El ABC del control de la pleuroneumonía contagiosa porcina

Jesús Antonio Sánchez Sosa
Víctor Carrera, Jesús Munguía.
Sanfer Salud Animal.

INTRODUCCIÓN

Las enfermedades respiratorias son comunes en la producción moderna de cerdos y su nombre técnico se engloba en Complejo Respiratorio Porcino (CRP) cuya etiología es de naturaleza polimicrobiana e implica agentes patógenos primarios y secundarios.

El ABC del control de la pleuroneumonía contagiosa porcina sanfer fig 1

Fuente: Ellen L. Thacker (2008) Proceedings, The 15th Congress of FAVA, I, Bochev (2007).

El ABC del control de la pleuroneumonía contagiosa porcina sanfer fig 2

Actinobacillus pleuropneumoniae (App) es el agente causante de la pleuroneumonía contagiosa porcina, una enfermedad respiratoria grave y altamente contagiosa responsable de grandes pérdidas económicas en la industria porcina en todo el mundo, principalmente derivado de los siguientes factores:

  • Daños que produce en órganos y tejidos del sistema respiratorio del cerdo.
  • Alta morbilidad y mortalidad en varias etapas de la vida del cerdo, sobre todo en animales en desarrollo y engorda con mayor incidencia entre las 12 a 20 semanas de edad.
  • Ineficiencia en la conversión alimenticia y mayor tiempo al mercado.
  • Costos de tratamiento.El ABC del control de la pleuroneumonía contagiosa porcina sanfer fig 3

La importancia de este complejo de enfermedades es principalmente las coinfecciones bacterianas y virales que pueden exacerbar la patogenicidad de las enfermedades respiratorias de los cerdos. Se han observado coinfecciones entre Mycoplasma hyopneumoniae y el virus de la influenza porcina la cual desencadena una presentación clínica de la enfermedad más grave (Thacker et al, 2001). Hay estudios experimentales de coinfección entre el virus respiratorio y reproductivo porcino (VPRRS) y Streptococcus suis, en el que se confirma que el virus de PRRS predispone a los cerdos a la colonización y bacteriemia por S. suis (Thanawongnuwech et al, 2000). También se ha estudiado que M. hyopneumoniae aumenta el grado de la infección y gravedad de las lesiones por VPRRS (Thacker et al, 1999). Incluso se ha reportado que el VPRRS es capaz de acelerar la infección y las cargas de Haemophilus parasuis (Yu et al, 2012).

Stockhofe et al (2015), evidenció que la presencia del VPRRS aumentó significativamente los casos de neumonía en comparación con la infección únicamente por App; el 60 % de los casos de coinfección VPRRS-App presentaron lesiones de pleuroneumonía fibrinonecrotizante, mientras que tan solo el 20% de los casos de infección por App presentaron estas lesiones. También se ha reportado que el Circovirus porcino tipo 2 (PCV2) facilita la colonización y supervivencia de App en el epitelio alveolar durante la coinfección in vitro e in vivo (Qi et al, 2019). De igual manera se ha reportado la interacción entre A. pleuropneumoniae y el virus de la influenza porcina (SIV), en donde se ha observado que App aumenta significativamente el grado de lesión pulmonar ocasionado por SIV, de tal manera que el desarrollo de la enfermedad es mucho más severa. Al mismo tiempo, no se observó ninguna influencia del SIV en la gravedad de las lesiones por App (Pomorska et al, 2017). Esto fue posible determinar debido a que el tipo de lesiones pulmonares de cada patógeno son notablemente distintas.

BIOTIPOS Y  ENDOTOXINAS

  1. pleuropneumoniae es una bacteria nutricionalmente exigente, sin embargo puede crecer bien en distintos tipos de medios de cultivo siempre y cuando sean suplementados con la enzima NAD (Nicotinamida adenina dinucleótido). Generalmente se utiliza agar chocolate suplementado con esta enzima. Alternativamente se utiliza agar sangre, inoculando una estría nodriza de Staphylococcus aureus o S. intermedius que producen NAD y permiten un crecimiento satélite (Rodríguez et al, 2014). La diferencia entre la necesidad de esta enzima o no para su crecimiento hace que se reconozcan dos biotipos:
  • Biotipo I: Cepas que requieren NAD
  • Biotipo II: Cepas que no requieren NAD

Sin embargo la correlación entre biotipo y serotipos no es universal, puesto que algunos serotipos, pueden presentar aislamientos de ambos biotipos (Cuadro 1).

Uno de los factores de virulencia mayormente reconocidos es la producción de toxinas, a las que se atribuye directamente el daño tisular y se asocian en el desarrollo de las lesiones típicas. Las toxinas APX I, APX II Y APX III pueden ser producidas por diferentes serotipos de App (Cuadro 1) e incluso por otras especies de Actinobacillus como A. suis, mientras que la toxina APX IV es específica de A. pleuropneumoniae y es producida por todos los serotipos reconocidos exclusivamente in vivo, por lo que es de utilidad diagnóstica para algunos kits serológicos (Dreyfus et al, 2004), ya que permite identificar animales infectados. La toxina APX I, se correlaciona fuertemente con la virulencia, de tal modo que los serotipos que la producen se correlacionan con los brotes más graves.

Cuadro 1. Serotipos y toxinas producidas por App y clasificación por Biotipo.

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Fuente: Arnal et al, 2020

IMPORTANCIA DE LOS SEROTIPOS

Actualmente se reconocen 18 serotipos sin inmunidad cruzada en función de las propiedades antigénicas de los polisacáridos capsulares y de los lipopolisacáridos de la pared celular (Bossé et al, 2018), los cuales varían entre regiones geográficas (Cuadro 2).

Cuadro 2. Serotipos de App a nivel mundial.

Área Geográfica Serotipos
América del Norte 5, 7, 8
América Latina/Caribe 1, 5, 7
Europa Occidental 2, 9, 11, 8, 5, 4
Europa Oriental 1, 9, 2, 5, 7, 8
Asia 5, 2, 9, 1
Australia 15, 7, 5

Fuente: Gottschalk, 2012.

En un estudio realizado en México a partir de muestras de cerdos sacrificados con signología respiratoria  se observó que los serotipos de App más frecuentemente identificados son el 1, 4, 5 y 7 (Sánchez et al, 2018) (Cuadro 3). Otro estudio (Cuadro 4) confirma la frecuencia de los mismos serotipos por zona porcícola a nivel República Mexicana (Quintero et al, 2019).

Cuadro 3. Serotipos de App en México.

Serotipo Porcentaje
1 25.00%
4 25.00%
5 30.00%
7 20.00%
Total 100.00%

Fuente: Sánchez et al, 2018.

Cuadro 4. Serotipos de App por zona porcícola en México.

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Fuente: Quintero, 2019.

Determinar el serotipo de Actinobacillus pleuropneumoniae es importante para el control de la enfermedad, ya que los serotipos actualmente reconocidos tienen un potencial de virulencia diferente, incluso con variabilidad entre regiones geográficas. Obtener dicha información es esencial para la selección de la vacuna serotipo específica más adecuada (Gottschalk, 2015).

FACTORES PREDISPONENTES

Se reconoce que factores estresantes como el hacinamiento, condiciones sanitarias deficientes, mezcla de animales de diferentes edades y malas condiciones ambientales como elevada humedad, inadecuada ventilación y cambios bruscos de temperatura, son generalmente facilitadores de la presentación y desarrollo de la enfermedad.

Puede existir un contagio temprano de la madre al lechón durante el periodo de lactancia incluso desde la primera semana de vida (Vargas, 2015). Estudios reportado por Tobias et al (2016), indican que el estado de colonización de los lechones a nivel de tonsilas  puede ser muy variable, ya que a pesar de todas las cerdas del estudio dieron positivo para A. pleuropneumoniae antes del parto mediante PCR en tiempo real, un 40% de las camadas permaneció libre de App al momento del destete. Estos datos muestran la importancia no solo de establecer estrategias de control enfocados en la hembra para reducir la carga bacteriana y evitar el contagio temprano del lechón, sino también de establecer estrategias basadas en las camadas para evitar el contagio entre éstas, ya que de haber una elevada proporción de animales negativos puede dar lugar a cuadros clínicos provocados por el contacto directo entre animales portadores y animales susceptibles.

SIGNOS CLINICOS Y LESIONES

Los signos clínicos pueden variar dependiendo de la edad de los animales, el estado inmunitario, las condiciones medio ambientales y el grado de exposición al agente patógeno. Actualmente se reconocen tres formas de la enfermedad.

Una forma aguda en donde uno o más cerdos enferman repentinamente con fiebre alta, se presenta letargia y anorexia. Algunos cerdos pueden presentar vómito y se observan marcados signos respiratorios como disnea y tos. La piel del hocico, orejas y patas presentan cianosis. En la fase terminal de esta etapa los animales respiran por la boca y permanecen en posición de “perro sentado”. Poco antes de la muerte se puede observar espuma sanguinolenta por la boca y fosas nasales. La duración de esta fase puede ser tan rápida como 6 horas desde la infección hasta la muerte. Las lesiones a la necropsia típicas son neumonía hemorrágica necrótica (Figura 1) acompañada de pleuritis fibrinosa (Taylor, 2000).

Figura 1. Neumonía hemorrágica por App.

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La forma crónica se presenta después de los signos clínicos agudos y cuando el tratamiento o medidas instauradas no han podido controlar efectivamente la enfermedad. Generalmente los animales presentan tos crónica y retraso en el crecimiento asociado a las lesiones pulmonares ocasionadas y a una diminución en el consumo de alimento. Las lesiones que se pueden observar son nódulos necróticos aislados o encapsulados en los pulmones (Figura 2) que pueden evolucionar a abscesos. Es común que exista adherencia fibrinosa pulmonar (Figura 3) en la cavidad torácica (Gerber et al, 2016).

Figura 2. Nódulos necróticos en pulmones, asociado a presentación crónica de App.

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Figura 3. Adherencias pleurales.

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Finalmente una tercera forma es la subclínica en la que los animales infectados no presentan signología clínica, sin embargo son portadores de la bacteria a nivel de tonsilas y bajo ciertas circunstancias sanitarias o medioambientales no favorables pueden excretar la bacteria y causar brotes de la enfermedad  (Gottschalk, 2012). Debido a la ausencia de signos clínicos es la forma más difícil de diagnosticar y la única herramienta efectiva es la serología.

Aunque típicamente se considera que App es de signología exclusivamente respiratoria, existen reportes de casos aislados diagnosticados mediante PCR en tiempo real, en los que los animales infectados cursan con hepatitis, meningitis, nefritis e incluso artritis, en éste último en presencia conjunta con Haemophilus parasuis y Streptococcus suis (Arnal et al, 2020).

PRUEBAS DIAGNÓSTICAS

Existen diferentes métodos para demostrar la infección por A. pleuropneumoniae. El aislamiento bacteriano es útil para demostrar la presencia en animales con signología clínica y puede hacerse a partir de muestras de tejido pulmonar y tonsilas. Es importante considerar que las muestras deben provenir de animales sin tratamiento antibiótico previo y corresponder a casos agudos de la enfermedad, ya que el porcentaje de éxito para el aislamiento a partir de enfermos crónicos es muy bajo. Como análisis complementario se puede realizar un antibiograma para determinar los antimicrobianos de mayor efectividad.

Los estudios moleculares como la prueba de PCR, se pueden realizar como alternativa al aislamiento bacteriano si no es posible realizarlo por un tratamiento antibiótico previo y está indicado en casos de enfermedad crónica. Se realizan a partir de tejido pulmonar y tonsilas o hisopados de éstos. Existen pruebas de PCR muy específicas como la descrita por Tonpitak et al (2007), que han sido de interés diagnóstico para diferenciar entre cepas de A. pleuropneumoniae y A. porcitonsillarum. Mientras que la primera es un patógeno estricto, la segunda es parte de la microbiota normal y se puede aislar de cerdos sanos, sin embargo ambas bacterias reaccionan igual a los métodos de identificación bioquímica tradicionales.

Los estudios serológicos son muy importantes en el diagnóstico y control de la enfermedad, ya que permiten conocer la cinética de la enfermedad, detectar animales asintomáticos infectados y establecer el momento óptimo de la vacunación. Existen dos tipos de pruebas serológicas. La primera basada en la toxina APX IV que detecta todas las cepas de A. pleuropneumoniae sin discriminación de serotipos y es útil para determinar infecciones de campo y duración de la inmunidad materna. El otro tipo de pruebas está basada frente a los polisacáridos capsulares de App, lo que permite identificar anticuerpos contra grupos de serotipos aportando una indicación de la virulencia (Thomson, 2010).

Actualmente con los tipos de kits serológicos comerciales, no es posible evaluar de manera eficiente la respuesta a la vacunación. El kit basado en APX IV, solo detectará anticuerpos frente a esa toxina que es generada por la infección de campo y no por la vacunación. Con los otros tipos de kit serológicos, se debe tomar en cuenta que los anticuerpos generados por una bacterina generalmente se dirigen contra ciertas estructuras de la bacteria como la cápsula, algunas proteínas y en menor medida contra LPS. A pesar de que este tipo de kit esté sensibilizado con un LPS purificado, éstos han sido estandarizados para detectar eficientemente anticuerpos generados por la infección y no por la vacunación (Gottschalk, 2017). De igual manera la seroconversión por vacunas basadas en toxinas no puede ser evaluada ya que no hay kits comerciales que detecten anticuerpos frente a las toxinas que se incluyen en estos biológicos.

Finalmente la serotipificación de las cepas es importante como herramienta diagnóstica para elegir la vacuna más adecuada a las condiciones particulares de cada granja. Existe la serotipificación tradicional el cual está basado en una prueba de coaglutinación y permite diferenciar entre 15 serotipos de App, sin embargo en ocasiones algunos aislados pueden presentar reacciones cruzadas frente a más de un antisuero. Para evitar lo anterior se han desarrollado técnicas moleculares, algunas de ellas detectan serotipos específicos y otras grupos de serotipos. Ambas pruebas para determinar el serotipo requieren un aislamiento previo de la bacteria (Gerber et al, 2016).

ESTRATEGIAS DE CONTROL

Antibioterapia

Generalmente los cerdos enfermos presentan anorexia pero no dejan de beber agua, sin embargo en los casos agudos de App, esto podría ser diferente por el grado de afectación del sistema cardiorrespiratorio, por lo que el tratamiento inyectable individual es de suma importancia. Es necesario el tratamiento parenteral de los animales infectados y los de corrales adyacentes al ser considerados individuos expuestos aunque no presenten signos clínicos de la enfermedad, ya que si bien la principal vía de transmisión es el contacto directo entre cerdos, la transmisión por aerosoles también juega un papel importante en el contagio de la enfermedad al poder ser transmitido fácilmente a una distancia de al menos 2.5 metros (Jobert et al, 2000).

Debido a la rapidez de la evolución de A. pleuropneumoniae, en muchas ocasiones es necesario establecer tratamientos antibióticos sin conocer previamente la susceptibilidad del patógeno que puede resultar en una inadecuada respuesta a la terapia antibiótica y poco éxito en la resolución clínica de la enfermedad.

En México se han estudiado los índices de susceptibilidad antimicrobiana dependiendo del serotipo identificado en granjas con problemas agudos de la enfermedad (Sánchez et al, 2018). Antimicrobianos como la tilmicosina o la combinación de sulfamonometoxina + trimetoprim, presentaron resultados favorables a nivel in vitro contra los serotipos 1, 4, 5 y 7 de App aislados en México y que son considerados como los de mayor prevalencia en Norteamérica (Gottschalk, 2015). Por el contrario se observó que antibióticos como la amoxicilina, enrofloxacina y penicilina presentaron altos niveles de resistencia contra los mismos serotipos, por lo que su utilidad es limitada en infecciones agudas de App.

En otros estudios reportados por Gutiérrez et al (2006), se ha determinado que existe un aumento significativo de resistencia a las tetraciclinas y gentamicina de cepas de A. pleuropneumoniae recolectados durante 1997-2004 en España en comparación con aislamientos obtenidos durante 1987-1988, fenómeno que puede estar asociado al uso continuo de estos agentes antimicrobianos en dosis sub terapéuticas. Sin embargo otros antimicrobianos como la cefalotina y florfenicol presentaron resultados favorables in vitro para el tratamiento de App.

Las medicaciones preventivas son útiles cuando se conoce la cinética de la enfermedad. Con el uso de la serología se puede determinar el momento en el cual ocurre la infección de los animales y establecer esquemas de medicación oportunas.

Vacunación

Uno de los elementos fundamentales en el control de la enfermedad es la inmunidad conferida por las vacunas. Existen en la actualidad diversos tipos de vacunas comerciales con diferentes características entre las cuales se pueden destacar las bacterinas, las cuales son serotipo específicas, por lo tanto necesariamente se debe conocer el serotipo o los serotipos presentes en la granja, porque es posible que haya más de uno asociado en los problemas clínicos observados. Los anticuerpos generados por la bacterina se dirigen contra antígenos presentes en el cuerpo de la bacteria: cápsula, proteínas de superficie, pared bacteriana, etc., y éstos se adhieren a la bacteria mediante un proceso de opsonización para finalmente destruirla, por lo tanto este tipo de inmunógenos ayudan a reducir la carga bacteriana (Gottschalk, 2016).

Otro tipo son los biológicos a base de toxinas purificadas, cuya generación de anticuerpos reaccionará específicamente contra las toxinas generadas mediante un proceso de neutralización, evitando el daño tisular ocasionado por éstas, sin embargo al no actuar frente a la bacteria como tal, puede seguir habiendo reproducción bacteriana en el tejido pulmonar y por lo tanto este tipo de inmunógenos no reducen la carga bacteriana (Gottschalk, 2016).

Finalmente existen las vacunas combinadas a base de bacterinas y toxoides con la ventaja de generar inmunidad frente a los serotipos y las toxinas incluidas en el biológico, reduciendo así la carga bacteriana y evitando el daño tisular que ocasionan las toxinas bacterianas (Gottschalk, 2016).

Existen algunos prototipos de vacunas basadas en polisacáridos y lipopolisacáridos (LPS) que podrían proveer una protección completa contra los 18 serotipos reconocidos (Loera et al, 2018). Otro tipo de vacuna prototipo ha sido evaluada por Wang et al (2009) a base de toxinas recombinantes ApxIA, ApxIIA, ApxIIIA, ApxIVN y la 42-kD OMP (proteína de membrana externa). Los resultados mostraron que ApxIV contribuye a la producción de un alto nivel de anticuerpos dirigidos contra los antígenos de vacunación y confiere una fuerte protección contra los desafíos de diferentes serotipos A. pleuropneumoniae, por lo que la inclusión de la toxina APX IV en un futuro puede representar el desarrollo de vacunas comerciales más eficientes. También se han probado bajos condiciones experimentales el uso de algunas vacunas vivas atenuadas y se considera que podrían llegar a tener mayor potencial para proteger contra los desafíos de serotipos homólogos y heterólogos (Maas et al, 2006).

Independientemente del tipo de vacuna seleccionada, existen esquemas diferentes con objetivos particulares, los cuales se describen a continuación:

Vacunación masiva del hato reproductor

Este esquema está  indicado para buscar generar una adecuada inmunidad de hato (rebaño). El término de inmunidad colectiva tuvo su origen en salud humana en la década de los 30’s al describir un fenómeno observado en un brote de sarampión en niños. Después de que un número significativo de éstos se hubiera infectado y generado inmunidad, el número de casos nuevos disminuyó incluso en niños susceptibles.

La inmunidad de hato se usa para describir la proporción de animales inmunes que debería provocar una disminución en la incidencia de infecciones nuevas. A medida que crece la proporción de animales con inmunidad adquirida por infección natural o vacunación, el riesgo de infección para animales susceptibles se reduce debido a la presencia, cercanía y número de individuos inmunes presentes en la población (Figura 4).

Figura 4.

El ABC del control de la pleuroneumonía contagiosa porcina sanfer fig 9

Vacunación preparto en hato reproductor

El objetivo de la vacunación en cerdas próximas a parto es conseguir una adecuada transferencia de inmunidad pasiva al elevar las concentraciones de anticuerpos específicos en el calostro. Sabiendo que el contagio vertical de la madre al lechón es un factor importante en la transmisión de la enfermedad, el proveer de anticuerpos específicos durante las primera horas de vida del lechón es esencial para reducir y retrasar la colonización bacteriana.

Vacunación en cerdos de la línea de producción

Existiendo una adecuada transferencia de inmunidad pasiva mediante el calostro, la duración de ésta podría oscilar entre 8 y 10 semanas. Conocer la duración de la inmunidad pasiva es importante ya que puede existir un fenómeno de interferencia entre los anticuerpos presentes en el animal y el antígeno vacunal (Vigre et al, 2003).

En la Figura 5, se pueden observar dos hallazgos importantes, el primero es la duración de la inmunidad transmitida por la madre al lechón, la cual tiene una duración de menos de 8 semanas, por lo tanto los calendarios de vacunación en el lechón no deberían comenzar antes de esta edad para evitar la interferencia. Como segundo punto importante se observa que alrededor de las 16 semanas de edad, existe una infección de campo, lo que da la pauta para establecer el momento idóneo para la vacunación.

Figura 5. Serología con Kit IDEXX APX IV.

El ABC del control de la pleuroneumonía contagiosa porcina sanfer fig 10

Vacunación de hembras de reemplazo

El objetivo del desarrollo de las hembras jóvenes, ya sea dentro de una unidad de desarrollo de reemplazos (GDU) o dentro de la misma granja, no solo es garantizar que las primerizas tengan la edad y el peso adecuados y que hayan presentado un ciclo estral correcto, sino que también proporciona un lugar para la aclimatación (exposición y recuperación a los patógenos del hato reproductor).

Las hembras de reemplazo que ingresan al hato, siempre serán un desafío importante para mantener la estabilidad del mismo, por lo tanto el objetivo de vacunar en la etapa de aclimatación es generar cierto nivel de inmunidad antes de la entrada al hato infectado y evitar introducir animales susceptibles de desarrollar la enfermedad. En la Figura 6 se observa un seroperfil del hato reproductor en donde se aprecia que las hembras de reemplazo son seronegativas, sin embargo las hembras de mayor paridad presentan anticuerpos contra App.

Figura 6. Serología con Kit IDEXX APX IV.

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Las vacunas pueden proporcionar altos niveles de protección contra la enfermedad, reducir la mortalidad y los costos por tratamiento antibiótico y sintomático, favorecen la ganancia de peso diaria y conversión alimenticia, además de menor cantidad de decomisos en rastro por neumonía, pleuritis y pericarditis (Del Pozo Sacristán, 2014).

El control y la prevención de la enfermedad es un proceso en el que influyen diversos factores. Desde la inspección de la granja para evaluar las condiciones sanitarias y corregir factores predisponentes que faciliten la presentación de la enfermedad, hasta el uso de las pruebas diagnósticas que nos permita conocer información importante sobre la dinámica de infección de la enfermad. Con el conocimiento de esta información es posible establecer programas de control adecuadas para cada unidad de producción en particular.

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