16. Enterobacteriaceae & Salmonellasis

Preface

• family Enterobacteriaceae
  • 유사한 다수의 계열 : Salmonella, Escherichia, Shigella, Citrobacter, Klebsiella, Proteus
  • genus Salmomella (아래 2종으로 구성됨, 현재 총 2339)
    • Salmonella bongori (18)
    • Salmonella enterica (2339
      • subspecies enterica (대부분 여기 속함)
      • subspecies slamae, arizonae, diarizonae, houtenae, indica

* Salmonella enterica subsp. enterica serovar Enteritidis = Salmonella Enteritidis [이탤릭, 정자 구분!]

• 장내세균과(Enterobacteriaceae) : 인공 배지에서 잘 자라는 그람 음성 호기성 or 통성 혐기성, asporogenous^[spore를 형성하지 않는; “a”] 간균(rod-shaped).
  • 소화기나 호흡기 균은 주로 그람 음성균이 많다. (피부가 곪는 것은 그람 양성균이 많음)
• Motility : flagellated → 운동성 (non-motile variants도 존재)
• glucose fermentation (포도당 발효) : O (산 또는 산과 가스 형성)
• oxidase test : 음성
• 발효나 부패 과정에서 질산염(Nitrates) → 아질산염(Nitrites) 환원
• 대부분 수평 전파, 수직 전파가 다 가능.
• 산란계가 감염되면 계란에 옮아(노른자에 들어가거나, 분변을 통해 난각 기공으로 침투) 식중독의 원인이 됨.

Microbiota로서의 Enterobacteriaceae

• 거의 Secondary fermenters SCFA producers / Saccharolytic cell wall degraders 이 많음. (유익균)
  • 가장 큰 비중을 차지하는 Firmicutes : SCFA producer
  • SCFA : Short Chain Fatty Acid. Firmicutes의 작용으로 지방산을 만들어냄.
  • 두 번째로 큰 Bacteriodetes : Saccharolytic cell wall degrader. fiber 등을 분해.
• Microbiota (정상미생물총)
  • SCFA 분비 → pH를 낮춤 → 유해균을 없앰.
  • balance 유지가 중요.
  • Eubiosis(좋은 balance) : 95% 이상이 좋은 세균, 1% 이하가 나쁜 세균, 4% 전후로 기회감염균
  • Dysbiosis : 그 밸런스가 깨졌을 때

Test

• Tube agglutination test
• Colony morphology
  • MacConkey Agar
  • XLD

포함된 질병	특징
Pullorum disease (추백리)	생후 4주 이내까지, 급성 폐사 등 전신 질환
Fowl typhoid (가금티푸스)	사람에게 X 성숙한 가금류에 흔한, 급성 or 만성 패혈증
Paratyphoid (파라티푸스)	모든 유형의 조류에서 흔함. 사람에게 질병 일으킴.
Arizonosis	어린 칠면조와 닭에서 뇌염, 전방축농

16.1 Pullorum disease(PD), Fowl typhoid(FT)

Ⅰ. Introduction

• Pullorum disease (PD) : 플로럼병, 추백리 (병아리의 흰색 설사). 가축 법정 전염병 1종.
  • 백색 설사, 어린 조류(4주 미만)의 높은 사망률, 무증상 성체 보균자.
  • 한국에서는 거의 근절됨.
• Fowl typhoid (FT) : 가금티푸스, 가금장티푸스
  • 최근 부화한 어린 새에서 발생. 수 개월 동안 지속.
  • 아직 근절되지 않음.
• 주로 닭과 칠면조에 영향을 미치는 급성 패혈증 질환. (다른 조류도 감염은 가능)
• 둘 다 난계대 전염 가능, 숙주 적응력 높음.

Ⅱ. History

Incidence, distribution

• 전 세계적 분포
• 1900년대 전세계적으로 흔한 난계대 감염 질병이었으나, 1931년 개발된 전혈 검사로 박멸 프로그램 개발이 가능해짐.
• 통제 조치를 적용하면 발생률이 매우 낮은 수준으로 감소하나, 통제하지 않으면 여전히 피해 큼.
  • 미국, 캐나다, 유럽 국가에서 발생률이 낮지만 뒷마당 닭에서는 여전히 흔함.
  • 멕시코, 중남미, 아시아 및 아프리카에서는 발병률 증가. 후진국일수록 피해가 커짐.

Ⅲ. Etiology

1) Classification

• family Enterobacteriaceae
  • genus Salmonella gallinarum / pullorum : higly host adapted, non-motile, serogroup D

• gram-negative, 비포자성, 비운동성.
• 성장 요건 및 Colony morphlology
  • 호기성 또는 통성 혐기성으로, 37℃에서 잘 자람.
  • S. pullorum이 S. gallinarum에 비해 성장 속도가 느림.
  • 둘 간 집락 차이 거의 X : 작고, 매끄럽고 균질한 청회색~회백색 colony

2) Properties

• 열과 chemical에 취약, 소독 잘 됨.
• galactose, mannitol, mannose 등을 발효시켜 → 산 생성 O, 가스 생성 O or X
• S. gallinarum 9R : vaccine strain

	S. pullorum	S. gallinarum	S. gallinarum 9R
Dulcitol, maltose	X	O	O
Ornithine의 decarboxylation	O	X	X
Rhamnose	NT	X	O

[P] dulcitol 발효 X [G] ornithine X [9R] Rhamnose O

3) Antigenic Structure and Toxins

• O 또는 H 항원에 대한 혈청학적 검사를 실시하여 serogroup을 구분한다.

Salmonella	Somatic antigens (O)	Flagellar antigen (H)	<	Serogroup
Paratyphi A	1, 2, 12	A	-	A
Typhimurium	1, 4, 5, 12	I	1, 2	B
Enteritidis	1, 9, 12	g, m	-	D1
Gallinarum	1, 9, 12	-	-	D1
Pullorum	9, 12	-	-	D1
Manica	1, 9, 12	g, m, s, t	1, 5	D1
Essen	4, 12	g, m	-	B

4) Pathogenicity

• 기본적으로 그람 음성균은 endotoxin을 가지므로 독성을 보인다.
• 85-kb plasmid가 병원성에 관여한다(adherence & entry)
• SPI 2(Salmonella Pathogenicity Island 2)는 병원성과 생존에 중요한 유전자이다.

Ⅳ. Pathogenesis

1) Clinical signs & Gross lesions

• 어린 닭에서의 임상 증상은 서로 유사하며, 난계대감염된다.
  • 감염된 알에서 부화한 병아리는 금세 죽을 수 있다. (운송 중 박스에서 병아리 죽으면 검사)
  • 허약해짐, 식욕 감퇴, 성장 부진, vent(조류 항문)에 chalky한 흰색 물질
  • 열원 근처에 모여 있음
  • 관절염으로 인한 절뚝거림(lameness)
  • Two peak mortality : 10일령에 mortality peak(어미닭으로부터 감염), 2-3주령에 다시 peak(옆 개체로부터 감염)
  • mortality는 다양하며, 심하면 100%까지도 이름. / 아무 피해 없이 흘러가는 경우도 종종 존재.
  • irregular size : 경제적으로 문제가 된다.
  • 회복 후에도 carrier로 남아있을 수 있음.
  • 배송, 추위, 환경 불량 등으로 폐사율이 높아질 수 있음. (겨울에 운송 시 더 큰 피해)
• 어린 닭에서의 부검 소견
  • gray nodules (간, 폐, 심장, gizzard/cecal wall, 비장 등)
  • 가끔 관절의 swollen
  • 장점막에서 white plaques
  • 장 또는 맹장에서 cheesy cores of debris
  • 비장 증대^[세균성 증대에서 흔함], 요관 팽창
• 성계에서는 추백리보다 가금티푸스에서 문제가 됨.

	PD(추백리)	FT(가금티푸스)
어린 병아리	심각	심각
성계	무증상	comb, wattle이 창백하고 쪼그라듦 급만성으로 전개, 설사 폐사율 10-93%, 노출 후 5-10일 사망
백신	없음	있음
부검 소견	없을 때가 많음 심근염, 심낭염, 비정상적 gonad/ovary	bile-stained(“bronzed”)의 비대된 간 spleen, kidney 비대 빈혈, watery blood 소장 앞쪽 장염, 때로 궤양

Ⅴ. Epizootiology

• PD와 FT 모두 닭이 자연 숙주 : 종계장, 부화장 유래
• 체중 적은 line이 더 감수성 높다
• 갈색이 백색 계보다 감수성이 높음. (우리나라는 주로 갈색 - 살모넬라에 취약)
  • 백색계는 tumor와 influenza에 대해 감수성이 높은 편

Ⅵ. Transmission

• 감염된 보균자 암탉이 감염된 알을 낳아 전파.
  • Yolk에 존재하는 항체 수준에 영향을 받음.
• 감염된 병아리가 부화장의 다른 병아리에게 수평전파. (소화기, 호흡기)
• 성계 보균자의 분변에 의해 전파.
• 오염된 둥지와 알에서 난각 침투를 통해 감염.
• Cannibalism : 빨간색을 보면 계속 쪼는 경향 → 출혈 등으로 빨간색이 보이면 쪼기 시작 → 피부가 벗겨지고, 탈장 등이 생겨 전파.
• 진드기를 통한 전파. (닭진드기-와구모)

Ⅵ. Diagnosis

• History : 난계대감염 가능성 확인
• Serology
  • WB test가 가장 많이 쓰임 : 0.02ml serum + 0.03ml antigen → 1분 rotate → visible clumping → 응집되면 양성
• DDx : 배꼽염(omphalitis), 장티푸스(typhoid), 파라티푸스, 대장균증 (Colibacillosis)

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16.2 Paratyphoid

Ⅰ. Introduction

• 대체로 subclinical하여 대체로 심각하지 않고, detection도 잘 되지 않음.
• 식중독 유발.
• Salmonella 통제 : 동남아시아 가장 민감. 한국은 비교적 소홀.

• family Enterobacteriaceae
  • genus S. Enteritidis, S. Typhimurium

• 한국에서는 S. Typhimurium > S. Enteritidis

Ⅱ. Pathogenesis

1) Clinical signs

• not specific, subclinical
• 스트레스 심한 개체에서 간헐적 발생 : 절뚝거림, 관절의 세균성 삼출물, 깃털 거칠어짐
• 심하게 오염 → 계태아 폐사가 증가하기도 함. 부화하고 나서 갑자기 폐사할 가능성도 있음.
• 폐사는 드물고, 사망률도 20% 미만.
• 정상미생물총이 무너져 설사가 나타날 수 있음.

닭에서 세균 채취하는 방법

• 표면을 훑으면 온갖 잡균이 다 검출됨.
• 칼을 달구어서 표면을 지지고, 달군 칼로 피부를 절개해서, 심부에서 핵심 균만 채취해야 함.

2) Gross lesions

• 부검 소견도 non-specific.
• 난황의 염증, 흡수 지연(inflamed, unabsorbed yolk sac)은 대표적인 증상.
• 괴사, 맹장의 염증과 종대, 거품 섞인 변

Ⅲ. Epizootiology

• 사람의 감염 경로 : shell eggs, 덜 익힌 생 닭고기 (드묾)
• 전 과정에서 오염이 가능하다

Ⅳ. Diagnosis

• non-specific. 환경모니터링이 중요.
• isolation, identification이 중요
  • 환경모니터링 + 폐사체 or 어린 병아리의 cecum에서 sampling
  • Rodent controlling 중요. 쥐가 살모넬라 옮길 수 있음.
    • 배선을 갉아 화재도 많이 일어남.
• BPW → 세균 엄청 잘 자람
• phage typing, plasmid profile, biotyping
• serology : H, O 항원 확인. (어려움)

Ⅴ. Intervention strategies

• 항생제 치료 권장 X
• vaccination 많이 이용 (사균 백신; bacterin)
• eradication 중요

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