Ist Clostridium perfringens Typ A tatsächlich enteropathogen für Ferkel?

Clostridium perfringens Typ A gehört zum normalen Mikrobiom im unteren Dünndarm und im Dickdarm von Schweinen und vielen anderen Tierarten. In den letzten zehn Jahren stiegen mit der Diagnose von C. perfringens Typ A auch die Durchfallerkrankungen bei neugeborenen Ferkeln. Die tatsächliche Bedeutung dieses Bakteriums als primärer Krankheitserreger bei Saugferkeln ist allerdings bis heute noch nicht vollständig bekannt. Das größte Problem bei der richtigen Interpretation der Rolle von C. perfringens Typ A bei neonatalem Durchfall stellt die Komplexität beim Erstellen einer eindeutigen Diagnose dar. Dieser Aspekt steht im Mittelpunkt der folgenden Diskussion.

In der Literatur wird das klinische Erscheinungsbild von Infektionen mit C. perfringens Typ A beschrieben, bei denen Ferkel zwei Tage nach der Geburt cremigen oder breiigen Durchfall haben, der bis zu fünf Tagen dauern kann. Der Stuhl kann manchmal auch schleimig sein. Normalerweise wird keine erhöhte Mortalität festgestellt, aber im Vergleich zu nicht erkrankten gleichaltrigen Tieren kann es zu einem Rückstand kommen, was sich folglich auch negativ auf das Absetzgewicht der Ferkel auswirkt. Die Autopsie zeigt keine auffälligen klinischen Anzeichen für C. perfringens Typ A, die sich von denen anderer möglicher enteropathogener Erreger unterscheiden würden, die bei Tieren dieses Alters vorkommen. Histologisch gesehen kann eine oberflächliche Nekrose der Zottenspitzen verbunden mit einer Anlagerung von Fibrin vorliegen. Diese Läsion, die mit einer starken Besiedlung durch stäbchenförmige Bakterien in Verbindung mit beschädigten Enterozyten assoziiert ist, würde auf die Diagnose von C. perfringens Typ A hindeuten (s. Abb. 1). Dieser Befund wird allerdings nur selten festgestellt. Meistens werden keine mikroskopisch sichtbaren Läsionen gefunden, was die Spekulationen nährte, dass diese bakterielle Infektion zu sekretorischem Durchfall führen könnte. Diese Möglichkeit wurde bisher nie bestätigt.

Abbildung 1: Dünndarm eines Ferkels mit Durchfall einhergehend mit einer Infektion durch Clostridium perfringens Typ A. Große Mengen stäbchenförmiger Bakterien in engem Kontakt mit Enterozyten (100x). Quelle: Prof. James Collins, UMN-USA

Die Gram-Färbung, das Aussehen der Bakterienkolonien und die Beta-Hämolyse in Blutagar sind unter allen C. perfringens Typen gleich. Der einzige Weg, die fünf Typen von C. perfringens von A bis E zu unterscheiden, beruht auf der Produktion der 4 wichtigsten Toxine Alpha, Beta, Epsilon und Iota. Zwei weitere wichtige zu erwähnende Toxine sind außerdem Enterotoxin und Beta 2. Alle Typen von C. perfringens kommen im Magen-Darm-Trakt des Ferkels vor, aber für Schweine in diesem Alter gelten nur die Typen A und C als pathogen. Es gibt eine sehr starke Korrelation zwischen dem Nachweis der Gene cpa, cpb, etx, ia, cpe und cpb2, die diese Toxine kodieren (Tab. 1), und ihrer Expression, was bedeutet, dass der PCR-Nachweis dieser Gene mit dem Nachweis des Toxins im Stuhl gleichzusetzen wäre. Alle C. perfringens Typen besitzen das cpa-Gen. Der Nachweis von cpa und cpb würde die Bakterien als Typ C definieren, während der ledigliche Nachweis von cpa auf Bakterien vom Typ A schließen ließe.

Tabelle 1: Definition der Clostridium perfringens Typen auf Grundlage der Produktion von Toxinen

Die Quantifizierung von C. perfringens Typ A in fäkalem Material war früher ein möglicher Hinweis auf einen Zusammenhang mit Durchfall. Mit anderen Worten hätte ein starker Anstieg von C. perfringens Typ A in ersten Isolationsversuchen mit großer Sicherheit auf die Verbindung mit Durchfall hingedeutet. Verschiedene Studien haben jedoch gezeigt, dass es keine ausreichenden Beweise für den Hinweis gibt, dass diese Quantifizierung als ein Test zur Diagnose von Infektionen mit C. perfringens Typ A herangezogen werden könnte, die mit Durchfall bei Ferkeln verbunden sind.

Da C. perfringens Typ A zum normalen Darmmikrobiom bei Ferkeln gehört, galt die Produktion von Beta2-Toxin oder das Vorkommen des cpb2-Gens in manchen C. perfringens Typ A Stämmen viele Jahre lang als eindeutiger Indikator für die Pathogenität. Demzufolge beruhte die definitive Labordiagnose auf dem Nachweis von Beta2-Toxin in fäkalem Material durch ELISA oder der Isolation des Krankheitserregers und Typisierung der Kolonien durch eine Multiplex-PCR zur Untersuchung auf das Vorhandensein von cpa- und cpb2-Genen. Mindestens drei verschiedene Studien, einschließlich einer unserer Gruppe, haben jedoch gezeigt, dass bei Multiplex-PCR-Untersuchungen von C. perfringens-Kolonien, die bei diarrhöischen und normalen Ferkeln gefunden wurden, mehr cpb2-positives C. perfringens Typ A bei normalen als bei kranken Ferkeln nachgewiesen wurde. Leider zeigen diese Ergebnisse eindeutig, dass keine spezielle Untersuchung zur Verfügung steht, mit der pathogene Stämme von C. perfringens Typ A nachgewiesen oder identifiziert werden können. Ich bin davon überzeugt, dass einige Stämme dieses Bakteriums pathogen für Ferkel sind und bei ihnen zu Durchfall und reduzierten Wachstumsraten führen können. Allerdings wissen wir noch nicht, wie man sie identifizieren kann. Natürlich stellt diese Situtation eine ernorme Herausforderung für die Bekämpfung der Krankheit dar, da die endgültige Diagnose nur auf dem „letztmöglichen Krankheitserreger“ beruht, „der zu untersuchen ist”. Es bleibt noch sehr viel zu tun, um einen möglichen Indikator für die Pathogenität von C. perfringens Typ A zu definieren.