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Open Access Diagnosing Clostridium perfringens-associated necrotic enteritis in broiler flocks by an immunoglobulin G anti-alpha-toxin enzyme-linked immunosorbent assay

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The tools available for monitoring necrotic enteritis caused by Clostridium perfringens in broiler chickens have been limited, particularly for identifying subclinical disease. In this study, a modified enzyme-linked immunosorbent assay was used to quantify levels of specific immunoglobulin G to C. perfringens alpha-toxin in serum from broilers. We found significantly higher antibody levels in broilers with a history of subclinical necrotic enteritis compared with a zinc-bacitracin-treated group with a low level of gut lesions. Furthermore, in 4.5-week-old commercial broiler flocks, there was an association between the occurrence of C. perfringens-associated hepatitis at slaughter and the immune response to alpha-toxin. Practical solutions for defining cut-off levels for positive serum samples at individual and flock levels are proposed, and were found to be useful on a set of samples available from flocks with different histories regarding the occurrence of C. perfringens-associated disease. This serological approach seems promising as a diagnostic tool in research and disease monitoring regarding C. perfringens-associated disease.

RÉSUMÉ

Diagnostic de l'entérite nécrotique associée à Clostridium perfringens chez le poulet de chair à l'aide d'un ELISA IgG anti-alpha-toxine

Les outils disponibles pour la détection de l'entérite nécrotique due à Clostridium perfringens chez les poulets de chair étaient limités, particulièrement pour l'identification de la maladie subclinique. Dans cette étude, un test modifié d'immunoadsorption à enzyme conjuguée (ELISA) a été utilisé pour quantifier les niveaux d'igG spécifique de l'alpha-toxine de C. perfringens dans les sérums de poulet. Nous avons trouvé des niveaux d'anticorps significativement supérieurs chez les poulets ayant connu un épisode d'entérite nécrotique subclinique comparés à ceux d'un groupe de poulets traités à la bacitracine zinc présentant peu de lésions au niveau de l'intestin. De plus, dans des troupeaux de poulets de chair commerciaux âgés de 4 semaines et demi il a été noté une association entre l'observation d'une hépatite à l'abattage associée à C. perfringens et une réponse immunitaire à la toxine alpha. Des solutions pratiques pour définir les seuils de positivité des sérums soit au niveau individuel, soit au niveau d'un troupeau sont proposées, et ont été très utiles pour le traitement d'échantillons de troupeaux ayant connu différents problèmes notamment, l'apparition de maladie associée à C. perfringens. Cette approche sérologique semble prometteuse comme outil de diagnostic en recherche et pour le monitoring de la maladie associée à C. perfringens.

ZUSAMMENFASSUNG

Diagnostizierung von Clostridium pefringens-asoziierter nekrotisierender Enteritis in Broilerherden mittels eines IgG-anti-alpha-Toxin-ELISA

Die Testmöglichkeiten für die Überwachung der durch Clostridium perfringens verursachten nekrotisierenden Enteritis in Broilerbeständenwaren waren bislang beschränkt, insbesondere für die Erkennung subklinischer Infektionen. In dieser Studie wurde ein Enzymimmunoassay (ELISA) verwendet, um die Höhe von spezifischem gegen C.perfringens gerichtetem IgG in Seren von Broilern zu quantifizieren. Wir fanden signifikant höhere Antikörpertiter in Broilern mit vorangegangener subklinischer nekrotisierender Enteritis als in einer mit Zink-Bacitrazin behandelten Gruppe mit geringgradigen Darmläsionen. Darüberhinaus konnte in Herden mit 412-wöchigen Broilern eine Beziehung zwischen der Feststellung einer C. perfringens-assoziierten Hepatitis bei der Schlachtung und der Immunantwort auf das alpha-Toxin ermittelt werden. Praktische Lösungen für die Festlegung der Spezifitätsgrenze für positive Serumproben auf Einzeltier-und Herdenbasis werden vorgeschlagen. Diese stellten sich als sinnvoll dar bei der Untersuchung einer Reihe von Proben aus Herden mit verschiedenen Vorgeschichten hinsichtlich des Vorkommens von C. perfringens-assoziierten Erkrankungen. Diese serologische Methode scheint ein vielversprechendes diagostisches Mittel zu sein für die Erforschung und Überwachung C. perfringens-assoziierter Erkrankungen.

RESUMEN

Diagnóstico de la enteritis necrótica asociada a Clostridum perfringens en lotes de pollos de engorde mediante un ELISA con IgG anti-toxina-alfa

Las herramientas útiles para monitorizar la enteritis necrótica causada por Clostridium perfringens en pollos de engorde son limitadas y, más en concreto, para identificar la enfermedad subclínica. En este estudio se utilizó un enzimaimnmunoensayo (ELISA) modificado para cuantificar los niveles de IgG específicos para la toxina alfa de C. perfringens en sueros de pollos de engorde. Se encontraron niveles más elevados de anticuerpos en pollos de engorde con historia de enteritis necrótica subclínica en comparación con un grupo tratado con bacitracina de zinc y que presentaban un bajo nivel de lesiones intestinales. Además, en lotes de pollos de engorde comerciales de cuatro semanas y media de edad, se observó un aasociación entre la aparición de hepatitis asociada a C. perfringens en el matadero y la respuesta inmunitaria a la toxina alfa. Se proponen soluciones prácticas para definir los puntos de corte para las muestras de sangre positivas a nivel individual y del lote, y que fueron útiles en un lote de muestras de grupos de animales con diferentes historias en relación con la aparición de enfermedad asociada a C. perfringens. Esta aproximación serológica parece prometedora como herramienta diagnóstica en investigación y minitorización de la enfermedad asociada a C. perfringens.
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Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 2003

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