Helsingin yliopisto

 

Helsingin yliopiston verkkojulkaisut

University of Helsinki, Helsinki 2006

Epidemiological aspects and improved differential diagnostics of porcine Brachyspira pilosicoli

Marja Fossi

Doctoral dissertation, April 2006.
University of Helsinki, Faculty of Veterinary Medicine, Department of Basic Veterinary Sciences, Division of Microbiology and Epidemiology and National Veterinary and Food Research Institute (EELA).

Brachyspira pilosicoli bakteeri aiheuttaa sioille ns. spiroketaaliripulia voimakkaimman kasvun vaiheessa vieroitusiän jälkeen. Bakteeri on sangen yleinen kaikkialla maailmassa intensiivisessä siankasvatuksessa. B. pilosicoli bakteeria on tavattu myös ihmisillä, koirilla ja linnuilla. Luonnollista tartuntaa esimerkiksi sian ja ihmisen välillä ei kuitenkaan ole havaittu. Brachyspira suvun eri lajien tunnistusmenetelmät kehittyivät vasta 90-luvun puolivälissä, minkä jälkeen B. pilosicolin todettiin esiintyvän yleisesti maamme sikaloissa. Uudeksi tulokkaaksi koetun bakteerin epidemiologiasta ja torjuntakeinoista suomalaisessa tuotantoympäristössä tarvittiin enemmän tietoa. Myös B. pilosicolin laboratoriodiagnostiikkaan kaivattiin parannusta.

Tämä väitöskirja koostuu viidestä osatyöstä. Ensimmäisessä selvitettiin suomalaisten porsastuotantosikaloiden B. pilosicoli -tartuntojen molekyyliepidemiologiaa pulssikenttägeelielektroforeesilla (PFGE). Biokemiallisesti epätavallisten, hippuraatti-negatiivisten kantojen lukeutuminen B. pilosicoli -lajiin osoitettiin kantojen 16S ribosomaalisten DNA-sekvenssien, koko genomin makrorestriktioprofiilien sekä solun hienorakenteen perusteella. Koska hippuraatti-negatiivisen B. pilosicolin määritys yleisesti käytetyllä tunnistusskeemalla oli epävarmaa, tutkittiin D-riboositestin käyttökelpoisuutta erottelemaan B. pilosicoli muista sian brakyspiralajeista. Hippuraatti-negatiivisen B. pilosicolin taudinaiheutuskyky oli epäselvä, joten sitä selvitettiin varhaisvieroitettujen porsaiden kokeellisella infektiolla. Lisäksi väitöstyössä tutkittiin onnistuuko B. pilosicolin saneeraus sikatilalta hävittämättä koko eläinainesta.

Noin 50 porsastuotantotilalta kerättyjen B. pilosicoli -kantojen PFGE genotyypit poikkesivat selvästi toisistaan. Genotyyppien maantieteellistä ryvästymistä ei todettu kahden siantuotantoalueen, lounais-eteläisen Suomen ja läntisen Suomen, kesken. Yhteinen genotyyppi kahdella tilalla todettiin vain viidesti, ja samalla tilalla saattoi esiintyä useita genotyyppejä. Yksittäinen genotyyppi näytti voivan säilyä tilalla lähes muuttumattomana useita vuosia. Tuloksista voitiin todeta, että B. pilosicoli esiintyy endeemisenä suomalaisissa sikaloissa. Lisäksi voitiin arvioida, että B. pilosicolin tarttuminen tilalta toiselle tapahtuu todennäköisemmin ostoeläinten kuin vektoreiden välityksellä.

B. pilosicolia muistuttavat hippuraatti-negatiiviset kannat olivat 16S rDNA -sekvenssien perusteella erottamattomia sekä suomalaisista että ulkomaisista hippuraatti-positiivisista B. pilosicoli -kannoista. Eri B. pilosicoli -kantojen 16S rDNA -sekvensseissä todettiin vaihtelua enimmillään 0,84 %, mikä oli enemmän kuin aiemmin on raportoitu. B. pilosicoli -bakteerisolulle tyypilliset hienorakenteet ja ulkomitat voitiin elektronimikroskopian avulla todeta myös hippuraatti-negatiivisilla kannoilla. Hippuraatti-positiivisten ja -negatiivisten kantojen genotyypitys PFGE:lla ei erottanut hippuraatti-negatiivisia kantoja omaksi ryhmäkseen. Erityisen merkittävä havainto oli se että hippuraatti reaktioltaan erilaiset kannat saattoivat edustaa samaa genotyyppiä.

B. pilosicolin todettiin olevan ainoa sian brakyspiralaji, joka kykenee metaboloimaan D-riboosia. Kaikki 60 tutkittua B. pilosicoli kantaa - mukana myös seitsemän hippuraatti-negatiivista eristystä - käyttivät D-riboosia, mikä osoitettiin epäsuorasti pH:n alentumana D-riboosiliemessä. Tutkitut muut sian brakyspirakannat eivät käyttäneet D-riboosia. Kehitetyn testin toistettavuus osoittautui hyväksi. Tuloksista voitiin päätellä, että D-riboosin käyttö on B. pilosicolilla vakaampi ominaisuus kuin hippuraatin hydrolyysi. D-riboositestin lisääminen sikojen brakyspirojen lajidiagnostiikan skeemaan vahvisti selkeästi fenotyyppiperusteista erotteludiagnostiikkaa.

Kahdeksan porsaan infektoiminen hippuraatti-negatiivisella B. pilosicolilla ja kahdeksan porsaan B. pilosicoli -viitekannalla ei aiheuttanut spiroketaaliripulia yhdelläkään eläimellä. B. pilosicoli -bakteereita ei myöskään osoitettu kokeen kuluessa elävistä porsaista otetuista ulostenäytteistä. Vasta ruumiinavauksissa kahden porsaan näytteistä voitiin osoittaa hippuraatti-negatiivinen B. pilosicoli kanta. Kaikkien eläinten pysyminen oireettomina oli hieman yllättävää, joskin koesikojen vapaus muista opportunistisista suolistopatogeeneistä ja kasvatusolosuhteiden optimaalisuus todennäköisesti edistivät eläinten terveinä pysymistä. Työ osoitti, että hippuraatti-negatiivinen B. pilosicoli kykenee kolonisoitumaan sian suolistoon, mutta sen taudinaiheutuskyvyn tarkempi arviointi edellyttää lisätutkimuksia.

Kuudenkymmenen emakon porsastuotantosikalan saneeraus kroonisesta B. pilosicoli tartunnasta toteutettiin kesäaikaan sikadysenterian saneerauksen periaatteita noudattaen. Eläimet sijoitettiin ikä- ja tuotantovaiheittain erilleen tilapäisiin ulkosuojiin ja lääkittiin tiamuliinilla. Eläinsuojat lähiympäristöineen puhdistettiin ja desinfioitiin. Haittaeläinten tehokkaaseen torjuntaan saneerauksen aikana ja sen jälkeen panostettiin. Porsivat emakot ja karju siirrettiin takaisin sikalaan syksyn aikana; kasvavat eläimet myytiin. Saneerauksen myötä ripuliongelma hävisi. Neljän ja puolen vuoden seuranta-aikana B. pilosicoli bakteeria ei porsaiden ulostenäytteissä todettu. B. pilosicolin tilasaneerauksen raportointi oli ensimmäinen laatuaan maailmassa. Saneerattavuuden osoittaminen oli merkittävää myös siksi, että B. pilosicolin vastustuskyky spiroketaaliripulin hoitoon käytettäville antibiooteille on lisääntynyt erityisesti ulkomailla mutta myös Suomessa.

Tietoja väittelijästä:

Työpaikka: EELA, Seinäjoen alueyksikkö. Syntymäaika ja -paikka: 24.4.1958, Seinäjoki. Ylioppilastutkinto: Kivistön Lukio, Seinäjoki, 1977. Tutkinnot: Eläinlääketieteen lisensiaatti 1983, Elintarvikehygieenikko 1986, Tarttuvien eläintautien erikoiseläinlääkäri 2001.

Julkaisun nimiösivu

This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

© University of Helsinki 2006

Last updated 06.04.2006

Yhteystiedot, Contact information E-thesis Helsingin yliopisto, University of Helsinki