PMC

DISCUSSION

Biorąc pod uwagę fakt, że zwierzęta były trzymane w szafach izolacyjnych do przenoszenia chorób, odzyskanie S. Agona+ i S. Typhimuriumnal+ od świń wartowniczych w próbach daje dowody na to, że takie patogeny mogą być rozprzestrzeniane drogą powietrzną i zakażać świnie odsadzone od maciory na niewielką odległość. Ponadto, makrorestrykcja chromosomalnego DNA i profilowanie plazmidów izolatów odzyskanych od świń wskaźnikowych i inokulowanych w każdej próbie wykazały nieodróżnialne wzory w porównaniu do odpowiedniego szczepu użytego jako inokulum (dane nie pokazane). Było to wystarczające do odrzucenia hipotezy zerowej i dlatego nie próbowano przeprowadzać innych analiz statystycznych. Wyniki te potwierdzają wcześniejsze doniesienia o możliwości przenoszenia drogą powietrzną S. enterica u świń. Ponadto, transmisja aerozolowa S. enterica została już wykazana u drobiu, cieląt, owiec i myszy .

Pomimo, że podobne eksperymenty zostały przeprowadzone w celu zbadania transmisji drogą powietrzną innych patogenów u świń, obecny raport jest, zgodnie z naszą wiedzą, pierwszym opisującym transmisję drogą powietrzną S. enterica u świń przy użyciu szafek izolacyjnych.

Próbki indywidualnych wymazów z odbytnicy zostały wykonane w celu określenia, kiedy świnie zaczęły wydalać Salmonellę. Zgodnie z naszymi wynikami, Salmonella została wyizolowana od zaszczepionych świń w obu próbach wcześnie w pierwszym dniu po zakażeniu (Tabele 1 i 2), co jest zgodne z wcześniejszymi doniesieniami o szybkim wydalaniu Salmonelli po doświadczalnym zaszczepieniu .

W Próbie I, jedna świnia wskaźnikowa (P6) wykazała stały wzór wydalania S. Agonanal+ między 11 a 15 DPI. W Próbie II, jednakże, S. Typhimurium został wyizolowany z P11 w 5 DPI, wykryty tylko przez PCR w wymazach z odbytnicy od P12 w 2, 5 i 18 DPI. W jedynym dostępnym raporcie dotyczącym przenoszenia drogą powietrzną S. Typhimurium u świń, nie wyizolowano żadnych bakterii od zwierząt wskaźnikowych narażonych na przepływ powietrza z pomieszczenia z zakażonymi świniami i zaobserwowano jedynie serokonwersję .

Pomimo dużej zmienności czasu i częstotliwości wydalania Salmonelli, którą obserwuje się u narażonych świń, S. Typhimurium może być szybko wyizolowana z kału wkrótce po tym, jak zostaną one połączone ze zwierzętami wydalającymi ten patogen lub gdy zostaną umieszczone w skażonym środowisku. Jednakże, gdy zakażone i obserwowane świnie miały kontakt tylko nos-nos, większość narażonych świń wydalała S. Typhimurium po 5 tygodniach. Te wyniki mogą potwierdzać hipotezę, że skażone odchody są głównym źródłem zakażenia krzyżowego między zagrodami .

Odzyskiwanie S. Agonanal+ z próbek powietrza pobranych przy wejściu do C3 podczas czterech kolejnych dni w Próbie I wspiera założenie, że świnie wskaźnikowe nabyły infekcję po otrzymaniu skażonego powietrza z C2. Fakt, że S. Typhimuriumnal+ nie został odzyskany z próbek powietrza w Próbie II nie obala hipotezy przenoszenia drogą powietrzną. Chociaż uznano, że agar z zielenią brylantową daje lepsze wyniki w porównaniu z innymi podłożami selektywnymi w izolowaniu Salmonelli z próbek powietrza, należy pamiętać, że izolacja specyficznych bakterii patogennych z powietrza środowiskowego w obiektach dla zwierząt jest zawsze trudna, a wyniki są często negatywne w przypadku rozległego zanieczyszczenia mikroorganizmami saprofitycznymi .

Rozważając 387 próbek, które były analizowane zarówno metodą izolacji, jak i PCR, istniała znaczna zgodność pomiędzy tymi dwoma testami. Stwierdzony współczynnik kappa (0-77) potwierdza skuteczne zastosowanie wzbogaconego bulionu Rappaport-Vassiliadis jako źródła szablonu DNA do PCR jako dodatkowej metody poprawiającej czułość wykrywania Salmonella w próbkach kału świń. Sugeruje się, że wzbogacenie bulionu pozwala na rozcieńczenie substancji hamujących, a także zwiększa liczebność salmonelli w kale. Dziewiętnaście próbek było pozytywnych przy zastosowaniu PCR i negatywnych przy izolacji, podczas gdy 21 próbek było pozytywnych przy zastosowaniu izolacji i negatywnych przy zastosowaniu PCR. Te rozbieżne wyniki oraz fakt, że izolacja bakterii jest wymagana do potwierdzenia hipotezy przenoszenia w badaniach eksperymentalnych sugerują, że PCR w bulionie wzbogacającym może być stosowany jedynie jako pomocnicze narzędzie diagnostyczne, a nie jako substytut izolacji bakterii.

Projekt eksperymentalny zastosowany w niniejszym dokumencie nie pozwala na wyciągnięcie wniosków na temat miejsc inwazji Salmonelli u świń wskaźnikowych. Częstotliwość odzyskiwania Salmonelli w obu próbach, tj. szybkie skażenie środowiska w C3 przed identyfikacją Salmonelli rozsiewanej przez świnie wskaźnikowe, może sugerować, że zwierzęta te nabyły Salmonellę przez spożycie, prawdopodobnie z powierzchni środowiskowych skażonych aerozolami z C2, w tym z paszy. Hipotezę tę wspiera fakt, że świnie w wieku ubojowym mogą zostać szybko zakażone, gdy są narażone na stosunkowo niskie liczby S. Typhimurium w środowisku .

Z drugiej strony, nie można wykluczyć hipotezy o wdychaniu Salmonelli przez świnie sentinel. Używając przełyku u świń, Fedorka-Cray i wsp. wykazali, że S. Typhimurium może szybko gromadzić się w jelitach drogami innymi niż klasyczna doustna droga inokulacji i wyjaśnili znaczenie NALT jako ważnego portalu wnikania S. Typhimurium u świń. Tkanki te mogą również stanowić ważne miejsca inwazji dla bakterii obecnych w cząstkach żywności i kału, ponieważ zachowanie świń zapewnia, że takie cząstki zwykle dostają się do jamy nosowej podczas karmienia i rycia .

Co ciekawe, izolacja S. Agonanal+ z próbek płuc i wątroby od P6, jak również tkanek z przewodu pokarmowego, sugeruje zakażenie systemowe. Infekcje układowe u świń były często dokumentowane w doświadczeniach wykorzystujących donosową drogę oddechową inokulacji, ale nie były zwykle opisywane w próbach wykorzystujących ekspozycję doustną. Kolejność narażenia, tj. doustna-oddechowa vs. oddechowa-oralna, może również wpływać na odpowiedź immunologiczną, co z kolei może wpływać na ciężkość choroby .

Różnice w wieku zwierząt, pochodzeniu zwierząt, średniej wilgotności i temperaturze nie pozwalają na bezpośrednie porównania między tymi dwoma próbami. Najważniejsza różnica między tymi dwoma próbami polega na różnym statusie immunologicznym zwierząt przed inokulacją (Tabela 4). Średni MCOD u zwierząt z fermy A (próba I) wynosił tylko 0-056, podczas gdy u zwierząt z fermy B (próba II) 0-187. Trzy zwierzęta w próbie II (P7, P8 i P9) wykazały wyższy MCOD niż standardowa wartość odcięcia dla testu (0-169), co wskazuje na obecność matczynych przeciwciał przeciwko Salmonella. Pomimo faktu, że S. Typhimuriumnal+ został wyizolowany z tkanek pobranych od jednej świni wskaźnikowej (P12) w Próbie II, obecność odporności laktogennej mogłaby wyjaśnić brak wydalania Salmonelli przez świnie wskaźnikowe przez cały okres doświadczalny. Rzeczywiście, obecność matczynych przeciwciał przeciwko Salmonelli może chronić prosięta w pierwszych tygodniach .

Dwie świnie sentinel (P6 i P12) wykazały podwyższone miana przeciwciał przeciwko Salmonelli. Wyniki te potwierdzają wcześniejsze ustalenia dotyczące wykrywania humoralnej odpowiedzi immunologicznej po ekspozycji aerozolowej u świń .

Zmniejszenie miana obserwowane u zakażonych świń w Próbie II może być spowodowane wyczerpaniem się przeciwciał matczynych po zakażeniu. Co ciekawe, zakażone świnie w Próbie I nie wykazały wyraźnego wzrostu miana przeciwciał. Tak niska odpowiedź serologiczna możebyć przypisana stosunkowo niskiemu wiekowi świń i stosunkowo krótkiemu okresowi doświadczalnemu. W rzeczywistości wykazano, że serokonwersja różni się znacznie wśród zaszczepionych świń (6-37 dni), a serokonwersja zazwyczaj osiąga szczyt około 30 DPI . U naturalnie zakażonych świń ten okres czasu pomiędzy zakażeniem a serokonwersją może być nawet dłuższy.

Brak wiedzy i złożoność epidemiologii Salmonelli w nowoczesnych systemach produkcji świń są uważane za największe problemy w zwalczaniu tych bakterii na fermach. Opublikowano liczne doniesienia na temat wpływu żywienia, systemów produkcji, zarządzania i strategii transportu/lotów na ograniczenie występowania Salmonella u świń, a za podstawę analizy epidemiologicznej przyjmuje się zwykle fekalno-oralny cykl zakażenia. Z drugiej strony, niewiele uwagi poświęcono rozprzestrzenianiu się, skażeniu i zakażeniu Salmonellą poprzez aerozole u świń. Do wyjaśnienia pozostaje kwestia, czy ta droga przenoszenia może być również przedmiotem zainteresowania w epidemiologii Salmonelli w systemach intensywnej produkcji trzody chlewnej. U drobiu jednak wykazano już, że zanieczyszczone aerozole odgrywają ważną rolę w przenoszeniu Salmonelli, a metody zmniejszania poziomu pyłu aerozolowego zostały z powodzeniem zastosowane w celu zmniejszenia przenoszenia tego patogenu w komorach wylęgowych i obiektach hodowli brojlerów .

W tym sensie ulepszenia w zakresie środowiska i zarządzania koncentrujące się na redukcji aerozoli mogą odgrywać ważną rolę w zapobieganiu zakażeniom Salmonellą również u świń. W celu ograniczenia przenoszenia chorób drogą powietrzną u świń, objętość powietrza na zwierzę, jak również wentylacja i wilgotność powinny być odpowiednie, a także należy unikać wysokiego zagęszczenia świń hodowlanych i nadmiernego ruchu zwierząt. Warto zauważyć, że takie środki nie tylko zmniejszają ilość zakaźnych aerozoli, ale również przyczyniają się do zmniejszenia stresu zwierząt. Ponadto, rozpylanie oleju lub mieszaniny oleju i wody w środowisku może skutecznie zmniejszyć stężenie pyłu w oborach dla świń . Wreszcie, ponieważ pasza jest głównym źródłem unoszącego się w powietrzu pyłu, strategie żywieniowe powinny być również rozważane jako opcje redukcji pyłu w oborach. Fermentowane karmienie płynami było związane ze zmniejszonym występowaniem Salmonella u świń, prawdopodobnie w wyniku połączonego efektu dużej ilości kwasów organicznych i dużej liczby bakterii wytwarzających kwas mlekowy obecnych w tych paszach . Z drugiej strony, należy również wziąć pod uwagę zmniejszoną produkcję pyłu podczas stosowania tej metody karmienia.

W podsumowaniu, możliwe jest przenoszenie drogą powietrzną na krótkie odległości S. Agona i S. Typhimurium u świń odsadzonych od maciory. Należy przeprowadzić dalsze badania nad wpływem redukcji aerozolu i pyłu na zwalczanie Salmonella w systemach intensywnego chowu świń.

.