Vergleichende Untersuchungen über die Virulenz der A‐ und B‐Stämme der Erysipelothrix rhusiopathiae (E. muriseptica)
Authors: Averdunk Georg 
Published: September 2010

Zusammenfassung

1. Es wurden 12 Stämme der Erysipelothrix rhusiopathiae auf ihre Pathogenität für weiße Mäuse untersucht. Von den Stämmen waren nach den Untersuchungen von Roots und V
enske auf Grund von Agglutinationsversuchen mit typenspezifischen Seren 5 zur serologischen Gruppe A und 7 zur serologischen Gruppe β zugehörig, festgestellt worden. Im allgemeinen wurde festgestellt, daß die A‐Stämme auch fär die weiße Maus eine höhere Virulenz besitzen als die B‐Stämme.
2. Um die Virulenz auf die Anzahl von Bakterien, die für die 50%ige Sterblichkeit nötig waren, beziehen zu können, wurde die Wachstumsintensität der einzelnen Stämme untersucht und hierbei festgestellt, daß die Zahl der Bakterien in 1 cm3 einer 24stündigen Bouillonkultur zwischen 131 bis 564 Millionen, im Ganzen also unbedeutend schwankte. Im Durchschnitt waren bei den A‐Stämmen im cm3 354 Millionen, bei den B‐Stäm‐men 220 Millionen vermehrungsfähige Rotlaufkeime vorhanden.
3. In den Tierversuchen an der weißen Maus wurde die Sterblichkeit nach Infektion mit abgestuften Dosen der verschiedenen Stämme festgestellt und die dabei gewonnenen Werte nach dem Verfahren von Reed und Muench zur Berechnung der 50% tödlichen Dosis (LD50) verwendet. Die LD50 betrug bei den hochvirulenten Stämmen (A1, A 5, A 2, A4 und β 21) 1 bis 4, bei den weniger virulenten (B XI, β 24, β 22 und β 23) 5 bis 14 Bakterien, während bei dem Stamm β 25 mit 114 Millionen Keimen gerade die LD50 erreicht wurde. Bei den gering pathogenen Stämmen A 3 und BH 7 konnte zwar eine Erkrankung, aber nicht der Tod der Mäuse selbst mit 65 bzw. 110 Millionen Rotlaufbakterien erreicht werden, so daß der Wert der LD50 nicht bestimmt werden konnte.
4. Um einheitliche Vergleichswerte zu erreichen, wurde die wirksame Bakterienzahl, die eine 50%ige Sterblichkeit bedingte, jedes Stammes = 100 gesetzt und der Virulenzwert für je 1 Bakterium danach berechnet. Diese “Virulenzzahlen” gestatten sowohl eine Reihenfolge der Stämme nach ihrer Virulenz aufzustellen, als auch eine gegenseitige Bewertung der Stämme durchzuführen. Danach liegt der Stamm A 1 mit 71,4 an der Spitze, es folgen A 5 (38,5), A 2 (37,0), A 4 (31,8), B 21 (27,0), B XI (18,8), B 24 (12,0), B 22 (9,0), B 23 (7,4) und B 25 (0,000 000 87), während eine Virulenzzahl für A 3 und BH 7 entfällt.
5. Nimmt man die Absterbezeit aller Tiere, die mit derselben Dosis infiziert wurden, als Grundlage für die Ermittlung der Virulenz, so erhält man eine ähnliche Reihenfolge. Die Virulenz, gemessen an der Absterbezeit, ist bei den A‐Stämmen größer als bei den B‐Stämmen. Die Stämme A 1, A 2, A 4 und A 5 vermögen in der gleichen Dosis Mäuse schneller zu töten als die B‐Stämme B 21, B 22, B 23, B 24 und B XI. Die Absterbezeiten der Stämme B 25, BH 7 und A 3 waren für Vergleiche ungeeignet, da diese alle Mäuse, sogar in der höchsten Dosis von 0,5 cm3 Bouillonkultur, in dieser Stufe nicht töteten und deshalb eine Berechnung der Absterbezeit nicht möglich war. Für diese Stämme muß eine Absterbezeit, die kleiner als ∞ ist, angenommen werden, da Erkrankungen der Tiere und Todesfälle vorgekommen sind.
6. Die für 9 Stämme (ausgeschlossen wurden B 25, HB 7 und A 3) ermittelte Absterbezeit ist umgekehrt proportional der Infektionsdosis, d. h. je niedriger die verwendete Dosis war, um so länger ist die Zeitspanne zwischen Infektion und Tod.
7. Zur Erklärung der Ergebnisse ist es notwendig geworden, über die Antigenstruktur hinaus einen Virulenzfaktor der Stämme für Mäuse anzunehmen.

SummaryComparative examinations of the virulence of A and B strains of Erysipelothrix rhusiopathiae (E. muriseptica)

1. 12 strains of Erysipelothrix rhusiopathiae were examined to determine their pathogenity for white mice. According to the examinations by Roots and Venske, based on agglutination experiments with specific sera, 5 of the strains were established as belonging to the serological group A and 7 to group B. It was generally found that the A‐strains are more highly virulent for white mice than the B‐strains.
2. In order to relate the virulence to the number of bacteria necessary to produce 50% mortality, the intensity of growth of the various strains was examined and it was here determined, that the number of bacteria in 1 cc of a 24‐hour broth‐culture varied between 131 and 564 million, on the whole a relatively unimportant difference. The average number of erysipelas‐bacteria capable of reproduction present in 1 cc was 354 million in the A‐strains and 220 million in the B‐strains.
3. In the animal experiments on white mice the mortality rate after infection with graded doses was determined for each of the strains, and the results used to calculate the 50% lethal dose (LD50), using the Reed and Muench method. LD50 consisted of 1 to 4 bacteria in the highly‐virulent strains (A 1, A 5, A 2, A 4 and B 21); 5 to 14 bacteria in the less virulent (B XI, B 24, B 22 and B 23), while the strain B 25 just reached LD50 with 114 million bacteria. In the case of very slightly pathogenic strains A 3 and BH 7 the mice became ill but did not die even with 65 and 110 million bacteria respectively, so that value of LD50 could not be determined.
4. In order to achieve uniform values for comparison the effective number of bacteria producing 50% mortality was set at 100 for each strain and the virulence of each bacterium calculated accordingly. These “virulence numbers” allow us to arrange the strains in order of their virulence and also to carry out a comparative evaluation of the strains. Thus strain A 1 heads the list with 71,4; then follow A 5 (38,5), A 2 (37,0), A 4 (31,8), B 21 (27,0), B XI (18,8), B 24 (12,0), B 22 (9,0), B 23 (7,4) and B 25 (0,000 000 87); and for A3 and BH 7 there is no virulence number.
5. If the time required by all the animals infected with the same dose to die, is taken as basis for determining the virulence, a similar order results. Thus measured, the A‐strains are more virulent than the B‐strains, so that A 1, A 2, A 4 and A 5 will kill the mice more quickly than the same dose of B 21, B 22, B 23, B 24 and B XI. The strains B 25, BH 7 and A 3 were unsuitable for comparison as even in the highest dose of 0,5 bouillon‐culture the mice were not killed at this stage. For these strains a mortality time smaller than x must be taken, since illness and death occured among these animals.
6. The time taken for 9 strains to prove fatal (B 25, BH 7 and A 3 were omitted) is inversely proportional to the dose of infection; the less the dose administered, the longer the interval between infection and death.
7. In order to explain the results it has become necessary to go beyond the antigen structure and accept a virulence factor in the strains for mice.

RésuméEtude comparée de la virulence de souches A et B de Erysipelothrix rhusiopathiae (E. muriseptica)On étudia la pathogénité pour la souris blanche de 12 souches de Erysipelothrix rhusiopathiae. Les souches furent différenciées d'après les travaux de Roots et Venske par des essais d'agglutination avec des sérums spécifiques. 5 souches appartenaient au groupe sérologique A et 7 souches au groupe sérologique B. En général, on constata que les souches A possèdent, également pour la souris blanche, une plus grande virulence que les souches B.

2. Pour pouvoir rapporter la virulence au nombre de bactéries qui étaient nécessaires pour une mortalité de 50%, on étudia la vitesse de croissance de chaque souche. On constata que le nombre de bactéries par cm3 de bouillon de culture vieux de 24 heures variait de 131 à 564 millions, ce qui est dans l'ensemble, très peu. En moyenne, les souches A contenaient par cm3 354 millions, les souches B 220 millions de bactéries (bacilles) du rouget capables de se multiplier.
3. Dans ces essais sur la souris blanche, on nota la mortalité après infection avec des doses croissantes des différentes souches. Les chiffres obtenus furent utilisés d'après le procédé de Reed et Muench pour le calcul de la dose lètale au 50% (LD50). LD50 correspondait pour les souches très virulentes (A 1, A 5, A 2, A 4 et B 21) de 1 à 4 bactèeries, pour les moins virulentes (B XI, B 24, B 22 et B 23) de 5 à 14 bacteèies, tandis que la souche B 25 atteignait tout juste la LD50 avec 114 millions de germes. Les souches trés peu pathogénes A 3 et BH 7 pouvaient provoquer chez la souris une maladie, mais pas la mort, même avec 65, respectivement 110 millions de bacteèries (bacilles) du rouget, si bien que la valeur LD50 ne put être prècisèe.
4. Pour obtenir des valeurs comparatives uniformes, on supposa ègal à 100 pour chaque souche le nombre efficace de bactèries qui provoquait une lètalitè de 50% et le degrè de virulence par bactèrie fut calculè d'aprés cette base. Ces << chiffres de virulence >> (Virulenzzahlen) permettent d'etablir un classement des souches d'aprés leur virulence, et une estimation rèciproque des souches. La souche A 1 est en tête avec 71,4. Puis suivent A 5 (38,5), A 2 (37,0), A 4 (31,8), B 21 (27,0), BXI (18,8), B 24 (12,0), B 22 (9,0), B 23 (7,4) et B 25 (0,000 000 87), tandis que pour A3 et BH 7 aucun chiffre ne put être dèterminè.
5. Si l'on prend comme base de dètermination de la virulence le <<temps de survie >> de tous les animaux qui ont ètè infectès par une meme dose, on obtient un classement semblable. La virulence, mesurèe d'après le << tempsde survie >> (Absterbezeit) est plus grande chez les souches A que chez les souches B. Les souches A 1, A 2, A 4 et A 5 peuvent, a à même dose, tuer les souris plus vite que les souches B 21, B 22, B 23, B 24 et BXI. Les << temps de survie >> des souches B 25, BH 7 et A 3 ètaient inaptes à toute comparaison. En effet, ces souches, même aux doses maximales de 0,5 cm3 de bouillon de culture ne tuaient pas toutes les souris. Ainsi le calcul du <<temps de survie >> n'ètait pas possible. Pour ces souches, on est obligè d'admettre en rèalitè un temps de survie plus court que ∞, car les animaux ont èté malades, et certains sont morts.
6. Le temps de survie trouve pour 9 souches (B 25, BH 7 et A 3 ètant exclus) est inversement proportionnel à la dose d'infection, c'est‐à‐dire, plus la dose employé était petite, plus grand éetait l'intervalle entre l'infection et la mort.
7. Pour expliquer les résultats, il est néecessaire de supposer en plus de la structure des antigénes, un facteur de virulence des souches pour la souris.

ResumenInvestigaciones comparativas sobre la virulencia de las cepas A y B del Erysipelothrix rhusiopathiae (E. muriseptica)

1. Se estudiaron 12 cepas del bacilo del mal rojo en cuanto a su patogenidad para los ratones blancos. Siguiendo las experiencias de Roots y Venske por medio de pruebas de aglutinación con sueros especificos de tipo se halló que 5 cepas pertenecian al grupo serológicos A y 7 al grupo serológico B. Por 10 general, se ha podido comprobar que las cepas A poseen también para el ratón blanco una virulencia mayor que las cepas B.
2. Para poder referir la virulencia al número de bacterias necesario para provocar el 50% de mortalidad, se analizó la intensidad de crecimiento de las cepas diversas, viéndose con ello que la cantidad bacteriana por c. c. de un cultivo en caldo de 24 horas oscila entre 131 y 564 millones, es decxier insignificantemente. En las cepas A se registra una presencia promedial de 354 mill, de gérmenes del mal rojo capaces de multiplicarse por cada c. c., y de 220 mill, en las cepas B.
3. En experiencias con ratones blancos se determinó la mortalidad tras infecciones con dosis, que disminuyen escalonadamente, de las diferentes cepas y se utilizaron los valores hallados segú la tecnica de Reed y Muench para el calculo de la dosis letal media. La D. L.50 oscila en las cepas muy virulentas (A 1, A 5, A 2, A 4 y B 21) entre 1 y 4, en las menos virulentas (BXI, B 24, B 22 y B 23) entre 5 y 14 bacterias, mientras queen la cepa B 25 se alcanza la D. L.50 con 114 mill, de gérmenes precisamente. En las cepas escasamente patógenas A 3 y BH 7, se logró que enfermaran, aunque no la muerte de los ratones, respectivamente con 65 y 110 mill, de bacterias, de modo que no se pudo fijar el valor de la D. L.50.
4. Para obtener valores comparativos uniformes se igualó a 100 la cifra bacteriana activa de cada cepa que provocaba el 50% de mortalidad y se calculo segun ello el valor virulento por una nica bacteria. Estas << cifras de virulencia >> permiten establecer tanto una serie de sucesión de las cepas segun su virulencia, como tambien una valoracion reciproca de las mismas. Según esto, la cepa A 1 se halla en cabeza con 71,4, le siguen A 5 (38,5), A 2 (37,0), A 4 (31,8), B 21 (27,0), B XI (18,8), B 24 (12,0), B 22 (9,0), B 23 (7,4) y B 25 (0,000 000 87), mientras que resulta inapreciable la cifra de virulencia en A 3 y BH 7.
5. Si se toma el período o tiempo de mortalidad de todos los animales infectados con la misma dosis, como base para la determinación de la virulencia, entonces se obtiene una sucesión análoga. La virulencia, medida en los períodos de muerte, es mayor en las cepas A que en las cepas B. Utilizando siempre la misma dosificatión, las cepas A 1, A 2, A 4 y A 5 son capaces de matar antes a los ratones que las cepas B, B 21, B 22, B 23, B 24 y B XI. Los periodos de mortandad de las cepas B 25, BH 7 y A 3 eran impropios para efectuar comparaciones, pues todas ellas, aun con la dosis mayor de 0,5 c. c. de cultivo en caldo, no mataban a este grado, resultando así imposible calcular el período de mortalidad. Para estas cepas se tiene que aceptar un período de mortandad menor a ∞ puesse han registrado casos de enfermedad y muerte en los animales de experimentación.
6. El período de mortalidad determinado en 9 cepas (se excluyeron la B 25, BH 7 y la A 3) es inversamente proporcional a la dosis infectiva, esto es, que mientras menor es la dosis utilizada, mayor es el espacio de tiempo que dista entre la infección y la muerte.
7. Para explicarnos los resultados obtenidos se ha impuesto aceptar en las cepas además de la estructura antigénica un factor de virulencia.