UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT DIERGENEESKUNDE Academiejaar 2013 – 2014 HET TROPISME VAN SALMONELLA VOOR HET VOORTPLANTINGSSTELSEL BIJ HUISDIEREN door Hester BRINKMAN Promotoren: Dierenarts R. Haesendonck Prof. dr. F. Pasmans Literatuurstudie in het kader van de Masterproef © 2014 Hester Brinkman Universiteit Gent, haar werknemers of studenten bieden geen enkele garantie met betrekking tot de juistheid of volledigheid van de gegevens vervat in deze masterproef, noch dat de inhoud van deze masterproef geen inbreuk uitmaakt op of aanleiding kan geven tot inbreuken op de rechten van derden. Universiteit Gent, haar werknemers of studenten aanvaarden geen aansprakelijkheid of verantwoordelijkheid voor enig gebruik dat door iemand anders wordt gemaakt van de inhoud van de masterproef, noch voor enig vertrouwen dat wordt gesteld in een advies of informatie vervat in de masterproef. UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT DIERGENEESKUNDE Academiejaar 2013 – 2014 HET TROPISME VAN SALMONELLA VOOR HET VOORTPLANTINGSSTELSEL BIJ HUISDIEREN door Hester BRINKMAN Promotoren: Dierenarts R. Haesendonck Prof. dr. F. Pasmans Literatuurstudie in het kader van de Masterproef © 2014 Hester Brinkman VOORWOORD Allereerst zou ik graag mijn promotor Drs. Roel Haesendonck willen bedanken voor zijn inzet en hulp die hij mij geboden heeft tijdens het maken van deze masterproef. Dankzij zijn snelle reacties met ondersteunend commentaar is een goede communicatie mogelijk geweest. Zijn behulpzame houding heeft ertoe bijgedragen dat het uitvoeren van deze literatuurstudie voor mij een aangename en interessante bezigheid is geworden, waarbij ik tevens nieuwe invalshoeken heb mogen bekijken van opties die mogelijk zijn na de studie diergeneeskunde. Mede door hem ben ik meer geboeid geworden voor de mogelijkheid van het uitvoeren van wetenschappelijk onderzoek. Verder wil ik mijn copromotor, prof. Pasmans, bedanken voor zijn kritische blik, het voorzien van commentaar en suggesties en het mede aandragen van het onderwerp. Ik heb hierdoor kennis kunnen maken met een heel andere kant van de diergeneeskunde. Daarnaast wil ik graag mijn ouders, Willem en Trienke Brinkman, bedanken voor de steun en bijdrage die zij hebben geleverd. Zij zijn gedurende mijn gehele studieverloop altijd een grote (onder)steunende factor geweest. Dit heeft ervoor gezorgd dat ik – met vallen en opstaan – mij heb kunnen ontwikkelen tot de persoon wie ik nu ben. Tenslotte wil ik nog de professoren van de Universiteit Antwerpen en de Universiteit Gent bedanken voor de lessen die zij hebben gegeven en mij daarbij geboeid en gemotiveerd hebben. Dit heeft ertoe bijgedragen dat ik mij erg aangetrokken voel tot de diergeneeskunde, niet enkel tot hetgeen geweten is, maar ook tot hetgeen dat nog ontdekt moet worden. Het blijft mij aansporen om elke keer weer in de materie ‘te duiken’ en zo steeds nieuwe dingen te leren en ontdekken. INHOUDSOPGAVE SAMENVATTING .....................................................................................................................................1 INLEIDING ................................................................................................................................................2 LITERATUURSTUDIE ..............................................................................................................................4 1. SEROTYPES MET EEN TROPISME VOOR DE GONADEN .............................................................4 1.1. SALMONELLA ENTERITIDIS ..............................................................................................5 1.1.1. Salmonella Enteritidis bij de hen ......................................................................5 1.1.2. Overdracht van de kiem naar het ei ..................................................................6 1.1.3. Salmonella Enteritidis bij de haan ....................................................................8 1.2. SALMONELLA PULLORUM EN SALMONELLA GALLINARUM .........................................9 1.3. SALMONELLA DUBLIN .....................................................................................................11 1.4. SALMONELLA ABORTUSOVIS.........................................................................................12 1.5. SALMONELLA ABORTUSEQUI ........................................................................................13 1.6. SALMONELLA CHOLERAESUIS .....................................................................................14 1.7. SALMONELLA TYPHIMURIUM VARIANT COPENHAGEN ..............................................15 2. VERSCHILLEN EN OVEREENKOMSTEN TUSSEN DE SEROTYPES MET EEN TROPISME VOOR HET VOORTPLANTINGSSTELSEL .....................................................................................................16 BESPREKING ........................................................................................................................................18 REFERENTIELIJST ...............................................................................................................................20 SAMENVATTING Salmonellose is een veel voorkomende aandoening bij mens en dier. Symptomen veroorzaakt door deze kiem zijn divers en onder andere afhankelijk van de gastheer en het betreffende serotype. Door verschillende fases in de evolutie van deze bacterie zijn de verschillende serotypes in te delen naargelang hun voorkeur voor één of meerdere gastheerdiersoorten. Het zijn hierbij met name de gastheergeadapteerde en gastheerspecifieke serotypes die in staat zijn de darm te verlaten en meerdere organen te koloniseren, waaronder de gonaden. Dit laatste kan implicaties hebben voor de gastheer, voor diens nakomelingen, alsook voor de mens. Dit zoönotische aspect is bijvoorbeeld bij Salmonella Enteritidis aanwezig als gevolg van de overdracht van de kiem naar de eieren. Kolonisatie van de gonaden biedt ook de mogelijkheid om via verticale overdracht bij de nakomelingen terecht te komen, met mogelijke persistentie in een populatie tot gevolg. Van enkele serotypes is het tropisme voor de gonaden zeer duidelijk in de literatuur beschreven, terwijl dit bij andere serotypes minder aan bod komt of waarvan deze eigenschap nog onvoldoende onderzocht werd. In deze masterproef zal een overzicht gegeven worden van de huidige literatuur inzake serotypes met een gekend tropisme voor de gonaden. Voornamelijk het mechanisme achter de kolonisatie, de voor- en nadelen hiervan voor de bacterie in de pathogenese en de gevolgen voor het dier zullen belicht worden. Dit overzicht moet nieuwe inzichten brengen in deze strategie van Salmonella en zal bijdragen tot een betere kennis van kiem-gastheerinteracties. Key words: gastheeradaptatie, gastheerspecificiteit, kiem-gastheerinteractie, Salmonella, voortplantingsstelsel 1 INLEIDING Salmonella is een gram negatieve, staafvormige bacterie die taxonomisch ingedeeld wordt onder de Enterobacteriaceae. Het is een obligaat symbiotische kiem, hoewel overleven in de omgeving gedurende langere tijd mogelijk is. De kiem komt voor bij een uitgebreid scala aan species waaronder zoogdieren, vogels en reptielen. Salmonella kan intracellulair (in onder andere macrofagen) overleven en hier zelfs vermeerderen, waardoor latente dragers kunnen ontstaan (Andrews-Polymenis et al., 2010). Nadat enkele veranderingen zijn doorgevoerd wat betreft de nomenclatuur van Salmonella is het tot de huidige classificatie gekomen, waarbij het genus Salmonella wordt ingedeeld in twee species, namelijk Salmonella enterica en Salmonella bongori (Brenner et al., 2000; Andrews-Polymenis et al., 2010). Salmonella enterica is ingedeeld in zes verschillende subspecies met een aparte naam en een Romeins cijfer. Deze subspecies zijn verder ingedeeld in verschillende serotypes op basis van hun antigenische formule. Op dit moment zijn er meer dan 2500 serotypes beschreven (Grimont en Weill, 2007; Foley en Lynne, 2008). Negenenvijftig procent hiervan behoort tot het subspecies enterica welke verantwoordelijk zijn voor 99% van de Salmonella infecties bij mensen en warmbloed dieren (Desai et al., 2013). Vooral op dit subspecies zal hier verder worden ingegaan. Binnen Salmonella enterica subspecies enterica kunnen de serovars ingedeeld worden in drie groepen op basis van hun gastheerspectrum. Een eerste groep wordt gevormd door de strikt gastheerspecifieke salmonella’s, die bij één diersoort voorkomen en hier een systemische infectie kunnen veroorzaken (bijvoorbeeld Salmonella Gallinarum bij pluimvee en Salmonella Typhi bij de mens). Een tweede groep bestaat uit gastheer geadapteerde salmonella’s, die voornamelijk bij één specifieke gastheer voorkomen, maar ook andere species kunnen infecteren. Doorgaans is er nauw contact tussen deze species (Uzzau et al., 2000; Rabsch et al., 2002; Pasmans et al., 2004) (bijvoorbeeld Salmonella Dublin) (Rabsch et al., 2002). Een laatste groep bestaat uit niet gastheerspecifieke salmonella’s, welke bij meerdere diersoorten voorkomen. Hierbij is de intestinale fase van de infectie het belangrijkste en veelal is de infectie gelimiteerd tot deze fase. Onder andere niet gastheerspecifieke Salmonella Typhimurium stammen van varkens veroorzaken gastro-enteritis bij mensen en dienen bijgevolg als zoönotische agentia beschouwd te worden (Uzzau et al., 2000). De evolutie van sommige serotypes naar gastheeradaptatie is in te delen in drie verschillende fasen en ligt mede aan de basis van de mogelijkheid om de gonaden te koloniseren. De eerste twee fasen van de evolutie hadden betrekking op de zogenaamde Salmonella pathogeniciteits-eilanden (SPI) (Bäumler et al., 1998), grote onstabiele chromosoomsegmenten, die enkel bij de pathogene species voorkomen (Ochman en Groisman, 1996). In de eerste fase van de evolutie kwam het SPI-1 tot ontwikkeling dat codeert voor virulentiefactoren voor de intestinale fase van een infectie (Bäumler et al., 1998). Hieronder vallen bijvoorbeeld de adhesines die nodig zijn voor de invasie van de kiem. Deze genen zijn verschillend voor de verschillende diersoorten en staan dus mede in voor het weefseltropisme en de gastheerrange van de serotypes (Bäumler et al., 1998). Tijdens de tweede fase van de salmonella-evolutie divergeerden Salmonella 2 enterica en Salmonella bongori. Het onderscheid tussen beiden wordt gemaakt door genen op het SPI2 die nodig zijn voor de systemische fase van de infectie (Ochman en Groisman, 1996; Bäumler et al., 1998). De derde en laatste fase in de evolutie wordt gekarakteriseerd door de gastheeradaptatie van Salmonella enterica subspecies enterica naar warmbloed vertebraten. Gastheer geadapteerde serotypes missen virulentiefactoren die wel aanwezig zijn bij serotypes met een brede gastheerrange (Bäumler et al., 1998). Van de Salmonella subspecies heeft enkel Salmonella enterica subspecies enterica de capaciteit om de interne organen van onze huisdieren te koloniseren (systemische infectie) en te overleven en vermenigvuldigen in cellen van het reticulo-endotheliaal systeem (Bäumler et al., 1998; Gog et al., 2012). Deze intracellulaire overleving in bijvoorbeeld macrofagen is essentieel voor de virulentie en is een belangrijk element in de kiem-gastheerinteractie (Fields et al., 1986). De kolonisatie van verschillende organen is niet enkel belangrijk voor de kiem zelf, maar heeft ook gevolgen voor het dier en eventueel de mens. De mogelijkheid om in de gonaden te verblijven, draagt ook bij aan de mogelijke verspreiding van de kiem via verticale transmissie. Dit gegeven is niet enkel interessant in het begrijpen van kiem-gastheerinteracties, maar is ook van uitermate groot belang voor het onderhoud van een Salmonella besmetting binnen een populatie met mogelijke gevolgen voor dier en mens. Het zijn enkel kiemen behorende tot de gastheerspecifieke en gastheer geadapteerde species waarbij de gonaden betrokken zijn in de pathogenese. Bijgevolg zal deze studie zich tot deze serotypes beperken. 3 LITERATUURSTUDIE 1. SEROTYPES MET EEN TROPISME VOOR DE GONADEN Tabel 1. Serotypes met een tropisme voor het voortplantingsstelsel (de zoönotische serotypes zijn hierbij vetgedrukt) (naar Werner et al., 1984; Jones et al., 2001; Wigley et al., 2001; Akiba et al., 2003; Lee et al., 2003; Pasmans et al., 2003; Rosenbaum Nielsen, 2003; Chiu et al., 2004; Helm et al., 2004; McMullin, 2004; Shah et al., 2005; Spickler, 2005; Ferreras Mdel et al., 2007; Paulin et al., 2007; Raveendran et al., 2007; Mohanty et al., 2009; Kahn et al., 2010; Ravneet en Purabi, 2011; Blondel et al., 2012; Buckle et al., 2012; Di Gennaro et al., 2012; Martel, 2013; Rocha-e-Silva et al., 2013; Vigliani en Bakardjiev, 2013) Serotype Natuurlijke gastheer Gevolgen van de infectie Salmonella Enteritidis Pluimvee Geen klinische symptomen, ei contaminatie Salmonella Pullorum en Pluimvee (andere Algemene symptomen, neonatale sterfte, Gallinarum vogels) (sterfte in het ei) Salmonella Dublin Herkauwers Abortus, algemene symptomen, artritis, meningoencephalitis Salmonella Abortusovis Schaap (geit) Abortus, metritis, septicemie, diarree, pneumonie Salmonella Abortusequi Paard Abortus, epididymitis, artritis, preputiumzwelling, ontsteking van de tunica vaginalis, orchitis, testisatrofie Salmonella Choleraesuis Varken Enterocolitis, septicemie, mortaliteit van net gespeende biggen, algemene symptomen, respiratoire symptomen Salmonella Typhimurium Duif Mortaliteit, algemene symptomen, variant Copenhagen splenomegalie, hepatomegalie, granuloma’s, (phaagtypes 2 en 99) artritis, zenuwsymptomen, gedaalde fertiliteit (sterfte van nestjongen en daling van bevruchtingspercentage en eileg) Salmonella enterica Schaap Scrotale vergroting, abcessen in testes, subspecies diarizonae Salmonella Typhi en epididymis Mens Abortus, (para)tyfus, neonatale sepsis, sterfte Paratyphi A 4 Van enkele Salmonella serotypes is het tropisme voor de gonaden bij een specifieke diersoort beschreven (Tabel 1). Deze maken, zoals reeds hoger vermeld, slechts een kleine minderheid uit van alle beschreven serotypes. Het belang in de pathogenese, alsook het klinische en economische belang verschilt per species en zal hier voor de serotypes bij de huisdieren verder worden uitgediept. Daarnaast zullen gekende mechanismen achter deze kolonisatie en persistentie besproken worden. Infectie van de ram met Salmonella enterica subspecies diarizonae is slechts één keer beschreven en de rol van de kiem in gonadale kolonisatie is onduidelijk (Ferreras Mdel et al., 2007). Bij mensen is recent gebleken (op basis van informatie uit een geval van Salmonella Typhi bij een zwangere vrouw) dat deze kiem in staat is om de placentabarrière te doorbreken met abortus tot gevolg (Vigliani en Bakardjiev, 2013). Zowel voor dit subspecies bij de ram, alsook voor de serotypes die abortus kunnen veroorzaken bij de mens, zal in deze masterproef niet verder worden ingegaan. 1.1. SALMONELLA ENTERITIDIS In de literatuur wordt als Salmonella serotype met een tropisme voor het voortplantingsstelsel vaak het serotype Enteritidis vernoemd. Zijn tropisme voor de gonaden bij pluimvee met vervolgens mogelijke overdracht naar het ei, maakt Salmonella Enteritidis een belangrijke zoönotische kiem (De Vylder et al., 2013). Gantois et al. (2009a) toonde aan dat het in 62,5% van de met Salmonella besmette eieren om Salmonella Enteritidis gaat. Dit alles verklaart dan ook het uitgebreide onderzoek dat al gevoerd is naar deze kiem. 1.1.1. Salmonella Enteritidis bij de hen Salmonella Enteritidis gaat heel specifieke interacties aan met het voortplantingsstelsel van de hen, met name met het oviduct. Hier zal de kiem ingesloten worden in het ei en meer bepaald aan specifieke eicomponenten (De Vylder et al., 2013). Zijn rol in kolonisatie van het voortplantingsstelsel is veelvuldig bij het vrouwelijk dier bestudeerd omwille van het zoönotisch belang, zonder veel aandacht voor het mannelijke voortplantingsstelsel. De kiem kan op verschillende manieren in de genitale tractus van de hen terechtkomen (Keller et al., 1995; Miyamoto et al., 1997). Een eerste manier is het opklimmen na intravaginale infectie naar de lagere delen van het oviduct, waar vervolgens het ei gecontamineerd wordt (De Buck et al., 2004; Gantois et al., 2009a). Een tweede, en meest voorkomende, mogelijkheid is een infectie van het genitale stelsel na systemische spreiding vanuit de luchtwegen of intestinale epitheelcellen na respectievelijk inhalatie of orale opname. Hierbij wordt de infiltratie van immuuncellen (voornamelijk macrofagen) gestimuleerd die voor de opname, het overleven, repliceren en verspreiden van bacteriën zorgen. Hiervoor is het eerder genoemde SPI-2 noodzakelijk (Keller et al., 1995; Gantois et al., 2009a). Voor deze manier van verspreiding zijn ook het type 3 secretie systeem-1 en -2 van belang. Het type 3 secretie systeem-2 (T3SS-2) zou verantwoordelijk zijn voor systemische infectie met intracellulaire overleving in macrofagen, terwijl het type 3 secretie systeem-1 (T3SS-1) voornamelijk van belang is 5 voor de invasie van het intestinale epitheel (Gantois et al., 2009a). Via deze weg kan het ovarium en vervolgens het oviduct bereikt worden (Gantois et al., 2009a). Een derde en laatste weg om in het oviduct terecht te komen is na ascenderende infectie vanuit de cloaca (coprodeum) (Gantois et al., 2009a). Ondanks de immuunrespons van de hen kan Salmonella Enteritidis, zonder verdere gevolgen voor de hen, persisteren in de reproductieve weefsels. Bovendien wordt hierbij geen legdaling of abortieve eivorming waargenomen (Keller et al., 1995; Bichler et al., 1996; Gantois et al., 2009a). De kiem ontsnapt hierbij aan de defensiemechanismen, waarbij de regulatie van de oviductkolonisatie een complex geheel vormt. Factoren die hierbij mogelijk een rol zouden kunnen spelen zijn onder andere type 1 fimbriae, flagellen, lipopolysaccharides, type 3 secretiesysteem-1 en -2, genen betrokken bij de motiliteit, stressrespons en binding aan fibronectine (Gantois et al., 2009a). Zo zou een gen dat betrokken is bij de synthese van een O-antigen, namelijk het rfbH gen, noodzakelijk zijn voor de kiemgroei in het ei en de overleving in het albumen bij 42 graden Celcius (Gantois et al., 2009b). Naast eerder genoemde genen spelen volgens Gantois et al. (2008) ook het purA gen en verschillende andere enzymen een rol bij de persistentie in het voortplantingsstelsel van de hen. Zij konden ook de rol van een gen gelegen op het virulentie plasmide van Salmonella Enteritidis in oviduct kolonisatie aantonen. Uit recent onderzoek van Raspoet et al. (2011) is gebleken dat twee andere genen ook van belang zijn bij de overleving van Salmonella Enteritidis in het oviduct en in het ei. Deze genen, uspA en uspB (‘universal stress protein’), worden uitgesproken tot expressie gebracht als de kiem zich bevindt in het ongunstige milieu van het oviduct en het ei. Ze zouden hierbij instaan voor de resistentie van de kiem en zijn wellicht ook noodzakelijk voor de persistentie in het ei en het voortplantingsstelsel van de hen. 1.1.2. Overdracht van de kiem naar het ei Zoals reeds eerder vermeld, is de kolonisatie van het ovarium en oviduct door septicemie de belangrijkste route (Keller et al., 1995; Bichler et al., 1996; Haines et al., 2013). De kiem kan bij één derde van de hennen terug gevonden worden in het ovarium (Martel, 2013). De kiem kan bovendien in verschillende delen van het oviduct worden teruggevonden (Keller et al., 1995; Bichler et al., 1996; Haines et al., 2013) (Figuur 1). Hierbij is het opvallend dat hogere kiemaantallen voorkomen in eieren van recent geïnfecteerde hennen en in eieren die zich nog in het oviduct bevinden (Keller et al., 1995). 6 Figuur 1. Weefsels waarin Salmonella Enteritidis is teruggevonden bij leghennen na orale inoculatie (uit Keller et al., 1995) Afhankelijk van waar Salmonella Enteritidis het ovarium of oviduct koloniseert, kan de kiem geïncorporeerd worden in een specifiek onderdeel van het ei (De Buck et al., 2004; Gantois et al., 2009a) (Figuur 2). De kiem wordt voornamelijk teruggevonden in het eiwit door associatie met het magnum (Gantois et al., 2009a). Uit voorgaand onderzoek van Gast et al. (2002) bleek daarentegen dat de kiem frequenter in de dooier werd teruggevonden dan in het eiwit. Figuur 2. Lokalisatie van Salmonella Enteritidis in het ei na infectie van specifieke delen van de genitale tractus van de hen (uit Gantois et al., 2009a) 7 Naast de hoger vermelde contaminatieroutes suggereren sommige bronnen dat de meeste eieren geïnfecteerd worden door oppervlaktecontaminatie (Barrow en Lovell, 1991; Stewart en Rambo, 2000). Deze besmettingsroute moet in het achterhoofd gehouden worden daar de kiem na het leggen van het ei nog steeds in het ei terecht kan komen (Braden, 2006). Bijgevolg is fecale contaminatie van de eischaal met vervolgens besmetting van het ei een vierde mogelijke besmettingsroute, waarbij de gonaden van de hen in kwestie mogelijks niet gekoloniseerd zijn. De mogelijkheid om te overleven in het eiwit bij de lichaamstemperatuur van de hen is een belangrijke factor (Guan et al., 2006; De Vylder et al., 2013). Bij deze temperatuur van 42 graden Celcius is de kiem niet in staat om de vitelliene membraan te penetreren door hittestress en enzymactiviteit van onder andere ovotransferrine en lysozyme. Penetratie en vermenigvuldiging is pas mogelijk bij 25-30 graden Celcius, waaruit blijkt dat de kiem voor de ovipositie niet in de dooier dringt (Guan et al., 2006). 1.1.3. Salmonella Enteritidis bij de haan Ondanks het gegeven dat Salmonella Enteritidis niet voorkomt in de reproductieve tractus van het mannelijke dier (Cox et al., 2005), is er toch onderzoek uitgevoerd naar de mogelijke overdracht van Salmonella van het mannelijke naar het vrouwelijke dier tijdens de copulatie. Zo is er mogelijks nog een extra weg van overdracht van Salmonella naar de vrouwelijke gonaden. Doordat de kiem wel in de ceca, maar niet in de reproductieve organen van de haan kon worden teruggevonden, laat vermoeden dat spermacontaminatie optreedt tijdens de passage door de cloaca en niet na hematogene verspreiding (Figuur 3) (Cox et al., 2005). Dit is bovendien de plaats waar het sperma wordt afgezet tijdens de copulatie bij zowel het mannelijke als het vrouwelijke dier (Haines et al., 2013). . Figuur 3. Voorkomen van Salmonella bij de haan (uit Cox et al., 2005) Specifiek onderzoek (elektronenmicroscopie) toonde aan dat Salmonella in staat is om aan te hechten aan zowel de kop, de hals, als de staart van spermatozoa (Figuur 4 en 5) (Vizzier-Thaxton et al., 2006). De bacteriën gebruiken het semen als het ware als transportmiddel (De Buck et al., 2004; Cox et al., 2005), hetzij wel met een verminderde motiliteit van de spermatozoa tot gevolg (Figuur 6) (Haines et al., 2013). Ook kon Salmonella worden teruggevonden in het semen van kalkoenen, zonder dat dit resulteerde in structurele gevolgen voor het sperma (Haines et al., 2013). Aangezien bij de studie van 8 Vizzier-Thaxton et al. (2006) een grotere verhouding bacteriën ten opzichte van spermatozoa werd gebruikt dan voorkomt in natuurlijke omstandigheden, is verder onderzoek nodig om definitieve conclusies te trekken over de in vivo aanhechting aan spermacellen en de mogelijkheid tot overdracht naar de hen (Vizzier-Thaxton et al., 2006). Figuur 4 en 5. Scanning elektronenmicroscopische opnamen van aanhechting van Salmonella aan verschillende delen van de spermatozoa (uit Vizzier-Thaxton et al., 2006) Figuur 6. Reductie van de spermakwaliteit door de aanwezigheid van Salmonella (uit Haines et al., 2013) 1.2. SALMONELLA PULLORUM EN SALMONELLA GALLINARUM Salmonella Pullorum is de veroorzaker van de zogenaamde ‘Pullorum disease’, een acute systemische ziekte gekenmerkt door hoge mortaliteit bij jonge kuikens, maar die nauwelijks klinisch tot uiting komt bij adulte dieren (Wigley et al., 2001; Kahn et al., 2010; Li et al., 2013). Salmonella Gallinarum kan daarentegen, als veroorzaker van ‘Fowl Typhoïd’, wel zorgen voor mortaliteit bij volwassen pluimvee. Ouderdieren van vleeskippen en leghennen van bruine eieren blijken hiervoor extra gevoelig te zijn (Jones et al., 2001; Lee et al., 2003; McMullin, 2004; Shah et al., 2005; Barrow en Freitas Neto, 2011; Blondel et al., 2012; Rocha-e-Silva et al., 2013). Salmonella Gallinarum kan naast kippen ook andere vogelsoorten infecteren, maar dit gebeurt minder frequent (McMullin, 2004; Martel, 2013; Rocha-e-Silva 9 et al., 2013). Ook voor Salmonella Pullorum worden wilde vogels als mogelijk reservoir gezien (Wigley et al., 2001). Bij de mens kan een infectie leiden tot enteritis (Wigley et al., 2005). Industrieel gehouden pluimvee werd jarenlang geteisterd door deze kiemen met grote economische gevolgen. Door controle maatregelen zijn de kiemen in sommige landen grotendeels geëradiceerd (Wigley et al., 2001; McMullin, 2004). Tegenwoordig komt Salmonella Pullorum echter wel voor door de winnende populariteit van de “vrije uitloop” systemen, met ook hier economische verliezen tot gevolg (Wigley et al., 2001). Salmonella Gallinarum werd recent opnieuw aangetroffen bij leghennen na reversie van de gebruikte vaccinstam naar het wildtype (Van Immerseel et al., 2013). Infectie met Salmonella Pullorum kan resulteren in abnormaliteiten en lesies van de ovaria en follikels. De kiem kan hierbij meer dan 40 weken persisteren in de reproductieve organen en de milt (Wigley et al., 2001). De persistentie van Salmonella Pullorum en Gallinarum ter hoogte van het ovarium en het oviduct (Wigley et al., 2001; McMullin, 2004; Wigley et al., 2005) kan leiden tot transovariële overdracht naar het ei en dus naar het nageslacht (Wigley et al., 2001; McMullin, 2004; Wigley et al., 2005; Kahn et al., 2010). Volgens Martel (2013) vormen de met Salmonella Pullorum besmette kuikens een bron voor horizontale spreiding en zijn de meeste uitbraken terug te voeren op de initiële besmetting van broedeieren. Bij infectie van jonge dieren met Salmonella Pullorum kunnen asymptomatische dragers ontstaan (Kahn et al., 2010; Barrow et al., 2012). Infectie met Salmonella Gallinarum kan bij pluimvee leiden tot algemene ziektesymptomen, waaronder depressie, afwijkende veren, polydipsie, anorexie en diarree (McMullin, 2004; Rocha-e-Silva et al., 2013). De klinische symptomen en lesies bij jonge dieren zijn bij Salmonella Pullorum en Salmonella Gallinarum hetzelfde (Kahn et al., 2010). De mechanismen die de kiemen gebruiken om de ovaria te koloniseren, er te persisteren en vervolgens in de eieren terecht te komen, zijn nog niet geheel gekend (Wigley et al., 2001; Shah et al., 2005; Wigley et al., 2005). Voor Salmonella Pullorum zijn wel verschillende hypotheses (persistentie in macrofagen (Wigley et al., 2001; Wigley et al., 2005; Barrow en Freitas Neto, 2011), infectie van monocyten (Wigley et al., 2001), productie van gonadale hormonen (Wigley et al., 2001; Wigley et al., 2005; Rocha-e-Silva et al., 2013) of modulatie van de immuunrespons (met een hogere T-helpercel 2 respons in plaats van een T-helpercel 1 respons) (Barrow en Freitas Neto, 2011; Barrow et al., 2012)) naar voren geschoven. Voor Salmonella Gallinarum zou een endotoxine van belang zijn voor de virulentie (Rocha-e-Silva et al., 2013) en zou het type 3 secretiesysteem opnieuw een rol spelen in de overleving in macrofagen en de vermenigvuldiging in cellen van het reticulo-endotheliale systeem (Jones et al., 2001). Volgens Barrow en Freitas Neto (2011) zou de intracellulaire overleving wellicht een gevolg kunnen zijn van het verlies van verschillende ‘metabole pathways’ en zou bijvoorbeeld de afwezigheid van flagellen een rol kunnen spelen in het uitblijven van een sterke inflammatoire reactie. Er zijn ook indicaties dat de cellulaire respons tijdens de leg door niet-specifieke mechanismen onderdrukt wordt. Het voortplantingsstelsel kan zo geïnfecteerd worden, met overdracht naar het ei tot gevolg (Barrow en Freitas Neto, 2011). 10 Besmetting van kuikens door Salmonella Gallinarum wordt beïnvloed door verschillende factoren, waaronder vochtigheid, kiemaantal, temperatuur, opslagcondities van de eieren en specifieke bacteriële stam (Rocha-e-Silva et al., 2013). Er kunnen hierbij kuikens geboren worden die kort na het uitkippen sterven (Martel, 2013). In tegenstelling tot deze bevindingen wordt in andere bronnen vermeld dat dit serotype slechts zelden het oviduct infecteert of overgedragen wordt naar de eieren (Wigley et al., 2005; Barrow en Freitas Neto, 2011). Voor de persistentie van de kiem bij jonge dieren is de immature immuniteit wellicht verantwoordelijk (Barrow en Freitas Neto, 2011). Verdere (moleculaire) studies zijn noodzakelijk om dit alles na te gaan. Salmonella Pullorum kan na infectie ook persisteren bij mannelijke dieren, al gebeurt dit echter niet ter hoogte van de geslachtsorganen (Wigley et al., 2005; Barrow en Freitas Neto, 2011). Voor Salmonella Gallinarum ontbreken gegevens hierover. 1.3. SALMONELLA DUBLIN Bij het rund zijn er voornamelijk twee Salmonella serotypes van belang. Bij kalveren is dit Salmonella Typhimurium en bij volwassen runderen Salmonella Dublin. Deze laatste kan zorgen voor abortus bij het rund (Hinton, 1977; Rosenbaum Nielsen, 2003) en is opnieuw een veroorzaker van humane salmonellose (Werner et al., 1979; Fierer, 1983; Fang en Fierer, 1991; Rosenbaum Nielsen, 2003). De symptomen die bij het rund gezien worden verschillen naargelang het gaat om een peracute, acute of chronische infectie. Een peracute infectie kan leiden tot snelle sterfte. Bij acute infecties worden er eerder symptomen gezien van koorts, depressie, diarree, zenuwsymptomen, productiedaling en abortus (Rosenbaum Nielsen, 2003). Abortus kan echter ook optreden zonder voorgaande klinische symptomen (Hinton, 1977). De chronische infecties komen vooral voor bij dieren ouder dan 6 à 8 weken en gaan gepaard met een algemene conditiedaling (Rosenbaum Nielsen, 2003). De opname van de kiem gebeurt voornamelijk via voedsel, water of melk, maar intrede via de slijmvliezen, luchtwegen of opklimmend via het tepelkanaal of de genitale tractus is ook mogelijk (Rosenbaum Nielsen, 2003). Daarnaast vermeldt Hinton (1977) de mogelijkheid tot kiemisolatie uit geaborteerd materiaal. De kiem gaat na orale opname naar het intestinale weefsel waarna de kiem na bacteriëmie in de lymfeknopen, milt en longen terechtkomt. Hier kan de kiem groeien en een secundaire bacteriëmie veroorzaken, waardoor het organisme terechtkomt in de gonaden en een infectie veroorzaakt in de placentomen. De kiem kan snel vermenigvuldigen in het bindweefsel van de cotyledonen, waarbij de foetale villi vernietigt worden. Er ontstaat meestal foetale sterfte met abortus, voornamelijk in de zevende maand van de dracht. De abortus wordt hierbij vaak vooraf gegaan door een stressvolle periode. Over de precieze pathogenese bestaan nog veel tegenstrijdigheden (Rosenbaum Nielsen, 2003). 11 Om de pathogenese van de abortus door Salmonella Dublin te achterhalen is er onderzoek uitgevoerd met runderen die intraveneus geïnoculeerd werden met deze kiem (Rosenbaum Nielsen, 2003). Aangenomen wordt dat het prostaglandine F2α, geïnduceerd door een endotoxine van Salmonella, de voornaamste oorzaak is voor de abortus. Andere auteurs maken melding dat de placentale destructie resulteert in hormonale veranderingen, welke de initiatie vormen voor de abortus (Hall en Jones, 1977). Over de exacte pathogenese zijn dus nog geen eenduidige resultaten verkregen (Rosenbaum Nielsen, 2003). De overdracht kan ook van moeder op kalf plaatsvinden (Rosenbaum Nielsen, 2003). Indien de foetus de infectie zoals hoger beschreven overleeft, zal een congenitaal geïnfecteerd kalf ontstaan, dat wellicht zelf ook de kiem kan gaan uitscheiden. Tevens kan Salmonella Dublin voor langere tijd in de kudde aanwezig blijven door de aanwezigheid van dragerdieren. Deze kunnen de kiem continu of intermitterend uitscheiden of dus overdragen op het nageslacht (Rosenbaum Nielsen, 2003). 1.4. SALMONELLA ABORTUSOVIS Salmonella enterica subspecies enterica serovar Abortusovis is waarschijnlijk een gastheer geadapteerde kiem (Sanchis en Pardon, 1984; Pardon et al., 1988) die echter occasioneel is geïsoleerd bij andere diersoorten, waaronder geiten en konijnen. Dit serotype heeft geen zoönotisch belang (Spickler, 2005), maar kan uiteraard gepaard gaan met economische verliezen (Rubino et al., 1993; Spickler, 2005). De kiem wordt meestal in een kudde gebracht door een geïnfecteerd schaap en ondanks het feit dat de meeste ooien een goede immuniteit opbouwen na infectie, kunnen er asymptomatische dragers voorkomen (Spickler, 2005). Bij onderzoek waarbij ooien gastraal en subcutaan werden geïnoculeerd met de kiem is gebleken dat deze routes kunnen leiden tot infectie van de ooi met mogelijke abortus tot gevolg (Pardon et al., 1983). Uit andere onderzoeken kon op deze manier echter geen abortus geïnduceerd worden (Sanchis en Pardon, 1984). Na enkele maanden kon in de studie van Pardon et al. (1983) geen Salmonella Abortusovis meer geïsoleerd worden na bacteriologisch onderzoek van organen genomen tijdens autopsie van deze ooien. Meestal gebeurt de besmetting via de conjunctivale, respiratoire of orale weg, maar ook een venerische overdracht is wellicht mogelijk (Spickler, 2005). Na een periode van bacteriëmie worden de gonaden bereikt en wordt ook hier de foetale placenta gekoloniseerd (Pardon et al., 1988). De kiem kan vervolgens teruggevonden worden in placenta’s, geaborteerde foeti (Sanchis en Pardon, 1984; Pardon et al., 1988; Spickler, 2005), geïnfecteerde neonati en vaginale afscheiding. Ook de fecale uitscheiding en uitscheiding via de melk vormen een mogelijke overdrachtroute (Pardon et al., 1988; Spickler, 2005). De kiem is bij schapen een oorzaak van abortus, die in naïeve kuddes echte abortusstormen kan veroorzaken, waarbij tot 60% van de dieren getroffen kan worden. In kuddes waar de kiem endemisch voorkomt, kunnen sporadisch abortussen voorkomen bij jonge en nieuw geïntroduceerde dieren (Rubino et al., 1993; Spickler, 2005). Occasioneel ziet men metritis optreden door secundaire bacteriële infecties. De meeste dieren lijken gezond, maar een enkele keer kan koorts gezien worden (Rubino et 12 al., 1993; Spickler, 2005). De meeste abortussen treden op gedurende de tweede helft of laatste derde van de dracht. Hierbij kunnen de geaborteerde foeti en placenta’s normaal of geautoliseerd zijn. Ook kunnen lammeren dood of levend geboren worden en binnen enkele uren sterven door septicemie. Een enkele keer worden de lammeren schijnbaar gezond geboren, maar sterven ze alsnog binnen drie weken. Soms worden daarbij symptomen gezien van diarree of pneumonie (Spickler, 2005). Bij de ram worden geen klinische symptomen beschreven, al wordt er wel seroconversie waargenomen (Pardon et al., 1988). Sanchis et al. (1986) hebben bovendien geen kolonisatie van de gonaden van de ram waargenomen, hoewel een venerische overdracht wellicht mogelijk is. 1.5. SALMONELLA ABORTUSEQUI Salmonella enterica subspecies enterica serovar Abortusequi is verantwoordelijk voor het zogenaamde equine paratyphoïd (Akiba et al., 2003; Di Gennaro et al., 2012). Het is een gastheer geadapteerd serotype en zorgt naast septicemie en artritis (Erbeck, 1988; Di Gennaro et al., 2012) ook voor abortus (Erbeck, 1988; Madić et al., 1997; Di Gennaro et al., 2012). Het aantal abortussen kan oplopen van 50 tot 90% (Erbeck, 1988). De kiem werd als oorzakelijk organisme aangetoond in placenta’s en een foetus bij een abortusuitbraak (Madić et al., 1997). Abortus vindt daarbij plaats tussen de zes en negen maanden dracht (Erbeck, 1988). Uit de enkele beschreven gevallen van humane infecties na behandeling van een merrie die geaborteerd had en de consumptie van paardenvlees, kan opgemaakt worden dat Salmonella Abortusequi geen strikt gastheerspecifieke kiem is (Bruner, 1946). Besmetting met de kiem kan gebeuren door de opname van gecontamineerd voedsel of via uteriene secreties na een abortus (Buigues et al., 2012; Di Gennaro et al., 2012). Wellicht is het ook mogelijk dat de merrie drager blijft van de kiem na infectie (Buigues et al., 2012). Door de persistentie van de kiem in de uterus kunnen er herhaaldelijk abortussen ontstaan (Erbeck, 1988), maar om de verantwoordelijke factoren hiervan te detecteren zijn nog verdere onderzoeken nodig. De foetale sterfte door Salmonella Abortusequi is niet enkel het gevolg van abortus, maar ook resorptie werd beschreven (Singh et al., 2002). Bij infectie tijdens de latere fases van de dracht kan er een gewone partus optreden, al is de overlevingskans voor de jongen vrijwel nihil (Singh et al., 2002). De exacte pathogenese van abortus is nog niet volledig gekend (Erbeck, 1988). Infectie met gram negatieve bacteriën kan leiden tot abortus door de endotoxines die in de bloedbaan terechtkomen en systemisch door het lichaam worden verspreid. Uit onderzoek met het endotoxine van Salmonella Abortusequi geïnoculeerd bij muizen is gebleken dat het endotoxine schadelijk was gedurende alle drachtstadia van de muis, maar voornamelijk tijdens de placentavorming (Erbeck, 1988). Bij cavia’s is gebleken dat Salmonella Abortusequi (wildtype) zorgt voor een gedaalde vruchtbaarheid bij de cavia. Bepaalde mutanten (ΔhtrA en ΔaroA-htrA) bleken geen invloed te hebben op de fertiliteit van de gebruikte proefdieren. Deze genen zijn dus mogelijks interessant voor de pathogenese van 13 Salmonella Abortusequi (Singh et al., 2002; Singh et al., 2007). Studies bij paarden met deze mutanten ontbreken echter. Uit onderzoek bij mannelijke dieren is gebleken dat Salmonella Abortusequi niet langer dan een week kan persisteren, terwijl de kiem meer dan tien weken na experimentele inoculatie nog gedetecteerd kon worden bij drachtige merries (Singh et al., 2002). De letsels die ter hoogte van het mannelijke genitale stelsel worden gezien zijn preputiumzwelling, epididymitis en ontsteking van de tunica vaginalis. Afwijkingen aan het scrotum zijn het gevolg van orchitis en testisatrofie (Erbeck, 1988). Bij orchitis (Erbeck, 1988; Akiba et al., 2003; Ferreras Mdel et al., 2007) kan de kiem uit de testis geïsoleerd worden (Ferreras Mdel et al., 2007). 1.6. SALMONELLA CHOLERAESUIS Salmonella enterica subspecies enterica serotype Choleraesuis is een gastheer geadapteerde kiem die bij varkens paratyfus kan veroorzaken (Chiu et al., 2004) dat zich klinisch uit als enterocolitis en septicemie (Chiu et al., 2004; Schwartz, 2004). Er kan een systemische ziekte met een hoge mortaliteit ontstaan, voornamelijk bij intensief gehouden net gespeende biggen (Paulin et al., 2007). Bovendien kan het gepaard gaan met abortus bij drachtige zeugen (Uzzau et al., 2000). Bij geïnfecteerde varkens kunnen verder lethargie, koorts, pneumonie en diarree gezien worden (Paulin et al., 2007). Dit serotype is bijgevolg van economisch belang. Humane besmettingen worden beschreven en uiten zich vooral als intestinale problemen, maar ook als extra-intestinale infecties, zoals meningitis, artritis en osteomyelitis (Chiu et al., 2004). Zoals andere serotypes is ook Salmonella Choleraesuis in staat te overleven in macrofagen. De kiem onderdrukt hierbij de degranulatie en de productie van waterstofperoxide door de macrofaag (Chiu et al., 2004). Ook biggen kunnen drager zijn van de kiem (Chiu et al., 2004), waarschijnlijk door toedoen van de maternale immuniteit (Schwartz, 2004), het overladen van het immuunsysteem (Chiu et al., 2004) en het ontlopen van de gastheerimmuniteit door de trage replicatie van de kiem (Paulin et al., 2007). Deze dragers vormen een belangrijke bron van besmetting voor andere dieren (Chiu et al., 2004). De meeste geïnfecteerde biggen vertonen na 36 à 48 uur klinische symptomen en herstellen binnen 9 à 12 weken. De kiem kan infectieus blijven in de omgeving en kan zo voor langdurige contaminatie zorgen (Chiu et al., 2004). Kiemopflakkeringen kunnen voorkomen onder invloed van één of meerdere stressfactoren, waardoor dragers opnieuw Salmonella Choleraesuis horizontaal gaan uitscheiden (Chiu et al., 2004; Nollet et al., 2005). De verticale overdracht van Salmonella Choleraesuis is nog niet aangetoond. Men gaat ervan uit dat de overdracht van de kiem van de zeug op het nageslacht indirect plaatsvindt (Nollet et al., 2005). 14 1.7. SALMONELLA TYPHIMURIUM VARIANT COPENHAGEN Salmonella enterica subspecies enterica serotype Typhimurium variant Copenhagen is een variant van het serotype Typhimurium dat het somatische O-5 antigeen mist (Rabsch et al., 2002). De phaagtypes 2 en 99 worden hoofdzakelijk bij de duif teruggevonden en zijn waarschijnlijk aan dit gastheerspecies geadapteerd (Rabsch et al., 2002; Pasmans et al., 2003; Helm et al., 2004). Eerder werd gedacht dat deze kiem ook sporadisch verantwoordelijk was voor ziekte bij de mens en andere zoogdieren. Recentere studies toonden echter aan dat deze variant van de duif zich onderscheidt van kiemen geïsoleerd bij andere diersoorten qua biotype en ribotype. Men neemt daarom aan dat deze variant slechts zelden bij andere gastheerspecies voorkomt (Rabsch et al., 2002) en dus geen zoönotisch belang heeft (Pasmans et al., 2004). Toch vermelden Andrews-Polymenis et al. (2004) dat het niet onmogelijk is dat deze variant ziekte veroorzaakt bij de mens, maar zal dit zich zelden klinisch uiten omdat de reservoirdieren niet veel geconsumeerd worden. De hogere pathogeniciteit van de duivenvarianten voor hun gastheer is wellicht te verklaren door extra genetische determinanten en het ontbreken van andere determinanten. Door dit laatste zou de pathogeniciteit voor andere diersoorten verloren zijn gegaan (Andrews-Polymenis et al., 2004). De verschillende varianten van het serotype Typhimurium zijn onder andere van elkaar te onderscheiden door phaagtypering. Het zijn waarschijnlijk kleine puntmutaties of deleties geweest die voor de gastheerspecificiteit van sommige phaagtypes hebben gezorgd (Andrews-Polymenis et al., 2004). De toxiciteit van de phaagtypes 2 en 99 voor duivenmacrofagen toont een associatie aan met de gastheeradaptatie (Pasmans et al., 2003). Salmonella wordt per os of via inhalatie opgenomen door de duif, waarbij vervolgens primaire vermeerdering ter hoogte van de darm plaats vindt. Na deze lokale infectie vind een bacteriëmie plaats waarbij de kiem zich in het lichaam verspreidt en zich in verschillende organen nestelt (Rabsch et al., 2002). In deze organen, waaronder eileider, ovarium en testes, kunnen granulomen ontstaan (Martel, 2013). Uit onderzoek blijkt dat de niet gastheer geadapteerde stammen de mogelijkheid niet hebben tot kolonisatie van de gonaden in tegenstelling tot de duif geadapteerde stammen (Pasmans et al., 2003). Symptomen na een infectie zijn heel divers. Onder andere worden diarree, polyurie en polydipsie, zenuwsymptomen en mortaliteit gezien. Specifieker met betrekking tot de gonaden wordt er gedaalde vruchtbaarheid, waaronder een verminderde eileg en een gedaald bevruchtingspercentage, gezien. Sterfte van nestjongen komt ook voor. De mogelijkheid van deze kiem om heel specifiek het ovarium te koloniseren maakt dat deze kiem in de eieren terecht zou kunnen komen en verticaal overgedragen kan worden. Dit zorgt voor de aanwezigheid in de duivenpopulatie (Pasmans et al., 2003; Martel, 2013). Jahantigh en Nili (2010) beschreven dat in 5,7% van de duiveneieren Salmonella werd teruggevonden, al werd niet gespecifieerd hoe de kiem er terechtgekomen is en of het om een duif-geadapteerde stam ging. Verder wordt er in de literatuur geen melding gemaakt van de persistentie in de gonaden. Moleculaire studies naar genen die verantwoordelijk zijn voor de specifieke kolonisatie, alsook studies naar verticale transmissie ontbreken. 15 2. VERSCHILLEN EN OVEREENKOMSTEN TUSSEN DE SEROTYPES MET EEN TROPISME VOOR HET VOORTPLANTINGSSTELSEL Zoals is gebleken zijn er verschillende serotypes met een voorkeur voor het genitale stelsel van verschillende huisdieren. Een kenmerk die bij al van deze serotypes gezien wordt is hun adaptatie aan één of slechts enkele gastheren. Deze weg in de evolutie was nodig voor systemische spreiding en zo het voorkomen in de verschillende organen, waaronder de gonaden. Door het mogelijke zoönotische belang zijn sommige serotypes meer in de literatuur beschreven dan anderen. Deze met een belang voor de humane gezondheid zijn Salmonella Enteritidis, Pullorum, Dublin, Abortusequi en Choleraesuis, waarbij de overdracht voornamelijk geschiedt door de consumptie van vlees en eieren. Van onder andere de phaagtypes van de duif is niet duidelijk bevestigd of deze van zoönotisch belang zijn. Salmonella Enteritidis onderscheidt zich van de andere besproken serotypes door de klinische veruiterlijking bij de gastheer. Het is het enige besproken serotype die geen klinische symptomen tot uiting brengt bij hun gastheerspecies. Alle andere serotypes brengen allen symptomen tot expressie die variëren van algemene ziektesymptomen tot mortaliteit van diens gastheer of nakomelingen. Het meest relevante klinische gevolg voor de gastheer van de kolonisatie van de gonaden is de mogelijkheid tot de inductie van abortus. Het is enkel bij het serotype Enteritidis niet beschreven. Bij Salmonella Pullorum en Gallinarum wordt niet abortus sensu strictu gezien, maar ziet men wel sterfte van net uitgekipte kuikens. Sterfte van nestjongen wordt ook bij duiven gezien. De belangrijkste overeenkomsten en verschillen zijn weergegeven in tabel 2. 16 17 BESPREKING Opvallend is dat, indien men de literatuur over Salmonella raadpleegt, er reeds veel over deze bacterie onderzocht en gekend is. Wanneer men zich meer toespitst op het voorkomen van de kiem in het voortplantingsstelsel van de verschillende diersoorten, wordt al snel duidelijk dat hierover veel minder geweten is. Als de verschillende serotypes met een mogelijk voorkomen in de gonaden met elkaar vergeleken worden, ziet men dat deze allen een nauwe gastheerspecificiteit bezitten en dit dus bijdraagt tot de kolonisatie van specifieke organen van diens gastheer. Het merendeel van de onderzoeken is uitgevoerd naar Salmonella Enteritidis, hoogstwaarschijnlijk omwille van zijn zoönotische capaciteit. Daarnaast zijn Salmonella Gallinarum en Pullorum ook veelvuldig bestudeerd omwille van hun belang voor de pluimvee sector en eventuele economische verliezen die aan een infectie gekoppeld zijn. Bij het onderzoek dat reeds is uitgevoerd naar het voorkomen in de gonaden, is vervolgens nog maar weinig aandacht besteed aan het voorkomen in de mannelijke gonaden. Onder andere bij Salmonella Enteritidis, Gallinarum en Pullorum is telkens veel aandacht besteed aan de vrouwelijke gonaden en zijn de mannelijke gonaden zelden bekeken. Bij Salmonella Abortusequi echter heeft men duidelijke symptomen bij de gonaden van de hengst waargenomen en bij mannelijke duiven werden ook testiszwelling en granulomen beschreven. Ook bij Salmonella enterica subspecies diarizonae heeft men eenmalig letsels ter hoogte van de genitaliën van de ram beschreven. Het is verder niet geweten waarom deze kiemen naar deze organen gaan en of dit bij alle geïnfecteerde mannelijke dieren zo is. Heeft deze kiem echt een tropisme voor de gonaden of is dit enkel een gevolg van de septicemie is een belangrijke, onbeantwoorde vraag. Informatie omtrent dergelijke symptomen bij de andere serotypes is echter schaars. Moleculair onderzoek naar de genen, zowel chromosomaal als plasmide-geassocieerd, verantwoordelijk voor de kolonisatie en persistentie zijn ook zeer beperkt. Voornamelijk bij Salmonella Enteritidis is hier veel over geweten, maar wederom vermoedelijk omwille van het zoönotische karakter en de mogelijke hulp hiervan bij het nemen van preventieve maatregelen. Verticale overdracht werd maar voor enkele serotypes beschreven zonder voor allen duidelijke gegevens omtrent het nageslacht (leefbaarheid, aanwezigheid van de kiem) te verstrekken. Mechanismen die hierbij betrokken zijn, zijn ook nog onbekend. Bij enkele serotypes werd bovendien abortus (of neonatale sterfte) beschreven wat impliceert dat de mogelijkheid tot verticale overdracht niet kan doorgaan (of niet volledig voltooid wordt) en de infectieroute daar stopt. Het onderhoud van de infectie in een groep dieren zal aldus niet via verticale overdracht kunnen verlopen. Ook hier is er slechts beperkte informatie beschikbaar over de mechanismen achter deze abortus. Belangrijk is te bemerken dat de abortus mogelijks een gevolg is van de koorts na infectie en geen primair gevolg van de besmetting. In het principe van verticale overdracht is het nog niet duidelijk, vooral door het ontbreken van studies bij mannelijke dieren, wie van beide ouders dan wel verantwoordelijk is voor de besmetting van het nageslacht en of dit gevolgen heeft voor de eventuele overleving van het jong. Aanhechting van de kiem aan spermatozoa werd wel beschreven, al is het belangrijk te onthouden dat deze studies in vitro gebeurd zijn en dat in vivo studies niet noodzakelijk dezelfde resultaten zouden opleveren. 18 Samengevat kan men dus stellen dat dit onderdeel van het Salmonella onderzoek nog maar beperkt aan bod gekomen is en dat recentere studies voor verschillende serotypes ontbreken. Er is nood aan studies die genen en mechanismen beschrijven die verantwoordelijk zijn voor de kolonisatie en persistentie in de gonaden en of deze verschillen van mannelijke tot vrouwelijke dieren. Vervolgens zou het interessant zijn om de mogelijkheid tot verticale overdracht van al deze serotypes te onderzoeken, waarbij duidelijk kan aangetoond worden dat deze mogelijkheid er is (bijvoorbeeld door aanwezigheid in eieren, eicellen of aan spermatozoa). Hierbij is het belangrijk dat de nodige aandacht geschonken wordt aan een goede rapportering naar overleving, aanwezigheid en locatie van de kiem, tijdstip van infectie en mogelijkheid tot verdere overdracht (hetzij horizontaal dan wel verticaal) naar andere dieren. Dit alles zou interessante inzichten met zich mee brengen in het principe van kiem-gastheerinteracties die, wanneer aangetroffen bij één bepaald serotype, ook onderzocht kunnen worden bij andere serotypes. De mogelijkheid tot verticale overdracht en dus de aanwezigheid in eieren, eicellen of sperma kan bepaalde, belangrijke, gevolgen met zich meebrengen en suggesties bieden voor behandeling of preventieve maatregelen (bijvoorbeeld bacteriologische controle van sperma alvorens aanwending bij KI of nodige voorzorgsmaatregelen bij embryotransplantaties) in de dagelijkse diergeneeskundige praktijk. 19 REFERENTIELIJST 1. Akiba M., Uchida I., Nishimori K., Tanaka K., Anzai T., Kuwamoto Y., Wada R., Ohya T., Ito H. (2003). Comparison of Salmonella enterica serovar Abortusequi isolates of equine origin by pulsed-field gel electrophoresis and fluorescent amplified-fragment length polymorphism fingerprinting. Veterinary Microbiology 92, 379-388. 2. Andrews-Polymenis H.L., Bäumler A.J., McCormick B.A., Fang F.C. (2010). Taming the Elephant: Salmonella Biology, Pathogenesis, and Prevention. Infection and Immunity 78, 2356-2369. 3. Andrews-Polymenis H.L., Rabsch W., Porwollik S., McClelland M., Rosetti C., Adams L.G., Baumler A.J. (2004). Host restriction of Salmonella enterica serotype Typhimurium pigeon isolates does not correlate with loss of discrete genes. Journal of bacteriology 186, 2619– 2628. 4. Barrow P.A., Lovell M.A. (1991). Experimental infection of egg-laying hens with Salmonella enteritidis phage type 4. Avian pathology 20, 335-348. 5. Barrow P.A., Freitas Neto O.C. (2011). Pullorum disease and fowl typhoid--new thoughts on old diseases: a review. Avian Pathology 40, 1-13. 6. Barrow P.A., Jones M.A., Smith A.L., Wigley P. (2012). The long view: Salmonella – the last forty years. Avian Pathology 41, 413-420. 7. Bäumler A.J., Tsolis R.M., Ficht T.A., Adams L.G. (1998). Evolution of Host Adaptation in Salmonella enterica. Infection and Immunity 66, 4579-4587. 8. Bichler L.A., Nagaraja K.V., Halvorson D.A. (1996). Salmonella enteritidis in eggs, cloacal swab specimens, and internal organs of experimentally infected White Leghorn chickens. American journal of veterinary research 57, 489-495. 9. Blondel C.J., Jiménez J.C., Leiva L.E., Álvarez S.A., Pinto B.I., Contreras F., Pezoa D., Santiviago C.A., Contreras I. (2012). The Type VI Secretion System Encoded in Salmonella Pathogenicity Island 19 Is Required for Salmonella enterica Serotype Gallinarum Survival within Infected Macrophages. Infection and Immunity 81, 1207-1220. 10. Braden C.R. (2006). Salmonella enterica Serotype Enteritidis and Eggs: A National Epidemic in the United States. Clinical Infectious Diseases 43, 512-517. 20 11. Brenner F.W., Villar R.G., Angulo F.J., Tauxe R., Swaminathan B. (2000). Salmonella Nomenclature. Journal of Clinical Microbiology 38, 2465-2467. 12. Bruner D.W. (1946). A note on Salmonella abortus-equi infection in man. Journal of Bacteriology 52, 147. 13. Buckle G.C., Walker C.L., Black R.E. (2012). Typhoid fever and paratyphoid fever: Systematic review to estimate global morbidity and mortality for 2010. Journal of global health 2, 1-9. 14. Buigues S., Ivanissevich A., Viassani M.A., Viglierchio V., Mimatel L., Crespo F., Herrera M., Timoney P., Barrandeguy M.E. (2012). Outbreak of Salmonella abortus equi abortion in embryo recipiënt polo mares. Journal of Equine Veterinary Science 32, 69-70. 15. Chiu C., Su L., Chu C. (2004). Salmonella enterica Serotype Choleraesuis: Epidemiology, Pathogenesis, Clinical Disease, and Treatment. Clinical Microbiology Reviews 17, 311-322. 16. Cox N.A., Hofacre C.L., Buhr R.J., Wilson J.L., Bailey J.S., Richardson L.J., Cosby D.E., Musgrove M.T., Hiett K.L., Russell S.M. (2005). Attempts to Isolate Naturally Occurring Campylobacter, Salmonella, and Clostridium perfringens from the Ductus Deferens, Testes, and Ceca of Commercial Broiler Breeder Roosters. Poultry Science 14, 126-129. 17. De Buck J., Van Immerseel F., Haesebrouck F., Ducatelle R. (2004). Colonization of the chicken reproductive tract and egg contamination by Salmonella. Journal of Applied Microbiology 97, 233-245. 18. Desai P.T., Porwillik S., Long F., Cheng P., Wollam A., Clifton S.W., Weinstock G.M., McClelland M. (2013). Evolutionary Genomics of Salmonella enterica Subspecies. mBio 4 (doi: 10.1128/mBio.00579-12). 19. De Vylder J., Raspoet R., Dewulf J., Haesebrouck F., Ducatelle R., Van Immerseel F. (2013). Salmonella Enteritidis is superior in egg white survival compared with other Salmonella serotypes. Poultry science 92, 842-845. 20. Di Gennaro E.E., Guida N., Franco P.G., Moras E.V., Muñoz A.J. (2012). Infectious abortion caused by Salmonella enterica subsp enterica serovar Abortusequi in Argentina. Journal of Equine Veterinary Science 32, 74. 21 21. Erbeck D.H. (1988). Abortifacient effect of Salmonella abortus-equi endotoxin in mice. A thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree master of science, Kansas, p. 10-29. 22. Fang F.C., Fierer J. (1991). Human infection with Salmonella Dublin. Medicine 70, 198-207. 23. Ferreras Mdel C., Muñioz M., Pérez V., Benavides J., García-Pariente C., Fuertes M., Adúriz G., García-Marín J.F. (2007). Unilateral orchitis and epididymitis caused by Salmonella enterica subspecies diarizonae infection in a ram. Journal of Veterinary Diagnostic Investigation 19, 194-197. 24. Fields P.I., Swanson R.V., Haidaris C.G., Heffron F. (1986). Mutants of Salmonella typhimurium that cannot survive within the macrophage are avirulent. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 83, 5189-5193. 25. Fierer J. (1983). Invasive Salmonella dublin infections associated with drinking raw milk. Western journal of medicine 138, 665-669. 26. Foley S.L., Lynne A.M. (2008). Food animal-associated Salmonella challenges: Pathogenicity and antimicrobial resistance. Journal of animal science 86, 173-187. 27. Gantois I., Ducatelle R., Pasmans F., Haesebrouck F., Gast R., Humphrey T.J., Van Immerseel F. (2009a). Mechanisms of egg contamination by Salmonella Enteritidis. FEMS microbiology reviews 33, 718-738. 28. Gantois I., Ducatelle R., Pasmans F., Haesebrouck F., Van Immerseel F. (2008). Salmonella enterica Serovar Enteritidis Genes Induced during Oviduct Colonization and Egg Contamination in Laying Hens. Applied and Environmental Microbiology 74, 6616-6622. 29. Gantois I., Ducatelle R., Pasmans F., Haesebrouck F., Van Immerseel F. (2009b). The Salmonella Enteritidis Lipopolysaccharide Biosynthesis Gene rfbH is Required for Survival in Egg Albumen. Zoonoses Public Health 56, 145-149. 30. Gast R.K., Guard-Petter J., Holt P.S. (2002). Characteristics of Salmonella enteritidis contamination in eggs after oral, aerosol, and intravenous inoculation of laying hens. Avian diseases 46, 629-635. 22 31. Gog J.R., Murcia A., Osterman N., Restif O., McKinley T.J., Sheppard M., Achouri S., Wei B., Mastroeni P., Wood J.L.N., Maskell D.J., Cicuta P., Bryant C.E. (2012). Dynamics of Salmonella infection of macrophages at the single cell level. Journal of the Royal Society Interface 9, 2696-2707. 32. Grimont P.A.D. en Weill F.X. (2007). Antigenic formulae of the Salmonella serovars. 9th edition. Institut Pasteur, Paris, France, p. 6 en 13. 33. Guan J., Grenier C., Brooks B.W. (2006). In Vitro Study of Salmonella enteritidis and Salmonella typhimurium Definitive Type 104: Survival in Egg Albumen and Penetration through the Vitelline Membrane. Poultry science 85, 1678-1681. 34. Haines M.D., Parker H.M., McDaniel C.D., Kiess A.S. (2013). Impact of 6 different intestinal bacteria on broiler breeder sperm motility in vitro. Poultry Science 92, 2174-2181. 35. Hall G.A., Jones P.W. (1977). A study of the pathogenesis of experimental Salmonella dublin abortion in cattle. Journal of Comparative Pathology 87, 53-65. 36. Helm R.A., Porwollik S., Stanley A.E., Maloy S., McClelland M., Rabsch W., Eisenstark A. (2004). Pigeon-Associated Strains of Salmonella enterica Serovar Typhimurium Phage Type DT2 Have Genomic Rearrangements at rRNA Operons. Infection and Immunity 72, 73387341. 37. Hinton M. (1977). The diagnosis of salmonella abortion in cattle with particular reference to Salmonella dublin. A review. Epidemiology and infection 71, 459-469. 38. Jahantigh M., Nili H. (2010). Drug resistance of Salmonella spp. isolated from pigeon eggs. Comparative Clinical Pathology 19, 437-439. 39. Jones M.A., Wigley P., Page K.L., Hulme S.D., Barrow P.A. (2001). Salmonella enterica Serovar Gallinarum Requires the Salmonella Pathogenicity Island 2 Type III Secretion System but Not the Salmonella Pathogenicity Island 1 Type III Secretion System for Virulence in Chickens. Infection and Immunity 69, 5471-5476. 40. Kahn C.M., Line S., Aiello S.E. (2010). The Merck Veterinary Manual, 10th edition, Merck & Co., Inc. Whitehouse station, N.J., U.S.A., p. 2464-2465. 23 41. Keller L.H., Benson C.E., Krotec K., Eckroade R.J. (1995). Salmonella enteritidis Colonization of the Reproductive Tract and Forming and Freshly Laid Eggs of Chickens. Infection and Immunity 63, 2443-2449. 42. Lee Y.J., Kim K.S., Kwon Y.K., Tak R.B. (2003). Biochemical characteristics and antimicrobials susceptibility of Salmonella gallinarum isolated in Korea. Journal of veterinary science 4, 161-166. 43. Li Q., Hu Y., Chen J., Liu Z., Han J., Sun L., Jiao X. (2013). Identification of Salmonella enterica Serovar Pullorum Antigenic Determinants Expressed In Vivo. Infection and Immunity 81, 3119-3127. 44. Madić J., Hajsig D., Sostarić B., Curić S., Seol B., Naglić T., Cvetnić Z. (1997). An outbreak of abortion in mares associated with Salmonella abortusequi infection. Equine veterinary journal 29, 230-233. 45. Martel A. (2013). Ziekten van Vogels. Cursus Faculteit Diegeneeskunde, Gent, p. 53-54, 265270. 46. McMullin P. (2004). A Pocket Guide to Poultry Health and Disease. 6th edition. 5M Enterprises Limited, South Yorkshire, United Kingdom, Chapter 6. 47. Miyamoto T., Baba E., Tanaka T., Sasai K., Fukata T., Arakawa A. (1997). Salmonella enteritidis contamination of eggs from hens inoculated by vaginal, cloacal, and intravenous routes. Avian diseases 41, 296-303. 48. Mohanty S., Gaind R., Sehgal R., Chellani H., Deb M. (2009). Neonatal sepsis due to Salmonella Typhi and Paratyphi A. Journal of infection in developing countries 3, 633-638. 51. Nollet N., Houf K., Dewulf J., Duchateau L., De Zutter L., De Kruif A., Maes D. (2005). Distribution of Salmonella Strains in Farrow-to-Finish Pig Herds: A Longitudinal Study. Journal of Food Protection 10, 2012-2021. 52. Ochman H., Groisman E.A. (1996). Distribution of Pathogenicity Islands in Salmonella spp.. Infection and Immunity 64, 5410-5412. 53. Pardon P., Marly J., Sanchis R., Fensterbank R. (1983). Effect of routes and doses of Salmonella abortus ovis inoculation on the abortive effect and serologic response of ewes. Annales de recherches vétérinaires 14, 129-139. 24 54. Pardon P., Sanchis R., Marly J., Lantier F., Pépin M., Popoff M. (1988). Ovine salmonellosis caused by Salmonella abortus ovis. Annales de recherches vétérinaires 19, 221-235. 55. Pasmans F., Van Immerseel F., Hermans K., Heyndrickx M., Collard J., Ducatelle R., Haesebrouck F. (2004). Assessment of Virulence of Pigeon Isolates of Salmonella enterica subsp. Enterica Serovar Typhimurium Variant Copenhagen for Humans. Journal of Clinical Microbiology 42, 2000-2002. 56. Pasmans F., Van immerseel F., Heyndrickx M., Martel A., Godard C., Wildemauwe C., Ducatelle R., Haesebrouck F. (2003). Host adaptation of Pigeon isolates of Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium Variant Copenhagen Phage type 99 is Associated with enhanced macrophage cytotoxicity. Infection and Immunity 71, 6068-6074. 57. Paulin S.M., Jagannathan A., Campbell J., Wallis T.S., Stevens M.P. (2007). Net Replication of Salmonella enterica Serovars Typhimurium and Choleraesuis in Porcine Intestinal Mucosa and Nodes Is Associated with Their Differential Virulence. Infection and Immunity 75, 39503960. 58. Rabsch W., Andrew H.L., Kingsley R.A., Prager R., Tschäpe H., Adams L.G., Bäumler A.J. (2002). Salmonella enterica Serotype Typhimurium and Its Host-Adapted Variants. Infection and Immunity 82, 2249-2255. 59. Raspoet R., Gantois I., Devloo R., Martel A., Haesebrouck F., Pasmans F., Ducatelle R., Van Immerseel F. (2011). Salmonella Enteritidis universal stress protein (usp) gene expression is stimulated by egg white and supports oviduct colonization and egg contamination in laying hens. Veterinary Microbiology 153, 186-190. 60. Raveendran R., Wattal C., Sharma A., Kler N., Garg P., Gujral K., Khera N. (2007). Vertical transmission of Salmonella paratyphi A. Indian journal of pediatrics 74, 784-6. 61. Ravneet K., Purabi B. (2011). A Case of Salmonella typhi Infection Leading to Miscarriage. Journal of Laboratory Physicians 3, 61-62. 62. Rocha-e-Silva R.C., Cardoso W.M., Teixeira R.S.C., Albuquerque A.H., Horn R.V., Cavalcanti C.M., Lopes E.S., Gomes Filho V.J.R. (2013). Salmonella Gallinarum Virulence in Experimentally-Infected Japanese Quails (Coturnix japonica). Fundação APINCO de Ciência e Tecnologia Avícolas 15, 39-46. 25 63. Rosenbaum Nielsen L. (2003). Salmonella Dublin in Dairy Cattle; Use of diagnostic tests for investigation of risk factors and infection dynamics. Ph. D. Thesis, Frederiksberg, Denmark, p. 18-33. 64. Rubino S., Rizzu P., Erre G., Colombo M.M., Leori G., Gulig P.A., Doyle T.J., Pisano M., Uzzau S., Cappuccinelli P. (1993). Mechanism of Pathogenicity in Salmonella abortusovis. NATO ASI series 245, 141-147. 65. Sanchis R., Pardon P. (1984). Experimental infection of sheep with Salmonella abortus ovis: effect of the gestational stage. Annales de recherches vétérinaires 15, 97-103. 66. Sanchis R., Pardon P., Abadie G., Marly J., Polveroni G. (1986). Experimental infection with Salmonella abortus ovis in rams. Annales de recherches vétérinaires 17, 387-393. 67. Schwartz K.J. (2004). Salmonella choleraesuis in Swiney. Pork Information Gateway 131, 1-5. 68. Shah D.H., Lee M., Park J., Lee J., Eo S., Kwon J., Chae J. (2005). Identification of Salmonella gallinarum virulence genes in a chicken infection model using PCR-based signature-tagged mutagenesis. Microbiology 151, 3957-3968. 69. Singh B.R., Alam J., Hnasda D., Verma J.C., Singh V.P., Yadav M.P. (2002). Evaluation of guinea pig model for experimental Salmonella serovar Abortusequi infection in reference to infertility. Indian Journal of experimental Biology 40, 296-303. 70. Singh B.R., Chandra M., Agarwal R., Babu N. (2007). Infertility associated with sub clinical salmonellosis. Indian Journal of experimental Biology 45, 834-836. 71. Spickler A.R. (2005). Salmonella Abortusovis Paratyphoid Abortion. Internetreferentie: http://www.cfsph.iastate.edu/Factsheets/pdfs/salmonella_abortusovis.pdf (geconsulteerd op 27 januari 2014). 72. Stewart R., Rambo T.B. (2000). Cloacal microbes in house sparrows. The Condor 102, 679684. 73. Uzzau S., Braown D.J., Wallis T., Rubino S., Leori G., Bernard S., Casadesus J., Platt D.J. en Olsen J.E. (2000). Host adapted serotypes of Salmonella enterica. Epidemiology and infection 125, 229-255. 26 74. Van Immerseel F., Studholme D.J., Eeckhaut V., Heyndrickx M., Dewulf J., Dewaele I., Van Hoorebeke S., Haesebrouck F., Van Meirhaeghe H., Ducatelle R., Paszkiewicz K., Titball R.W. (2013). Salmonella Gallinarum field isolates from laying hens are related to the vaccine strain SG9R. Vaccine 31, 4940-4945. 75. Vigliani M.B., Bakardjiev A.I. (2013). First Trimester Typhoid Fever with Vertical Transmission of Salmonella Typhi, an Intracellular Organism. Case Reports in Medicine 2013 (doi: 10.1155/2013/973297). 76. Vizzier-Thaxton Y., Cox N.A., Richardson L.J., Buhr R.J., McDaniel C.D., Cosby D.E., Wilson J.L., Bourassa D.V., Ard M.B. (2006). Apparent Attachment of Campylobacter and Salmonella to Broiler Breeder Rooster Spermatozoa. Poultry Science 85, 619-624. 77. Werner S.B., Humphrey G.L., Kamei I. (1979). Association between raw milk and human Salmonella dublin infection. British medical journal 28, 238-241. 78. Werner S.B., Morrison F.R., Humphrey G.L., Murray R.A., Chin J. (1984). Salmonella dublin and Raw Milk Consumption. Centers for Disease Control and Prevention 33, 196-198. 79. Wigley P., Berchieri A. Jr., Page K.L., Smith A.L. Barrow P.A. (2001). Salmonella enterica serovar Pullorum persists in splenic macrophages and in the reproductive tract during persistent, disease-free carriage in chickens. Infection and immunity 69, 7873-7879. 80. Wigley P., Hulme S.D., Powers C. Beal R.K., Berchieri A. Jr., Smith A., Barrow P. (2005). Infection of the Reproductive Tract and Eggs with Salmonella enterica Serovar Pullorum in the Chicken Is Associated with Suppression of Cellular Immunity at Sexual Maturity. Infection and Immunity 73, 2986-2990. 27 28
© Copyright 2024 ExpyDoc