Studies on Escherichia coli in Pigs IV. Reactions of Escherichia coli strains in the ligated intestine test1
Authors: Söderlind O. 
Published: August 2010

SummaryTwo‐hundred and three E. coli strains, previously defined biochemically and serologically, isolated from pigs in herds with enteritis and/or diarrhoea problems, were examined by the ligated intestine test in pigs and rabbits.A further 13 E. coli strains from calf, bull, and man were also examined.Out of the 203 pig strains examined in the ligated intestine test in pigs, 139 strains (68%) belonged to one or other of the most frequently isolated O‐groups 8, 138, 139, 141, 147, and 149. Some of the strains in the same O‐group were positive and some were negative in the ligated intestine test in pigs. Ninety‐eight (71%) of the said 139 strains were able to dilate ligated intestinal segments (classes 1 and 2), all the 31 strains of O‐groups 147 and 149 being included in this number. Only 1 out of 11 strains of O‐group 139 had gut‐dilating activity. The remaining 14 positive strains belonged to several other, different, O‐groups.Out of the 203 examined strains from pigs, 99 (49%) caused dilatation of intestinal loops in pigs 4 to 10 weeks old (class 1). Thirteen strains (6%) caused dilatation only in pigs younger than 14 days (class 2). The other 91 strains failed to give any reaction (class 3).The results obtained in this study indicated that the presence of K antigen is not a prerequisite for a positive reaction in the ligated intestine test.According to the present investigation, there are at least three groups of pathogenic E. coli strains: 1) enterotoxin‐producing strains that cause septicaemia, 2) enterotoxin‐producing strains that do not cause septicaemia, and 3) strains that cause septicaemia but have no demonstrable enterotoxin‐producing ability.In the present investigation, strains belonging to the most frequent O‐groups tended to be enterotoxic more often than strains of other O‐groups. The enterotoxicity of the E. coli strains, however, does not depend only on their O antigen.The majority of the “monogroupic” E. coli strains, i. e. all strains isolated from one pig represented a single O‐group, belonged to the most frequent O‐groups and were positive in the ligated intestine test, whereas most of the “polygroupoc” E. coli strains, i. e. the colonies examined from one pig belonged to several O‐groups, had no ability to dilate pig intestinal loops.The ability of the strains to dilate rabbit intestinal loops varied and was not reproducible in repeated tests.If the following factors are taken into consideration, the reactions of strains isolated from pigs are reproducible in the ligated intestine test: 1) age of the pig, 2) individual reaction ability, and 3) diminished sensitivity to the test in the distal parts of the gut.These studies confirm that the ligated instetine test can be used in pigs for testing the enterotoxicity of E. coli strains isolated from pigs.ZusammenfassungUntersuchungen über E. coli aus Schweinen IV. Reaktionen von E. coli Stämmen im Darm‐Ligatur‐Test203 E. coli Stämme, isoliert aus Schweinebeständen mit Enteritis‐ und Diarrhoeproblemen und vorher biochemisch und serologisch bestimmt, wurden im Darm‐Ligatur‐Test am Schwein und Kaninchen geprüft.13 E. coli Stämme vom Kalb, Bullen und Menschen wurden ebenfalls geprüft.Die Reaktionen von aus Schweinen isolierten E. coli Stämmen waren im Darm‐Ligatur‐Test reproduzierbar und zeigten, daß folgende Faktoren beachtet werden müssen: 1. Alter der Versuchstiere, 2. die Tatsache, daß sich die Empfindlichkeit des Testes in den hinteren Darmabschnitten stufenweise ver‐ringert und 3. die individuelle Reaktionslage.Von den 203 im Darm‐Ligatur‐Test am Schwein geprüften E. coli Stämmen gehörten 139 Stämme (68%) zu den am häufigsten isolierten O‐Gruppen 8, 138, 139, 141, 147 und 149. Einige der Stämme mit der gleichen O‐Gruppe waren im Darm‐Ligatur‐Test am Schwein positiv und einige negativ. 98 (71%) der besagten Stämme waren imstande abgebundene Darmsegmente zu dilatieren (Klasse 1 und 2). Alle 31 Stämme der O‐Gruppen 147 und 149 sind in dieser Zahl enthalten. Nur einer der 11 Stämme der O‐Gruppe 139 hatte darmdilatierende Eigenschaften. Die verbleibenden 14 positiven Stämme gehörten zu verschiedenen anderen O‐Gruppen.Von den 203 geprüften Schweinestämmen waren 99 (49%) im Darm‐Ligatur‐Test bei 4 bis 10 Wochen alten Schweinen positiv (Klasse 1), während 13 Stämme (6%) nur in Schweinen jünger als 14 Tage positiv waren (Klasse 2). 91 Stämme gaben keine Reaktionen (Klasse 3).Die Untersuchungen bestätigten, daß der Darm‐Ligatur‐Test am Schwein dazu benützt werden kann, die Enterotoxizität von E. coli Stämmen aus Schweinen zu prüfen. Die Enterotoxizität der E. coli Stämme scheint nicht in direktem Zusammenhang mit ihren O‐Antigenen zu stehen. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, daß das Vorhandensein von K‐Antigenen nicht für eine positive Reaktion im Darm‐Ligatur‐Test notwendig ist.Auf Grund der vorliegenden Untersuchungen können wir die E. coli Stämme in 3 Gruppen einteilen: 1. Enterotoxin‐produzierende Stämme die Septikämie verursachen, 2. Enterotoxin‐produzierende Stämme die keine Septikämie verursachen und 3. Stämme die Septikämie verursachen, aber keine nachweisbare Fähigkeit zur Enterotoxin‐Bildung besitzen.Die Fähigkeit der Stämme Darm‐Ligaturen beim Kaninchen zu dilatieren variierte und war in wiederholten Versuchen nicht reproduzierbar.RésuméRecherches sur E. coli chez les porcs IV. Réactions de souches E. coli dans le test de ligature de l'intestinOn a examiné 203 souches E. coli, isolées dans des exploitations porcines ayant des problèmes d'entérite et de diarrhée. Les souches ont été caractérisées biochimiquement et sérologiquement, puis testées dans le test de ligature de l'intestin chez le porc et le lapin. On a également examiné 13 souches E. coli isolées chez le veau, le taureau et l'être humain. Les réactions des souches E. coli porcines ont pu être reproduites dans le test de ligature de l'intestin et montrèrent qu'il fallait considérer les facteurs suivants: 1. l'âge des animaux testés. 2. Le fait que la sensibilité du test est progessivement diminuée dans les portions distales de l'intestin. 3. Les réactions individuelles.139 (68%) des 203 souches E. coli examinées dans le test de ligature chez les porcs appartenaient aux groupes O 8, O 138, O 139, O 141, O 147 et O 149 isolés le plus fréquemment.Quelques souches du même groupe O se sont révélées positives pour les unes et négatives pour les autres dans le test de ligature chez le porc. 98 (71%) des souches mentionnées ont été en mesure de dilater les segments intestinaux ligaturés (classe 1 et 2); les 31 souches des groupes O 147 et O 149 étaient toutes comprises dans ce nombre. Une seule souche des 11 du groupe O 139 avait des propriétés de dilatation de l'intestin. Les 14 souches positives restantes appartenaient à divers groupes O.99 (49%) des 203 souches porcines examinées dans le test de ligature furent positives chez des porcs âgés de 4 à 10 semaines (classe 1) alors que 13 souches (6%) n'étaient positives que chez des porcelets de moins de 14 jours (classe 2). 91 souches ne donnèrent aucune réaction (classe 3).Les recherches confirmèrent que le test de ligature chez le porc peut être utilisé pour l'examen de l'entérotoxicité des souches E. coli porcines. L'entérotoxicité des souches E. coli ne semble pas directement liées aux antigènes O. Les résultats de ce travail montrent que la présence des antigènes K n'est pas nécessaire pour une réaction positive dans le test de ligature.On peut, sur la base des recherches faites, diviser les souches E. coli en 3 groupes.

Des souches produisant une entérotoxine et provoquant une sépticémie.
Des souches produisant une entérotoxine et ne provoquant pas de sépticémie.
Des souches provoquant une sépticémie mais ne possédant pas un pouvoir démontrable de production d'entérotoxine.

La capacité des souches de dilater les portions intestinales ligaturées chez le lapin variait et n'était pas reproductible lors d'essais répétés.ResumenEstudios sobre Escherichia coli en cerdos IV. Reacciones de las estirpes E. coli en la prueba de ligadura intestinal203 estirpes E. coli, aisladas en explotaciones porcinas con problemas entericos y diarreicos, y clasificadas bioquímica y serológicamente, se examinaron por la prueba de ligadura intestinal en cerdos y conejos.También se examinaron 13 cepas E. coli de terneros, toros y humanas. Las reacciones de las cepas E. coli aisladas en cerdos eran reproducibles en la prueba del intestino ligado y mostraban que se deben considerar los factores siguientes: 1. edad de los animales de ensayo, 2. el hecho de que la sensibilidad de la prueba disminuye gradualmente en los tramos intestinales posteriores, y 3. la reacción individual.De la 203 estirpes E. coli examinadas por la prueba del intestino ligado en cerdos, 139 estirpes (68%) pertenecían a los grupos O aislados con frecuencia mayor: 8, 138, 139, 141, 147 y 149. Algunas de las cepas con el mismo grupo O eran positivas en la prueba del intestino ligado en el cerdo y otras eran negativas. 98 (71%) de las cepas mencionadas eran capaces de dilatar los segmentos intestinales ligados (clases 1 y 2). Todas las 31 estirpes de los grupos 147 y 149 están incluidas en esta cifra. Solo una de las 11 cepas del grupo O 139 presentaba propiedades dilatadoras en el intestino. Las 14 cepas positivas restantes pertenecían a otros grupos O diversos.De las 203 estirpes porcinas analizadas eran 99 (4%) positivas en la prueba del intestino ligado en cerdos de 4 a 10 semanas de edad (clase 1), mientras que 13 cepas (6%) solo eran positivas en lechones menores de 14 días (clase 2). 91 cepas no reaccionaban.Las investigaciones confirman que la prueba en intestino ligado de cerdo se puede utilizar para estudiar la enterotoxicidad de las estirpes E. coli procedentes de cerdos. La enterotoxicidad de las cepas E. coli no parece estar en relación directa con sus antígenos O. Los resultados del trabajo presente muestran que la existencia de antígenos K no es requisito para obtener una reacción positiva en la prueba del intestino ligado.De acuerdo a estos estudios, podemos clasaficar las cepas E. coli en 3 grupos: 1. cepas productoras de enterotoxinas que ocasionan septicemia, 2. cepas productoras de enterotoxinas que no originan septicemia, y 3. cepas que causan septicemia sin disponer de ninguna capacidad identificable para formar enterotoxinas.Variaba la facultad de las cepas de dilatar las ligaduras intestinales en el conejo y no era reproducible en ensayos repetidos.