PMC

DISCUSSION

Med tanke på att djuren var inhysta i skåp för isolering av sjukdomsöverföring ger återfyndet av S. Agonanal+ och S. Typhimuriumnal+ från indikatorsvin i försöken bevis för att sådana patogener kan spridas via luften och infektera avvanda grisar över ett kort avstånd. Makrorestriktion av kromosomalt DNA och plasmidprofilering av isolat som återfanns från spaningsgrisar och inokulerade grisar i varje försök visade dessutom oskiljaktiga mönster jämfört med respektive stam som användes som inokulum (data visas inte). Detta var tillräckligt för att förkasta nollhypotesen och därför gjordes inga andra statistiska analyser. Dessa resultat bekräftar tidigare indikationer om möjligheten av luftburen överföring av S. enterica till svin. Dessutom har aerosolöverföring av S. enterica redan påvisats hos fjäderfä, kalvar, får och möss.

Och även om liknande experiment har utförts för att testa luftburen överföring av andra patogener hos grisar är denna rapport, enligt vår kännedom, den första som beskriver luftburen överföring av S. enterica hos grisar med hjälp av isoleringsskåp.

Samplingar av individuella rektalsvabbar utfördes för att fastställa när grisarna började utsöndra Salmonella. Enligt våra resultat isolerades Salmonella från de inokulerade grisarna i båda försöken tidigt under den första dagen efter infektionen (tabellerna 1 och 2), vilket stämmer överens med tidigare rapporter om snabb spridning av Salmonella efter experimentell inokulering.

I försök I uppvisade en sentinelgris (P6) ett konsekvent spridningsmönster av S. Agonanal+ mellan 11 och 15 DPI. I försök II isolerades dock S. Typhimurium från P11 vid 5 DPI och detekterades endast genom PCR i rektalsvabbar från P12 vid 2, 5 och 18 DPI. I den enda tillgängliga rapporten om luftburen överföring av S. Typhimurium hos svin isolerades inga bakterier från indikatordjur som utsattes för luftflöde från ett rum med infekterade grisar, och endast serokonversion observerades.

Trots den stora variationen i tid och frekvens av Salmonella-utskiljning hos exponerade grisar kan S. Typhimurium snabbt isoleras från faeces strax efter det att de har blandats med djur som utsöndrar denna patogen, eller när de placeras i en kontaminerad miljö. När smittade grisar och indikeringssvin endast hade kontakt med näsan mot näsan utsöndrade majoriteten av de exponerade grisarna dock S. Typhimurium efter fem veckor . Dessa resultat skulle kunna stödja hypotesen att kontaminerad avföring är en viktig källa till korskontaminering mellan boxar.

Återupptäckten av S. Agonanal+ från luftprover som samlades in vid ingången till C3 under fyra dagar i rad i försök I stöder antagandet att indikatorsvinen fick smittan efter att ha fått kontaminerad luft från C2. Det faktum att S. Typhimuriumnal+ inte återfanns i luftprover i försök II motbevisar inte hypotesen om luftburen överföring. Även om briljantgrön agar har ansetts ge överlägsna resultat jämfört med andra selektiva medier när det gäller att isolera Salmonella från luftprover måste man komma ihåg att det alltid är svårt att isolera specifika patogena bakterier från miljöluften i djuranläggningar, och resultaten är ofta negativa om det finns en omfattande kontaminering med saprofytiska mikroorganismer .

Med tanke på de 387 prover som analyserades både med hjälp av isolering och PCR fanns det en betydande samstämmighet mellan de två testerna. Kappa-koefficienten (0-77) bekräftar den framgångsrika användningen av berikad Rappaport-Vassiliadis-buljong som källa för DNA-mall för PCR som en ytterligare metod för att förbättra känsligheten för detektion av salmonella i avföringsprover från grisar . Det har föreslagits att anrikning gör det möjligt att späda ut hämmande ämnen och även öka antalet salmonella i faeces . Nitton prover var positiva genom PCR och negativa genom isolering, medan 21 prover var positiva genom isolering och negativa genom PCR. Dessa diskrepanta resultat och det faktum att isolering av bakterier krävs för att bekräfta överföringshypotesen i experimentella försök tyder på att PCR för odling av anrikningsbuljong endast kan användas som ett stöddiagnostiskt verktyg och inte som en ersättning för isolering av bakterier.

Den experimentella utformning som används här tillåter inga slutsatser om invasionsställena för Salmonella hos indikatorsvinen. Frekvensen av återfynd av Salmonella i båda försöken, dvs. den snabba miljökontamineringen i C3 innan Salmonella identifierades hos sentinelgrisarna, kan tyda på att dessa djur fick Salmonella genom förtäring, troligen från miljöytor som kontaminerats av aerosoler från C2, inklusive foder. Denna hypotes stöds av det faktum att slaktsvin i slaktåldern snabbt kan infekteras när de utsätts för ett relativt lågt antal S. Typhimurium i miljön.

Å andra sidan kan man inte utesluta hypotesen om att de övervakade grisarna har inhalerat Salmonella. Fedorka-Cray et al. visade med hjälp av esofagotomerade grisar att S. Typhimurium snabbt kan ackumuleras i tarmen på andra vägar än den klassiska orala inokulationsvägen och belyste betydelsen av NALT som en viktig portal för S. Typhimuriums inträde i grisar. Dessa vävnader kan också utgöra viktiga invasionsställen för bakterier som finns i partiklar från föda och avföring, eftersom grisars beteende gör att sådana partiklar vanligen kommer in i näshålan under ätande och rotande .

Interessant nog tyder isoleringen av S. Agonanal+ från lung- och leverprover från P6, liksom vävnader från matsmältningskanalen, på en systemisk infektion. Systemiska infektioner hos grisar har ofta dokumenterats i försök med intranasal respiratorisk inokulering, men har vanligtvis inte beskrivits i försök med oral exponering . Exponeringssekvensen, dvs. oral-respiratorisk exponering jämfört med respiratorisk-oral exponering, kan också påverka immunsvaret, vilket i sin tur kan påverka sjukdomens allvarlighetsgrad.

Underskotten i djurens ålder, djurens ursprung, genomsnittlig luftfuktighet och temperatur gör det inte möjligt att göra direkta jämförelser mellan de två försöken. Den viktigaste skillnaden mellan de två försöken ligger i djurens olika immunstatus före inokuleringen (tabell 4). Medelvärdet för MCOD hos djuren från gård A (försök I) var endast 0-056, medan det var 0-187 hos djuren från gård B (försök II). Tre djur i försök II (P7, P8 och P9) uppvisade högre MCOD än standardgränsvärdet för testet (0-169), vilket tyder på förekomst av maternella antikroppar mot salmonella. Trots att S. Typhimuriumnal+ har isolerats från vävnader som samlats in från ett indikatorgris (P12) i försök II, kan förekomsten av laktogen immunitet förklara att indikatorgrisarna inte utsöndrade Salmonella under hela försöksperioden. Förekomsten av maternella antikroppar mot salmonella kan skydda smågrisarna under de första veckorna.

Två indikatorsvin (P6 och P12) uppvisade ökade titrar av antikroppar mot salmonella. Dessa resultat bekräftar tidigare resultat om humoral immunreaktion efter aerosolexponering hos grisar .

Den minskning av titern som sågs hos infekterade grisar i försök II kan bero på att moderns antikroppar har minskat efter utmaningen. Intressant nog uppvisade infekterade grisar i försök I ingen markant ökning av antikroppstitrar. Ett sådant lågt serologiskt svar kan bero på grisarnas relativt låga ålder och den relativt korta försöksperioden. Serokonversionen har visat sig variera avsevärt mellan vaccinerade grisar (6-37 dagar) och serokonversionen når vanligen sin kulmen runt 30 DPI . Hos naturligt infekterade grisar kan denna fördröjning mellan infektion och serokonversion vara ännu längre.

Bristen på kunskap om och komplexiteten i Salmonellas epidemiologi i moderna produktionssystem för grisar anses vara de största problemen när det gäller att kontrollera dessa bakterier på gårdarna. Det har publicerats många rapporter om effekterna av näring, produktionssystem, skötsel och strategier för transport/lairage på minskningen av salmonella hos svin, och den fekal-orala infektionscykeln används vanligen som grund för den epidemiologiska analysen. Å andra sidan har liten uppmärksamhet ägnats åt spridning, kontaminering och infektion av salmonella genom aerosoler hos svin. Det återstår att klargöra om denna överföringsväg också kan vara ett problem när det gäller epidemiologin för Salmonella i intensiva produktionssystem för grisar. Hos fjäderfä har det dock redan visats att kontaminerade aerosoler spelar en viktig roll för överföringen av salmonella, och metoder för att minska aerosoldammnivåerna har tillämpats med framgång för att minska överföringen av denna patogen i kläckningsskåp och anläggningar för slaktkycklinguppfödning.

I denna bemärkelse kan miljö- och förvaltningsförbättringar med inriktning på minskning av aerosoler spela en viktig roll för att förebygga salmonellainfektioner även hos svin. För att minska luftburen smittspridning av sjukdomar hos grisar bör luftvolymen per djur samt ventilations- och luftfuktighetsnivåerna vara tillräckliga, och höga djurtätheter hos uppfödningsgrisar och överdriven förflyttning av djur bör undvikas . Det är värt att notera att sådana åtgärder inte bara minskar de smittsamma aerosolerna utan också bidrar till minskad stress hos djuren. Dessutom kan man effektivt minska dammkoncentrationerna i grisstallar genom att spruta olja eller en blandning av olja och vatten i miljön. Eftersom foder är den största källan till luftburet damm bör utfodringsstrategier också övervägas som alternativ för att minska dammet i stallar. Utfodring med fermenterade vätskor har förknippats med minskad förekomst av salmonella hos svin, troligen som ett resultat av den kombinerade effekten av stora mängder organiska syror och ett stort antal mjölksyraproducerande bakterier som finns i dessa fodermedel . Å andra sidan bör den minskade produktionen av damm vid användning av denna utfodringsmetod också beaktas.

Slutsatsen är att luftburen överföring av S. Agona och S. Typhimurium över korta avstånd är möjlig hos avvanda grisar. Ytterligare studier om effekterna av aerosol- och dammreducering på kontrollen av salmonella i intensiva uppfödningssystem för grisar bör genomföras.