A paradigm of one-health in small ruminant farms: subclinical mastitis, isolation and characterisation of bacteria from the milking machine, interactions between animals – people – environment – bacteria

Abstract

The present thesis focuses in a paradigm of one-health in small ruminant farms: the study of associations between mammary infections, irregulaties at the milking parlour, human resources and some environmental factors, all these revolving at the milking parlour of the farms. Specific objectives of the thesis are as below.(a) The description of the incidence risk of subclinical mastitis in dairy flocks throughout the milking period, the presentation of potential associations of subclinical mastitis with the quality of milk, the identification of risk factors for high-incidence risk of the infection, the description of the incidence risk of isolation of antibiotic-resistant staphylococci from cases of subclinical mastitis throughout the milking period and the identification of risk factors for high-incidence of the recovery of antibiotic-resistant staphylococci.(b) The description of staphylococcal populations on the teatcups of milking parlours in dairy sheep and goat farms, the identification of predictors for the presence of staphylococcal isolates on the teatcups, the evaluation of relationships with total bacterial counts and somatic cell counts in bulk-tank milk and the establishment of patterns of susceptibility to antibiotics for the staphylococcal isolates and the idenfication of predictors for the recovery of resistant isolates.(c) The study of potential associations between the findings of staphylococci on teatcups with the application of anti-staphylococcal mastitis vaccinations in the farms that were visited during the investigation(d) The description of the prevalence of irregular findings on teatcups in milking parlours with dairy sheep and goats after the post-milking cleaning procedures had been completed, the association of staphylococcal isolation from teatcups with the presence with irregular findings and the identification of predictors of the presence of irregular findings on teatcups The thesis is divided into four chapters followed by the General Discussion. Chapter I includes a longitudinal study was performed among 12 dairy sheep flocks in Greece. Mammary secretion samples from 240 ewes and bulk-tank milk samples were collected in four repeated visits over a period of six months for bacteriological, chemical and cytological examinations. Overall, the incidence risk of subclinical mastitis throughout the study period was 51.7% and it varied among farms from 25.0% to 75.0%. The respective figure for staphylococcal subclinical mastitis was 48.8%. The incidence risk of recurrence of subclinical mastitis among ewes in the flocks was 35.4%. The most frequently identified bacteria from cases of subclinical mastitis were Staphylococcus aureus and Staphylococcus simulans; of the mastitis-causing staphylococcal isolates, 65.4% were biofilm-forming. Somatic cell counts in bulk-tank milk progressively increased as the lactation period advanced, with significant increases seen on the third and fourth visits to the farms. Somatic cell counts in bulk-tank milk correlated well with prevalence of subclinical mastitis in flocks. A significant inverse correlation and a significant positive correlation were seen for prevalence of subclinical mastitis versus total protein content or added water in bulk-tank milk. During multivariable analysis, younger age of newborns when taken away from the dam and consequently early start of milking of ewes, omission of anti-mastitis vaccination of ewes and lack of employed staff on the farms emerged to be significantly associated (positively) with increased incidence risk of subclinical mastitis. Staphylococcal isolates from subclinical mastitis were evaluated for antibiotic resistance to 18 antibiotics. Antibiotic resistance was detected in 57 of the 179 staphylococcal isolates from subclinical mastitis (31.8%). Resistance was recorded against 11 antibiotics, most often against ampicillin (63.2% of isolates), penicillin (63.2%) and tetracycline (47.4%). Isolates resistant to ampicillin and penicillin were recovered in all 12 farms. Twenty-one multidrug-resistant isolates (11.7%) were also recovered. The incidence risk of isolation of staphylococci resistant to at least one (any) antibiotic throughout the study period was 23.8%. The incidence risk of isolation of staphylococci resistant to oxacillin was 5.0%; that of isolation of multidrug-resistant staphylococci was 8.8%. With regard to increased incidence risk of isolation of staphylococci resistant to at least one (any) antibiotic and increased incidence risk of isolation of staphylococci resistant to oxacillin, the omission of an-ti-staphylococcal mastitis vaccination of ewes emerged as a risk factor. With regard to increased incidence risk of isolation of multidrug-resistant staphylococci, the following variables emerged as risk factors: higher number of antibiotics used on the farm for the treatment of mastitis and younger age of lambs taken away from their dam. Most biofilm-forming antibiotic-resistant staphylococci were recovered from farms where anti-staphylococcal mastitis vaccination was not applied (55.9% versus 44.1% from farms where anti-staphylococcal mastitis vaccination was applied). Chapter II includes a cross-sectional study of 255 sheep and 66 goat farms across Greece, swab samples were collected from 1115 and 303, respectively, teatcups (upper (approx. 1–1.5 cm deep) and lower (approx. 10-12 cm deep) part) for staphylococcal recovery, identification, and assessment of biofilm-formation. A total of 241 and 87, respectively, contaminated teatcups (21.6% and 28.7%) were found in 105 sheep farms (41.2%) and in 35 goat farms (53.0%). Staphylococci were more frequently recovered from the upper than the lower part of teatcups: 299 versus 97 teatcups, respectively, in sheep farms and 73 versus 43 teatcups, respectively, in goat farms. After identification, 186 staphylococcal isolates were recovered from samples from sheep farms: S. aureus, Staphylococcus equorum, Staphylococcus lentus , Staphylococcus haemolyticus, Staphylococcus sciuri predominated. Also after identification, 67 staphylococcal isolates were recovered from samples from goat farms: S. aureus, Staphylococcus capitis and S. equorum predominated. Of these isolates, 88.7% and 82.1%, respectively, were biofilm-forming. In multivariable analysis, increased age of culling ewes, presence of working staff in the farm and omission of using detergent for parlour cleaning after the milking sessions, for sheep farms, and the annual incidence of clinical mastitis, for goat farms, emerged as only significant factors associated with the isolation of staphylococci from the teatcups. Of the 186 isolates recovered from sheep farms, 144 (77.4%) were resistant to at least one antibiotic and 81 (43.6%) were multidrug-resistant, and of the 67 isolates recovered from goat farms, 23 (34.3%) were resistant to at least one antibiotic and 14 (22.4%) were multidrug-resistant. Among isolates from sheep farms, resistance was found more frequently against penicillin and ampicillin (58.6% of isolates), clindamycin (42.5%), oxacillin (28.0%), fosfomycin (26.3%), fucidic acid (25.8%), tetracycline (21.0%) and erythromycin (18.8%). In multivariable analyses, the following variables were found to be associated with the isolation of antibiotic-resistant staphylococci: season of the year (autumn, winter) when sampling was performed, the lower level of general education of the farmer, presence of working staff in the flock, higher average age of culling females (for recovery of isolates resistant to at least one antibiotic), intensive or semi-intensive management system applied in flock, high annual frequency of systemic disinfections in the farm (for recovery of oxacillin-resistant isolates) and the omission of using detergent for parlour cleaning after the milking sessions (for recovery of multidrug-resistant isolates). Among isolates from goat farms, resistance was found more frequently against penicillin and ampicillin (22.4% of isolates), fosfomycin (17.9%), clindamycin (14.9%), erythromycin, and tetracycline (13.4%). In multivariable analyses, the following variables were found to be associated with the isolation of antibiotic-resistant staphylococci: the annual incidence of clinical mastitis in the herd (for recovery of isolates resistant to at least one antibiotic) and the omission of using detergent for parlour cleaning after the milking sessions (for recovery of isolates resistant to at least one antibiotic and of multidrug-resistant isolates).Chapter III includes a study to potentially associate the findings regarding staphylococcal populations in teatcups with the use of anti-staphylococcal mastitis vaccinations in the sheep and goat farms described previously. The proportion of contaminated teatcups was smaller in farms where vaccination against anti-staphylococcal mastitis in general or vaccination specifically against mastitis caused specifically by biofilm-forming staphylococcal strains was applied, 19.7% or 10.9%, respectively, versus 25.5% in farms without vaccination. In farms where vaccination against mastitis caused specifically by biofilm-forming staphylococcal strains was applied, the proportion of contaminated teatcups was smaller: 20.4% versus 48.3% in farms without vaccination. Chapter IV includes a study of macroscopically irregular findings in teatcups, which were macroscopically evaluated for the presence of irregular findings. Teatcups with macroscopically evident irregular findings were observed in 150 milking parlours (46.7%). Overall, 593 teatcups (41.8%) were found with macroscopically evident irregular findings. Dirt, milk residues and cracks or tears were recorded in the teatcups of 90.0%, 36.0% and 12.7% of parlours with irregular findings. Staphylococci were more frequently isolated from teatcups with irregular findings than from undamaged ones: from 37.4% (222/593) versus 12.8% (106/825). They were more frequently isolated from teatcups with milk residues (39.4%) and teatcups with dirt (39.0%). In multivariable analysis, the following three variables emerged as significant predictors of presence of teatcups with irregular findings: the daily number of milking sessions, month into the lactation period at sampling and number of available milking units per animal position. This thesis presents, for the first time, a paradigm of one-health at the milking parlour in small ruminant farms: the findings indicate that, further to bacteria, human resources and environmental factors are important for mammary infections occurring at the milking parlour. The findings underline the complex interactions that occur and may lead to mammary infection. More specific conclusions derived from the results of the present thesis are as follows.(a) Given the significance of dairy sheep production in the agricultural sector of Greece, there is always interest in the study of mastitis and the monitoring of the situation in flocks in the country. The results have provided evidence regarding the subclinical mastitis in the country. The findings have presented, for the first time internationally, the importance of human resources as a risk factor for the incidence of subclinical mastitis in dairy flocks; they have thus indicated another interaction between people and animals in the food-production chain, as well as the actions that farmers may take to recuperate income.(b) The results of a longitudinal study into the incidence and the risk factors for isolation of antibiotic-resistance staphylococci are presented. There was a progressive increase in the frequency of isolation of resistant staphylococcal isolates, in line with the progressively increasing frequency of subclinical mastitis. Antibiotic resistance was detected in approximately in one-third of the isolates studied against 11 antibiotics. Omission of vaccination against anti-staphylococcal mastitis was found to be a risk factor for increased incidence risk of isolation of resistant staphylococci. Most biofilm-forming resistant staphylococci were recovered from farms, where anti-staphylococcal mastitis vaccination was not applied.(c) The study investigated, for the first time internationally, the isolation of staphylococci from teatcups of milking parlours and their antibiotic resistance profiles, as well as relevant predictors. Staphylococci were isolated from the teatcups of milking parlours, despite post-milking cleaning; most of the isolates were biofilm-forming, which is a property that helps the bacteria to attach to the teatcups and survive unfavourable environmental conditions. Various variables have emerged with a significance with the recovery of antibiotic-resistant isolates; these should be taken into account in the formulation of health management programs, as well as in the training of farmers regarding the application of correct practices. The consistent emergence of the omission of detergent use being associated with the isolation of multidrug-resistant staphylococci, is possibly the result of the presence of large bacterial populations on the teatcups and may contribute to the horizontal transfer of resistance genes.(d) A reduced frequency of staphylococcal recovery from teatcups was noted in farms where anti-staphylococcal vaccination was performed; this was possibly the effect of reduced excretion of staphylococci in milk of vaccinated animals. This finding confirms that anti-staphylococcal mastitis vaccination can reduce staphylococcal dissemination in the farms.(e) The study provides, for the first time internationally, an appraisal of the frequency of problematic teatcups in the milking parlours of small ruminant farms. The analysis for identification of predictors has provided a focus for specific management aspects, where interventions need to be performed, in order to improve the situation in farms with problems. The consequent increased staphylococcal burden on teatcups with irregular findings points to the increased risk of intramammary infections in such cases. The entirety of the data will help to understand interactions between animals – people – bacteria – environment within the milking parlour in sheep / goat farms, to provide further relevant information about the situation in the farms, to provide efficiency for time, to support development of relevant technologies and to optimise health management practices. Along with further work from our group and with work of other researchers in Greece and internationally, ultimately it may thus be created a vision for the future of the small ruminant industry in Greece.

Η παρούσα διατριβή αποσκοπεί στην παρουσίαση ενός υποδείγματος ενιαίας υγείας στις εκτροφές μικρών μηρυκαστικών και αναφέρεται στη μελέτη των αλληλεπιδράσεων μεταξύ ενδομαστικών λοιμώξεων, προβλημάτων στο αρμεκτικό σύστημα, ανθρώπινων πόρων και ορισμένων περιβαλλοντικών παραγόντων, όπως αυτά λαμβάνουν χώρα στο αρμεκτήριο στις εκτροφές. Οι ειδικοί στόχοι της διατριβής είναι οι ακόλουθοι.(α) Η περιγραφή του ρυθμού προσβολής από υποκλινική μαστίτιδα σε εκτροφές προβάτων κατά την αρμεκτική περίοδο, η παρουσίαση δυνητικών συσχετίσεων της υποκλινικής μαστίτιδας με την ποιότητα γάλακτος, η ταυτοποίηση παραγόντων επικινδυνότητας για τον αυξημένο ρυθμό προσβολής από τη λοίμωξη, η περιγραφή του ρυθμού απομόνωσης σταφυλοκόκκων ανθεκτικών στα αντιβιοτικά από περιστατικά με υποκλινική μαστίτιδα και η ταυτοποίηση παραγόντων επικινδυνότητας για τον αυξημένο ρυθμό απομόνωσης τέτοιων στελεχών από περιστατικά υποκλινικής μαστίτιδας, (β) Η περιγραφή των πληθυσμών σταφυλοκόκκων στα θήλαστρα στα αρμεκτήρια σε εκτροφές προβάτων και αιγών κατά την αρμεκτική περίοδο, η ταυτοποίηση προσδιοριστών για την παρουσία σταφυλοκόκκων στα θήλαστρα, η αναζήτηση συσχετίσεων με τον αριθμό των σωματικών κυττάρων και την ολική μεσόφιλη χλωρίδα στο γάλα της παγολεκάνης των εκτροφών, η ανάδειξη των προτύπων αντιμικροβιακής αντοχής των εν λόγω στελεχών σταφυλοκόκκων και η ταυτοποίηση προσδιοριστών για την απομόνωση αντιβιοάντοχων σταφυλοκόκκων από τα θήλαστρα, (γ) Η αξιολόγηση δυνητικών συσχετίσεων μεταξύ της απομόνωσης σταφυλοκόκκων από τα θήλαστρα στο αρμεκτήριο και της εφαρμογής εμβολιασμού κατά της σταφυλοκοκκικής μαστίτιδας σε εκτροφές προβάτων και αιγών,(δ) Η περιγραφή της συχνότητας παρουσίας μη κανονικών ευρημάτων στα θήλαστρα στα αρμεκτήρια σε εκτροφές προβάτων και αιγών μετά την ολοκλήρωση της εφαρμοζόμενης καθαριότητας στο αρμεκτικό σύστημα, η συσχέτιση της απομόνωσης σταφυλοκόκκων από τα θήλαστρα με την παρουσία μη κανονικών ευρημάτων και η ταυτοποίηση προσδιοριστών για τη παρουσία μη κανονικών ευρημάτων στα θήλαστρα. Η διατριβή αποτελείται από τέσσερα Κεφάλαια και ακολουθείται από τη Γενική Συζήτηση. Το Κεφάλαιο Ι περιλαμβάνει τα αποτελέσματα μίας μελέτης πεδίου σε 12 εκτροφές προβάτων, κατά την οποία συλλέχθηκαν δείγματα μαστικού εκκρίματος από 240 προβατίνες και δείγματα γάλακτος από την παγολεκάνη των εκτροφών σε τέσσερις επισκέψεις στις εκτροφές εντός περιόδου έξι μηνών κατά τη διάρκεια της αρμεκτικής περιόδου, για πραγματοποίηση βακτηριολογικών, χημικών και κυτταρολογικών εξετάσεων. Ο ρυθμός προσβολής από υποκλινική μαστίτιδα ήταν 51,7% για τη διάρκεια της μελέτης και κυμάνθηκε από 25,0% έως 75,0% μεταξύ των εκτροφών. Ο ρυθμός προσβολής από υποκλινική μαστίτιδα σταφυλοκοκκικής αιτιολογίας ήταν 48,8%, αντίστοιχα. Ο ρυθμός αναζωπύρωσης της υποκλινικής μαστίτιδας ήταν 35,4%. Τα βακτήρια που απομονώθηκαν πιο συχνά ήταν Staphylococcus aureus και Staphylococcus simulans. Από τα στελέχη σταφυλοκόκκων που απομονώθηκαν από περιστατικά υποκλινικής μαστίτιδας, 65,4% βρέθηκε ότι σχημάτιζαν βιομεμβράνη. Τα σωματικά κύτταρα στο γάλα της παγολεκάνης προοδευτικά αυξάνονταν κατά τη διάρκεια της γαλακτικής περιόδου, με σημαντική αύξηση κατά την τρίτη και την τέταρτη επίσκεψη στις εκτροφές. Τα σωματικά κύτταρα στο γάλα της παγολεκάνης συσχετίζονταν θετικά με το ποσοστό προσβολής από υποκλινική μαστίτιδα σε κάθε επίσκεψη στις εκτροφές. Παρατηρήθηκαν σημαντική αντίστροφη συσχέτιση και σημαντική θετική συσχέτιση του ποσοστού προσβολής από υποκλινική μαστίτιδα και της περιεκτικότητας σε πρωτεΐνες και σε νερό στο γάλα της παγολεκάνης. Στην πολυπαραγοντική ανάλυση, ταυτοποιήθηκαν ως παράγοντες επικινδυνότητας για αυξημένο ρυθμό προσβολής η νεαρή ηλικία απομάκρυνσης των αρνιών από τις μητέρες τους, και συνακόλουθα η πρώιμη έναρξη του αρμέγματος των προβατίνων, η παράλειψη της πραγματοποίησης του εμβολιασμού των προβατίνων κατά την μαστίτιδας και η έλλειψη εργατικού προσωπικού στις εκτροφές, όλοι θετικά συσχετιζόμενοι με αυξημένο ρυθμό προσβολής από υποκλινική μαστίτιδα. Τα στελέχη σταφυλοκόκκων που απομονώθηκαν, αξιολογήθηκαν για την ανθεκτικότητά τους σε 18 αντιβιοτικά. Αντιμικροβιακή αντοχή βρέθηκε σε 57 από τα 179 στελέχη σταφυλοκόκκων από περιστατικά υποκλινικής μαστίτιδας (31,8%). Βρέθηκε ανθεκτικότητα σε 11 αντιβιοτικά, συχνότερα έναντι της αμπικιλλίνης (63,2% των στελεχών), της πενικιλλίνης (63,2%) και της τετρακυκλίνης (47,4%). Στελέχη ανθεκτικά στην αμπικιλλίνη και την πενικιλλίνη απομονώθηκαν σε 12 εκτροφές. Επίσης, απομονώθηκαν 21 πολυανθεκτικά στελέχη (11,7% των στελεχών). Ο ρυθμός απομόνωσης αντιβιοάντοχων (σε τουλάχιστον ένα (οποιοδήποτε) αντιβιοτικό) στελεχών σταφυλοκόκκων ήταν 23,8%. Ο ρυθμός απομόνωσης στελεχών σταφυλοκόκκων ανθεκτικών στην οξακιλλίνη ήταν 5,0% και ο ρυθμός απομόνωσης πολυανθεκτικών στελεχών σταφυλοκόκκων ήταν 8,8%. Ως παράγοντας επικινδυνότητας για τον αυξημένο ρυθμό απομόνωσης αντιβιοάντοχων (σε τουλάχιστον ένα (οποιοδήποτε) αντιβιοτικό) στελεχών σταφυλοκόκκων και τον αυξημένο ρυθμό απομόνωσης στελεχών σταφυλοκόκκων ανθεκτικών στην οξακιλλίνη, ταυτοποιήθηκε η παράλειψη της πραγματοποίησης του εμβολιασμού των προβατίνων κατά την μαστίτιδας. Ως παράγοντες επικινδυνότητας για τον αυξημένο ρυθμό απομόνωσης πολυανθεκτικών στελεχών σταφυλοκόκκων ταυτοποιήθηκαν ο μεγάλος αριθμός χρησιμοποιούμενων αντιβιοτικών για τη θεραπεία της μαστίτιδας και η νεαρή ηλικία απομάκρυνσης των αρνιών από τις μητέρες τους. Τα περισσότερα στελέχη σταφυλοκόκκων που βρέθηκε ότι σχημάτιζαν βιομεμβράνη απομονώθηκαν από εκτροφές στις οποίες δεν πραγματοποιείτο εμβολιασμός κατά τη σταφυλοκοκκικής μαστίτιδας (55.9% των εν λόγω στελεχών).Το Κεφάλαιο ΙΙ περιλαμβάνει τα αποτελέσματα μίας μελέτης πεδίου σε 255 εκτροφές προβάτων και 66 εκτροφές αιγών, κατά την οποία έγινε δειγματοληψία με βύσματα από 1115 και 303, αντίστοιχα, θήλαστρα στα αρμεκτήρια των εκτροφών. Από κάθε θήλαστρο λήφθηκαν δείγματα από το ανώτερο τμήμα (σε βάθος 1-1,5 εκατοστά από το άνω στόμιο) και το κατώτερο τμήμα (σε βάθος 10-12 εκατοστά από το άνω στόμιο) για απομόνωση σταφυλοκόκκων, για ταυτοποίησή τους και για προσδιορισμό δυνατότητας σχηματισμού βιομεμβράνης από αυτά τα στελέχη. Συνολικά, σταφυλόκοκκοι απομονώθηκαν από 241 και 87 θήλαστρα σε 105 εκτροφές προβάτων (41,2%) και 35 εκτροφές αιγών (53,0%), αντίστοιχα. Σταφυλόκοκκοι απομονώθηκαν πιο συχνά από το ανώτερο παρά από το κατώτερο τμήμα των θηλάστρων: από 299 και 97 θήλαστρα, αντίστοιχα, σε εκτροφές προβάτων και από 73 και 43 θήλαστρα, αντίστοιχα, σε εκτροφές αιγών. Από τα θήλαστρα στις εκτροφές προβάτων απομονώθηκαν 186 στελέχη σταφυλοκόκκων, συχνότερα S. aureus, Staphylococcus equorum, Staphylococcus lentus, Staphylococcus haemolyticus και Staphylococcus sciuri. Από τα θήλαστρα στις εκτροφές αιγών απομονώθηκαν 67 στελέχη σταφυλοκόκκων, συχνότερα S. aureus, Staphylococcus capitis και S. equorum. Από αυτά τα στελέχη, 88,7% και 82,1%, αντίστοιχα, βρέθηκε ότι σχημάτιζαν βιομεμβράνη. Στην πολυπαραγοντική ανάλυση, ταυτοποιήθηκαν ως προσδιοριστές για την απομόνωση σταφυλοκόκκων από τα θήλαστρα σε εκτροφές προβάτων: η μεγάλη ηλικία απομάκρυνσης των ζώων από την εκτροφή, η παρουσία εργατικού προσωπικού και η παράλειψη της χρήσης απολυμαντικού κατά τον καθαρισμό του αρμεκτικού συγκροτήματος, και στις εκτροφές αιγών: ο αυξημένος ετήσιος ρυθμός προσβολής από κλινική μαστίτιδα. Τα στελέχη σταφυλοκόκκων που απομονώθηκαν, αξιολογήθηκαν για την ανθεκτικότητά τους σε 18 αντιβιοτικά. Αντιμικροβιακή αντοχή βρέθηκε σε 144 από τα 186 (77,4%) στελέχη σταφυλοκόκκων (μεταξύ αυτών 81 (43,6%) πολυανθεκτικά στελέχη), από εκτροφές προβάτων και σε 23 από τα 67 (34,3%) στελέχη σταφυλοκόκκων από εκτροφές αιγών (μεταξύ αυτών 14 (22,4%) πολυανθεκτικά στελέχη). Στα στελέχη από εκτροφές προβάτων, βρέθηκε ανθεκτικότητα συχνότερα έναντι της αμπικιλλίνης (58,6% των στελεχών), της πενικιλλίνης (58,6%), της κλινδαμυκίνης (42,5%), της οξακιλλίνης (28,0%), της φωσφομυκίνης (26,3%), του φουσιδικού οξέος (25,8%), της τετρακυκλίνης (21,0%) και της ερυθρομυκίνης (18,8%). Στην πολυπαραγοντική ανάλυση, ταυτοποιήθηκαν ως προσδιοριστές για την απομόνωση αντιβιοάντοχων σταφυλοκόκκων από τα θήλαστρα: η εποχή του έτους την περίοδο όπου έγινε η δειγματοληψία (φθινόπωρο, χειμώνας), το χαμηλότερο επίπεδο εκπαίδευσης των κτηνοτρόφων, η παρουσία εργατικού προσωπικού στην εκτροφή και η μεγάλη ηλικία απομάκρυνσης των ζώων από την εκτροφή (αντιμικροβιακή αντοχή σε τουλάχιστον ένα (οποιοδήποτε) αντιβιοτικό), το εντατικό ή ημι-εντατικό σύστημα διαχείρισης στην εκτροφή, η αυξημένη συχνότητα εφαρμογής απολυμάνσεων (αντιμικροβιακή αντοχή στην οξακιλλίνη) και η παράλειψη της χρήσης απολυμαντικού κατά τον καθαρισμό του αρμεκτικού συγκροτήματος (πολυανθεκτικότητα). Στα στελέχη από τις εκτροφές αιγών, βρέθηκε ανθεκτικότητα συχνότερα έναντι της αμπικιλλίνης (22,4% των στελεχών), της πενικιλλίνης (22,4%), της φωσφομυκίνης (17,9%), της κλινδαμυκίνης (14,9%), της ερυθρομυκίνης (13,4%) και της τετρακυκλίνης (13,4%). Στην πολυπαραγοντική ανάλυση, ταυτοποιήθηκαν ως προσδιοριστές για την απομόνωση αντιβιοάντοχων σταφυλοκόκκων από τα θήλαστρα: ο ρυθμός προσβολής από κλινική μαστίτιδα (αντιμικροβιακή αντοχή σε τουλάχιστον ένα (οποιοδήποτε) αντιβιοτικό) και η παράλειψη της χρήσης απολυμαντικού κατά τον καθαρισμό του αρμεκτικού συγκροτήματος (αντιμικροβιακή αντοχή σε τουλάχιστον ένα (οποιοδήποτε) αντιβιοτικό και πολυανθεκτικότητα).Το Κεφάλαιο ΙIΙ περιλαμβάνει τα αποτελέσματα της αξιολόγησης της δυνητικής συσχέτισης μεταξύ της απομόνωσης σταφυλοκόκκων από τα θήλαστρα και της εφαρμογής εμβολιασμού κατά της σταφυλοκοκκικής μαστίτιδας στις εκτροφές. Η αναλογία θηλάστρων από τα οποία απομονώθηκαν σταφυλόκοκκοι βρέθηκε ότι ήταν μικρότερη σε εκτροφές, όπου εφαρμοζόταν εμβολιασμός κατά της λοίμωξης: 19,7% έναντι 25,5% σε εκτροφές όπου δεν γινόταν εμβολιασμός.Το Κεφάλαιο IV περιλαμβάνει μία μελέτη πεδίου για τη συχνότητα παρουσίας μη κανονικών ευρημάτων στα θήλαστρα στα αρμεκτήρια σε εκτροφές προβάτων και αιγών, μετά την ολοκλήρωση της εφαρμοζόμενης καθαριότητας στο αρμεκτικό σύστημα. Θήλαστρα με μη κανονικά ευρήματα παρατηρήθηκαν σε 150 αρμεκτήρια (46,7%), συνολικά δε βρέθηκαν 593 θήλαστρα (41,8%) με μακροσκοπικά μη κανονικά ευρήματα. Ακαθαρσίες, υπολείμματα γάλακτος και ρωγμές ή σχισμές παρατηρήθηκαν σε 90,0%, 36,0% και 12,7% των αρμεκτηρίων όπου υπήρχαν μη κανονικά ευρήματα. Από αυτά τα θήλαστρα απομονώθηκαν συχνότερα σταφυλόκοκκοι παρά από θήλαστρα με κανονικά ευρήματα: από 37,4% (222/593) και 12,8% (106/825), αντίστοιχα. Σταφυλόκοκκοι απομονώθηκαν πιο συχνά από θήλαστρα με υπολείμματα γάλακτος (39,4%) ή με ακαθαρσίες (39,0%). Στην πολυπαραγοντική ανάλυση, ταυτοποιήθηκαν ως προσδιοριστές για την ύπαρξη θηλάστρων με μη κανονικά ευρήματα ο καθημερινός αριθμός αρμεγμάτων, το στάδιο της γαλακτικής περιόδου και ο αριθμός των διαθέσιμων αρμεκτικών μονάδων ανά θέση ζώου στο αρμεκτήριο. Στην παρούσα διατριβή, για πρώτη φορά, παρουσιάζεται ένα υπόδειγμα ενιαίας υγείας με επίκεντρο το αρμεκτήριο στις εκτροφές των προβάτων και των αιγών: τα αποτελέσματα καταδεικνύουν ότι επιπλέον των βακτηρίων, οι ανθρώπινοι πόροι και οι περιβαλλοντικές συνθήκες έχουν σημασία για τις ενδομαστικές μολύνσεις εντός του αρμεκτηρίου. Τα ευρήματα υπογραμμίζουν επιπλέον τις πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις που λαμβάνουν χώρα και μπορούν να οδηγήσουν σε μαστίτιδα.Ειδικότερα συμπεράσματα που προκύπτουν από τη διατριβή είναι τα παρακάτω. (α) Δεδομένης της σημασίας της εκτροφής προβάτων για τον πρωτογενή τομέα στην Ελλάδα, είναι επίκαιρη και σημαντική η μελέτη της μαστίτιδας και η παρακολούθηση της κατάστασης στις εκτροφές. Τα αποτελέσματα παρουσιάζουν νέα δεδομένα σχετικά με την υποκλινική μαστίτιδα στη χώρα μας. Τα ευρήματα παρουσιάζουν, για πρώτη φορά διεθνώς, τη σημασία των ανθρώπινων πόρων ως παράγοντα επικινδυνότητας για την εκδήλωση μαστίτιδας στις εκτροφές. Με αυτόν τον τρόπο, παρουσιάζεται ακόμη μία αλληλεπίδραση μεταξύ ανθρώπων και ζώων στην αλυσίδα παραγωγής τροφίμων, καθώς και οι προσεγγίσεις που πρέπει να ακολουθήσουν οι κτηνοτρόφοι για τη βελτίωση του εισοδήματός τους. (β) Παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της μελέτης του ρυθμού απομόνωσης αντιβιοάντοχων στελεχών σταφυλοκόκκων από περιστατικά υποκλινικής μαστίτιδας στις εκτροφές προβάτων. Υπήρχε προοδευτική αύξηση στη συχνότητα της απομόνωσης αντιβιοάντοχων στελεχών, σε συνάφεια με την προοδευτική αύξηση του ποσοστού προσβολής από υποκλινική μαστίτιδα. Αντιμικροβιακή αντοχή ανιχνεύτηκε σε περίπου ένα τρίτο των στελεχών σταφυλοκόκκων. Η παράλειψη της πραγματοποίησης εμβολιασμού κατά της σταφυλοκοκκικής μαστίτιδας βρέθηκε ότι ήταν παράγοντας επικινδυνότητας για την απομόνωση αντιβιοάντοχων στελεχών σταφυλοκόκκων. Η μεγαλύτερη αναλογία σταφυλοκόκκων που βρέθηκε ότι σχημάτιζαν βιομεμβράνη απομονώθηκε από εκτροφές όπου δεν εφαρμοζόταν εμβολιασμός κατά της μαστίτιδας. (γ) Μελετήθηκε για πρώτη φορά διεθνώς η απομόνωση στελεχών σταφυλοκόκκων από τα θήλαστρα στα αρμεκτήρια, και αξιολογήθηκε η ευαισθησία αυτών σε αντιβιοτικά. Σταφυλόκοκκοι απομονώθηκαν από τα θήλαστρα παρά τον καθαρισμό αυτών μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας αρμέγματος. Τα περισσότερα στελέχη βρέθηκε ότι σχημάτιζαν βιομεμβράνη, η οποία είναι ιδιότητα η οποία διευκόλυνε την προσκόλληση των βακτηρίων στα θήλαστρα και την επιβίωσή τους σε δυσμενείς περιβαλλοντικές συνθήκες. Βρέθηκε ότι ποικίλες μεταβλητές ήταν σημαντικοί προσδιοριστές για την απομόνωση αντιβιοάντοχων στελεχών σταφυλοκόκκων. Αυτοί πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την κατάστρωση προγραμμάτων διαχείρισης υγείας και κατά την εκπαίδευση των κτηνοτρόφων σχετικά με τις ορθές πρακτικές που πρέπει να ακολουθούν στις εκτροφές τους. Η συσχέτιση της παράλειψης της χρήσης απολυμαντικών με την απομόνωση πολυανθεκτικών στελεχών, μάλλον σχετίζεται με τη, σε τέτοιες περιπτώσεις, παρουσία αυξημένου βακτηριακού πληθυσμού, η οποία δυνητικά οδηγεί σε οριζόντια μεταφορά γονιδίων σχετιζόμενων με την αντιμικροβιακή αντοχή. (δ) Σε εκτροφές όπου εφαρμοζόταν εμβολιασμός κατά της σταφυλοκοκκικής μαστίτιδας, παρατηρήθηκε μειωμένη συχνότητα απομόνωσης σταφυλοκόκκων από τα θήλαστρα. Το εύρημα επιβεβαιώνει ότι ο εμβολιασμός κατά της σταφυλοκοκκικής μαστίτιδας μπορεί να μειώσει τη διασπορά των βακτηρίων. (ε) Η μελέτη παρέχει, για πρώτη φορά διεθνώς, μία καταγραφή και αξιολόγηση της συχνότητας των προβλημάτων στα θήλαστρα στα αρμεκτήρια στις εκτροφές μικρών μηρυκαστικών. Η ανάλυση για ταυτοποίηση προσδιοριστών παρέχει εστιασμένα αποτελέσματα για την εφαρμογή διαχειριστικών παρεμβάσεων, όταν κατά περίπτωση πρέπει να λάβουν χώρα σχετικές παρεμβάσεις, για τη βελτίωση της κατάστασης σε εκτροφές με προβλήματα. Συνακόλουθα, το αυξημένο φορτίο σταφυλοκόκκων στα θήλαστρα με μη κανονικά ευρήματα υποδεικνύει τον αυξημένο κίνδυνο μαστίτιδας σε τέτοιες περιπτώσεις.Το σύνολο των δεδομένων θα βοηθήσει στην κατανόηση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ ζώων – ανθρώπων – βακτηρίων – περιβάλλοντος στα αρμεκτήρια στις εκτροφές των προβάτων και των αιγών, στην παρουσίαση πληροφοριών σχετικά με την κατάσταση στις εκτροφές, στην εκμετάλλευση των χρονικών περιθωρίων, στην υποστήριξη της ανάπτυξης σχετικών τεχνολογιών και στη βελτιστοποίηση των πρακτικών διαχείρισης υγείας.Μαζί με περαιτέρω ερευνητικές μελέτες της ομάδας μας και μελέτες άλλων ερευνητών στην Ελλάδα και διεθνώς, μπορεί να δημιουργηθεί ένα όραμα για το μέλλον της εκτροφής μικρών μηρυκαστικών στη χώρα μας.