Agents of pneumonia in slaughtered pigs in southern Brazil

ABSTRACT: A high prevalence of pneumonic lesions has been reported to affect slaughtered pigs in southern Brazil. In order to identify which microorganisms have been causing those lesions, 30 pig lungs presenting pneumonic gross lesions were collected from five different slaughterhouses, totaling 150 lungs. Samples for bacterial isolation, molecular, histopathologic and immunohistochemistry (IHC) evaluation were taken from each lung. The pneumonic lesion scoring ranged from 1.53 to 2.83. The most frequent histopathological lesions found was the concomitant Influenza A virus (IAV) and Mycoplasma hyopneumoniae infection, corresponding to 55.3% (83/150), and Pasteurella multocida type A was isolated in 54.2% (45/83) of these cases. In 102 samples (68%), there was histopathologic suggestion of involvement of more than one infectious agent. M. hyopneumoniae was the most frequent agent associated with pneumonic lesions, being present in 92.1% (94/102) of the lungs with coinfections, followed by IAV in 89.2% (91/102). Besides the coinfections, IAV lesions were observed also in six samples without another pathogenic microorganism detected. A total of 46 samples with acute and subacute IAV suspected lesions in histopathological examination were assessed for IHC and real time RT-PCR for IAV. A total of 35% (16/46) of them were positive by IHC and 13% (6/46) by real time RT-PCR. Regarding M. hyopneumoniae, 79.3% (119/150) of samples were positive by qPCR and 84.9% (101/119) of them also presented M. hyopneumoniae suspected lesions in the histopathological examination. The results of this study suggest the importance of IAV in respiratory diseases in finishing pigs, even though this virus is more frequently reported in the nursery phase. In addition, our results emphasize the importance of lung coinfections in finishing pigs.

RESUMO: Lesões sugestivas de pneumonia são frequentemente encontradas em altas prevalências em suínos abatidos no sul do Brasil. Para identificar quais microrganismos causam essas lesões, foram coletados 30 pulmões de suínos com lesão macroscópica sugestiva de pneumonia em cinco frigoríficos diferentes, totalizando 150 pulmões. Amostras para isolamento bacteriano, avaliação molecular, histopatológica e imuno-histoquímica (IHC) foram coletadas de cada pulmão. O escore de lesão pulmonar variou entre 1,53 a 2,83. O achado histopatológico mais observado foi a lesão sugestiva de infecção concomitante pelo vírus Influenza A (IAV) e Mycoplasma (M.) hyopneumoniae, correspondendo a 55,3% (83/150), e em 54,2% (45/83) desses casos Pasteurella (P.) multocida tipo A foi isolado. Em 102 amostras (68%), houve lesão histopatológica sugestiva do envolvimento de mais de um agente infeccioso. M. hyopneumoniae foi o microrganismo mais frequente associado a lesões de pneumonia, estando presente em 92,1% (94/102) dos pulmões com coinfecções, seguido de IAV, que foi encontrado em 89,2% (91/102). Além das coinfecções, lesões de IAV foram observadas em mais seis amostras que não aparentavam envolvimento de outro agente infeccioso. Um total de 46 amostras com suspeita de lesão aguda e subaguda de IAV no exame histopatológico foram avaliadas para IHC e RT-PCR em tempo real para IAV e 35% (16/46) delas foram positivas por IHC e 13% (6/46) foram positivas por RT-PCR em tempo real. Com relação a M. hyopneumoniae, 79,3% (119/150) das amostras foram positivas por qPCR e 84,9% (101/119) delas também apresentaram lesões suspeitas de M. hyopneumoniae no exame histopatológico. Os resultados deste trabalho sugerem a importância do IAV como agente causador de pneumonias em suínos de terminação, embora esse vírus seja mais frequentemente relatado na fase de creche. Além disso, os achados deste trabalho demonstram a presença frequente de coinfecções pulmonares em suínos de terminação.

Agents of pneumonia in slaughtered pigs in southern Brazil / Agentes patogênicos de pneumonia em suínos abatidos no sul do Brasil

A high prevalence of pneumonic lesions has been reported to affect slaughtered pigs in southern Brazil. In order to identify which microorganisms have been causing those lesions, 30 pig lungs presenting pneumonic gross lesions were collected from five different slaughterhouses, totaling 150 lungs. Samples for bacterial isolation, molecular, histopathologic and immunohistochemistry (IHC) evaluation were taken from each lung. The pneumonic lesion scoring ranged from 1.53 to 2.83. The most frequent histopathological lesions found was the concomitant Influenza A virus (IAV) and Mycoplasma hyopneumoniae infection, corresponding to 55.3% (83/150), and Pasteurella multocida type A was isolated in 54.2% (45/83) of these cases. In 102 samples (68%), there was histopathologic suggestion of involvement of more than one infectious agent. M. hyopneumoniae was the most frequent agent associated with pneumonic lesions, being present in 92.1% (94/102) of the lungs with coinfections, followed by IAV in 89.2% (91/102). Besides the coinfections, IAV lesions were observed also in six samples without another pathogenic microorganism detected. A total of 46 samples with acute and subacute IAV suspected lesions in histopathological examination were assessed for IHC and real time RT-PCR for IAV. A total of 35% (16/46) of them were positive by IHC and 13% (6/46) by real time RT-PCR. Regarding M. hyopneumoniae, 79.3% (119/150) of samples were positive by qPCR and 84.9% (101/119) of them also presented M. hyopneumoniae suspected lesions in the histopathological examination. The results of this study suggest the importance of IAV in respiratory diseases in finishing pigs, even though this virus is more frequently reported in the nursery phase. In addition, our results emphasize the importance of lung coinfections in finishing pigs.(AU)

Lesões sugestivas de pneumonia são frequentemente encontradas em altas prevalências em suínos abatidos no sul do Brasil. Para identificar quais microrganismos causam essas lesões, foram coletados 30 pulmões de suínos com lesão macroscópica sugestiva de pneumonia em cinco frigoríficos diferentes, totalizando 150 pulmões. Amostras para isolamento bacteriano, avaliação molecular, histopatológica e imuno-histoquímica (IHC) foram coletadas de cada pulmão. O escore de lesão pulmonar variou entre 1,53 a 2,83. O achado histopatológico mais observado foi a lesão sugestiva de infecção concomitante pelo vírus Influenza A (IAV) e Mycoplasma (M.) hyopneumoniae, correspondendo a 55,3% (83/150), e em 54,2% (45/83) desses casos Pasteurella (P.) multocida tipo A foi isolado. Em 102 amostras (68%), houve lesão histopatológica sugestiva do envolvimento de mais de um agente infeccioso. M. hyopneumoniae foi o microrganismo mais frequente associado a lesões de pneumonia, estando presente em 92,1% (94/102) dos pulmões com coinfecções, seguido de IAV, que foi encontrado em 89,2% (91/102). Além das coinfecções, lesões de IAV foram observadas em mais seis amostras que não aparentavam envolvimento de outro agente infeccioso. Um total de 46 amostras com suspeita de lesão aguda e subaguda de IAV no exame histopatológico foram avaliadas para IHC e RT-PCR em tempo real para IAV e 35% (16/46) delas foram positivas por IHC e 13% (6/46) foram positivas por RT-PCR em tempo real. Com relação a M. hyopneumoniae, 79,3% (119/150) das amostras foram positivas por qPCR e 84,9% (101/119) delas também apresentaram lesões suspeitas de M. hyopneumoniae no exame histopatológico. Os resultados deste trabalho sugerem a importância do IAV como agente causador de pneumonias em suínos de terminação, embora esse vírus seja mais frequentemente relatado na fase de creche. Além disso, os achados deste trabalho demonstram a presença frequente de coinfecções pulmonares em suínos de terminação.(AU)

Minimum inhibitory concentration of Brazilian Brachyspira hyodysenteriae strains / Concentração inibitória mínima de cepas Brachyspira hyodysenteriae brasileiras

The objectives of this study were to characterize Brachyspira hyodysenteriae isolates and to evaluate the antimicrobial susceptibility patterns of strains obtained from pigs in Brazil based on the minimal inhibitory concentration test (MIC). The MIC was performed for 22 B. hyodysenteriae isolates obtained from 2011 to 2013 using the following antimicrobial drugs: tylosin, tiamulin, valnemulin, doxycycline, lincomycin and tylvalosin. Outbreaks of swine dysentery were diagnosed based on clinical presentation, bacterial isolation, gross and microscopic lesions, duplex PCR for B. hyodysenteriae and B. pilosicoli and nox gene sequencing. All obtained MIC values were consistently higher or equal to the microbiological cut-off described in the literature. The MIC 90 values for the tested drugs were 8µg/ml for doxycycline, >4µg/ml for valnemulin, 8µg/ml for tiamulin, 32µg/ml for tylvalosin, >64µg/ml for lincomycin and >128µg/ml for tylosin. These results largely corroborate those reported in the literature. Tiamulin, doxycycline and tylvalosin showed the lowest MIC results. All of the samples subjected to phylogenetic analysis based on the nox gene sequence exhibited similar results, showing 100% identity to B. hyodysenteriae. This is the first study describing the MIC pattern of B. hyodysenteriae isolated in Brazil.(AU)

Os objetivos deste trabalho foram a caracterização de isolados de Brachyspira hyodysenteriae e avaliar os padrões de sensibilidade antimicrobiana de isolados obtidos a partir de suínos no Brasil com base no teste de concentração inibitória mínima (MIC). A MIC foi realizada em 22 isolados de B. hyodysenteriae obtidos entre 2011 a 2013 usando os seguintes antimicrobianos: tilosina, tiamulina, valnemulina, doxiciclina, lincomicina e tilvalosina. Surtos de disenteria suína foram diagnosticados com base na apresentação clínica, isolamento bacteriano, lesões macroscópicas e microscópicas, PCR duplex para B. hyodysenteriae e B. pilosicoli e sequenciamento do gene nox. Todos os valores de MIC obtidos foram consistentemente mais elevados ou igual ao ponto de corte microbiológica descrito na literatura. Os valores de MIC 90 para os fármacos testados foram de 8 µg / mL para a doxiciclina, > 4 µg/ml de valnemulina, 8 µg / mL para a tiamulina, 32 µg / ml para tilvalosina, > 64 µg / ml para a lincomicina e > 128 µg / ml de tilosina. Estes resultados corroboram em grande parte com os relatados na literatura. Tiamulina, doxiciclina e tilvalosina apresentaram os menores resultados de MIC. Todas as amostras submetidas à análise filogenética com base na sequência do gene nox exibiram resultados semelhantes, indicando 100% de identidade com B. hyodysenteriae. Este é o primeiro estudo que descreve o padrão MIC de B. hyodysenteriae isoladas no Brasil.(AU)

Pericardite em suínos ao abate no Rio Grande Sul: avaliação de agentes bacterianos e lesões associadas / Bacterial agents and lesions associated with pericarditis in slaughter pigs in Rio Grande do Sul, Brazil

O objetivo do presente estudo foi identificar a frequência de lesões macroscópicas e microscópicas e dos agentes bacterianos envolvidos em pericardites em suínos no abate no Estado do Rio Grande do Sul. As amostras foram coletadas em frigoríficos de suínos com Serviço de Inspeção Federal (SIF) entre fevereiro a outubro de 2010 e a condenação por pericardite dos animais acompanhados foi de 3,9 por cento(299/7.571). No total foram investigados 91 casos de pericardites, 89% deles foram classificados como crônicos por histopatologia e pleurite crônica foi observada em 47 porcento dos pulmões correspondentes, todavia não houve associação significativa entre as duas lesões. Os agentes bacterianos isolados a partir dos corações foram Streptococcus spp., Pasteurella multocida, Haemophilus parasuis e Streptococcus suis. DNA bacterianos mais detectados pela PCR foram de Mycoplasma hyopneumoniae e Actinobacillus pleuropneumoniae. Houve associação significativa entre isolamento de P. multocida e Streptococcus sp. nos corações e pulmões correspondentes. Esses resultados sugerem que a infecção no pulmão possa ter servido de porta de entrada para a colonização do pericárdio adjacente. Apesar de M. hyopneumoniae ter sido o agente detectado com maior frequência pela PCR em corações e pulmões correspondentes, não houve associação significativa da detecção dos agentes nos órgãos. Isto sugere que as infecções foram eventos independentes. Os demais agentes investigados não apresentaram associação significativa entre isolamento ou detecção de DNA em coração e pulmão correspondente. Outro achado importante foi a presença de coinfecções bacterianas em 2 por cento dos corações e por PCR foi detectado DNA bacteriano de dois ou mais agentes em 16,5 por cento dos corações. Esses resultados sugerem que as coinfecções em pericardites precisam ser melhor estudadas.

The objective of the study was to identify the frequency of macroscopic and microscopic lesions and bacterial agents involved with pericarditis in slaughter pigs in the State of Rio Grande do Sul, Brazil. The samples were collected in slaughterhouses with Federal Inspection Service (SIF) between February and October, 2010. Condemnation due to pericarditis in the examined animals was 3.9 percent (299/7,571). Ninety one cases of pericarditis were examined and by histopathology 89% were chronic and 47 percent of the corresponding lungs showed chronic pleuritis, but there was no significant association between both lesions. The bacterial agents isolated from the hearts were Streptococcus spp., Pasteurella multocida, Haemophilus parasuis and Streptococcus suis. Bacterial DNA from Mycoplasma hyopneumoniae and Actinobacillus pleuropneumoniae were the most frequently detected by PCR. There was significant association between isolation of P. multocida and Streptococcus spp. in the hearts and corresponding lungs. The results suggest that lung infection could act as a port of entry to the colonization of the adjacent pericardium. In spite of the fact that M. hyopneumoniae was the agent more frequently identified by PCR in the heart and corresponding lung, there was no significant association of the agent in the organs. This suggests that the infections were independent events. The other agents investigated did not show significant association between isolation or DNA detection in heart and corresponding lungs. Another important finding was the presence of coinfection between bacterial agents in 2 percent of the hearts and by PCR were identified bacterial DNA of two or more agents in 16.5 percent of the hearts. These results suggest that coinfections in cases of pericarditis need further investigation.

Matched case-control study evaluating the frequency of the main agents associated with neonatal diarrhea in piglets / Estudo caso-controle pareado avaliando a frequência dos principais agentes causadores de diarréia neonatal em suínos no Rio Grande do Sul

A case-control study was carried out in litters of 1 to 7-day-old piglets to identify the main infectious agents involved with neonatal diarrhea in pigs. Fecal samples (n=276) from piglets were collected on pig farms in the State of Rio Grande do Sul, Brazil, from May to September 2007. Litters with diarrhea were considered cases (n=129) and normal litters (n=147) controls. The samples were examined by latex agglutination test, PAGE, conventional isolating techniques, ELISA, PCR, and microscopic methods in order to detect rotavirus, bacterial pathogens (Escherichia coli, Clostridium perfringens type A and C, and Clostridium difficile), and parasites (Coccidian and Cryptosporidium spp.). Outbreaks of diarrhea were not observed during sampling. At least one agent was detected in fecal samples on 25 out of 28 farms (89.3 percent) and in 16 farms (57.1 percent) more than one agent was found. The main agents diagnosed were Coccidia (42.86 percent) and rotavirus (39.29 percent). The main agents identified in litters with diarrhea were Clostridium difficile (10.6 percent), Clostridium perfringens type A (8.8 percent) and rotavirus (7.5 percent); in control litters, Clostridium difficile (16.6 percent) and Coccidian (8.5 percent). Beta hemolytic Escherichia coli and Clostridium perfringens type C were not detected. When compared with controls, no agent was significantly associated with diarrhea in case litters. These findings stress the need for caution in the interpretation of laboratorial diagnosis of mild diarrhea in neonatal pigs, as the sole detection of an agent does not necessarily indicate that it is the cause of the problem.

Um estudo de caso-controle em leitegadas de um a sete dias de idade foi realizado com o objetivo de identificar os principais agentes infecciosos envolvidos na diarreia neonatal de leitões. As amostras de fezes (n=276) foram coletadas em granjas de suínos no Estado do Rio Grande do Sul, Brasil, no período de maio a setembro de 2007. Leitegadas com diarreia foram consideradas casos (n=147) e leitegadas normais, controles (n=129). As amostras foram examinadas através do teste de aglutinação em látex, PAGE, cultivo, ELISA, PCR e métodos microscópicos para a excreção dos principais agentes de diarreia: virais (rotavirus), bacterianos (Escherichia coli, Clostridium perfringens tipos A e tipo C e Clostridium difficile) e parasitários (coccídeos e Cryptosporidium spp.). Durante o período do estudo não foram observados surtos e a diarréia, quando presente, apresentou-se leve. Pelo menos um agente foi identificado nas amostras fecais de 25 entre 28 granjas (89,3 por cento) analisadas e em 16 granjas (57,1 por cento) mais de um agente foi detectado. Os principais agentes encontrados nas granjas foram coccídeos (42,86 por cento) e rotavírus (39,29 por cento). Os principais agentes detectados nas leitegadas com diarreia foram Clostridium difficile (10,6 por cento), Clostridium perfringens tipo A (8,8 por cento) e rotavírus (7,5 por cento). Por outro lado, nas leitegadas controle os agentes mais prevalentes foram Clostridium difficile (16,6 por cento) e coccídeos (8,5 por cento). E. coli Beta hemolítica e Clostridium perfringens tipo C não foram detectados. O presente estudo de caso-controle demonstrou que nenhum agente infeccioso esteve associado significativamente com diarreia (p>0.05). Esses achados reforçam a necessidade de que haja cuidado na interpretação de resultados de exames laboratoriais em materiais coletados de leitões com diarreia neonatal leve, pois a detecção isolada de um agente infeccioso não indica necessariamente que o mesmo seja a causa do problema.

Associação entre otites bacterianas e infecção pelo circovírus suíno tipo 2 (PCV2) em suínos / Association between bacterial otitis and porcine circovirus 2 (PCV2) infection in pigs

Neste trabalho, foi estudada a ocorrência e a bacteriologia das otites purulentas em suínos apresentando três condições clínico-patológicas distintas: síndrome multissistêmica do definhamento dos suínos (SMDS), crescimento retardado (porém sem apresentação de sinais clínicos da SMDS) e crescimento normal. No total, foram examinados 385 animais com idade de 60-130 dias, sendo a confirmação do diagnóstico da SMDS obtida pelos sinais clínicos e achados patológicos e pela detecção de antígenos virais por imunoistoquímica. De 242 animais com a SMDS, 57 (23,5 por cento) apresentaram lesões purulentas no ouvido médio. Entre os 119 animais de baixo desenvolvimento, apenas 1 (0,7 por cento) apresentou a lesão. Não foram detectadas lesões macroscópicas no ouvido médio dos 24 animais com crescimento normal. Os agentes isolados com maior freqüência foram Arcanobacterium pyogenes (43 por cento), Streptococcus α-hemolíticos (37,2 por cento) e Pasteurella multocida (27,9 por cento) dos 86 ouvidos submetidos à bacteriologia. A alta ocorrência de lesões purulentas no ouvido médio de animais com a SMDS sugere que a infecção pelo PCV2 pode tornar o suíno mais suscetível às otites bacterianas. A ocorrência reduzida dessas lesões em suínos de baixo desenvolvimento, sem a manifestação clínica da SMDS, sugere que a otite média não representa uma causa importante de mau desempenho em leitões nas fases de crescimento e terminação. O envolvimento de A. pyogenes, Streptococcus α-hemolíticos e P. multocida na maioria das lesões apontam a importância desses organismos como agentes causais de otite média em suínos.(AU)

The occurrence and bacteriology of purulent otitis in groups of pigs affected by three different clinical conditions are described: postweaning multisystemic wasting syndrome (PMWS), depressed growth (attrition) and normal growth (control). A total of 385 animals, 60-130 days of age, were examined. Diagnosis of PMWS was confirmed by the presence of clinical signs and pathological findings compatible with the disease, and through detection of viral antigens in tissues by immunohistochemistry. From 242 pigs with PMWS, 57 (23.5 percent) showed purulent lesions in the middle ear. Among 119 pigs with attrition, only 1 (0.7 percent) presented the lesion. In 24 control pigs, middle ear lesions were not detected. The most frequently isolated agents from the lesions were Arcanobacterium pyogenes (43 percent), á-hemolytic Streptococci (37.2 percent) and Pasteurella multocida (27.9 percent) out of 86 materials. The frequent occurrence of purulent lesions in the middle ear of PMWS affected pigs suggests that PCV2 infection may increase the susceptibility to bacterial otitis. The low occurrence of this disease in piglets with attrition suggests that otitis does not represent a significant cause for depressed growth in pigs from growing and finishing age. The isolation of A. pyogenes, á-hemolytic Streptococci and P. multocida from most of the lesions emphasizes the importance of these organisms as causal agents of otitis media in swine.(AU)