Salomonsen, Charlotte Mark

Smitsom lungebetændelse er en akut og fatal hæmorrhagisk lungebetændelse forårsaget af Pseudomonas aeruginosa hos mink. Minkene findes ofte døde uden forudgående symptomer. Sygdommen har en meget varierende dødelighed men kan være meget smitsom og forårsage tabsvoldende udbrud. Næsten alle udbrud af smitsom lungebetændelse opstår fra september til november i Danmark. Fra humanmedicin kendes P. aeruginosa primært som et opportunistisk patogen, der næsten udelukkende inficerer individer med nedsat immunforsvar. Dette er ikke tilfældet for mink, hvor tilsyneladende raske individer udvikler sygdommen og er i stand til at smitte andre mink. Den publicerede litteratur om emnet er sparsom og de fleste kilder er mere end 25 år gamle.Denne afhandling er bygget på forskellige undersøgelser med det formål at belyse aspekter af sygdommen smitsom lungebetændelse hos mink:I Artikel I undersøges graden af slægtskab blandt P. aeruginosa isoleret fra smitsom lungebetændelse hos mink via pulsed field gel electrophorese (PFGE) og med et kommercielt typningskit baseret på single nucleotide polymorphisms (SNP) på udvalgte isolater.Resultaterne viste at 70% af P. aeruginosa isoleret fra smitsom lungebetændelse hos mink bestod af unikke stammer, mens 30% tilhørte en gruppe af nært beslægtede stammer eller særligt hyppige stammer. Dette indikerer, at de fleste udbrud af smitsom lungebetændelse skyldes lokale stammer og ikke en speciel virulent stamme, der spredes imellem minkfarmene.Artikel II sammenligner de histologiske læsioner ved hæmorrhagisk lungebetændelse forårsaget af P. aeruginosa og E. coli. Fordelingen af bakterierne i vævet blev visualiseret med fluorescens in situ hybridisering (FISH).I denne artikel identificeredes to histologiske mønstre for hæmorrhagisk lungebetændelse forårsaget af P. aeruginosa og E. coli. Det ene bestod af massiv intraalveolær blødning og få bakterier, mens det andet var præget af nekrose, neutrophile og store mængder bakterier. P. aeruginosa var ofte lejret perivaskulært og forårsagede et større antal lungebetændelser med det meget hæmorrhagiske mønster, mens E. coli oftere medførte alveolært ødem. Dette var de eneste forskelle observeret for hæmorrhagisk lungebetændelse forårsaget af de to patogener.Artikel III beskriver et infektionsforsøg med P. aeruginosa i mink. Infektionerne blev udført i juli og i november for at belyse om den samme infektiøse dosis ville fremkalde hæmorrhagisk lungebetændelse både i og udenfor sæsonen, hvor smitsom lungebetændelse typisk optræder. Derudover blev det undersøgt om P. aeruginosa kunne genfindes på næseslimhinden dels otte dage efter eksperimentel infektion og dels i mink fra farme ved pelsning.Resultaterne fra dette forsøg indikerer, at nogle mink er prædisponerede for at udvikle smitsom lungebetændelse, eftersom de mink, der udviklede hæmorrhagisk lungebetændelse i forsøget, blev inficeret med vidt forskellige doser. Der kunne påvises en tendens til højere dødelighed i november sammenlignet med juli. Det var muligt at dyrke P. aeruginosa fra næseslimhinden af eksperimentelt inficerede symptomfrie mink op til otte dage efter infektionen, mens der ikke kunne findes P. aeruginosa på næseslimhinden af raske farmmink.Artikel IV fokuserer på forekomsten af respiratorisk syncytial virus (RSV) i lungevæv fra mink døde som følge af smitsom lungebetændelse. En underliggende infektion med RSV kunne være forklaringen på minks forøgede modtagelighed for infektion med P. aeruginosa. PCR blev brugt til at undersøge 50 prøver af lungevæv for forekomsten af både den humane og den bovine RSV-type.Der kunne ikke påvises RSV i nogle af de undersøgte lungevævsprøver fra mink med smitsom lungebetændelse forårsaget af P. aeruginosa.Foruden de ovennævnte forsøg, der er beskrevet i artiklerne I-IV præsenteres også enkelte mindre forsøg i denne afhandling. Disse omhandler interviews af minkfarmere, som har oplevet udbrud af smitsom lungebetændelse på deres farm, forsøg på at dyrke P. aeruginosa fra miljøet, samt histologi på væv fra deeksperimentelt inficerede dyr beskrevet i artikel III.Det var kun i ét tilfælde muligt at isolere P. aeruginosa i en prøve fra miljøet, dette var på en minkfarm med udbrud af smitsom lungebetændelse. Den mest slående konklusion fra de udførte interviews med minkfarmere var, at de første mink, der døde af smitsom lungebetændelse, i alle tilfælde var hvalpe. Derudover svarede 39% af de adspurgte, at de oplevede en overvægt af hanner blandt de døde mink, mens de øvrige synes fordelingen mellem kønnene var ligelig.Resultaterne fra dette ph.d. projekt indikerer, at faktorer hos minkene er afgørende for udviklingen af smitsom lungebetændelse. Dette baseres på, at de fleste udbrud forårsages af en lokal P. aeruginosastamme og altså formodentlig ikke af en stamme med særlige virulens-egenskaber overfor mink. Derudover blev der påvist en tendens til øget mortalitet som følge af infektion med P. aeruginosa i november i forhold til i juli uafhængig af den anvendte infektionsdosis. Eftersom det var vanskeligt at dyrke P. aeruginosa fra farmmiljøet, må det formodes, at minkene normalt ikke møder store mængder af P. aeruginosa i deres nærmiljø, hvilket støtter at minkene er specielt modtagelige for infektion med netop denne bakterie på visse tidspunkter af året.Hemorrhagic pneumonia in mink is an acute and fatal disease caused by Pseudomonas aeruginosa. The mink are typically found dead without prior clinical symptoms. The disease can be highly contagious and varying mortalities on the farm level has been reported. Hemorrhagic pneumonia in mink is seasonal with outbreaks almost exclusively occurring from September to November in Denmark. In human medicine, P. aeruginosa is regarded as a pathogen for immune compromised individuals but no underlying disease or immune defect has been identified in mink dying of hemorrhagic pneumonia. In fact, little research has been performed in this field and most published work is more than 25 years old.The studies presented in this thesis aim at elucidating varying aspects of the disease:Article I investigates the relationships of P. aeruginosa isolated from mink hemorrhagic pneumonia using pulsed field gel electrophoresis (PFGE) and a commercial typing system based on single nucleotide polymorphisms (SNP) on chosen strains.The results presented in this article show that 70% of P. aeruginosa isolated from outbreaks of hemorrhagic pneumonia in mink consist of unique strains, while the remaining 30% belongs to either a cluster of closely related strains or unrelated but prevalent strains. This indicates that most outbreaks of hemorrhagic pneumonia are caused by environmental isolates and not by strains specially adapted to mink which spread among mink farms.Article II compares the histopathological lesions in hemorrhagic pneumonia caused by P. aeruginosa and E. coli in diagnostic material. The distribution of the two pathogens is visualized using fluorescence in situ hybridization (FISH).Two histological patterns were observed in the work presented in Article II; one was very hemorrhagic with few bacteria while the other was dominated by necrosis, neutrophils and massive amounts of bacteria. The hemorrhagic pattern was predominantly seen in P. aeruginosa infected lungs and this bacterium showed a preference for perivascular localization while alveolar edema was more frequently identified in hemorrhagic pneumonia associated with E. coli infection. The perivascular localization, tendency for a higher frequency of a very hemorrhagic response and alveolar edema were the only differences noted between hemorrhagic pneumonia caused by P. aeruginosa compared to E. coli. Article III describes an infectious dose trial on mink. This experiment was performed in July and in November to elucidate whether the same infectious dose would be able to cause hemorrhagic pneumonia both in and out of the reported season for development of hemorrhagic pneumonia. Furthermore the ability to recover P. aeruginosa from the nasal mucosa of experimentally infected mink and from farm mink was investigated.The results from this study suggest that some mink are predisposed to develop hemorrhagic pneumonia since wide ranges in infectious dose leading to hemorrhagic pneumonia were observed and a tendency towards greater mortality in November as compared to July could be demonstrated. It was possible to culture P. aeruginosa from the nasal mucosa up till eight days after experimental infection but no P. aeruginosa was ever recovered from the nasal mucosa of farmed mink.Article IV focuses on the presence of respiratory syncytial virus (RSV) as a possible explanation for the high susceptibility of mink to development of hemorrhagic pneumonia due to P. aeruginosa. Polymerase chain reaction (PCR) was used to examine 50 lung tissue samples for the presence of both the bovine and the human type of RSV.The results of this work show that it was not possible to detect RSV in mink lung samples with hemorrhagic pneumonia caused by P. aeruginosa.Results from investigations not included in articles are also presented. These include interviews with farmers experiencing outbreaks of hemorrhagic pneumonia in their mink, an attempt to culture P. aeruginosa from the farm environment and histology of tissue from the experimentally infected minkdescribed in Article III.It was only possible to culture P. aeruginosa from the farm environment in one case on a farm with an outbreak of hemorrhagic pneumonia. The most striking conclusion of the interviews with farmers experiencing outbreaks of hemorrhagic pneumonia among their mink was that the disease always started in the mink kits, never in the adults. Furthermore, 39% reported that most deaths occurred in the male mink.The results presented in this thesis suggest that factors of the mink make them more prone to develop hemorrhagic pneumonia due to P. aeruginosa in the fall. This is based on the discovery that most outbreaks are not due to a special P. aeruginosa strain with an increased virulence for mink, but rather local strains. The observed tendency of mink to develop hemorrhagic pneumonia in the autumn irrespective of infectious dose and the difficulty in isolating P. aeruginosa in the farm environment also points to something in the mink as being crucial in the development of disease

Online Research Database In Technology

Hemorrhagic pneumonia in mink caused by Pseudomonas aeruginosa

http://orbit.dtu.dk/ws/files/54999534/09_00941_74_Ph_d_10_nocodes_rev_artikler_17x24_pdf_1613848_1_1.pdf

Hemorrhagic pneumonia in mink caused by Pseudomonas aeruginosa

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Online Research Database In Technology