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Research unit
FSVO
Project number
1.10.16
Project title
Survey on the prevalence of Brachyspira spp. in Swiss pig farms

Texts for this project

 GermanFrenchItalianEnglish
Key words
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Short description
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Project aims
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Transfer and application
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Publications / Results
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CategoryText
Key words
(German)

Brachyspira hyodysenteriae, Brachyspira pilosicoli, Schwein, Situation in der Schweiz, Monitoring, Erregernachweis, Methodenvergleich

 

Key words
(English)

Brachyspira hyodysenteriae, Brachyspira pilosicoli, Pig, epidemiologic situation in Switzerland, Monitoring, Diagnosis, Comparison of methods, Prevalence.

Short description
(German)

Das Genus Brachyspira umfasst anaerobe Spirochäten aus dem Darmtrakt von Säugetieren und Vögeln. Im Dickdarm des Schweines kommen neben B. hyodysenteriae, dem Erreger der weltweit bedeutsamen Schweinedysenterie, mindestens vier weitere Brachyspira-Arten regelmässig vor, nämlich B. pilosicoli, B. innocens, B. intermedia und B. murdochii. Diese mikrobielle Diversität der porcinen intestinalen Brachyspiren geht einher mit grossen Unterschieden in der enteropathogenen Bedeutung beim Schwein.

B. pilosicoli ist der Erreger der porcinen intestinalen Spirochätose (Porcine Colonic Spirochaetosis, PCS). PCS tritt v.a. bei Ferkeln 1-2 Wochen nach dem Absetzen auf, wird auch bei Mastschweinen und selten bei Zuchttieren beobachtet (Taylor 1992, Duhamel et al. 1993, Girard et al. 1995, Trott et al. 1996 a, b). PCS ist eine Schweinedysenterie-ähnliche, stets jedoch milder verlaufende Darmerkrankung mit wässrig-schleimigem Durchfall ohne Blutbeimengungen. Gewichtszunahmen mit verlängerter Mastdauer können die Folge sein. Die Tiere genesen nach mehreren Tagen; die Mortalität ist in der Regel gering (Duhamel et al. 2005, Trott et al. 1996b, Hampson et al. 1997).

B. innocens und B. murdochii gelten beim Schwein als apathogen (Kinyon & Harris 1979). Die pathogene Bedeutung von B. intermedia beim Schwein ist noch nicht endgültig geklärt. Der Erreger wurde gehäuft bei Schweinen mit Durchfall und Colitis in Verbindung mit einer B. intermedia-Invasion der Lamina propria des Colons nachgewiesen (Hudson et al. 1976a, Binek & Szynkiewicz 1984, Fellström & Gunarsson 1995, Stanton et al. 1997). In experimentellen B. intermedia-Infektionen an Schweinen konnte beim jedoch kein Durchfall ausgelöst werden (Hudson et al. 1976 a, b).

Die durch B. hyodysenteriae verursachte Dysenterie der Schweine zählt zu den weltweit häufigsten und verlustreichsten Infektionskrankheiten in der Schweinemast (Amtsberg 1985, Mapother 1993, Mhoma et al. 1992, Pohlenz 1991).

Der Erreger wird meist durch Zukauf inapparent infizierter Tiere in freie Bestände eingeschleppt; die Infektion erfolgt oral über Aufnahme fäkaler Residuen. Die Schweinedysenterie ist eine seuchenhafte, mukofibrinöse bis hämorrhagisch-nekrotisierende Colitis und am Einzeltier durch einen meist akuten Verlauf mit schleimig-blutigem bis fibrinös-blutigem Durchfall und Abmagerung gekennzeichnet. Schweine aller Altersklassen können erkranken, wobei meistens Tiere in der Ferkelaufzucht und Schweinemast mit einem Gewicht von 15-70 kg betroffen sind. Zuchttiere erkranken seltener (Waldmann & Plonait 1997, Waldmann 2000). Die Morbidität beträgt ca. 90%, die Mortalität wird mit 9-30% angegeben. Die Manifestation der Erkrankung wird durch stresserzeugende Faktoren in der Haltung und Fütterung beeinflusst. Befallene Tiere zeichnen sich durch ungenügende Lebendmassenzunahmen aufgrund schlechter Futterverwertung aus, so dass sich hierdurch die Mastdauer verlängert. In erkrankten Beständen ist eine antibakterielle Chemotherapie (Futtermedikation des Bestandes über drei Wochen, parenterale Antibiotikatherapie erkrankter und krankheitsverdächtiger Tiere) zwingend erforderlich. Die wirtschaftlichen Verluste resultieren im Wesentlichen aus den erhöhten Kosten für die antibakterielle Therapie und den Masteinbussen. Hinzu kommen direkte Verluste durch verendete Tiere.

Zur erfolgreichen Sanierung sind gezielte Verbesserungen der Haltung und Fütterung und ein komplexes Hygieneregime unter strikter Einhaltung eines reinfektionsprophylaktischen Konzeptes unabdingbar. Eine wirksame Impfung steht bisher nicht zur Verfügung.

In Deutschland wurden in den vergangenen Jahren erhebliche Veränderungen des Dysenteriegeschehen beobachtet, das sich im Wesentlichen seit dem Verbot antibakterieller Leistungsförderer von der Mittel- und Endmast in die Vormast bis hin zu den Absetzferkeln verlagert. Ebenso wird die Erkrankung zunehmend bei Sauen beobachtet.

Short description
(English)
1 Intestinal porcine spirochaetes of the Brachyspira genus
The genus Brachyspira consists of spirochaetes of the intestinal tract of mammals and birds. In the large intestine of the swine one finds besides B. hyodysenteriae which is the bacteria responsible for the globally significant swine dysentery at least another four Brachyspira types, i.e. B. pilosicoli, B. innocens, B. intermedia und B. murdochii. This microbial diversity of porcine intestinal brachyspira is accompanied by large discrepancies in entero-pathogenic relevance in swine.

B. pilosicoli is the bacterium responsible for the Porcine Colonic Spirochaetosis, (PCS). PCS is mainly seen in piglets 1 – 2 weeks post weaning; it is seen also in feeding pigs and more rarely in breeding animals (Taylor 1992, Duhamel et al. 1993, Girard et al. 1995, Trott et al. 1996 a, b). PCS is a swine dysentery-like yet milder intestinal disease with watery-slimy diarrhoea without blood. The animals get well after a few days; mortality is usually rare (Duhamel et al. 2005, Trott et al. 1996b, Hampson et al. 1997).

In pigs B. innocens and B. murdochii are considered apathogenic (Kinyon & Harris 1979). The pathogenic significance of B. intermedia in swine has not been fully clarified. The bacterium was often found in swine showing diarrhoea and colitis in connection with a B. intermedia-invasion of the lamina propria of the colon (Hudson et al. 1976a, Binek & Szynkiewicz 1984, Fellström & Gunarsson 1995, Stanton et al. 1997). During experimental B. intermedia infection of swine diarrhoea could not be caused (Hudson et al. 1976 a, b).

Dysentery in swine caused by B. hyodysenteriae is one of the most common and lossy infectious diseases in pig breeding (Amtsberg 1985, Mapother 1993, Mhoma et al. 1992, Pohlenz 1991).
Most of the time the bacterium is introduced when purchasing inapparently infected animals to extend stocks. Infection is caused orally by ingestion of faecal residues. The swine dysentery is an epidemic muco-fibrinous to haemorrhagic necrotizing colitis. Diseased animals show an acute course of disease with slimy ensanguined to fibrinous ensanguined diarrhoea and loss of weight. Any age group may be concerned, however usually piglets and feeder pigs (weight range 15 – 70 kgs) are concerned whilst breeding pigs do not get sick often (Waldmann & Plonait 1997, Waldmann 2000). Morbidity is around 90%, mortality is said to lie between 9 to 30%. The disease’s manifestation is influenced by stress relevant factors in breeding and feeding. Affected animals show insufficient biomass due to poor nutrient efficiency so that the feeding period is extended. In live stock affected an antibacterial chemotherapy (food medication of the flock for three weeks, parenteral antibiotic therapy of sick animals and animals under supervision) is absolutely essential. Economic losses mainly result in increased cost for the antibiotic therapy and breeding losses. In addition there are losses due to animals that died.

In order to successfully change this well-focussed breeding and feeding improvements and dedicated hygiene regulations adhering strictly to a prophylactic concept are absolutely essential. Todate there is no effective vaccination at hand.
During the past few years significant changes in the manifestation of dysentery were observed in Germany. In particular, and mainly due to restrictions concerning antibacterial efficiency improvers one can observe a shift from the middle and the final feeding period to preliminary feeding and weaning piglets. In sows, too, the disease is increasing.

2 The situation in Switzerland
In Switzerland, pig dysentery has not occurred as yet. At the Institute of Veterinary Bacteriology in Zurich a total of 194 pigs were tested for the Brachyspira bacterium during routine diagnostics in 2004/2005 (Fellström et al. 1997, Feltrup et al. 1999, La et al. 2003). Generally, fresh samples (fecal samples, large intestine mucosa) initially marked ‚diarrhoea‘, loss of weight‘ were sent in for bacteriological testing. B. hyodysenteriae could not be found. In 14.9% of all samples other Brachyspira representatives were detected, i.e. B. pilosicoli (n=15, 51.7%), B. murdochii (n=10, 34.5%) und B. innocens (n=4, 13.8%).

However, based on the present Bernese study by Speiser et al. (2008) there are cases now in Switzerland of B. hyodysenteriae in pigs. In the course of a wide-range screening incorporating 120 stocks three stocks were identified where cases of dysentery-similar diarrhoea occured in their feeder departments. Using PCR B. hyodysenteriae could be detected; in one case the PCR diagnosis was confirmed by culture testing at an external laboratory.

Thus proof of B. hyodysenteriae in a few singular stocks must be considered as the beginning of a possible potential danger for pig breeding in Switzerland. In our opinion, the above mentioned presence of B. hyodysenteriae ought to be reason enough to submit the stocks concerned as well as the original stocks of feeder piglets to a detailed analysis of their relative infection status so as to stop quickly any chance of spreading and establishing of pig dysentery.
In view of the complex epidemiology this is going to be a very sophisticated task. Usually, B. hyodysenteriae is introduced to clear stocks by adding innapparently infected piglets to said stocks (Windsor & Simmons 1981). B. hyodysenteria is able to colonise the caecum of rats and mice. These animals can exrete the bacterium for up to 200 days and are thus a major source of infection (Blaha et al. 1984, Hampson et al. 1991, Duhamel et al. 1992, Robertson et al. 1992). Dogs, birds and flies must be considered a source of infection too, just as are faecal residues of infected pigs on shoes and protective clothing, and slurry from infected flocks (Jansson et al. 2001, Olsen 1992, Wegener 1987, Windsor & Simmons 1981).
Having in view the diagnostic concept of tests planned one major issue is that inapparently infected animals – other than acutely ill anmals - excrete the bacterium irregularly and in minor numbers. Of course, this fact considerably aggravates the detection of B. hyodysenteriae in epidemiologic studies (Amtsberg & Merkt 1986).
Project aims
(German)

Detaillierte Analyse des Brachyspira-Infektionsstatus in den Schweizer Schweinebetrieben. Remontierungsbetriebe als Spitze der Zuchtpyramide sollen prioritär untersucht werden.

Unterbrechung von möglichen Ausbreitungswegen und Verhinderung einer Etablierung der Schweinedysenterie und von Infektionen mit B. pilosicoli in der Schweiz

Potentielle Risikofaktoren für eine Infektion mit den Brachyspira sp. sollen evaluiert werden.

Etablierung einer routinemässig einsetzbaren Nachweismethode für B. hyodysenteriae und B. pilosicoli.

Transfer and application
(German)
UMS 2012:
lpe: das Projekt war ein Grundlagenprojekt, die direkte Umsetzung erfolgt nicht am BVET, sondern über den SGD. Auch Suisseporc publizierte bereits einen Artikel. Hoc ist in der SGD Arbeitsgruppe Brachyspira vertreten. SGD hat auf Grund der Erkenntnisse aus dem Projekt ein eigenes Sanierungsprogramm geschaffen. 10-15 Sanierungen haben im 2012 bereits stattgefunden. Antrag von suisseporc für weitere Finanzierung der Sanierung ist im BVET hängig (VU).Zuständigkeit: hoc. (mvo) UMS 2013
Publications / Results
(English)
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(German)