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EFICACIA EN CONDICIONES DE CAMPO DE UNA VACUNA RECOMBINANTE CONTRA LA COLIBACILOSIS PORCINA . Idania Wong,1 Edy Bover,1 Marbel Ramos,1 Nemesio Gonzalez,1 Manuel Exposito,1 Rutdalys Segura,1 Eladio Salazar,1 Alberto Agraz,2 Idalmis Jimenez,3 Luis Herrera 2 y Jose de la Fuente 2. 1Centro de Ingenieria Genetica y Biotecnologia, Apartado Postal 387, Camaguey, Cuba. 2Centro de Ingenieria Genetica y Biotecnologia, Ciudad de La Habana, Cuba. 3Empresa Porcina, Camaguey, Cuba. Recibido en septiembre de 1995. Aprobado en octubre de 1995
Code Number: BA96004 Size of Files: Text: 32K Graphics: Line Drawings (gif) - 12.7K ABSTRACTIn this paper we present the evaluation of the recombinant vaccine VACOLITM (Heber Biotec S.A., P.O.Box 6162, Havana, Cuba) in the control of E. coli infections in swine under production conditions in the Camaguey Province. A vaccination regime was evaluated in the swine farms of the province from May 1994 until August 1995. The parameters evaluated included morbility and mortality by E. coli in newborn and post-weaning piglets. Data after vaccination was compared with values reported during 1991, 1992 and 1993 before vaccination. Morbility was significantly reduced (p < 0,05) from 13 % to 0,9 %. Similarly, the mortality was reduced in piglets from 7 % to 0,3%. Best results were obtained in post-weaning piglets, where no deaths were recorded during 1995. The economical benefit of vaccination was evaluated for the province considering the reduction in the losses caused by the disease. It resulted in savings of 914 140 US$ plus 810 263 Cuban pesos, representing loss reductions of 87% and 97 % for US$ and Cuban pesos, respectively. Key words: Escherichia coli, swine, vaccine, field trial, VACOLITM RESUMEN El presente trabajo evalúa la eficacia de la vacuna recombinante VACOLITM (Heber Biotec S.A, P.O.Box 6162, La Habana, Cuba), utilizada en condiciones de campo contra la colibacilosis neonatal y posdestete en los cerdos de las granjas camagüeyanas, donde era frecuente esta enfermedad. Para ello se aplicaron los esquemas de vacunacion indicados para las cerdas gestantes y las crias y se mantuvo un regimen de vacunacion desde mayo de 1994 hasta agosto de 1995. Los parametros de morbilidad y mortalidad por E. coli en crias y precebas, tomando como referencia los datos registrados en 1991,1992 y 1993, anteriores a la vacunacion, fueron comparados estadisticamente, observandose diferencias significativas (p < 0,05); la morbilidad disminuyo desde un 13% hasta un 0,9% en ambas categorias; de forma similar se comporto la mortalidad, reduciendose desde un 7% hasta 0,3% en las crias. Los mejores resultados de la vacunacion se observaron en las precebas, ya que no se presentaron muertes por E. coli durante los meses de 1995. Se calculo el beneficio economico que tuvo la provincia con la vacunacion, basado en la reduccion de las perdidas ocasionadas por la enfermedad, siendo este de 914 140 USD mas 810 263 pesos cubanos, que representan una reduccion de las perdidas del 87% en divisas y del 97% en pesos cubanos. Palabras claves: Escherichia coli, cerdo, vacuna, prueba de campo, VACOLITM Introduccion En nuestro pais la colibacilosis es una de las primeras causas de muerte por infecciones en cerdos neonatos y jovenes, con una perdida anual de hasta un 10 %, lo cual afecta la economia nacional en mas de un millon de pesos. Muchas de estas perdidas son provocadas por la debilidad y el incremento de la susceptibilidad a otras enfermedades del animal que escapa a la muerte, asi como el incremento a su tendencia a otras enfermedades, ademas del costo en farmacos y el personal relacionado con el manejo del animal. La vacunacion ha causado un profundo impacto sobre el control de las enfermedades infecciosas y contribuye a la erradicacion de las enfermedades contagiosas que afectan la produccion porcina, y a la reduccion de los costos destinados a elevar la salud animal (1, 2). La introduccion de las tecnologias del ADN recombinante y de los anticuerpos monoclonales han revolucionado las investigaciones sobre el desarrollo de vacunas y han creado las herramientas para estudiar en detalle la patogenesis molecular de las infecciones y los procesos inmunologicos responsables de inducir la inmunidad protectiva. Por ello se desarrollan vacunas mas eficaces y seguras (3). La vacuna VACOLITM (Heber Biotec S.A, P. O. Box 6162, La Habana, CUBA), formulada por nosotros, contiene como antigenos las fimbrias K88ab y K99 purificadas a partir del cultivo de cepas de E. coli K12 modificadas mediante ingenieria genetica. Para demostrar su seguridad e inmunogenicidad se realizaron ensayos clinicos en diferentes animales y por el buen resultado de los mismos fue registrada en Cuba en octubre de 1994. El presente trabajo recoge la evaluacion y la eficacia de esta vacuna recombinante contra la colibacilosis porcina, aplicada en condiciones de campo en la provincia de Camagüey, Cuba. Para ello se estudio la prevencion de la mortalidad y morbilidad y la reduccion de la replicacion de los microorganismos causantes de esta enfermedad. Ademas, se determino el beneficio economico que tuvo la provincia al efectuar la vacunacion. Materiales y Metodos Animales Para realizar la vacunacion de los animales se seleccionaron las tres principales granjas de ciclo completo (cria y ceba) situadas en la provincia de Camaguey, perteneciente a la region oriental de Cuba. Obtuvimos un total de 1 449 madres de cria pertenecientes a las razas Landrace, Yorkshire y Duroc. El promedio mensual de animales (crias mas precebas) vacunados fue de 7 696 en 1994 y 6 604 en 1995. Vacunacion La vacunacion se realizo con la vacuna oleosa VACOLITM (Heber Biotec S.A, P.O.Box 6162, La Habana, CUBA), la cual contiene como antigenos las fimbrias recombinantes K88ab y K99 de E. coli enterotoxicas, ambas expresadas en cepas de E. coli no patogenas a partir de las cuales fueron purificadas y resuspendidas en tampon fosfato 50 mM. Su aplicacion se realizo por inyeccion intramuscular profunda de 2 mL a las cerdas, en la tabla del cuello y 1 mL a las crias en la cara interna del muslo. El esquema de vacunacion orientado para las cerdas gestantes fue de dos dosis, la primera en la semana ocho de gestacion y la segunda en la 14, debiendose realizar la restimulacion en la semana 14 de la proxima gestacion. En el caso de las crias tambien se propusieron dos dosis pero con 1/2 del volumen de la dosis de las cerdas, la primera entre los dias cinco y siete de nacidas y la segunda dos semanas antes del destete. Se inicio la vacunacion en mayo de 1994 y continuo hasta agosto de 1995. Durante este periodo, se distribuyo la vacuna VACOLITM en las diferentes granjas camagüeyanas a traves de la empresa porcina, de manera tal que se aplicara bajo las condiciones de manejo, alimentacion e higiene existentes en cada unidad. Analisis de seroconversion Se visitaron las granjas donde se aplico la vacunacion y se tomaron muestras de sangre de aproximadamente el 20 % del total de animales escogidos al azar, para separar sus sueros y determinar su seropositividad frente a los antigenos K88ab y K99 contenidos en la vacuna (6). Estudio de la eficacia de la vacunacion Los principales aspectos analizados para el estudio de la eficacia fue la reduccion de la morbilidad y la mortalidad y la disminucion de las bacterias circulantes durante el periodo posterior a la vacunacion. Se registraron los valores de morbilidad y mortalidad reportados mensualmente en cada una de las granjas y se determinaron sus promedios anuales en 1994 y en los meses de enero a agosto de 1995. Cada uno de estos valores fueron comparados estadisticamente con los reportados durante los tres años anteriores a la vacunacion (1991, 1992 y 1993). El metodo estadistico empleado fue el analisis de varianza incluido en el Software Statgraph. Clasificacion de los tipos de E. coli causantes de las diarreas Para clasificar los tipos de E. coli circulantes en las diferentes granjas porcinas, se tomaron muestras de heces fecales mediante hisopaje rectal a las crias diarreicas con menos de 20 dias de nacidas y a las precebas tambien diarreicas con una o dos semanas despues de destetadas. Las muestras fueron sembradas en agar Mac Conkey (Oxoid, Reino Unido) e incubadas de 18 a 20 horas a 37 C. Se tomaron cinco colonias por placa para su identificacion (4), y las E. coli positivas fueron clasificadas de acuerdo al tipo de fimbria que presentaban utilizando anticuerpos monoclonales según el procedimiento empleado por el grupo de Inmunologia de nuestro Centro de Ingenieria Genetica y Biotecnologia (resultados no publicados). Los resultados obtenidos a partir de los seis meses posteriores a la vacunacion fueron comparados con los reportados en las diferentes granjas camagüeyanas durante los años anteriores (5). Beneficio economico El beneficio economico obtenido en la provincia con la vacunacion se calculo por la reduccion de las perdidas ocasionadas por colibacilosis al proteger con la vacunacion tanto a las crias como a las precebas. Para ello se estimaron las perdidas que tuvo la provincia con anterioridad al inicio de la vacunacion (años 1991, 1992 y 1993), y las perdidas presentadas por la enfermedad durante el año 1994 y los primeros ocho meses de 1995, no obstante haberse iniciado la vacunacion en el mes de mayo de 1994. Perdidas ocasionadas por la mortalidad en las categorias de cria y preceba Fueron calculadas por concepto de no venta de los animales de preceba y por el costo de produccion de las crias muertas. Perdidas ocasionadas por morbilidad en las categorias de cria y preceba En este calculo se incluyeron las perdidas por baja conversion alimentaria de los animales que padecieron la enfermedad y no alcanzaron una conversion normal de su peso y, ademas, el costo de su tratamiento. Estos animales fueron clasificados dentro de la categoria de segunda y durante su venta fueron valorados a un precio inferior.
Tabla 1. Promedio mensual de los parametros utilizados en la
evaluacion dela vacunacion con VACOLITM
Anos Total de cabezas Morbil- Recuper- Mortalidad (%)
idad ados
--------------------------- (%) (%)
Crias Precebas Crias+ Crias Prece
Precebas bas
-----------------------------------------------------------------
1991 11698 16906 28603 10 55 6 3
1992 5605 5664 11269 13 57 7 4
1993 3075 2728 5802 8,3 74 2,8 1,6
1994 3157 4539 7696 4,5 74 2,1 0,6
1995 2949 3655 6604 0,9 72 0,3 0
Aspectos que se consideraron
En ausencia de un programa nacional de control sobre las enfermedades que afectan a los animales, la decision de vacunar o no es principalmente tomada por las granjas individuales. Esto debe estar basado usualmente sobre un analisis de costobeneficio, el cual es, sin embargo, generalmente dificil de desarrollar completamente. En general, lo mas ventajoso economicamente hasta ahora es la aplicacion de vacunas eficaces contra un amplio rango de enfermedades infecciosas (3). Los animales como el cerdo, amamantados bajo condiciones especificas libres de patogenos o sujetos a una medicamentacion temprana al destete, crecen con mayor rapidez que los criados convencionalmente. Es por ello que la vacunacion de las cerdas gestantes y de las crias en edad temprana es la mejor via de proporcionarle la inmunidad sin ocasionar al productor grandes perdidas economicas. La aplicacion de VACOLITM tanto a las cerdas gestantes como a sus crias proporciono una disminucion de las perdidas causadas por la E. coli enterotoxica en las granjas camagüeyanas, no obstante presentarse en nuestra industria porcina, con respecto a anos anteriores, condiciones de alimentacion menos favorables a partir del ano en que se inicio la vacunacion. La Tabla 1 muestra los valores promedios mensuales de morbilidad y mortalidad tanto en crias como en precebas obtenidos durante los meses enero a diciembre de 1991, 1992, 1993 y 1994, y los obtenidos durante los meses de enero a agosto de 1995. La Figura 1 muestra los valores promedios de morbilidad por E. coli durante cinco años. En los tres primeros de ellos se habia mantenido habitualmente la enfermedad en todas las granjas de la provincia, reportandose valores de hasta un 13 % de enfermos. Con el inicio de la vacunacion en mayo de 1994, la cual continuo realizandose hasta 1995, el comportamiento de la morbilidad fue descendente, disminuyendo hasta un 0,9 % durante los primeros ocho meses de 1995. En el analisis estadistico de los resultados se observaron diferencias significativas (p < 0,05) en el numero de animales enfermos antes y despues de la vacunacion. Figura 1. Morbilidad por E.colien la provincia de Camaguey. El analisis de seroconversion realizado nos indico que en algunos casos de camadas con diarreas en la etapa posterior a la vacunacion, las madres no poseian un nivel suficientemente alto de anticuerpos en el suero, posiblemente producto de que no habian recibido correctamente la reestimulacion con VACOLITM . La Figura 2 muestra el comportamiento de la mortalidad por E. coli en crias y en precebas; se observa en ambas categorias una disminucion considerable de este parametro, hasta alcanzar tambien niveles significativamente bajos (p < 0,05) en 1995. Los resultados de este parametro muestran el efecto de la inmunizacion pasiva en las crias, a traves del calostro de las madres vacunadas y la inmunizacion activa de los lechones, con las dos dosis aplicadas a las crias. En general los resultados muestran que hubo una disminucion considerable de la mortalidad en los animales de preceba hasta llegar a nulo a finales de 1994 y aun durante 1995 (Figura 2). El analisis de los tipos de E. coli circulantes, demostro que a medida que avanza la vacunacion, junto con la disminucion del número de animales diarreicos, hubo una desaparicion de las cepas de E. coli K88ab+ y K99+. En el 9 % de los aislamientos realizados en 1995 a animales con diarrea, se identificaron E. coli del tipo P987+, lo cual es posible ya que VACOLITM contiene como antigenos protectores a las fimbrias K88ab y K99. Estos resultados muestran que la vacunacion con VACOLITM fue efectiva frente a los tipos de cepas de E. coli K88ab+ y K99+ circulantes en nuestra provincia.
Tabla 2. Representacion de las perdidas y el beneficio de la
vacunacion con VACOLITM en la provincia de Camaguey
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Causa de
las perdidas
1991 1992 1993 1994 1995
pesos USD pesos USD pesos USD pesos USD pesos USD
--------------------------------------------------------------------
Morbilidad
11795 1313606 6063 653653 1975 273259 1432 199926 163 33137
Mortalidad
1454079 591600 855710 267600 177837 52800 26546 32500 3022 0
Costo de vacuana
- - - - - - 9909 3854 10086 3923
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Gasto 1991-1993: 835820 pesos 1050810 USD 1994-1995: 25579 pesos+
promedio 136670 USD
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Beneficio 810 240 pesos 914 140 USD
de la
vacunacion En la Tabla 2 se muestran las perdidas que ocasiono en la provincia esta enfermedad desde 1991 hasta agosto de 1995. No obstante haber ocurrido una disminucion de la masa porcina durante estos años, el gasto promedio antes de la vacunacion fue superior al gasto promedio de los años en que esta se efectuo, obteniendose un beneficio economico para la provincia (basado en la reduccion de las perdidas como resultado de la vacunacion) de 914 140 dolares americanos mas 810 240 pesos cubanos. Esto representa una recuperacion del 87 % de la moneda libremente convertible y del 97 % de la moneda nacional en la produccion porcina de la provincia. Conclusiones
Figura 2. Mortalidad por E. coli en la provincia de Camaguey.
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