Salmonella infektionsdynamik

Hvorfor er salmonelladynamik interessant?

Salmonella blandt svin i Danmark giver normalt ikke sygdomsproblemer hos svinene selv. Opmærksomheden gælder fødevaresikkerhed. Dette har været fokus i de hidtidige succesfulde handlingsplaner, som myndigheder og erhvervet har iværksat de senere år. Via en indsats især på slagtesvinesiden har man markant reduceret antallet af mennesker, der bliver inficeret med Salmonella som følge af indtagelse af svinekød. I takt med at forekomsten af Salmonella i primærproduktionen er blevet reduceret, er problemerne længere fremme i produktionskæden fra jord til bord blevet stadigt mere synlige. I forbindelse med en yderlige reduktion af salmonellaforekomsten i danske svin er det derfor væsentligt at indhente yderligere viden om denne bakteries natur. Hvordan smitter Salmonella? Hvor længe udskiller dyrene bakterier? Hvornår i deres liv? Og hvilke muligheder har vi for at påvirke disse forhold? Landsudvalget for Svin iværksatte en undersøgelse til at belyse disse forhold.

Tre integrerede besætninger med salmonellaproblemer udvalgt

3 integrerede besætninger med moderat til høj forekomst af Salmonella Typhimurium blev udvalgt på baggrund af oplysninger fra kødsaftovervågningen og bakteriologiske undersøgelser fra kortlægningsundersøgelser. Stibundsprøver fordelt på alle staldafsnit viste, at der forekom Salmonella blandt dyr i alle aldersgrupper i de 3 udvalgte besætninger. Besætningsejerne indvilligede i ikke at foretage yderligere salmonellareducerende tiltag i forsøgsperioden.

180 dyr fulgt i 6 måneder

I hver besætning blev 6 grise fra hvert af 10 kuld individuelt mærket. For at reducere eventuel variation af salmonellaforekomsten over tid blev de 10 kuld opdelt i to grupper, der blev startet med ca. 1 måneds interval. Der indgik i alt 180 grise, fordelt på to kohorter á 30 dyr fra 5 kuld, i hver besætning.

Udtagelse af prøver

Umiddelbart før fravænning blev der udtaget individuelle blod- og gødningsprøver fra søer og individuelle gødningsprøver fra de 6  mærkede grise pr. kuld. Herefter blev der udtaget individuelle blod- og gødningsprøver fra grisene på følgende tidspunkter:

1. midt i klimastaldsperioden
2. umiddelbart før flytning til slagtesvinestalden
3. månedligt i slagtesvinestalden og
4. umiddelbart før slagtning
5. på slagteriet blev udtaget blindtarms- og krøslymfeknuder samt svaberprøver fra de mærkede grise. Disse prøver gik til bakteriologisk undersøgelse.

Hvornår udskiller grisene salmonella bakterier?

Vi fandt ingen salmonellabakterier fra grisene i gødningsprøverne udtaget umiddelbart før fravænning. De første positive gødningsprøver blev fundet midt i klimastaldsperioden ved ca. 60 dage, hvor salmonellaudskillelsen generelt set var højst. Herefter var der et langsomt fald i forekomsten frem mod slagtetidspunktet (fig. 1). Der blev observeret serologiske reaktion blandt grisene ca. 30 dage efter den bakteriologiske udskillelse. Den serologiske reaktion nåede et maksimum midt i slagtesvineperioden ved ca. 120 dage, hvorefter den faldt langsomt (fig. 1). Disse fund eksemplificerer det centrale element i kødsaftovervågningen: en høj serologisk forekomst er indikation på en høj bakteriologisk forekomst.

Figur 1.	Gennemsnitlig forekomst af Salmonella i blod og gødningsprøver målt på 180 grise fra 3 integrerede besætninger med salmonellaproblemer.

Stor variation mellem kohorter

Som det fremgår af fig. 2 var der store variationer mellem besætninger og mellem kohorter indenfor besætninger, såvel i salmonellaudskillelsen som i den serologiske reaktion. Set ud fra et fødevaresikkerhedsperspektiv er det væsentligt at bemærke, at udskillelsen af salmonellabakterier nåede ned under detektionsgrænsen i alle kohorter på et tidspunkt inden slagtning. Dette uanset hvor massiv salmonellaudskillelsen havde været.

Figur 2.	Individuelle bakteriologiske og serologiske fund i 6 kohorter af 30 grise fra 3 integrerede svinebesætninger.

Variationerne i prævalenserne understreger, at en enkeltstående måling ikke er velegnet som mål for salmonellaforekomsten i en besætning. Dette er der i overvågningssystemet taget højde for, idet man jo her foretager løbende målinger. De sidste 3 måneders målinger vejes sammen i et vægtet gennemsnit, hvor den nyeste måling vægter 3 gange så meget som de 2 foregående målinger. I 3 ud af 6 kohorter faldt andelen af sero-reagenter til et lavt niveau (< 40%) ved slagtning. Under antagelse af at seroprævalensen ved den sidste prøverunde også gjaldt for de foregående 2 måneder ville kun besætning 3 blive placeret udenfor niveau 1. Det var også den besætning hvor der fandtes mest Salmonella på slagteriet (se senere). Ved opslag i registret over den nationale overvågning ses et lignende billede. Besætningerne 1 og 2 blev ved udpegningen måneden efter sidste prøverunde placeret i nivaeu 1. Besætning 3 blev i måneden efter placeret i niveau 2 og endnu en måned senere i niveau 3.

Mikrobiologiske kortlægningsundersøgelser frembringer kun punktestimater for forekomsten af Salmonella, og som det fremgår af vores undersøgelse, er det nødvendig at se kritisk på sådanne punktestimater.

Hvis en gris blev inficeret med salmonella, udviklede den ofte antistoffer og rensede sig fra infektionen. Herefter var den delvist beskyttet mod reinfektion fra inficerede stifæller. Resultaterne fra besætning 3 viser dog, at hvis der er tale om et massivt smittetryk, så kan denne delvise immunitet gennembrydes, hvilket medførte en stigning i bakterieudskillelsen. I besætning 3 forekom der nemlig en gylleoversvømmelse mod slutningen af undersøgelsen. De eneste 4 dyr, der blev reinficerede blandt samtlige 180 dyr, tilhørte denne besætning (fig. 3). De 4 dyr blev reinficeret på samme tidspunkt, selv om 2 stammede fra den første kohorte og 2 fra den anden kohorte. Dette indikerer, at gylleoversvømmelsen var skyld i reinfektionen.

Sammenhæng mellem mikrobiologi og serologi

Tabel 1 viser sammenhængen mellem mikrobiologiske og serologiske fund for de grise, der blev prøvet 4 eller flere gange. Salmonellabakterier blev isoleret mindst 1 gang i 53% af grisene, mens 62% af grisene var sero-positive en eller flere gange. Det er bemærkelsesværdigt, at næsten 1/3 af de salmonellaudskillende grise ikke på noget tidspunkt viste serologisk reaktion. Endvidere blev Salmonella ikke detekteret i 41% af de grise, der var sero-positive. Kun i 3,7% af grisene kunne Salmonella isoleres mere end 2 gange.

Tabel 1.

Sammenhæng mellem bakteriologiske og serologiske fund i grise fra 3 integrerede besætninger med salmonellaproblemer.

		Fordeling (%) af antallet af gangeSalmonellaTyphimurium blev isoleret
		0	1	2	3	4	Total
Fordeling, %	0	22,0	10,0	5,6	0,6	0,0	38,2
af antallet	1	11,0	10,0	1,9	0,6	0,0	23,5
af gange	2	6,3	6,9	4,4	1,3	0,0	18,9
grise var	3	4,4	3,1	1,3	0,0	0,0	8,8
seropositive	>4	3,8	5,6	0,6	0,6	0,6	11,2
Total		47,5	35,6	13,8	3,1	0,6	~100

Korrelationer mellem prøverunder

Korrelationerne mellem individuelle grises reaktion ved hver prøverunde blev beregnet som Odds Ratio (OR) for hhv. bakteriologiske og serologiske resultater. For eksempel; en individuel gris, som var bakteriologisk positiv i 2. prøverunde, havde ca. 3 gange større odds (OR=3,22) for at være bakteriologisk positiv i 3. prøverunde i forhold til en gris, der var bakteriologisk negativ i 2. prøverunde.

Tabel 2.

Korrelation (Odds Ratio) mellem bakteriologiske og serologiske fund i forskellige prøverunder.

		Prøverunde (bakteriologisk positiv)
		3	4	5	6	7
	2	3,22*	0,94	1,02	0,36	**
Prøverunde	3		2,86*	1,09	3,33	**
(bakteriologisk	4			0,69	0,82	**
positiv)	5				5,95*a	**
	6					**
	7
		Prøverunde (seropositiv)
		3	4	5	6	7
	2	61,61*	4,5	**	**	**
	3		27,26*	2,24	4,02*	2,87
Prøverunde	4			4,99*	4,76*	7,65*
(seropositiv)	5				21,16*	7,12*
	6					10,88*
	7

*)	Signifikant sammenhæng (p<0,05) mellem resultater af henholdsvis bakteriologiske/serologiske prøver i forskellige prøverunder, med hensyn til isolation af salmonellabakterier/fund af antistoffer.
**)	Kunne ikke beregnes, da ingen individer mødte begge kriterier.
a)	Skyldtes gylleoversvømmelse.

Af tabel 2 ses det, at jo tidligere i grisenes alder og jo kortere tidsintervaller, der var mellem prøverunderne, jo større var korrelationen mellem de bakteriologiske prøver. For de serologiske prøver gjaldt, at korrelationerne var størst ved to på hinanden følgende prøverunder. Endvidere var der her signifikante korrelationer mellem individuelle prøver taget med større tidsmæssig afstand, især når grisene blev ældre. Generelt var korrelationerne lavere for de bakteriologiske end for de serologiske resultater. Årsagen hertil skyldes høj grad af persistens i antistofniveauet, set i forhold til udskillelsen af salmonellabakterier. Endvidere vil den vigende andel af dyr, der udskiller Salmonella, sammenholdt med en stigende andel af seropositive individer, i sig selv medføre en faldende sandsynlighed for at finde salmonellabakterier, jo tættere på slagtetidspunket prøverne bliver udtaget.

Hvor længe udskiller en gris Salmonella?

I alt 88 grise var udskillere ved en eller flere lejligheder (fig. 3). For at estimere varigheden af udskillelse blev det antaget, at udskillelsen startede en uge før den første isolation af Salmonella til en uge efter den sidste isolation. En gris blev betragtet  som værende i risiko for at blive inficeret:

1. så længe den var bakteriologisk negativ, eller
2. havde været bakteriologisk negativ mindst 2 på hinanden følgende gange.

En gris, der var bakteriologisk negativ en enkelt gang mellem to positive prøveudtagninger, blev derfor betragtet som udskiller i hele perioden mellem de 2 bakteriologisk positive prøver. Tilsvarende gjaldt, hvis en gødningsprøve ved en fejl ikke var blevet analyseret. Dette blev besluttet på baggrund af den bakteriologiske tests forholdsvis ringe sensitivitet. Herved blev det estimeret, at en gris i gennemsnit udskilte salmonellabakterier i 26 dage. Dette skal ses i relation til, at en gris slagtes, når den er 5½ -6 måneder gammel.

Figur 3.	Hvor længe udskiller en gris Salmonella? - Estimeret varighed på baggrund af målinger på 88 grise fra 3 besætninger (1-3). En vandret streg angiver et individ. Individer flankeret af stjerner anses for reinficerede.

Figur 3 afslører flere detaljer om den horisontale smittegang i besætningerne. I nogle kohorter forekom der et mere dynamisk billede af smittegangen illustreret ved mange overlap mellem individer (1A og 3A). I andre sås et mere stabilt mønster med en lav incidens (få nyinficerede) repræsenteret af få overlap (1B og 2B).

Reaktion blandt søerne

Ingen af søerne fandtes at udskille Salmonella ved fravænning. Der var serologisk reaktion hos 11 søer, fordelt på 1 kohorte i hver af de 3 besætninger. Dette indikerer, at der formentlig var Salmonella tilstede i mindre omfang blandt søerne.

Grise efter søer med serologisk reaktion havde en lavere sandsynlighed for at udskille Salmonella efter fravænning og midt i klimastaldsperioden (p=0,0339). Til den statistiske analyse blev logistisk regression anvendt.

Beskyttende effekt

Dette resultat kunne tyde på, at grisene i en eller anden grad er beskyttede mod salmonellainfektion i klimastaldsperioden, hvis de har diet hos en seroreagerende so. Denne beskyttende effekt kunne muligvis bestå af endnu bestående kolostrum antistoffer.

Det pludseligt stigende antal udskillere, vi fandt midt i klimastaldsperioden, kunne skyldes andre beskyttende faktorer i farestalden, som bortfalder ved fravænning. Her tænkes på sekretoriske antistoffer i somælken og muligvis jernbindende proteiner. Endvidere er det muligt at smittetrykket i farestalden er minimalt. Det bratte foderskift i forbindelse med fravænningen og det dermed ændrede mikrobiologiske miljø i mave-tarmkanalen spiller formentlig også ind. Residualsmitte i klimastalden kan også forklare den massive udskillelse, vi fandt i midt i klimastaldsperioden. Samme smittemulighed kan også stamme fra transportvogne og gangarealer, som grisene i forbindelse med flytningen kommer i kontakt med.

Hvorledes kan salmonellaforekomsten begrænses i besætningerne?

Data, der blev indsamlet i denne undersøgelse, kan ikke anvendes til at afgøre hvilke af ovennævnte faktorer, der har størst betydning. Sandsynligvis er der tale om en kombination af faktorer, der ydermere varierer i effekt mellem besætninger. Vi har i flere epidemiologiske undersøgelser ikke fundet statistiske sikre sammenhænge mellem salmonellaforekomst og rengørings- og desinfektionsindsats. Dette betyder imidlertid ikke at sådanne procedurer er uden indflydelse på smittegangen. En begrænsning af den horisontale smitte vil formodentlig kunne opnås ved at anvende konsekvent sektioneret holddrift så tidligt i dyrenes liv som muligt. Hvorvidt de fodringsprincipper til reduktion af Salmonella i slagtesvineholdet (hjemmeblandet vådfoder, syretilsætning o.a), er anvendelige i soholdet er endnu ikke klarlagt. Resultaterne fra besætning 3 viser, at gylleoversvømmelser i besætninger med Salmonella er absolut problematiske med hensyn til fødevaresikkerheden.

Slagterifund

Resultaterne fra prøverne udtaget på slagteriet samt bakteriologiske- og serologiske resultater fra sidste prøverunde fremgår af tabel 3.

Tabel 3.

Isolation af Salmonella før og efter slagtning, samt bakteriologi og serologi fra sidste prøverunde i 130 grise fra 3 salmonellabelastede besætninger.

	Bakteriologia )	Lymfeknuder	Blindtarms- indhold	Svaberprøver	Serologi a)
	pos./total	pos./total	pos./total	pos./total	pos./total
1a	0/24	1/24	3/24	2/24	13/24
1b	0/29	1/26	3/26	0/22	3/29
2a	0/20	0/16	0/16	0/15	3/20
2b	1/20	0/19	1/19	0/20	1/20
3a	4/23	2/19	4/19	4/20	19/24
3b	2/21	6/18	11/18	0/16	9/22

a)	resultater fra sidste prøverunde.

De besætninger, hvor der var serologisk reaktion samt bakteriologiske fund hen imod slutningen af slagtesvineperioden, var også de besætninger, der bidrog mest til slagterifundene (Fig. 2 og Tabel 3). Af de 22 grise, som var bakteriologisk positive ved måling på blindtarmsindhold, var kun 5 dyr også bakteriologisk positive ved måling på lymfeknuder. De resterende 5 dyr af de i alt 10, som var bakteriologisk positive i lymfeknuder, må anses for at være potentielle smittebærere og vil kunne udgøre en fare (om end formodentlig af mindre omfang end de blindtarms positive) for fødevaresikkerhed gennem krydskontamination på slagteriet. Dette understreger, at indsats til begrænsning af krydskontamination på slagteriet er af central betydning. Der var positivt svaberfund blandt 6 ud af 117 undersøgte slagtekroppe, og heraf stammede 4 af de 6 fra besætning 3, der oplevede en gylleoversvømmelse.

Input til risikoanalysemodel

DANSKE SLAGTERIER/Landsudvalget for Svin arbejder med udvikling af en risikoanalysemodel, der simulerer Salmonella fra jord til bord model. Undervejs i arbejdet med udviklingen af denne model blev man opmærksom på, at der manglede information om bl.a. hvor længe hver gris udskiller salmonellabakterier. Oplysningerne fra den netop udførte undersøgelse skal blandt andet anvendes som input til denne model. Herved kan modellen belyse, hvad der sker med salmonellaforekomsten i primærproduktionen.