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Detection of Mykobacterium avium subspecies paratuberculosis in Swiss dairy cattle by culture and serology


Glanemann, Barbara. Detection of Mykobacterium avium subspecies paratuberculosis in Swiss dairy cattle by culture and serology. 2003, University of Zurich, Vetsuisse Faculty.

Abstract

Es wurden Kotproben von 186 Milchkühen aus 10 verschiedenen Milchviehbeständen mit sporadischem Auftreten klinischer Paratuberkulose (Gruppe A) und Kotproben von 100 Milchkühen aus verschiedenen Paratuberkulose-freien Herden (Gruppe B) auf das Vorhandensein von Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis (MAP) untersucht. Für den kulturellen Erregernachweis wurden die Kotproben mit zwei verschiedenen Methoden dekontaminiert: a) Dekontamination mit NaOH und Oxalsäure; b) Dekontamination mit 0,75% Hexadecylpyridinumchlorid (HPC). Die aufbereiteten Proben wurden auf Löwenstein-Jensen-Medium mit und ohne Mycobactin verimpft und für 16 Wochen inkubiert. Die Klassifizierung säurefester Stäbchen als MAP erfolgte sowohl auf der Basis des Mycobactin-abhängigen Wachstums als auch durch eine PCR-gekoppelte Restriktionsenzymanalyse des IS1311-Insertionselementes von M. avium. MAP konnte aus 15 von 186 Proben (8.1%) der Gruppe A isoliert werden. Der kulturelle Nachweis von MAP in der Gruppe B fiel negativ aus. Im Vergleich zu HPC-behandelten Proben war die Nachweisrate von MAP bei den Proben signifikant höher (8.1% vs. 1.6%) und die Kontaminationsrate signifikant geringer (17.6% vs. 21,5%), die mit der NaOH/Oxalsäure-Methode dekontaminiert wurden. Atypische Mykobakterien, welche aus 46.8% der NaOH/Oxalsäure-behandelten Proben isoliert wurden, konnten aus keiner der HPC-behandelten Proben isoliert werden. Serologische Untersuchungen der Seren aller Tiere wurden mit einem kommerziellen ELISA durchgeführt, in welchem MAP-Lipoarabinomannan (LAM) als Antigen verwendet wird. Insgesamt reagierten 16.8% der Tiere im ELISA positiv. Die Korrelation zwischen Antikörpernachweis und kulturellem Nachweis von MAP war mit 15.4% eher gering. Die ELISA-Werte von Tieren mit einem mikroskopischen Nachweis von säurefesten Stäbchen und einem kulturellen Nachweis von atypischen Mykobakterien (n=31) unterschieden sich nicht signifikant von den Werten der Tiere, bei denen weder mikroskopisch säurefeste Stäbchen noch kulturell atypische Mykobakterien nachgewiesen werden konnten (n=26; p=0.157, Mann-Whitney Test). Dies spricht für die Validität der positiven ELISA-Reaktionen bei den Tieren mit negativen MAP-Kulturen.

Fecal samples from 186 dairy cows representing ten commercial dairy herds with sporadic clinical paratuberculosis (group A), and from 100 dairy cows from herds without a history of paratuberculosis (group B) were cultured for Mycobacterium avium subspecies paratuberculosis (MAP). Two different decontamination methods, a NaOH/oxalic acid method and treatment with 0.75% hexadecylpyridinium chloride (HPC) were performed prior to inoculation of Loewenstein-Jensen agar slants with and without mycobactin. Cultures were incubated for 16 weeks. Acid-fast staining bacteria (AFB) were identified as MAP on the basis of mycobactin dependency and by PCR-coupled RFLP analysis of the IS1311-insertion element of M. avium. MAP was grown from 15 of 186 group A animals (8.1%) whereas fecal culture for MAP was consistently negative in group B. In comparison with HPC-treated fecal samples, the growth rate of MAP was significantly higher (8.1% vs. 1.6%) and the contamination rate of cultures was significantly lower (17.6% vs. 21.5%) in fecal samples decontaminated with NaOH/oxalic acid (p<0.01, McNemar's test). Atypical mycobacteria which were grown from 46.8% of NaOH/oxalic acid treated specimens were not obtained from any of the HPC-treated samples. A commercial ELISA with MAP-lipoarabinomannan (LAM) as antigen was used to detect MAP-antibodies in unabsorbed sera from all animals. The percentage of ELISA- positive cows was 16.8%. The overall agreement between antibody detection and MAP-positive fecal culture was only poor with 15.4%. The validity of positive ELISA reactivities in MAP-culture negative animals is suggested since ELISA values of animals with both, a positive AFB microscopy and growth of atypical mycobacteria (n=31), were consistently negative and did not differ significantly from corresponding values of animals with negative AFB microscopy as well as negative mycobacterial culture (n=26; p=0.157, Mann-Whitney test).

Abstract

Es wurden Kotproben von 186 Milchkühen aus 10 verschiedenen Milchviehbeständen mit sporadischem Auftreten klinischer Paratuberkulose (Gruppe A) und Kotproben von 100 Milchkühen aus verschiedenen Paratuberkulose-freien Herden (Gruppe B) auf das Vorhandensein von Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis (MAP) untersucht. Für den kulturellen Erregernachweis wurden die Kotproben mit zwei verschiedenen Methoden dekontaminiert: a) Dekontamination mit NaOH und Oxalsäure; b) Dekontamination mit 0,75% Hexadecylpyridinumchlorid (HPC). Die aufbereiteten Proben wurden auf Löwenstein-Jensen-Medium mit und ohne Mycobactin verimpft und für 16 Wochen inkubiert. Die Klassifizierung säurefester Stäbchen als MAP erfolgte sowohl auf der Basis des Mycobactin-abhängigen Wachstums als auch durch eine PCR-gekoppelte Restriktionsenzymanalyse des IS1311-Insertionselementes von M. avium. MAP konnte aus 15 von 186 Proben (8.1%) der Gruppe A isoliert werden. Der kulturelle Nachweis von MAP in der Gruppe B fiel negativ aus. Im Vergleich zu HPC-behandelten Proben war die Nachweisrate von MAP bei den Proben signifikant höher (8.1% vs. 1.6%) und die Kontaminationsrate signifikant geringer (17.6% vs. 21,5%), die mit der NaOH/Oxalsäure-Methode dekontaminiert wurden. Atypische Mykobakterien, welche aus 46.8% der NaOH/Oxalsäure-behandelten Proben isoliert wurden, konnten aus keiner der HPC-behandelten Proben isoliert werden. Serologische Untersuchungen der Seren aller Tiere wurden mit einem kommerziellen ELISA durchgeführt, in welchem MAP-Lipoarabinomannan (LAM) als Antigen verwendet wird. Insgesamt reagierten 16.8% der Tiere im ELISA positiv. Die Korrelation zwischen Antikörpernachweis und kulturellem Nachweis von MAP war mit 15.4% eher gering. Die ELISA-Werte von Tieren mit einem mikroskopischen Nachweis von säurefesten Stäbchen und einem kulturellen Nachweis von atypischen Mykobakterien (n=31) unterschieden sich nicht signifikant von den Werten der Tiere, bei denen weder mikroskopisch säurefeste Stäbchen noch kulturell atypische Mykobakterien nachgewiesen werden konnten (n=26; p=0.157, Mann-Whitney Test). Dies spricht für die Validität der positiven ELISA-Reaktionen bei den Tieren mit negativen MAP-Kulturen.

Fecal samples from 186 dairy cows representing ten commercial dairy herds with sporadic clinical paratuberculosis (group A), and from 100 dairy cows from herds without a history of paratuberculosis (group B) were cultured for Mycobacterium avium subspecies paratuberculosis (MAP). Two different decontamination methods, a NaOH/oxalic acid method and treatment with 0.75% hexadecylpyridinium chloride (HPC) were performed prior to inoculation of Loewenstein-Jensen agar slants with and without mycobactin. Cultures were incubated for 16 weeks. Acid-fast staining bacteria (AFB) were identified as MAP on the basis of mycobactin dependency and by PCR-coupled RFLP analysis of the IS1311-insertion element of M. avium. MAP was grown from 15 of 186 group A animals (8.1%) whereas fecal culture for MAP was consistently negative in group B. In comparison with HPC-treated fecal samples, the growth rate of MAP was significantly higher (8.1% vs. 1.6%) and the contamination rate of cultures was significantly lower (17.6% vs. 21.5%) in fecal samples decontaminated with NaOH/oxalic acid (p<0.01, McNemar's test). Atypical mycobacteria which were grown from 46.8% of NaOH/oxalic acid treated specimens were not obtained from any of the HPC-treated samples. A commercial ELISA with MAP-lipoarabinomannan (LAM) as antigen was used to detect MAP-antibodies in unabsorbed sera from all animals. The percentage of ELISA- positive cows was 16.8%. The overall agreement between antibody detection and MAP-positive fecal culture was only poor with 15.4%. The validity of positive ELISA reactivities in MAP-culture negative animals is suggested since ELISA values of animals with both, a positive AFB microscopy and growth of atypical mycobacteria (n=31), were consistently negative and did not differ significantly from corresponding values of animals with negative AFB microscopy as well as negative mycobacterial culture (n=26; p=0.157, Mann-Whitney test).

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Item Type:Dissertation (monographical)
Referees:Wittenbrink Max Michael, Stephan Roger
Communities & Collections:05 Vetsuisse Faculty > Institute of Food Safety and Hygiene
UZH Dissertations
Dewey Decimal Classification:570 Life sciences; biology
610 Medicine & health
Language:English
Place of Publication:Zürich
Date:2003
Deposited On:25 Apr 2019 09:14
Last Modified:15 Apr 2021 14:57
Number of Pages:19
OA Status:Green

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