Giessener Elektronische Bibliothek

GEB - Giessener Elektronische Bibliothek

Hinweis zum Urheberrecht

Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-55110
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2008/5511/


Untersuchungen über Virulenzeigenschaften bei Escherichia coli-Stämmen von durchfallkranken Kälbern

Amnise,Manal Hassan Abdelhamid


Originalveröffentlichung: (2008) Giessen : VVB Laufersweiler 2007
pdf-Format: Dokument 1.pdf (1.264 KB)

Bookmark bei Connotea Bookmark bei del.icio.us
Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Hygiene und Infektionskrankheiten der Tiere
Fachgebiet: Veterinärmedizin
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-5253-6
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 22.02.2008
Erstellungsjahr: 2008
Publikationsdatum: 17.03.2008
Kurzfassung auf Deutsch: In der vorliegenden Arbeit wurden insgesamt 100 E.coli-Isolate von 95 klinisch an Durchfall erkrankten Kälbern bis zu einem Alter von 3 Wochen auf ihre Virulenzeigenschaften untersucht. Ihre Charakterisierung erfolgte auf phäno- und genotypischer Basis. Zur Phänotypisierung dienten die Serotypisierung, das Hämolyse- und Hämagglutinationsverhalten sowie Serumresistenz und Zytotoxizität. Auf genotypischer Ebene konzentrierten sich die Studien auf den Nachweis von insgesamt 19 Virulenzgenen mittels verschiedener Multiplex-Polymerase-Kettenreaktionen.

Unter den 100 E.coli-Isolaten bildeten 7 Stämme alpha-Hämolysin. Die Hämolysinbildung korrelierte nicht mit weiteren phäno- und genotypischen Merkmalen, die spezifisch für Durchfallerreger sind. Die mit Antiseren gegen 4 verschiedene O-Gruppen erfolgte Serotypisierung, führte in 29 Fällen zum Nachweis von Serogruppen, die bevorzugt bei enterotoxischen E.coli des Kalbes zu finden sind. Auf der Basis ihrer weiteren Virulenzgenausstattung ließen sich allerdings nur 6 Stämme den klassischen bovinen ETEC zuordnen. Somit besitzt die Serotypisierung zum orientierenden Auffinden boviner enterotoxischer E.coli nur begrenzt Aussagekraft.

Die Serogruppe O78 waren insgesamt bei 37 E.coli-Stämmen nachzuweisen. Der Rest von 34 Isolaten gehörte anderen O-Gruppen an. Die Genotypisierung anhand des Nachweises von Virulenzgensequenzen führte bei 46 der 100 Isolate zur Klassifizierung als ExPEC, bei 7 und 6 Stämmen als ETEC bzw. NTEC sowie bei 5, 4 bzw. 2 Stämmen als EPEC, EHEC bzw. als EAEC. In 17 Fällen war eine eindeutige Pathovar-Bestimmung nicht sicher möglich und die 13 restlichen Isolate waren in der Genotypisierung gänzlich negativ.

Vergleiche von Sero- und Genotypisierung zeigten, dass 17 der 37 O78-positiven Isolate den ExPEC (13) und NTEC (4) zuzuordnen waren, Beziehungen zu anderen E.coli-Pathovaren bestanden nicht. Bei zusätzlicher Berücksichtigung der Ergebnisse des Serumresistenztestes und der Mannose-resistenten Hämagglutination, wiesen Isolate der O78-Gruppe zu 51,3 % Serumresistenz bzw. zu 40,5 % mannose-resistente hämagglutinierende Eigenschaften auf. Die Prozentsätze der Non-O78-E.coli lagen mit Ausnahme der 8 O8:K87-positiven Isolate im gleichen Bereich. Letztere waren dagegen zu 87,5 % im Serumresistenztest und zu 62,5 % in der MRHA positiv.

In Bezug auf den hohen Anteil O78-positiver E.coli in Kotproben durchfallkranker Kälber ergaben sich auf der Basis vorliegender Ergebnisse keine Hinweise auf eine Beteiligung solcher Stämme an vorliegenden Durchfallgeschehen. Ebenso deuteten ihre Virulenzgenausstattung, z. B. hinsichtlich Eisenaquirierung (iucD), sowie ihr Verhalten im Serumresistenztest nicht auf eine bevorzugte Fähigkeit zu septikämischen Infektions- verläufen dieser Isolate beim Kalb hin.
Beim Vergleich von Virulenzgenausstattung und MRHA wurden Zusammenhänge zwischen dem Vorhandensein von f17A-Gensequenzen und MRHA insofern auffällig, als 22 von 23 E.coli-Isolaten mit f17A-Gensequenzen, allein oder in Kombination mit anderen Adhäsion-vermittelnden Sequenzen, sich gleichzeitig auch als mannoseresistent hämagglutinierend erwiesen.

Eine Korrelation zwischen E.coli-Pathovar einer Kotprobe und dem Nachweis enteraler Viren ergab sich nicht. Insgesamt wiesen 40 von 93 Proben (43 %) Viren auf, es dominierten Corona- und Rotaviren (21 mal bzw. 17 mal) neben in Einzelfällen nachgewiesenen Picornavirus-ähnlichen-Partikeln, sowie Parvovirus.

Kurzfassung auf Englisch: In the present study, a total of 100 E.coli isolates of 95 calves up to 3 weeks old and suffering from diarrhea were tested for their virulence attributes. For characterization phenotypic determinants, such as serotype, hemolysis, hemagglutination, serum resistance and cytotoxicity, as well as genotyping methods were used. On genotyping level, investigation focused on the detection of 19 different virulence genes by use of several multiplex polymerase chain reactions.

Among the isolates 7 were alpha-hemolytic. Hemolysin production of the strains did not correlate with other attributes characteristic for diarrheagenic E.coli from bovines. Serotyping performed with antisera against 4 different O-groups resulted in the detection of 29 strains belonging to serogroups preferentially being connected with enterotoxic E.coli (O8, O9 and O101). But as for their virulence gene out-fit, only 6 of them matched with classical bovine ETEC. Thus, serotyping of bovine E.coli did not prove to be a method sufficient for ETEC screening.
Serotyping of the other field isolates yielded 37 strains agglutinating with an O78 antiserum and the remainder obviously belonged to serogroups other than the 4 tested here. According to genotyping results the E.coli strains could be classified to different pathovars: 46 were identified as ExPEC, 7 and 6 as ETEC and NTEC. Furthermore, 5, 4 and 2 isolates corresponded to EPEC, EHEC and EAEC, respectively. Of the 30 strains remaining, 17 could not be classified clearly and 13 did not have any of the gene sequences, tested for in this study.

Comparing serotyping and genotyping results of the 37 O78 positive isolates showed 17 belonging to ExPEC (13) and NTEC (4), respectively. Relationship to the other E.coli pathovars did not exist. As for serum resistance and the mannose resistant hemagglutination, strains of the O78 group were positive in 51.3 % or 40.5 %. Percentage rates of non-O78 strains did not differ from this range, except 8 isolates of serogrup O8, of which 87.5 % showed serum resistance and 62.5 % mannose resistant hemagglutination.

With respect to the high level of O78 positive E.coli in fecal samples from calves with diarrhea, any evidence of those strains being involvement in the disease could not be detected, according to the results of the present study. Furthermore, an accumulation of strains within the O78 cluster with gene sequences like iucD for iron acquisition and serum resistance, indicative für E.coli isolates as potentially septicaemic, could not detected.

A correlation between the presence of f17A gene sequences, alone or together with other adhesion mediating sequences, with mannose resistant hemagglutination as seen in 22 of 23 isolates, should become subject of further studies.

Classification of the E.coli isolates to specife pathovars did not cohere to the electron optical findings. In total, 40 (43 %) of 93 fecal samples were virus positive with coronavirus and rotavirus dominating (21 and 17, respectively), followed by sporadic yields of picornavirus-like particles or parvovirus.