Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Cl. perfringens beim Broiler

Walther, Antje

The major aim of the present study was to examine the current prevalence of Cl. perfringens in commercial chicken farms and the effect several parameters have on this prevalence. Therefore, in section A, 894 broiler chickens from LFG Ruthe and in section B, 720 broiler chickens from several commercial farms were examined for Cl. perfringens during the fattening period. The prevalence of Cl. perfringens in the jejunum and ileum of the examined broilers was between 12.2% and 13.7%, whereas the average bacterial count of Cl. perfringens-positive samples was 2.7 to 3.2 log10 CFU/g. None of the 1,957 broilers of sections A, B and C showed necrotic enteritis. After day 30 of the fattening period, a statistically significant rise (p<0.001) of Cl. perfringens-positive samples from an average of 7.3% before to an average of 18.2% after day 30 could be shown, which was probably caused by the removal of coccidiostats. The use of the coccidiostats Salinomycin-Na, Monensin-Na and Narasin-Nicarbazin resulted in a clearly reduced detection rate of Cl. perfringens in comparison to animals that had not been administered any anticoccidial agents. Under field conditions, the detection of Cl. perfringens was more successful when the broilers were highly infected with Coccidia. Weaker and medium infections caused no changes in comparison to uninfected animals. In the case of a simultaneous infection with Campylobacter spp. the ratio of Cl. perfringens-positive broilers increased statistically significantly, but the average bacterial counts of Cl. perfringens hardly changed. Moreover, a seasonal influence on Cl. perfringens-burden was observed. In spring and summer, there was a higher percentage of Cl. perfringens-positive animals than in autumn and winter. This difference was statistically significant in section A. In the seasons with a higher detection rate of Cl. perfringens, the average daytime temperature and the monthly precipitation amount were both higher than in the seasons with a lower detection rate, which is why a relation between the mentioned factors is assumed. Additionally, in section C, the correlation of Cl. perfringens with E. tenella-infections was investigated under experimental conditions for the first time by comparing the counts of Clostridia and Coccidia in the ingesta for each of the 343 animals. Mild infections with E. tenella (100-1.000 oocysts/g excreta) did not influence Cl. perfringens; neither the detection rate nor the bacterial counts of the agent changed. The ratio of Cl. perfringens-positive broilers and the average bacterial counts did not start to increase before coccidial counts of approx. 5-6 log10/g caecal content were achieved. This increase continued up to the maximum of the detected coccidial infection (7,2 log10/g). Furthermore, it was found that the reproduction of Cl. perfringens is being promoted by lesion of the score 2 or higher. The results concerning tenacity of Cl. perfringens indicate that storage and transportation of faeces samples at temperatures between 0°C and 7°C are possible without significant changes of bacterial counts of Cl. perfringens for at least 7 days. Furthermore the suitability of ELISA and PCR for identification of toxinotype, respectively, were examined. The determination of the toxinotype via the ELISA was only successful for 96% of the strains and a differentiation between toxinotype A and E is not possible. The PCR identified 100% of the strains as type A. For the identification of Cl. perfringens, both the commercial ELISA and the PCR used were well suited, because both methods identified all tested strains. In summary, it can be concluded that Cl. perfringens is widespread nowadays but the prevalence of necrotic enteritis has not increased since the ban on in-feed antibiotics (January 1st, 2006). The reason might be the direct and indirect effects of the anticoccidia, which are still continuously used at present. Furthermore, it was shown that infections with Coccidia with 5 log10 oocysts/g excreta content or higher, infections with Campylobacter spp., the weight of the birds, the season with the corresponding temperatures and precipitation amounts and antibiotic therapies, respectively, influence the clostridial burden of broiler chickens.

In der vorliegenden Dissertation sollten die aktuelle Verbreitung von Cl. perfringens in der kommerziellen Broilermast und die Auswirkungen verschiedener Faktoren auf die Prävalenz des Erregers untersucht werden. Dazu wurden im Versuchsabschnitt A 894 Broiler aus dem Lehr- und Forschungsgut Ruthe und im Abschnitt B 720 Broiler aus verschiedenen kommerziellen Mastbetrieben im Verlauf der Mast auf Cl. perfringens untersucht. Die Prävalenz von Cl. perfringens im Jejunum und Ileum der untersuchten Broiler lag  zwischen 12,2 % und 13,7 %, die mittlere Keimzahl Cl. perfringens-positiver Proben betrug 2,7 bis 3,2 log10 KBE/g Darminhalt. Bei keinem der 1.957 Broiler aus den Versuchsabschnitten A, B und C trat die Nekrotisierende Enteritis auf. Im Verlauf der Mast ergab sich ein signifikanter Anstieg (p<0,001) der Nachweisrate von Cl. perfringens nach dem 30. Masttag von vorher durchschnittlich 7,3 % auf nachher 18,2 %, welcher vermutlich durch das Absetzen der Kokzidiostatika ausgelöst wurde. Die Verwendung der Antikokzidia Salinomycin-Na, Monensin-Na und Narasin-Nicarbazin führte zu einer deutlich verringerten Nachweisrate von Cl. perfringens im Vergleich zu Tieren, die kein Kokzidiostatikum erhalten hatten. Weiterhin gelang der Clostridiennachweis unter Feldbedingungen wesentlich häufiger, wenn die Tiere eine starke Kokzidieninfektion aufwiesen. Schwache und mittlere Infektionen bewirkten keine Veränderung gegenüber nicht infizierten Tieren. Bei gleichzeitiger Campylobacter spp.-Infektion stieg der Anteil Cl. perfringens-positiver Tiere signifikant an, aber die mittleren Keimzahlen von Cl. perfringens  veränderten sich nur geringgradig. Außerdem konnte ein Einfluss der Jahreszeit auf die Clostridienbelastung festgestellt werden. So zeigte sich im Frühling und Sommer ein höherer Anteil Cl. perfringens-positiver Tiere als im Herbst und Winter. Zusätzlich konnte im Untersuchungsabschnitt C unter experimentellen Bedingungen erstmalig die Korrelation von Cl. perfringens mit E. tenella-Infektionen untersucht werden, indem für jedes einzelne der 343 Tiere die Keimzahlen von Clostridien und Kokzidien im Darminhalt in Relation gesetzt wurden. Schwache Kokzidieninfektionen mit 100 bis 1.000 Oozysten/g Kot hatten keinen Einfluss auf Zahl und Nachweishäufigkeit von Cl. perfringens. Erst ab Kokzidienzahlen von ca. 5 bis 6 log10 pro Gramm Zäkuminhalt stiegen der Anteil Cl. perfringens-positiver Tiere und auch deren mittlere Keimzahl signifikant an, wobei sich der Anstieg bis zur maximal nachgewiesenen Kokzidieninfektion (7,2 log10/g) fortsetzte. Außerdem zeigte sich, dass die Vermehrung von Cl. perfringens ab einem Lesion Score von 2 begünstigt wird. Die Untersuchungsergebnisse zur Tenazität von Cl. perfringens zeigen, dass Lagerung und Transport von Kotproben bei Temperaturen zwischen 0°C und 7°C für mindestens 7 Tage ohne wesentliche Veränderung der Keimzahlen von Cl. perfringens möglich sind. Außerdem wurde die Eignung eines ELISAs und einer PCR zur Bestimmung des Toxintyps untersucht. Der Toxintyp konnte mit dem ELISA nur bei 96 % der Stämme ermittelt werden und es war keine Unterscheidung zwischen dem Toxintyp A und dem Typ E möglich. Mit der PCR erwiesen sich 100 % der Stämme als Toxintyp A. Zur Identifizierung von Cl. perfringens sind sowohl das kommerzielle ELISA-Kit als auch die verwendete PCR sehr gut geeignet, da beide Methoden alle getesteten Stämme erkannten. Insgesamt kann festgestellt werden, dass Cl. perfringens zwar heutzutage weit verbreitet, die Prävalenz der NE durch das Verbot der Leistungsförderer seit dem 01.01.2006 jedoch nicht gestiegen ist. Grund dafür ist vermutlich die direkte und indirekte Wirkung der momentan noch regelmäßig eingesetzten Antikokzidia. Außerdem konnte gezeigt werden, dass Kokzidieninfektionen ab 5 log10 Oozysten pro Gramm Zäkuminhalt, Infektionen mit Campylobacter spp., das Tiergewicht, die Jahreszeit mit den entsprechenden Außentemperaturen und Niederschlagsmengen sowie antibiotische Therapien die Clostridienbelastung von Broilern beeinflussen.

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Walther, Antje: Cl. perfringens beim Broiler. Hannover 2009. Tierärztliche Hochschule.

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