Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Dairy farming in Uganda provides a source of food, employment and income. Previous studies have revealed high frequencies of bovine mastitis, a costly disease for the dairy farmer. The aims of this study were to investigate the bacteriological panorama in milk from udder quarters with clinical (CM) and subclinical mastitis (SCM) and to determine the antimicrobial susceptibility in staphylococcal isolates. Further, we intended to establish the prevalence of subclinical mastitis and to investigate some environmental factors and animal properties that might influence the frequency of mastitis. For CM, farmers made contact with the members of this study when recognizing an animal with CM. Cows were clinically examined, all quarters were examined by California Mastitis Test (CMT) and milk samples for bacteriological culturing were collected from all quarters positive for CM. A total of 24 milk samples from were collected from 18 animals. For SCM, cows were examined by CMT during afternoon milking and the diagnose of SCM was based on a CMT value ≥ 3 in quarter milk and the prevalence at cow level was determined based on the presence of SCM in at least one udder quarter. Due to practical reasons bacteriological examination of SCM cases was performed only on milk samples with a CMT ≥ 4 (n=166) which were collected from 78 animals. Bacteriological analyses were done locally at Makerere University, Kampala, Uganda and at the Swedish Veterinary Institute (SVA), Uppsala, Sweden. Antimicrobial susceptibility was tested in staphylococcal isolates. Chi2 test and multi-variable analysis was executed to determine what factors influence the frequency of CM and SCM with a CMT ≥ 4 (SCM-CMT ≥ 4). Of the animals with CM, 22 % were affected in > 1 udder quarter. Concurrent SCM in ≥ 1 quarter was found in 83 % of the animals. At quarter level, 33.5 % of quarters were positive for CM and 47 % of quarters had SCM. The most common pathogen found in CM was coagulase negative staphylococci (CNS) (29 %), followed by Escherichia coli (12.5 %). Of the Staphylococcus (S.) aureus and CNS isolates from CM, 100 % were positive for β-lactamase production. A higher frequency of CM cases was seen in smaller herds, in open grazing systems and in animals with a parity > 1. Subclinical mastitis in ≥ 1 quarter was found in 90 % of the animals that were screened during afternoon milking. At quarter level, the prevalence of SCM was 63 %. The most common pathogen isolated from subclinical mastitis was CNS (12.0 %) followed by Streptococcus agalactiae (8.4 %). Of the S. aureus and CNS isolates 6/7 (86 %) and 16/20 (80 %) were positive for β-lactamase production. A higher frequency of SCM-CMT ≥ 4 cases was seen in zero- and confined grazing systems and in animals with a parity > 1. Zero-grazing systems were correlated to animals in poor hygienic conditions and were more common in smaller herds. Coagulase negative staphylococci, coliforms and S. aureus were more common in CM than in SCM-CMT ≥ 4 cases while streptococci were more common among the SCM-CMT ≥ 4 cases. In conclusion, the most common agent found in CM and SCM-CMT ≥ 4 was CNS and a high prevalence of SCM was revealed. The majority of staphylococci were positive for β-lactamase production but there was no evidence of methicillin resistant S. aureus. Parity, grazing system and herd size were factors that significantly influenced the frequency of mastitis. It was evident that the milking hygiene procedures were generally poor and probably a contributing factor to the poor udder health. Also, the easy access of pharmaceuticals constitutes a risk in the development of antimicrobial resistance among bacteria.

Att producera mjölk i Uganda ger tillgång till föda, sysselsättning och inkomst. I tidigare studier från Uganda och andra u-länder har man funnit hög prevalens av mastit, en mycket kostsam sjukdom för mjölkproducenter. Målet med studien var att få en bättre bild av mastitläget i Uganda genom att undersöka vilka patogener som fanns i mjölk från juverdelar med klinisk och subklinisk mastit, samt att undersöka känslighet mot antibiotika hos stafylokocker. Vi ville också fastslå prevalensen av subklinisk mastit och undersöka några individ- och miljöfaktorers påverkan på mastitfrekvensen. Mjölkproducenter hörde av sig till oss när de upptäckte ett fall av klinisk mastit. Klinisk undersökning av djuret utfördes och alla spenar blev undersökta med Cailfornia Mastitis Test (CMT). Mjölkprov för bakteriologisk undersökning samlades från alla spenar med klinisk mastit och totalt 24 prover samlades från 18 djur. Beträffande subklinisk mastit besöktes gårdar under eftermiddagsmjölkningen och CMT-undersökning utfördes på mjölkade kor. Diagnosen subklinisk mastit baserades på CMT ≥ 3 på juverdelsnivå och prevalensen på konivå baserades på subklinisk mastit i minst en juverdel. Av praktiska skäl togs mjölkprover för bakteriologisk odling från alla juverdelar med CMT ≥ 4 och 166 prover samlades från 78 djur. Bakteriologiska analyser utfördes lokalt på Makerere University, Kampala, Uganda och på Statens veterinärmedicinska anstalt (SVA), Uppsala, Sverige. Stafylokocker undersöktes med avseende på antibiotikaresistens. Chi2-test och multivariabelanalyser utfördes för att undersöka vilka faktorer som påverkade frekvensen av klinisk mastit och subklinisk mastit med CMT ≥ 4. Av de djur som identifierades med klinisk mastit hade 22 % klinisk mastit i mer än en juverdel. Hos 83 % av djuren fanns samtidig subklinisk mastit i minst en juverdel. På juverdelsnivå var 33,5 % av juverdelarna positiva för klinisk mastit och 47 % av juverdelarna hade subklinisk mastit. Den vanligaste patogenen var koagulasnegativa stafylokocker (KNS) följt av Escherichia coli (12,5 %). Av alla Staphylococcus (S.) aureus- och KNS- isolat från kor med klinisk mastit var 100 % β-laktamaspositiva. Frekvensen av klinisk mastit var högre i mindre besättningar, i öppna betessytem och hos djur med kalvningsnummer > 1. Subklinisk mastit i minst en juverdel fanns hos 90 % av djuren och prevalensen på juverdelsnivå var 63 % hos djuren som undersökts med CMT under eftermiddagsmjölkning. Hos de subkliniska mastiterna var KNS (12,0 %) den vanligaste patogenen följd av Streptococcus agalactiae (8,4 %). Av S. aureus- och KNS- isolaten var 80 % positiva för β- laktamasproduktion. Fler fall av SCM-CMT ≥ 4 sågs i betesfria system och i begränsade betessystem. De betesfria systemen var kopplade till sämre hygienstatus hos djuren och mindre besättningar. Vid jämförelse av kliniska fall av mastit och fall med SCM-CMT ≥ 4 var KNS, koliformer och S. aureus vanligare hos kliniska fall medan streptokocker var vanligare hos fall med SCM-CMT ≥ 4. För att sammanfatta var KNS den vanligaste patogenen hos både kliniska mastiter och från fall med SCM-CMT ≥ 4. De flesta stafylokockerna var resistenta mot penicillin men inga meticillinresistenta S. aureus påvisades. Kalvningsnummer, besättningsstorlek och betessystem var de faktorer som påverkade mastitförekomsten. Det var tydligt att det fanns brister i hygienrutinerna vid mjölkning, något som troligen bidragit till dålig juverhälsa. Fri tillgång till läkemedel var också en observerad riskfaktor för utvecklingen av resistenta bakterier.