0.00 0.34
In recente studies is een verband gevonden tussen de beweeglijkheid van de gewrichten en klinHD (Lust 1993). Omdat gegevens over deze beweeglijkheid al op jonge leeftijd beschikbaar zijn, is dit mogelijk een goede voorspeller van klinHD op latere leeftijd. Hiervan gebruik te maken, kan de nauwkeurigheid van selectie vergroot worden. Ook het verband tussen fokwaarden voor epilepsie en cryptorchidie, lijkt zeer gunstig, wat betekent dat selectie tegen cryptorchidie zou kunnen leiden tot een gelijktijdige selectie tegen epilepsie (Tabel 8). Vergroting van de selectie-nauwkeurigheid op basis van – bij pups, dus op jonge leeftijd – waargenomen cryptorchidie, zou gelijktijdig de kans op epilepsie kunnen verminderen Tabel 8. Gemiddelde fokwaarde van de (25) meest geschikte reuen voor cryptorchidie en de gecorreleerde fokwaarde van die reuen voor epilepsie.
Cryptorchidie Epilepsie
Gem fw -0.28 -0.29
Min -0.55 -0.57
Max -0.16 -0.02
Cryptorchidie werd frequent vastgesteld bij mannelijke boxer (10.7%). Hoewel cryptorchidie alleen wordt waargenomen bij de reu, dragen zowel de reuen als de teven de erfelijke aanleg ervoor. Epilepsie veroorzaakte niet alleen het hoogste sterftecijfer tussen speenleeftijd en 4 jaar (Nielen 2001), maar werd ook zeer frequent genoemd bij plotselinge sterfte op latere leeftijd (Tabel 4) Verder onderzoek is echter nodig om de genetische achtergrond van beide kenmerken, en hun mogelijke (genetische) correlatie, te verhelderen Hoewel ziektefrequenties in hondenrassen kunnen verschillen, is de erfelijke achtergrond mogelijk wel gelijk. Daarom gelden deze boxer-gerelateerde resultaten zeer waarschijnlijk ook voor andere (ras)honden.
10. Moleculair-genetisch onderzoek De erfelijke achtergrond van de witte aftekening bij de Nederlandse boxer is niet bekend. Bij gezelschapsdieren staat het belangrijkste gen voor witte aftekening bekend als het spotting locus (S-locus). Dit gen zou binnen de boxerpopulaties twee varianten (allelen) kennen, S en sw . De S staat voor volledig gekleurd (vrijwel) geen witte aftekening), en sw voor volledig wit. Het S-allel lijkt onvolledig dominant te zijn over sw (Little 1957), zodat heterozygoten, met genotype Ssw, een witte aftekening vertonen. Wij zijn nagegaan of de overerving van een witte aftekening inderdaad via dit Mendeliaans patroon verloopt. Hiervoor werden bloedmonsters en digitale foto’s genomen van (groot)ouders (n=16) en nakomelingen (n=52) van 8 nesten Nederlandse boxers. Om heterozygote ouders te selecteren, kozen we niet-uniforme nesten, met tenminste 1 (volledig) witte pup. Op basis van criteria voor locatie, oppervlak van de witte aftekening, en oppervlak van de gepigmenteerde voetzooltjes, classificeerden we 10 nakomelingen als
17
volledig gekleurd, 27 als boxers met witte aftekening, and 15 als volledig wit. Deze uitkomst verschilde niet significant van de verwachte mendeliaanse verhouding (SS, Ssw, of swsw =1:2:1). Daarom, en omdat het fenotype van boxers met een witte aftekening (Ssw) het midden leek te houden tussen de fenotypen van de homozygoten (SS en swsw), kan de witte aftekening bij de boxer worden beschouwd als een monogeen kenmerk met incomplete dominantie. We hebben onderzocht of de kandidaat-genen c-KIT (KIT) en endothelin-receptor B (EDNRB) (zie Metallinos and Rine 2000) samen overerfden (segregeerden) met een witte aftekening. De segregatie van zogeheten markers, zeer dicht gelegen bij het KIT- en EDNRB-gen, bleek echter niet overeen te stemmen met de segregatie van de witte aftekening. Dus KIT noch EDNRB lijken verantwoordelijk voor de witte aftekening van de boxers in de Nederlandse boxerpopulatie. We hebben verder bestudeerd of het kandidaat-gen COL2A1, betrokken bij de vorming van bindweefsel (collageen), van invloed was op de scheuring van de voorste kruisband van boxers. Het COL2A1 gen codeert voor een belangrijk collagene component van kraakbeen en zou daarom heel goed een rol kunnen spelen bij VKBS bij boxers. Het COL2A1 gen ligt bij de hond op chromosoom 27 (Guyon et al. 2003). We hebben echter geen bewijs gevonden voor betrokkenheid van dit gen bij scheuring van de voorste kruisbanden.
11. Aanbevelingen voor de toekomst In de toekomst zullen dierenartsen in toenemende mate DNA-tests kunnen aanbieden, die gebruikt kunnen worden bij het terugdringen van aandoeningen met een erfelijke basis (Ostrander 1993, Van Oost 1998). Zolang deze DNA-test nog niet ruim beschikbaar zijn, kan met erfelijkheidsadvies op basis van fokwaardeschattingen de verspreiding van erfelijke ziekten in rashondenpopulaties worden voorkomen. Fokkers selecteren slechts weinig honden (3-5%) uit een populatie om een nieuwe generatie mee te fokken (Ubbink 1998). Deze scherpe selectie kan een toename van inteelt tot gevolg hebben. Dat brengt een ongewenste afname van de genetische variatie in de rashondenpopulatie met zich, doordat het aantal homozygote genotypen stijgt. Dus ook die voor erfelijke aandoeningen. Er zijn echter recentelijk goede technieken beschreven om inteelt bij selectie op fokwaarden te beperken (Sonesson and Meuwissen 2000). Gezien de omvang van de boxerpopulatie, verdient het aanbeveling om deze technieken toe te passen. Uit onze enquête uit 2000 is naar voren gekomen dat fokkers bij selectie van fokdieren onvoldoende rekening houden met de aanleg voor erfelijke ziekten. Zoals verwacht, waren de belangrijkste criteria van fokkers voor de selectie van een fokreu: ‘uiterlijke kenmerken’ (60%) en ’al eerder mooie puppies van deze reu gezien’ (52%) (7). Fokkers zijn dus nog steeds vooral geneigd hun fokdieren te kiezen op basis van de subjectieve beoordeling van ‘het mooie uiterlijk’, dus op prestaties in de showring; terwijl het de hoogste tijd is om fokdieren in de eerste plaats op basis van gezondheid te selecteren. Ons fokadvies bestond uit cijfers voor 3 reu/teef-combinaties, die het gemiddelde waren van de cijfers voor de reu en teef uit elke combinatie. Dat was wellicht minder gelukkig gekozen. Onze voorkeur zou nu uitgaan naar publicatie van fokwaarden voor reu en teef apart, zodat fokkers meer inzicht krijgen in de individuele kwaliteiten van reu en teef, en daarom beter de best mogelijke combinatie kunnen kiezen. Dan zal selectie effectief tot verbetering van de volgende generatie leiden. Zo wordt meer winst geboekt
18
dan met het huidige streven van fokkers naar neutralisatie van de positieve en negatieve kenmerken van de reu door de teef, of vice versa. Rasverenigingen zouden het verzamelen en evalueren van gezondheidsgegevens moeten bevorderen, om een goed fokbeleid te ondersteunen. Er zou in de eerste plaats moeten worden geselecteerd op goed gedrag en goede gezondheid. De fokdieren moeten bovendien beoordeeld worden op hun fokresultaten voor de populatie, meer dan op hun individuele uiterlijke kenmerken. Als gezelschapsdieren goed gedrag vertonen, vormen zij geen risico voor mensen in hun omgeving (bijtincidenten). In Nederland is recentelijk een gedragstest ontwikkeld, de Maatschappelijk Aanvaardbaar Gedrag (MAG)-test. Deze test is gebaseerd op de agressietest ontwikkeld door Netto and Planta (1993). Het lijkt mogelijk het gedrag van honden te verbeteren door fokdieren aan deze test te onderwerpen, zij het dat nader onderzoek naar de genetische basis van gedrag nodig is. Om de gezondheidsstatus in rashondenpopulaties te verbeteren zijn diverse vergelijkende populatieonderzoeken (screenings-programma’s) opgezet, waaronder preventieve screening op rasspecifieke skelet- en oogaandoeningen, die de aangedane dieren (lijders) uitsluiten voor de fok. Hoewel de frequenties van de desbetreffende erfelijke aandoeningen daardoor enigszins afnemen, is het onvoldoende om duurzaam resultaat te boeken. Bovendien zijn goede screenings-methoden niet voor alle genetische aandoeningen beschikbaar en, in het geval van erfelijke ziekten die zich op latere leeftijd openbaren, zijn ziektegenen op het moment van diagnose veelal reeds aan de volgende generatie doorgegeven. Er zijn inmiddels wereldbreed verschillende typen fokadviesprogramma’s gestart om fokkers te helpen ziektefrequenties in hun hondenpopulaties terug te dringen (Brass 1989; Famula and Oberbauer 1998; Hall and Wallace 1996; Hedhammar 1991; Leppanen et al. 1999; Patterson 1993; Swenson et al. 1997). Het effect van selectie op gezondheid zal echter vooral verbeteren als fokwaarden in fokprogramma’s worden geïntroduceerd, zoals beschreven in dit proefschrift. Deze fokwaarden werden recentelijk geïntroduceerd als middel om gezondheidsproblemen in hondenpopulaties ter verminderen (Leighton 1999; Leppanen et al. 2000; Lingaas and Klemetsdal 1990). Een succesvolle invoering vereist echter individuele motivatie en een gezamenlijke medewerking van fokkers (Willis 1989; Bras 1989). Het vraagt ook een aanzienlijk voorlichtingsprogramma om voldoende hondenfokkers te motiveren het traditionele pad te verlaten en op basis van fokwaarden te gaan selecteren. Voor fokkers is het lastig om fokwaarden voor verschillende aandoeningen met elkaar te combineren. Fokkers zouden hiervoor middelen ter beschikking moeten krijgen, en rasverenigingen zouden bij de start van het uitbrengen van fokadviezen een gezamenlijk doel moeten formuleren. Er zou meer onderzoek moeten plaatsvinden om het verband tussen verschillende erfelijke aandoeningen te bepalen, opdat de meest optimale genetische vooruitgang kan worden bereikt. Het fokadvies dient geëvalueerd te worden door ziektefrequenties in de populatie te controleren. Dit laatste om te bepalen of de gebruikte methode effectief is.
We hebben aangetoond dat fokwaarden, gebaseerd op waargenomen zieke dieren in de populatie, een goed hulpmiddel is om de meest geschikte reuen te selecteren. Daarom kunnen hondenfokkers profiteren van de registratie van erfelijke aandoeningen door de behandelend dierenarts. De centrale registratie en evaluatie van rasgebonden diergeneeskundige gegevens zouden een goede bron vormen voor verder onderzoek. Momenteel worden de mogelijkheden voor een dergelijk digitaal systeem (’Veterinair Meldpunt’) besproken tussen de Koninklijke
19
Nederlandse Maatschappij voor Diergeneeskunde, Ministerie van Landbouw, Natuur en Voedselkwaliteit en de Faculteit Diergeneeskunde. Wij zijn van mening dat rasverenigingen zich moeten richten op het terugdringen van de meest frequente erfelijke aandoeningen en/of ziekten die een ernstig welzijnsprobleem vormen. Wij adviseren daarom om bij de boxer een nauwkeurige registratie bij te houden van, en zomogelijk het fokadvies op basis van fokwaardeschattingen in te voeren voor: 1. epilepsie; 2. voorste-kruisbandscheuring en andere knieproblemen; 3. klinische heupdysplasie; 4. hartproblemen en 5. tumorziekten. Indien een boxer overlijdt met symptomen van een mogelijke hersentumor (zoals epileptiforme aanvallen), zou sectie moeten worden gedaan, om dit vermoeden te bevestigen.
12. Conclusie Ons genetisch-epidemiologisch onderzoek heeft de frequentie van ziekten bij de Nederlandse boxer aan het licht gebracht en bovendien genetische en omgevingsinvloeden geïdentificeerd. De meest voorkomende ziekte was kreupelheid aan (een van) de achterpoten, waarbij voorste kruisbandlaesies (22%) en heupdysplasie (8%) het meest werden gediagnostiseerd. Registratie van boxers met heupdysplasie en voorste kruisbandlaesies kan worden gebruikt voor de preventie van deze aandoeningen, en fokprogramma’s kunnen worden verbeterd door introductie van fokwaarden, omdat de fokker daarmee de beste fokreu kan selecteren. Een goed fokbeleid moet ten doel hebben fokdieren te selecteren met de beste fokwaarde. Daarnaast zou het gemiddeld aantal gemeenschappelijke voorouders binnen vastgestelde grenzen moeten blijven om inteelt te beperken. De taak van hondenfokkers om gelijktijdig te selecteren op meerdere kenmerken kan vereenvoudigd worden door fokadviezen te baseren op een fokwaardeindex, waarin een aantal belangrijke fokwaarden zijn gecombineerd. Hoewel frequenties van erfelijke ziekten in hondenrassen kunnen verschillen, kan de genetische achtergrond van deze ziekten vergelijkbaar zijn. De in dit onderzoek ontwikkelde fokadviesmethode is dan ook voor alle hondenrassen bruikbaar. Centrale registratie en evaluatie van rasgebonden gezondheidsgegevens vormen een goede basis voor verder genetisch-epidemiologisch onderzoek van rashonden. De resultaten van dergelijk onderzoek zullen fokkers voorzien van betere middelen om vriendelijke, gezonde honden in onze samenleving te brengen.
20
13. REFERENTIES 1. Aguirre GD, Ray K, Acland GM. Overview of the Internatinal Workshop on Canine Genetics. J Hered 1999;90:1-2. 2. Andersen S, Andresen E, Christensen K. Hip dysplasia selection index exemplified by data from German Shepherd dogs. J Anim Breed Genet 1988;105:112-119. 3. Arnoczky SP. Pathomechanics of cruciate ligament and meniscal injuries. In: Bojrab MJ.: Disease mechanisms in small animal surgery. 2nd ed. Lea & Febiger, Philadelphia1993:764-776. 4. Bielfeld H. (Nederlandse vertaling: H.van Riemsdijk) Leven met Honden. Zuidnederlandse Uitgeverij N.V. Aartselaar, Belgie, 2002:35-45. 5. Bourdon RM. Understanding animal breeding. Prentice-Hall, Inc. New Jersey 1997. 6. Brass W. Hip dysplasia in dogs. J Small Anim Pract 1989;30:166-170. 7. Ducrocq V and Sölkner J. ‘The Survival Kit’ - a package for large analysis of survival data, in Proceedings of the 6th World Congress on Genetics Applied to Livestock Production 1998;27:447-448. Available at: http://www.boku.ac.at/nuwi/software/softskit.html. 8. Everts RE, Hazewinkel HA, Rothuizen J, van Oost BA. Bone disorders in the dog: a review of modern genetic strategies to find the underlying causes. Vet Q 2000;22:63-70. 9. Falconer DS, Mackay TF. Introduction to Quantitative genetics. Longman Group LTD, Harlow, 1996: 184-204 + 356-378. 10. Famula, TR, Oberbauer AM. Reducing the incidence of epileptic seizures in the Belgian Tervuren through selection. Prev Vet Med 1998;33:251-259. 11. Guyon R, Lorentzen TD, Hitte C, Kim L, Cadieu E, Parker HG, Quignon P, Lowe JK, Renier C, Gelfenbeyn B, Vignaux F, DeFrance HB, Gloux S, Mahairas GG, Andre C, Galibert F, Ostrander EA. A 1-Mb resolution radiation hybrid map of the canine genome. Proc Natl Acad Sci USA 2003;100: 52965301. 12. Hall SJ, Wallace ME. Canine epilepsy: a genetic counselling programme for Keeshonds. Vet Rec 1996;138:358-360. 13. Hedhammar A. Breeding healthier dogs in Sweden. Tijdschr Diergeneeskd 1991;116 Suppl 1:76S79S. 14. Innes J. Do hormones play a role in canine cruciate disease? J Small Anim Pract. 2003;44(11):520. 15. Kleinbaum DG, Kupper LL and Morgenstern H. Epidemiologic research: principles and quantitative methods. Van Nostrand Reinhold, New York, 1982: 183-193. 16. Leighton EA. Using Estimated Breeding Values to Reduce the Incidence of Genetic Diseases in Dogs. In: Proceedings of the Meeting of the International Elbow Working Group 1999:1-14. 17. Leppanen M Saloniemi H. Controlling canine hip dysplasia in Finland. Prev Vet Med 1999;42:121131. 18. Leppanen M, Paloheimo A, Saloniemi H. Attitudes of Finnish dog-owners about programs to control canine genetic diseases. Prev Vet Med 2000;43:145-158. 19. Lingaas F, Klemetsdal G. Breeding values and genetic trend for hip dysplasia in the Norwegian Golden Retriever population. J. Anim Breed Genet 1990;107:437-443. 20. Little CC, 1957. The inheritance of coat colours. Comstock Publishing Associations, New York: 5-10, 74-92 and 142-143. 21. Lust G, Williams AJ, Burton-Wurster N, et al. Joint laxity and its association with hip dysplasia in Labrador retrievers. Am J Vet Res 1993;54:1990-1999. 22. McColl E, Thomas R. The Use and Design of Questionnaires. The Royal College of General Practioners. London 2000:31. 23. Metallinos D and Rine J. Exclusion of EDNRB and KIT as the basis for white spotting in Border Collies. Genome Biology 2000. (a web based only journal) http://www.genomebiology.com/2000/1/2/research/0004/.
21
24. Narama I, Masuoka-Nishiyama M, Matsuura T, Ozaki K, Nagatani M, Morishima T. Morphogenesis of degenerative changes predisposing dogs to rupture of the cranial cruciate ligament. J Vet Med Sci 1996;58(11):1091-1097. 25. Netto, W. J., and Planta, D. J. U.). Behavioural testing for aggression in the domestic dog. Appl. Anim. Behav Sci 1997;52:243–263. 26. Nicholas FW. Introduction to Veterinary Genetics. Blackwell Publishing ltd., Oxford 2003.:122,187,188 27. Niebauer GW and Menzel EJ. Immunolgical changes in canine cruciate ligament rupture. Res Vet Sc 1982;32: 235-241. 28. Niebauer GW, Wolf B, Bashey RI, Newton CD. Antibodies to canine collagen types 1 and 2 in dogs with spontaneous cruciate ligament rupture and osteoarthritis. Arthritis and rheumatism 1987;30: 319-327. 29. Nielen AL, van der Gaag I, Knol BW, Schukken YH. Investigation of mortality and pathological changes in a 14-month birth cohort of boxer puppies. Vet Rec 1998;142:602-606. 30. Nielen AL, van der Beek S, Schukken YH, Knol BW, van der Gaag I. Risk factors for pup mortality in a birth cohort of Boxer dogs in the Netherlands. In: Thesis ‘Genetic-epidemiologic research in a birth cohort of dogs 2000:47-65. 31. Nielen, AL, van der Beek S, Ubbink GJ, Knol BW. Population parameters to compare dog breeds: differences between five Dutch purebred populations. Vet Q 2001a;23:43-49. 32. Nielen AL, Janss LL, Knol BW. Heritability estimation for diseases, coat, colour, body weight and height in a birth cohort of boxers. Am J Vet Res 2001b;62:1198-1206. 33. van Oost BA. The role of molecular genetics in the diagnosis of diseases in companion animals: an introduction. Vet Q 1998; 20 Suppl 1:S88-89. 34. Ostrander EA, Rine J, Sack GH Jr, Cork LC. What is the role of molecular genetics in modern veterinary practice? Special Commentary. J Am Vet Med Assoc 1993;203:1259-1262. 35. Palmer J. Dog breeds. Chartwell Books, New Jersey, 1998:21. 36. Patterson DF, Aguirre GA, Fyfe JC, Giger U, Green PL, Haskins ME, Jezyk, PF, Meijers-Wallen VN, Schiffer SP. Canine Genetic Disease Information System. Amer Kennel Gazette 1987;104:58-61. 37. Patterson DF. Understanding and controlling inherited diseases in dogs and cats. Tijdschrift voor Diergeneeskunde 1993; Supplement 1:118. 38. Priester WA. Canine lymphoma: relative risk in the boxer breed. J Natl Cancer Inst 1967;39:833845 39. Read RA, Robins GM. Deformity of the proximal tibia in dogs. Vet Rec 1982; 111:295-298. 40. Silman AJ. Epidemiological studies: a practical guide. Cambridge University Press 1995. 41. Sonesson AK, Meuwissen TH. Mating schemes for optimum contribution selection with constrained rates of inbreeding. Genet Sel Evol. 2000 May-Jun;32(3):231-248 42. Swenson L, Audell L, Hedhammar A.. Prevalence and inheritance of and selection for hip dysplasia in seven breeds of dogs in Sweden and benefit: cost analysis of a screening and control program. J Am Vet Med Assoc 1997;15210:207-214. 43. Van der Beek S, Nielen AL, Schukken YH, Brascamp EW. Evaluation of genetic, common-litter, and within –litter effects on preweaning mortality in a birth cohort of puppies. Am J Vet Res 1999;60:1106-1110. 44. Ubbink GJ. Some aspects of breed-associated canine disease in the Netherlands. Dissertation, University Utrecht 1998. 45. Werner P, Raducha MG, Prociuk U, Henthorn PS and Patterson DF. A comparative approach to physical and linkage mapping of genes on canine chromosomes using gene-associated simple sequence repeat polymorphisms illustrated by studies of dog chromosome 9. J Hered 1999; 90: 39-42. 46. Willis MB. A review of the progress in canine hip dysplasia control in Britain. J Am Vet Med Assoc 1997;210:1480-1482. 47. Willis MB. Control of inherited defects in dogs. J Small Anim Practice 1989;30:188-92.
22
14. Dankwoord
‘ It is your mind that creates this world’ (Boeddhistisch gezegde)
Na 5 jaar is mijn deel van het boxeronderzoek afgerond en de wetenschappelijke artikelen die zijn voortgevloeid uit de verzamelde gegevens zijn opgenomen in dit proefschrift. Een promotieonderzoek behelst echter een persoonlijke ervaring en ontwikkeling die niet in een artikel te vangen is. In het boxeronderzoek was er, direct of indirect, inbreng van zeer veel mensen. De samenwerking tussen de Faculteit Diergeneeskunde, Universiteit Wageningen, de Nederlandse Boxer Club en Raad van Beheer, brachten mij in contact met verschillende werelden, ieder met hun eigen inzichten, vanwaaruit boeiende discussies konden ontstaan. Op mijn werkplek aan de afdeling Gezelschapdieren aan de Faculteit Diergeneeskunde was ik onder de gelukkige omstandigheden dat zowel onderzoek, onderwijs, als klinische ervaring onder een dak samen zijn gebracht. Het boxeronderzoek had er zowel een unieke, als een enigszins uitzonderlijke status. Ik wil hier graag alle mensen bedanken die mijn pad hebben gekruist en elk op hun eigen wijze hebben bijgedragen aan mijn promotieonderzoek. Hoe klein het misschien soms lijkt, een vriendelijk woord, onverwachte hulp of belangstelling, zijn van groot belang geweest om de dagelijkse beslommeringen te lijf te kunnen. Een paar mensen wil ik graag apart bedanken. (..) Mijn contactpersoon van de Nederlandse Boxer Club Henk Deerenberg. Beste Henk, je hebt binnen de gelederen van de boxerclub het grote nut van dit boxeronderzoek altijd onderstreept. Ik bewonder je doorzettingsvermogen en ben dankbaar voor je blijvend vertrouwen. Ik hoop dat dit proefschrift mede zal bijdragen tot een succesvolle invoering van een fokadviessysteem voor de Nederlandse Boxer Club. De boxerfokkers van de Nederlandse Boxer Club. Beste fokkers, jullie medewerking was van cruciaal belang voor het onderzoek. Jullie (vaak terechte) kritiek op onze eerste schreden naar fokadvies was niet altijd even makkelijk, maar hebben ons enorm geholpen bij beeldvorming van de problemen binnen de kynologie en bij de evaluatie van de praktische toepasbaarheid van onze resultaten. De inzichten zullen zeker bijgedragen aan de verbetering van toekomstige fokadviezen. Hartelijk dank. De eigenaren van de boxers in mijn onderzoek. Beste boxerliefhebbers, het was altijd weer geweldig om de stapels retour-envelopjes met de ingevulde vragenlijsten uit mijn postvak te halen. Het feit dat zo’n groot aantal boxer eigenaren zoveel jaren meewerkte vond ik soms bijna ontroerend. Hoewel ik in ieder schrijven heb verwoord, dat zonder uw medewerking er geen onderzoek zou zijn, wil ik dit hier nogmaals benadrukken en alle boxereigenaren hartelijk danken.
Mijn ouders, Ger en Mariet van Hagen. Lieve Ger en Mariet, woorden schieten te kort om mijn dankbaarheid voor jullie onvoorwaardelijke steun en liefde te beschrijven. Wat er ook gebeurt, jullie staan altijd klaar om te helpen. Zonder jullie hulp, o.a. bij het stickeren van de honderden enveloppen, vouwen en verzendklaarmaken van de vragenlijsten en brieven, was dit onderzoek nooit volbracht. Jullie begrip en vertrouwen, aanmoedigingen en ondersteuning, zijn enorm waardevol geweest bij de volbrenging van deze promotie. Ik ben bijzonder blij dat ik de dag van mijn promotie met jullie kan delen.
23
15. Hoofdstukken van het proefschrift: A long-term follow up study of a birth cohort of boxer dogs in the Netherlands: Genetic and environmental risk factors for diseases
Chapter 1: General introduction Chapter 2: Life expectancy in a follow-up study of a birth cohort of boxer dogs from post weaning to 10-years of age Chapter 3: Incidence, risk factors and heritability of hind limb lameness in dogs with canine hip dysplasia in a 8-year follow up study of a birth cohort of Dutch boxer dogs Chapter 4: Disease rate, risk factors and heritability of cranial cruciate ligament rupture in Dutch boxer dogs Chapter 5: Neoplasia in a 10-year old cohort of boxer dogs Chapter 6: The use of a genetic-counselling program by Dutch breeders for four hereditary health problems in boxer dogs Chapter 7: Analysis of the inheritance of white spotting and the evaluation of KIT and EDNRB as spotting loci in Dutch boxer dogs Chapter 8:
Genetic evaluation of collagen COL2A1 in canine cranial cruciate ligament rupture
Chapter 9:
General discussion
Chapter 10: Summary Nederlandse samenvatting Dankwoord Acknowledgements List of Publications Curriculum vitae Hagen van, M. A. E. : A long-term follow up study of a birth cohort of boxer dogs in The Netherlands: Genetic and environmental risk factors for diseases PhD thesis, Faculty of Veterinary Medicine, Utrecht University, 2004 ISBN: 90-393-3818-3 Copyright All rigths reserved De volledige tekst van dit proefschrift is on-line beschikbaar via Universiteitsbibliotheek :http://www.library.uu.nl/182main.html en vervolgens via keuze menu: De collectie / Full Text UBU /Proefschriften Universiteit Utrecht / Diergeneeskunde
24
16. Stellingen bij het proefschrift: A long-term follow up study of a birth cohort of boxer dogs in the Netherlands: Genetic and environmental risk factors for diseases Marjan van Hagen
Utrecht, 23 september 2004
1. Binnen een ideaal fokkerijbeleid nemen fokwaarden een prominente plaats in. (dit proefschrift) 2. Centrale registratie en evaluatie van gezondheidsgegevens vormen de basis voor verdere genetische vooruitgang van rashondenpopulaties. (dit proefschrift) 3. De klinische genetica is de missing link tussen onderzoek en de preventie van erfelijke aandoeningen bij gezelschapsdieren. (dit proefschrift) 4. De genetische aanleg van een rashond ligt dieper dan de oppervlakkige schoonheid, zichtbaar aan de buitenkant. 5. Wie blindvaart op onderzoeksresultaten, zonder oog te hebben voor materialen en methoden, is geen wetenschapper. 6. De zorgvuldigheid waarmee een database wordt gecontroleerd wordt waarschijnlijk het best gekarakteriseerd door de standvastige onderzoekster, die liever het meest interessante deel van de analyses uitstelt totdat zij tevreden is dat de database vrij is van fouten (Silman 1995). 7. De werkverdeling tussen een promovendus en haar begeleiders is niet normaal verdeeld, maar wordt wel als normaal beschouwd.
8. De AIO is een uniek fenotype met een onderzoeksgen, dat ondanks de deletie van een promotor, volledig tot expressie kan komen. 9. Een zuivere rashond bestaat niet; alle hondenrassen komen voort uit kruisingen tussen andere rassen, dus elke rashond is een kruising. 10. Een hondenras is een menselijke uitvinding; we hebben ze gecreëerd en we kunnen ze ook weer doen verdwijnen. 11. Boxers en boksers moeten beide in de ring presteren. 12. Het is niet aan te raden te fokken met een boxer die het op de heupen heeft.
25
17. PUBLICATIES
Published/in press Knol BW, van Hagen MA, van der Gaag I. Genetisch-epidemiologisch onderzoek in een geboortecohort Boxers. Tijdschrift voor Diergeneeskde 2003;128:586-90. van Hagen MA, van der Gaag I. Het genetisch-epidemiologisch onderzoek bij de boxer. Wisselwerking tussen practici en onderzoekers. Tijdschrift voor Diergeneeskd 2003;128. van Hagen MA, Janss LL, van den Broek J, Knol BW. The use of a geneticcounselling program by Dutch breeders for four hereditary health problems in boxer dogs. Preventive Veterinary Medicine 2004;63:39-50. van Hagen MA, Ducro BJ, van den Broek J, Knol BW. Disease rate, risk factors and heritability of hind limb lameness in dogs with canine hip dysplasia in a 8 year follow up study of a birth cohort of Dutch boxer dogs. American Journal of Veterinary Research 2004. in press. van Hagen MA, van der Kolk J, Barendse MA, Imholz S, Leegwater PA, Knol BW, van Oost BA. Analysis of the inheritance of white spotting and the evaluation of KIT and EDNRB as spotting loci in Dutch boxer dogs. Journal of Heredity 2004. in press. Submitted van Hagen MA, Ducro BJ, van den Broek J, Knol BW. Disease rate, risk factors and heritability of cranial cruciate ligament rupture in Dutch boxer dogs. submitted. van Hagen MA, Ducro BJ, van den Broek J, Knol BW. Life expectancy in follow-up study of a birth cohort of boxer dogs from post weaning to 10-years of age. submitted. Abstract / proceedings van Hagen MA, Knol BW, van der Gaag I and van Oost BA. A GeneticEpidemiological Study of the Dutch boxer dog: Follow-up of a birth cohort of dogs. Poster Abstract: Advances in Canine and Feline Genomics Conference, May 16-19, 2002, St. Louis, Missouri. van Hagen MA, Ducro BJ, van den Broek J, Knol BW. Disease rate, risk factors and heritability of hind limb lameness in dogs with canine hip dysplasia in a 8 year follow up study of a birth cohort of Dutch boxer dogs. Proceedings of the Voorjaarsdagen Congress 2003, The Hague.
26
Dit onderzoek werd uitgevoerd aan:
En werd gefinancierd door:
Landbouw, natuurbeheer en visserij
Nederlandse Boxer Club
27
