Diagnostyka laboratoryjna: E. coli (biegunka)

Dostępne badania

Hodowla bakteryjna

• Izolacja żywego organizmu.
• Typy próbek: kał, zawartość jelit.
• Zalety:
  • Bakterie łatwo rosną w 1 dzień.
  • Łatwe do wykonania w każdym laboratorium (w tym w przyfermowym).
  • Względnie niski koszt.
• Wady:
  • Niektóre E. coli są częścią normalnej flory jelitowej.
  • Świnie są skolonizowane wieloma szczepami bakterii E. coli w tym samym czasie.
  • Z próbek od świń wcześniej leczonych antybiotykami bakterie mogą nie namnażać się.

Wrażliwość na środki przeciwdrobnoustrojowe

• Bada in vitro zdolność żywych organizmów do wzrostu w określonych stężeniach różnych środków przeciwdrobnoustrojowych.
• Typy próbek: kał, zawartość jelit.
• Zalety:
  • Identyfikacja wrażliwości lub oporności określonego izolatu na powszechne środki przeciwdrobnoustrojowe.
  • Identyfikacja trendów oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe.
• Wady:
  • Wymaga izolatu bakteryjnego.
  • Testy in vitro mogą nieznacznie różnić się od wyników in vivo.
  • Niektóre określone środki przeciwdrobnoustrojowe mogą nie być dostępne do badań lub mogą wymagać oddzielnych, specjalnych testów.
  • Umiarkowany koszt.

Histopatologia

• Ocenia obecność zmian w tkankach (uszkodzenia), które mogą potwierdzić obecność choroby. Czasami można również wykryć obecność organizmów bezpośrednio (bakterie i pasożyty) lub pośrednio (wirus) poprzez dodatkowe specjalne barwienie.
• Typy próbek: tkanka.
• Zalety:
  • Powiązanie adhezji bakterii z uszkodzeniem jelit.
  • Nie jest potrzebne specjalne barwienie.
• Wady:
  • Konieczność utrwalenia tkanki jelitowej formaliną w ciągu <15 minut od śmierci świni - tkanka jelitowa szybko się rozkłada.
  • Zmiany mogą obejmować tylko niektóre fragmenty jelit, dlatego należy dostarczyć wiele próbek jelit.

Genotypowanie

• Technika reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR), która wykrywa obecność określonej sekwencji kwasów nukleinowych (DNA) związanych ze znanymi genami wirulencji.
• Zalety:
  • Wykonanie za pomocą PCR; proste do zrobienia.
  • Pomaga w identyfikacji patogeniczności poprzez wykrywanie obecności genów (niekoniecznie ekspresji genów) związanych z czynnikami wirulencji.
    • Geny toksyn: EAST1, LT, STa, STb, Stx1, Stx2, Stx2e.
    • Geny fimbrialne: F18, F41, K88 (F4), K99 (F5), 987P (F6).
    • Geny adhezyny: AIDA, EAEA, PAA.
  • Pomaga w prawidłowym doborze szczepionki (dopasowywanie odpowiednich fimbrii).

Geny E. coli wykrywane za pomocą PCR.

Gen	Typ	Opis
EAST1	Toksyna	Toksyna jelitowa wiąże się z tym samym receptorem i stymuluje ten sam szlak wydzielania jak Sta (przyczyna biegunki nie jest dobrze poznana)
LT	Toksyna	Toksyna jelitowa, która stymuluje wydzielanie jelitowe
STa	Toksyna	Toksyna jelitowa, która pobudza wydzielanie jelitowe głównie u młodych świń (zmniejsza wchłanianie wody i elektrolitów)
STb	Toksyna	Toksyna jelitowa pobudzająca biegunkę wydzielniczą głównie u starszych świń (zwiększa wydzielanie enterocytów)
Stx1	Toksyna	Toksyny jelitowe można znaleźć w szczepach chorobotwórczych i niepatogennych
Stx2	Toksyna	Toksyny jelitowe można znaleźć w szczepach chorobotwórczych i niepatogennych
Stx2e	Toksyna	Toksyna ogólnoustrojowa, która powoduje uszkodzenie naczyń i chorobę obrzękową
F18 (F107)	Adhezyna	Fimbrie stosowana do przywierania, która jest obecna po 20 dniu życia i często wiąże się z odsadzeniem i chorobą obrzękową
F41	Adhezyna	Fimbrie używane do przywierania, głównie u noworodków
K88 (F4)	Adhezyna	Fimbrie używane do przywierania we wszystkich grupach wiekowych
K99 (F5)	Adhezyna	Fimbrie używane do przywierania, głównie u noworodków
987P (F6)	Adhezyna	Fimbrie używane do przywierania, głównie u noworodków
AIDA	Adhezyna	Niefimbrialna „adhezyna zaangażowana w rozproszone przyleganie” częściej spotykane w połączeniu z F18
EAE	Adhezyna	Adhezyna niefimbrialna, która przyczynia się do powodowania szeregu zmian patologicznych
PAA	Adhezyna	Adhezyna niefimbrialna, niezbędna do tworzenia szeregu zmian patologicznych

• Wady:
  • Wymaga izolatu bakteryjnego
  • Nadzieja, że genotypowany jest właściwy izolat (świnie mogą mieć kilka różnych izolatów w tym samym czasie).
  • Umiarkowana cena, ale zwykle badany jest tylko 1 izolat.

Interpretacja wyników

Hodowla bakteryjna

• Interpretacja hemolizy zależy od wieku świń:
  • Przed odsadzeniem: niehemolityczne E. coli.
  • Po odsadzeniu: hemolityczne E. coli.
• Czystość:
  • Czysty wzrost: wysoce sugerujący czynnik chorobotwórczy.
  • Wzrost mieszany: wątpliwa wartość.
• Liczebność:
  • Wysoka: wysoce sugeruje czynnik chorobotwórczy.
  • Umiarkowana: zmienna interpretacja.
  • Niska: wątpliwa wartość (może być zanieczyszczeniem).
  • Brak wzrostu: zwierzę prawdopodobnie wcześniej leczone antybiotykami lub nieistotny czynnik.

Wrażliwość na środki przeciwdrobnoustrojowe

• Wrażliwe: możliwy dobry wybór leczenia, jeśli środek przeciwdrobnoustrojowy może dotrzeć do tkanki docelowej.
• Odporny: wybierz inny środek przeciwdrobnoustrojowy
• MIC: jeśli wykonano MIC, upewnij się, że wybrany środek przeciwdrobnoustrojowy osiąga wymienioną wartość MIC w narządzie docelowym.

Histopatologia

• Obecne zmiany: silny związek z podejrzeniem zakażenia, jeśli jest w stanie wykazać uszkodzenia jelit z E. coli przylegającą do komórek nabłonka.
• Brak zmian: brak uszkodzeń jelit.

Genotypowanie

• Genotypowanie jest bardzo cenne w określaniu, czy izolowana E. coli zawiera którykolwiek z czynników wirulencji, które potwierdzałyby, że izolat jest patogenny.

Scenariusze postępowania

Świnie, u których występuje biegunka (w każdym wieku):

• Pobrać wymazy z odbytu od 2 lub więcej nieleczonych świń, wykonać hodowlę bakteryjną, badanie wrażliwości na środki przeciwdrobnoustrojowe i genotypowanie.
• Dokonać eutanazji 1-3 nieleczonych świń. Natychmiast pobrać i umieścić w roztworze formaliny po 3 próbki jelit od każdego prosięcia. Zebrać świeże próbki jelit, przesłać je schłodzone na hodowlę bakteryjną, wrażliwości na środki przeciwdrobnoustrojowe i genotypowanie.