Comparing validation of four ELISAsystems for detection of Salmonella Derby- and S almonella Infantis-infected pigs

Berliner und Münchener Tierärztliche Wochenschrift 124, 265-271

DOI: 10.2376/0005-9366-124-265

© Schlütersche Verlagsgesellschaft mbH & Co. KG. 2011

Publiziert: 06/2011

Summary

The objective of this study was the comparative evaluation of four indirect Salmonella ELISA tests at study time approved in Germany to detect Salmonella infection in pigs. Three tests are based on a LPS-antigen mix and directed against specific IgG antibodies. The fourth test is based on a purified S. Typhimurium whole-cell lysate antigen and discriminates between Salmonella-specific IgM-, IgA-, and IgG- antibodies.

In a longitudinal study, two groups of six weeks old hybrid piglets were orally infected with a porcine S. Infantis or S. Derby strain. Clinical and bacteriological parameters were monitored weekly during an observation period of 130 days after infection and serum samples were investigated in parallel with the respective ELISAs.

Apparently, the LPS-based ELISA systems used in this study failed to recognize S. Infantis-infected pigs although those animals shed the pathogen in high amounts throughout the study until day 81 post infection (p. i.). In contrast, the isotype-specific Salmonella Typhimurium whole-cell-lysate based ELISA was capable of detecting Salmonella-infected pigs from day ten p. i. at all tested serotypes and revealed the highest sensitivity in detection of S. Infantis-infected pigs. Furthermore, it became apparent that the often used surveillance cut-off value of 40 OD% is not appropriate for intra-vitam detection of S. Infantis- and S. Derbyinfected pigs. In contrast, the cut-off values of the ELISAs given by the suppliers result in considerable higher detection rates.

Zusammenfassung

Gegenstand dieser Studie war die vergleichende Evaluierung von vier zum Studienzeitpunkt in Deutschland für die serologische Diagnostik von Salmonella- Infektionen des Schweins zugelassenen ELISA-Testsystemen.

Zum Einsatz kamen drei LPS-basierte ELISA-Systeme zur Detektion von spezifischen IgG-Antikörpern sowie ein auf einem S.-Typhimurium-Vollzelllysat-Antigen- basierender ELISA, welcher zwischen Salmonella-spezifischen IgM-, IgA-, und IgG-Antikörpern unterscheiden kann.

Im Rahmen einer Langzeitstudie wurden zwei Gruppen von jeweils sechs Wochen alten Hybridschweinen mit Bakterien der Salmonella-Serovare S. Infantis und S. Derby oral infiziert. Nach der Infektion wurden über einen Zeitraum von 130 Tagen wöchentlich sowohl klinische als auch bakteriologische Parameter erfasst. Parallel wurden Blutproben mit den jeweiligen ELISA-Testsystemen untersucht. Es zeigte sich, dass mit den in dieser Studie verwendeten LPS-basierten ELISA-Systemen keine mit S. Infantis infizierten Schweine erkannt werden konnten, obwohl die Tiere den Erreger bis zum Tag 81 p. i. in großen Mengen ausschieden. Dagegen war der S.-Typhimurium-Vollzelllysat-basierte ELISA zehn Tage p. i. in der Lage, die meisten dieser Tiere Serovar-unabhängig als Salmonellen-infiziert zu identifizieren und wies zudem die höchste Sensitivität bezüglich des Nachweises von S.-Infantis-infzierten Tieren auf.

Weiterhin erwies sich der in Deutschland angewandte Surveillance cut-off-Wert von 40 OD% als nicht geeignet für die Detektion von mit S. Infantis und S. Derby infizierten Schweinen. Im Gegensatz dazu führte die Anwendung der von den Hersteller-Firmen vorgeschlagenen cut-off-Werte der ELISA-Testsysteme zu einer deutlich höheren Test-Sensitivität.