PMC

KESKUSTELU

Huolimatta siitä, että eläimet oli sijoitettu taudinsiirtoeristyskaappeihin, S. Agonanal+ ja S. Typhimuriumnal+ -bakteerien talteenotto sentinellisioista kokeissa antaa viitteitä siitä, että tällaiset taudinaiheuttajat pystyvät leviämään ilmateitse ja tartuttamaan vieroitettuja sikoja lyhyen matkan päästä. Lisäksi kromosomaalisen DNA:n makrorajoitus ja plasmidiprofiilien profilointi isolaateista, jotka saatiin talteen sentinellisioista ja rokotetuista sioista kussakin kokeessa, osoittivat erottamattomia malleja verrattuna vastaavaan kantaan, jota käytettiin inokulaattorina (tietoja ei ole esitetty). Tämä riitti nollahypoteesin hylkäämiseen, joten muita tilastollisia analyysejä ei yritetty tehdä. Nämä havainnot vahvistavat aiempia viitteitä siitä, että S. enterica -bakteeri voi tarttua sikojen ilmateitse. Lisäksi S. enterican tarttuminen aerosolin välityksellä on jo osoitettu siipikarjalla , vasikoilla , lampailla ja hiirillä .

Vaikka samanlaisia kokeita on tehty muiden patogeenien tarttumisen testaamiseksi sikojen ilmateitse, tämä raportti on tietojemme mukaan ensimmäinen, jossa kuvataan S. enterican tarttumista ilmateitse sioilla eristyskaappeja käyttäen.

Yksittäisten rektaalisten pyyhkäisynäytteiden otannat suoritettiin sen määrittämiseksi, milloin sioilla alkoi Salmonellan irtoaminen. Tulostemme mukaan salmonellaa eristettiin rokotetuista sioista molemmissa kokeissa varhain ensimmäisenä tartunnan jälkeisenä päivänä (taulukot 1 ja 2), mikä vastaa aiempia raportteja salmonellan nopeasta irtoamisesta kokeellisen rokottamisen jälkeen .

Kokeessa I yksi vartiosika (P6) osoitti johdonmukaista S. Agonanal+ -bakteerin irtoamismallia 11:nnen ja 15:nnen DPI:n välillä. Kokeessa II S. Typhimurium eristettiin kuitenkin P11:stä 5 DPI:n kohdalla, ja se havaittiin ainoastaan PCR:llä P12:sta 2, 5 ja 18 DPI:n kohdalla otetuissa peräsuolen pyyhkäisynäytteissä. Ainoassa saatavilla olevassa raportissa, joka koskee S. Typhimuriumin leviämistä ilmateitse sioissa, bakteereja ei eristetty sentinellieläimistä, jotka olivat altistuneet ilmavirtaukselle huoneesta, jossa oli tartunnan saaneita sikoja, ja ainoastaan serokonversiota havaittiin.

Huolimatta altistuneilla sioilla havaittavasta Salmonellan irtoamisajankohdan ja -frekvenssin suuresta vaihtelusta S. Typhimurium -bakteeri voidaan eristää nopeasti ulosteista pian sen jälkeen, kun ne ovat olleet tekemisissä tätä taudinaiheuttajaa levittävien eläimien kanssa, tai silloin, kun eläimet on sijoitettu saastuneeseen ympäristöön. Kun tartunnan saaneilla sioilla ja valvotuilla sioilla oli vain nenästä nenään -kontakti, suurin osa altistuneista sioista kuitenkin eritti S. Typhimuriumia 5 viikon kuluttua.

S. Agonanal+ -bakteerin palautuminen ilmanäytteistä, jotka kerättiin C3:n sisäänkäynnin luota neljän peräkkäisen päivän aikana kokeessa I, tukee oletusta, että vartiosiat saivat tartunnan saatuaan saastunutta ilmaa C2:sta. Se, että S. Typhimuriumnal+ -bakteeria ei saatu talteen ilmanäytteistä kokeessa II, ei kumoa hypoteesia ilmateitse tapahtuvasta tartunnasta. Vaikka briljanttivihreän agarin on katsottu antavan muihin valikoiviin väliaineisiin verrattuna parempia tuloksia Salmonellan eristämisessä ilmanäytteistä, on muistettava, että spesifisten patogeenisten bakteerien eristäminen eläintilojen ympäristöilmasta on aina vaikeaa, ja tulokset ovat usein negatiivisia, jos kyseessä on laaja saprofyyttisten mikro-organismien aiheuttama kontaminaatio.

Kun otetaan huomioon ne 387 näytettä, jotka analysoitiin sekä eristämällä että PCR:llä, näiden kahden testin välillä oli huomattava yhdenmukaisuus. Tässä todettu kappa-kerroin (0-77) vahvistaa, että rikastetun Rappaport-Vassiliadis-liemen käyttö DNA-mallin lähteenä PCR:ää varten on onnistunut lisämenetelmänä, jolla voidaan parantaa salmonellan havaitsemisherkkyyttä sian ulostenäytteissä . On ehdotettu, että rikastaminen mahdollistaa inhiboivien aineiden laimentumisen ja lisää myös salmonellan määrää ulosteessa . Yhdeksäntoista näytettä oli positiivisia PCR:llä ja negatiivisia eristyksellä, kun taas 21 näytettä oli positiivisia eristyksellä ja negatiivisia PCR:llä. Nämä ristiriitaiset tulokset ja se, että bakteerien eristäminen on tarpeen tartuntahypoteesin vahvistamiseksi kokeellisissa tutkimuksissa, viittaavat siihen, että rikastusliemiviljelyssä tehtävää PCR:ää saatetaan käyttää vain tukidiagnostiikkatyökaluna eikä bakteerien eristämisen korvikkeena.

Tässä käytetyn koeasetelman perusteella ei voida tehdä johtopäätöksiä salmonellan tunkeutumiskohteista vartijapossuissa. Salmonellan toipumistiheys molemmissa kokeissa, eli ympäristön nopea saastuminen C3:ssa ennen salmonellan irtoamisen tunnistamista vartiosioista, saattaa viitata siihen, että nämä eläimet saivat salmonellan nauttimalla sitä, todennäköisesti ympäristön pinnoilta, jotka olivat saastuneet C2:sta peräisin olevilla aerosoleilla, mukaan lukien rehu. Tätä hypoteesia tukee se, että teurastusikäiset siat voivat saada nopeasti tartunnan, kun ne altistuvat suhteellisen pienille määrille S. Typhimurium -bakteeria ympäristössä.

Toisaalta ei voida sulkea pois hypoteesia, jonka mukaan vartiosiat ovat saaneet salmonellan hengittämällä. Fedorka-Cray ym. osoittivat ruokatorven poistettuja sikoja käyttäen, että S. Typhimurium voi nopeasti kertyä suolistoon muita reittejä kuin klassista oraalista inokulaatioreittiä pitkin, ja selvittivät NALT:n merkityksen S. Typhimuriumin tärkeänä kulkeutumisportaalina sioilla. Nämä kudokset voivat myös olla tärkeitä tunkeutumispaikkoja elintarvike- ja ulostepartikkeleissa oleville bakteereille, koska sikojen käyttäytyminen takaa sen, että tällaiset partikkelit pääsevät yleensä nenäonteloon ruokinnan ja juurtumisen aikana .

Interenkiintoista on, että S. Agonanal+ -bakteerin eristäminen P6:sta otetuista keuhko- ja maksanäytteistä sekä ruoansulatuskanavasta peräisin olevista kudoksista viittaa systeemiseen tartuntaan. Sikojen systeemiset infektiot on usein dokumentoitu kokeissa, joissa on käytetty intranasaalista hengitysteitse tapahtuvaa tartuntareittiä, mutta niitä ei yleensä ole kuvattu kokeissa, joissa on käytetty oraalista altistusta . Altistumisjärjestys, eli suun kautta hengitysteitse tapahtuva altistuminen vs. hengitysteitse tapahtuva altistuminen, saattaa myös vaikuttaa immuunivasteeseen, mikä puolestaan saattaa vaikuttaa taudin vakavuuteen.

Eläinten iän, eläinten alkuperän, keskimääräisen ilmankosteuden ja lämpötilan erot eivät mahdollista suoraa vertailua näiden kahden kokeen välillä. Tärkein ero näiden kahden kokeen välillä on eläinten erilainen immuunitila ennen rokotusta (taulukko 4). Tilalta A (koe I) peräisin olevien eläinten keskimääräinen MCOD oli vain 0-056, kun taas tilalta B (koe II) peräisin olevilla eläimillä se oli 0-187. Kolmella eläimellä kokeessa II (P7, P8 ja P9) MCOD oli korkeampi kuin testin standardiraja-arvo (0-169), mikä osoittaa, että emällä oli vasta-aineita salmonellaa vastaan. Huolimatta siitä, että S. Typhimuriumnal+ -bakteeri eristettiin yhdestä koe-eläimestä (P12) koe-eläimessä II kerätyistä kudoksista, laktogeeninen immuniteetti voisi selittää sen, että koe-eläimissä ei esiintynyt salmonellan irtoamista koko koejakson aikana. Salmonellan vasta-aineiden esiintyminen emällä saattaa suojata porsaita ensimmäisten viikkojen aikana .

Kahdella vartiosialla (P6 ja P12) todettiin kohonnut salmonellan vasta-ainepitoisuus. Nämä tulokset vahvistavat aiemmat havainnot humoraalisen immuunivasteen havaitsemisesta aerosolialtistuksen jälkeen sioilla .

Kokeessa II infektoituneilla sioilla havaittu tiitterien lasku saattaa johtua emän vasta-aineiden ehtymisestä altistuksen jälkeen. Mielenkiintoista on, että kokeessa I tartunnan saaneilla sioilla ei havaittu merkittävää vasta-ainetitterien nousua. Tällainen alhainen serologinen vaste saattaa johtua sikojen suhteellisen alhaisesta iästä ja suhteellisen lyhyestä koeajasta. Itse asiassa serokonversion on osoitettu vaihtelevan huomattavasti rokotettujen sikojen välillä (6-37 päivää), ja serokonversio on yleensä suurimmillaan noin 30 DPI. Luonnollisesti tartunnan saaneilla sioilla tämä viive tartunnan ja serokonversion välillä voi olla vieläkin pidempi.

Salmonellan epidemiologian tuntemattomuutta ja monimutkaisuutta nykyaikaisissa sianlihantuotantojärjestelmissä pidetään suurimpina ongelmina näiden bakteerien valvonnassa tiloilla. On julkaistu lukuisia raportteja ravitsemuksen, tuotantojärjestelmien, hoidon ja kuljetus-/lairausstrategioiden vaikutuksesta salmonellan vähenemiseen sioissa, ja epidemiologisen analyysin perustana käytetään yleensä ulosteen ja suun välistä tartuntakiertoa. Sen sijaan salmonellan leviämiseen, saastumiseen ja tartuntaan aerosolien välityksellä sioissa on kiinnitetty vain vähän huomiota. On vielä selvitettävä, voiko tämä leviämisreitti olla myös huolenaihe salmonellan epidemiologiassa sikojen tehotuotantojärjestelmissä. Siipikarjassa on kuitenkin jo osoitettu, että saastuneilla aerosoleilla on tärkeä rooli salmonellan tarttumisessa, ja aerosolipitoisuuksien vähentämiseen tähtääviä pölymenetelmiä on sovellettu menestyksekkäästi tämän taudinaiheuttajan tarttumisen vähentämiseksi siitoskaapeissa ja broilereiden kasvatuslaitoksissa.

Tässä mielessä aerosolien vähentämiseen keskittyvillä ympäristön ja hallinnan parannuksilla saattaa olla tärkeä rooli salmonellatartunnan ehkäisemisessä myös sioissa. Sikojen taudin leviämisen vähentämiseksi ilmateitse olisi eläinkohtaisen ilmamäärän sekä ilmanvaihdon ja ilmankosteuden oltava riittävät, ja kasvatussikojen suuria eläintiheyksiä ja eläinten liiallista liikkumista olisi vältettävä . On syytä huomata, että tällaiset toimenpiteet eivät ainoastaan vähennä tartuntavaarallisia aerosoleja vaan myös vähentävät eläinten stressiä. Lisäksi öljyn tai öljyn ja veden seoksen ruiskuttaminen ympäristöön voi tehokkaasti vähentää pölypitoisuuksia sikalan navetoissa . Koska rehu on tärkein ilmassa kulkeutuvan pölyn lähde, myös ruokintastrategioita olisi harkittava vaihtoehtona pölyn vähentämiseksi navetoissa. Fermentoidun nestemäisen ruokinnan on todettu vähentävän salmonellan esiintyvyyttä sioissa, mikä johtuu todennäköisesti orgaanisten happojen suuren määrän ja näissä rehuissa esiintyvien maitohappoa tuottavien bakteerien suuren määrän yhteisvaikutuksesta. Toisaalta on otettava huomioon myös pölyntuotannon väheneminen tätä ruokintamenetelmää käytettäessä.

Johtopäätöksenä voidaan todeta, että S. Agona- ja S. Typhimurium -bakteerien leviäminen ilmateitse vieroitetuissa sioissa on mahdollista. Olisi tehtävä lisätutkimuksia aerosolien ja pölyn vähentämisen vaikutuksesta salmonellan torjuntaan tehosikojen kasvatusjärjestelmissä.