Molecular typing of Riemerella anatipestifer serotype 14, an emerging pathogen for ducks

Riemerella anatipestifer ( R. anatipestifer ) causes economically important infections in waterfowl and turkeys. Autogenous vaccines are widely used in duck farming due to the high antigenic variablity of R. anatipestifer and the lack of commercial vaccines. Since a few years, we have isolated increasing numbers of R. anatipestifer serotype 14 from vaccinated and non-vaccinated ducks. To further investigate the epidemiology and to improve the efficacy of autogenous vaccines, we used 49 R. anatipestifer serotype 14 strains and two controls belonging to other serotypes for further typing by pulse-field gel electrophoresis (PFGE) and matrix-assisted laser desorption-ionisation time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF). The strains were isolated between 2008 and 2012 from four different geographic regions, all from ducks with the exception of one isolate originating from a goose. Seven distinct PFGE-patterns forming three clusters were obtained. Group A1 contained all 4 isolates from one of the regions. Group A contained 32 isolates from northwest Germany detected from 2010 onwards suggesting a recent emergence of this clone. All isolates in the study were correctly identified as R. anatipestifer by MALDI-TOF MS. The serotype 14 strains grouped into 8 closely related clusters by using the standard MALDI-TOF MS software. The clusters were unrelated to the data obtained by PFGE indicating that the currently available standard procedures of MALDI-TOF MS are suitable for the species identification of R. anatipestifer , but not for further subtyping within a serogroup. However, both methods confirm that there is considerable variability between R. anatipestifer isolations even within the same serotype. The genotyping by PFGE provides epidemiological information and identifies potentially emerging clones of R. anatipestifer . Such results are of particular value for the production of efficacious autogenous vaccines. Zur molekularen Typisierung von Feldstämmen von Riemerella anatipestifer Serotyp 14, einem Krankheitserreger mit zunehmender Bedeutung für Enten Infektionen durch Riemerella anatipestifer haben eine hohe Bedeutung bei Wassergeflügel und Puten. Da zugelassene Impfstoffe nicht verfügbar sind und wegen der großen antigenetischen Variabilität von R. anatipestifer kommen besonders bei Enten regelmäßig bestandsspezifische Impfstoffe zum Einsatz. Seit einigen Jahren isolieren wir vermehrt R. anatipestifer Serotyp 14-Stämme aus geimpften und ungeimpften Entenbeständen. Um Aufschlüsse über die Epidemiologie zu erhalten und um wirksame Impfstoffe bereitstellen zu können, haben wir 49 R. anatipestifer Serotyp 14-Stämme sowie zwei Kontrollstämme einer Feintypisierung mittels matrix-assisted laser desorption/ionisation time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) sowie Pulsfeld-Gelelektrophorese (PFGE) unterzogen. Die untersuchen Stämme wurden von 2008–2012 aus vier verschiedenen Herkunftsgebieten isoliert und stammten von Enten, bis auf ein Isolat von einer Gans. Es konnten sieben verschiedene PFGE-Bandenmuster erzeugt werden, welche drei Cluster bildeten. Gruppe A1 beinhaltete alle vier Iso­late aus einer der Regionen. Gruppe A schloss 32 Isolate aus Nordwestdeutschland ein. Diese Stämme wurden erst ab 2010 isoliert, was auf eine seit kurzem erfolgende Ausbreitung dieser klonalen Gruppe hinweist. Alle in dieser Studie untersuchten R. anatipestifer -Stämme wurden mittels MALDI-TOF MS korrekt identifiziert. Die Auswertung von durch MALDI-TOF MS ermittelten Massenspektren der zur Serogruppe 14 gehörenden Stämme ergab acht sehr eng verwandte Cluster. Diese Cluster wiesen keine Ähnlichkeit mit den durch die PFGE ermittelten Gruppen auf. Die zur Zeit verfügbare Standardmethodik der MALDI-TOF MS eignet sich demnach problemlos zur Speziesidentifizierung von R. anatipestifer , nicht aber zur weiteren Differenzierung von Stämmen auf Ebene eines Serotyps. In Übereinstimmung belegen beide Methoden die hohe Variabilität von R. anatipestifer auch innerhalb einer Serogruppe. Durch die PFGE-Typisierung lassen sich epidemiologische Informationen gewinnen und sich neu ausbreitende R. anatipestifer -Klone werden erkannt. Diese Befunde sind von besonderem Wert für die Herstellung von wirksamen bestandsspezifischen Impfstoffen.