PMC

DISCUSSION

Gezien het feit dat de dieren gehuisvest waren in isolatiekasten voor ziekteoverdracht, toont de recuperatie van S. Agonanal+ en S. Typhimuriumnal+ bij verklikkervarkens in de proeven aan dat dergelijke pathogenen via de lucht verspreid kunnen worden en gespeende varkens over een korte afstand kunnen besmetten. Bovendien vertoonden macrorestrictie van chromosomaal DNA en plasmideprofilering van isolaten afkomstig van verklikkervarkens en geïnoculeerde varkens in elke proef niet te onderscheiden patronen in vergelijking met de respectieve stam die als inoculum werd gebruikt (gegevens niet aangetoond). Dit was voldoende om de nulhypothese te verwerpen en daarom werden geen andere statistische analyses uitgevoerd. Deze bevindingen bevestigen eerdere aanwijzingen over de mogelijkheid van overdracht van S. enterica bij varkens via de lucht. Bovendien werd aërosol-transmissie van S. enterica reeds aangetoond bij pluimvee, kalveren, schapen en muizen.

Hoewel gelijkaardige experimenten werden uitgevoerd om overdracht van andere pathogenen via de lucht bij varkens te testen, is het huidige rapport, volgens onze kennis, het eerste dat overdracht van S. enterica via de lucht bij varkens beschrijft met gebruik van isolatiekasten.

Bemonstering van individuele rectale swabs werd uitgevoerd om te bepalen wanneer varkens Salmonella begonnen uit te scheiden. Volgens onze resultaten werd Salmonella geïsoleerd van de geïnoculeerde varkens in beide proeven vroeg op de eerste dag na besmetting (Tabellen 1 en 2), wat overeenkomt met eerdere rapporten over snelle Salmonella-uitscheiding na experimentele inoculatie.

In proef I vertoonde één verklikkervarken (P6) een consistent uitscheidingspatroon van S. Agonanal+ tussen 11 en 15 DPI. In proef II echter werd S. Typhimurium geïsoleerd uit P11 op 5 DPI en alleen gedetecteerd door PCR in rectale swabs van P12 op 2, 5 en 18 DPI. In het enige beschikbare rapport over overdracht van S. Typhimurium bij varkens via de lucht werden geen bacteriën geïsoleerd uit verklikkerdieren die werden blootgesteld aan luchtstromen uit een ruimte met besmette varkens en werd alleen seroconversie waargenomen. Ondanks de grote variatie in tijd en frequentie van Salmonella-afscheiding die wordt waargenomen bij blootgestelde varkens, kan S. Typhimurium snel worden geïsoleerd uit feces kort nadat zij zijn samengebracht met dieren die deze ziekteverwekker afgeven, of wanneer zij in een besmette omgeving worden geplaatst. Wanneer besmette en verklikkervarkens echter alleen neus-aan-neus contact hadden, scheidde de meerderheid van de blootgestelde varkens S. Typhimurium na 5 weken af. Deze bevindingen zouden de hypothese kunnen ondersteunen dat besmette feces een belangrijke bron zijn voor kruisbesmetting tussen hokken.

Het herstel van S. Agonanal+ uit luchtmonsters verzameld aan de ingang van C3 gedurende vier opeenvolgende dagen in proef I ondersteunt de veronderstelling dat verklikkervarkens de infectie opliepen na het ontvangen van besmette lucht uit C2. Het feit dat S. Typhimuriumnal+ niet werd teruggevonden in luchtmonsters in proef II weerlegt de hypothese van overdracht via de lucht niet. Hoewel wordt aangenomen dat briljantgroene agar betere resultaten geeft dan andere selectieve media bij het isoleren van Salmonella uit luchtmonsters, mag niet worden vergeten dat isolatie van specifieke pathogene bacteriën uit omgevingslucht in dierverblijven altijd moeilijk is, en dat de resultaten vaak negatief zijn voor uitgebreide besmetting door saprofytische micro-organismen.

Bij de 387 monsters die zowel door isolatie als door PCR werden geanalyseerd, was er een aanzienlijke overeenkomst tussen de twee tests. De hierin gevonden kappa coëfficiënt (0-77) bevestigt het succesvolle gebruik van verrijkte Rappaport-Vassiliadis bouillon als bron van DNA sjabloon voor PCR als een aanvullende methode om de gevoeligheid van Salmonella detectie in varkens feces monsters te verbeteren . Er is gesuggereerd dat verrijking verdunning van remmende stoffen mogelijk maakt en ook het aantal salmonella’s in feces verhoogt. Negentien monsters waren positief bij PCR en negatief bij isolatie, terwijl 21 monsters positief waren bij isolatie en negatief bij PCR. Deze discrepante resultaten en het feit dat isolatie van bacteriën nodig is om de transmissiehypothese in experimentele proeven te bevestigen, suggereren dat aanrijkingsbouillonkweek-PCR alleen kan worden gebruikt als ondersteunend diagnostisch hulpmiddel, en niet als vervanging voor isolatie van bacteriën.

De hierin gebruikte experimentele opzet laat geen conclusies toe over de invasieplaatsen van Salmonella bij de verklikkervarkens. De frequentie van het terugvinden van Salmonella in beide proeven, d.w.z. de snelle omgevingsbesmetting in C3 vóór de identificatie van Salmonella-uitscheiding door verklikkervarkens, zou erop kunnen wijzen dat deze dieren Salmonella hebben opgelopen door opname, waarschijnlijk van omgevingsoppervlakken die besmet waren met aërosolen van C2, inclusief voeder. Deze hypothese wordt ondersteund door het feit dat slachtvarkens snel kunnen worden besmet wanneer zij worden blootgesteld aan relatief lage aantallen S. Typhimurium in de omgeving

Anderzijds kan de hypothese van inhalatie van Salmonella door verklikkervarkens niet worden uitgesloten. Met behulp van oesophagotomized varkens toonden Fedorka-Cray et al. aan dat S. Typhimurium zich snel in de darm kan ophopen via andere routes dan de klassieke orale route van inoculatie en verklaarden zij het belang van NALT als een belangrijke toegangspoort van S. Typhimurium bij varkens. Deze weefsels kunnen ook belangrijke invasieplaatsen vormen voor bacteriën aanwezig in deeltjes van voedsel en uitwerpselen, aangezien het gedrag van varkens ervoor zorgt dat dergelijke deeltjes gewoonlijk in de neusholte terechtkomen tijdens het eten en wroeten.

Interessant is dat de isolatie van S. Agonanal+ uit long- en levermonsters van P6, alsook uit weefsels van het spijsverteringskanaal, wijzen op een systemische infectie. Systemische infecties bij varkens zijn vaak gedocumenteerd bij experimenten waarbij gebruik werd gemaakt van de intranasale respiratoire inoculatieroute, maar zijn meestal niet beschreven bij proeven met orale blootstelling. De volgorde van blootstelling, d.w.z. oraal-respiratoir vs. respiratoir-oraal, zou ook de immuunrespons kunnen beïnvloeden, die op zijn beurt de ernst van de ziekte zou kunnen beïnvloeden.

De verschillen in leeftijd van de dieren, herkomst van de dieren, gemiddelde vochtigheid en temperatuur maken geen directe vergelijkingen tussen de twee proeven mogelijk. Het belangrijkste verschil tussen de twee proeven ligt in de verschillende immuunstatus van de dieren vóór de inoculatie (Tabel 4). Het gemiddelde MCOD bij dieren van bedrijf A (proef I) was slechts 0-056, terwijl het 0-187 was bij dieren van bedrijf B (proef II). Drie dieren in proef II (P7, P8 en P9) vertoonden een hogere MCOD dan de standaard afkapwaarde voor de test (0-169), wat wijst op de aanwezigheid van maternale antilichamen tegen Salmonella. Ondanks het feit dat S. Typhimuriumnal+ werd geïsoleerd uit weefsel verzameld bij één verklikkervarken (P12) in proef II, zou de aanwezigheid van lactogene immuniteit het gebrek aan Salmonella-uitscheiding door de verklikkervarkens gedurende de gehele experimentele periode kunnen verklaren. De aanwezigheid van maternale antilichamen tegen Salmonella kan de biggen immers gedurende de eerste weken beschermen. Twee verklikkervarkens (P6 en P12) vertoonden verhoogde titers van antilichamen tegen Salmonella. Deze resultaten bevestigen eerdere bevindingen over de detectie van humorale immuunresponsen na blootstelling aan aërosolen bij varkens.

De daling van de titer bij besmette varkens in proef II zou te wijten kunnen zijn aan de uitputting van maternale antilichamen na de uitdaging. Interessant genoeg vertoonden besmette varkens in proef I geen duidelijke toename van antilichaamtiters. Deze lage serologische respons zou kunnen worden toegeschreven aan de relatief lage leeftijd van de varkens en de relatief korte experimentele periode. In feite is aangetoond dat de seroconversie aanzienlijk varieert bij geïnoculeerde varkens (6-37 dagen) en dat de seroconversie gewoonlijk rond 30 DPI een piek bereikt. Bij natuurlijk besmette varkens kan de tijd tussen besmetting en seroconversie nog langer zijn.

Het gebrek aan kennis en de complexiteit van de epidemiologie van Salmonella in moderne varkenshouderijsystemen worden beschouwd als de grootste problemen bij de bestrijding van deze bacterie op de bedrijven. Er zijn talrijke rapporten gepubliceerd over de invloed van voeding, productiesystemen, management en transport-/uitlaatstrategieën op de vermindering van Salmonella bij varkens en de fecaal-orale besmettingscyclus wordt meestal als basis genomen voor epidemiologische analyse. Anderzijds is weinig aandacht besteed aan de verspreiding, besmetting en infectie van Salmonella via aërosolen bij varkens. Of deze transmissieroute ook een punt van zorg kan zijn in de epidemiologie van Salmonella in intensieve varkenshouderijsystemen moet nog worden opgehelderd. Bij pluimvee is echter reeds aangetoond dat besmette aërosols een belangrijke rol spelen bij de overdracht van Salmonella en methoden ter vermindering van aërosolstofniveaus zijn met succes toegepast om de overdracht van deze ziekteverwekker in broedkasten en slachtkuikenfokkerijen te verminderen

In die zin zouden milieu- en managementverbeteringen die gericht zijn op aërosolvermindering ook een belangrijke rol kunnen spelen bij de preventie van Salmonella-infectie bij varkens. Om de overdracht van ziekten via de lucht bij varkens te verminderen, moeten het luchtvolume per dier en de ventilatie- en vochtigheidsgraad toereikend zijn, en moeten een hoge varkensdichtheid en buitensporige verplaatsingen van dieren worden vermeden. Er zij op gewezen dat dergelijke maatregelen niet alleen de infectieuze aërosolen verminderen, maar ook bijdragen tot minder stress bij de dieren. Bovendien kan het verstuiven van olie of een mengsel van olie en water in de omgeving de stofconcentraties in varkensstallen efficiënt verminderen . Ten slotte, aangezien voer de belangrijkste bron van stof in de lucht is, moeten ook voederstrategieën worden overwogen als opties om stof in stallen te verminderen. Gefermenteerd vloeibaar voeder wordt in verband gebracht met een verminderde prevalentie van Salmonella bij varkens, waarschijnlijk als gevolg van het gecombineerde effect van grote hoeveelheden organische zuren en grote aantallen melkzuurproducerende bacteriën in deze voeders. Anderzijds moet ook rekening worden gehouden met de verminderde stofproductie bij gebruik van deze voedermethode.

Concluderend kan worden gesteld dat overdracht van S. Agona en S. Typhimurium via de lucht over korte afstand bij gespeende varkens mogelijk is. Verdere studies naar het effect van aërosol- en stofreductie op de bestrijding van Salmonella in intensieve varkenshouderijsystemen moeten worden uitgevoerd.