Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchungen zur Verwendbarkeit des Immunglobulinklassen differenzierenden Salmonellen-Antikörper Test Salmotype Pig STM-WCE ELISA zur Analyse der Salmonellendynamik in Schweinebeständen

Peternel, Melanie

For this thesis, a sow herd with two associated finishing farms with a history of being categorised into Category III in the so-called QS-Salmonella-Monitoring System were involved. During the initial visits, a specific checklist was developed and validated for the detection of risk factors for Salmonella infections. The aim was to get an overview of potential sources for infection and to verify information given by the farmer before. Within the sow herd, several groups of vaccinated (SALMOPORC®, Impfstoffwerk Dessau Tornau company) and non-vaccinated animals were included into the study. The trial and control animals were ear-marked individually. From the point in time of moving the piglets to the flatdeck, 5 out of the 9 nine groups were examined serologically and microbiologically twice in the flatdeck, once at the middle of the fattening period and once at slaughter. At the slaughterhouse, meat juice samples were taken additionally and tonsils and iliac lymph nodes were taken instead of faeces. In order to detect the origin of infection, environmental samples were collected in the sow herd. All serum and meat juice samples were examined in the SALMOTYPE® Fleischsaft ELISA first. These results were tested for the correlation between the antibody concentration in blood and meat juice. Samples above the cut off of 20 OD% and/or those with a corresponding positive microbiological result were examined in the SALMOTYPE® Pig STM-WCE ELISA. The longitudinal study shows that the animals underwent an actual infection several times, with individual animals being exposed at different points in time. For some animals, the infection seemed to have happened at a very early point in life. These animals may have been shedding and infecting others, so that the Salmonella infection circulated permanently. Vaccinating the animals caused antibody production, but, due to the point of examination, there is still the risk that these antibody titres may result from a field infection instead. Decreased shedding was observed only partially. In two cases, shedding of the vaccine strain happened 4-5 months after the 2. vaccination. This proves that the vaccine strain’s multiplication lasts longer than desirable for live vaccines and that shedding of the field strain cannot be prevented by only one vaccination cycle. The evaluation of the checklist showed, that individual critical points and sources of infection can be detected. Therefore, every farm should be analysed individually instead of working according to strict principles when analysing epidemiological questions. Typing the isolated Salmonella strains showed that all but 3, which were the vaccine strain, are S. Typhimurium DT 193. In this way it was shown, that there is most likely a “hospitalised” field strain within the sow herd, which is carried into the fattening farms. 15 out of the isolated strains were examined for their resistance patterns. 100% of them showed resistance to 6 antimicrobials. 54% of them were resistant to 9 to 10 antimicrobials, while 13% were resistant to 11 and 6,7% were resistant to 12 antimicrobials. Looking for possible sources of the introduction of Salmonella into the farm led to the assumption that gilts may play a role in introducing Salmonella into the sow herd. To draw a conclusion, these results allow the statement, that using the Ig-classes differentiating ELISA in individual animals it is possible to show infection cycles in pig farms. Furthermore, other studies are verified which indicate that every farm needs to be inspected individually and that only complex and long-lasting activities like analysing risk factors, optimising hygiene and management and vaccination can help to gradually sanitize infected pig herds and as a consequence decrease the entry of Salmonella into the food chain.

In diese Arbeit wurden ein Ferkelerzeugerbetrieb mit Aufzucht und zwei nachfolgende Mastbestände, die im QS-Salmonellen-Monitoring in Kategorie III eingestuft wurden, einbezogen. Während der ersten Besuche wurde eine speziell entwickelte Checkliste abgearbeitet. Ziel war es, einen Überblick über mögliche Eintragsquellen zu erlangen und epidemiologisch relevante Angaben der Tierhalter zu verifizieren. Im Sauenbestand wurden mehrere Gruppen von gegen S. Typhimurium geimpften (SALMOPORC®, Fa. Impfstoffwerk Dessau Tornau GmbH) und nicht geimpften Tieren gebildet, die individuell mit Ohrmarken gekennzeichnet wurden. Vom Zeitpunkt des Einstallens ins Flatdeck wurden 5 der 9 Gruppen zwei mal im Flatdeck, einmal in der Mitte der Mastperiode und einmal am Schlachthof serologisch und mikrobiologisch untersucht. Am Schlachthof wurden zusätzlich Fleischsaftproben entnommen. Anstelle der Kotproben wurden Tonsillen und Darmbeinlymphknoten entnommen. Zur Detektion einer möglichen Eintragsquelle wurden auf dem Ferkelerzeugerbetrieb zusätzlich Umweltproben genommen. Es wurden alle Serum- und Fleischsaftproben zunächst im SALMOTYPE® Fleischsaft ELISA untersucht. Diese Ergebnisse wurden auf Korrelation der Antikörperkonzentration in Blut und Fleischsaft überprüft. Ab dem Cut Off von 20 OD% und/oder bei einem korrespondierenden positiven kulturellen Befund wurden die Blutproben weiterhin im SALMOTYPE®Pig STM-WCE ELISA untersucht. Die Verlaufsuntersuchungen zeigten, dass die Tiere individuell zu mehreren Untersuchungszeitpunkten aktuelle Infektionen durchliefen. Die Infektion schien bei einigen Tieren in einem frühen Lebensabschnitt stattgefunden zu haben. Diese Tiere können nachfolgend ausgeschieden und weitere Tiere infiziert haben, so dass es zu einem permanenten Zirkulieren der Salmonelleninfektion kam. Die Impfung der Tiere führte zu einer Antikörperinduktion p.vacc., wobei durch den Untersuchungszeitpunkt das Restrisiko besteht, dass es sich um Titer aus Feldstamminfektionen handelt. Eine Minderung der Erregerausscheidung konnte nur vereinzelt nachgewiesen werden. Eine Ausscheidung des Impfstamms war in zwei Fällen 4-5 Monate nach der 2. Impfung nachweisbar. Dies zeigt, dass die Vermehrung des Impfstamms länger anhält, als es für Lebendimpfstoffe wünschenswert ist, und dass die Ausscheidung des Feldstamms durch Impfung in nur einem Reproduktionszyklus nicht verhindert werden kann. Die Auswertung der Checkliste ergab, dass in Betrieben bestandsspezifische Infektionsquellen und Risikofaktoren ermittelbar sind. Daher sollte auf jeden Betrieb individuell eingegangen werden anstatt bei epidemiologischen Fragestellungen nach vorgegebenen Schemata zu arbeiten. Die Typisierung der isolierten Stämme ergab, dass alle bis auf 3, bei denen es sich um den Impfstamm handelte, S. Typhimurium zugehörten. Bei 97,1% handelte es sich um S. Typhimurium DT193. Es konnte damit gezeigt werden, dass es im Ferkelerzeugerbetrieb wahrscheinlich einen „hospitalisierten“ Keim gibt, der in die Mastbetriebe eingetragen wird. Bei 15 der isolierten Stämme wurde ein Resistenztest durchgeführt. Bei 100% dieser Stämme wurde eine Sechsfachresistenz festgestellt. Je 27% zeigten eine Neun- oder Zehnfachresistenz, 13% eine Elffach- und 6,7% ein Zwölffachresistenz. Die Untersuchung möglicher Seiteneintragsquellen ergab den Hinweis, dass Jungsauen am Eintrag von Salmonellen in Ferkelerzeugerbetriebe beteiligt sein können. Zusammenfassend erlauben diese Ergebnisse die Aussage, dass es mit Hilfe des Ig-Klassen differenzierenden ELISA-Testsystems auf Einzeltierbasis möglich ist, Infektionsverläufe in Schweinebeständen detailliert darzustellen. Es werden die Ergebnisse anderer Studien bestätigt, nach denen jeder Bestand individuell betrachtet werden muss und nur das komplexe und langfristige Zusammenspiel von Risikofaktorenermittlung, Optimierung der Hygiene und des Managements und Immunprophylaxe ein Weg zur Sanierung salmonelleninfizierter Schweinebestände und damit zur Reduktion des Eintrags von Salmonellen in die Lebensmittelkette sein kann.

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Peternel, Melanie: Untersuchungen zur Verwendbarkeit des Immunglobulinklassen differenzierenden Salmonellen-Antikörper Test Salmotype Pig STM-WCE ELISA zur Analyse der Salmonellendynamik in Schweinebeständen. Hannover 2006. Tierärztliche Hochschule.

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