Coccidiose i danske lam to case studier

Transkript

1 Coccidiose i danske lam to case studier [ Stud. scient Casper Hempel Olsen 1+2, stud. scient Heidi Huus Petersen 1+2, stud. scient Helle Holm Hansson 1+2, professor Stig Milan Thamsborg 2 og seniorforsker Charlotte Maddox-Hyttel 1 ] 1 Sektion for Immunologi og Parasitologi, Danmarks Fødevareforskning, Bülowsvej 27, 1790 København V 2 Center for Eksperimentel Parasitologi, Den Kgl. Veterinær- og Landbohøjskole, Dyrlægevej 100, 1870 Frederiksberg C Sammendrag Lam og får i to danske besætninger blev undersøgt for forekomsten af coccidier. Undersøgelsen foregik over 4 uger og inkluderede lam i alderen 3-34 dage ved undersøgelsens begyndelse. Der blev fundet coccidier i begge besætninger, og den mest prævalente var den patogene art, Eimeria ovinoidalis. Særlig høj var prævalensen i lam ældre end 4 uger, men også moderfår udskilte oocyster i lavgradige mængder. Der blev fundet en negativ sammenhæng mellem antallet af udskilte coccidieoocyster og lammenes tilvækst, men ingen sammenhæng mellem niveauet af oocysteudskillelse og forekomst af diarré. Summary Lambs and sheep from two Danish farms were investigated with regard to the prevalence of coccidia. The investigation continued for 4 weeks and included lambs aged 3-34 days at the beginning of the investigation. Coccidia were found on both farms, and the most prevalent species was the pathogenic Eimeria ovinoidalis. The prevalence was particularly high in lambs older than four weeks, but also ewes excreted oocysts albeit at low levels. There was a negative correlation between excreted oocysts and the lambs weight gain, but no correlation between oocyst excretion levels and occurrence of diarrhea. Indledning Coccidier (Eimeria) er encellede parasitter, der kan forårsage coccidiose i flere forskellige dyrearter, som hver inficeres af sin specifikke gruppe af coccidier. Dyr smittes ved at indtage fæces, der indeholder sporulerede oocyster. Får og lam kan inficeres af elleve forskellige Eimeria-arter (1 og 2), og ofte er samme dyr inficeret med flere coccidiearter samtidigt. Coccidiearterne er morfologisk forskellige (eksempelvis oocysternes størrelse og form), men varierer også hvad angår præpatensperiode, tarmlokalisation, og patogenitet. Ved infektion ødelægger coccidierne tarmepitelcellerne, hvorved tarmens fungerende overflade reduceres med deraf følgende nedsat absorption af næringsstoffer (3). Ved massive infektioner kan tarmvæggen være så ødelagt, at infektionen resulterer i dødsfald (4 og 5). Symptomerne på infektion kan således variere fra lettere utrivelighed, over diarré, til høj dødelighed blandt dyrene (1). Coccidiose er mest udbredt blandt lam i alderen 4-8 uger samt dyr, som er udsat for stress (1 og 6); ældre dyr vil typisk have udviklet beskyttende immunitet overfor infektion med coccidier (7). Hos lam er det især coccidiearterne Eimeria ovinoidalis og E. crandallis, der anses for at være de mest patogene (2 og 3), idet de destruerer tarmceller og dybereliggende lag i såvel tyndtarm som tyktarm og dermed griber mere forstyrrende ind i tarmens absorption af næringsstoffer end de øvrige coccidiearter. Det er tillige disse arter, der hyppigst inficerer de yngste lam (1 og 2). Der er i Danmark kun sparsom dokumenteret viden om forekomsten samt betydningen af coccidieinfektioner hos lam. Vi ønskede derfor under danske forhold at belyse, hvilke Eimeria arter der findes i lam, samt mulig sammenhæng mellem forekomst af arterne og lammenes alder, samt mellem antal udskilte oocyster pr. gram fæces (OPG), tilvækst og klinik. Undersøgelsen blev udført som en del af en opgave på Master of Parasitology uddannelsen ved KVL og var derfor underlagt visse tidsbegrænsninger. Dette er således et case studie, hvor to besætninger blev besøgt syv gange i en fire ugers periode efter læmning i foråret 2005, hvorunder udviklingen af coccidieinfektioner blev vurderet i en tværsnitsundersøgelse med opfølgning af 30 lam fra hver besætning. Materialer og metoder Fårebesætninger De to besætninger var udpeget af den praktiserende dyrlæge ud fra læmningstidspunkt samt forhistorie. Moderfårene var Texel krydset med Gute. Læmningsperioden var fra 26/3-2/ Besætningen havde året før haft problemer med coccidiose blandt lammene efter udbinding. Dyrene blev holdt i løsdrift på dybstrøelse og gik i hele forsøgsperioden indendørs i en lade, fordelt i to store bokse med henholdsvis ca. 1,5 dyr/m 2 og 1,7 dyr/m 2. Før indsættelse af lammene var boksene blevet grundigt rengjorte og overstrøet med Stalosan mhp. at undgå coccidioseproblemer. Lammene havde adgang til engrapgræs og kraftfoder ad libitum Moderfårene var Texel krydset med både Dorset og Suffolk. Læmningstidspunkt var 3/3-2/ Besætningen havde ikke tidligere haft coccidioseproblemer. Dyrene blev holdt i løsdrift på dybstrøelse i hele forsøgsperioden. Den største andel af dyrene gik i et delvist tildækket, udendørs telt, hvor belægningen var 1,0 dyr/m 2, medens de resterende dyr gik i en lade i en boks med en belægning på 0,6 dyr/m 2. Særlige foranstaltninger til forebyggelse af coccidiose var ikke foretaget. Lammene havde adgang til byghalm og kraftfoder ad libitum. Indsamling af data For hver besætning blev valgt 30 lam ud fra et ønske om, at de to flokke af lam skulle være så ens som muligt med 26 Dansk Veterinærtidsskrift april Nummer 8 Årgang 89

2 Antal vædderlam (antal lam fra tvillingepar) 13 (13) 17 (13) Antal gimmerlam (antal lam fra tvillingepar) 17 (13) 13 (7) Lam total (tvillingelam total) 30 (26) 30 (20) Gennemsnitlig alder i dage (interval) 6,6 (3-10) 18,6 (3-34) Tabel 1. Fordeling af lam i de to fårebesætninger, der indgik i studiet. hver positiv prøve blev op til 50 oocyster målt, og artsidentificeret ved hjælp af illustrationer og mål som angivet af Eckert et al. (10). For enkelte arter, f.eks. E. crandallis og E. weybridgensis, er det nødvendigt at gruppere fundet af oocyster som E. crandallis/weybridgensis på grund af for stort overlap af morfologiske karakteristika. hensyn til køn og alder. For tvillinger blev kun ét af lammene inkluderet i undersøgelsen (se tabel 1). Fæcesprøver blev udtaget direkte fra rektum 1-2 gange om ugen i alt syv gange pr. lam i perioden 5/4-3/ På første prøvedag blev der endvidere udtaget fæcesprøver af de tilhørende moderfår samt stikprøver fra dybstrøelsesmåtten for at vurdere eventuel smitteforekomst. For alle lam blev graden af tilsmudsning på bagparten noteret ved hvert besøg ud fra en skala fra 0-5 (DAG score Se figur 1). Lammene blev vejet tre gange i løbet af perioden (dag 0, 14 og 28). Ved hjælp af data-loggere blev der målt temperatur og relativ fugtighed igennem en uge (besætning A: 19-26/4; besætning B: 26/4-3/5) både i staldluften og ca. 10 cm nede i dybstrøelsesmåtten. Parasitologiske undersøgelser På laboratoriet blev konsistensen af fæces kategoriseret i fire typer, 1: Normale og tørre piller, 2: Normal form men blød konsistens og skinnende udseende, 3: Blød og flydende fæces og 4: Som 3, men desuden blodig. Fæcesprøver blev undersøgt for forekomst og antal (OPG) af coccidieoocyster ved en modificeret McMaster teknik (9). I Figur 1. DAG score : Graden af tilsmudsning af lammets bagpart. Score 0-1 (øverst): ingen eller lavgradig; score 2-3 (midterst): moderat; score 4-5 (nederst) stærkt tilsmudset (iflg. Larsen et al., 1994 (8)). Statistiske analyser Sammenhæng mellem OPG og DAG score hhv. konsistensen af fæces blev undersøgt ved χ 2 -test (SAS version 8.2). Fæcesprøver på mindre end 0,1 g blev kategoriseret som tomme og er ikke inkluderet i analyserne. Tilvæksten blev analyseret ved variansanalyse med følgende forklarende variable: Besætning, køn, single/tvilling, DAG score, OPG (log-transformeret), fødselsvægt, alder samt alle 1.-ledsinteraktioner (SAS version 8.2). Disse faktorer blev trinvist fjernet og modellen reduceret alt efter hvilke parametre, der havde signifikant indflydelse på lammenes tilvækst. Eventuel sammenhæng mellem OPG (log-transformeret) og tilvækst blev undersøgt ved en regressionsanalyse (SAS version 8.2). Signifikansniveau blev i alle tilfælde valgt til at være p<0,05. Resultater Fund af coccidier Lammene var ikke lige gamle ved start af studiet, hvorfor der var behov for at gruppere de undersøgte lam i seks aldersinddelinger (se tabel 2) i forbindelse med dataanalysen. Fra en del (120) af Tabel 2. Antallet af fæcesprøver udtaget fra lam i hver af seks aldersgrupper, samt antallet af oocysteudskillende (positive) lam i hver aldersgruppe. I tabellen er kun inkluderet prøver, der havde tilstrækkeligt fæces til kvantitativ analyse. I alt 300 prøver. Aldersgruppe dage dage dage dage dage B A B A B A B A B Antal Positive/ (%) 0 1/(7,1) 4/(8,7) 16/(36,4) 11/(20) 34/(69,4) - 37/(97,4) - 21/(100) Dansk Veterinærtidsskrift april Nummer 8 Årgang 89 27

3 lammene kunne kun udtages en meget lille mængde fæces, hvilket umuliggjorde præcis kvantificering af oocyster. I tabel 2 er der derfor 120 manglende observationer i forhold til de 420 prøvetagninger. Af tabellen fremgår at en større andel af lammene udskilte oocyster jo ældre de var. Således var det især lam i aldersgruppen dage og dage, der udskilte coccidieoocyster, mens kun et enkelt lam under 20 dage udskilte oocyster. Bemærk, at der i studieperioden i besætning A ikke var lam i aldersgrupperne dage og dage (tabel 2). Blandt de 30 lam udskilte elleve (36,7 %) af dem Eimeria oocyster i fæces mindst én gang i løbet af studiet. Der blev påvist seks forskellige arter (se tabel 3), med E. ovinoidalis som den hyppigste idet denne art blev udskilt af alle elleve lam. (g) tilvækst Daglig LogOPG Lineær () Lineær () Figur 2. Sammenhæng mellem den maksimale oocysteudskillelse (logopg = log(1+opg)) påvist for hvert lam og lammenes gennemsnitlige daglige tilvækst i hele observationsperioden. Tendenslinjer er tilføjet for hver besætning. Blandt de 30 lam udskilte 28 (93,3 %) af dem Eimeria oocyster i fæces mindst én gang i løbet af studiet (se tabel 2). I alt ti Eimeria arter blev observeret, og E. ovinoidalis var også her den hyppigste coccidieart udskilt af alle 28 lam, efterfulgt af E. parva og E. faurei (se tabel 3). Der var for lammene i denne besætning en signifikant positiv sammenhæng mellem oocysteudskillelsesniveauet (log Tabel 3. Lammenes alder ved første fund af Eimeria oocyster, samt andelen af lam som mindst én gang udskilte oocyster ( positive ) af de respektive arter. Alder ved første fund af oocyster (dage) 1 Lam positive for arter (%) Cooccidie-arter Besætning Besætning A B A B E. ahsata ,7 E. bakuensis ,0 E. faurei ,7 70,0 E. intricata ,3 E. marsica ,3 E. ovinoidalis ,7 93,3 E. pallida ,3 E. parva ,7 86,7 E. crandallis/weybridgensis , Fund af oocyster hos lam yngre end 10 dage er fjernet, da disse betragtes som værende falsk positive. transformeret OPG) og graden af tilsmudsning på lammets bagpart (p<0,0001 ved χ 2 test). og B Der kunne ikke påvises nogen sammenhæng mellem konsistensen af fæces (alle fire typer blev observeret) og oocysteudskillelsen (p=0,778 ved χ 2 test); eventuelle andre årsager til diarré blev ikke undersøgt i dette studie. Undersøgelse af fæces fra moderfårene viste lavgradig udskillelse af oocyster af arten E. ovinoidalis blandt 73,3 % af moderfårene i både besætning A og B, ligesom der ved undersøgelse af dybstrøelsesmåtterne begge steder kunne påvises lavgradig forekomst af samme coccidieart. Tilvækst I dette studie havde lammets køn ingen indflydelse på tilvæksten. Lammenes tilvækst i observationsperioden varierede fra 3,2 kg til 14,4 kg for de enkelte lam, med en gennemsnitlig tilvækst ± standardafvigelse på 368±84,9 g/dag. Tilvæksten for tvillinger var til- 28 Dansk Veterinærtidsskrift april Nummer 8 Årgang 89

4 nærmelsesvis den samme som for enlige lam. Der var ingen sammenhæng (p=0,3) mellem hvert lams maximale oocysteudskillelse (OPG) og lammets daglige tilvækst over perioden, når disse blev sammenholdt ved regressionsanalyse. Lammenes tilvækst i perioden varierede fra 1,8 kg til 13 kg for de enkelte lam, med en gennemsnitlig tilvækst ± standardafvigelse på 258±91,4 g/dag. Ved beregning af LS-means blev der observeret 35% lavere daglig tilvækst blandt tvillinger i forhold til enlige lam. Ved en regressionsanalyse af sammenhængen mellem hvert lams maximale oocysteudskillelse (OPG) og lammets daglige tilvækst over perioden, fandt vi signifikant lavere tilvækst (p<0,0001) hos de lam, der havde høj udskillelse af oocyster (figur 2). Ved variansanalyse af daglig tilvækst fandtes følgende forklarende variable: OPG (p<0,0001), fødselsvægt (p=0,11) og DAG score (score 0 overfor alle positive scores) (p=0,087), hvis alle variable med p<0,15 blev bevaret i den endelige model (R 2 =0,51). OPG forklarede op mod 42% af variationen i daglig tilvækst i denne periode. Ved beregning af LS-means fandtes en 19% reduktion i tilvækst i tilfælde af tilsmudsning af bagpart, dvs. ved enhver DAG score 1. Temperatur og luftfugtighed Målinger af temperatur og luftfugtighed i staldene (dybstrøelsesmåtten) i de to besætninger viste en høj relativ fugtighed på 80-90% og en døgngennemsnitstemperatur på C uanset at lufttemperaturen var en del lavere (døgngennemsnit 8-15 C) i perioden Diskussion Coccidieinfektioner er almindelige blandt danske lam, hvilket blev eksemplificeret i denne undersøgelse i to fårebesætninger af lam 1-1½ måned efter fødsel. Især de ældste blandt de undersøgte lam var inficerede og udskilte Eimeria-oocyster, som således blev fundet i fæces fra % af lammene ældre end 40 dage. Ti af fårets Eimeriaarter blev påvist, og kun Eimeria granulosa, der tidligere er beskrevet hos får, blev ikke observeret. I alle positive prøver påvistes arten E. ovinoidalis, som tillige var den art, der blev fundet hos de yngste af lammene og som er den mest patogene af fårets coccidiearter. Disse observationer svarer til, hvad der er fundet i større prævalensstudier i Tyskland (1,2 og 11), om end der i disse også blev fundet en almindelig forekomst af arterne E. crandallis/weybridgensis. Forskelle i relativ dominans af Eimeria arter mellem studier kan skyldes forskelle i alderen af de undersøgte lam. Således havde lammene i denne undersøgelse en maksimumalder på 62 dage, mens andre studier har inkluderet op til 100 dage gamle lam (1). Ligesom Gauly et al. (1) og Reeg et al. (2) fandt vi udskillelse af oocyster af E. ovinoidalis i ganske unge lam. Dette indikerer, at lammene er blevet smittet i deres allerførste levedage, idet præpatensperioden er ca. 14 dage for denne art (12), medens den for f.eks. E. bakuensis er op til 26 dage (13). Undersøgelsen af de mikroklimatiske forhold i dybstrøelsen demonstrerede, at der i begge besætninger var optimale forudsætninger til stede for oocysternes sporulering (14). Ved en temperatur på C og en relativ fugtighed på % vil oocysterne sporulere i løbet af 2-6 døgn afhængig af arten (15 og 16). Ved højere temperaturer vil oocysterne sporulere hurtigere (optimum er for de fleste omkring 29 C) (14). Sporulerede oocyster kan overleve i miljøet i lange perioder (måneder), og i begge besætninger er der sandsynligvis tale om såvel smitte mellem lam som smitte fra får til lam, idet den lavgradige oocysteudskillelse fra fårene formentlig har bidraget til kontamination af omgivelserne og initial smitte af lammene. De to undersøgte besætninger var ganske forskellige med hensyn til andelen af lam, der udskilte Eimeria oocyster, nemlig hhv. 36,7 % og 93,3 % af lammene i besætning A hhv. B. Dette kan formodentlig tilskrives aldersforskellen mellem flokkene af lam, idet alle de undersøgte lam i besætning A var yngre end 20 dage ved studiets start og ikke ældre end 39 dage ved periodens slutning, og kun i lavt omfang udskilte oocyster i den observerede periode. Herimod var mindre end halvdelen af lammene i besætning B under 20 dage ved start og mere end 86% var ældre end 40 dage ved afslutningen af perioden. Ligeledes blev der fundet yderligere fire Eimeria arter fra lam i besætning B i forhold til besætning A, nemlig E. ahsata, E. intricata, E. marsica og E. pallida; alle i lam der var minimum 25 dage gamle. Udover de aldersrelaterede forskelle mellem besætningerne var det gennemsnitlige niveau af oocysteudskillelse lavest i besætning A for alle aldersgrupper. Dette kan skyldes de forebyggende foranstaltninger (særlig omhyggelig rengøring af boksene), men kan også blot være en refleksion af, at de yngre lam i besætning A endnu ikke har opbygget samme smittetryk i omgivelserne til smitte af de yngste lam, som tilfældet kunne være i besætning B. En reel sammenligning af smitteniveauerne i de to besætninger er således ikke mulig. Trods endog massiv udskillelse af oocyster af E. ovinoidalis fra nogle af de undersøgte lam kunne der ikke i dette studie påvises nogen signifikant sammenhæng mellem oocysteudskillelse og forekomst af diarré (klinisk coccidiose). Derimod var der en signifikant negativ sammenhæng mellem oocysteudskillelsesniveauet og tilvæksten i besætning B, hvilket også er set i tidligere studier (11). Subklinisk coccidiose kan således udtrykkes ved, at det sædvanlige lineære forhold mellem alder og vægt (17) ændres, således at der blandt lammene efter en vis alder (i dette studie efter 40 dage) ses en reduceret tilvækst. Lignende tilvækstreduktion er fundet af Gauly et al. (11). Det var bemærkelsesværdigt, at netop besætning B, som var uden forhistorie om problemer med coccidier, havde en høj oocysteudskillelse og samtidig den laveste tilvækst blandt lammene. Som nævnt vil klinisk coccidiose primært ramme lam, da ældre dyr som oftest har udviklet immunitet overfor infektion (7). Der er imidlertid studier, der Dansk Veterinærtidsskrift april Nummer 8 Årgang 89 29

5 indikerer, at hvis lam i en meget tidlig alder indtager oocyster, så vil de være beskyttede af moderfårets antistoffer, som de har fået via råmælken (2). Mængden af disse antistoffer aftager gradvist indtil lammet er omkring fem uger (18). Såfremt lammet først indtager sporulerede oocyster efter fire ugers alderen, er de ikke længere beskyttede, hvorfor klinisk coccidiose oftest optræder i 6-7 uger gamle lam (7). Det er fundet, at jo senere dyrene bliver udsat for den første smitte med oocyster, desto voldsommere vil tegnene på klinisk coccidiose blive (7). En naturlig immunisering kan finde sted ved, at lammet indtager oocyster i de første leveuger, således at det ikke efterfølgende udvikler klinisk coccidiose (19). Dette antyder, at en vis begrænset residualsmitte fra moderfår eller omgivelser kan bidrage til forebyggelse af klinisk coccidiose hos lammene gennem en tidlig erhvervelse af en infektion. Såfremt residualsmitten er for stor, vil risikoen for at immuniteten gennembrydes dog være til stede, hvorfor egne forsøg på at immunisere lam skal foregå under omhyggelig overvågning. Tak En stor tak til ejerne af de to fårebesætninger og til dyrlæge Inga Stamphøj for introduktion til besætningerne, samt hjælp til og interesse for projektets gennemførelse. Referencer 1. Gauly M., Krauthahn C., Bauer C. & Erhardt G. Pattern of Eimeria oocyst output and repeatability in naturally infected suckling Rhön lambs. Journal of Veterinary Medicine Volume 48, pp Reeg K.J., Gauly M., Bauer C., Mertens C., Erhardt G. & Zahner H. Coccidial infections in housed lambs: oocyst excretion, antibody levels and genetic influences on the infection. Veterinary Parasitology Volume 127, pp Taylor M.A., Catchpole J., Marshall R.N. & Hoeben D. Histopathological observations on the activity of Diclazuril (Vecoxan ) against the endogenous stages of Eimeria crandallis in sheep. Veterinary Parasitology Volume 116, pp Maddox-Hyttel C. & Vestergaard E. Coccidiosis in cattle: An outline of coccidium species, pathogenesis, epidemiology and prevention especially in organic herds. DJF rapport husdyrbrug Nr Gregory M.W. Pathology of coccidial infections. I: Long P.L. (editor). Coccidiosis of man and domestic animals 1. ed. CRC Press Inc., Florida, USA. 1990, pp Catchpole J., Norton C.C. & Joyner L.P. The occurrence of Eimeria weybridgensis and other species of coccidia in lambs in England and Wales. British Veterinary Journal Volume 131, pp Gregory M.W., Catchpole J., Joyner L.P. & Parker J. Observations on the epidemiology of coccidial infections in sheep under varying conditions of intensive husbandry including chemoprophylaxis with monensin. Parasitology Volume 87, pp Larsen, J.W., Anderson, N., Vizard, A.L., Anderson, G.A., Hoste, H. Diarrhoea in merino ewes during winter: association with trichostrongylid larvae. Australian Veterinary Journal, Volume71, pp Henriksen S.Aa. & Korsholm H. Parasitologisk undersøgelse af fæcesprøver. Konstruktion og anvendelse af et enkelt opbygget tællekammer. Dansk Veterinærtidsskrift Volume 67, pp Eckert J., Braun R., Shirley M.W. & Coudert P. Guidelines on techniques in coccidiosis research Gauly M., Reeg J., Bauer C. & Erhardt G. Influence on production systems in lambs on the oocyst output and weight gain. Small ruminant research Volume 55, pp Catchpole J., Norton C.C. & Gregory M.W. Immunisation of lambs against coccidiosis. Veterinary Record Volume132, pp Norton C.C., Joyner L.P. & Catchpole J. Eimeria weybridgensis sp. nov. and Eimeria ovina from domestic sheep. Parasitology Volume 69, pp Williams R.B. Epidemiological studies of coccidiosis in the domesticated fowl (Gallus gallus): II. Physical conditions and survival of Eimeria acervulina oocysts in poultry-house litter. Applied parasitology Volume 36, no. 2, pp Norton C.C. & Catchpole J. The occurrence of Eimeria marsica in domestic sheep in England and Wales. Parasitology Volume 12, pp Gomez-Bautista M., Luzón-Peña M., Santiago-Moreno J., de Bulnes A.G. & Meana A. Coccidial infection in mouflon, Ovis musimon, in central Spain. Journal of Wildlife Diseases Volume 32, no. 1, pp Chapman H.D. The effects of natural and artificially acquired infections of coccidians in lambs. Research in Veterinary Science Volume 16, pp Gregory M.W. & Catchpole J. Ovine coccidiosis: Heavy infection in young lambs increases the resistance without causing disease. Veterinary Record Volume 124, pp Catchpole J. & Gregory M.W. Pathogenicity of Eimeria crandallis in laboratory lambs. Parasitology Volume 91, pp Dansk Veterinærtidsskrift april Nummer 8 Årgang 89