Sero- and pathotyping of Glaesserella parasuis-isolates from Germany between 2012–2019 comparing different PCR-based methods

Der Praktische Tierarzt 102, 958–969

DOI: 10.2376/0032-681X-2144

© Schlütersche Fachmedien GmbH. 2021

Eingereicht: 20. April 2021

Akzeptiert: 16. Juni 2021

Publiziert: 09/2021

Zusammenfassung

Glaesserella parasuis (G. parasuis) ist ein wichtiger Infektionserreger in der Schweineproduktion. Er fungiert sowohl als primärer Erreger der Glässerschen Erkrankung als auch sekundärer Erreger im Porcine Respiratory Disease Complex. In dieser Studie wurden 308 Isolate von G. parasuis der Jahre 2012–2019 analysiert. Diese Isolate stammten sowohl von klinisch gesunden Tieren (Trägerisolate) als auch von Individuen mit respiratorischer Symptomatik (Isolate aus dem oberen [ORT] bzw. dem unteren Respirationstrakt [URT]) oder mit Glässerscher Erkrankung (systemische Isolate). Die Isolate wurden mit zwei verschiedenen PCR-basierten Methoden (nach Howell et al. 2015 und Jia et al. 2017) serotypisiert. Zusätzlich wurden zwei weitere, ebenfalls PCR-basierte Methoden zur Virulenztypisierung (leader sequence und Pathotyping-PCR) der Isolate angewandt und die Ergebnisse miteinander verglichen. Einerseits waren die Serotypen 6 (p < 0,0001) und 9 (p = 0,0007) mit Isolaten von klinisch gesunden Schweinen und andererseits Serotyp 4 mit Isolaten von Tieren mit Atemwegserkrankungen assoziiert (p = 0,015). Bei systemischen Isolaten wurde Serotyp 13 am häufigsten nachgewiesen (18,9 %). Verschiedene andere Serotypen wurden von allen Lokalisationen (Träger, ORT, URT, systemisch) isoliert. Das Verhältnis von Serotyp 5 zu Serotyp 12 war etwa 1:2.

Die Virulenztypisierung auf der Basis der leader sequence (LS-PCR) war vergleichsweise einfach durchzuführen und stimmte gut mit den klinischen Hintergrundinformationen überein. Von den Trägerisolaten wurden 72 % als nicht virulent identifiziert, während 91 % der systemischen Isolate als virulent eingestuft wurden (p < 0,0001). Die Ergebnisse der Pathotyping-PCR auf der Basis von zehn verschiedenen Markergenen stimmten insgesamt gut mit den klinischen Metadaten sowie mit den Ergebnissen der LS-PCR überein. Allerdings war die Pathotyping-PCR komplizierter in ihrer Durchführung und Auswertung. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine Kombination aus der serotypisierenden Multiplex-PCR und der LS-PCR die Identifizierung von klinisch relevanten G. parasuis-Isolaten, insbesondere aus Proben des Respirationstraktes, verbessern kann.

Summary

Glaesserella parasuis (G. parasuis) is an important infectious agent in swine production. It functions as both a primary pathogen of Glaessers disease and a secondary pathogen in the porcine respiratory disease complex. 

In this study, 308 isolates of G. parasuis from 2012–2019 were analyzed. These isolates were from clinically healthy animals (carrier isolates) as well as from individuals with respiratory symptoms (upper and lower respiratory tract) or with Glaessers disease (systemic isolates). Isolates were serotyped using two different PCR-based methods (Howell et al. 2015 and Jia et al. 2017). In addition, two other methods (leader sequence and Pathotyping PCR), were used to pathotype the isolates and the results were compared. On the one hand, serovar 6 (p < 0.0001) and 9 (p = 0.0007) were associated with isolates from clinically healthy pigs and, on the other hand, serovar 4 was associated with isolates from animals with respiratory disease (p = 0.015). In systemic isolates, serovar 13 was most frequently detected (18.9%). Several other serovars were Isolated from all localizations (upper/lower respiratory tract and systemic). The ratio of serovar 5 to serovar 12 was approximately 1:2.

The pathotyping method based on leader sequence (LS-PCR) was easy to perform and correlated well with the clinical background information. Of the carrier isolates, 72% were identified as non virulent, while 91% of the systemic isolates were classified as virulent (p < 0.0001). Overall, the results of Pathotyping-PCR based on ten different marker genes correlated well with the clinical metadata as well as with the results of LS-PCR. However, the Pathotyping-PCR was more complicated to perform and evaluate. In conclusion, a combination of the serotyping multiplex-PCR and the LS-PCR could improve identification of clinically relevant G. parasuis isolates, especially from respiratory samples.