Molecular Epidemiology and Serodiversity of Salmonella enterica in a Pork Chain “From Farm to Fork” in Northern Thailand

Abstract

This study was conducted from December 2004 – May 2005 in Chiang Mai and Lamphun provinces in Northern Thailand. In a larger framework, 193 live pigs (from 22 cohorts) were sampled individually, followed up into an abattoir and further investigated on cutting and R for Salmonella enterica. The dynamic of agent transfer in a pork chain including pork products in Northern Thailand was studied. For that, 1,000 isolates of Salmonella enterica were available. Overall prevalence of Salmonella in samples from pigs and associated environments of the pork chain was 48.9 % (971/1982 samples). Drinking and cleaning water from farms had a similar prevalence (13.6 %). Wastewater was Salmonella positive almost every time and overshoe samples indicated comparable high positive results (95.5 % and 94.8 %, respectively). At slaughterhouse level, the highest percentage was found during cutting procedures, 23% of samples were positive, At individual pig level, the lowest prevalence was obtained from carcasses after washing (12.9 %). Between farm faeces and mesenteric lymph nodes samples, no considerable difference was noticed, 61.4 % and 63.9 %, respectively. The prevalence after splitting was about 2.5 times higher than that after washing. Caecal content yielded the highest percentage of positive samples (83.1 %). The number of Salmonella positive results was different depending on sites and cohorts of investigation. The highest positive correlation coefficient was found between carcasses after washing and FP (rs = 0.66; P = 0.0014), indicating that the carcass quality after splitting related to FP quality. Here, a relative risk (1.64; 95%CI: 1.294 - 2.089) was observed with statistical significance. Detecting of Salmonella on CW increased the odds (OR = 3.9; P-value = 0.039) of FP. Salmonella from cutting boards increased odds of TP (OR = 3.9; P = 0.042) significantly. Additionally, Salmonella on overshoes at fattening farms increased odds of Salmonella being positive in TP (OR = 5.5; P = 0.015). The detection of Salmonella in mesenteric lymph nodes increased the odds of Salmonella findings in CC (OR = 2.3; P = 0.045) and of contaminated FP (OR = 2.0, P = 0.030). Overall, 26 serovars were identified. Salmonella Rissen was the predominant serovar (45.9%). 7 serovars (S. Anatum, Krefeld, Panama, Rissen, Stanley, Typhimurium and Weltevreden) were identified throughout the complete chain (farms, slaughterhouses and R samples). 11 serovars (Salmonella Afula, Agona, Alfort, Bovismorbificans, Chittagong, Corvallis, Derby, Hato, Israel, Langensalza, Regent and Rideau) were detected only in farm samples including faeces from animals entering slaughterhouse, whereas 3 serovars (Salmonella Eppendorf, Livingstone and Tsevie) were detected only from samples from the slaughterhouses. One serovar (S. Enteritidis) was isolated only from 1 R product sample and could not be detected from somewhere else. Dendrograms of PFGE patterns (pulsotypes) of S. Krefeld, S. Panama and S. Bovismorbificans were highly similar, while those of S. Stanley, S. Typhimurium, S. Rissen and S. Corvallis were highly diverse. The highest number of isolates was obtained from overshoes. The ratio of 3.1 isolates per pulsotype indicated the smallest variability, which was observed in isolates from FP. Transfer/ trace back to the farm and evidence for contamination during slaughter could be observed. The pulsotype SRX02 could be traced back to the farm of origin; it was obtained from wastewater, overshoes, F, CC, ML, CS, CW, FP, and R samples. Retail: frequently, Salmonella isolates from R pork were more closely related to mesenteric lymph nodes and/or samples from environment during cutting and/or FP and/or TP.

Diese Untersuchung erfolgte innerhalb eines größeren Vorhabens vom Dezember 2004 bis Mai 2005 in Chiang Mai und der Provinz Lamphun in Nord- Thailand. 193 Schlachtschweine (22 unterschiedliche Mastgruppen) wurden individuell bereits in der Herkunft beprobt und bis in den Schlachtbetrieb hinein individuell verfolgt. Die Probenahme erfolgte weiterhin auf individueller Basis über die Schlachtung und Bearbeitung, Zerlegung, Transport und Verkauf. Hierfür standen 1.000 Isolate zur Verfügung. Die Gesamtprävalenz von Salmonella in allen Proben lag bei 48,9 % (971 von 1982 Proben). Tränkwasser und Wasser zur Reinigung lagen beide bei 13,6 %. Schmutzwasser war fast vollständig Salmonella- positiv (95,5 %), ebenso wie die eingesetzten Sockenproben (94,8 %). Im Schlachtbetrieb und Schlachtgruppen- bezogen, wurde der höchste Prozentsatz positiver Proben in der Zerlegung mit 23 % gefunden. Einzeltierbezogen wurde die niedrigste Quote mit 12,9 % nach dem Abwaschen der Tierkörper erzielt. Zwischen den Fäkalproben nach dem Transport und den Mesenterial-Lymphknotenproben war der Unterschied nur gering (61,4 % und 63,9 %). Nach dem Spalten der Tierkörper war die Prävalenz ca. 2,5 mal höher als nach dem Waschen. Der Caecum-Inhalt erbrachte die höchste Prävalenz (83,1 %). Die Nachweisrate war abhängig von der Probenahmestelle und der Sendung. Der höchste Korrelationskoeffizient fand sich zwischen den Positionen, nach dem Waschen“ und „Frischfleisch nach dem Zerlegen“ (rs = 0,66; P = 0,0014), was auf Zusammenhänge zwischen den Positionen hindeutet. Das Relative Risiko war hier signifikant (1,64; 95% CI: 1,294 – 2,089). Der Nachweis von Salmonellen nach dem Waschen erhöhte die Wahrscheinlichkeit (OR = 3,9; P = 0,039), daß auch Frischfleisch nach dem Zerlegen Salmonella- positiv war. Die Wahrscheinlichkeit positiver Proben nach dem Transport erhöhte sich, wenn auch die Zerlege-Unterlagen positiv waren (OR = 3,9; P = 0,042), auch, wenn die Sockenproben bereits positiv waren (OR = 5,5; P = 0,01). Der Nachweis in den Mesenterial- Lymphknoten erhöhte die Wahrscheinlichkeit des Nachweises von positivem Caecal-Inhalt (OR = 2,3; P = 0,045) und von positivem Frischfleisch nach dem Zerlegen (OR = 2,0; P = 0,03). Insgesamt wurden 26 Serovaren identifiziert. Salmonella Rissen war vorherrschend mit 45,9 % der Isolate. 7 Serovaren (S. Anatum, Krefeld, Panama, Rissen, Stanley, Typhimurium und Weltevreden) wurden entlang der gesamten Kette nachgewiesen (Farm, Schlachtbetrieb, Vertrieb), darunter die am häufigsten nachgewiesenen Serovaren (S. Rissen, Typhimurium, Stanley). 11 Serovaren (S. Afula, Agona, Alfort, Bovismorbificans, Chittagong, Corvallis, Derby, Hato, Israel, Langensalza, Regent und Rideau) wurden nur in Farm- Proben einschließlich der Faeces der Tiere nach dem Transport nachgewiesen. 3 Serovaren (S. Eppendorf, Livingstone und Tsevie) wurden nur aus Proben im Schlachtbetrieb, eine Serovar (S. Enteritidis) wurde nur aus dem Vertrieb und nur aus einer Probe isoliert. Die Dendrogramme der PFGE („Pulsotypen“) von S. Krefeld, S. Panama und S. Bovismorbificans ähnelten einander stark, während S. Stanley, S. Typhimurium, S. Rissen und S. Corvallis sehr unterschiedlich waren. Die höchste Variabilität wurde in den Sockenproben gefunden, die Relation von 3,1 per Pulsotyp weist auf die geringste Variabilität hin, gefunden bei Proben von Frischfleisch nach der Zerlegung. Die Rückverfolgung auf die Farm aus dem Schlachtbetrieb war möglich. Der Pulostyp SRX02 wurde im Schmutzwasser, Sockenproben, Fäkal- und Caecalproben, Mesenterial- Lymphknoten, den Schweinehälften nach dem Spalten, nach dem Waschen, auf Frischfleisch nach dem Zerlegen und in Proben des Handels wiedergefunden Handel: Die Isolate Aus dem Handel ähnelten häufiger den Proben aus den Mesenterial- Lymphknoten und/ oder denen von der Umgebung der Zerlegung und/ oder dem Frischfleisch nach der Zerlegung und/ oder dem Transportierten Fleisch.