UNIVERSITEIT GENT

FACUTLEIT DIERGENEESKUNDE

Academiejaar 2012-2013

ETHIOLOGIE, PATHOLOGIE, PREVENTIE EN BEHANDELING

VAN SPEENDIARREE BIJ HET VARKEN

Door

SOFIE VERSCHELDE

Promotoren: Prof. Dr. Eric Cox Literatuurstudie in het

Medepromotor: Ir. Philippe Bellot kader van de Masterproef

© 2013 Sofie Verschelde

Universiteit Gent, haar werknemers of studenten bieden geen enkele garantie met betrekking tot de juistheid of

volledigheid van de gegevens vervat in deze masterproef, noch dat de inhoud van deze masterproef geen inbreuk

uitmaakt op of aanleiding kan geven tot inbreuken op de rechten van derden.

Universiteit Gent, haar werknemers of studenten aanvaarden geen aansprakelijkheid of verantwoordelijkheid voor

enig gebruik dat door iemand anders wordt gemaakt van de inhoud van de masterproef, noch voor enig

vertrouwen dat wordt gesteld in een advies of informatie vervat in de masterproef.

VOORWOORD

Van dit voorwoord had ik graag gebruik gemaakt om enkele mensen te bedanken voor hun hulp bij het

maken van deze literatuurstudie.

Ik zou graag mijn promotor professor E. Cox willen bedanken voor de begeleiding, voor zijn tijd, het

verbeterwerk en goede richtlijnen die hij mij gegeven heeft. Ik wil hem tevens bedanken om het werk

als hoofdpromotor over te nemen van meneer P. Bellot zodat ik deze literatuurstudie tot een goed

einde kon brengen.

Ik wil ook Ir. P. Bellot bedanken om me in de eerste fase van de literatuurstudie te begeleiden en de

tips die hij me gegeven heeft.

Als laatste wil ik mijn ouders en zus bedanken voor hun steun die ze mij reeds gegeven hebben

tijdens deze studies en ervoor te zorgen dat ik me blijf inzetten voor iets wat ik graag doe, ook als ik

het eventjes niet zie zitten.

INHOUDSOPGAVE

SAMENVATTING…………………………………………………………………………………… p. 1

INLEIDING………………………………………………………………………………………….. p.2

1. Etiologie van speendiarree ………………………………………………………………… p.3

1.1. Enterotoxigene Escherichia coli…………………………………………………………… p.3

1.1.1. Situering…………………………………………………………………………………. p 3

1.1.2. Indeling van E.coli stammen………………………………………………………….. p.3

1.2. Virulentiefactoren……………………………………………………………………………. p.5

1.2.1. Virulentiefactoren van pathogene enterotoxigene Escherichia coli………………. p.5

1.2.1.1. Kolonisatiefactoren …………………………………………………………………….. p.6

1.2.1.1.1. Fimbriae……………………………………………………………………………. p.6

1.2.1.1.2. Niet-fimbriële adhesiefactoren…………………………………………………… p.8

1.2.2. Exotoxines: enterotoxines……………………………………………………………… p.8

1.2.2.1. Thermolabiel enterotoxine…………………………………………………………….. p.8

1.2.2.2. Thermostabiele enterotoxines....…………………………………………………........ p.9

1.2.2.3. Entero-aggratief E. coli hitte stabiel enterotoxine 1( EAST 1)……………………… p.11

1.2.3. Endotoxines……………………………………………………………………………… p.11

2. Pathogenese…………………………………………………………………………………. p.11

2.1. ETEC…………………………………………………………………………………………… p.11

2.2. Veranderingen in de darmmucosa…………………………………………………………. p.12

3. Symptomen en letsels……………………………………………………………………….. p.14

3.1. Symptomen…………………………………………………………………………………… p.14

3.2. Letsels…………………………………………………………………………………………. p.14

4. Behandeling van speendiarree…………………………………………………………….. p.15

5. Preventie……………………………………………………………………………………… p.16

5.1. Vaccinatie…………………………………………………………………………………….. p.16

5.2. Probiotica, organische zuren en andere supplementen………………………………… p.18

5.2.1. Probiotica………………………………………………………………………………… p.18

5.2.2. Organische zuren………………………………………………………………………. p.20

5.2.3. Andere supplementen…………………………………………………………………. p.20

BESPREKING……………………………………………………………………………………… p.23

REFERENTIELIJST……………………………………………………………………………….. p.24

1

SAMENVATTING

In deze literatuurstudie wordt er een overzicht gegeven van wat er in de literatuur vermeldt staat over

de etiologie, pathogenese, behandeling en preventie van speendiarree bij het varken.

Enterotoxigene Escherichia coli, kortweg ETEC, is de belangrijkste pathogeen die speendiarree

veroorzaakt. Deze Gram-negatieve kiem zal zich aan de hand van adhesines vasthechten aan de

villustoppen ter hoogte van de dunne darm. Als adhesines worden fimbriae gebruikt waarvan de

belangrijkste F4 en F18 fimbriae zijn. Na de kolonisatie van de darm produceert de kiem

enterotoxines. Dit zijn thermolabiele of LT toxines of thermostabiele, STa en STb, toxines waardoor de

symptomen en letsels ontstaan. Als belangrijkste symptomen ziet men diarree, dehydratatie en

eventueel sterfte. Bij autopsie ziet men dat de dunne darm gedilateerd en oedemateus is.

De behandeling van speendiarree is van tweeërlei aard: een symptomatische- en een

antibioticatherapie. De antibiotica kan via het drinkwater of via het voeder gegeven worden. Het

veelvuldig gebruik van antibiotica heeft in de loop van de tijd voor een grote antibioticaresistentie

gezorgd. Daardoor is, de dag van vandaag, de behandeling moeilijker en dient er gezocht te worden

naar alternatieven en preventieve maatregelen.

Ter preventie kunnen speenbiggen gevaccineerd worden waarbij de orale vaccinatie de meest

aangewezen manier is. Verder kan aan het voeder probiotica of organische zuren toegevoegd

worden. Als laatste wordt er een beknopte opsomming gegeven over andere voedingssupplementen,

waaronder zink en inuline, die preventief werken tegen speendiarree.

Keywords: antibioticaresistente, big, F4/F18 fimbriae, LT/ STa/STb toxines, preventie

2

INLEIDING

Speendiarree zorgt voor grote economische verliezen (Krause et al., 2010) welke het gevolg zijn van

sterfte en therapiekosten (Straw et al., 2006). Het is een multifactoriële ziekte waarbij zowel

infectieuze als niet-infectieuze oorzaken van belang zijn. De meest belangrijke infectieuze factor zijn

enterotoxigene Escherichia coli (ETEC) (Wu et al., 2007). Niet-infectieuze factoren zijn de verandering

in voeding, van melk naar meel, en het wegvallen van de maternale immuniteit waardoor de biggen

gevoeliger zijn voor infecties (Deprez et al., 1987). Daarnaast stelt men vast dat de activiteit van

verschillende spijsverteringsenzymen bepaald wordt door de leeftijd alsook door de opname van vast

voeder. Wanneer de biggen abrupt gespeend worden zal hun spijsverteringsstelsel niet voorbereid

zijn en zullen er spijsverteringproblemen ontstaan (Cools, 2011).

ETEC beschikken over twee belangrijke virulentiefactoren: de fimbriae, die instaan voor de adhesie

aan de dunne darm, en de enterotoxines. De belangrijkste fimbriae zijn de F4 en F18 fimbriae

(Francis, 2002). Er bestaan drie F4 varianten: F4ab, F4ac en F4ad, die binden aan specifieke

receptoren (Coddens et al., 2011; Melkebeek et al., 2012). De F18 fimbriae, daarentegen, zullen met

hun „minor‟ subeenheid binden aan de FedF receptor (Tiels et al., 2005). Daarnaast onderscheidt men

drie enterotoxines: hittelabiele (LT) en twee hittestabiele (STa en STb) (Hur en Lee, 2012). Het zijn

deze die verantwoordelijk zijn voor de symptomen van diarree, dehydratatie en sterfte (van Beers-

Schreurs et al., 1992; Krause et al., 2010) alsook voor de gedilateerde en oedemateuze dunne

darmen die men ziet bij autopsie (Straw et al., 2006).

Erg gedehydrateerde dieren dienen gerehydrateerd te worden. Dit kan door het toevoegen van een

elektrolytenoplossing in het drinkwater. Anderzijds kan men parenteraal, via het drinkwater of via het

voeder antibiotica toedienen (Jackson en Cockcroft, 2007). Door het veelvuldig gebruik van antibiotica

is er een resistentie ontstaan en ziet men zelfs multiresistentie tegenover chloramphenicol,

streptinomycine, enrofloxacine, gentamycine en doxycycline (Wang et al., 2011).

Preventief kan men dieren vaccineren. Een methode is orale vaccinatie met gezuiverde,

geïnactiveerde F4 fimbriae (Van den Broeck et al., 1999) maar eigenlijk bestaat er nog geen vaccin

dat volledige bescherming biedt (Ruan en Zhang, 2013). Daarnaast kan men probiotica (Melin en

Wallgren, 2002; Vondruskova et al., 2010) of andere supplementen, zoals organische zuren

(Vondruskova et al., 2010), zink (Taylor, 1999; Jackson en Cockcroft, 2007), of bloedplasma (Niewold

et al., 2007), toedienen via het voeder of drinkwater. Allen beschermen tegen speendiarree maar

hebben ook enkele nadelen. Zo is zink op lange termijn toxisch (Taylor, 1999; Jackson en Cockcroft,

2007) of zijn bepaalde supplementen heel duur hetgeen economisch gezien niet ideaal is (Niewold et

al., 2007; Heo et al., 2010 a,b).

In deze literatuurstudie wordt verder ingegaan op de pathogenese van speendiarree door ETEC

kiemen en de veranderingen in de darmmucosa bij het spenen alsook de problemen die men

ondervindt bij de behandeling en preventie tegen speendiarree.

3

1. ETIOLOGIE VAN SPEENDIARREE

Speendiarree bij het varken is een multifactoriële ziekte. Zowel infectieuze als niet-infectieuze

oorzaken zijn van belang. De symptomen kunnen veroorzaakt worden door een lage voederinname

tijdens de eerste dagen na het spenen, de hygiëne die de wensen overlaat, een insufficiënte ventilatie,

de vroege speenleeftijd en een laag speengewicht (Sørensen et al., 2009). Speendiarree kan tevens

veroorzaakt worden door de aanwezigheid van enteropathogenen zoals rotavirussen, Escherichia coli

en Clostridium perfrigens. Het wegvallen van de maternale immuniteit, de plotse wijziging in voeding

en voedingsmiddelen (van melk naar een droge, op graan gebaseerde, voeding zoals meel) zijn

andere belangrijke niet-infectieuze oorzaken waarmee rekening gehouden dient te worden bij het

ontstaan van speendiarree (Melin en Wallgren, 2002).

Spenen is een zeer stressvolle periode. Zo worden biggen geconfronteerd met een nieuwe omgeving,

nieuw soort voeder en biggen uit andere tomen. Ze worden weggehaald bij de zeug waardoor ze geen

melk meer bekomen. Hierdoor valt de maternale lactogene immuniteit weg waardoor de kans op

ziekte toeneemt (Laine et al., 2008).

Verder ziet men dat spenen gekenmerkt wordt door veranderingen in structuur en functie van het

gastro-intestinaal kanaal (Pluske et al., 1997) en door veranderingen in grootte en soorten

bacteriepopulaties (Halas et al., 2009). Vooral een vergrote proliferatie van enterotoxigene Escherichia

coli in de dunne darm wordt geassocieerd met het ontstaan van speendiarree (Pluske et al., 2002).

1.1. ENTEROTOXIGENE ESCHERICHIA COLI

Enterotoxigene Escherichia coli of ETEC zijn de belangrijkste oorzaak van diarree bij gespeende

biggen (Wu et al., 2007). ETEC is een groep van pathogene kiemen die kunnen koloniseren met

behulp van adhesines en die vervolgens enterotoxines produceren, die erge diarree kunnen

veroorzaken (Loos et al., 2012).

1.1.1. Situering

ETEC bacteriën zijn een pathotype van Escherchia coli. E. coli behoren tot de familie van de

Enterobacteriaceae. Leden die behoren tot deze familie zijn Gram-negatieve, niet sporenvormende

bacteriën die een afmeting hebben tussen 2 à 3 µm. Binnen de familie van de Enterobacteriaceae

onderscheidt men verschillende stammen. E. coli behoort tot de stam Escherichiae waarbinnen 2

genera voorkomen: genus Shigella en genus Escherchia. E. coli behoort tot dit laatste genus

(Edwards en Ewing, 1972).

1.1.2. Indeling van E. coli stammen

E. coli stammen worden ingedeeld in verschillende serotypes. Deze indeling gebeurt op basis van

antigenen. E. coli bezit verscheidene antigenen, waaronder somatische, kapsel, H en fimbriële

antigenen (Zutic et al., 2010).

4

- O-antigenen of somatische antigenen zijn opgebouwd uit lipopolysacchariden (LPS) die

voorkomen in de buitenste membraan van de celwand. LPS bestaan uit 3 delen. Het buitenste

deel bestaat uit polymeren, die samengesteld zijn uit een verschillend aantal subeenheden

sacchariden. Deze polymeren van sacchariden kunnen verschillen tussen de verschillende E.

coli stammen. Het is dit deel dat fungeert als antigeen en dat men O-antigeen noemt

(Edwards en Ewing, 1972). Het daaropvolgende naar binnen gelegen deel bestaat uit een

kern polysaccacharide. Dit bestaat uit een binnenste 2- keto- 3 deoxy-octulonaat (KDO) en

een heptose regio. Het is analoog voor alle Gram-negatieve bacteriën (Magalhaes et al.,

2007). Het binnenste deel is het lipide gedeelte of „lipid A‟ en bestaat uit een disaccharide

waarop verschillende lange vetzuurketens gebonden zijn (Edwards en Ewing, 1972). Het lipid

A deel is toxisch voor mens en dier (Hirsh et al., 2004). De ETEC kiemen die geassocieerd

worden met speendiarree, beschikken over O-antigenen die aangeduid worden als O8, O138,

O139, O141, O147, O149 en O157 (Madec et al.,2000).

Fig. 1: Opbouw van de binnenste en buitenste membraan van E.coli. LPS is opgebouwd uit 3

delen waarvan de O-antigenen het buiten deel uitmaken (Magalhaes et al., 2007).

- K antigenen of kapselantigenen. Deze kunnen bestaan uit een laag van polysacchariden,

waarvan de samenstelling eigen is aan iedere bacteriesoort. Deze antigenen worden gebruikt

bij de serologische identificatie van de verscheidene kiemen. Het kapsel is voor micro-

organismen belangrijk omdat het een bescherming biedt tegen het immuunsysteem waardoor

ze makkelijker in de gastheer kunnen overleven. Tevens bevordert het kapsel de aanhechting

van de kiem aan weefsels van de gastheer (Goubau en Pellegrims, 2000).

5

- H antigenen: hitte-labiele antigenen, bestaande uit flagelline en komen voor in flagellen.

Flagellen komen niet bij alle bacteriën voor. Het zijn lange, dunne draden, die ingepland zijn in

het cytoplasma. De flagellen zijn opgebouwd uit polymeren van flagelline. Door middel van

een krachtige zweepslag, met de flagel, kan een bacterie zich voortbewegen op voorwaarde

dat het zich in een viskeus milieu bevindt die beweging mogelijk maakt (Goubau en

Pellegrims, 2000).

- F-antigenen: ook wel fimbriële antigenen genoemd. De fimbriae zijn adhesines die ervoor

zorgen dat de kiem kan vasthechten aan doelwitcellen. Sommige van deze F-antigenen

werden vroeger beschouwd als kapselantigenen, hierdoor ziet men in de literatuur vaak beide

benamingen bv: K88\F4 (Zutic et al.,2010).

Fig. 2: De verschillende oppervlakte antigenen van E.coli (Hirsh et al., 2004).

E. coli stammen kunnen verder ingedeeld worden in verscheidene pathotypes aan de hand van

fenotype, specifieke virulentiefactoren, epidemiologische data en klinische symptomen die ze

veroorzaken. Hierdoor kunnen verscheidene pathogene E. coli onderscheiden worden waarvan

ETEC, VTEC (verotoxine-producerende E. coli) en EPEC (enteropathogene E.coli) bij biggen de

belangrijkste pathotypes zijn (Zutic et al., 2010).

1.2. VIRULENTIEFACTOREN

1.2.1. Virulentiefactoren van pathogene enterotoxigene E. coli

De belangrijkste virulentiefactoren van ETEC kiemen zijn adhesines en enterotoxines (Ruan en

Zhang, 2013).

6

1.2.1.1. Kolonisatiefactoren

1.2.1.1.1. Fimbriae

Fimbriae zijn adhesiefactoren, die bestaan uit lange proteïneachtige draden. Deze draden komen voor

aan de oppervlakte van bacteriën. Het zijn lange en flexibele structuren met een diameter van

ongeveer 2 à 4 nm (Verdonck et al., 2004) en een lengte hebben van 0,5 tot ongeveer 1,5 µm (Van

den Broeck et al., 2000). Ze komen vooral voor bij Gram-negatieve bacteriën. Per kiem kunnen er

meerdere voorkomen met dezelfde diameter, maar die verschillend zijn in lengte (Hirsh et al.,

2004).Bij ETEC kunnen verscheidene types van fimbriae voorkomen: F4+, F5

+, F6

+, F5

+/F41

+, F18

+.

Bij neonatale biggen wordt diarree voornamelijk veroorzaakt door F5+, F6

+, F41

+ kiemen. F4

+ ETEC

kunnen tevens neonatale diarree veroorzaken (Kim et al., 2010). Speendiarree wordt veroorzaakt door

ETEC bacteriën die F4 of F18 fimbriae bezitten (Francis, 2002).

Zoals alle fimbriae zijn F4 fimbriae oppervlakte antigenen die zijn opgebouwd uit meerdere

subeenheden. De bouwsteen van de fimbriële structuur is de belangrijkste of „major‟ subeenheid.

Naast de „major‟ subeenheid komen nog minder frequent voorkomende of „minor‟ subeenheden voor.

Deze komen enkel in kleine aantallen voor verspreid tussen de „major‟ subeenheden alsook aan de

tip. Bij de meeste kiemen zijn het de „minor‟ eenheden die voor de adhesie met de gastheercellen

zorgen (Van den Broeck et al., 2000). F4 fimbriae vormen hierop een uitzondering. Bij deze fimbriae is

het de „major‟ subeenheid FaeG die voor adhesie aan de darmvilli zorgen (Zhang et al., 2009).

F4 fimbriae bestaan in verschillende antigene varianten die aan de hand van specifieke antisera in

F4ab, F4ac en F4ad fimbriae kunnen onderscheiden worden (Van den Broeck et al., 2000). Elk van

deze varianten binden aan meerdere, soms verschillende receptoren ter hoogte van de dunne darm

bij biggen. De F4ab en F4ac varianten binden onder andere aan receptoren die bestaan uit intestinale

mucin-type sialoglycoproteïnen (IMTGPs), terwijl F4ad onder andere bindt aan een intestinale neutraal

glycospingolipide (IGLad) receptor. De binding van de F4 fimbriae is afhankelijk van de aanwezigheid

van specifieke carbohydraten aan het intestinale oppervlak (Coddens et al., 2011; Melkebeek et

al.,2012). Volgens Melkebeek et al. (2012) is aminopeptidase N (APN) een bijkomende receptor

waaraan F4ac fimbriae kunnen binden. Dit APN is een type II membraan glycoproteïne dat behoort tot

de familie van membraangebonden metalloproteasen. Deze worden op verscheidene

celoppervlakken, waaronder enterocyten van varkens, tot expressie gebracht.

Aan de hand van het receptorpatroon kunnen biggen in verschillende receptorfenotypes

onderverdeeld worden (Nuygen et al., 2013). Wanneer biggen met een F4ab of F4ac ETEC stam

geïnfecteerd geraken, kunnen ze symptomen van speendiarree vertonen. Biggen die door F4ad ETEC

geïnfecteerd zijn, vertonen vaak geen diarree (Zhang et al., 2009). Bij ETEC kiemen die geïsoleerd

worden uit fecesstalen bij biggen met speendiarree, zijn F4ac ETEC stammen degene die het meeste

voorkomen (Kim et al., 2010).

7

Tabel 1: De verschillende fenotypes bij biggen die gevoelig zijn voor de F4 varianten. Een “+” teken

betekent dat het fenotype gevoelig is voor de F4 variant. Een “-“ teken betekent ongevoeligheid voor

de variant (Schroyen et al., 2012).

Fenotype F4 Variant Referenties

F4ab F4ac F4ad

A + + + [9]

B + + - [9]

C + - + [9]

D - - + [9]

E - - - [9]

F + - - [6]

G - + - [11]

H - + + [12]

F18 fimbriae zijn 1 tot 2 mm lange, flexibele en dunne filamenten die tevens voorkomen ter hoogte van

de oppervlakte van de bacterie (Hahn et al., 2000). Ook deze bestaan uit „major‟ en „minor‟

subeenheden, hier is het adhesine de „minor‟ (FedF) subeenheid die voorkomt aan de tip van de

fimbriae. Van deze F18 fimbriae bestaan er 2 serologische varianten: F18ab en F18ac. De antigene

verschillen zijn gelegen ter hoogte van de „major‟ subeenheid en niet ter hoogte van het adhesine

zodat beide varianten dezelfde receptor herkennen (Tiels et al., 2005). De expressie van deze

receptoren is leeftijdsafhankelijk en de aanwezigheid domineert over de afwezigheid. De F18

receptoren verschijnen vanaf ongeveer 10 dagen na de geboorte en gedurende de zoogperiode

neemt dit aantal gradueel toe. Het gen dat instaat voor de expressie van de receptoren is FUT 1. De

locus voor het gen is gelegen op chromosoom 6 en het codeert voor het alfa (1,2) fucosyltransferase

(Coddens et al., 2008). Tijdens de zoogperiode ziet men weinig F18+ E. coli infecties optreden,

hetgeen het belang van een maternale immuniteit aantoont. Na het wegvallen van de maternale

immuniteit stijgt het aantal F18+ E. coli infecties (Coddens et al., 2007). De F18ab varianten zullen

vaker slingerziekte of oedeemziekte veroorzaken terwijl F18ac varianten eerder speendiarree

veroorzaken. Beide F18 varianten binden aan bloedgroep ABH type 1 suikers (Coddens et al., 2009).

F4 en F18 fimbriae-positieve ETEC bacteriën kunnen enkel ziekte veroorzaken als ze zich kunnen

vasthechten aan receptoren die zich bevinden aan het oppervlak van de dunne darmepitheelcellen.

Kiemen die F4- en F18

- zijn, zullen weggespoeld worden door gal-, pancreas- en darmsecreten en via

de feces uitgescheiden worden (Edwards en Ewing, 1972).

8

1.2.1.1.2. Niet-fimbriële adhesiefactoren

Dit zijn vaak proteïnen die bij de buitenste membraan behoren, zoals intimine dat voorkomt bij EPEC

en EHEC. Dit proteïne behoort tot de „ attaching and effacing‟ proteïnen (Edwards en Ewing, 1972).

1.2.2. Exotoxines: enterotoxines

Na kolonisatie aan de oppervlakte van de dunne darmmucosa, produceren de enterotoxigene E. coli

enterotoxines. Men onderscheidt drie enterotoxines: hittelabiele en twee hittestabiele (STa en STb).

Deze enterotoxines zijn verantwoordelijk voor het ontstaan van de diarree (Hur en Lee, 2012). Heel

opvallend is dat deze toxines geen duidelijke lesies of morfologische veranderingen veroorzaken ter

hoogte van de darmmucosa. Ze veroorzaken enkel een functionele verandering waardoor er een

stijging waargenomen wordt in secretie van ionen en water en een verlaagde resorptie van

elektrolyten en water (Nagy en Fekete, 1999).

1.2.2.1. Thermolabiel enterotoxine

Dit enterotoxine heeft een moleculair gewicht van 88 kDa. Dit toxine wordt geproduceerd door ETEC

stammen die bij het varken, kalveren en de mens voorkomen (Francis, 2002; Nagy en Fekete, 2005).

Het LT enterotoxine werkt in op adenylaatcyclase (Hirsh et al., 2004). In normale omstandigheden

wordt dit systeem geactiveerd door de binding van een hormoon aan zijn receptor, waardoor een

bindingsplaats ontstaat voor guanosine trifosfaat (GTP). Het systeem is actief wanneer het een

complex vormt met GTP en is geïnactiveerd wanneer het GTP omgevormd is tot guanosine difosfaat

(GDP) via het GTP-ase. Bij de infectie met ETEC kiemen zal het LT enterotoxine binden op de

receptor in de plaats van het hormoon (Gyles en Thoen,1986). Het toxine behoort tot de groep van AB

toxines die bestaan uit een katalytische subeenheid A en een bindende subeenheid B, die bestaat uit

een pentameer (Horstam et al., 2004). De B subeenheid bindt met zijn 5 benen op de gangliosiden,

vooral GM1, maar ook GM2, GM3, GD1a, GD1b en GT1b, die aanwezig zijn op het celoppervlak van

de dunne darmepitheelcellen (Hajishengalis en Connell, 2013). Na de binding van de B subeenheden

aan het celoppervlak, zal het LT enterotoxine geïnternaliseerd worden in vesikels die getransporteerd

worden naar het Golgi apparaat waar A en B subeenheden gescheiden worden. De A subeenheid

wordt getransporteerd van het Golgi apparaat naar het endoplasmatisch reticulum waar de A

subeenheid gesplitst wordt in een A1 en A2 deel. Het A1 deel is een adenosine difosfaat (ADP)

ribosyltransferase. Het komt in het cytoplasma waar het een interactie aangaat met de ADP-

ribosylatiefactor waardoor het geactiveerd wordt. De actieve A1 subeenheid migreert dan naar de

plasmamembraan om daar GTP-bindende proteïnen te activeren en adenylaatcyclase permanent te

activeren waardoor de cAMP concentratie stijgt. Dit geeft aanleiding tot activatie van een cAMP-

afhankelijk proteïnkinase dat zorgt voor activatie van het fibrose transmembraan conductans regulator,

hetgeen resulteert in een vergrote Cl- secretie ter hoogte van de dunne darmcrypten en een daling van

Na+ absorptie ter hoogte van de dunne darmvilli (Nagy en Fekete, 2005).

9

Fig. 3: Werking van het LT toxine op de regulatie van het adenylaatcyclase systeem (Gyles en Thoen,

1986).

Naast de inductie van speendiarree zijn er indicaties dat het LT enterotoxine de adhesie en kolonisatie

van de darmmucosa door ETEC promoot (Erume et al., 2013). Daarnaast induceert het een zeer

sterke immuunrespons en heeft het een uitgesproken adjuvans effect (Cox et al., 2006).

1.2.2.2. Thermostabiele enterotoxines

ST enterotoxines zijn peptide toxines met een laag moleculair gewicht. Hierdoor kan men stellen dat

het slechte antigenen zijn die een zwakke immuunrespons opwekken. Er zijn 2 stabiele toxines die

noch antigenetisch, noch mechanistisch met elkaar verwant zijn (Nagy en Fekete, 2005).

Daar STa en guanine over dezelfde C-eindketen beschikken, kan STa aan de guaninereceptor op de

celmembraan binden om zo guanylaatcyclase te activeren (Hirsh et al., 2004). Dit leidt tot een

intracellulaire opstapeling van cGMP en een daling in absorptie van water en elektrolyten ter hoogte

van de dunne darmvilli en een verhoogde secretie van vocht en ionen ter hoogde van de crypten. Een

belangrijk verschil tussen STa en LT is dat LT een permanente activatie van adenylaatcyclase

bewerkstelligd terwijl STa enkel maar een effect heeft als het aanwezig is (Nagy en Fekete, 2005).

Het werkingsmechanisme van STb is niet volledig gekend. STb bindt op een sulfatide receptor en gaat

niet gepaard met een verhoging van cAMP of cGMP (Hirsh et al., 2004). Er wordt wel een stijging van

de concentratie van Ca2+

en PGE2 vastgesteld (Dubreuil, 1999). Een recente studie toont tevens een

toename aan in de inflammatoire cytokines IL-1 en IL-17A en matrix metalloproteïnase 3 (Loos et al.,

2012). Uiteindelijk leidt dit alles tot een stijging van de intracellulaire Ca2+

concentratie waardoor het

proteïnkinase C geactiveerd wordt. Dit proteïne fosforyleert proteïnen die de chloride kanalen vormen,

hetgeen leidt tot een opstapeling van vocht en elektrolyten in het darmlumen alsook een fosforylatie

10

van de membraan-geassocieerd ionen transportproteïnen waardoor er geen NaCl meer geabsorbeerd

wordt. Hierdoor kan er nog meer vocht in het lumen van de dunne darm opgeslagen worden (Hirsh et

al., 2004).

Het STa veroorzaakt vooral accumulatie (opstapeling) van vocht in de darmen van neonatale en

zuigende biggen, terwijl het STb dit veroorzaakt bij neonatale, zuigende, maar ook, en uitgesproken,

bij gespeende biggen (Nagy en Fekete, 2005; Loos et al., 2012). STa toxine wordt teruggevonden bij

alle ETEC stammen die pathogeen zijn voor biggen. STb enterotoxines daarentegen worden meer

terug gevonden bij F4 en F18 positieve ETEC stammen, welke specifiek zijn voor speendiarree

(Francis, 2002).

Fig. 4: Werkingsmechanismen van de verschillende enterotoxines geproduceerd door ETEC stammen

die voorkomen bij dieren (Nagy en Fekete, 1999).

11

1.2.2.3. Entero-aggratief E. coli hittestabiel enterotoxine 1 (EAST 1)

Dit enterotoxine wordt tevens geproduceerd door ETEC stammen en kan geïsoleerd worden bij ETEC

stammen die zowel neonatale als speendiarree veroorzaken (Francis, 2002). Het EAST 1 toxine kan

tevens geïsoleerd worden uit EHEC en EPEC stammen die voorkomen bij biggen. Het toxine wordt

teruggevonden bij biggen die geen symptomen van diarree vertonen. Recent werd experimenteel

aangetoond dat het EAST 1 toxine waarschijnlijk geen virulentiefactor is bij diarree veroorzaakt door

ETEC stammen (Ruan et al., 2012).

1.2.3. Endotoxines

Het lipopolysaccharide (LPS) uit de buitenste membraan van de celwand is het belangrijkste

endotoxine. Het LPS komt vrij na desintegratie van de bacterie. Hierbij komt het Lipid A deel ook vrij.

Dit Lipid A is een zeer sterk toxine dat in het bloed terecht komt waardoor er endotoxemische shock

kan ontstaan met sterfte tot gevolg (Ewards en Ewing, 1972).

2. PATHOGENESE

2.1. ETEC

Vele van de ETEC stammen zijn voor het spenen aanwezig in de dikke darm en behoren tot de

normale microflora. Spenen wordt gekenmerkt door structurele en functionele veranderingen

(verminderde darmmotiliteit) van het gastro-intestinaalkanaal waardoor er een proliferatie van ETEC in

de dikke darm met verspreiding naar de dunne darm mogelijk wordt (Pluske et al., 2002; Snoeck et al.,

2004; Halas et al,. 2009).

Een zeer belangrijke stap in het ziekteproces is de kolonisatie ter hoogte van de dunne darm. De

eerste stap is adhesie aan het epitheel van de dunne darmvilli. Deze adhesie wordt mogelijk gemaakt

door fimbriae (Zhang et al, 2006). Zoals hierboven vermeld bestaan er 3 serologische varianten van

F4 fimbriae. Vooral de F4ac variant wordt geassocieerd met het ontstaan van symptomen van

speendiarree (Kim et al., 2010). Met zijn „major‟ subeenheid binden de F4 varianten aan specifieke

receptoren waarna kolonisatie van de dunne darmmucosa optreedt (Verdonck et al., 2004). F18+

ETEC stammen zijn tevens een belangrijke oorzaak van speendiarree en vooral F18ac+ ETEC

stammen. De F18ac+ kiemen binden aan ABH bloedgroepreceptoren die ter hoogte van het oppervlak

van de dunne darmmucosa voorkomen onder de vorm van glycosfingolipiden (Coddens et al., 2009;

Moonens et al., 2012). Aangezien de F4-geassocieerde en F18-geassocieerde adhesie noodzakelijk

is om ziekte te veroorzaken, zijn biggen die de specifieke receptoren niet bezitten resistent tegen

infectie. De aan- of afwezigheid van de receptoren wordt genetisch overgeërfd met expressie

dominant over afwezigheid (Sellwood et al., 1975; Bijlsma et al., 1982; Ngugen et al., 2013).

Na de adhesie van de kiem aan het oppervlakte van de dunne darmvilli, vermenigvuldigen de ETEC

zich (Zutic et al., 2010). Onder normale omstandigheden is de concentratie van E. coli stammen in het

jejunum ongeveer 104 kiemen. Bij vermenigvuldiging kan dit oplopen tot ongeveer 10

9 ETEC (Gyles en

12

Thoen, 1986). Vervolgens worden de enterotoxines geproduceerd (Zutic et al., 2010). Deze

enterotoxines zijn belangrijk voor het ontstaan van de symptomen (Erume et al., 2013; Loos et al.,

2012). Zoals hierboven vermeld bestaan er 3 enterotoxines: thermolabiele (LT) en 2 thermostabiele

(STa en STb). Het LT enterotoxine werkt in op adenylaatcyclase waardoor omzetting gebeurt van

adenosine trifosfaat (ATP) tot cAMP zoals in 1.2.2.1. beschreven. De stijging van het cAMP leidt

uiteindelijk tot een verhoogde secretie van Na+ en Cl

- ionen in het darmlumen en water volgt passief

mee (Gyles en Thoen, 1986). De activatie door LT enterotoxine is irreversibel en stopt als de cel

afsterft (Nagy en Fekete, 1999).

STa enterotoxine bindt op een membraangebonden guanylaatcyclase receptor, wat aanleiding geeft

tot simulatie van guanylaatcyclase, hetgeen leidt tot een accumulatie van vocht en chloride ionen in

het darmlumen. Dit effect verdwijnt als er geen toxine meer gebonden is (Nagy en Fekete, 1999; Hirsh

et al., 2004).

De werking van STb enterotoxine kan verlopen via de activatie van het prostaglandine E2 of via

binding op een sulfatidereceptor. Hierdoor stijgt de intracellulaire Ca2+

concentratie waardoor een

proteïnkinase C geactiveerd wordt. Hierdoor ziet men een verlies van chloor en water in het

darmlumen en wordt de absorptie van NaCl geblokkeerd (Gyles en Thoen, 1986; Hirsh et al., 2004).

2.2. VERANDERINGEN IN DE DARMMUCOSA

Bij het spenen worden biggen geconfronteerd met een verandering in voeding, het wegvallen van de

passieve immuniteit door de maternale antistoffen afkomstig uit de moedermelk en de overschakeling

van vloeibaar voedsel (melk) naar droge voeding in de vorm van meel of pellets. Deze belangrijke

veranderingen zorgen ervoor dat spenen een zeer stressvolle periode is voor de biggen (Deprez et al.,

1987).

Het eerste wat opvalt bij het spenen zijn de veranderingen ter hoogte van de villi en de crypten. Zo

gaat het spenen gepaard met verkorten van de villi en hyperplasie van de crypten (Nabuurs, 1998).

De villusatrofie kan veroorzaakt worden door een verhoogd verlies van enterocyten of een

gereduceerde hoeveelheid van celvernieuwing. Wanneer de atrofie veroorzaakt wordt door een

verhoogd verlies van enterocyten, gaat dit gepaard met een verhoogde productie van enterocyten in

de crypten waardoor de diepte van de crypten toeneemt. De afname van de hoeveelheid

celvernieuwing zou veroorzaakt worden door vasten of een daling in voederopname (Pluske et al.,

1997). Zo ziet men dat de meeste biggen (50%) de eerste maaltijd nemen binnen de 24 uur na het

spenen, doch in 10 % van de gevallen is dit slechts na 48 uur (Lallès et al., 2004). De daling in

voederopname zou te wijten kunnen zijn aan de nieuwe leefomgeving, die ze eerst verkennen, omdat

de biggen moeilijkheden hebben zich aan te passen aan het nieuwe type van voeder (van melk naar

meel) (Dybkjaer et al., 2006).

De celproliferatie ter hoogte van de crypten en het verlies van enterocyten ter hoogte van de villi

worden bepaald door het type van microbiële flora dat aanwezig is en het type van voeding (Pluske et

13

al.,1997). Verder ziet men bij het spenen een verandering in enzymactiviteit. De lactase activiteit,

welke zich voornamelijk aan de villustop bevindt, neemt af terwijl de activiteit van maltase en

sucrase,waarvan de secretie plaatsvindt ter hoogte van borstel zoom van de dunne darmenterocyten

of pancreas, toeneemt (Lallès et al., 2004).

De activiteit van verscheidene spijsverteringsenzymen wordt bepaald door de leeftijd maar tevens

door de opname van vast voeder. Zo stelt men vast dat de lactase activiteit het hoogst is gedurende

de eerste levensweken, wanneer de melkopname het belangrijkste is. Naarmate de dieren ouder

worden en meer vast voeder opnemen, stijgt de activiteit van de andere enzymen. Hierdoor is het

belangrijk dat het spenen geleidelijk aan gebeurd. Wanneer de biggen abrupt gespeend worden en

geconfronteerd worden met vast voeder zal hun spijsverteringsstelsel hierop niet voorbereidt zijn,

waardoor er verteringsproblemen ontstaan (Cools, 2011). De daling in voederopname en

enzymactiviteit zorgt voor een vertraagde intestinale transittijd en stase van voedingsstoffen in de

dunne darm, direct na het spenen. Hierdoor wordt een goede omgeving gecreëerd voor de groei van

Escherichia coli in de dunne darm, waardoor de kans op diarree veel groter wordt (Pluske et al.,

2002).

Fig. 5: Wijziging van de enzymactiviteit in functie van de leeftijd van de biggen. De werking van

lactase, nodig voor de vertering van lactose in de melk, neemt af naarmate de biggen ouder worden.

Voor de andere spijsverteringsenzymen neemt de activiteit toe wanneer het dier ouder wordt.

Spijsverteringsenzymen: lactase voor vertering van lactose, lipase voor vetten, amylase vertering van

zetmeel: pepsine en trypsine voor de vertering van eiwitten en maltase voor afbraak van suikers tot

glucose (Cools, 2011).

14

3. SYMPTOMEN EN LETSELS VAN SPEENDIARREE

3.1. SYMPTOMEN

In sommige gevallen kan speendiarree een peracuut verloop vertonen hetgeen gepaard gaat met

oedeem en plotse sterfte (Krause et al., 2010). In minder acuut verlopende gevallen ziet men een

daling van de voederopname. Verder wordt de ziekte vooral gekenmerkt door een waterige diarree die

grijs tot geelgroen van kleur kan zijn (van Beers-Schreurs et al., 1992). Door de diarree drogen de

biggen sterk uit wat zich uit in ingezonken ogen, rimpelige huid en depressie van de biggen. De

rectale temperatuur is normaal. Indien de diarree zeer ernstig is kan er sterfte optreden met een piek

tussen de 6 en 10 dagen na het spenen (Straw et al., 2006). In vele gevallen is de mortaliteit laag en

de morbiditeit zeer hoog (Krause et al., 2010).

3.2. LETSELS

De biggen hebben een normale, goede conditie maar vertonen symptomen van dehydratie zoals ogen

die diep in de oogkassen liggen en eventueel cyanose. Bij autopsie ziet men droge, bleke en

anemische longen. Verder is de maag in vele gevallen gevuld met onverteerd voeder (Rantzer en

Svendsen, 2001).

De dunne darmen zijn gedilateerd en zien er oedemateus en hyperemisch uit. Ze bevatten een waterige

tot mucoïde inhoud die een typische geur heeft. In de dikke darm zit er feces die groen tot geel van kleur

is en die een waterige of muceuze consistentie bezitten (Straw et al.,2006).

Fig. 6: Autopsiebeeld dunne darmen bij een ETEC infectie. De darmen zijn gedilateerd en zien er

oedemateus en hyperemisch, met vaatinjecties, uit (Jackson en Cockcroft, 2007).

Op microscopisch vlak valt vooral de adhesie van ETEC kiemen ter hoogte van de villi op (Wada et

al., 1996). Deze is vooral ter hoogte van het ilieum en minder ter hoogte van het jejunum te zien. Dit

hangt echter af van het type fimbriae, F4 ETEC stammen adhereren sterker aan jejunale villi dan aan

15

ileale villi (Straw et al., 2006). Heel opvallend is dat de mucosa en het epitheel nog intact zijn na

kolonisatie van de kiem (Wada et al., 1996). Echter bij zeer erge infecties ziet men necrose van de

villustoppen en een infiltratie van neutrofielen. Deze necrose is het gevolg van de erge dehydratie.

Hierdoor is de doorbloeding van de villi minder en ontstaat er hypoxemie ter hoogte van de

villustoppen (Straw et al., 2006).

Speendiarree zorgt voor grote economische verliezen (Krause et al., 2010). Deze zijn het gevolg van

sterfte en therapiekosten. Het grootste economisch verlies echter, is afkomstig van de biggen die een

vertraagde groei vertonen na het overleven van ziekte. Hierdoor stijgt de voederconversie en moeten

ze langer gehouden worden vooraleer ze de slachtleeftijd bereikt hebben (Straw et al., 2006).

4. BEHANDELING VAN SPEENDIARREE

De behandeling van speendiarree bestaat uit een symptomatische en antibacteriële therapie. In acute

gevallen dient er snel gehandeld te worden of meer dieren zullen sterven. Zieke, erg gedehydrateerde

biggen, dienen gerehydrateerd te worden. Deze symptomatische therapie bestaat uit het toevoegen

van een elektrolytenoplossing in het drinkwater (Jackson en Cockcroft, 2007). Deze

elektrolytenoplossingen bevatten aminozuren en glucose (Taylor, 1999).

Het toedienen van antibiotica kan op verscheidene manieren gebeuren. Aan zeer erg aangetaste

dieren, waarbij de voeder- en vochtopname sterk gedaald is, dienen antibiotica parenteraal

toegediend te worden. In andere omstandigheden wordt het antibiotica via het voeder of drinkwater

toegediend (Taylor, 1999).

A. Als parenterale therapie kan best gebruikt gemaakt worden van antibiotica bestaande uit:

neomycine, ampicilline, amoxycilline, trimethoprim-sulfonamiden, oxytetracycline en de

nieuwere fluoroquinolones waaronder enrofloxacine (Taylor, 1999; Jackson en Cockcroft,

2007). NSAID‟s of steroïden kunnen geïnjecteerd worden bij dieren in shock en sterke

dehydratatie (Jackson en Cockcroft, 2007).

B. Als drinkwatermedicatie kan gebruik gemaakt worden van ampicilline, amoxycilline,

apramycine, neomyxine, spectinomycine, trimetroprim-sulfonamiden en cephalosporines

(ceftiofur).

C. Als voedermedicatie kunnen tetracyclines, neomycine, apramycine, trimetroprim-sulfonamiden

en enrofloxacine gebruikt worden (Taylor, 1999).

Door het veelvuldig gebruik, en misbruik, van antibiotica wordt er geselecteerd op resistente bacteriën

(Wang et al., 2011). Indien men een ETEC infectie vaststelt, moet men rekening houden met

verworven antibacteriële resistentie, waardoor de therapie kan falen (Costa et al., 2010). Vele van de

ETEC beschikken over multiresistentie genen voor chloramphenicol, streptinomycine, enrofloxacine,

gentamycine en doxycycline (Wang et al., 2011). Verder ziet men hoge graad van resistentie tegen

sulfonamiden, ampicilline en tetracyclines. Hierdoor worden deze antibiotica steeds minder ingesteld

16

als therapie. Het gebruik van cephalosporines, waaronder ceftiofur, is daarentegen toegenomen

wegens de zeer lage resistentiegraad (Maynard et al., 2003).

De antibioticaresistentie is de afgelopen jaren sterk toegenomen, waardoor een correct gebruik van

antibiotica door de clinici sterk aanbevolen wordt. Zo wordt aangeraden om de juiste dosering en

wachttijden te respecteren en een antibiogram aan te leggen indien men een resistente stam

vermoedt (Costa et al., 2010). Om de stijgende antibioticaresistentie tegen te gaan besloot de

Europese Unie in 2006 het gebruik van antibiotica als groeipromotor te verbieden (Vondruskova et al.,

2010). Verder worden preventieve maatregelen aangewend om speendiarree tegen te gaan en wordt

er gezocht naar goede alternatieven voor antibiotica om zo de resistentie tegen te gaan. Het grootste

probleem ligt echter in het feit dat wanneer een E.coli stam een resistentiegen verworven heeft, het

heel lang duurt om zich van het gen te ontdoen (Costa et al., 2010).

5. PREVENTIE

Naast de behandeling van zieke dieren is preventie van speendiarree nog belangrijker. Plotse

voederveranderingen bij het spenen dienen vermeden te worden. Dit kan door meelvoeder reeds te

voederen voor het spenen. Verder kan men bij het spenen de hoeveelheid voeder iets verminderen en

moet men steeds zorgen voor proper en vers meel. Het beste wordt ook goed en volledig verteerbaar

voeder gegeven aan pasgespeende biggen (Taylor, 1999). Het speenvoeder dient aangepast te

worden aan de noden van de biggen, hetgeen afhankelijk is van de speenleeftijd. Indien biggen

gespeend worden op een leeftijd van 3 weken zal het voeder een hoger aandeel melksuikers bevatten

en minder zetmeel. Dit komt omdat op dat ogenblik de werking van lactase nog belangrijker is dan de

amylase werking. Op een speenleeftijd van 4 weken beschikken de biggen over een grotere

hoeveelheid amylase waardoor het voeder meer zetmeel en plantaardige eiwitten kan bevatten

(Cools, 2011). In de afdeling waar de biggen naar toe gebracht worden bij het spenen, dient de eerste

week een constante temperatuur aan te houden. Erna kan wekelijks de temperatuur met 1°C verlaagd

worden (Taylor, 1999). De bestrijding van speendiarree zou ook gebaseerd kunnen zijn op het

selecteren en kweken van biggen die geen receptoren voor de ETEC fimbriae bezitten. Dit gebeurt nu

echter niet omdat men het gen/de genen niet kent. Deze genetische selectie zou op lange termijn een

oplossing bieden (Straw et al., 2006). Vaccinatie van dieren en het toevoegen van supplementen aan

het voeder of drinkwater van de biggen zou een betere en makkelijkere preventiemaatregel zijn.

5.1. VACCINATIE

ETEC kiemen zijn de belangrijkste oorzaak van diarree bij biggen. Het beschermen van neonatale

biggen via vaccinatie van de zeugen werkt zeer preventief tegen neonatale diaree. Deze vaccins

bestaan voornamelijk uit geïnactiveerde vaccins dewelke gezuiverde adhesiefactoren (F4, F5 en F6)

bevatten. Ze worden, enkele weken voor de partus, aan drachtige zeugen gegeven waardoor er via de

moedermelk antistoffen doorgegeven worden aan de biggen (Moon en Bunn,1993). Deze antistoffen

geven echter alleen bescherming ter hoogte van de darm bij zogende biggen, dus verdwijnt deze

bescherming bij het spenen. Alhoewel de pathogenese van speendiarree reeds zeer goed gekend is,

17

bestaat er nog steeds geen vaccin dat een volledige bescherming biedt bij gespeende biggen (Ruan

en Zhang, 2013).

Welk vaccin er dient gekozen te worden is afhankelijk van het beoogde effect. Tijdens de

speenperiode is een actieve mucosale immuunrespons in de dunne darm vereist (Verdonck et al.,

2004). Parenteraal toegediende vaccins stimuleren eerder de systemische afweer dan de mucosale

immuunrespons, waardoor deze beter niet aangewend worden. Orale vaccins, daarentegen,

stimuleren de mucosale immuunrespons wel (Moon en Bunn, 1993). Het is tevens van belang dat de

vaccins verschillende fimbriae (F4/F18) alsook LT enterotoxine bevatten. De thermostabiele

enterotoxines zijn onvoldoende immunogeen om te gebruiken (Ruan en Zhang, 2013).

De beste bescherming tegen een F4+ ETEC infectie wordt bekomen via een orale vaccinatie met

gezuiverde, geïnactiveerde F4 fimbriae (Van den Broeck et al., 1999). De dag van vandaag wordt in

de diergeneeskunde gebruik gemaakt van geïnactiveerde ETEC bacterines of subunit vaccins

bestaande uit gezuiverde fimbriae en/of enterotoxines. Sommige van deze vaccins zijn echter niet

efficiënt genoeg om te beschermen tegen speendiarree (Hur en Lee, 2012a,b). Zo wordt gebruik

gemaakt van vaccins die F4ac en/of F18 fimbriae bevatten. Deze geven aanleiding tot de vorming van

antistoffen tegen F4ac en/of F18 waardoor de kolonisatie van de ETEC stammen vermeden wordt,

maar beschermen niet tegen ETEC stammen die meerdere toxines produceren. Andere vaccins

bevatten dan weer F4ac fimbriae en toxines LT-STa-STb, waardoor geen bescherming geboden wordt

tegen ETEC stammen die F18 fimbriae produceren (Ruan en Zhang, 2013). Daarnaast zijn er

levende, niet-virulente vaccins. Entero Vac is in de Verenigde staten op de markt en zou bescherming

geven tegen F4+ E. coli. In Canada is er een levend vaccin, tegen F4

+ ETEC stammen die

speendiarree veroorzaken, op de markt. Recent is het in Zwitserland op de markt gekomen en tegen

2014 zou men het op alle Europese markten willen brengen (Melkebeek et al.,2013).

Een recente studie toonde aan dat orale immunisatie van biggen met een levend, geattenueerde

E.coli stam, die een fusie van adhesines en toxines produceert (1FaeG-FedF-LTA2:5LTB), een zeer

goede bescherming geeft tegen speendiarree. Het onderzoek toont aan dat in de toekomst een

levend, geattenueerd vaccin geproduceerd kan worden, dat bescherming biedt tegen F4+ en F18

+

ETEC infecties. Het grote probleem van levende vaccins is te beletten dat ze virulent worden

aangezien ze toxine-genen kunnen verwerven die aanwezig zijn op conjugerende plasmiden.

Daarenboven zouden deze moeten gegeven worden tijdens de speenperiode, zodat bescherming

aanwezig is op het ogenblik van het spenen (Ruan en Zhang, 2013).

FedF, de adhesiefactor van F18 fimbriae, is een potentiële target voor bescherming van biggen tegen

F18+ ETEC infecties. Indien het samen met F4 fimbriae in een vaccin gebracht wordt, en daar

voldoende immunogeen is, is het een perfect vaccin in bescherming tegen speendiarree. De

immuunrespons tegen FedF moet echter versterkt worden en de stabiliteit van het FedF in het gastro-

intestinaalstelsel vergroot worden (Tiels et al., 2008).

18

Hieruit blijkt dat het vinden van het juiste vaccin geen gemakkelijke zaak is en verder onderzoek, en

verbetering, van bestaande vaccins nodig is (Ruan en Zhang, 2013).

5.2. PROBIOTICA, ORGANISCHE ZUREN EN ANDERE SUPPLEMENTEN

5.2.1. Probiotica

Probiotica zijn levende micro-organismen die als supplement in de voeding toegevoegd worden. Ze

verbeteren de darmflora van de gastheer hetgeen een positief effect heeft op de gezondheid van de

gastheer. Wanneer ze oraal gegeven worden beschermen ze de biggen tegen diarree veroorzaakt

door E. coli stammen (Alexopoulus et al., 2001). De probiotica beschermen tegen pathogenen door in

competitie te treden met pathogene micro-organismen voor de bindingzijdes ter hoogte van de

intestinale mucosa of door competitie voor het beschikbare voedsel (Melin en Wallgren, 2002).

Probiotica kunnen tevens antimicrobiële bestanddelen produceren, waaronder bacteriotoxinen, welke

pathogene micro-organismen afdoden (Krause et al., 2010).

Ze werken voornamelijk in ter hoogte van caudaal segment van het ileum, het caecum en het colon

ascendens, waar ze het immuunsysteem stimuleren, door de stimulatie van de

immunoglobulineproductie, macrofagen en NK cellen, alsook de regeneratie van de intestinale

mucosa bevorderen. Het effect van de probiotica is afhankelijk van de gebruikte micro-organismen, de

dosis en de interactie van de probiotica met farmaca, voedersamenstelling, opslagconditie en de

gebruikte voedertechnologie (Vondruskova et al., 2010).

De micro-organismen die gebruikt worden als probiotica behoren tot de genera Bacillus,

Bifidobacterium, Lactobacillus, Lactococcus, Enterococcus, Pediococcus, Streptococcus,

Saccharomyces en niet pathogene E. coli (Alexopoulus et al., 2001; Melin en Wallgren., 2002;

Vondruskova et al., 2010).

De niet-pathogene E. coli stammen, bijvoorbeeld, worden vaak gebruikt om de biggen te beschermen

tegen pathogene F4+ ETEC stammen (Krause et al., 2010). Ze produceren bacteriocines waarvan

coliciline E1 een voorbeeld is. Het coliciline E1 bindt aan de target kiem en dood deze kiem door de

ionen gradiënt te verstoren. Uit onderzoek bleek dat dit bacteriocine, toegevoegd aan voeder, een

goede bescherming biedt tegen F18+ ETEC infecties (Cutler et al., 2007). Kiemen die behoren tot het

genus Bacillus ondersteunen de natuurlijke darmflora, treden in competitie met pathogene micro-

organismen en reduceren het aantal Enterococci, Bacteroides en coliformen. Enterococcus en

Bifidobacterium species zorgen voor een reductie in voorkomen en intensiteit van diarree bij biggen

(Vondruskova et al., 2010).

De probiotica beschermen niet alleen tegen pathogenen maar verbeteren de vertering van nutriënten

door een verhoogde enzymatische activiteit alsook een verbetering in groei na het spenen

(Alexopoulus et al., 2001). Om het beste effect te bekomen worden probiotica het beste direct na de

geboorte gegeven aan de biggen. Dit kan door probiotica te voeren aan zeugen kort voor de partus of

19

het plaatsen van voedereenheden in de kraamhokken waardoor de biggen de mogelijkheid hebben de

probiotica zelf op te nemen (Vondruskova et al., 2010).

Tabel 2: De micro-organismen die gebruikt kunnen worden als probiotica (Vondruskova et al., 2010).

GENUS Bacterie speces

Lactobacillus L. acidophilus

L. casei

L. rhamnosus

L. reuteri

L. plantarum

L. fermentum

L. brevis

L. helveticus

L. delbrückei

Lactococcus L. lactis

Enterococcus E. faecium

Streptococcus S. thermophilus

Pediococcus P. pentosaceus

Bacillus B. subtilis

B. cereus

B. toyoi

B. natto

B. mesentericus

B. licheniformis

Bifidobacterium

B. bifidum

B. pseudolongum

B. breve

B. thermophilum

Saccharomyces S. cervisiae

Niet pathogene Escherichia coli E. coli

20

5.2.2. ORGANISCHE ZUREN

Organische zuren beschikken over een antimicrobiële functie en hebben een positieve invloed op de

vertering, resorptie van nutriënten en op de ontwikkeling van gespeende biggen (Halas et al., 2009).

Het antibacteriële effect bestaat uit 2 mechanismen. Eerst en vooral bekomt men een pH daling in de

maag (tot onder 6), hetgeen aanleiding geeft tot een inhibitie van groei van pathogene micro-

organismen (Vondruskova et al., 2010). Een zuur dat aanleiding geeft tot de pH daling is melkzuur

(Taylor, 1999). Anderzijds is er de mogelijkheid van organische zuren om te penetreren door de

celwand van de bacterie waardoor deze vernietigd worden. Dit wordt onder andere bekomen door het

toevoegen van methaan- of mierenzuur, acetyl- en proprionzuur aan het voeder. De penetratie zal

enkel doorgaan wanneer de organische zuren zich in hun niet-gedissocieerde vorm bevinden

(Vondruskova et al., 2010).

Methaan- of mierenzuur wordt het meeste gebruikt en is al effectief bij toevoeging van kleine

hoeveelheden in het voeder. Toch wordt het vaak gecombineerd met andere organische zuren,

waaronder benzoëzuur, citroenzuur en proprionzuur, om het effect te vergroten (Vondruskova et al.,

2010). Benzoëzuur kan ook afzonderlijk gebruikt worden maar uit een studie blijkt dat het geen

effectieve bescherming biedt tegen ETEC infecties (Halas et al., 2009).

Organische zuren hebben niet enkel een beschermende werking tegenover pathogene kiemen, door

de pH daling zorgen ze tevens voor een langere bewaring van het voeder. Een nadeel aan het

toevoegen van zuren aan het voeder is dat bij verhoogde inname een daling gezien kan worden in de

opname van voeder, het lichaamsgewicht en de algemene ontwikkeling van jonge biggen

(Vondruskova et al., 2010).

5.2.3. ANDERE SUPPLEMENTEN

Spenen van biggen is een zeer ingrijpende periode voor de biggen. Het veranderen van voeding leidt

tot daling in voederopname en villusatrofie. Dit leidt tot een daling in vertering van nutriënten in de

dunne darm waardoor de ideale omgeving gevormd wordt voor de ontwikkeling van pathogene

kiemen (Kim et al., 2012). Deze kiemen fermenteren onverteerbare of endogene proteïnen, wat

bijdraagt tot een verhoogde productie van irriterende en toxische stoffen die enterocyten kapot maken

en speendiarree verder in de hand werken (Heo et al., 2010a). In onderstaande tekst wil ik enkele

supplementen opsommen die preventief kunnen werken tegen speendiarree.

De hoeveelheid onverteerbare of endogene eiwitten beschikbaar voor microbiële fermentatie kan

beperkt worden door biggen een voeder te geven met een laag gehalte aan eiwitten gedurende 7-14

dagen na het spenen (Heo et al., 2010 b). Dit dieet zorgt voor een daling in voorkomen van

speendiarree zonder te interfereren met de opname van essentiële aminozuren of de algemene

vertering in het ileum. Een nadeel van lage eiwit diëten is de kostprijs. Men heeft grotere

hoeveelheden voeder nodig en afhankelijk van de samenstelling dienen crystaline aminozuren

toegevoegd worden hetgeen duur is (Heo et al., 2010a).

21

Een veel goedkoper alternatief is het toevoegen van zinkoxide aan farmacologische dosissen (Heo et

al., 2010a). Zink maakt onderdeel uit van verscheidene enzymen en staat centraal in de biochemische

processen die doorgaan in het lichaam. Verder is het een voedingsfactor die het aminozuur- en

eiwitmetabolisme reguleert en die bijdraagt tot de stabilisatie van darmflora, de diversiteit en werking

van de microflora en die de groei van sommige pathogene kiemen stopt (Vondruskova et al., 2010).

Toevoeging van zinkoxide aan speenvoeder zorgt voor een sterke daling in kolonisatie van ETEC en

heeft een positief effect op de stabiliteit van de intestinale microflora alsook op de morfologie van de

villustoppen (Kim et al., 2012). De villusatrofie, die voorkomt na het spenen, daalt daar zinkoxide zorgt

voor een stijging in de villushoogte (Heo et al., 2010a). Ter preventie van speendiarree volstaat het om

tussen de 2500 en 3000 mg/kg zinkoxide toe te voegen aan het voeder gedurende 2 weken na het

spenen. Na deze 2 weken wordt aangeraden de zinktherapie stop te zetten omdat verdere inbouw in

het lichaam kan leiden tot toxische stoffen of residuen in het lichaam of de omgeving (Taylor, 1999;

Jackson en Cockcroft, 2007).

Prebiotica kunnen tevens toegevoegd worden aan het voeder. Prebiotica bestaan uit korte keten

carbohydraten (= oligosacchariden) die niet verteerbaar zijn voor biggen, maar wel kunnen gebruikt

worden door de microflora als voedingsbron. Hierdoor bekomt men een verbetering van het intestinaal

microbieel evenwicht en zijn de dieren beter beschermt tegen infecties met pathogene kiemen. Ze

kunnen samen met probiotica ingenomen worden waardoor het effect van de probiotica versterkt

wordt (Vondruskova et al., 2010). Inuline is een voorbeeld van een prebioticum dat in biggenvoeder

toegevoegd wordt, ter preventie van speendiarree door ETEC kiemen. Het wordt gewonnen uit de

cichoreiwortel en zou aanleiding geven tot een reductie van de kolonisatie van ETEC kiemen in de

dunne darm en een versterkte groei van Lactobacillen waardoor de microflora in evenwicht is op het

ogenblik van het spenen. Door het toevoegen van inuline aan speenvoeder ziet men een daling in het

voorkomen van speendiarree alsook in de symptomen (Halas et al., 2009). Dit kon echter

experimenteel niet bevestigd worden (Cox, niet gepubliceerde gegevens).

Een veel voorkomende eiwitbron en smaakverbeteraar in speenvoeder is gedroogd plasmapoeder.

Naast smaakverbeteraar zorgt het voor een verbeterde groei en gezondheid tijdens de eerste dagen

na het spenen (Niewold et al., 2007). Plasma is opgebouwd uit albumines, fibrinogeen en globulines.

Sommige van deze globulines zijn immunoglobulines. Indien aan het voeder plasma toegevoegd

wordt dat antistoffen tegen F4+ ETEC kiemen bevat, zullen ze in het dunne darmlumen aan de

bacteriën binden. De kolonisatie ter hoogte van de dunne darm zal niet doorgaan waardoor er geen

speendiarree ontstaat (Niewold et al., 2007; ter Beek, 2012). Het voederen van plasmapoeder heeft

tevens enkele nadelen. Het is kostelijk en kan eventueel drager zijn van ziekten. Dit laatste kan

vermeden worden door het plasma te steriliseren waardoor het geen micro-organismen meer bevat

(Mavromichalis, 2011).

Al deze preventieve maatregelen dienen steeds gepaard te gaan met maatregelen die de infectiedruk

in de speenafdeling zo laag mogelijk houden bv. door de biggen bij het spenen naar een droge en

22

goed gereinigde stal te brengen, een strikt all-in / all-out systeem toe te passen, gebruik te maken van

verscheidene secties binnen de stallen en van een roostervloer om opstapeling van faeces tegen te

gaan (Rantzer en Svendsen, 2001).

23

BESPREKING

Uit de onderzochte literatuur blijkt dat ETEC kiemen wereldwijd voor grote economische verliezen

zorgen bij speenbiggen. Hoewel de pathogenese van ETEC goed gekend is, is het vinden van

efficiënte preventieve maatregelen niet makkelijk. Daarnaast zorgt de toenemende

antibioticaresistentie voor moeilijkheden in de behandeling van speendiarree.

De preventie zou gebaseerd kunnen zijn op het selecteren en kweken van biggen die geen receptoren

bezitten voor ETEC fimbriae. Het gen of genen die voor de expressie van de receptoren voor F4

fimbriae zorgen zijn nog niet gekend waardoor de selectie van F4 receptor (R) negatieve varkens

moeilijk is. Daardoor kan deze genetische selectie leiden tot het selecteren van niet gewenste

eigenschappen. Voor F18 is de receptor gekend en wordt deze waarschijnlijk gecontroleerd door het

FUT 1 gen en kan daardoor geselecteerd worden naar F18R negatieven. Op dit ogenblik zijn er meer

F18R positieven dan F18R- wat een nadeel is in de selectie naar F18R negatieven.

Men zou biggen ook op een latere leeftijd kunnen spenen. Nu worden ze gespeend op een leeftijd van

3 tot 4 weken. Op die leeftijd is de werking van de spijsverteringsenzymen nog niet optimaal, waardoor

het spijsverteringsstelsel nog onvoldoende voorbereid is op de omschakeling naar meel. Indien men

de biggen op een latere leeftijd speent is het spijsverteringsstelsel voldoende voorbereid. Tevens zijn

de biggen langer beschermd tegen infecties door het langer verkrijgen van maternale antistoffen. In de

geïndustrialiseerde varkenshouderij is dit economisch echter niet mogelijk.

In de praktijk wordt de diagnose gesteld aan de hand van de klinische symptomen en wordt een

antibioticatherapie ingesteld zonder de exacte oorzaak te weten. Op die manier wordt

antibioticaresistentie in de hand gewerkt. Om een gerichte therapie op te starten zou het beter zijn een

fecesstaal te verzamelen om de kiem aan te tonen. Indien na bacteriologisch onderzoek aangetoond

wordt dat ETEC stammen verantwoordelijk zijn voor het ontstaan van de symptomen, kan men een

antibiogram aanleggen. Op die manier kan men weten welke antibiotica men kan toedienen en voor

welke er resistentie voorkomt op het bedrijf. Daarnaast kan men ook laten onderzoeken welke ETEC

variant voorkomt op het bedrijf zodat men kan nagaan of een vaccinatie gewenst is. In Europa is er

registratie van een Canadees vaccin bezig. Deze vaccins kunnen maar toegediend worden na het

spenen waardoor er een periode is dat biggen niet beschermd zijn. Daarenboven kunnen ze

virulentiefactoren opnemen en zijn de nieuwere vaccins onvoldoende stabiel. Men moet opzoek gaan

naar een vaccin dat voldoende stabiel is en dat antigenen bevat tegenover beide (F4+

en F18+) ETEC

varianten. Het is interessant te weten of er andere factoren zijn, die naast de gekende fimbriae en

toxines, belangrijk zijn om antistoffen tegen te induceren. Er is ook nood aan een strategie die

vaccinatie tijdens de zoogperiode toelaat zonder neutralisatie van het vaccin door maternale

immuniteit. Dus verder onderzoek is nodig om tot efficiënte maatregelen te komen.

Deze maatregelen dienen echter gepaard te gaan met een goed bedrijfsmanagement. Een goed

gereinigde en gedesinfecteerde stal en ander maatregelen die de infectiedruk zo laag mogelijk

houden, zorgen voor een goede start voor gespeende biggen.

24

REFERENTIES

1. Alexopoulus C., Karagiannidis A., Kritas S.K., Boscos C., Georgoulakis I.E., Kyriakis S.C.

(2001). Field evaluation of a bioregulator containing live Bacillus cereus spores on health

status and performance of sows and their litters. Journal of Veterinary Medicine 48,137-145.

2. Bijlsma I.G., de Nijs A., van der Meer C., Frik J.F. (1982). Different pig phenotypes affect

adherence of Escherichia coli to jejunal brush borders by K88ab, K88ac, or K88ad antigen.

Infection and Immunity 37 (3), 891-894.

3. Coddens A., Verdonck F., Tiels P., Rasschaert K., Goddeeris B.M., Cox E. (2007). The age-

dependent expression of the F18+ E. coli receptor on porcine gut epithelial cells is positively

correlated with the presence of histo-blood group antigens. Veterinary Microbiology 122, 332-

341.

4. Coddens A., Verdonck F., Mulinge M., Goyvaerts E., Miry C., Goddeeris B., Duchateau L., Cox

E. (2008). The possibility of positive selection for both F18+ Escherichia coli and stress

resistant pigs opens new perspectives for pig breeding. Veterinary Microbiology 126, 210-215.

5. Coddens A., Diswell M., Angstrom J., Breimer M.E., Goddeeris B.M., Cox E., Teneberg S.

(2009). Recognition of blood group ABH type 1 determinants by the FedF adhesin of F18-

fimbriated Escherichia coli. The Journal of Biological Chemistry 284 (15), 9714-9726.

6. Coddens A., Valis E., Benktander J., Angstrom J., Breimer M.E., Cox E., Teneberg S. (2011).

Erythrocyte and porcine intestinal glycosphingolipids recognized by F4 fimbriae of

enterotoxigenic Escherichia coli. Plos One 6 (9), 1-16.

7. Cools A. (2011). Speenvoeder aangepast aan leeftijd biggen: waarom en hoe? Varkensbedrijf

3, 26-27.

8. Costa M.M., Dresher G., Maboni F., Weber S.S., Schrank A., Vainstein M.H., Schrank I.S.,

Vargas A.C. (2010). Virulence factors, antimicrobial resistance and plasmid content of

Escherichia coli isolated from swine commercial farms. Arquivo Brasileiro de Medicina

Veterinaria e Zootecnia 62 (1), 30-36.

9. Cox E., Verdonck F., Vanrompay D., Goddeeris B. (2006). Adjuvants modulating mucosal

immune responses or directing systemic responses towards the mucosa. Veterinary Research

37, 511-539.

10. Cutler S.A., Lonergan S.M, Cornick N., Johnson K., Stahl C.H. (2007). Dietary inclusion of

colicin E1 is effective in preventing post weaning diarrhea caused by F18-positive Escherichia

coli in pigs. Antimicrobial Agents and Chemotherapy 51 (11), 3830-3835.

11. Deprez P., Deroose P., Van den Hende C., Muylle E., Oyaert W. (1987). Liquid versus dry

feeding in weaned pigs: the influence on small intestinal morphology. Journal of Veterinary

Medicine 34, 254-259.

12. Dubreuil J.D. (1999). Escherichia coli STb toxin and prostaglandin production. Microbiology

145, 1507-1508.

25

13. Dybkjaer L., Jacobsen A.P., Togersen F.A., Poulsen H.D. (2006). Eating and drinking activity of

newly weaned piglets: effects of individual characteristics, social mixing and addition of extra

zinc to the feed. Journal of Animal Science 84, 702-711.

14. Edwards P.R., Ewing W.H. (1972). Identification of Enterobacteriaceae. Burgess Publishing

Company, Minneapolis, Minnesota, p. 48-87.

15. Erume J., Wijemanne P., Berberov E.M., Kachman S.D., Oestmann D.J., Francis D.H., Moxley

R.A. (2013). Inverse relationship between heat stable enterotoxin-b induced fluid accumulation

and adherence of F4ac-positive enterotoxgenic Escherichia coli in ligated jejunal loops of

F4ab/ac fimbria receptor-positive swine. Veterinary Microbiology 161, 315-324.

16. Francis D.H. (2002). Enterotoxigenic Escherichia coli infection in pigs and its diagnosis. Journal

of Swine Health and Production 10 (4), 171-175.

17. Gyles C.L., Thoen C.O. (1986). Pathogenesis of bacterial infections in animals. The Iowa State

University Press, Iowa, p.114-131.

18. Goubau P., Pellegrims E. (2000). Wegwijzer in microbiologie. Garant Uitgevers nv.,

Antwerpen,België, p. 15-18.

19. Hahn E., Wild P., Schraner E.M., Bertschinger H.U., Haner M., Müller S.A., Aebi U. (2000).

Structural analysis of F18 fimbriae expressed by porcine toxigenic Escherichia coli. Journal of

Structural Biology 132, 241-250.

20. Halas D., Hansen C.F., Hampson D.J., Mullan B.P., Wilson R.H., Pluske J.R. (2009). Effect of

dietary supplementation with inulin and/or benzoic acid on the incidence and severity of post-

weaning diarrhoea in weaner pigs after experimental challenge with enterotoxigenic

Escherichia coli. Archives of Animal Nutrition 63 (2), 267-280.

21. Hajishengallis G., Connell T.D. (2013). Type II heat-labile enterotoxins: Structure, function and

immunomodulatory properties. Veterinary Immunology and Immunopathology 152, 68-77.

22. Heo J.M., Kim J.C., Hansen C.F., Mullan B.P., Hampson D.J., Maribo H., Kjeldson N., Pluske

J.R. (2010a). Effects of dietary protein level and zinc oxide supplementation on the incidence of

post-weaning diarrhoea in weaner pigs challenged with an enterotoxigenic strain of Escherichia

coli. Livestock Science 133, 210-213.

23. Heo J.M., Kim J.C., Hansen C.F., Mullan B.P., Hampson D.J., Pluske J.R. (2010b). Feeding a

diet with a decreased protein content reduces both nitrogen content in the gastrointestinal tract

and post-weaning diarrhoea, but does not affect apparent nitrogen digestibility in weaner pigs

challenged with an enterotoxigenic strain of Escherichia coli. Animal Feed Science and

Technology 160, 148-159.

24. Hirsh D.C., Maclachlan N.J., Walker R.L. (2004). Veterinary Microbiology. Ames, Iowa:

Blackwell, p. 55-68.

25. Horstam A.L., Bauman S.J., Kuehn M.J. (2004). Lipopolysaccharide 3-Deoxy-D-manno-

octulosonic Acid (Kdo) core determines bacteriala association of secreted toxins. The Journal

of Biochemical Chemistry 27, 8070-8075.

26. Hur J., Lee J.H. (2012a). Development of a novel live vaccine delivering enterotoxigenic

26

Escherichia coli fimbrial antigens to prevent post-weaning diarrhea in piglets. Veterinary

Immunology and Immunopathology 146, 283–288.

27. Hur J. en Lee J.H. (2012b). Comparative evaluation of a vaccine candidate expressing

enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) adhesins for colibacillosis with a commercial vaccine

using a pig model. Vaccine 30, 3829-3833.

28. Jackson P.G.G., Cockcroft P.D. (2007). Handbook of pig medicine. Saunders Elsevier,

Edinburgh, New York p. 91-95.

29. Kim J.Y., Kim J.H., Hur J., Lee J.H. (2010). Isolation of Escherichia coli from piglets in South

Korea with diarrhea and characteristics of the virulence genes. The Canadian Journal of

Veterinary Research 71, 59-64.

30. Kim J.Y., Hansen C.F., Mullan B.P., Pluske J.R. (2012). Nutrition and pathology of weaner

pigs: nutritional strategies to support barrier function in the gastrointestinal tract. Animal Feed

Science and Technology 173, 3-16.

31. Krause D.O., Bhandari S.K., House J.D., Nyachoti C.M. (2010). Response of nursery pigs to a

symbiotic preparation of starch and an anti- Escherichia coli K88 probiotic. Applied and

Environmental Microbiology 76, 8192-8200.

32. Laine T.M., Lyytikäinen T.,Yliaho M., Anttila M. (2008). Risk factors for post- weaning diarrhoea

on piglet producing farms in Finland. Acta Veterinaria Scandinavica 50, 1-21.

33. Lallès J.P., Boudry G., Favier C., Le Floc N., Luron I., Montagne L., Oswald I.P., Pié S., Piel C.,

Sève B. (2004). Gut function and dysfunction in young pigs: physiology. Animal Research

53,301-316.

34. Loos M., Geens M., Schauvliege S., Gasthuys F., van der Meulen J., Dubreuil J.D., Goddeeris

B.M., Niewold T., Cox E. (2012). Role of heat-stable enterotoxins in the induction of early

immune responses in piglets after infection with enterotoxigenic Escherichia coli. Plos One 7

(7), e 41041.

35. Madec, F., Bridoux, N., Bounaix, S., Cariolet, R., Duval-Iflah, Y., Hampson, D.J.,Jestin, A.

(2000). Experimental models of porcine post-weaning colibacillosis and their relationship to

post-weaning diarrhoea and digestive disorders as encountered in the field. Veterinary

Microbioly 72, 295–310.

36. Magalhaes O.P., Lopes A.M., Mazzola P.G., Rangel-Yagui C., Penna T.C.V., Pessoa A. Jr.

(2007). Methods of endotoxin removal from biological preparations: a review. Journal of

Pharmacy and Pharmaceutical Sciences 10 (3), 388-404.

37. Mavromichalis I. Knowledge is power: animal plasma‟s mode of action. Pig Progress 27 (6), 7-

9.

38. Maynard C., Fairbrother J.M., Bekal S., Sanschagrin F., Levesque R.C., Brousseau R.,

Masson L., Larivière S., Harel J. (2003). Antimicrobial resistance genes in enterotoxigenic

Escherichia coli O149:K91 isolates obtained over a 23-year period from pigs. Antimicrobial

Agents and Chemotherapy 47 (10), 3214-3221.

39. Melin L., Wallgren P. (2002). Aspects on feed related prophylactic measures aiming to prevent

post weaning diarrhea in pigs. Acta Veterinaria Scandinavica 43, 231-245.

27

40. Melkebeek V., Rasschaert K., Bellot P., Tilleman K., Favoreel H., Deforce D., De Geest B.G.,

Goddeeris B.M., Cox E. (2012). Targeting aminopeptidase N, a new identified receptor for

F4ac fimbriae, enhances the intestinal mucosal immune response. Mucosal Immunolgy 5 (6),

635-645.

41. Melkebeek V., Goddeeris B.M., Cox E. (2013). ETEC vaccinations in pigs. Veterinary

Immunology and Immunopathology 152, 37-42.

42. Moon H.W. en Bunn T.O. (1993). Vaccines for preventing enterotoxigenic Escherichia coli

infections in farm animals. Vaccine 11, 213-220.

43. Moonens K., Bouckaert J., Coddens A., Tran T., Panjikar S., De Kerpel M., Cox E., Remaut H.,

De Greve H. (2012). Structural insight in histo-blood group binding by the F18 fimrbial adhesion

FedF. Molecular Microbiology 86 (1), 82-95.

44. Nabuurs M.J.A. (1998). Weaning piglets as a model for studying pathophysiology of diarrhea.

The Veterinary Quarterly 20, 42-45

45. Nagy B., Fekete P.Zs. (1999). Enterotoxigenic Escherichia coli in farm animals. Veterinary

Research 30, 259-284.

46. Nagy B., Fekete P.Zs. (2005). Enterotoxigenic Escherichia coli in veterinary medicine.

International Journal of Medical Microbiology 295, 443-454.

47. Nguyen V.U., Goetstouwers T., Coddens A., Van Poucke M., Peelman L., Deforce D.,

Melkebeek V., Cox E. (2013). Differentiation of F4 receptor profiles in pigs based on their

mucin 4 polymorphism, responsiveness to oral F4 immunization and in vitro binding of F4 to

villi. Veterinary Immunology and Immunopathology 152, 93-100.

48. Niewold T.A., van Dijk A.J., Geenen P.L., Roodink H., Margry R., van der Meulen J. (2007).

Dietary specific antibodies in spray-dried immune plasma prevent enterotoxigenic Escherichia

coli F4 (ETEC) post weaning diarrhoea in piglets. Veterinary Microbiology 124, 362-369.

49. Pluske J.R., Hampson D.J., Williams I.H. (1997). Factors influencing the structure and function

of the small intestine in the weaned pig: a revieuw. Livestock Production Science 51, 215-236.

50. Pluske J.,Pethick D.W., Hopwood D.E., Hampson D.J. (2002). Nutritional influences on some

major enteric bacterial diseases of pigs. Nutrition Research Reviews 15, 333–371.

51. Rantzer D., Svendsen J. (2001). Slatted versus solid floors in the dung area: comparison of pig

production system (moved versus not moved) and effects on hygiene and pig performance,

weaning to four weeks after weaning. Acta Agriculture Scandinavica, Section A, Animal

science 51, 175-183.

52. Ruan X, Crupper SS, Schultz BD, Robertson DC, Zhang W. (2012). Escherichia coli

expressing EAST1 toxin did not cause an increase of cAMP or cGMP levels in cells, and no

diarrhea in 5-day old gnotobiotic pigs. PLoS ONE 7 (8): e43203.

53. Ruan X., Zhang W. (2013). Oral immunization of a live attenuated Escherichia coli strain

expressing a holotoxin-structured adhesin-toxoid fusion (1FaeG-FedF-LTA2:5LTB) protected

young pigs against enterotoxgenic E.coli (ETEC) infection. Vaccine 31, 1458-1463.

28

54. Schroyen M., Stinckens A., Verhelst R., Niewold T., Buys N. (2012). The search for the gene

mutations underlying enterotoxigenic Escherichia coli F4ab/ac susceptibility in pigs: a review.

Veterinary Research 43: 70.

55. Sellwood R., Gibbons R.A., Jones G.W., Rutter J.M. (1975). Adhesion of enteropathogenic

Escherichia coli to pig intestinal brush borders: the existence of two pig phenotypes. Journal of

Medical Microbiology 8, 405-411.

56. Snoeck V., Huyghebaert N., Cox E., Vermeire A., Saunders J., Remon J.P., Verschooten F.,

Goddeeris B.M. (2004). Gastrointestinal transit time of nondisintegrating radio- opaque pellets

in suckling and recently weaned pigelts. Journal of Controlled Release 94, 143-153.

57. Sørensen M.T., Vestergaard E.M., Jensen S.K., Lauridsen C., Højsgaard S. (2009).

Performance and diarrhoea in piglets following weaning at seven weeks of age: challenge with

E. coli O 149 and effect of dietary factors. Live Stock Science 123, 314-321.

58. Straw B.E., Zimmerman J.J., D‟Aillaire S., Taylor D.J. (2006). Diseases of swine. Blackwell

Publishing Professional, Ames, Iowa. 9 th Edition, p. 649-622.

59. Taylor D.J. (1999). Pig diseases. Seventh edition. Book Prodution Consultants PLC,

Cambridge.p. 141-144

60. ter Beek V. (2012). Blood plasma- more than flavor or globulins? Pig Progress 28, 12-14.

61. Tiels P., Verdonck F., Smet A., Goddeeris B.M., Cox E. (2005). The F18 fimbrial adhesin FedF

is highly conserved among F18+ Escherichia coli isolates. Veterinary Microbiology 110, 277-

283.

62. Tiels P., Verdonck F., Coddens A., Goddeeris B.M., Cox E. (2008). The expression of F18+

E.coli is reduced after oral immunization of pigs with a FedF and F4 fimbriae conjugate.

Vaccine 26, 2154-2163.

63. Van Beers-Schreurs H.M.G., Vellenta L., Wensing Th., Breukink H.J. (1992). The pathogenesis

of the post-weaning syndrome in weaned piglets; a review. Veterinary Quarterly, 14, 29-34.

64. Van den Broeck W., Cox E., Goddeeris B.M. (1999). Receptor-dependent immune responses

in pigs after oral immunization with F4 fimbriae. Infection and Immunity 67, 520-526.

65. Van den Broeck W., Cox E., Oudega B., Goddeeris B.M. (2000). The F4 fimbrial antigen of

Escherichia coli and its receptors. Veterinary Micorbiology 71, 223-244.

66. Verdonck F., Cox E., Goddeeris B.M. (2004). F4 fimbriae expressed by porcine enterotoxigenic

Escherichia coli, an example of an eccentric fimbrial system? Journal of Molecular Microbiology

and Biotechnology 7, 155-169.

67. Verdonck F., Cox E., Van der Stede Y., Goddeeris B.M. (2004). Oral immunization of piglets

with recombinant F4f fimbrial adhesin FaeG monomers induces a mucosal and systemic F4-

specific immune response. Vaccine 22, 4291-4299.

68. Vondruskova H., Slamova R., Trckova M., Zraly Z., Pavlik I. (2010). Alternatives to antibiotic

growth promoters in prevention of diarrhoea in weaned piglets: a review. Veterinari Medicina

55, 199-224.

29

69. Wada Y., Nakaoka Y., Kondo H., Nakazawa M., Kubo M. (1996). Dual infection with attaching

and effacing Escherichia coli and Enterotoxigenic Escherichia coli in post-weaning pigs.

Journal of Comparative Pathology 114, 93-99.

70. Wang X.M., Liao X.P., Liu S.G., Zhang W.J., Jiang H.X., Zhang M.J., Zhu H.Q., Sun Y., Li A.X.,

Liu Y.H. (2011). Serotypes, virulence genes and antimicrobial susceptibility of Escherichia coli

isolates from pigs. Foodborne Pathogens and Disease 8 (6), 687-692.

71. Wu XY., Chapman T., Trott D.J., Bettelheim K., Do T.N., Driesen S., Walker M.J., Chin J.

(2007). Comparative analysis of virulence genes, genetic diversity, and phylogeny of

commensal and enterotoxigenic Escherichia coli isolates from weaned pigs. Applied and

Environmental Microbiology 71 (1), 83-91.

72. Zhang W., Berberov E.M., Freeling J., He D., Moxley R.A., Francis D.H. (2006). Significance of

heat-stable and heat-labile enterotoxins in porcine Colibacillosis in an additive model for

pathogenicity studies. Infection and Immunity 74 (6), 3107-3114.

73. Zhang W., Fang Y., Francis D.H. (2009). Characterization of the binding specificity of K88ac

and K88ad fimbriae of enterotoxigenic Escherichia coli by constructing K88ac/K88ad chimeric

FaeG major subunits. Infection and Immunity 77 (2), 699-706.

74. Zutic J., Asanin J., Misic D.,Dobrila D.J., Milic N., Asanin R., Stojanovic D., Zutic M. (2010).

Isolation of ETEC strains from piglets with diarrhea in the neonatal period and their typization

based on somatic and fimbrial antigens. Acta Veterinaria (Beograd) 60 (5-6), 497-506.