Efecto de la vacunación contra la enfermedad de los edemas sobre la mortalidad y los parámetros de crecimiento en cerdos de transición en una granja comercial positiva para la toxima Shiga 2e

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Susana Mesonero-Escuredo¹, Joaquín Morales², Raúl C. Mainar-Jaime³, Gonzalo Díaz², José L. Arnal⁴, Carlos Casanovas¹, Sergio Barrabés¹, Joaquim Segalés^5,6,7

¹CEVA Salud Animal, 08028 Barcelona.

²PigCHAMP Pro Europa SL, 40006 Segovia.

³Departamento de Patología Animal, Facultad de Veterinaria, Instituto Agroalimentario de Aragón-IA2-(Universidad de Zaragoza-CITA).

⁴Exopol, San Mateo de Gállego, Zaragoza.

⁵Departament de Sanitat i Anatomia Animals, Universitat Autònoma de Barcelona.

⁶Centre de Recerca en Sanitat Animal (CReSA, IRTA-UAB), Campus de la Universitat Autònoma de Barcelona.

⁷OIE Collaborating Centre for the Research and Control of Emerging and Re-emerging Swine Diseases in Europe (IRTA-CReSA), Barcelona.

Vaccines 2021, 9(6), 567; https://doi.org/10.3390/vaccines9060567

Las enfermedades causadas por Escherichia coli son reconocidas como problemas importantes en la industria porcina, y una de ellas es la enfermedad de los edemas (EE). Es importante destacar que, con la disminución actual en el uso de antibióticos, puede ser difícil controlar los trastornos causados por esta bacteria.

El presente estudio evaluó la eficacia de una vacuna comercial contra la EE en cerdos de transición en una granja con antecedentes de la enfermedad. Se monitorizaron un total de 1.344 cerdos; la mitad de ellos fueron asignados aleatoriamente a un grupo vacunado (GV) y la otra mitad a un grupo no vacunado (GNV). La vacuna se administró a los 7 días de edad. Los animales recibieron un pienso de pre-iniciación (pre-estárter) con 2.500 ppm de óxido de cinc (ZnO) durante 2 semanas y un pienso de iniciación (estárter) sin ZnO durante las siguientes 3 semanas. Los pesos del grupo por corralina se registraron a los 28 (destete), 42 (final de la fase pre-estárter) y 63 días de vida (final de la fase de transición). Se calcularon las tasas de muerte/sacrificio, la ganancia media diaria (GMD) y la ingesta media diaria de pienso (IMD) para cada grupo en cada fase. El riesgo relativo de morir/ser sacrificado para un cerdo en el GNV fue 5 veces mayor que el del GV, siendo este 12 veces mayor durante la fase estárter. GMD y IMD también fueron significativamente más altos en el GV para ese periodo. La vacunación contra la EE redujo significativamente las bajas de cerdos y mejoró la GMD y IMD, particularmente cuando no se utilizó ZnO.

Introducción

En producción porcina los antibióticos se han utilizado habitualmente como promotores de crecimiento y para reducir la colonización de bacterias patógenas en el intestino. Sin embargo, su más que probable contribución al desarrollo de bacterias resistentes a los antibióticos¹ llevó a la Unión Europea (UE) a implementar una prohibición total del uso de antibióticos como promotores del crecimiento en el ganado en enero de 2006 (Reglamento 1831/2003/EC sobre aditivos para uso en nutrición animal). Esta medida se aplicó por primera vez en Suecia y Dinamarca, lo que dio lugar a un aumento importante de la prevalencia de la diarrea posdestete (DPD) y de las tasas de mortalidad debidas a infecciones por E. coli². La proliferación de esta bacteria puede causar una amplia gama de enfermedades en los cerdos, incluida la DPD y la enfermedad de los edemas (EE). La DPD suele asociarse con la proliferación de E. coli enterotoxigénica (ETEC)³. Este patotipo se caracteriza por la producción de enterotoxinas y adhesinas, ambas esenciales para el desarrollo de la enfermedad⁴. La EE es causada por un E. coli productor de la toxina Shiga (STEC), también conocido como EDEC (E. coli de la enfermedad de los edemas). Estas cepas producen la toxina Shiga 2e (Stx2e) y pueden poseer las variantes de fimbrias F18ab o F18ac⁵.

El tratamiento con antibióticos sigue siendo el enfoque terapéutico más utilizado para mejorar el estado de salud de los cerdos afectados con DPD y EE; la colistina es uno de los principales antimicrobianos utilizados hasta que se detectó el gen mcr-1, el primer gen plasmídico identificado que codifica para la resistencia a colistina⁶.

Otras estrategias asociadas al manejo del pienso que también se han considerado efectivas para controlar los brotes de infección por E. coli⁷:

La restricción de la ingesta de alimento.
La reducción de proteína cruda y energía digestible.
Dietas altas en fibra y alimentación ad libitum de fibra.

Sin embargo, estas medidas tienen evidentes efectos perjudiciales sobre el rendimiento de los animales. Otra alternativa para controlar las infecciones por E. coli ha sido el uso de óxido de cinc (ZnO) en el pienso, pero la Comisión Europea finalmente ha decidido prohibir su uso terapéutico en el pienso en 2022 debido a su contribución al aumento de la resistencia a los antimicrobianos y por cuestiones medioambientales^8,9.

La Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) ha enfatizado la necesidad de prevenir las enfermedades infecciosas en los animales a través de varias medidas que podrían agruparse en tres categorías principales:

Buen manejo de los animales.
Bioseguridad eficaz.
Vacunación.

La vacunación induce respuestas inmunes que confieren protección frente a la enfermedad diana, pero hay evidencias que sugieren que la inmunización mediante vacunación puede activar el sistema inmunitario de tal manera que también podría aumentar la protección contra patógenos no relacionados¹⁰, los denominados efectos no específicos” (NSE) o, en un concepto más amplio, la inmunidad entrenada¹¹.

Hasta la fecha existen diferentes vacunas registradas en Europa para luchar contra la DPD y la EE. Existe una vacuna para reducir la mortalidad y los signos clínicos debidos a la DPD y la EE precoz que incluye diferentes bacterinas de E. coli para la inmunización pasiva de los lechones⁵. Además, existe una vacuna viva bivalente para controlar la DPD que comprende cepas de E. coli no patógenas F4 y F18⁵. Por último, la prevención de la EDEC es también factible mediante vacunas autorizadas que contengan una Stx2e recombinante modificada genéticamente¹².

Efecto de la vacunación contra la enfermedad de los edemas sobre la mortalidad y los parámetros de crecimiento en cerdos de transición en una granja comercial positiva para la toxina Shiga 2e

Manop Boonpeng/shutterstock.com

Material y métodos

Descripción de la granja

El estudio se llevó a cabo en una granja comercial de 500 cerdas, con fases 1 y 2, ubicada en Segovia (España). La granja trabajaba a bandas a 3 semanas, siguiendo los procedimientos de un todo dentro-todo-fuera. Los lechones se destetaron a las 4 semanas de edad y se alojaron en una transición durante 5 semanas. La transición incluía 7 salas idénticas que contenían 24 corrales (8 lechones/corral) cada una. Los parámetros ambientales en la transición se establecieron de acuerdo a las necesidades de los lechones.

La granja presentaba antecedentes clínicos de EE durante la fase estárter (43 a 63 días de vida), que se había diagnosticado por signos clínicos (signos nerviosos y muerte súbita) y tras la detección de los genes Stx2e y fimbria F18 por PCR cuantitativa (EXOone, Exopol) a partir de muestras de yeyuno de animales afectados.

Cuando se realizó el estudio, la granja era positiva pero estable a la infección por el virus del síndrome respiratorio y reproductivo porcino (PRRSV), positiva a Mycoplasma hyopneumoniae y positiva a circovirus porcino tipo 2 (PCV2), pero sin evidencia de expresión clínica por estos patógenos.

En los 8 meses previos al comienzo de este estudio se estimó el rendimiento productivo de 480 lechones que recibieron un pienso comercial que incluía ZnO (2.500 ppm) durante los primeros 14 días y colistina (150 ppm) durante 7 días (tabla 1).

Tabla 1. Parámetros de rendimiento y tasa de incidencia (animales muertos o eliminados) por 1.000 lechones/día a riesgo durante el periodo de transición en la granja para el periodo anterior al inicio del estudio, cuando se usaban de manera rutinaria ZnO y colistina.

Diseño de estudio

Se incluyeron un total de 1.344 lechones de transición procedentes de 14 lotes de partos. A los 7 días de edad, se seleccionaron e identificaron 8 lechones de cada camada (4 machos y 4 hembras), tras descartar los más pesados y los más ligeros mediante inspección visual por parte del veterinario de la granja. La mitad de las camadas se asig- naron de forma aleatoria al grupo a vacunar (GV) o al grupo sin vacunar (GNV) después de ajustar las cerdas por número de parto. Los animales del GV se vacunaron frente a la EE (Ecoporc SHIGA^®, CEVA) en ese momento, mientras que los animales del GNV no recibieron el producto (grupo control negativo). La dosis aplicada a los lechones fue una única inyección intramuscular (1 ml) de un antígeno Stx2e recombinante modificado genéticamente para la inmunización activa de lechones a partir de los 4 días de edad¹³. El inicio de la inmunidad es 21 días después de la vacunación y la duración de la inmunidad 105 días después de la vacunación¹³.

Datos obtenidos

Para medir los parámetros de rendimiento produc- tivo, en concreto la ganancia media diaria (GMD) y la ingesta media diaria de pienso (IMD), se estimó el peso medio de los lechones por corral a los 28 (destete), 42 (final del pienso pre-estárter) y 63 (finalización de la fase de transición) días de vida. La ingesta de alimento en cada corral también se midió en las mismas fases productivas (28-42 y 43-63 días).

Se registró el número de lechones sacrificados/muertos durante todo el periodo de transición. También se registró la fecha de muerte/sacrificio, el peso y la posible causa de muerte/sacrificio. Los datos de los lechones muertos/sacrificados se consideraron para las estimaciones de los parámetros de rendimiento productivo dentro de la fase correspondiente.

Análisis estadístico

La frecuencia con la que los lechones murieron o fueron sacrificados durante el periodo de transición, es decir, la tasa de incidencia por 1.000 lechones por día en riesgo (I), se estimó como¹⁴:

I se calculó para cada grupo y para cada fase del periodo de transición (pre-estárter y estárter). El riesgo relativo (RR), es decir, la relación de la I en la GNV (IGNV) a la I en la GV (IGV), y sus correspondientes intervalos de confianza del 95 %(IC del 95 %) se estimaron adicionalmente para las fases pre-estárter y estárter.
El corral se utilizó como unidad experimental para comparar los datos de rendimiento productivo (GMD, IMD) entre grupos. Para ello, se utilizó el análisis de varianza mediante el procedimiento GLM de SAS^® y las diferencias entre los grupos se analizaron mediante la prueba de Tukey¹⁵. La significación estadística se estableció en p <0,05 para todos los análisis.

LUISAO/shutterstock.com

Resultados

Un total de 30 lechones de los 1.344 incluidos en el estudio murieron o fueron sacrificados durante el periodo de transición. Un total de 25 de ellos murieron durante el periodo estárter (43 a 63 días de edad). En la tabla 2 se muestran el número de lechones muertos o sacrificados y los signos clínicos observados. En general, la diarrea (n = 10) fue la causa más frecuente de muerte/eliminación de lechones, seguida de la emaciación/retrasados (n = 9). La I de lechones muertos/sacrificados, aunque baja, fue significativamente mayor para el GNV en comparación con el GV (1,1 frente a 0,21 por 1.000 lechones-día a riesgo; p <0,001) durante el periodo de transición. Por lo tanto, el RR de morir/ser sacrificado para un cerdo en el GNV fue alrededor de 5 veces mayor que el del grupo GV (5,04; IC del 95 %: 3,89–6,54). Este riesgo fue similar en ambos grupos para el periodo pre-estárter (28 a 42 días de vida), pero aumentó hasta casi 12 veces cuando solo se consideró el periodo estárter (43 a 63 días) (tabla 3). Esta diferencia entre los periodos de pre-estárter y estárter siguió siendo significativa incluso cuando se compararon muertes y retrasados por separado (datos no mostrados).

Tabla 2. Número de lechones eliminados y principales signos clínicos asociados a ellos durante el destete en cada grupo de estudio.

Tabla 3. Estimaciones de la tasa de incidencia (I; 1.000 lechones/día a riesgo) para los grupos no vacunados (GNV) y vacunados (GV) para cada periodo de transición (pre-estárter y estárter) y el correspondiente riesgo relativo (RR) entre ellos.

El peso corporal al comienzo del estudio no fue significativamente diferente entre el grupo GV y el grupo GNV (7,65 frente a 7,54 kg, respectivamente; p= 0,26). La GMD e IMD para los periodos de pre-estárter y estárter se muestran para ambos grupos en la tabla 4. La GMD e IMD del periodo de estárter fueron significativamente más altas en el grupo GV en comparación con las del GNV.

Tabla 4. Resultados de ganancia media diaria promedio y de ingesta media diaria de pienso para los dos grupos estudiados.

Discusión

La EE causada por cepas de E. coli productoras de Stx2e puede llegar a ser un problema que genere un impacto económico significativo en las granjas de producción porcina¹². El coste de los brotes asociados depende de la tasa de mortalidad y del peso de los cerdos que mueren (cuanto mayores son los cerdos, más costosas son las consecuencias). Además de estas pérdidas directas, también se sospecha de un posible efecto inmunosupresor de la toxina Stx2e¹⁶, que puede afectar al desarrollo adecuado de los lechones.

La vacunación se considera una de las principales alternativas para proteger a los lechones frente a esta enfermedad, y evita el uso de antimicrobianos que puedan desencadenar la selección de resistencias antimicrobianas¹⁷. En este estudio, se utilizó una vacuna frente la Stx2e en una granja donde se confirmó previamente la infección por STEC, y se monitorizaron los cerdos vacunados y no vacunados durante todo el periodo de transición. Se observó un número significativamente menor (5 veces menor) de pérdidas (cerdos muertos o sacrificados) entre los lechones vacunados en comparación con los del grupo no vacunado durante el periodo de transición.

Algunas de las pérdidas dentro del GNV se asociaron con signos clínicos que podrían estar relacionados con la EE, como trastornos neurológicos, muerte súbita, emaciación (retrasados) y diarrea⁵, pero no se realizaron análisis de laboratorio específicos para confirmar el agente etiológico de los signos clínicos. Por lo tanto, es probable que algunos de ellos puedan atribuirse a otros agentes infecciosos potencialmente presentes en la granja (p. ej. Glaesserella parasuis, Streptococcus suis o Pasteurella multocida). No se puede descartar que parte de los resultados positivos de la vacunación puedan atribuirse a los NSE o a la inmunidad entrenada, ya que la inmunidad específica se inicia mediante mecanismos inmunitarios innatos no específicos^10,11. Además, los adyuvantes a base de hidróxido de aluminio, como el presente en la vacuna utilizada, también pueden contribuir a la estimulación de estas respuestas inmunes innatas¹⁸. Uno de los escenarios clínicos más comunes de la EE se asocia con pérdidas que se producen entre las 2 y las 4 semanas posteriores al destete, después del cambio de pienso pre-estárter a estárter¹⁹. Otros factores que se han asociado con el aumento de la incidencia de EE son la retirada de ZnO o de antibióticos del pienso, junto con cualquier otro agente estresante, como el transporte, la mezcla de cerdos, la presencia de otras infecciones, etc.⁵

En el presente estudio, tanto el GNV como el GV experimentaron un cambio en el pienso (de pre-estárter a estárter) y la retirada de la administración en el pienso de ZnO al mismo tiempo, que se había usado de manera rutinaria durante dos semanas después del destete para limitar la proliferación de E. coli enteropatógenico²⁰. Sin embargo, este patrón de pérdidas entre las 2 y 4 semanas posdestete solo se observó en el GNV. La tasa de incidencia de mortalidad/sacrificio fue significativamente mayor durante el periodo estárter en el GNV, que sufrió un riesgo de pérdidas casi 12 veces mayor (RR = 11,7; IC del 95%: 2,7-49,5) en comparación con el GV. Por tanto, parece que la vacunación frente a Stx2e habría evitado pérdidas adicionales en el GV durante la fase estárter del periodo de transición.

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Aunque no se puede realizar una comparación directa entre la mortalidad (muertes más lechones retrasados) observada en el GV y la observada en un periodo anterior en el que se utilizó una combinación de colistina y ZnO, pues los grupos pueden diferir, es interesante resaltar que la mortalidad fue prácticamente la misma durante la fase estárter para ambos grupos (0,14 vs. 0,15 por 1.000 lechones/día a riesgo, respectivamente). De acuerdo con otros estudios previos, la vacuna utilizada aquí, basada en una Stx2e recombinante genéticamente modificada, sería eficaz para reducir el uso de colistina y la tasa de mortalidad (TM) durante el periodo de transición^12,21. Así, este estudio respalda los resultados anteriores que sugieren que la vacunación frente a la Stx2e puede reducir la mortalidad y probablemente puede usarse como una alternativa al uso de colistina.

Los efectos de la vacunación también se observaron en los parámetros de rendimiento productivo. Durante el periodo estárter, el GMD en el GV fue significativamente mejor que en el GNV (387,3 g/d vs. 375 g/d; p= 0,04). En este sentido, también se observaron mejores resultados de GMD para los grupos vacunados en el periodo de transición en el estudio alemán antes mencionado de Lillie-Jaschniski y cols., 2013²¹. Estos resultados son de gran importancia, ya que la GMD durante el periodo de transición tiene un impacto importante en el rendimiento del crecimiento posterior²².

Es interesante destacar que la EE se presenta sobre todo en los mejores cerdos, aquellos que también muestran un mayor consumo de alimento, lo que favorecería el desequilibrio de la microbiota y la proliferación de E. coli patógena^23,24. En este estudio, durante el periodo estárter, la IMD para el GV fue algo mayor que la del GNV (563,6 g/d vs. 541,4 g/d; p= 0,010). Parece que, a pesar de este mayor consumo de alimento en el GV, junto con otros factores de riesgo presentes como la retirada de ZnO y el cambio de alimento, la vacuna habría ayudado a mantener la mortalidad significativamente más baja en comparación con el GNV.

Bibliografía disponible aquí.

Conclusiones

Teniendo en cuenta que el uso metafiláctico de antibióticos no es aconsejable y que el ZnO estará prohibido en el año 2022, se deben explorar alternativas para controlar los efectos de la EE durante el periodo de transición. El presente estudio mostró que después de la vacunación frente Stx2e en una granja con antecedentes previos de EE, las bajas posdestete se redujeron durante todo el periodo de transición y los parámetros de rendimiento productivo mejoraron en el periodo estárter, lo que sugiere que este enfoque podría ser una alternativa útil a la colistina y/o ZnO.

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