Seroepidemiologische Untersuchungen zur Verbreitung Shigatoxin (Stx)2e-bildender Escherichia coli in hessischen Schweinezuchtbeständen
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Zusammenfassung
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollten derzeit in Deutschland zirkulierende EDEC-Stämme auf gemeinsame Virulenzfaktoren untersucht werden, die als mögliche Antigene für Diagnostika bzw. Vakzine eingesetzt werden könnten. Ferner sollte die EDEC-Seroprävalenz in hessischen Zuchtsauenbeständen bestimmt werden.E. coli-Isolate (n = 1.428) aus den Kotproben erkrankter Schweine wurden mit kulturell-bakteriologischen und molekularbiologischen Methoden auf das Vorhandensein der Gene für Stx2e, Fimbrien (F4, F5, F6, F18 und F41), Intimin, E. coli-Enterotoxine, Alpha-Hämolysin und O-Antigene untersucht. 164 (11,5 %) Isolate wurden als STEC identifiziert, wobei alle Isolate Stx2e kodierten, das für die Ödemkrankheit verantwortlich ist. Von diesen Isolaten besaßen insgesamt 89 (54,3 %) Isolate auch ein (2,4 %), zwei (46,3 %) oder drei (5,5 %) E. coli-Enterotoxingene. Am häufigsten wurde das hitzestabile E. coli-Enterotoxin ST-II (52,4 %) nachgewiesen. 146 (89,0 %) STEC-Stämme waren fedA (F18-Fimbrien) positiv. Kein Isolat besaß eines der anderen untersuchten Fimbriengene (F4, F5, F6 und F41) oder das eae-Gen. Unter Verwendung von acht polyvalenten Testseren konnte bei 139 STEC-Isolaten (85 %) der O-Typ bestimmt werden. Hier traten vor allem die O-Antigene O141 (51,2 %), O139 (19,5 %) und O138 (7,9 %) auf. E. coli-Stämme der O-Gruppen O147 (4,3 %), O149 (1,2 %) und O157 (0,6 %) kamen seltener vor. Alpha-Hämolysin auf Schafblut-Agar zeigten 153 (93,3 %) STEC-Isolate. Insgesamt 124 (75,6 %) STEC-Isolate konnten anhand der Schlüsselmerkmale stx2e und fedA als typische EDEC-Stämme identifiziert werden. Um EDEC-spezifische Antikörper bei Schweinen messen zu können, wurde ein ELISA (rHis-StxB2e-ELISA) etabliert, in dem die B-Untereinheit von Stx2e als stationäres Fangantigen eingesetzt wurde. Das Antigen wurde auf gentechnischem Wege als rekombinantes, Histidin-markiertes Fusionsprotein hergestellt und affinitätschromatografisch aufgereinigt. In drei verschiedenen Immunisierungsmodellen wurde rHis-StxB2e auch als Impfantigen an Kaninchen (n = 11) und Ferkeln (n = 30) eingesetzt, um es auf seine Immunogenität zu prüfen. In den Versuchen wurden die Parameter Antigenkonzentration und Aufreinigungsgrad sowie Adjuvans (ISA 266, IMS 1313, inkomplettes Freundsches Adjuvans und HL-3) variiert. Jeder Impfling reagierte auf die Verimpfung von rHis-StxB2e mit der Bildung von Immunglobulinen, was sich im rHis-StxB2e-ELISA als hochsignifikante Serokonversion manifestierte. Mit der einzigen Ausnahme eines Kaninchens, waren Stx2e-neutralisierende Antikörper in den Immunseren jedoch nicht nachweisbar.Zur Bestimmung der Seroprävalenz wurden 94 Schweinezuchtbetriebe in Hessen durch Randomisierung zur Beprobung ausgewählt. Die Anzahl der je Betrieb zu beprobenden Sauen richtete sich nach der Herdengröße. Dabei sollte bei einer angenommenen innerbetrieblichen Seroprävalenz von 5 % mit 95 %-iger Sicherheit wenigstens ein positives Tier erfasst werden. Insgesamt wurden Blutproben von 1.841 Zuchtsauen mit dem rHis-StxB2e-ELISA auf Stx2e-spezifische Antikörper untersucht. Seropositive Zuchtsauen konnten in 93 Betrieben ermittelt werden. In 87,2 % der Betriebe reagierten mindestens 25 % der Zuchtsauen seropositiv, in 53,2 % mindestens 50 % und in 22,3 % sogar mehr als 75 % der Zuchtsauen. Die statistische Prüfung betrieblicher Einflussfaktoren auf die Seroprävalenz ergab, dass der Anteil seropositiver Sauen in Betrieben, die Einstreu im Wartestall verwendeten, geringer war als in Betrieben ohne Einstreu (p < 0,05). Ferner war die Seroprävalenz in Betrieben der drei südwestlich gelegenen Landkreise im Mittel signifikant höher als in den Betrieben der nordöstlichen Kreise der Untersuchungsregion (p < 0,05). Das Absetzalter der Ferkel war negativ mit dem innerbetrieblichen StxB2e-Titer korreliert (p < 0,05). Andere Faktoren wie die Betriebsart (geschlossener versus offener Betrieb), die Herkunft der Sauen (eigene Nachzucht versus Zukauf), die Verwendung von Einstreu im Abferkelstall, die Reinigungsintensität oder die durchschnittliche Anzahl der Geburten pro Sau und Jahr hatten keinen statistisch nachweisbaren Einfluss.Nach diesen Ergebnissen sind EDEC in deutschen Schweinezuchtbeständen sehr weit verbreitet. Neben dem Hauptvirulenzfaktor Stx2e gibt es keinen Marker, den alle EDEC besitzen und der sich als weiteres stammübergreifendes Zielantigen für Diagnostika bzw. Therapeutika anbieten würde. Das rHis-StxB2e-Molekül erwies sich in Immunisierungsversuchen als immunogen aber nicht protektiv und war als Fangantigen im ELISA sehr gut zur Diagnostik geeignet. Die mit dem rHis-StxB2e-ELISA erfasste EDEC-Seroprävalenz in südhessischen Schweinezuchtbetrieben zeigte, dass innerhalb der Betriebe deutliche Unterschiede im Anteil seropositiver Sauen vorlagen.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Giessen : Köhler