Development and application of a new standardized diagnostic protocol for respiratory diseases in growing pigs

Il complesso delle malattie respiratorie del suino (PRDC) è una sindrome multifattoriale che colpisce gli animali in fase di accrescimento e che ha un impatto importante sul bilancio economico dell’allevamento. I principali fattori coinvolti sono il microclima, le diverse condizioni stressogene ambientali associati al management aziendale, lo stato immunitario degli animali e i patogeni batterici, virali e micoplasmi. I principali patogeni coinvolti sono: PRRSV, PCV2, SIV, P.multocida, M.hyopneumoniae, M.hyorhinis, A.pleuropneumoniae, H.parasuis e Streptococcus spp. Il ruolo e l’impatto di questi microrganismi nell’insorgenza della malattia può essere complesso e le lesioni macroscopiche ed istologiche da loro causate possono essere diverse ed avere una gravità differente a seconda della combinazione con i diversi fattori. L’obiettivo dello studio è stato quello di sviluppare un protocollo diagnostico standardizzato ed applicarlo ai campioni conferiti al laboratorio con un sospetto di malattia respiratoria. Sono state prese in considerazione principalmente carcasse e/o polmoni provenienti da episodi di PRCD e talvolta sono stati effettuati ulteriori indagini utilizzando tamponi nasali, tamponi tracheo-bronchiali (TBS) e liquido di lavaggio bronco alveolare (BAL). I polmoni e le carcasse sono state sottoposte ad esame necroscopico al fine di verificare la tipologia delle lesioni e quantificare l’estensione del parenchima polmonare, delle pleure e delle cavità nasali coinvolte. Le lesioni macroscopiche sono state classificate secondo uno schema definito adattando quanto disponibile in letteratura. Tale classificazione prevedeva le seguenti tipologie di lesioni: broncopolmonite catarrale, broncopolmonite associata a polmonite interstiziale, polmonite interstiziale, polmonite fibrinosa/ necrotica o pleuropolmonite, bronco polmonite purulenta, pleurite, pericardite e pleuro-pericardite. Le stesse lesioni sono state valutate quantitativamente in base all’estensione e alla gravità utilizzando i principi dello score polmonare, pleurico e nasale. Inoltre è stato definito uno specifico pacchetto di indagini di laboratorio che comprendeva l’esame batteriologico, virologico e la PCR al fine di identificare i patogeni coinvolti. Nel periodo 2014, 2015 e 2106 (aggiornato al 30 ottobre 2016) sono stati esaminati 1658 campioni di carcasse o polmoni appartenenti a suini deceduti in episodi di malattia respiratoria durante il periodo dell’accrescimento ed in particolare dello svezzamento (931) e del magronaggio-ingrasso (727). Tra questi, 273 quadri anatomo patologici riscontrati sono stati classificati come broncopolmonite catarrale, 265 come broncopolmonite associata a polmonite interstiziale, 157 come polmonite interstiziale, 286 come polmonite fibrinosa necrotica o pleuropolmonite, 114 come broncopolmonite purulenta, 469 come pleurite, 169 come pericardite e 97 come pleuro- pericardite. Lo score polmonare medio rilevato è stato di 12,95, lo score pleurico di 1,47 e lo score nasale 0,56. Il 16,22 % dei lobi polmonari non presentava lesioni, nel 41,21 % dei polmoni non vi era pleurite mentre nel 57,51 % delle cavità nasali non sono state rilevate lesioni ai turbinati e/o al setto. Alcuni patogeni sono stati riscontrati associati a specifiche lesioni anatomo patologiche mentre altri a più tipologie di lesioni. L’applicazione del protocollo diagnostico negli episodi di PRCD consente di standardizzare l’esame anatomopatologico categorizzando le diverse tipologie di lesioni polmonari associate a pleuriti e/o pericarditi, di dare una valutazione semi-quantitativa della loro gravità e di individuare i principali patogeni e le loro associazioni. La standardizzazione di tale protocollo rappresenta un supporto utile per la definizione dei programmi vaccinali aziendali e l’applicazione di protocolli terapeutici mirati.Respiratory Disease Complex (PRDC) is a multifactorial syndrome which causes sanitary problems, principally in growing pigs, and economic losses for farmers. Involved factors are bacteria, viruses, mycoplasmas, environmental stressors associated to farm management and animal health status. Principal pathogens responsible for this syndrome are: PRRSV, PCV2, SIV, P.multocida, M.hyopneumoniae, M. hyorhinis, A.pleuropneumoniae, H.parasuis and Streptococcus spp. The role and impact of each microorganism in the disease development could be complex and severity and extension of lesions is a consequence of synergism and combination among different factors. The aim of this study was to systematically analyze samples through a standardized diagnostic protocol in case of PRDC suspicious. Principally, the analyzed samples were lung and carcasses. However, further investigations were conducted from nasal, tracheal and bronchial swabs (TBS) and BAL from alive animals conferred to a diagnostic laboratory with a suspicious of respiratory disease or from organs during necropsy. Lung and carcasses were analyzed during necropsy in order to identify severity and extensions of lesions. Gross lesions were classified according to a pre-established scheme adapted from literature. This classification involved: catarrhal-purulent bronchopneumonia, broncho interstitial pneumonia, interstitial pneumonia, fibrinous-necrotizing pneumonia or pleuropneumonia, pleurisy, pericarditis, pleuro-pericarditis. Furthermore, pulmonary, pleurisy and nasal lesions were scored to determine lesion severity and extension by the nasal, pleurisy and lung scoring systems. Finally, a group of diagnostic assays involving bacterial and viral isolation and PCR, for identification of fastidious agents, was applied in order to identify microorganisms responsible for disease in each farm. During years 2014-2016 (updated to 30th October 2016), 1658 samples of lung and carcasses were analyzed. These are divided in 931 samples from weaned piglets and 727 from fattening pigs dead for respiratory disease. Lesions observed in these samples were 273 catarrhal bronchopneumonia, 265 broncho interstitial pneumonia, 157 interstitial pneumonia, 286 fibrinous-necrotizing pneumonia or pleuropneumonia, 114 purulent broncho-pneumonia, 469 pleurisy, 169 pericarditis and 97 pleuro-pericarditis. The mean of scores were: 12,95 for lung score, 1,47 for pleuric score and 0,56 for nasal score. Score 0 was observed in 16,22% of lungs, in 41,21% of pleura and 57,51% of nasal cavities. Some identified pathogens were correlated to specific lesions, differently other pathogens to more lesions. The aim of application of this diagnostic protocol is to standardize lesions in classes and to associate lung lesions with pleurisy and pericarditis during necropsy. Furthermore, other outputs are the semi-quantitative valuation of lesion distribution, the identification of main involved pathogens and their possible correlation. Finally, this protocol represents a valid support to establish vaccination programs and treatment for each farm