Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

Friederike Bothe

Untersuchung zum Vorkommen von

Yersinia-enterocolitica-Infektionen während der

Ferkelaufzuchtphase

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-106226

title (engl.)

Study on the prevalence of Yersinia enterocolitica infections during the piglet rearing phase

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2015

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/bothef_ss15.pdf

abstract (deutsch)

Die Yersiniose ist nach der Campylobacteriose, Salmonellose und EHEC-Infektionen die vierthäufigste lebensmittelassoziierte Zoonose in Deutschland und der EU und wird vornehmlich durch Y. enterocolitica ausgelöst. Infektionen des Menschen werden in Europa überwiegend durch virulente Stämme der Serotypen O:3, O:5,27 und O:9 verursacht und als Hauptinfektionsquelle gelten kontaminierte Lebensmittel, vor allem unzureichend erhitztes Schweinefleisch. Schweine sind das Primärreservoir des Erregers. Bei diesen in der Regel symptomlosen Trägern erfolgt eine Isolierung vornehmlich aus Tonsillen und Darm. Die Epidemiologie von Y. enterocolitica ist komplex und trotz intensiver Studien über das Vorkommen des Erregers in Schweinebeständen, die potentielle Verbreitung und Kontaminationswege ist das Wissen um den Ablauf der Infektion immer noch lückenhaft. Für die Einführung von Präventionsmaßnahmen ist das Wissen um den Infektionszeitpunkt von besonderem Interesse.

Zu diesem Zweck wurden Ferkel und Muttersauen in einem konventionellen Betrieb vom Tag der Geburt bis zu einem Alter der Ferkel von 12 Wochen auf das Vorkommen von Y. enterocolitica sowie potentieller Antikörper untersucht. Dazu wurden insgesamt 13 Muttersauen und 86 dazugehörige Ferkel in die Studie eingeschlossen. Bei den Sauen wurden innerhalb von 24 Stunden nach der Geburt Blut, Kot und ein Tonsillentupfer entnommen. Eine weitere Kotprobenentnahme erfolgte eine Woche später. Die Ferkel wurden individuell markiert und Blut, Tonsillen- und Kottupfer innerhalb der ersten 24 Lebensstunden, am 7. Lebenstag und zum Absetzen entnommen. Nach Umstallung schloss sich eine regelmäßige Beprobung alle zwei Wochen bis zu einem Alter von 12 Wochen an.

Die Tupfer und Kotproben wurden kulturell auf Y. enterocolitica untersucht. Nach Anreicherung in ITC-Bouillon und Isolierung auf CIN-Agar folgten eine Identifizierung durch Objektträgerschnellagglutination und der Nachweis des ail-Gens per PCR.

Die serologischen Untersuchungen wurde mittels PIGTYPE® YOPSCREEN Pig ELISA mit einem basic cut-off von 20 in optischer Dichte (OD%) durchgeführt.

Insgesamt waren 53,8% der Sauen (n = 7) serologisch Y.‑enterocolitica‑positiv, während ein bakteriologischer Nachweis bei diesen Tieren nicht gelang.

91,9% der Ferkel (n = 79) wurden innerhalb der ersten 24 Stunden postnatal serologisch Y.‑enterocolitica‑positiv getestet. Auch die Ferkel seronegativer Sauen zeigten Antikörperaktivitäten. Über die nächsten Wochen fielen diese maternalen Antikörper stetig ab. Im Aufzuchtbereich zeigten jedoch 59,7% der Ferkel einen Anstieg der Antikörper, der bei 28,4% (n = 19) in einen positiven Serotiter mündete. Erste Serokonversionen konnten in der 9./10. Lebenswoche beobachtet werden.

Ein bakteriologischer Nachweis gelang im Saugferkelalter nicht. Erst in der 7./8. Lebenswoche gelangen Nachweise aus Kot- und Tonsillentupfern bei 5% der Absetzferkel (n = 5), was sich bis zur 12. Lebenswoche auf 62,7% der Tiere (n = 42) steigerte. Alle Isolate gehörten zum Serotyp O:3 und besaßen das ail-Gen.

Die Ergebnisse zeigen, dass Tonsillentupfer zum Nachweis von Y. enterocolitica beim lebenden Schwein während der Aufzuchtphase ähnlich gut geeignet sind wie Kottupfer. Im Vergleich zu anderen Studien wurden sowohl die bakteriologischen Nachweise des Erregers als auch die Serokonversionen bei den Absetzferkeln früher beobachtet. Der genaue Infektionszeitpunkt und die –quelle konnten in dieser Arbeit nicht geklärt werden, doch gibt sie einen ersten Überblick über den Beginn der Infektion unter natürlichen Bedingungen und lässt die Infektion im Vergleich mit Daten experimenteller Infektionsversuche im Zeitraum zwischen Ende der Säugeperiode und der 7./8. Lebenswoche der Ferkel vermuten. Die Rolle potentiell infizierter Muttersauen und deren eventuell protektiver maternaler Antikörper bleiben ebenfalls weiter zu erforschen.

abstract (englisch)

After campylobacteriosis, salmonellosis and EHEC infections, yersiniosis is the fourth most frequently reported food-associated zoonosis in Germany and the EU. It is mainly caused by Y. enterocolitica. In Europe, the majority of human pathogenic Y. enterocolitica belongs to biotype 4, serotype 0:3, or, less commonly, biotype 2, serotype O:9, O:5,27. Pigs and their products are considered the primary reservoir and most important source for human infections. In these usually asymptomatic carriers the pathogen is mostly isolated from tonsils and the intestine.

The epidemiology of Y. enterocolitica is complex and despite intensive studies on the prevalence of the pathogen in pigs, its potential distribution and contamination pathways, knowledge of the course of infection is still incomplete. In order to introduce preventive measures, knowledge of the time of infection is of particular interest.

On a conventional farm, piglets and sows were therefore examined for the presence of Y. enterocolitica infections and the presence of potential antibodies from birth until 12 weeks postnatal. For this purpose, a total of 13 sows and 86 associated piglets were sampled. Within 24 hours of giving birth, blood, faeces and tonsil swabs were taken from sows. Another faecal sample was taken one week later. Piglets were individually marked and tested on blood, tonsil and faecal swabs within the first 24 hours after their birth, on the 7th day of life and at weaning. Subsequently, periodic sampling was carried out every 2 weeks up to the age of 12 weeks.

Swabs and faecal samples were examined for presence of Y. enterocolitica by culture and PCR. The enrichment in ITC broth and isolation on CIN agar was followed by identification by slide agglutination and proof of ail gene by PCR. Serological tests were performed by PIGTYPE® YOPSCREEN Pig ELISA with a basic cut-off of 20 in optical density (OD%).

Overall, 53.8% of the sows (n = 7) were serologically positive for Y. enterocolitica, while bacteriological proof in these animals could not be confirmed.

91.9% of the piglets (n = 79) showed antibody activities against Y. enterocolitica within the first 24 hours after their birth. Even piglets from seronegative sows were tested seropositive. Over the following weeks, the maternal antibodies decreased considerably. However, later, 59.7% of the weaning pigs showed an increase, which resulted in a seroconversion of 28.4% (n = 9) of the pigs. First seroconversions were observed in the 9th/10th week of life.

Bacteriological evidence did not occur in suckling pigs. Not until the 7th/8th week of life Y. enterocolitica was isolated from faeces and tonsil swabs in 5% of the weaners (n = 5), increasing to 62.7% of the animals (n = 42) in the 12th week of life. All isolates belonged to serotype O:3 and the ail gene was detectable.

The results confirmed that tonsil swabs are similarly suited for the detection of Y. enterocolitica in weaning pigs as faecal swabs. Compared to other studies, bacteriological proof and seroconversion among weaners were observed earlier in life, because infection is usually assumed to take place during fattening phase. The exact time and source of infection could not be determined, but this study provides a first indication of the onset of the infection under natural conditions. Compared with data of experimental infections in pigs, the infection is suspected to take place between the end of the suckling period and 7th/8th week of life of the piglets. The role of potentially infected sows and their protective maternal antibodies remains to be further explored.

keywords

Yersinia enterocolitica, Ferkel, Sau; Yersinia enterocolitica, pigs, natural infection 

kb

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