UNIVERSITEIT GENT

FACULTEIT DIERGENEESKUNDE

Academiejaar 2011-2012

COLIBACILLOSE BIJ PLUIMVEE

door

Bart EYSKENS

Promotor: Dierenarts Dorien Mot

[Medepromotor: Prof. Dr. Filip Van Immerseel]

Literatuurstudie in het kader

van de Masterproef

De auteur en de promotoren geven de toelating deze studie als geheel voor consultatie beschikbaar te stellen

voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met

betrekking tot de verplichting de bron uitdrukkelijk te vermelden bij het aanhalen van gegevens uit deze studie.

Het auteursrecht betreffende de gegevens vermeld in deze studie berust bij de promotoren. Het auteursrecht

beperkt zich tot de wijze waarop de auteur de problematiek van het onderwerp heeft benaderd en

neergeschreven.

De auteur respecteert daarbij het oorspronkelijke auteursrecht van de individueel geciteerde studies en

eventueel bijhorende documentatie, zoals tabellen en figuren. De auteur en de promotoren zijn niet

verantwoordelijk voor de behandelingen en eventuele doseringen die in deze studie geciteerd en beschreven zijn.

Voorwoord

Voor de aanvang van mijn literatuurstudie ‘Colibacillose bij pluimvee’, geschreven in het kader van de

Masterproef Diergeneeskunde, wil ik hier nog even mijn dank betuigen aan enkele mensen en

instellingen. Bij deze bedank ik enerzijds de Universiteit van Gent voor het ter beschikking stellen van

de geraadpleegde literatuur. Anderzijds wil ik ook Dierenarts Dorien Mot en Prof. Dr. F. Van

Immerseel bedanken voor hun goede raad en begeleiding bij het opstellen van deze literatuurstudie.

Veel dank!

Inhoudsopgave

SAMENVATTING ................................................................................................................................. p.1

INLEIDING ............................................................................................................................................ p.2

LITERATUURSTUDIE .......................................................................................................................... p.3

1. ETIOLOGIE ...................................................................................................................................... p.3

2. VOORKOMEN EN EPIDEMIOLOGIE .............................................................................................. p.3

3. PATHOGENESE .............................................................................................................................. p.4

4. SYMPTOMEN .................................................................................................................................. p.5

4.1. Dooierrestontsteking ...................................................................................................................... p.5

4.2. Respiratoire colibacillose ............................................................................................................... p.6

4.3. Colisepticemie ............................................................................................................................... p.7

4.4. Enteritis .......................................................................................................................................... p.7

4.4.1. Colisepticemie als complicatie van enteritis…………………………………………………………p.7

4.4.2. Poult Enteritis and Mortality Syndrome (PEMS)……………………………………………….……p.7

4.5. Dikke koppenziekte ....................................................................................................................... p.8

4.5. Necrotische dermatitis ................................................................................................................... p.8

4.7. Salpingitis en salpingoperitonitis ................................................................................................... p.9

4.8. Coligranulomatose ......................................................................................................................... p.9

5. DIAGNOSE ..................................................................................................................................... p.10

6. THERAPIE ...................................................................................................................................... p.10

7. ANTIBIOTICUMRESISTENTIE ...................................................................................................... p.11

8. PREVENTIE ................................................................................................................................... p.13

9. ZOONOTISCH ASPECT ................................................................................................................ p.14

DISCUSSIE ........................................................................................................................................ p.15

REFERENTIELIJST ........................................................................................................................... p.17

1

SAMENVATTING

Hoewel Escherichia coli een ubiquitair micro-organisme is en als normale darmbewoner voorkomt, kan

het toch als secundaire pathogeen optreden in aanwezigheid van predisponerende factoren. E. coli

stammen die ziekte kunnen veroorzaken bij pluimvee worden bestempeld als ‘aviaire pathogene E.

coli’ (APEC) en kunnen aan de basis liggen van verschillende ziektebeelden, waarvan in deze studie

achtereenvolgens dooierrestontsteking, respiratoire colibacillose, colisepticemie, enteritis, dikke

koppenziekte, necrotische dermatitis, salpingitis en coligranulomatose zullen besproken worden.

Naast de aanwezigheid van predisponerende factoren en primaire infecties bij de gastheer zijn ook de

virulentiefactoren van de betreffende kiem determinerend voor het al dan niet optreden van

colibacillose. Het herkennen van de symptomen is belangrijk voor het diagnosticeren van de ziekte en

voor het instellen van de juiste behandeling. Omwille van de toenemende resistentie van deze

bacterie tegenover antimicrobiële geneesmiddelen wordt er ook even uitgewijd naar preventieve

maatregelen en mogelijke toekomstige behandelingsalternatieven om het gebruik van antibiotica te

kunnen beperken. Tevens wordt er ook een hoofdstuk gewijd aan het mogelijke zoönotische verband

tussen APEC en ‘uropathogene E. coli’ (UPEC) en ‘neonatale meningitis veroorzakend E. coli’

(NMEC) bij de mens.

Sleutelwoorden: APEC - Colibacillose - E. coli - Pluimvee - Resistentie

2

INLEIDING

Colibacillose is nog steeds een veelvoorkomende infectieuze aandoening in de industriële

pluimveehouderij. Door de vele verschillende ziektebeelden die kunnen optreden op verschillende

leeftijden, en de hoge mortaliteit, hoofdzakelijk als gevolg van acute colisepticemie, kan deze ziekte

verantwoordelijk zijn voor grote economische verliezen (Lutful Kabir, 2010). Hoewel de meeste

symptomen en verliezen gezien worden in de vleeskuikenindustrie, is colibacillose toch ook van

belang bij fok- en leghennen. Aviaire pathogene Escherichia coli (APEC) kunnen bij deze hennen

immers de genitaaltractus koloniseren en bijgevolg zelfs salpingoperitonitis veroorzaken (Ozaki en

Murase, 2009; Persoons et al., 2011).

Naast het grote belang in de pluimveesector lijkt APEC ook overdraagbaar op mensen, en kan daar

urinewegontstekingen en neonatale meningitis veroorzaken. Dit zoönotische belang is echter nog niet

éénduidig aangetoond en hier gebeurt nog verder onderzoek naar (Ewers et al., 2007; Johnson et al.,

2008).

Er zijn meerdere redenen waarom aviaire colibacillose wereldwijd zo’n groot probleem blijft.

Als eerste kunnen coliforme bacteriën beschikken over tal van verschillende virulentiefactoren. De

virulentiefactoren vergemakkelijken de kolonisatie en verspreiding van deze Enterobacteriaceae vanuit

de omgeving en normale darmflora naar andere organen. Hoewel E. coli een normale darmbewoner

is, kan deze bacterie, met behulp van zijn virulentiefactoren, dus toch ziekte veroorzaken. Deze ziekte

kan echter enkel secundair optreden na aantasting van het epitheel en immuunstelsel door primaire

infecties en predisponerende omgevingsfactoren (La Ragione en Woodward, 2002; Persoons et al.,

2011). Een tweede reden die colibacillose zo wijdverspreid maakt, is het voorkomen van resistente

stammen tegenover verschillende antimicrobiële geneesmiddelen. Deze steeds toenemende

antibioticumresistentie ontwikkeling is tegenwoordig een alom bekend fenomeen, dat zeker bij E. coli

van zeer groot belang is. Het veelvuldig en onoordeelkundig gebruik van antibiotica, het feit dat E. coli

een ubiquitair micro-organisme is en de mogelijkheid tot onderlinge genuitwisseling via plasmiden

werken deze resistentieontwikkeling sterk in de hand. Daarom wordt de nadruk meer gelegd op

preventie en wordt er momenteel ook meer onderzoek uitgevoerd naar alternatieve

behandelingsprocedures (Tenover, 2001; Van den bogaard et al., 2001). Omwille van deze

toenemende resistentie en de ernst van de aandoening is het stellen van een correcte diagnose dan

ook van groot belang. Daarnaast is het opstellen van een antibiogram ook de beste basis om een

efficiënte therapie in te stellen (Persoons et al., 2011).

Een correcte diagnose kan echter pas tot stand komen door het herkennen van de mogelijke

ziektebeelden die met aviaire colibacillose kunnen gepaard gaan. Daarom zullen de door APEC

veroorzaakte symptomen en pathologische letsels verder uitgewerkt worden in de hierop volgende

literatuurstudie.

3

LITERATUURSTUDIE

1. ETIOLOGIE

Colibacillose is een infectieuze ziekte die veroorzaakt

wordt door de bacterie Escherichia coli. E. coli is een

Gram-negatieve, facultatief anaerobe, niet-

sporenvormende, staafvormige bacterie die behoort tot

de familie van de Enterobacteriaceae. Bijgevolg komt

deze voor als lid van de normale, gezonde darmflora bij

zowel dieren als de mens (Lutful Kabir, 2010).

Figuur 1 toont een microscopische opname van de

staafvormige coliforme enterobacteriën.

Binnen deze species bestaat een grote variatie aan serogroepen, zowel bij verschillende diersoorten

als binnen één diersoort. De serotypering van E. coli gebeurt volgens de lipopolysaccharide of

somatische (O), de

capsulaire (K) en

eventueel ook volgens de

flagellaire (H) antigenen.

De O- en K- antigenen zijn

aangeduid op figuur 2, die

de celwandstructuur van

E. coli weergeeft.

Voor een uitgebreide bespreking van de gebruikelijke methodes voor serotypering kan er verwezen

worden naar het werkstuk van Orskov F. en Orskov I. (1984). Bij serogroepen die ziekte kunnen

veroorzaken bij vogels spreekt men meer specifiek van aviaire pathogene E. coli (APEC). Deze

APEC-stammen behoren voornamelijk tot de serogroepen O1/K1, O2/K1 en O78/K80 (Ewers et al.,

2003).

2. VOORKOMEN EN EPIDEMIOLOGIE

Ondanks dat deze ziekte veroorzaakt wordt door een facultatief pathogeen agens is colibacillose

economisch gezien toch een belangrijke bacteriële ziekte bij pluimvee. E. coli komt voor als normale

darmbewoner en zal enkel ziekte veroorzaken secundair aan andere factoren. E. coli komt bij kippen

voornamelijk voor in de caeca, tot een hoeveelheid van 106 CFU/gram darminhoud. De hoeveelheid E.

coli in de darm stijgt met de leeftijd tot een piek op circa drie weken ouderdom en neemt daarna terug

geleidelijk af. Dit heeft te maken met de nog minder ontwikkelde immuniteit van de jonge dieren en het

nog slechte evenwicht tussen de verschillende micro-organismen in de darmflora. Daardoor zal de

prevalentie van colibacillose hoger zijn bij kuikens in vergelijking met volwassen dieren. Omdat

coliforme bacteriën kunnen overleven in veel verschillende omstandigheden, kan men ze naast in de

Fig. 1: Microscopisch beeld van E. coli (uit Buxton en Fraser, 1977)

Fig. 2: Structuur van de celwand van E. coli, met aanduiding van de

somatische (O) en capsulaire (K) antigenen (uit Jann en Jann, 1985)

4

mest ook terugvinden in de stalbedding, in vederstof en in gecontamineerd voeder en water. Kuikens

kunnen dus zowel geïnfecteerd worden via direct contact als vanuit de levensomgeving (Persoons et

al., 2011).

3. PATHOGENESE

Al zeer snel na de uitkipping van het kuiken begint de kolonisatie van het gastrointestinaal stelsel met

coliforme bacteriën. Deze kolonisatie gebeurt via per orale opname van bacteriën uit de omgeving. De

meest frequente infectieweg van APEC is echter aerogeen en wordt bewerkstelligd via inademing van

met APEC beladen stofdeeltjes. Ziekte kan echter ook veroorzaakt worden door het binnendringen

van deze APEC via de navel of via huidwonden (Matthijs et al., 2009; Persoons et al., 2011).

Of E. coli al dan niet ziekte veroorzaakt hangt af van de infectiedruk in de omgeving, de aanwezige

bacteriestam, de duur van blootstelling, de immuniteit en daarmee samenhangend dus de leeftijd van

de gastheer. De lokale respiratoire afweer van de gastheer kan ook door tal van agentia aangetast

worden. Zo hebben we enerzijds de infectieuze primaire agentia zoals Infectieuze Bronchitis Virus

(IBV), New Castle Disease en Mycoplasma. Anderzijds kan de immuniteit ook aangetast worden door

niet-infectieuze factoren zoals stress, overbezetting en te hoge ammoniakconcentraties in de lucht

(Matthijs et al., 2009; Persoons et al., 2011). Door de aantasting van de immuniteit van de gastheer is

APEC in staat om dieper door te dringen tot in de luchtzakken van het respiratoir stelsel en kunnen

bepaalde E. coli stammen zelfs een septicemie veroorzaken en zich dus via de bloedbaan verspreiden

naar andere inwendige organen (Persoons et al., 2011).

Om systemisch te kunnen verspreiden en orgaansystemen te kunnen koloniseren, beschikken deze

bacteriën over een aantal virulentiefactoren. Hoewel er nog veel onderzoek gebeurt naar de specifieke

virulentiemechanismen, kan er hieronder toch al een beknopte samenvatting gegeven worden van

mogelijk belangrijke virulentiefactoren. Een eerste belangrijke groep van virulentiefactoren zijn de

fimbriae. Bij APEC vinden we 3 belangrijke fimbriae terug: Type 1 fimbriae zijn belangrijk in de adhesie

en kolonisatie van de luchtwegen, maar tot op heden is voor deze nog geen belang aangetoond in het

ontstaan van colisepticemie. Daarnaast hebben APEC ook curli fimbriae, waarvan de rol nog niet

volledig gekend is. Deze fimbriae lijken van belang te zijn voor de kolonisatie en beginstadia van

infectie door hun interactie met bepaalde gastheereiwitten zoals fibronectine en proteïnes van

coagulatie cascades. Als derde, lijken ook de P-fimbriae belangrijk voor de kolonisatie van inwendige

organen volgend op een septicemie. Naast fimbriae kunnen E. coli stammen ook flagellen hebben,

dewelke verantwoordelijk zijn voor de motiliteit en voortbeweging van de bacteriën. Flagellen lijken

vooral belangrijk voor de penetratie van de mucuslaag om zo de epitheelcellen te kunnen bereiken en

invaderen (La Ragione en Woodward, 2002).

Bij de meest pathogene APEC stammen werd ook een K1 kapsel antigen aangetroffen. Dit K1 antigen

wordt geassocieerd met extra-intestinale infecties. Het kapsel verzorgt een anti-fagocytotische functie

en is waarschijnlijk ook van belang inzake serumresistentie. Hoewel de meeste APEC stammen niet

toxigeen zijn, is uit onderzoek toch gebleken dat de serogroepen O2, O45 en O109 in staat zijn om

letale toxines te produceren. Daarnaast zijn de serogroepen O8 en O149 gerapporteerd als

5

verwekkers van aviaire enteritis (ETEC), met septicemie als mogelijk gevolg, door de productie van

hittelabiele (LT) en in mindere mate ook hittestabiele toxines (Sta) (La Ragione en Woodward, 2002).

Ook is er bewezen dat APEC kan overleven en vermeerderen in ijzerarme milieus door opslag van

ijzer en de productie van aerobactine, een siderofoor dat in competitie gaat met transferrines in o.a.

het bloed. De opname van aerobactine-gebonden ijzer kan gerealiseerd worden door het bepaalde

genen, die gedragen worden door het colicine V (colV) plasmide. Daarnaast staat dit colV gen ook in

voor alternerende motiliteit, serumresistentie en mogelijke veranderingen in het hydrofobe karakter

van cellen. Naast het kapsel en colV gen wordt serumresistentie ook bewerkstelligd door de effecten

van lipopolysaccharide (LPS) en bepaalde membraanproteïnen. Deze serumresistentie lijkt van groot

belang voor het ontstaan van colisepticemie en bijgevolg voor mogelijke sterfte van de gastheer (La

Ragione en Woodward, 2002).

4. SYMPTOMEN

4.1. Dooierrestontsteking

Dooierrestontsteking is nog steeds één van de meest belangrijke oorzaken van postnatale sterfte bij

kuikens. Ontsteking van de dooierzak kan door verschillende bacteriën veroorzaakt worden, maar E.

coli lijkt momenteel de meest voorkomende etiologie te zijn (Cortès et al., 2004). Meer bepaald zijn het

voornamelijk de E. coli stammen die tot de O19 , O84 , O8 , en O78 serogroepen behoren, die

verantwoordelijk zijn voor dooierrestontsteking (Rosario et al., 2004). De besmetting van kuikens kan

zowel voor als na het uitkippen optreden. En hoewel eischaalcontaminatie de meest frequente

infectieweg is, kan E. coli ook vroegtijdig in de eieren geïncorporeerd worden bij hennen die lijden aan

coliforme salpingitis of ovaritis. Omdat de bacterie zich hier bevindt in ovarium of oviduct, kunnen de

eicel of schaalvliezen reeds besmet worden alvorens de schaalvorming optreedt. Bij een vroege in

ovo-besmetting komt het echter niet tot een volledige ontwikkeling van het kuiken, maar treedt er

reeds embryonale sterfte op in het ei (Harry, 1957; Cortès et al., 2004).

De meest frequente weg waarlangs infectie van jonge kuikens plaatsvindt is echter via

eischaalcontaminatie. De eischaal wordt hoofdzakelijk gecontamineerd tijdens de passage van het ei

door de cloaca, waar het in contact komt met mest van het moederdier. Contaminatie van eieren via

nestmateriaal en stof blijken minder belangrijk. De besmetting van het kuiken via de gecontamineerde

eischaal vindt voornamelijk plaats tijdens of kort na het uitkippen, wanneer het kuiken in contact kan

komen met de gecontamineerde buitenzijde van de eischaal. Na het doorscheuren van de navel kan

E. coli hierlangs binnendringen en zich verspreiden tot in de ingestulpte dooierrest. Hierbij ontstaat

aldus een ontsteking van dooierrest, opklimmend vanuit een omphalitis of navelontsteking. De kuikens

die een dooierrestonsteking ontwikkelen, kunnen vervolgens tijdens hun eerste levensdagen de

bacteriën in de omgeving verspreiden en de andere kuikens aldus nog besmetten (Cortès et al.,

2004).

Afhankelijk van de E. coli stam en het tijdstip van infectie kunnen verschillende symptomen

waargenomen worden. De navel is sterk ontstoken met eventuele vorming van abcessen, die ook

6

kunnen uitbreiden en metastaseren naar de lever. Daarnaast hebben de kuikens ook een opgezet

abdomen en een gezwollen dooierzak, die gevuld is met ingedroogde dooierresten en

ontstekingsvocht (Montgomery et al., 1999). Veel van de besmette kuikens sterven kort na het

uitkippen, zo neemt de mortaliteit toe tot 7 dagen ouderdom en neemt dan geleidelijk terug af (Cortès

et al., 2004). Op bedrijfsniveau is er bijgevolg een daling van het uitkippingspercentage en een stijging

van de mortaliteit in voornamelijk de eerste levensweek. Minder pathogene stammen veroorzaken niet

altijd sterfte, maar leiden toch ook tot economische schade door de ontwikkeling van andere

complicaties. Zo kan de buikwand ter hoogte van de navel lyse vertonen en necrotisch worden,

dergelijke kuikens worden ook wel bestempeld als ‘mushy chicks’ (Montgomery et al., 1999).

4.2. Respiratoire colibacillose

Respiratoire colibacillose is het meest voorkomende ziektebeeld na infectie met deze pathogene

Enterobacteriaceae. Deze vorm wordt voornamelijk waargenomen bij slachtkuikens van 4 tot 6 weken

oud, maar symptomen kunnen reeds gezien worden vanaf 2 weken ouderdom. De infectieweg is

aerogeen en gebeurt via inademing van APEC bevattend stalstof. Een infectie kan meestal pas

plaatsvinden na beschadiging en immunodepressie van het ademhalingsstelsel door primaire factoren

zoals infectieuze ademhalingspathogenen en aanwezigheid van veel stofdeeltjes of hoge

ammoniakconcentraties in de ingeademde lucht. Wat de ademhalingspathogenen betreffen, zijn het

vooral de aanwezigheid van Mycoplasma Gallisepticum, New Castle Diseaese Virus en Infectieuze

Bronchitis Virus (IBV) die de infectie van APEC in de hand werken. Ook de toediening van dergelijke

verzwakte vaccins met een uitgesproken entreactie kunnen al voldoende schade berokkenen om een

kolonisatie van de luchtwegmucosa met E. coli te bewerkstelligen (Persoons et al., 2011).

Uit onderzoek van Matthijs et al. (2009) is gebleken dat grote aantallen ingeademde APEC op zichzelf

ook cellulaire veranderingen kunnen teweegbrengen in long- en luchtzakepitheel. Deze enkelvoudige

infectie verloopt echter symptoomloos en is binnen 7 dagen post infectie al overwonnen door de

immuniteit van de gastheer. Een combinatie van IBV en APEC infectie daarentegen veroorzaakt een

persisterende aerosacculitis. Beide pathogenen samen veroorzaken namelijk een verhoogde

vrijstelling van pro-inflammatoire cytokines ter hoogte van de luchtzakken. Via het ademhalingsstelsel

zijn bepaalde E. coli stammen ook in staat om de bloedbaan binnen te dringen. Dit kan gebeuren na

beschadiging van het ademhalingsepitheel door de reeds besproken primaire factoren. Naast de

productie van adhesines om de luchtwegen zelf te koloniseren, zijn APEC stammen namelijk ook in

staat om fibronectine en laminine te binden. Aangezien fibronectine een belangrijke component is van

de extracellulaire matrix en laminine een veelvoorkomend glycoproteïne in het basaalmembraan, kan

APEC via deze bindingen het respiratoir stelsel verlaten en de bloedbaan invaderen. Verder

onderzoek omtrent het juiste mechanisme van deze invasie is nog nodig (Ramírez et al., 2009).

Al vrij snel na infectie gaan de kuikens minder voeder opnemen, met een groeiachterstand tot gevolg.

Deze daling in voederopname veroorzaakt vervolgens uitputting en een stijging van de

lichaamstemperatuur tot 42-44°C. Naargelang de graad van laesies in het ademhalingsstelsel kunnen

de kuikens ook respiratoire symptomen vertonen, zoals open bek ademen, hyperpnee en dyspnee. De

7

mortaliteit, veroorzaakt door septicemie, kan oplopen tot 50% van de geïnfecteerde kuikens (Ask et

al., 2006; Persoons et al., 2011).

4.3. Colisepticemie

Colisepticemie wordt gedefinieerd als het binnendringen en verspreiden van deze Gram-negatieve

bacteriën in de bloedbaan van de gastheer. Septicemie ontstaat meestal vanuit een ernstige

luchtweginfectie met APEC, maar kan ook optreden via andere ingangspoorten zoals huidlaesies,

darmletsels, genitaaltractus of via het ei. Via de bloedbaan kan APEC andere inwendige organen

bereiken en aantasten, waaronder het hart, de lever en de luchtzakken. Het ziektebeeld van een

colisepticemie bestaat uit algemene symptomen zoals depressie, koorts, wegkwijnen en uiteindelijk

vaak sterfte (Persoons et al., 2011). Letsels veroorzaakt door een APEC septicemie worden

voornamelijk gezien bij kippen, kalkoenen en eenden van 4 tot 12 weken oud en bestaan

hoofdzakelijk uit pericarditis, perihepatitis, aerosacculitis, synovitis, peritonitis, conjuctivitis, en enteritis

(La Ragione en Woodward, 2002).

Of een gelokaliseerde APEC infectie al dan niet kan evolueren tot een veralgemeende colisepticemie

is afhankelijk van de afweermogelijkheden van de gastheer en de virulentiefactoren van de E. coli

stam. Over immunodeprimerende infecties en omgevingsfactoren is er al veel geweten, over de

virulentiefactoren van E. coli daarentegen is de kennis eerder beperkt en gebeurt er nog veel

onderzoek. Uit voorafgaande studies zijn er al wel enkele waarschijnlijk belangrijke virulentiefactoren

van APEC aan het licht gekomen waarvan hierboven reeds een beknopte samenvatting werd gegeven

(La Ragione en Woodward, 2002).

4.4. Enteritis

4.4.1. Colisepticemie als complicatie van enteritis

E. coli is een normale darmbewoner van zowel zoogdieren als vogels. Bijgevolg zijn deze Gram-

negatieve bacteriën steeds aanwezig in de darm van de gastheer en kunnen ze na het ontstaan van

darmlaesies daarlangs in de bloedbaan binnendringen. Colisepticemie als complicatie van enteritis

blijkt vooral van belang bij kalkoenen na infectie met het Hemorrhagische Enteritis Virus (HEV).

Dergelijke co-infectie van HEV en APEC leidt tot een sterk verhoogde mortaliteit (Edens et al., 1997).

4.4.2. Poult Enteritis and Mortality Syndrome (PEMS)

Hoewel de reeds bestudeerde APEC stammen nooit verantwoordelijk zijn gesteld voor enteritis bij

pluimvee, is uit onderzoek van Edens et al. (1997) toch gebleken dat het PEMS, waarvan de etiologie

gedurende lange tijd ongedefinieerd is gebleven, mede veroorzaakt wordt door atypische E. coli

stammen. Het is echter nog niet duidelijk of het een primaire infectie of een secundaire infectie van E.

coli betreft, die aan de grondslag ligt van het ontstaan van dit syndroom. De symptomen bestaan uit

diarree, dehydratatie, verminderde gewichtsaanzet en sterfte. Door de darmschade die deze atypische

stammen kunnen veroorzaken bij hun gastheer, kunnen zij hierlangs ook zelf een colisepticemie

veroorzaken.

8

4.5. Dikke koppenziekte

Dikke koppenziekte of ‘swollen head syndrome’ kan voorkomen bij verschillende gedomesticeerde

vogelsoorten en wordt waarschijnlijk veroorzaakt door een co-infectie van E. coli met een

pneumovirus, paramyxovirus of coronavirus. Hierbij zorgt de virale infectie voor een acute

rhinotracheïtis met zwelling en verweking van huid, waarlangs APEC dan kan binnendringen in het

subcutane weefsel. Na isolatie uit de letsels en serologische identificatie van de E. coli stam bleek dat

voornamelijk de serogroepen O115 en O2 werden teruggevonden als etiologie van het ‘swollen head

syndrome’ (White et al., 1990). Naast virale infecties zouden ook Mycoplasma infecties en te hoge

ammoniakconcentraties in de omgeving de cutane weefsels vatbaarder maken voor APEC. Omwille

van deze redenen komt desbetreffende aandoening vooral voor bij braadkuikens, en bij deze dan

meestal tussen 4 en 6 weken ouderdom. Slechts een beperkt aantal dieren wordt aangetast, maar de

mortaliteit bij de zieke dieren ligt wel hoog (Persoons et al., 2011). De symptomen bestaan uit faciale

zwellingen door oedeemvorming ter hoogte van de infra- en periorbitale huid. Naast het talrijke

oedeem kunnen de vogels ook zenuwsymptomen vertonen zoals opisthotonus, torticollis en

coördinatiestoornissen (White et al., 1990).

Uit verder onderzoek van de etiologische APEC stammen bleek dat de oedeemvorming waarschijnlijk

veroorzaakt wordt door productie van cytotoxische toxines. De toxines werken in op Vero cellen en

HeLa cellen, en omdat ze een gelijkaardig effect uitoefenen op Vero cellen als de reeds gekende E.

coli verotoxines (VT’s), worden ze VT2y genoemd. Ondanks het gelijkaardige werkingsmechanisme is

er nog geen genetische gelijkenis aangetoond tussen de klassieke VT1 en VT2 genen en het VT2y

gen (Parreira en Yano, 1998).

4.5. Necrotische dermatitis

Naast de reeds besproken symptomen van colibacillose, kan deze fecale bacterie ook dermatitis en

cellulitis veroorzaken bij vleeskuikens. Deze aandoening wordt ook ‘scabby hip syndrome’ genoemd,

omdat het meestal een subcutane ontsteking betreft ter hoogte van het ventrale abdomen en de dijen.

Omdat de besmette slachtkuikens geen klinische symptomen vertonen en de huid bedekt is door

veren, wordt cellulitis meestal pas onderkend aan de slachtlijn. De geïnfecteerde karkassen worden

afgekeurd na slachting en daardoor veroorzaakt E. coli ook langs deze weg economische schade voor

de pluimveehouder. Hoewel ook andere micro-organismen zoals Enterobacter agglomerans,

Pasteurella multocida, Proteus vulgaris, Pseudomonas aeruginosa en Streptococcus dysgalactiae aan

de basis kunnen liggen van het ‘scabby hip syndrome’, wordt APEC hieruit toch het meest geïsoleerd

als etiologisch agens (Gomis et al., 1997).

Uit onderzoek van Gomis et al. (1997) bleek dat 60% van de geïsoleerde stammen behoren tot de O1,

O2 of O78 serogroep. Tevens werden in 30,5% van de geïnfecteerde karkassen ook nog andere

APEC gerelateerde letsels teruggevonden, en binnen deze groep van karkassen werd in 44% van de

gevallen dezelfde serogroep van E. coli geïsoleerd uit zowel de inwendige infectiehaarden als uit de

cellulitis lokalisatie. Hoewel de onderlinge genetische verwantschap van de bacteriën hier niet werd

9

aangetoond, bestaat er waarschijnlijk toch een verband tussen het voorkomen van cellulitis en

colisepticemie (Proudfoot en Hulan, 1985; Persoons et al., 2011).

De intrede van deze Gram-negatieve bacteriën geschiedt via huidletsels, die het gevolg kunnen zijn

van mechanisch veroorzaakte wonden of de irriterende werking van NH3. Hieruit volgt dat

management en huisvesting een belangrijke rol spelen in de ontwikkeling van cellulitis bij

braadkuikens. Zo kunnen slechte stalhygiëne, onvoldoende ventilatie, overbezetting en frequent

neerliggen ten gevolge van pootproblemen optreden als belangrijke predisponerende factoren

(Proudfoot en Hulan, 1985; Persoons et al., 2011).

4.7. Salpingitis en salpingoperitonitis

Hoewel het belang van colibacillose bij braadkuikens al lange tijd onderkend is, is pas recent gebleken

dat deze ziekte ook verantwoordelijk is voor belangrijke economische verliezen in legbatterijen en

fokbedrijven. Infectie van het genitaalstelsel kan veroorzaakt worden door een rechtstreekse inoculatie

van APEC via de vagina, of als complicatie vanuit een systemische infectie met diverse

orgaanlokalisaties (Ozaki en Murase, 2009.; Persoons et al., 2011).

Bij uitbreiding van de infectie vanuit de oviducten naar de buikholte kan bijgevolg ook een peritonitis

ontstaan, men spreekt hier van een salpingoperitonitis (SPS). De diagnose wordt meestal post-

mortem gesteld, waarbij er verscheidene caseuze massa’s kunnen aangetroffen worden in de vagina

en de oviducten. De klinische symptomen bestaan uit een verminderde tot afwezige eiproductie en

een verhoogde mortaliteit. Mortaliteit kan nog optreden tot 6 maanden na de infectie en stijgt

significant vanaf 62 weken ouderdom (Ozaki en Murase, 2009.; Persoons et al., 2011). Zoals reeds

hoger vermeld kan salpingitis bij leggende hennen ook embryonale sterfte veroorzaken in de

geproduceerde eieren. De schaalvliezen worden hier immers al besmet met APEC alvorens de

eischaal gevormd wordt, met embryonale infectie en sterfte tot gevolg (Harry, 1957; Cortès et al.,

2004).

4.8. Coligranulomatose

Coligranulomatose of ‘Hjarre’s Disease’ is een minder frequent voorkomende aandoening bij

gedomesticeerde vogels. Deze ziekte komt voornamelijk voor bij volwassen dieren en bij post mortale

dissectie worden meerdere wit-grijze nodules teruggevonden ter hoogte van de serosa van de

darmen, uterus, mesenterium en lever. Het klinische beeld bestaat voornamelijk uit algemene

symptomen zoals diarree, depressie, verminderde eiproductie, achteruitgang van de algemene

conditie en sterfte. Alle aangetaste dieren vertonen ziektesymptomen, er is dus 100% morbiditeit,

maar de mortaliteit bedraagt slechts 3-6%. Hoewel de ziekte reeds lang gekend is, is de pathogenese

nog steeds niet achterhaald (Islam et al. 2007).

Wel is duidelijk dat coligranulomatose niet door E. coli alleen verklaard kan worden en daarbij zijn er

door onderzoekers al verschillende predisponerende factoren voorgesteld zoals parasitaire infecties,

nutritionele tekorten, vitamine A deficiëntie en hitte. Als ingangspoorten lijken de respiratoire, de

10

perorale en de transcutane route de meest waarschijnlijken. Bij de diagnose is het wel van belang om

coligranuloma’s te differentiëren van tuberculose en aspergillose (Thiede en Krone, 2001).

5. DIAGNOSE

Colibacillose kan reeds vermoed worden op basis van de klinische symptomen en macroscopische

letsels, maar voor een exacte diagnose is isolatie noodzakelijk. Hiervoor kan APEC geïsoleerd worden

uit verse stalen van de aangetaste organen of uit het bloed bij aanwezigheid van een colisepticemie.

Het is wel belangrijk om het aangetaste weefsel zo snel mogelijk na infectie te onderzoeken, omdat bij

subacute gevallen isolatie van APEC immers enkel gedurende de eerste week na infectie mogelijk is.

Omdat men steeds bedacht moet zijn op mogelijke contaminatie met normale coliforme flora van het

gastro-intestinaal stelsel moeten de stalen op een correcte wijze genomen worden bij een recent

gestorven dier. Na sterfte gaan de intestinale bacteriën immers al snel doorheen de necrotiserende

darmwand migreren en zich verspreiden naar andere organen (Lutful Kabir, 2010).

De isolatie zelf kan gebeuren door inoculatie en

observatie van kolonievorming op selectieve

groeimedia. Hierbij kunnen verschillende media

gebruikt worden zoals MacConkey, eosine-

methyleenblauw en drigalki agar (Lutful Kabir,

2010). Het meest gebruikte medium is MacConkey,

waarop de E. coli kolonies roze aankleuren, zoals

zichtbaar op figuur 3. De roze kleur wordt

veroorzaakt door de aanwezigheid van neutraal

rood als kleurindicator en de bacteriële eigenschap

om lactose te fermenteren en zuur te produceren

(Buxton en Fraser, 1977).

Na isolatie kan men de bekomen kolonies ook nog verder identificeren met behulp van verschillende

biochemische reacties zoals onder andere lactose fermentatie, indol productie en hemolytische

reactie. Wat de serotypering van de geïsoleerde stammen betreft , kunnen het O- en K- seroptype

bepaald worden met de klassieke methode van agglutinatie volgens Orskov F. en Orskov I. (1984).

Tegenwoordig wordt veelvuldig gebruik gemaakt van Polymerase Chain Reaction (PCR). Zo zijn er

reeds multiple PCR assays waarmee de aan- of afwezigheid van meerdere virulentiegenen kan

worden aangetoond. Een meer betrouwbaar alternatief is gelelektroforese, maar omwille van de hoge

kosten en de nood aan een grote hoeveelheid DNA wordt deze methode enkel gebruikt in

wetenschappelijk onderzoek (Rodriguez-Siek et al., 2005; Lutful Kabir, 2010).

6. THERAPIE

Voor de behandeling van colibacillose wordt nog veelvuldig gebruik gemaakt van antibiotica. Omwille

van de toenemende resistentie tegenover verschillende antibiotica, is het zeker aan te raden om de

keuze van antibioticum te baseren op een antibiogram van het isolaat. Men kan best eerst de

Fig. 3: MacConkey agar met roze gekleurde kolonies van E. coli (uit Buxton en Fraser,

1977)

11

voorkeur geven aan een nauwspectrum middel uit de bèta-lactam klasse, zoals amoxicilline of

ampicilline. Gebruik van andere klassen van antibiotica en combinaties van meerdere antibiotica

kunnen ook zeer efficiënt zijn. Zo kunnen ook de tetracyclines, trimethoprim-sulfonamide en

lincomycine in combinatie met flumequine of spectinomycine goede resultaten opleveren. Een ander

vaak gebruikt middel is enrofloxacine , maar om resistentieontwikkeling tegen dit antibioticum te

vermijden, kan dit best pas als tweede of derde keuze aangewend worden (Persoons et al., 2011).

Een alternatieve behandeling die antibiotica zou kunnen vervangen is faagtherapie, waarnaar

momenteel nog veel onderzoek gebeurt. Bij deze therapie wordt er gebruik gemaakt van lytische

bacteriofagen, dit zijn virussen die specifiek bacteriën infecteren en doden, maar die ongevaarlijk zijn

voor mens en dier (Huff et al., 2005). Hoewel de efficiëntie van faagtherapie ter behandeling van

bacteriële ziekten al wel is aangetoond, dient er toch nog veel onderzoek te gebeuren om deze

therapie in de praktijk te kunnen lanceren. Zo dienen de toedieningsweg en dosis nog verder bepaald

te worden. De perorale toediening via drinkwater of voeder is momenteel immers nog een probleem

omwille van de zure pH van de te passeren maag. Daarnaast zijn bacteriofagen zeer specifiek,

waardoor ze niet altijd tegenover de verschillende subtypes van eenzelfde bacterie werkzaam zijn,

maar cocktails van meerdere bacteriofagen zouden hiervoor een oplossing kunnen bieden. Ook

moeten de gebruikte bacteriofagen eerst met behulp van PCR getest worden op de eigenschap om

genen over te dragen en te verspreiden, deze eigenschap mag immers niet aanwezig zijn (Johnson et

al., 2008).

7. ANTIBIOTICUMRESISTENTIE

Vanuit genetisch standpunt bekeken, kan resistentie ontstaan via 2 belangrijke wegen:

Als eerste methode kan dit via de vorming van mutaties in het bacteriële DNA. Indien deze

genwijzigingen zich voordoen in genen die instaan voor antibioticumgevoeligheid, kunnen deze

resulteren in een verminderde of afwezige gevoeligheid tegenover het microbiële geneesmiddel. In

combinatie met een hoge selectiedruk, zullen deze ongevoelige micro-organismen overleven en de

basis vormen voor de volgende generatie, bestaande uit resistente kiemen. Een tweede en snellere

methode van resistentie spreiding verloopt via genetische uitwisseling. Wat betreft de ontwikkeling van

resistentie bij Gram-negatieve bacteriën zijn vooral plasmiden, dit zijn kleine extrachromosomale

stukjes DNA, van belang. Deze plasmiden kunnen verspreiden van de ene naar de andere bacterie,

en dit kan zelfs gebeuren tussen verschillende bacteriële species (Tenover, 2001).

Het ontstaan van resistentie berust voornamelijk op drie pijlers: antibioticumgebruik, staloverbezetting

en onvoldoende hygiëne. Van deze drie pijlers is de eerste veruit de belangrijkste, maar ze worden

wel alle drie teruggevonden in de intensieve pluimveehouderij. Vooral het continu toedienen van

medicatie via voeder of drinkwaterinstallaties zorgt voor een hoge selectiedruk. Daarnaast werden

antimicrobiële middelen vroeger ook vaak toegediend als antimicrobiële groei promotors (AMGP). In

2003 echter besloot de Europese Unie om de toediening van antibiotica als voederadditief te gaan

verbieden vanaf 1 januari 2006. De regelgeving hieromtrent is na te lezen in verordening (EG) nr.

1831/2003 van het Europees Parlement en de Europese Raad. Binnen de pluimveehouderij moet er

12

echter nog wel een belangrijk onderscheid gemaakt worden tussen slachtkuikens en leghennen,

waarbij er veel minder resistentieontwikkeling optreedt. Deze laatsten worden immers veel minder met

antibiotica behandeld om residuen in eieren te vermijden. Daarnaast zijn deze dieren ook ouder en

dus minder gevoelig voor infectieuze ziekten (van den Bogaard et al., 2001).

Omdat het gebruik van antibiotica niet enkel selectief inwerkt op de pathogene micro-organismen,

vindt er ook selectie naar resistentie plaats binnen de endogene darmflora. Aangezien E. coli een

vaak voorkomende bacterie is in de gezonde flora van mens en dier, vormt antibioticumresistentie ook

bij deze species een belangrijk probleem. Omwille van deze alom tegenwoordigheid en bijkomende

onderhevigheid aan hoge selectiedruk, wordt E. coli vaak gebruikt als Gram-negatieve

indicatorbacterie voor algemene resistentieopsporing. Naast de bemoeilijkte preventie en

onderdrukking van infecties, met verhoogde economische verliezen tot gevolg, kan resistentie echter

ook overgedragen worden van pluimvee naar de mens (van den Bogaard et al., 2001; Persoons et al.,

2010). Deze overdracht kan gebeuren wanneer karkassen in het slachthuis fecaal gecontamineerd

worden met resistente bacteriestammen. Bijgevolg kunnen deze stammen dan via de perorale route in

het gastro-intestinaal van de consument terechtkomen en deze ofwel zelf gaan koloniseren ofwel de

resistentiegenen overdragen naar reeds aanwezige flora. Zo worden er bijvoorbeeld meerdere en

dezelfde patronen van antibioticumresistentie vastgesteld bij houders en slachters van desbetreffende

slachtkuikens, omdat zij meer in contact komen met mest en fecaal verontreinigde karkassen (van den

Bogaard et al., 2001).

Uit recent onderzoek van Persoons et al. (2010) werd bevestigd dat er bij aviaire E. coli al heel wat

resistentie voorkomt tegenover verschillende antibiotica. Dat vele E. coli stammen resistent zijn

tegenover ampicilline, nalidixine zuur, tetracycline, trimethoprim-sulfonamide en streptomycine is al

langer bekend en is in meerdere landen al bewezen, maar er bestaan wel fluctuaties tussen landen

onderling wat betreft resistentie tegenover de verschillende antimicrobiële geneesmiddelen.

Daarnaast toont het onderzoek ook de opkomst van resistentie tegenover nog andere groepen van

antibiotica, en het meest onrustwekkende hierbij is de opkomende resistentie tegenover ceftiofur. Uit

eerder uitgevoerde onderzoeken tussen 2001 en 2003 (Verloo et al.; 2003) bleek deze ceftiofur-

resistentie toen nog maar 6% te bedragen, terwijl deze in 2010 reeds bij 44% van de onderzochte

stammen aanwezig was. Daarnaast betreft het een 3de

generatie cephalosporine, welke een heel

belangrijke groep van antibiotica is, en is het gebruik hiervan in de pluimveesector reeds verboden

sinds 2001. Mogelijke verklaringen voor deze resistentiestijging zijn het illegale gebruik van deze

antibiotica of de mogelijke aanwezigheid van kruisresistentie met andere bèta-lactam antibiotica zoals

ampicilline (Persoons et al., 2010).

Er bestaan momenteel immers al veel Gram-negatieve bacteriestammen die resistent zijn tegenover

meerdere antibiotica van de bèta-lactam klasse. Een multiresistentie tegenover meerdere van

dergelijke antibiotica is vaak te wijten aan de bacteriële productie van β-lactamase. Dit enzyme kan de

β-lactamring hydrolyseren en zo het antibioticum inactiveren. De resistentie tegenover breedspectrum

cefalosporines, zoals ceftiofur, blijkt een goeie indicatie te zijn voor de productie van deze

13

inactiverende enzymes, waarbinnen men klasse A, B, C en D β-lactamases onderscheidt. Naargelang

de geproduceerde klasse van lactamase wordt er ook onderscheid gemaakt tussen ‘extended-

spectrum β-lactamases’ (ESBL) en plasmide-overgedragen klasse C β-lactamases. De ESBL

producerende bacteriën zijn resistent tegenover meerdere, maar niet tegenover alle bèta-lactam

antibiotica en de klasse C β-lactamase producerende daarentegen zijn wel resistent tegenover deze

volledige groep van antimicrobiële geneesmiddelen, de methoxy-imino-cephalosporines buiten

beschouwing gelaten. Bovendien kunnen de ESBL geïnactiveerd worden door toediening van

clavulaanzuur, dat de werking van de bèta-lactam antibiotica dus kan potentiëren. (Smet et al., 2008).

8. PREVENTIE

Preventie van aviaire colibacillose bestaat voornamelijk uit hygiënische maatregelen en het

uitschakelen van predisponerende factoren. Om neonatale infecties te vermijden worden beschadigde

en fecaal gecontamineerde eieren verwijderd en worden de overige broedeieren gedesinfecteerd door

middel van fumigatie. Na het uitkippen van de kuikens moet er veel aandacht besteed worden aan de

infectiedruk in de omgeving. Deze infectiedruk wordt zo laag mogelijk gehouden door intestinale coli-

infecties te voorkomen en te reduceren om zo uitscheiding en omgevingscontaminatie te vermijden

(Lutful, 2010).

Infecties kunnen voorkomen worden door toepassing van de competitieve exclusie (CE) techniek

waarbij ééndagskuikens worden geïnoculeerd met een mengsel van normale niet-pathogene

darmbacteriën. Deze toegediende ongedifferentieerde microflora kan gewonnen worden uit gezonde

volwassen dieren. Een alternatief voor deze CE techniek is de perorale toediening van probiotica

zoals Bacillus subtilis, die bereid worden uit het aanleggen en kweken van een monocultuur (Lutful,

2010). Naast deze B. subtilis bestaan er ook nog tal van andere probiotica die net zoals de CE

techniek kolonisatie van het maagdarmstelsel door pathogenen moeten verhinderen en die ook

stimulerend werken op de nog onvolledig ontwikkelde afweermechanismen bij jonge dieren. Zo werd

ook het nut van E. coli Nissle 1917 (EcN) bewezen betreffende groei, modulatie van stressreacties en

preventie van colibacillose. Het probleem is echter dat de commerciële aviaire preparaten die

momenteel op de markt zijn, ontwikkeld worden uit ongedifferentieerde bacterieculturen uit caeca van

volwassen dieren, met een hoge bacteriële variabiliteit tot gevolg (Huff et al., 2006).

Tevens moeten ook de standaard hygiëne maatregelen betreffende de bioveiligheid toegepast worden

om insleep van APEC in het bedrijf te voorkomen. Belangrijke onderdelen hiervan zijn onder andere

knaagdierencontrole, ontsmetting van laarzen en het dragen van bedrijfseigen kledij. Omdat E. coli

vaak optreedt als secundaire ziekteverwekker moeten mogelijke predisponerende factoren

uitgeschakeld worden. Zo moet er correct gevaccineerd worden tegen respiratoire virussen en moeten

Mycoplasma infecties vermeden worden. Naast de microbiologische factoren moet er ook aandacht

besteed worden aan stalklimaat. Zo moeten stof en ammoniakconcentraties geminimaliseerd worden.

Hierbij zijn vooral een goede ventilatie en een lage bezettingsdichtheid van groot belang (Lutful,

2010).

14

Naast het toepassen van hygiënemaatregelen en het uitschakelen van predisponerende factoren

kunnen APEC infecties ook medicamenteus voorkomen worden. Omdat het preventief gebruik van

antibiotica echter al meerdere jaren onder vuur ligt wegens de toenemende resistentie, wordt er

onderzoek verricht naar mogelijke alternatieven. Een eerste alternatief is de faagtherapie, die reeds

hoger werd besproken (Huff et al., 2005). Een ander meer voor de hand liggend alternatief is

vaccinatie en er is reeds een vaccin op de markt voor de moederdieren om neonatale colibacillose bij

de kuikens te voorkomen. Hoewel dit de economische verliezen in de slachtkuiken industrie significant

zou kunnen reduceren, wordt deze vaccinatie maar zelden toegepast in België (Persoons et al.,

2011). Er is echter nog geen vaccin op de markt voor de kuikens zelf. Er zijn wel reeds levend

verzwakte vaccins geproduceerd, maar deze bleken genotype- en stamspecifiek te zijn. Er is echter

nood aan breder werkende, kruisbeschermende vaccins tegenover meerdere stammen (Dziva en

Stevens, 2008). In de Verenigde Staten werd in 2009 wel een vaccin goedgekeurd op basis van een

levende deletiemutant, waarbij het aroA-gen verwijderd werd uit E. coli. Dit vaccin blijkt zeer veilig en

efficiënt tegenover alle belangrijke ziekteverwekkende serotypes zoals O1, O2 en O78. Het is

werkzaam tegen colisepticemie en secundaire orgaanlokalisaties zoals pericarditis, perihepatitis,

aerosacculitis en arthritis. Een groot voordeel is dat het vaccin zich ook leent voor massamedicatie via

drinkwaterinstallaties en via aerosol spray (Fan et al., 2009).

9. ZOONOTISCH ASPECT

Naast de belangrijke economische impact van APEC en de moeilijke behandeling ervan door

resistentieontwikkeling, die tevens via contact met besmette karkassen naar mensen kan

overgedragen worden (van den Bogaard et al., 2001), groeit ook het vermoeden dat APEC

verantwoordelijk kan zijn voor humane colibacillose. In onderzoeken van Ewers et al. (2007) en

Johnson et al. (2008) werden humane uropathogene E. coli (UPEC) en ‘newborn meningitis-causing

E. coli’ (NMEC) vergeleken met APEC. De geïsoleerde stammen van deze drie groepen van extra-

intestinale pathogene E. coli (ExPEC) werden onderzocht op basis van hun fylogenetische

achtergrond, de O-serotypes waartoe ze behoren en op basis van hun virulentiefactoren. De indeling

volgens de fylogenetische achtergrond gebeurde op basis van het ‘E. coli reference collection’

systeem (ECOR). Hieruit bleek dat een hoog percentage van alle bestudeerde ExPEC tot de

fylogenetische groep B2 behoorden en dat als overeenkomstige serogroepen O1, O2 en O18 het

meest voorkwamen. De virulentiefactoren waarover de verschillende stammen beschikten leken meer

gerelateerd aan de fylogenetische achtergrond en het serotype dan aan het pathotype. Zo leken de

stammen behorend tot de fylogenetische groep B2 en beschikkend over een K1-antigen de meeste

virulentiegenen te bevatten. Hoewel dit onderzoek dus wel degelijk een duidelijke overlap aangeeft

tussen de aviaire en humane pathotypes, is er nog steeds geen zoönotische overdracht bewezen

(Ewers et al., 2007; Johnson et al., 2008).

Hoewel er veel overeenkomstige elementen bestaan tussen een aantal UPEC en NMEC stammen

met APEC stammen, bestaat er echter ook een grote variatie aan kenmerken. Deze variatie uit zich

zowel in als tussen de verschillende groepen, en zo zijn er ook virulentiefactoren die toch specifiek

lijken te zijn voor bepaalde pathotypes. Omwille van het feit dat veel virulentiefactoren van APEC

15

gelokaliseerd zijn op plasmiden, wordt er gesuggereerd dat deze plasmiden als reservoir kunnen

functioneren voor de overdracht van bepaalde virulentiegenen van aviaire naar humane E. coli

stammen (Ewers et al., 2007; Johnson et al., 2008).

Indien er een zoönotische overdracht mogelijk is van APEC, lijkt de meest gangbare weg de perorale

opname van besmette kippenkarkassen te zijn. Het belang voor de veterinaire volksgezondheid blijft

echter nog onduidelijk (Johnson en Russo, 2005). Er is echter al wel bewezen dat bepaalde

serogroepen van humane pathogene E. coli, sterfte kunnen veroorzaken bij pluimvee. Zo werd de

inoculatie van ééndagskuikens met het humaan geïsoleerde serotype O18:K1:H7 voor hen al snel

fataal (Moulin-Schouleur et al., 2006).

DISCUSSIE

Heden ten dage blijft colibacillose één van de meest gevreesde infectieuze ziekten in de pluimvee

industrie. Hoewel deze aandoening bij alle vormen van pluimveehouderij kan voorkomen, blijkt ze toch

het meest frequent voor te komen bij slachtkuikens, omdat deze op jonge leeftijd al onderhevig zijn

aan een hoge bezettingsgraad, met een hoge infectiedruk als gevolg. Daarnaast is de huisvesting ook

niet optimaal, met vaak een slechte hygiëne en te weinig of kwetsend stalstrooisel met mogelijke

wondinfectie als gevolg. Omwille van de vele verschillende symptomen dient colibacillose altijd in het

achterhoofd gehouden te worden bij het opstellen van een differentiaal diagnose en dient er ook

aandacht besteed te worden aan het risico op colibacillose secundair optredend aan primaire

etiologieën.

Vooraleer een behandeling in te kunnen stellen, moet er natuurlijk eerst een correcte diagnose gesteld

worden. Omdat E. coli behoort tot de normale darmflora en ook voorkomt in de omgeving, is een

correcte staalname van groot belang om contaminatie te voorkomen. Zo dienen de stalen genomen te

worden van verse organen van recent gestorven karkassen, want postmortale overwoekering met

intestinale coliformen kan snel optreden. Vervolgens moeten de stalen op een correcte wijze en zo

snel mogelijk aan het laboratorium aangeboden worden voor analyse. Om colisepticemie te kunnen

bevestigen, kan er tevens ook een serotypering uitgevoerd worden om na te gaan of de bacteriën

geïsoleerd uit de organen wel dezelfde serotypen betreffen dan deze geïsoleerd uit de primaire haard.

De diagnose kan dus wel gemakkelijk en correct gebeuren door het toepassen van ‘Good Veterinary

Practice’ (GVP).

Het grootste probleem is echter de steeds toenemende resistentie van APEC tegenover meerdere

antimicrobiële geneesmiddelen en het momenteel nog afwezig zijn van efficiënte alternatieve

behandelingsmethoden (Persoons et al., 2010). Naast het belang van het aanleggen van een

antibiogram om een efficiënte therapie te kunnen instellen, kunnen de economische verliezen ook

beperkt worden door veel aandacht te besteden aan de preventie van aviaire colibacillose. Hierbij zijn

bioveiligheid en hygiëne de twee belangrijkste sleutelwoorden! Hoewel de verliezen veroorzaakt door

APEC tot een minimum kunnen herleid worden door het goed toepassen van vele preventieve

maatregelen, moet er toch blijvend geïnvesteerd worden in onderzoek en ontwikkeling van

16

therapeutische alternatieven zoals faagtherapie en preventieve vaccinatie. Hoewel de

behandelingsopties momenteel dus nog beperkt blijven tot antibiotica, lijkt de ontwikkeling van

bacteriofagen, die tevens ook kunnen ontwikkeld worden voor andere bacteriën, toch een realistisch

alternatief voor de toekomst.

Hoewel de zoönotische overdracht van APEC nog niet volledig bewezen is, is er toch zeker een reële

kans dat E. coli van aviaire oorsprong ook ziekte zou kunnen veroorzaken bij de mensen. Naast het

optreden als ziekteverwekker lijkt deze bacterie ook belang te hebben bij de overdracht van

antibioticumresistentie. Dit zou in de toekomst catastrofale gevolgen kunnen hebben wat betreft de

behandelingsmogelijkheden van humane colibacillose. Daarom is hygiëne ook hierbij van groot

belang, en dit voornamelijk in het slachthuis en in vleesverwerkende bedrijven waar karkasonderdelen

in contact kunnen komen met fecale E. coli van aviaire oorsprong (van den bogaard et al., 2001).

17

REFERENTIELIJST

Ask B., van der Waaij E.H., van Eck J.H., van Arendonk J.A., Stegeman J.A. (2006). Defining

susceptibility of broiler chicks to colibacillosis. Avian Pathology 35, 147-153.

Buxton A., Fraser G. (1977). Escherichia. In: Animal Microbiology Volume I, Blackwell Scientific

Publications Ltd, Oxford, Londen, Edinburg, Melbourne, p. 93-100.

Cortès C.R., Téllez Isaías G., López Cuello C., Villaseca-Flores J.M., Anderson R.C., Eslava Campos

C. (2004). Bacterial isolation rate from fertile eggs, hatching eggs, and neonatal broilers with yolk

sac infection. Revista latinoamericana de microbiología 46, 12-16.

Dwars R.M., Matthijs M.G., Daemen A.J., van Eck J.H., Vervelde L., Landman W.J. (2009).

Progression of lesions in the respiratory tract of broilers after single infection with Escherichia coli

compared to superinfection with E. coli after infection with infectious bronchitis virus. Veterinary

Immunology and Immunopathology 127, 65-76.

Dziva F., Stevens M.P. (2008). Colibacillosis in poultry: unravelling the molecular basis of virulence of

avian pathogenic Escherichia coli in their natural hosts. Avian Pathology 37, 355-366.

Edens F.W., Parkhurst C.R., Qureshi M.A., Casas I.A., Havenstein G.B. (1997). Atypical Escherichia

coli Strains and Their Association with Poult Enteritis and Mortality Syndrome. Poultry Science 76,

952-960.

Europees Parlement en Raad van de Europese Unie (2003). VERORDENING (EG) Nr. 1831/2003

betreffende toevoegingsmiddelen voor diervoeding. Publicatieblad L 268, 29.

Ewers C., Janssen T., Wieler L.H. (2003). Avian pathogenic Escherichia coli (APEC). Berl Munch

Tierarztl Wochenschr. 116, 381-395.

Ewers C., Li G., Wilking H., Kieβling S., Alt K., Antáo E. , Laturnus C., Diehl I., Glodde S., Homeier T.,

Böhnke U., Steinrück H., Philipp H., Wieler L.H. (2007). Avian pathogenic, uropathogenic, and

newborn meningitis-causing Escherichia coli: How closely related are they? International Journal

of Medical Microbiology 297, 163–176.

Fan H.H., Kumar M., La Ragione R.M., Woodward M.J. (2009). Avian E. coli vaccin for protection

against colibacillosis. United States Patent.

Gomis S.M., Goodhope R., Kumor L., Caddy N., Riddell C., Potter A.A., Allan B.J. (1997). Isolation of

Escherichia coli from cellulitis and other lesions of the same bird in broilers at slaughter. The

Canadian Veterinary Journal 38, 159-162.

Harry E.G. (1965). Some observations on the bacterial content of the ovary and oviduct of the fowl.

Britisch Poultry Science 4, 63-70.

18

Huff W.E., Huff G.R., Rath N.C., Balog J.M., Donoghue A.M. (2005). Alternatives to Antibiotics:

Utilization of Bacteriophage to Treat Colibacillosis and Prevent Foodborne Pathogens. Poultry

Science 84, 655-659.

Huff G.R., Huff W.E., Enders C., Sonnenborn U., Rath N.C., Farnell M.B., Solis De Los Santos F.,

Donoghue A.M. (2006). Oral treatment with the probiotic Escherichia coli Nissle 1917 improves

body weight and modulates the stress response of poultry in respiratory challenges with avian

pathogenic E. coli. Animal Science Database (www.cabi.org/animalscience)

Islam M.N., Fatema B.Z., Faruk M.I. (2007). Hjarre’s Disease in chickens: clinical, pathological,

microbiological and therapeutic findings. Bangladesh Journal of Veterinary Medicine 5, 49-53.

Jann K., Jann B. (1985). Cell Surface Components and Virulence: Escherichia coli O and K antigens

in Relation to Virulence and Pathogenicity. In: Sussman M. (Editor) The Virulence of Escherichia

coli, Society for General Microbiology, Academic Press Londen, Orlando, San Diego, New York,

Toronto, Montreal, Sydney, Tokyo, p. 157-176.

Johnson R.P., Gyles C.L., Huff W.E., Ojha S., Huff G.R., Rath N.C., Donoghue A.M. (2008)

Bacteriophages for prophylaxis and therapy in cattle, poultry and pigs. Animal Health Research

Reviews 9, 201–215.

Johnson J.R., Russo T.A. (2005). Molecular epidemiology of extraintestinal pathogenic

(uropathogenic) Escherichia coli. International Journal of Medical Microbiology 295, 383–404.

Johnson T.J., Wannemuehler Y., Johnson S.J., Stell A.L., Doetkott C., Johnson J.R., Kim K.S.,

Spanjaard L., Nolan L.K. (2008). Comparison of Extraintestinal Pathogenic Escherichia coli

Strains from Human and Avian Sources Reveals a Mixed Subset Representing Potential Zoonotic

Pathogens. Applied and Environmental Microbiology 74, 7043-7050.

La Ragione R.M., Woodward M.J. (2002). Virulence factors of Escherichia coli serotypes associated

with avian colisepticaemia. Research in Veterinary Science 73, 27-35.

Lutful Kabir S.M. (2010). Avian Colibacillosis and Salmonellosis: A Closer Look at Epidemiology,

Pathogenesis, Diagnosis, Control and Public Health Concerns. International Journal of

Environmental. Research and Public Health 7, 89-114.

Matthijs M.G.R., Ariaans M.P., Dwars R.M., van Eck J.H.H., Bouma A., Stegeman A., Vervelde L.

(2009). Course of infection and immune responses in the respiratory tract of IBV infected broilers

after superinfection with E. coli. Veterinary Immunology and Immunopathology 127, 77-84.

Montgomery R.D., Boyle C.R., Maslin W.R., Lenarduzzi T.A., Jones L.S. (1999). Consequences to

chicks hatched from Escherichia coli-inoculated embryos. Avian Diseases 43, 553-563.

19

Moulin-Schouleur M., Schoule C., Tailliez P., Kao M.R., Bree A., Germon P., Oswald E., Mainil J.,

Blanco M., Blanco J. (2006). Common virulence factors and genetic relationships between

O18:K1:H7 Escherichia coli isolates of human and avian origin. Journal of Clinical Microbiology

44, 3484–3492.

Orskov F., Orskov I. (1984). Serotyping of Escherichia coli. Methods in Microbiology 14, 43-112.

Ozaki H., Murase T. (2009). Multiple routes of entry for Escherichia coli causing colibacillosis in

commercial layer chickens. The Journal of Veterinary Medical Science 71, 1685-1689.

Parreira V.R., Yano T. (1998). Cytotoxin produced by Escherichia coli isolated from chickens with

swollen head syndrome (SHS). Veterinary Microbiology 62, 111-119.

Persoons D., Dewulf J., Smet A., Herman L., Heyndrickx M., Martel A., Catry B. , Butaye P.,

Haesebrouck F. (2010). Prevalence and Persistence of Antimicrobial Resistance in Broiler

Indicator Bacteria. Microbial Drug Resistance 16, 67-74.

Persoons D., Callens B., Dewulf J., Haesebrouck F. (2011). Een update van colibacillose bij kippen.

Vlaams Diergeneeskundig Tijdschrift 80, 161-166.

Proudfoot F.G., Hulan H.W. (1985). Effects of stocking density on the incidence of scabby hip

syndrome among broiler chickens. Poultry Science 64, 2001-2003.

Ramírez R.M., Almanza Y., González R., García S., Heredia N. (2009). Avian pathogenic Escherichia

coli bind fibronectin and laminin. Veterinary Research Communications 33, 379-386.

Rodriguez-Siek K.E., Giddings C.W., Doetkott C., Johnson T.J., Fakhr M.K., Nolan L.K. (2005).

Comparison of Escherichia coli isolates implicated in human urinary tract infection and avian

colibacillosis. Microbiology 151, 2097-2110.

Rosario C.C., López A.C., Téllez I.G., Navarro O.A., Anderson R.C., Eslava C.C. (2004). Serotyping

and Virulence Genes Detection in Escherichia coli Isolated from Fertile and Infertile Eggs, Dead-

in-Shell Embryos, and Chickens with Yolk Sac Infection. Avian Diseases 48, 791-802.

Smet A., Martel A., Persoons D., Dewulf J., Heyndrickx M., Catry B., Herman L., Haesebrouck F.,

Butaye P. (2008). Diversity of Extended-Spectrum β-Lactamases and Class C β-Lactamases

among Cloacal Escherichia coli Isolates in Belgian Broiler Farms. Antimicrobial Agents and

Chemotherapy 52, 1238-1243.

Tenover F. C. (2001). Development and Spread of Bacterial Resistance to Antimicrobial Agents: An

Overview. Clinical Infectious Diseases 33, 108-115.

Thiede S., Krone O. (2001). Polygranulomatosis in a common buzzard (Buteo buteo) due to

Escherichia coli (Hjarre's disease). Veterinary Record 149, 774-776.

20

Van den Bogaard A.E., London N., Driessen C., Stobberingh E.E. (2001). Antibiotic resistance of

faecal Escherichia coli in poultry, poultry farmers and poultry slaughterers. Journal of Antimicrobial

Chemotherapy 47, 763–771.

Verloo D., Butaye P., Dierick K., Imbrechts H. (2003). Descriptive epidemiology of the resistance

observed in Escherichia coli isolated from healthy cattle, pigs and broilers, their meat and meat

products. Proceedings of the Flemish Society for Veterinary Epidemiology and Economics,

December 11, p. 67.

White D.G., Wilson R.A., Gabriel A.S., Saco M., Whittam T.S. (1990). Genetic relationships among

strains of avian Escherichia coli associated with swollen-head syndrome. Infection an Immunity

58, 3613-3620.