Estudio de las septicemias causadas por Pasteurella multocida en el ganado porcino y bovino

Abstract

La septicemia hemorrágica (SH) es una enfermedad infecciosa hiperaguda grave causada por Pasteurella multocida tipo B y E. Esta pasteurellosis sistémica afecta principalmente a ganado bovino y búfalos en países asiáticos y africanos, donde es endémica y causa cuantiosas pérdidas económicas. Sin embargo, en otros países y especies la SH es poco común y, por tanto, menos conocida. Varios países europeos, incluido España, han registrado brotes esporádicos de SH en ganado bovino, porcino y ungulados silvestres durante la última década. Si bien existen vacunas para controlar la SH, dada la heterogeneidad del agente causal, es necesaria la tipificación molecular de las diferentes cepas así como el conocimiento de su perfil de resistencia antimicrobiana para establecer el control de la enfermedad. Los principales objetivos de este estudio fueron la descripción de los brotes de SH acontecidos en ganado porcino y del primero en bovino en España, la caracterización bioquímica, molecular de las cepas involucradas en dichos brotes y la determinación de su perfil de susceptibilidad antimicrobiana. En este estudio, diferentes muestras post-mortem procedentes de 53 brotes en ganado porcino y del primer brote en ganado bovino, acontecidos entre 2009 y 2019, fueron analizadas. El signo clínico predominante los animales afectados de ambas especies fue un marcado edema en la región submandibular y ventral del cuello. En los hallazgos post-mortem destacó la presencia de múltiples hemorragias localizadas en todos los órganos. La identificación bioquímica y molecular de P. multocida tipo B, biovar 3, determinó la SH como la enfermedad causante de todos los brotes. El estudio molecular de los aislados causantes de los brotes se realizó mediante nueve PCRs simples y múltiples. Se analizaron 14 genes relacionados con la virulencia de P. multocida (ompH, oma87, psl, pfhA, ptfA, nanH, nanB, sodA, sodC, hgbA, hgbB, tbpA, exbBD-tonB and toxA). La elevada prevalencia de los genes ompH, psl, nanH, nanB, sodC y hgbA en diferentes hospedadores y tipos capsulares de P. multocida podría indicar que dichos genes tienen mayor relevancia en la patogénesis de dicho microorganismo. El gen pfhA, anteriormente relacionado con la SH en rumiantes, se detectó además en el cien por cien de los aislados porcinos en este estudio. El estudio del perfil de sensibilidad antimicrobiana se realizó mediante la determinación de la concentración mínima inhibitoria (CMI) de diez antimicrobianos. Los aislados procedentes de ganado bovino mostraron elevados porcentajes de susceptibilidad a todos los antibióticos testados a excepción de la lincomicina, completamente inefectiva frente a los aislados de ambas especies. Los aislados procedentes de porcino presentaron mayores porcentajes de resistencia (entre el 15 y el 30%) que los procedentes de bovino a la mayoría de antibióticos testados. Únicamente la enrofloxacina y el ceftiofur mostraron escasos porcentajes de resistencia en los aislados de porcino. Las diferencias en cuanto a resistencias antibióticas del mismo patógeno en los distintos hospedadores podrían deberse al mayor uso de antibióticos en la industria porcina en España. La presencia de brotes periódicos durante la última década en ganado criado en extensivo indica la posibilidad de que la SH sea endémica en ciertas áreas de España, donde puede estar subestimada. El conocimiento del curso y características de los brotes de SH podría evitar la confusión con otras enfermedades, facilitando el diagnóstico de esta enfermedad en la que el tratamiento temprano es fundamental. El gen pfhA parece estar relacionado con el tipo capsular B de P. multocida independientemente del hospedador o de su condición clínica, por lo que podría ser un elemento clave para el control futuro de dicho patógeno. El tratamiento más eficaz de la SH podría obtenerse con ceftiofur, enrofloxacina o gentamicina. Sin embargo, dichos antibióticos representan un grupo de importancia crítica para medicina humana de manera que quedarían restringidos a un uso de emergencia en las primeras fases de la enfermedad. Una vez conocido el perfil de susceptibilidad se priorizarían antibióticos como el cloranfenicol, la penicilina o las tetraciclinas para garantizar un tratamiento efectivo de la SH minimizando el desarrollo de resistencias bacterianas.

Haemorrhagic septicaemia (HS) is an acute, severe infectious disease caused by capsular types B and E of Pasteurella multocida. This systemic pasteurellosis mainly affects cattle and buffaloes in Asian and African countries, where is an endemic disease and causes large economic losses. However, HS remains less known in other countries as its appearance is less common. Several European countries, including Spain, have reported sporadic HS outbreaks in cattle, swine and wildlife during the last decade. Despite the existence of HS vaccines, they have limitations due to the heterogenicity of the etiological agent. Therefore, it is essential the molecular characterization of the strains causing HS outbreaks as well as their antibiotic resistance profile determination to stablish an effective control of this disease. This study aimed to describe several HS outbreaks in swine and the first in cattle occurred in Spain, to characterize biochemical and molecularly the strains involved in these HS outbreaks, and to determine their antibiotic susceptibility profile. Several post-mortem samples from 53 swine outbreaks and the first outbreak in cattle, occurred between 2009 and 2019, were analyzed in this study. The main clinical signs and post-mortem lesions in both host were a vast oedema in the ventral area of the neck as well as brisket regions and widespread haemorrhages in all organs. The etiological agent identification as P. multocida type B, biovar 3, determined HS as the cause of the outbreaks. Molecular study of strains was performed through 9 simple and multiple PCRs. Fourteen virulence associated genes of P. multocida were analysed (ompH, oma87, psl, pfhA, ptfA, nanH, nanB, sodA, sodC, hgbA, hgbB, tbpA, exbBD-tonB and toxA). High prevalence of ompH, psl, nanH, nanB, sodC y hgbA genes in different hosts and capsular types of P. multocida could be indicative of their higher relevance in the pathogenesis of this microorganism. pfhA gene, previously related with HS in ruminants, was detected in all isolated from swine of this study. The susceptibility study was performed through the determination of minimal inhibitory concentration (CMI) in 10 antibiotics commonly used in veterinary medicine. Bovine isolated showed high susceptibility against all antibiotic tested with exception of lincomycin, which resulted completely ineffective against all isolates from both hosts. Swine isolates had greater resistance percentages (between 15 and 30%) than bovine isolates in the majority of antibiotic tested. Enrofloxacin and ceftiofur were the only agents that resulted highly effective in porcine isolates. Differences in the resistance profile of the same etiological agent in different hosts may be due to the greater antibiotic use in the swine industry compared to bovine industry in Spain. The onset of periodic outbreak in free-range livestock during the last decade make possible that HS could have become endemic in certain areas of Spain, where might be underestimated. The recognition of the HS outbreak course and characteristics could avoid confusion with other diseases, facilitating HS diagnosis. pfhA gene seems to be related with capsular type B of P. multocida regardless host specie or clinical status. Therefore, it would be a key gene for HS control. Ceftiofur, enrofloxacin or gentamicin had the most effective susceptibility results against P. multocida type B. However, these antibiotics are classified as highly important agents for human medicine so that their use would be restricted only to emergency treatment in the early onset of HS. Once the susceptibility result is known, should be prioritized chloramphenicol, penicillin or tetracyclines group to ensure an effective HS treatment minimizing the bacterial resistance trend.