User:Henrik Flink/sandbox

Inledning (EJ EN RUBRIK PÅ WIKI)

Flavobacterium columnare (F. columnare) är en gramnegativ bakterie som kan orsaka sjukdom (columnaris) hos sötvattenslevande fisk, med hudsår, fenröta och nekros på gälarna som följd.

F. columnare tillhör familjen Flavobacteriaceae och beskrevs första gången redan 1922 av H. S. Davis som upptäckt bakterien på fiskar från Mississippifloden (4,Thomas-Jinu and Goodwin).

Bakterien förekommer i sötvatten världen över och kan infektera både vild och odlad fisk, större sjukdomsutbrott sker under de varmaste sommarmånaderna och drabbar främst fiskodlingar (4,1).

Morfologi och ekologi Morfologi F.columnare är gramnegativa, filamentösa och stavformade bakterier som huvudsakligen bildar gula rhizoid-liknande kolonier (Thomas-Jinu and Goodwin, Welker et al. 2005). Bakterien kan utan att ha flageller utföra glidande rörelser på vått underlag, en egenskap som är förknippad med den rhizoida formen, kolonierna kan även förändra sin morfologi till en hård eller en mjuk icke-rhizoid form. (Kunttu et al. 2009, Kunttu 2010). De olika formerna har varierande virulens och förmågan att ändra form kan vara ett sätt för bakterien att anpassa sig mellan olika livsmiljöer såsom frilevande saprofyt och infektiös patogen (Kunttu 2010). Virulensen är specifik för bakteriestammar och beror troligen på små variationer i ett fåtal gener, den varierar lika mycket inom närbesläktade grupper som mellan mer avlägset besläktade grupper (Thomas-Jinu and Goodwin). Aktiviteten hos det av F.columnare utsöndrande enzymet chondroitin AC lyase som bryter ned bindväv visar positiv korrelation med virulens (Pulkkinen et al. 2010, Decostere et al. 1999). Ekologi Omfattande sjukdomsutbrott av columnaris sker främst under perioder när vattentemperaturen är som varmast (1). F.columnare har en tillväxt som är positivt korrelerad med vattentemperatur och experimentella studier har visat på en ökad mortalitet av columnaris hos laxfiskar vid höga temperaturer (Holt et al. 1975). Ännu opublicerade studier pekar på att förmågan hos F.columnare att bryta ned värdens vävnad påskyndas med ökad temperatur, vilket ökar bakteriens virulens (1). En ytterligare faktor som kan påverka graden av utbrott under högsommaren är att fiskar anpassade till kallt vatten (ex. laxfiskar) får sänkt immunförsvar på grund av den fysiologiska stress som kommer med höga vattentemperaturer (1). F.columnare är känslig mot både höga salthalter och lågt pH, en experimentell studie visade att bakteriens tillväxt stoppades redan vid saltkoncentrationer över 0.1% och ett pH under 6.2 (2). Finska F.columnare-isolat visade ett pH-optimum mellan 7.2-7-4 (2). Det förekommer dock variation mellan olika isolat både vad gäller känslighet för höga saltkoncentrationer och lågt pH (2). Bakterien kan överleva utan värd i både sterilt sjövatten och destillerat vatten i över 2 år (Kunttu 2010). När en fisk infekterats av F.columnare förekommer det ansamlingar av bakterieceller på fiskens kropp och gälar, dessa ytor är täckta av slem och det har visats att fiskens slem påverkar både gen-uttryck och ökad tillväxt hos bakterien (Staroscik och Nelson2008). Fiskodlingar Främst uppmärksammas F.columnaris då virulenta stammar drabbar fiskodlingar, obehandlade utbrott kan innebära en mortalitet på minst 95% (Suomalainen et al. 2005). Utbrott av columnaris innebär betydande ekonomiska problem för den industriella odlingen av prickig dvärgmal (Ictalurus punctatus) i USA (Wagner et al., 2002). I Skandinavien och Finland är utbrott av sjukdomen ett stort hot mot fiskodlingar av atlantlax (Salmo salar), öring (Salmo trutta) och regnbåge (Oncorhynchus mykiss) (1). Det har rapporterats att bakterien infekterar minst 36 fiskarter, andra arter som kan drabbas är guldfisk (Carassius auratus), karp (Cyprinus carpio) och flertalet ålarter (Anguilla spp.) såsom den europeiska ålen (Anguilla anguilla) (Bader et al. 2003). Det är ännu oklart vad infektionskällan till odlingarna är men det har föreslagits att bakterien kommer till odlingen med vattenflödet och därmed härstammar från vattnet uppströms odlingen (Kunttu et al. 2012). Bakteriestammar isolerade från utbrott i odlingar har visats vara mer virulenta än bakteriestammar isolerade från omgivande vattendrag, det finns flera faktorer som indikerar att F.columnare utvecklar högre virulens i den speciella miljö fiskodlingar erbjuder, vilket kan vara en av förklaringarna till de stora utbrott som rapporteras (Kunttu et al. 2012, Pulkkinen et al. 2010). Ett urval av de faktorer som kan påverka graden av columnaris-utbrott i fiskodlingar: 1.	I fiskodlingar är ofta den genetiska variationen hos fiskarna mindre än i naturliga populationer, vilket ger bakterien en möjlighet att anpassa sig efter specifika genotyper hos värden. (Ebert 1998). 2.	Fisken odlas ofta i höga densiteter vilket ökar möjligheten för bakterien att sprida sig mellan värdar, dessutom kan tätheten och miljön i odlingen orsaka stress hos fisken vilket kan påverka dess mottaglighet. (Pulkkinen et al. 2010) 3.	Förflyttning av kontaminerad utrustning inom och mellan odlingsområden kan bidra med att sprida bakterien. (Pulkkinen et al. 2010) 4.	F.columnare har en ökad spridningsförmåga när den sprider sig från en död till en levande värd, jämfört med spridning mellan två levande värdar. I fiskodlingar där fisken lever mycket tätt kan det därmed innebära en fördel att vara virulent så att värden dör då det är troligt att övriga fiskar kommer i kontakt med bakterierna från den döda fisken. I naturliga vattendrag så är det däremot mindre chans att bakterier från en död fisk kommer i kontakt med oinfekterad fisk och därmed borde fördelen att döda värden inte vara lika stor. (Pulkkinen et al. 2010) 5.	Den antibiotika som vanligtvis ges i fiskodlingar vid sjukdomsutbrott är endast effektiv om fisken äter den ihop med sin föda, bakterier som hinner döda eller skada värden så pass mycket att den inte kan äta undkommer antibiotikan och har en konkurrensfördel. (Pulkkinen et al. 2010).

Referenser Diagnostik, förebyggande åtgärder och behandling Diagnostik: Vanligtvis identifieras F.columnare genom att bakterien isoleras från infekterad vävnad eller kroppsytor på smittad fisk, men den kan även isoleras genom vattenprover vilket möjliggör upptäckt av det frilevande stadiet (Bader et al. 2003, Kunttu et al. 2012). Bakterien kan bestämmas till art genom cellodling på näringsfattigt medium och mikroskopi; eller till art och stam genom genetisk diagnostik (4, Bader et al. 2003). Bakterien kan även identifieras genom serologiska metoder (4). Förebyggande åtgärder: Det finns flera metoder i skötseln av en fiskodling som kan minimera risken för allvarliga utbrott av columnaris. Höga nivåer av nitrit och organiskt material ökar spridningsförmågan hos F.columnare genom att öka förmågan för bakterien att fästa till gälarna på värdfisken, det kan därför verka preventivt att hålla dessa nivåer nere (Declercq et al. 2013). Om densiteterna av fisk i odlingen reduceras under varma perioder kan mortaliteten minskas, både genom att spridningshastigheten blir långsammare och genom att mängden organiskt material minskar. (Suomalainen et al. 2005b) Vattensamlingar utan fisk kan desinfekteras med hjälp av ozon, salt eller syror (Declercq et al. 2013). I odlingar av fisk som tål höga salthalter kan salt tillsättas i vattnet under odlingen för att minska mortaliteten (Declercq et al. 2013). Vaccinering av fisk förekommer och nya effektiva och kommerciellt gångbara vaccin är under utveckling (Bater et al. 2003). Behandling: Utbrott av columnaris behandlas vanligen med antibakteriella medel vilket är den mest effektiva metoden i dagsläget (Suomalainen et al. 2005). Antibiotika kan administreras genom badning av fisk, med det fungerar endast i ett tidigt stadium då infektionen är ytlig, vid mer långtgående infektioner krävs antibiotika som intas tillsammans med fiskens föda (Declerq et al. 2013). Användandet av antibiotika är dock inte oproblematiskt utan kan ge allergiska bekymmer för de som arbetar i odlingen, antibiotikaresistens kan också utvecklas, en egenskap som potentiellt sätt kan sprida sig till humanpatogena bakterier (Declerq et al. 2013). Infekterad fisk kan badas i kemiska ämnen som verkar bakteriedödande, bland annat har det visat sig framgångsrikt att använda bensalkoniumklorid, kloramin-T, väteperoxid, kaliumpermanganat och kopparsulfat (Suomalainen et al. 2005). Noteras bör dock att kemikalierna kan vara skadliga för både fisken och människor som kommer i kontakt med dem (Suomalainen et al. 2005). Trots att F.columnare visat sig vara mycket känslig mot höga saltkoncentrationer och lågt pH så har badning av infekterad fisk i sådana lösningar visat sig vara ineffektiv, en förklaring till detta är att bakterien befinner sig under fiskens buffrande och osmotiskt skyddande slemlager och därmed undkommer behandlingen (Suomalainen et al. 2005). Historia När bakterien för första gången beskrevs av HS Davis år 1922 så föreslog han namnet Bacillus columnaris, han motiverade valet av artepitetet columnaris utefter hur den lättast kändes igen under användandet av ljusmikroskop. Efter att en liten bit infekterad vävnad eller fjäll skrapats bort och placerats i en droppe vatten på ett objektsglas och satts under tryck av ett täckglas så organiserar sig samlingar av bakterien på kanterna av den infekterade materian på ett sätt som ser ut som kolumner. (Davis 1922) Från det att arten identifierades första gången och tills den fick sitt nuvarande vetenskapliga namn Flavobacterium columnare så har bakterien klassificerats som Chondrococcus columnare, Cytophaga columnare och Flexibacter columnare. (Bernardet and Grimont 1989)

Referenser