Diversity of Clostridium perfringens toxin-genotypes from dairy farms

Abstract

BackgroundClostridium (C.) perfringens is the causative agent of several diseases in animals and humans, including histotoxic and enteric infections. To gain more insight into the occurrence of its different toxin-genotypes in dairy herds, including those toxin genes previously associated with diseases in cattle or humans, 662 isolates cultivated from feces, rumen content and feed collected from 139 dairy farms were characterized by PCR (detecting cpa, cpb, iap, etx, cpe, and both allelic variants of cpb2).ResultsIsolates from feces were assigned to type A (cpa positive, n = 442) and D (cpa and etx positive, n = 2). Those from rumen content (n = 207) and feed (n = 13) were all assigned to type A. The consensus and atypical variants of the cpb2 gene were detected in 64 (14.5 %) and 138 (31.22 %) of all isolates from feces, and 30 (14.5 %) and 54 (26.1 %) of all isolates from rumen content, respectively.ConclusionBoth allelic variants of cpb2 occurred frequently in animals without signs of acute enteric disease, whereby the atypical variant dominated. Five (0.8 %) of all type A isolates were positive for the cpe gene. Therefore, the present study indicates that dairy cows are no primary source for potentially human pathogenic enterotoxin gene positive strains.

Metagenomic analysis of enteric bacterial pathogens affecting the performance of dairy cows in smallholder productions systems

“…Furthermore, Clostridium botulinum and Clostridium perfringens were detected in fecal samples from the smallholder farms. These findings are in agreement with the results reported by Ahsani et al (2010), Kruger et al (2011), Neuhaus et al (2015 and Fohler et al (2016) in animal feces and liquid manure from dairy cows.…”

Clostridial Abomasitis and Enteritis in Ruminants

“…Decreased GI motility that allows segmental overgrowth of the bacteria within the GI tract C perfringens type A is ubiquitous in the livestock environment and is considered normal flora at low levels in the healthy ruminant. 7,8,45,47,77 Fecal shedding maintains persistence in the environment. Other toxinotypes are not found as consistently in the environment or from fecal samples of ruminants.…”

Clostridium perfringens – epidemiological importance and diagnostics

“…dane Głównego Inspektoratu Sanitarnego z lat 2005--2015, w ciągu których zarejestrowano w Polsce jedynie 197 przypadków zatruć pokarmowych na tle C. perfringens, wobec kilkudziesięciu tysięcy przypadków bakteryjnych zatruć i zakażeń pokarmowych rejestrowanych każdego roku w tym okresie (65). W hodowli zwierząt laseczka zgorzeli gazowej jest najważniejszym czynnikiem chorobotwórczym wśród wszystkich beztlenowych laseczek przetrwalnikujących (21,27). Zachorowalność waha się od 15% do 50%, a śmiertelność może sięgać 100% (41,69).…”

“…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).…”

“…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).…”