Prevalence and pathological characteristics of canine brucellosis in Korea

Abstract

The aim of this study was to investigate the prevalence of canine brucellosis in Korea, and to determine the disease characteristics based on the geographic distribution and the sex and age of dogs.We performed a large-scale survey based on serological and bacteriological test. Data were collected from 2,427 dogs including companion and stray dogs. Whole blood or serum samples were collected from dogs in each group, and serological test and bacterial isolation from blood cultures were performed. Of the 2,427 samples tested, 31 (1.3%) were positive for B. canis antibodies. Of these, 17 (0.9%) were from companion dogs and 14 (2.4%) were from stray dogs, respectively. Two (1.0%) of the 196 samples were positive in bacterial culture from stray dogs. The female dogs in two groups had significantly higher prevalence of brucellosis compared with the male dogs. The prevalence of canine brucellosis was significantly higher in old-aged stray dogs, over 6 years. However, there were no statistically significant differences of prevalence in both groups of dogs based on the geographic region in Korea. National control measures for canine brucellosis were not performed until today. Our findings suggest that appropriate screening tests and control measures are necessary to improve public health for dogs and human in Korea, particularly with the growth of the companion animal industry.

This study describes pathological, immunohistochemical, and bacteriological findings in adult dogs and fetuses naturally infected with Brucella canis. total of 87 dogs were included in this study. Of these animals, 49 dogs and 2 aborted fetuses were classified into group 1 (B. canis-infected dogs), and 21 dogs and 15 fetuses were classified into group 2 (non-infected dogs) based on the serological and bacteriological results. The most common gross lesions in infected dogs were swelling of lymph nodes and spleen. The testes showed marked swelling with reddish discoloration. The most significant histopathological lesions were observed in placenta. Placental trophoblasts were markedly hypertrophied due to the accumulation of intra-cellular Gram-negative bacteria. Furthermore, lymphocytic inflammation of varying severity revealed in the reproductive organs such as male testis, epididymis, and prostate and female uterus. Strong immunolabeling was observed in the cytoplasms of most trophoblasts in the placental tissues. However, immunohistochemistry did not demonstrate any organisms in other organs of dogs and fetuses. B. canis isolates were most frequently obtained from the whole blood (67.3%) and frequent in superficial inguinal lymph node (63.3%) in both sexes. However, isolation rate was higher in male genital organs than in females. Hence, the management of the male dogs is important because infected dog can play a role as a carrier.

The first case of canine brucellosis in Korea was reported in 1984. Since then, several cases of the disease have been reported, mainly in breeding kennels. There was no any longterm follow-up investigation of canine brucellosis. The aim of this study was to analyze positivity patters of canine brucellosis at the breeding kennels after conducting control measures over one or two years tested period. In the present study, a total of four kennels that were diagnosed as canine brucellosis by serological and/or bacteriological test were included. During the test periods, all B. canis infected dogs were euthanized, and other resident dogs were tested at 1 or 2 month interval according to brucellosis control strategies (test and stamping out policy) in Korea. All kennels had clinical histories of continuous abortion and infertility after new entry of dogs from other kennels or auction house. reeders did not perform any diagnostic test for B. canis to new additions to a kennel. Kennel 1 was tested six times and kennels 2, 3, and 4 were tested five times each for test periods. Initially, all kennels had positive rates for B. canis ranged from 19.91% to 34.21%. After conducting stamping out policy, B. canis positive rates gradually decreased and eventually recorded as 0 positive rates at kennels 2, 3, and 4. However, positive reactions were continuously observed for 38 weeks at kennel 1. Quarantine, test, and euthanasia of B. canis infected dogs are the best methods for the control and prevention of canine brucellosis. Because of zoonotic potential, dog breeders should be pay attention to handling B. canis infected dogs and diagnostic samples.

개브루셀라병은 Brucella canis 가 원인체로 번식장애가 주 증상인 제2종 가축전염병 및 인수공통전염병이다. 국내 반려견 사육규모가 커지면서 공중보건학상 개브루셀라병 관리에 대한 중요성이 대두되고 있으나 국내에서는 본 질병에 대한 조사가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 개브루셀라병에 대한 국내 발생상황 조사 및 병리학적 연구를 수행하였고, 발생농장에 대한 추적조사 연구를 실시하였다. 개브루셀라병의 발생상황 조사는 2015부터 2016년까지 2년에 걸쳐 반려견과 유기견 총 2,427두를 대상으로 혈액 또는 혈청을 수집하여 항체검사와 세균분리검사를 수행하였다. 반려견은 총 1,852두에 대해 항체검사를 실시한 결과 17(0.9%)두에서 양성을 보였으며, 유기견은 총 575두 중 14(2.4%)두에서 양성을 보였다. 또한, 유기견 192두 중 2두에서 세균이 분리되어 1.0%의 분리율을 보였다. 각 그룹의 결과에 대해 성별, 연령별, 지역별로 구분하여 분석한 결과 두 그룹 모두 암컷에서 유의성 있게 유병률이 높게 나타났으며 유기견의 경우 6세 이상에서 유의성 있게 높게 나타났다. 그러나 지역별로는 유의성있는 결과를 얻지 못했다. 본 연구를 수행하는 동안 4개의 번식견 농장에서 개브루셀라병이 발생하였다. 이 4개 농장은 모두 유산과 번식장애로 문제가 있었으며 항체 및 항원검사결과 개브루셀라병으로 진단된 이후 「가축전염병예방법」에 따라 양성인 개체들은 안락사를 실시하였다. 병리학적 검사를 위해 개브루셀라병 양성그룹 성견 49두 (암컷 35두, 수컷 14두), 유산태아 2두와, 음성그룹 성견 21두 (암컷 15두, 수컷 6두), 태아 15두로 구분하여 검사를 실시하였다. 개브루셀라병 양성인 그룹에서 가장 빈번히 관찰되는 육안병변은 림프절의 종대였으며 수컷에서는 고환 발적 및 종대, 유산한 모견에서는 태반의 황변화가 관찰되었다. 병리조직학적 검사결과결과 수컷 생식기 장기인 고환, 부고환, 전립선 등에서 림프구성 염증이 양성그룹에서 높게 나타났으며, 암컷 생식기 장기인 자궁에서도 림프구성 염증 병변이 양성그룹에서 다수 관찰되었다. 유산한 모견의 태반에 대한 검사결과 영양막세포의 세포질에서 다수의 세균이 관찰되었으며 이에 대한 면역조직화학염색 결과 B. canis 로 확인되었다. 또한, 장기별 세균분리율을 알아보기 위해 실질장기를 대상으로 세균분리를 시도한 결과 암컷과 수컷 모두 전혈 (67.3%), 서혜부 표층 림프절 (63.3%), 비장 (55.1%)에서 세균분리율이 높았고 수컷의 경우 전립선 (42.9%)과 부고환 (38.5%)에서도 분리율이 높아 수컷이 정액 또는 오줌을 통해 암컷으로 세균을 전파시킬 가능성이 높으며 병원체의 매개체로써 중요한 역할을 할 수 있기 때문에 보다 철저한 관리가 필요할 것으로 생각된다. 우리나라에서는 1984년 B. canis 가 처음 보고된 이후 번식농장을 중심으로 발생하고 있다. 앞서 기술한 개브루셀라병 발생농장 4곳에 대해 방역조치를 취하면서 주기적인 검사를 통해 양성률을 조사하였다. 최초 검사시 양성률은 19.91-34.21%로 나타났고 4개 중 3개 농장은 검사를 실시할 때마다 양성률이 감소하여 5회째 검사에서는 모두 음성으로 확인되었다. 그러나 1개 농장에서는 6회째 검사에서도 음성인 결과를 얻지 못하여 결국 전두수 안락사를 실시하였다. 본 연구를 통해 개브루셀라병의 유병률은 비교적 낮지만 국내 반려견과 유기견에서 개브루셀라병이 발생하고 있음이 확인되었다. 국내 반려견 산업이 성장하고 있으며 공중보건학적으로 중요성을 가지고 있기 때문에 지속적인 관심이 필요할 것으로 생각된다. 또한 번식견에서는 보다 높은 유병률이 확인되었고 번식농장에서 개브루셀라병이 한번 발생하면 경제적 손실이 심하고 청정화되기까지 시간이 오래 걸리기 때문에 주기적인 검사를 통해 양성인 개체를 색출하는 것이 중요하며 새로 입식하는 개체에 대해서도 입식 전 검사를 통해 질병의 전파를 막는 것이 필요할 것이다.