An investigation into the association between cpb2-encoding Clostridium perfringens type A and diarrhea in neonatal piglets

Can J Vet Res. 2013 Jan;77(1):45-53.

Abstract

To investigate the possible role of cpb2-positive type A Clostridium perfringens in neonatal diarrheal illness in pigs, the jejunum and colon of matched normal and diarrheic piglets from 10 farms with a history of neonatal diarrhea were examined grossly and by histopathology, and tested for C. perfringens, for C. perfringens beta2 (CPB2) toxin, as well as for Clostridium difficile toxins, Salmonella, enterotoxigenic Escherichia coli, rotavirus, transmissible gastroenteritis (TGE) virus, and coccidia. Clostridium perfringens isolates were tested using a multiplex real-time polymerase chain reaction (PCR) to determine the presence of cpa, consensus and atypical cpb2, and other virulence-associated genes. The numbers of C. perfringens in the intestinal contents were lower in diarrheic piglets (log₁₀ 5.4 CFU/g) compared with normal piglets (log₁₀ 6.5 CFU/g) (P < 0.05). The consensus cpb2 was present in 93% of isolates in each group, but atypical cpb2 was less common (56% healthy, 32% diarrheic piglets isolates, respectively, P < 0.05). The presence of CPB2 toxin in the intestinal contents of normal and diarrheic piglets did not differ significantly. Clostridium difficile toxins and rotavirus were each detected in 7 of the 21 (33%) diarrheic piglets. Rotavirus, C. difficile toxins, Salmonella, or enterotoxigenic E. coli were concurrently recovered in different combinations in 4 diarrheic piglets. The cause of diarrhea in 8 of the 21 (38%) piglets on 6 farms remained unknown. The etiological diagnosis of diarrhea could not be determined in any of the piglets on 2 of the farms. This study demonstrated that the number of cpb2-positive type A C. perfringens in the intestinal contents was not a useful approach for making a diagnosis of type A C. perfringens enteritis in piglets. Further work is required to confirm whether cpb2-carrying type A C. perfringens have a pathogenic role in enteric infection in neonatal swine.

Dans le but d’étudier le rôle possible de Clostridium perfringens type A possédant le gène cpb2 dans les cas de diarrhée néonatale chez les porcs, le jéjunum et le côlon de porcelets provenant de 10 fermes avec une histoire de diarrhée néonatale et pairés en fonction qu’ils aient ou non de la diarrhée ont été examinés macroscopiquement et en histopathologie, et testés pour C. perfringens, la toxine bêta2 de C. perfringens (CBP2), ainsi que pour les toxines de Clostridium difficile, Salmonella, Escherichia coli entérotoxinogène, rotavirus, le virus de la gastro-entérite transmissible (TGE) et les coccidies. Les isolats de C. perfringens ont été testés par réaction d’amplification en chaîne par la polymérase (PCR) multiplex pour déterminer la présence de cpa, de cpb2 consensus et atypiques, ainsi que d’autres gènes associés à la virulence. Le nombre de C. perfringens dans le contenu intestinal des porcelets diarrhéiques étaient plus faible (log10 5,4 UFC/g) que dans celui des porcelets en santé (log10 6,5 UFC/g) (P < 0,05). Le cpb2 consensus était présente chez 93 % des isolats dans chaque groupe, mais le cpb2 atypique était moins fréquent (56 % des isolats de porcelets en santé, et 32 % des isolats provenant de porcelets diarrhéiques, respectivement, P < 0,05). La présence de la toxine CPB2 dans le contenu intestinal de porcelets avec ou sans diarrhée ne différait pas de manière significative. Les toxines de C. difficile et les rotavirus ont chacun été détectés chez 7 des 21 (33 %) des porcelets diarrhéiques. Des rotavirus, les toxines de C. difficile, Salmonella ou des E. coli enterotoxinogènes ont été retrouvés de manière concomitante en différentes combinaisons chez 4 porcelets diarrhéiques. Chez 8 de 21 (38 %) porcelets provenant de 6 fermes, la cause de la diarrhée est demeurée inconnue. Le diagnostic étiologique de la diarrhée n’a pu être déterminé chez aucun des porcelets de 2 fermes. Cette étude démontre que le nombre d’isolats de C. perfringens de type A positifs pour cpb2 dans le contenu intestinal n’était pas une approche utile pour établir un diagnostic d’entérite à C. perfringens type A chez les porcelets. Des études supplémentaires sont nécessaires pour confirmer si les isolats de C. perfringens de type A porteurs de cpb2 ont un rôle pathogène dans les infections entériques chez les porcelets nouveau-nés.(Traduit par Docteur Serge Messier).

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't

MeSH terms

  • Animals
  • Animals, Newborn
  • Bacterial Toxins / genetics
  • Bacterial Toxins / metabolism*
  • Clostridium Infections / microbiology
  • Clostridium Infections / pathology
  • Clostridium Infections / veterinary*
  • Clostridium perfringens / classification*
  • Diarrhea / microbiology
  • Diarrhea / veterinary*
  • Enzyme-Linked Immunosorbent Assay
  • Gene Expression Regulation, Bacterial / physiology
  • Genotype
  • Real-Time Polymerase Chain Reaction
  • Swine
  • Swine Diseases / microbiology*
  • Swine Diseases / pathology

Substances

  • Bacterial Toxins
  • cpb2 protein, Clostridium perfringens