DOI 10.2376/0005-9366-120-296

Berliner und Münchener Tierärztliche Wochenschrift 120, 296-306

DOI: 10.2376/0005-9366-120-296

© Schlütersche Verlagsgesellschaft mbH & Co. KG. 2007

Publiziert: 07/2007

Summary

A longitudinal study (cohort study) elaborating 1,224 rectal swabs from 221 calves aging between 1 and 12 weeks was conducted on 11 dairy farms (i) to ascer-tain associations between diarrhea and shedding of diarrheagenic E coli and (ii) to facilitate the zoonotic potential assessment of E.coli strains shed byyoung calves.Calves were screened weekly by PCR of swab cultures for shedding of enterotoxigenic E coli [ETEC; by detection of heat stable (est) and heat labile enterotoxin genes (e/fj],diffusely adhering E.coli [DAEC;diffuse adhesion (daa)], typical enteropathogenic E.coli [EPEC; bundle-forming pili (bfpA) and intimin (eaej\ as well as enterohemorrhagic E.coli [EHEC, intimin (eae) and Shiga toxin (stx)]. In addition, EHEC-hemolysin- (HlyEHEC) and alpha-hemolysin- (a-Hly) produ-cing E.coli were detected by inoculation of blood agar plates. Within the 221 calves, prevalences were 69.7 % (25.2 % of the 1,224 samples) for HlyEHEC-producing E coli, 55.3 % (19.3 %) for eae,and 18.2 % (4.5 %) for stx. E coli strains exhibiting an a-Hly phenotype were detected in 66.5 % of the calves and 21.9 % of fecal samples.The esf gene was detectable in 31.7 %of the calves from only 9 of 11 herds and in 7.8 % of the samples. Calves shedding DAEC or typica EPEC were not identified.The detection freguency of virulence traits significantly depended on the calves' age and shedding dynamics differed between the traits. A significant correlation between calf diarrhea and shedding of EHEC virulence traits was determined for several postnatal periods (1st week:HlyEHEC; 1st amp; 10* week: eae; 4th weeksfx).Shedding of ETEC (est) was associated with diarrhea in newborn calves (1st week) only HlyEHEC- and a-Hly-producing E.coli were shed significantly more freguently by diarrheic calves in 1st and 8th week of life, respectively. The knowledge gained in this study highlights the high prevalence of zoonotic E.coli already in calves. The age-dependent shedding dynamic of the various E.coli pathovars has to be considered regarding prophylaxis as well as planning Intervention studies, both for calves and humans.Im Rahmen einer longitudinalen epidemiologischen Untersuchung (Kohorten-Studie) wurden auf 11 Mi Ichvieh betrieben insgesamt 1.224 Rektaltupfer von 221 Kälbern in einem Alter von 1-12 Wochen entnommen. Die Ziele der Untersuchung lagen in (i) der Feststellung von Assoziationen zwischen dem Auftreten von Durchfall und dem Vorkommen bestimmter darmpathogener E coli, und (ii) der Einschätzung des Zoonosepotentials der von den Kälbern ausgeschiedenen E co//-lsolate. Hierzu wurden die wöchentlich von den Kälbern entnommenen Proben über Nacht bebrütet und in der Bouillonkultur anschließend mittels PCR das Vorkommen von enterotoxischen E.coli [ETEC; Nachweis der Gene für hitze-stabiles

Zusammenfassung

(est) sowie hitze-labiles (elt) Enterotoxin],diffus adhärierenden Ecoli [DAEC;diffuse Adhärenz (daaj],typischen enteropathogenen Ecoli [EPEC, bundle-forming pli (bfpA) und Intimin (eaej] sowie enterohämorrhagischen f.co//[EHEC; Intimin (eae) und Shigatoxin (stx)] untersucht.Zusätzlich wurden durch Kultivierung auf Blutplatten solche f. co//-Stämme isoliert,die Enterohämolysin (HlyEHEC) oder Alpha-Hämolysin (a-Hly) bildeten.Bezogen auf die 221 Kälber wurden bei 69,7 % (25,2 % der 1.224 Rektaltupfer) HlyEHEC-bildende E coli isoliert, bei 55,3 % (19,3 %) wurde das eae nachgewiesen, und bei 18,2 % (4,5 %) das Shigatoxin-Gen stx. F.co//-Stämme mit einer a-Hämoly-se wurden bei 66,5 % der untersuchten Kälber bzw. 21,9 % der untersuchten Rektaltupfer nachgewiesen. Der esf-Nachweis gelang bei 31,7 %der Kälber bzw. 7,8 % der Rektaltupfer, allerdings nur in 9 der 11 einbezogenen Bestände. Ein Nachweis von DAEC oder typischen EPEC gelang bei keinem Tier. Zwischen dem Nachweis von Eco//-Virulenzfaktoren und dem Alter der Kälber ergaben sich signifikante Korrelationen, wobei diese je nach Virulenzfaktor unterschiedlich ausfielen. So wurden signifikante Korrelationen zwischen dem Auftreten von Durchfall und der Ausscheidung von EHEC-typischen Virulenzfaktoren bei mehreren Altersstufen ermittelt (1. Lebenswoche (LW):HlyEHEC; 1. amp; 10. LW:eae; 4. LW:sfcc). Die Ausscheidung von ETEC (est) wiederum war ausschließlich in der ersten Lebenswoche mit Durchfall assoziiert. HlyEHEC- sowie a-Hly-bildende E.coli wurden von durchfaIIkranken Kälbern signifikant häufiger in der ersten und 8. Lebenswoche ausgeschieden.Die hier ermittelten Daten belegen,dass bereits Kälber mit hoher Prävalenz zoonoti-sche Ecoli ausscheiden. Die altersabhängige Dynamik der Ausscheidung unterschiedlicher Eco//-Pathovare muss in der Prophylaxe ebenso berücksichtigt werden wie in der Planung von Interventionsstudien,die gegen für Kälber und Menschen darmpathogene Ecoli gerichtet sind.