Experimentelle Untersuchungen zur Pathogenität von Brachyspira innocens, Brachyspira murdochii und Brachyspira intermedia im Vergleich zur Brachyspira-hyodysenteriae-Infektion

Ziel der vorliegenden Untersuchungen war es, ein Infektionsmodell für die experimentelle Infektion mit Brachyspira (B.) hyodysenteriae zu etablieren und damit die Pathogenität von Stämmen der 3 Brachyspira-Arten B. innocens, B. murdochii und B. intermedia im Vergleich zur B.-hyodysenteriae-Infektion bei Schweinen zu überprüfen. Zuerst wurde in einem Vorversuch die Bedeutung der Futterzusammensetzung und einer Immunsuppression für die Provokation einer klinischen Erkrankung nach einer experimentellen B.-hyodysenteriae-Infektion eruiert. Die Versuchstiere wurden randomisiert in 4 Gruppen zu jeweils 5 Läuferschweinen (durchschnittliche Körpermasse 19,7 kg) aufgeteilt. Neben der Challenge-Kontrollgruppe und der Negativ-Kontrollgruppe, die beide nur Kontrollfutter (Gerste, Sojaextraktionsschrot, Mineralstoffe) erhielten, wurde einer weiteren Gruppe Futter mit einem zusätzlichen Anteil an Maisschrot und Weizenkleie beginnend 2 Tage vor der Infektion bis zum Versuchsende verabreicht. Darüber hinaus bekam eine vierte Gruppe neben dem Kontrollfutter Dexamethason (0,4 mg/kg KGW/Tag) i.m. über 14 Tage (beginnend 3 Tage vor der Infektion) zur Immunsuppression verabreicht. Für die Infektion erhielten alle Versuchstiere an 3 aufeinanderfolgenden Tagen intragastral 50 ml einer B.-hyodysenteriae-Suspension (108-109KbE/ml, Feldstamm 7304/03), nachdem die Tiere über mindestens 18 Stunden kein Futter erhalten hatten. Ein Nachweis des Erregers in Kot- und Darmproben sowie eine klinische Durchfallerkrankung waren nur bei den mit Dexamethason behandelten Tieren zu beobachten. Vier von fünf Schweinen dieser Gruppe entwickelten einen muko-hämorrhagischen Durchfall nach 16-25 Tagen p. inf. Diese Schweine zeigten für eine SD typische makro- und mikroskopische Läsionen der Dickdarmschleimhaut im Sinne einer fibrinös-nekrotisierenden Typhlocolitis. Darüber hinaus war eine geringe durchschnittliche Körpermassezunahme von 0,24 ± 0,17 kg/Tag und ein hoher Futteraufwand von 5,08 kg je kg Zuwachs in dieser Gruppe zu beobachten. Die Untersuchungsparameter bei den übrigen Versuchsgruppen unterschieden sich nicht von der Negativ-Kontrollgruppe. Aufgrund der Ergebnisse im Vorversuch wurde die Dexamethason-Behandlung als eine Möglichkeit zur Auslösung des klinischen Bildes der Dysenterie bei allen Versuchsgruppen des Versuchs 1 in Kombination mit der experimentellen Infektion durchgeführt. Für Versuch 1 wurden 44 Läuferschweine mit einer durchschnittlichen Körpermasse von 16,5 kg in 5 Gruppen analog dem Vorversuch aufgestallt. In diesem Versuch wurden die Ergebnisse der Versuchsgruppen (Infektion mit den schwach hämolysierenden Brachyspiren-Arten B. innocens n=10, B. murdochii n=10 und B. intermedia n=5) mit der Positiv-Kontrollgruppe (n=11; Infektion mit B.-hyodysenteriae-Feldstamm 7304/03) und einer Negativkontrollgruppe (n=8; nicht infiziert) verglichen. Inklusive der Negativ-Kontrollgruppe erhielten alle Tiere eine immunsuppressive Behandlung mit Dexamethason für 14 Tage wie im Vorversuch. Nach experimenteller Inokulation war eine Brachyspiren-Infektion nur jeweils bei einem Teil der Tiere nachweisbar (B. hyodysenteriae 27 %, B. innocens 70 %, B. murdochii 60 % und B. intermedia 20 %). Eine klinische Durchfallsymptomatik konnte nur bei 2 mit B. hyodysenteriae infizierten Tieren beginnend 25 Tage p. inf. beobachtet werden, der Kot wies weder Blut- noch Mukusbeimengungen auf. Während nach B.-innocens- und B.-murdochii-Infektion nur bei einzelnen Tieren kurzzeitig eine leicht veränderte Kotkonsistenz  zu erkennen war, blieben die mit B. intermedia infizierten Tiere klinisch völlig unauffällig. Die täglichen Zunahmen und der Futteraufwand aller Versuchsgruppen unterschieden sich nicht von der Kontrollgruppe. Pathologische Veränderungen am Dickdarm konnten nur bei den 2 Schweinen mit Durchfall nach B.-hyodysenteriae-Infektion zwar nicht makroskopisch, aber histologisch im Sinn einer Dysenterie (fibrinöse Kolitis) nachgewiesen werden. Im Versuch 1 zeigte die immunsuppressive Behandlung mit Dexamethason keine optimalen Ergebnisse zur Erzeugung einer klinisch apparenten Dysenterie. Deshalb wurden im Versuch 2 verschiedene Versuchsbedingungen geändert (strohlose Haltung, erhöhter Sojaextraktionsschrotanteil in der Ration, Anzüchtung und Inokulation der Brachyspiren mit Flüssigmedium, Nüchterung vor und nach Infektion). Im Versuch 2 erhielten alle Versuchstiere  (n=67, durchschnittliche Körpermasse 15,6 kg) eine Futterration mit 50 % Sojaextraktionsschrot für 7 Tage (Beginn 4 Tage vor der ersten Infektion). Die Tiere der B.-hyodysenteriae-Gruppe (n=15) erhielten 50 ml einer Suspension (108-109KbE/ml; Feldstamm 7304/03, n=5 oder Referrenzstamm B204, n=10) intragastral, während die Kontrollgruppe (n=3) nicht infiziert wurde. Für die Untersuchung der Pathogenität der schwach hämolysierenden Brachyspira-Arten wurden 3 Gruppen (B. innocens, n=15; B. murdochii, n=24; B. intermedia, n=10) intragastral mit 50-100 ml (105-108KbE/ml) einer Suspension mit jeweils ausgewählten Feldisolaten infiziert. Der Anteil der Schweine, bei denen Brachyspiren in Kot- und Darmproben reisoliert werden konnten, betrug 100 % in der B.-hyodysenteriae- und B.-innocens-infizierten Gruppe, in der B.-intermedia- und B.-murdochii-infizierten Gruppe 80 bzw. 75 %. Die Inkubationszeit bei den Schweinen der B.-hyodysenteriae-Gruppe war signifikant kürzer als im Vorversuch und Versuch 1 (muko-hämorrhagische Diarrhoe beginnend 1-13 Tage p. inf.). Des Weiteren zeigten diese Tiere auch makroskopisch und histologisch sehr stark ausgeprägte pathologische Veränderungen im Sinne einer Dysenterie (hochgradige fibrinös-nekrotisierende Typhlocolitis). Fieber trat bei fast allen Durchfalltieren im Bereich von 40,0oC-40,7oC auf. Diese Gruppe nahm kein Futter während der Durchfallphase auf und erlitt einen durchschnittlichen Körpermasseverlust von 0,04 kg pro Tier und Tag. Im Gegensatz zur B.-hyodysenteriae-Infektion war kein Durchfall bei den mit schwach hämolysierenden Brachyspiren infizierten Gruppen zu beobachten (nur ggr. veränderte Kotkonsistenz). Diese Gruppen zeigten auch keine Unterschiede bezüglich der Zunahmen bzw. des Futteraufwands. Ebenso wurden keine Dysenterie-typischen pathologischen Veränderungen im Kolon gefunden. In den B.-innocens- und B.-murdochii-infizierten Gruppen konnten bei 3 bzw. 8 Tieren nur an einzelnen Lokalisationen histologische Veränderungen in Form leichter oberflächlicher Schleimhautulzerationen und/oder geringgradiger Fibrinauflagerungen beobachtet werden, 3 der mit B. murdochii infizierten Schweine wiesen außerdem eine geringgradige Becherzellhyperplasie im Kolon auf. Nach den vorliegenden Ergebnissen kann gesagt werden, dass die geprüften Stämme der schwach hämolysierenden Brachyspira-Arten nach experimenteller Infektion die Dickdarmschleimhaut besiedeln können und im Kot ausgeschieden werden, aber keine klinisch auffällige Durchfallerkrankung hervorrufen. Im Dickdarm konnten im Einzelfall fokal geringgradige, histologische Veränderungen im Sinne einer Colitis nachgewiesen werden. Eine allgemeine Aussage zur Pathogenität von B. innocens, B. murdochii und B. intermedia ist jedoch noch nicht abschließend möglich.