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Immunity to Escherichia coli in Piglets: The Role of Colostral Antibodies Directed Against Heat Labile Enterotoxin in Experimental Neonatal Diarrhoea

2010; Wiley; Volume: 27; Issue: 3 Linguagem: Inglês

10.1111/j.1439-0450.1980.tb01907.x

0931-2021

Friedrich Dorner, Petra Mayer, R Leskova,

Clostridium difficile and Clostridium perfringens research

Summary Experimental neonatal Escherichia coli diarrhoea was produced in piglets with two enteropathogenic strains of E. coli of porcine origin, which had different O-antigens and closely related K-antigens. Diarrhoea was observed in 94% (104 from 114) and death in 52% (58 from 111) of piglets challenged. No statistical difference in the incidence of diarrhoea and death was observed between the two E. coli strains. During the last third of pregnancy gilts were immunized twice with 1 or 10 toxin units/kg. body weight of a heat-labile partially purified enterotoxin preparation from the supernatant of one of these two strains and essentially free of O and K antigens. The incidence of diarrhoea was reduced to 61% and mortality to 5% when piglets were challenged with the heterologous strain. After challenging piglets with the homologous strain diarrhoea was reduced to 48% and death to 5%. The reduction in the incidence of diarrhoea and mortality between piglets from vaccinated and non-vaccinated gilts was statistically significant (P<0.001). In order to correlate the observed protective effect with antitoxic immunity, cholera toxin was used in a series of experiments as immunizing antigen. The incidence of diarrhoea was reduced from 72% to 38% and mortality from 40% to 8% when piglets were challenged with the enteropathogenic E. coli strain. Antibodies against E. coli enterotoxin were found in serum and colostrum of vaccinated dams. Immune serum and colostrum were tested for their effectiveness as anti-enterotoxins. It was demonstrated that both the IgA and IgG fractions of colostral immunoglobulins were capable of neutralizing the enterotoxin preparation but that the IgA seemed to be more effective. Zusammenfassung Möglichkeit einer Immunprophylaxe gegen Escherichia coli beim Ferkel: Schutz neugeborener Ferkel gegen E. coli-Enteritis durch Immunisierung der Muttertiere mit Vakzinen aus hitzelabilem Enterotoxin (LT) oder Choleratoxin (CT) Die Ergebnisse geben Auskunft, ob eine subkutane Immunisierung einer Muttersau mit hitzelabilem Enterotoxin (LT) oder mit Choleratoxin (CT) ausreichend Antikörper im Kolostrum induziert, um Saugferkel gegen eine Belastung mit E. coli Keimen im experimentellen Colibazillosemodell zu schützen. Es wurden die Antitoxintiter im Serum und Kolostrum von immunisierten und nichtimmunisierten Sauen bestimmt, der Einfluß des Adjuvans untersucht und die Beziehung Antitoxintiter und Antigendosis, sowie die Wirksamkeit von kolostralen Immunglobulinen als Antitoxin studiert. Es konnte eine experimentelle neonatale E. coli Diarrhöe in Saugferkeln mit zwei enteropathogenen E. coli-Stämmen, mit unterschiedlichem O, aber nahe verwandtem K-Antigen, induziert werden. Diarrhöe wurde bei 94% und Tod bei 52% der mit diesen Keimen belasteten Tieren festgéstellt. Bei den Ferkeln von immunisierten Sauen verringerte sich das Auftreten von Diarrhöe auf 61% bzw. 48% und Todesfälle waren bei 5% der Tiere zu beobachten. Bei Verwendung von Choleratoxin als Antigen war ein Zurückgehen der Diarrhöe im Vergleich zur Kontrolle von 72% auf 38% und Todesfälle von 40% auf 8% zu beobachten. Antikörper wurden bei den immunisierten Sauen sowohl im Kolostrum wie auch im Serum nachgewiesen. Im Kolostrum war die Schutzwirkung der IgA und IgG Fraktion zuzuschreiben, wobei die IgA Fraktion bedeutend bessere Schutzwerte zeigte. Résumé Possibilité d'une immunoprophylaxie contre Escherichia coli chez le porcelet: Protection du porcelet nouveau-né contre l'entérite à E. coli par immunisation des truies avec des vaccins d'entërotoxine thermolabile (LT) ou de toxine cholérique (CT) Les résultats donnent une indication si une immunisation sous-cutanée d'une truie avec une entërotoxine thermolabile (LT) ou avec une toxine cholérique (CT) induit suffisamment d'anticorps dans le colostrum pour protéger le porcelet contre une charge d'E. coli dans un modèle expérimental de colibacillose. On a étudië le titre des antitoxines et dose d'antigène ainsi que l'action des immunoglobulines colostrales comme antitoxines. Une diarrhée néonatale du porcelet sous la mère a été obtenue avec deux souches entéropathogènes d'E. coli ayant un antigène O différent mais un antigène K apparenté. On a constaté 94% de diarrhée et 52% de mortalité chez les animaux infectés avec ces germes. L'apparition de diarrhée a été réduite à 61% et 48% et la mortalité à 5% chez les porcelets des truies immunisées. On a observé un recul des diarrhées par rapport aux animaux de contrǒle de 72% à 38% et une mortalité de 40% à 8% lors de l'emploi d'une toxine cholérique comme antigène. Des anticorps ont étè mis en évidence aussi bien dans le colostrum que dans le sérum chez les truies immunisées. L'action protectrice du colostrum a été attribuée aux fractions IgA et IgG, la fraction IgA ayant présenté une nettement meilleure valeur de protection. Resumen Posibilidad de una inmunoprofilaxis frente a Escherichia coli en el lechón: Protección de lechones recien nacidos contra la enteritis por E. coli por inmunización de las parideras con vacunas a base de enterotoxina termolábil (TL) o coleratoxina (CT) Los resultados facilitan la respuesta sobre si la inmunización subaguda de una paridera con enterotoxina termolábil (TL) o con coleratoxina (CT) induce anticuerpos suficientes en el calostro para proteger los lechones lactantes frente a un gravamen con gérmenes E. coli en el modelo colibacilósico experimental. Se valoraron los títulos antitoxínicos en el suero sanguíneo y calostro de cerdas inmunizadas y no inmunizadas, se examinó el influjo del adyuvante, estudiándose la relación entre el título de antitoxina y la dosis antigénica, así como la actividad de las inmunoglobulinas calostrales como antitoxina. Se pudo inducir una diarrea E. coli neonatal experimental en lechones lactantes con dos estirpes E. coli enteropatógenas, con O diferente mas con antígeno K emparentado estrechamente. Se comprobó diarrea en el 94% y muerte en el 52% de los animales sobrecargados con estos gérmenes. En los lechones de cerdas inmunizadas disminuía la aparición de diarrea a 61% resp. 48%, observándose casos letales en el 5% de los animales. Empleando coleratoxina como antígeno se observó una disminución de la diarrea en comparación con los testigos de 72% a 38% y de casos mortales de 40% a 8%. Se identificaron anticuerpos en las cerdas inmunizadas tanto en el calostro como en el suero sanguíneo. En el calostro se atribuye la acción protectora a la fracción IgA e IgG, mostrando la fracción IgA los valores mejores de protección.