DOI: https://doi.org/10.1186/s40813-024-00415-4
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39773664
تاريخ النشر: 2025-01-07
المؤلف: Matthias Eddicks وآخرون
الموضوع الرئيسي: الطب البيطري والأمراض المعدية
نظرة عامة
تدرس الدراسة فعالية استخدام السوائل الفموية (OFs) كطريقة غير جراحية لمراقبة وجود مسببات الأمراض المعوية، وتحديداً *Brachyspira hyodysenteriae* و *Lawsonia intracellularis*، في الخنازير السمينة. أجريت الدراسة في مزرعتين تقليديتين، حيث تم جمع السوائل الفموية من الخنازير في عمر 12 و 16 و 20 أسبوعًا ومقارنة النتائج مع عينات براز مجمعة تم تحليلها عبر PCR كمي متعدد (qPCR). أظهرت التحليلات توافقًا كبيرًا بين نوعي العينات، مع قيمة كابا لكوهين تبلغ 0.745 (ص < 0.001)، مما يشير إلى أن السوائل الفموية يمكن أن تعكس بفعالية حالة المسبب المرضي في القطيع. بينما وجدت الدراسة أن أحمال الحمض النووي لـ *L. intracellularis* كانت عمومًا أعلى في عينات البراز مقارنةً بـ OFs (ص = 0.053)، فإنها تستنتج أن السوائل الفموية هي أداة قابلة للتطبيق لمراقبة هذه المسببات في ظروف الحقل. يقترح المؤلفون أنه لتعزيز الأداء التشخيصي والحساسية، ينبغي تنفيذ اختبار متعدد الأقلام، مما يوسع تطبيق المراقبة المعتمدة على OF في قطعان الخنازير لهذه المسببات المحددة.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث فائدة السوائل الفموية (OFs) كطريقة غير جراحية لتشخيص القطيع في الخنازير، مع تسليط الضوء على تركيبها وإمكانية زيادة الحساسية التشخيصية للمسببات المعدية على مستوى الأقلام والقطيع. تعتبر OFs فعالة بشكل خاص لمراقبة مسببات الأمراض التنفسية، على الرغم من أنها ليست كافية للتشخيصات الإتيولوجية النهائية. من الجدير بالذكر أنه بينما تكون مسببات الأمراض المعوية مثل *Lawsonia intracellularis* و *Brachyspira hyodysenteriae* عادة غائبة عن OFs، تشير الدراسات السابقة إلى أنه يمكن اكتشاف هذه المسببات بشكل غير مباشر من خلال تحليل OF بسبب التلوث بمادة البراز. تهدف الدراسة إلى تقييم معدلات اكتشاف هذه المسببات في عينات البراز المجمعة (PFS) مقارنةً بـ OFs عبر مزرعتين سمينتين في ألمانيا.
تشير النتائج إلى أن 45.5% من OFs كانت إيجابية لحمض نووي *L. intracellularis*، بينما كانت 10.6% إيجابية لـ *B. hyodysenteriae*. بالمقابل، أظهرت PFS معدل إيجابية قدره 37.9% لـ *L. intracellularis* و 10.6% لـ *B. hyodysenteriae*. من الجدير بالذكر أنه تم ملاحظة فرق كبير في اكتشاف *L. intracellularis* بين OFs و PFS في نقطة زمنية واحدة، مع معدل إيجابية أعلى في OFs. على الرغم من أن أحمال الحمض النووي لـ *L. intracellularis* كانت أعلى عدديًا في PFS، إلا أن الفرق لم يكن ذا دلالة إحصائية. كما حسبت الدراسة كابا كوهين لتقييم التوافق بين نوعي العينات، مما كشف عن توافق كبير لـ *L. intracellularis* وتوافق شبه مثالي لـ *B. hyodysenteriae* عبر فترة الدراسة، على الرغم من ملاحظة التباين في أوقات أخذ العينات المختلفة.
طرق
أُجريت الدراسة في مزرعتين سمينتين في جنوب ألمانيا، تم تحديدهما بالمزرعة A والمزرعة B، وكلاهما لهما تاريخ من الإصابة بـ *Lawsonia intracellularis*. كانت المزرعة A تضم 1,340 خنزيرًا تحت نظام جميعًا في جميعًا، بحد أقصى 28 خنزيرًا لكل قلم. تم الحصول على هذه الخنازير من قطيع خنازير واحد ولم يتم تطعيمها ضد *L. intracellularis* لمدة ستة أشهر قبل الدراسة، على الرغم من أنها تلقت تطعيمات ضد فيروس الخنازير الدائري 2 (PCV2) و *Mycoplasma hyopneumoniae* كخنازير رضع. تم تغذية الخنازير بالأعلاف السائلة وكان لديها وصول إلى الماء بحرية من خلال شاربات الحلمة، وتم الاحتفاظ بها على أرضيات خرسانية مشقوقة.
بالمقابل، كانت المزرعة B تضم 500 خنزير تُدار في تدفق مستمر، بحد أقصى 20 خنزيرًا لكل قلم. تم الحصول على الخنازير من مصادر متنوعة ولكنها جميعًا من نفس المزرعة لدفعة الدراسة، وقد تم تطعيمها ضد *L. intracellularis* عند عمر ثلاثة أسابيع، بالإضافة إلى تلقي تطعيمات ضد PCV2 و *M. hyopneumoniae*. تم تغذيتهم بأعلاف جافة تعتمد على حبوب المزرعة الخاصة وكان لديهم أيضًا وصول إلى الماء بحرية. من الجدير بالذكر أنه بسبب ملاحظة علامات سريرية للإسهال عند عمر 16 أسبوعًا، عالج الطبيب البيطري الخنازير بـ Tiamulin hydrogen fumarate (Denagard®) عبر مياه الشرب لمدة خمسة أيام متتالية، بعد جمع السوائل الفموية (OFs) في ذلك العمر.
نتائج
في قسم النتائج، أسفرت الفحص المسبق لعينات البراز المجمعة من مزرعتين عن نتائج متميزة. كانت عينات المزرعة A إيجابية فقط لوجود حمض نووي *Lawsonia intracellularis*. بالمقابل، أظهرت العينات المجمعة من المزرعة B إيجابية لكل من *Lawsonia intracellularis* و *Brachyspira hyodysenteriae*، كما هو ملخص في الجدول 1. تشير هذه النتائج إلى انتشار مختلف لهذه المسببات بين المزرعتين، مما يبرز الحاجة إلى استراتيجيات إدارة مستهدفة في المزرعة B لمعالجة العدوى المزدوجة.
مناقشة
تحققت الدراسة من اكتشاف *L. intracellularis* و *B. hyodysenteriae* في مزرعتين مع تاريخ إصابة معروف، باستخدام عينات براز مجمعة (PFS) وسوائل فموية (OFs) للتحليل الجزيئي عبر qPCR متعدد. أكدت الفحص المسبق حالة الإصابة، وتم جمع العينات في فترات زمنية مختلفة من الخنازير النامية-النهائية. أظهرت النتائج أنه بينما كان متوسط درجة البراز أعلى بشكل ملحوظ في المزرعة A مقارنةً بالمزرعة B، لم يكن هناك ارتباط كبير بين درجات البراز وأحمال الحمض النووي للمسبب المرضي. يشير هذا إلى أن العلامات السريرية للإسهال قد لا تعكس مباشرة مستويات إفراز المسبب المرضي، ربما بسبب طريقة التجميع المستخدمة لجمع العينات.
تسلط الدراسة الضوء على جدوى استخدام OFs لمراقبة هذه المسببات، حيث قد توفر طريقة جمع عينات أقل جراحة وأكثر شمولية مقارنةً بـ PFS. أظهرت النتائج موثوقية عالية بين نوعي العينات، خاصةً لـ *L. intracellularis*، مما يشير إلى أن OFs يمكن أن تبسط اكتشاف المسبب المرضي في ظروف الحقل. ومع ذلك، يعترف المؤلفون بالطبيعة الاستكشافية للدراسة بسبب حجم العينة المحدود ويوصون بمزيد من التحقيقات واسعة النطاق للتحقق من هذه النتائج وتحسين الأساليب التشخيصية لمراقبة *L. intracellularis* و *B. hyodysenteriae* في قطعان الخنازير.
DOI: https://doi.org/10.1186/s40813-024-00415-4
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39773664
Publication Date: 2025-01-07
Author(s): Matthias Eddicks et al.
Primary Topic: Veterinary medicine and infectious diseases
Overview
The study investigates the efficacy of using oral fluids (OFs) as a non-invasive method for monitoring the presence of enteric pathogens, specifically *Brachyspira hyodysenteriae* and *Lawsonia intracellularis*, in fattening pigs. Conducted on two conventional farms, the research involved collecting oral fluids from pigs at 12, 16, and 20 weeks of age and comparing the results to pooled fecal samples analyzed via multiplex quantitative PCR (qPCR). The analysis demonstrated a substantial agreement between the two sample types, with Cohen’s Kappa value of 0.745 (p < 0.001), indicating that OFs can effectively reflect the pathogen status in the herd. While the study found that DNA loads of *L. intracellularis* were generally higher in fecal samples compared to OFs (p = 0.053), it concludes that oral fluids are a viable tool for monitoring these pathogens in field conditions. The authors suggest that to enhance diagnostic performance and sensitivity, multiple pen testing should be implemented, thereby expanding the application of OF-based monitoring in swine herds for these specific pathogens.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the utility of oral fluids (OFs) as a non-invasive method for herd diagnostics in swine, highlighting their composition and the potential for increased diagnostic sensitivity for infectious pathogens at both pen and herd levels. OFs are particularly effective for monitoring respiratory pathogens, although they are not sufficient for definitive etiological diagnoses. Notably, while enteric pathogens such as *Lawsonia intracellularis* and *Brachyspira hyodysenteriae* are typically absent from OFs, previous studies suggest that these pathogens could still be indirectly detected through OF analysis due to contamination with fecal matter. The study aims to evaluate the detection rates of these pathogens in pooled fecal samples (PFS) compared to OFs across two fattening farms in Germany.
The results indicate that 45.5% of OFs tested positive for *L. intracellularis* DNA, while 10.6% were positive for *B. hyodysenteriae*. In contrast, PFS showed a positivity rate of 37.9% for *L. intracellularis* and 10.6% for *B. hyodysenteriae*. Notably, a significant difference was observed in the detection of *L. intracellularis* between OFs and PFS at one time point, with a higher positivity rate in OFs. Although DNA loads of *L. intracellularis* were numerically higher in PFS, the difference was not statistically significant. The study also calculated Cohen’s Kappa to assess agreement between sample types, revealing substantial agreement for *L. intracellularis* and near-perfect agreement for *B. hyodysenteriae* across the study period, although variability was noted at different sampling times.
Methods
The study was conducted on two fattening farms in Southern Germany, designated as farm A and farm B, both with a history of *Lawsonia intracellularis* infection. Farm A housed 1,340 pigs under a barn-wise all-in all-out system, with a maximum of 28 pigs per pen. These pigs were sourced from a single sow herd and had not been vaccinated against *L. intracellularis* for six months prior to the study, although they had received vaccinations against porcine circovirus 2 (PCV2) and *Mycoplasma hyopneumoniae* as suckling piglets. The pigs were fed liquid feed and had access to water ad libitum through nipple drinkers, and were kept on concrete slatted floors.
In contrast, farm B had 500 pigs managed in a continuous workflow, with a maximum of 20 pigs per pen. The pigs were sourced from various origins but were all from the same farm for the study batch, and had been vaccinated against *L. intracellularis* at three weeks of age, in addition to receiving vaccinations against PCV2 and *M. hyopneumoniae*. They were fed a dry feed based on the farm’s own cereals and also had access to water ad libitum. Notably, due to observed clinical signs of diarrhea at 16 weeks of age, the attending veterinarian treated the pigs with Tiamulin hydrogen fumarate (Denagard®) via drinking water for five consecutive days, following the collection of oral fluids (OFs) at that age.
Results
In the results section, prescreening of pooled fecal samples from two farms yielded distinct findings. Farm A’s samples tested positive solely for the presence of *Lawsonia intracellularis* DNA. In contrast, pooled fecal samples from Farm B exhibited positivity for both *Lawsonia intracellularis* and *Brachyspira hyodysenteriae*, as summarized in Table 1. These results indicate a differential prevalence of these pathogens between the two farms, highlighting the need for targeted management strategies in farm B to address the dual infection.
Discussion
The study investigated the detection of *L. intracellularis* and *B. hyodysenteriae* in two farms with known infection histories, utilizing pooled fecal samples (PFS) and oral fluids (OFs) for molecular analysis via multiplex qPCR. A pre-screening confirmed the infection status, and samples were collected at various intervals from growing-finishing pigs. The findings indicated that while the mean feces score was significantly higher in farm A compared to farm B, there was no significant correlation between fecal scores and pathogen DNA loads. This suggests that clinical signs of diarrhea may not directly reflect pathogen shedding levels, potentially due to the pooling method used for sample collection.
The study highlights the feasibility of using OFs for monitoring these pathogens, as they may provide a less invasive and more comprehensive sampling method compared to PFS. The results demonstrated a high interrater reliability between the two sample types, particularly for *L. intracellularis*, suggesting that OFs could simplify pathogen detection in field conditions. However, the authors acknowledge the exploratory nature of the study due to the limited sample size and recommend further large-scale investigations to validate these findings and refine diagnostic approaches for monitoring *L. intracellularis* and *B. hyodysenteriae* in pig herds.