Bacteriological and molecular studies of Clostridium perfringens infections in newly born calves

Abstract

Clostridium perfringens is considered one of the important causes of calf diarrhea. Two hundred and twenty-seven clinical samples from newly born and dead diarrheic calves were examined bacteriologically and by PCR. Bacterial culture identified C. perfringens in 168 of 227 samples. A total of 144 of these isolates were lecithinase positive, indicating C. perfringens Type A. In addition, 154 isolates were positive by alpha toxin encoding gene-PCR assay. This study showed high agreement between the results of bacteriology and multiplex PCR. The multiplex PCR typed all isolates that were typed as C. perfringens Type A through bacteriologic methods, but ten samples that were lecithinase negative were positive in the multiplex PCR. The study showed the highest occurrence of C. perfringens Type A isolations from calves during the winter and autumn compared with other seasons.

Clostridium perfringens – epidemiological importance and diagnostics

“…Źródłem C. perfringens w środowisku jest kał zwierząt, a jego ilość zależy od regionu geograficznego, pory roku, gatunku, odcinka przewodu pokarmowego i dostępności składników odżywczych (63,73). C. perfringens nie produkuje 13 z 20 podstawowych aminokwasów, a zapotrzebowanie zaspokaja przez rozkład tkanek gospodarza z udziałem produkowanych toksyn i enzymów (1).…”

“…uszkadzające błonę komórkową, tworzące pory, toksyny wewnątrzkomórkowe i enzymy hydrolityczne. Synteza poszczególnych toksyn warunkuje odpowiedni obraz zmian chorobowych u poszczególnych gatunków, jednak żaden szczep nie produkuje wszystkich toksyn jednocześnie (21,63). Zakres działania toksyn może być lokalny lub systemowy na komórki oddalone od miejsca zakażenia (19).…”

“…Do wykrywania laseczki zgorzeli gazowej stosowana jest najczęściej klasyczna metoda hodowlana prowadzona w anaerobiozie, a izolaty są oceniane pod kątem cech typowych dla gatunku. C. perfringens wytwarza owalne przetrwalniki niezwykle rzadko obserwowane in vitro (63), które ulegają inaktywacji po 2-3 minutach w temperaturze 100°C, choć niektóre z nich przeżywają działanie tej temperatury nawet przez 5 godz. (43,52).…”

“…Kształt kolonii i szerokość strefy lecytynolizy wokół kolonii jest zmienny. W chwili obecnej wynik badania uzyskany metodą hodowlaną jest zwykle weryfikowany testem PCR (21,63). Identyfikację potwierdza wykrycie fragmentów DNA unikatowych dla C. perfringens, jak 16S rRNA czy genów kodujących toksyny główne i poboczne (7,11).…”

“…W dochodzeniu epidemiologicznym zachorowań na tle C. perfringens stosowane są zarówno metody fenotypowe, jak i genotypowe. Fenotypowanie obejmuje detekcję toksyn produkowanych przez C. perfringens poprzez ich neutralizację odpowiednimi surowicami czy ocenę oporności izolatów na substancje przeciwbakteryjne (26,63,73). Duża zmienność w produkcji toksyn in vitro w obrębie tego gatunku sprawia, że fenotypowanie oparte na cechach serologicznych jest wysoce problematyczne, stąd kluczową rolę pełnią obecnie metody genotypowe, niezależne od ekspresji genów i mające znacząco wyższą moc różnicowania.…”