Ichthyophonus hoferi infection in goldfish (Carassius auratus)

4(4): 304-309 (2010) DOI: 10.3153/jfscom.2010033 Journal of FisheriesSciences.com E-ISSN 1307-234X © 2010 www.fisheriessciences.com KISA BİLGİLENDİRME SH ORT COM M UN I CATI ON JAPON BALIĞINDA (Ca r a ssiu s a u r a t u s) I ch t h yoph on u s h ofe r i ENFEKSİYONU Türkay Öztürk ∗, Ahmet Özer, Gökay Taşkaya, Meryem Öz, Orhan Aral Sinop Üniversitesi, Su Ürünleri Fakültesi, Sinop Özet: Bu araştırmada, japon balığının (Carassius auratus L., 1758) bazı iç organlarında tespit edilen Ichthyophonus hoferi enfeksiyonu incelenmiştir. Patojen, sporadik ölümlerin görüldüğü özel bir akvaryumda ölümlerin nedenini araştırmak amacıyla incelenen C. auratus balığında tespit edilmiştir. Kalp, karaciğer, dalak ve böbreklerden hazırlanan ezme preparatlarda etrafı kalın fibröz bir zarla çevrelenmiş, ortalama 200-250 µm çapında, küre şekilli ve çok çekirdekli bir morfolojik özellik gösteren etken Ichthyophonus hoferi olarak tanımlanmıştır. Ichthyophonus hoferi patojenine karşı konak reaksiyonu olarak belirlenen granulom gelişim aşamaları detaylı olarak verilmiştir. Anahtar Kelimeler: Ichthyophonus hoferi, Carassius auratus, histopatoloji Abstract: I cht hyophonus hofe r i infe ct ion in goldfish ( Ca r a ssius a ur a t us) In the present study, Ichthyophonus hoferi infection determined from some internal organs of goldfish, Carassius auratus L., 1758 were examined. Pathogen was detected in the fish C. auratus that were examined in order to investigate the causes of sporadic deaths seen at a private aquarium. According to spherical shaped and multinucleated morphological features surrounded by a thick fibrous membrane at average of 200-250 µm in diameter seen in squash preparations made from heart, liver, spleen and kidney, agent was described as Ichthyophonus hoferi. The developmental stages concerning granuloma formation created by the host against pathogen I. hoferi were described on pictures in detail. Keywords: Ichthyophonus hoferi, Carassius auratus, histopathology ∗ Correspondence to: Türkay ÖZTÜRK, Sinop Üniversitesi, Su Ürünleri Fakültesi, 57000 Sinop-TÜRKİYE Tel: (+90 368) 287 62 54/199 Fax: (+90 368) 287 62 55 E-mail: [email protected] 304 Jour na l of Fish e r ie sScie n ce s.com Öz t ü r k ve a r k ., 4 ( 4 ) : 3 0 4 - 3 0 9 ( 2 0 1 0 ) Journal abbreviat ion: J Fish e r ie sScie n ce s.com Giriş Ichthyophonus hoferi çok sayıda balık türünü enfekte eden, özel bir coğrafik alan ve konak tercihi olmayan, kozmopolit bir endoparazittir (Sitja-Bobadilla ve Alvarez-Pellitero, 1990; Criscione ve ark., 2002; Whipps ve ark., 2006). İlk önce bir mantar türü olarak tanımlanan Ichthyophonus hoferi, günümüzde hem protozoa hem de mantar özelliği gösteren organizmaların bulunduğu Mesomycetozoea sınıfı, Ichthyophonida ordosu, Ichthyophonae ailesinin bir türü olarak sınıflandırılmıştır (Mendoza ve ark., 2002; Arkush ve ark., 2003; Gavryuseva, 2007). Ichthyophoniasis hastalığına neden olan etkenin morfolojisi ve oluşturduğu patoloji farklı balık türlerinde pek çok araştırıcı tarafından incelenmiştir (Timur ve Timur, 1984; Paperna, 1986; Spanggaard ve ark., 1995; Rahimian, 1998; McVicar, 1999). Hastalığın enfekte ve ölü balıkların tüketilmesi, spor taşıyan yemlerin veya suda bulunan kistlerin oral yol ile alınması sonucu balıklara bulaştığı, özellikle kalp, böbrek, dalak, karaciğer gibi kan bakımından oldukça zengin hematopoietik organlar başta olmak üzere enfekte balığın hemen hemen her organında granulamatöz enfeksiyonlara neden olduğu rapor edilmiştir (Timur ve Timur, 1984; Mellergaard ve Spanggaard, 1997). Ichthyophoniasis enfeksiyonları deniz, tatlısu ve akvaryum balıklarının kronik bir mantar hastalığı olarak 1954-1970 yılları arasında rapor edilmeye başlanmış (Bendele ve Klontz, 1975) ve günümüze kadar Amerika’dan (Kocan ve ark., 1999; 2004) Japonya’ya (Miyazaki ve Jo, 1985; Okamoto ve ark., 1987), Kuzey Avrupa ve Asya ülkelerinden (Rahimian ve Thulin, 1996; Gavryuseva, 2007) Güney Afrika’ya (Paperna, 1986) kadar dünyanın farklı pek çok bölgesindeki çeşitli deniz ve tatlısu balıklarında, kültürü yapılan balıklarda ve akvaryum balıklarında kronik, sistemik enfeksiyonlara ve epizootiklere neden olduğu rapor edilmiştir. Etkenin patojenitesi enfeksiyonun bildirildiği balık türleri arasında değişiklik göstermektedir. Özellikle ciddi kayıpların ve salgınların görüldüğü Clupea harengus ve Pleuronectes platessa türlerinin doğal ve deneysel I. hoferi enfeksiyonlarına oldukça duyarlı oldukları bildirilirken (Rahimian ve Thulin, 1996), Salmo salar ve bazı alabalık türlerinin orta decerece duyarlı, japon, lepistes gibi bazı balık türlerinin ise dirençli olduğu rapor edilmiştir (SchmidtPosthaus ve Wahli, 2002). Ayrıca deneysel olarak japon balıkları (Carasius auratus) kurbağalarda Ichthyophonus-benzeri bir etkenin patojenitesini belirlemek üzere kullanılmış ancak enfeksiyonun kurbağalarda oluşmasına karşın japon balıklarında oluşmadığı ve buna bağlı bir patojenite gelişiminin belirlenmediği de not edilmiştir (Mikaelian ve ark., 2000). Özel bir coğrafik alan ve konak tercihi bulunmaksızın 100’den fazla balık türünü enfekte eden I. hoferi enfeksiyonu ile ilgili ülkemizde bir kayıt mevcut değildir. Ancak, bu çalışma ile I. hoferi patojeni, sporadik ölümlerin görüldüğü özel bir akvaryumda ölümlerin nedenini araştırmak amacıyla morfolojik ve histopatolojik olarak incelenen Carassius auratus balığında tespit edilmiş ve bu balık türünde Ichthyophonus hoferi olgusu ilk kez tanımlanmıştır. Materyal ve Metot Enfekte balık otopsi tekniğine uygun olarak açılmış ve incelenmiştir. Balık vücut yüzeyi, yüzgeçler ve solungaç boşluğu makroskobik olarak ve bu bölgelerden alınan materyal de lam-lamel arasına alınıp ezildikten sonra ışık mikroskobunda incelenmiştir. Ardından kalp, beyin, karaciğer, dalak ve böbreklerden ezme preparatlar hazırlanarak; mide barsak içeriği bir lam üzerine alınarak ışık mikroskobunda incelenmiştir. Etkenin görüldüğü organlar histolojik ve yapısal inceleme için %10’luk tamponlanmış formol ile tespit edilmiştir. 4-5 µm kalınlıkta seri kesitleri alınan örnekler H&E ile boyandıktan sonra histopatolojik açıdan incelenmiştir. Hastalık etkenine ait fotoğraflar Nikon Eclipse E600 marka mikroskoba takılı Pixelink marka dijital bir kamera ile çekilmiştir. Bulgular ve Tartışma Klinik olarak enfekte balıklarda durgunluk, renkte solgunluk, pullarda düzensizlik ve vücut yüzeyinde yoğun pul kayıpları, kuyruk ve göğüs yüzgeçlerinde erozyonlar, nekropside iç organlarda özellikle kalp ve böbrekte kremsi-beyaz renkte granüler oluşumların bulunduğu gözlenmiştir. Benzer dış bulgular Plecoglossus altivelis (Miyazaki ve Jo, 1985) ile Salmo salar (Zubchenko ve Karaseva, 2002) balıklarında da bildirilmiştir. Ichthyophonus enfeksiyonunun belirtileri farklı balık türleri ile karşılaştırmalı olarak pek çok araştırıcı tarafından tanımlanmasına rağmen hastalığın ana belirtileri genellikle iç or- 305 Jour na l of Fish e r ie sScie n ce s.com Öz t ü r k ve a r k ., 4 ( 4 ) : 3 0 4 - 3 0 9 ( 2 0 1 0 ) Journal abbreviat ion: J Fish e r ie sScie n ce s.com ganlarda, deri altında ya da bağ dokuda geliştiği için rapor edilmiştir. Kalp, karaciğer, dalak ve böbreklerden hazırlanan ezme preparatlarda etrafı kalın duvarlı fibröz bir zarla çevrelenmiş, boyutları oldukça değişken (10 - 250 µm çapında), küre şekilli ve çok çekirdekli bir morfolojik özellik gösteren etken Ichthyophonus hoferi olarak tanımlanmıştır (Şekil 1-2). Patojen, Carassius auratus balığının kalp, dalak ve böbrek gibi iç organlarında yoğun olarak bulunmuştur. Enfekte balığın karaciğer dokusunda ve mide-barsak duvarında daha düşük yoğunlukta tespit edilen etkene beyin ve kas dokusunda rastlanılmamıştır. Etkenin mikroskobik yapısı etken üzerinde ayrıntılı çalışmalarda bulunmuş Spanggaard ve ark. (1995) ve Rahimian (1998) bulgularıyla benzerlik göstermekte olup spor hücre duvarının nispeten ince olduğu “aktif evre” ile spor hücre duvarının oldukça kalın olduğu ve uygun koşullarda aktif evreye dönüşebilen “pasif evre” olarak isimlendirilen iki farklı yaşam evresine rastlanılmıştır. Histopatolojik incelemede etkenin granulom oluşumuna dair gelişim aşamaları ve granülomatöz lezyonlara neden olduğu gözlenmiştir. İncelenen dokularda I. hoferi patojeninin her iki aktif ve pasif evreleri de belirlenmiştir. Etkenin gelişim evrelerine bağlı olarak konakta meydana gelen değişimlerde de farklılıklar saptanmıştır. Çoğunluğu kalp dokusunda bulunan aktif evredeki bazı bireylerde germinasyon oluşumu gözlenmiş ve bu bireylere konağın belirgin bir hücresel reaksiyon göstermediği ya da minimum düzeyde bir reaksiyon gösterdiği saptanmıştır. Pasif evredeki kistlerin etrafında makrofaj infiltrasyonu ile oluşan epiteloid hücreler ve bağ doku hücreleri ile kalın bir membran ve fibroz dokunun varlığı belirlenmiştir. Konak balığın Ichthyophonus hoferi patojenine karşı geliştirdiği makrofajlı inflamasyon, çok çekirdekli dev hücre oluşumu ve granulom reaksiyonları oldukça yaygın gözlenen durumlar arasındadır. Bu araştırma esnasında tespit edilen I. hoferi etkeninin enfekte balıklarda yaptığı histopatolojik bulguları, Pleuronectes platessa (Timur ve Timur, 1984), Leptocottus armatus (Olson, 1986), Dicentrarchus labrax (Sitja-Bo- 306 badilla ve Alvarez-Pellitero, 1990), Limanda ferruginea (Rand, 1994), Clupea harengus (Mellergaard ve Spanggaard, 1997; Rahimian, 1998), Salmo salar (Zubchenko ve Karaseva, 2002), Oncorhynchus kisutch (Gavryuseva, 2006) gibi farklı balık türlerinde çeşitli araştırıcılar tarafından bildirilen bulgularla benzerlik göstermektedir. Hastalığın seyri ve belirtileri etkenin hangi organ ve dokularda bulunduğuna, yoğunluğuna ve konak balığın durumuna bağlı olarak sporadik ölümler ya da epizootik salgınlar halinde farklılık sergilemektedir. Her ne kadar sistemik Ichthyophonus enfeksiyonlarının ölümcül olduğu bildirilse de konak balık türleri arasında görülen ölüm oranı hastalığın akut veya kronik seyrine bağlı olarak değişmektedir. Kronik seyir izleyen durumlarda düşük ölüm oranı ile enfekte balığın aylarca yaşadığı, etkenin pasif formda balığın tüm organlarında yaygın olarak bulunduğu bildirilmiştir (Rahimian, 1998; Sitja-Bobadilla ve Alvarez-Pellitero, 1990). Hastalığın akut seyrinde ise yüksek ölüm oranı görülürken etkenin özellikle genç formlarının kalpte yoğun olarak bulunduğu tespit edilmiştir (Gavryuseva, 2007). Ayrıca, konak balığın genel durumuna ve kötü çevre koşullarına bağlı olarak pasif formdaki etken aktif hale geçebilir ve hastalığın kronik seyrini akut yöne değiştirebilir. Bu araştırmada saptanan granulomatöz lezyonların varlığı, etkenin çoğunluğu aktif evredeki bireyler olmak üzere her iki evrenin yaygın olarak enfekte japon balığında bulunması enfeksiyonun balıkta daha önce var olduğunu, ancak olumsuz çevre koşulları ve ölümlerin görülmesiyle ile enfeksiyonun kronik seyrinin subakut yönde değiştiğini destekler niteliktedir. Ichthyophonus enfeksiyonlarının ortaya çıkışı ile su sıcaklığı arasında pozitif bir ilişkinin varlığı bilinmektedir. Özellikle su sıcaklığının 15 oC’nin üzerine çıktığı durumlarda etkenin patojenik etkisinin ve ölüm oranının artığı atlantik salmonu ve gökkuşağı alabalıklarında bildirilmiştir (Okamoto ve ark, 1987) Bu araştırmada, japon balıklarının yaşadığı su sıcaklığının 22-24 oC olduğu düşünüldüğünde, sıcaklığın patojenin etkisini arttırdığı ve ölümlere neden olduğu söylenebilir. Jour na l of Fish e r ie sScie n ce s.com Öz t ü r k ve a r k ., 4 ( 4 ) : 3 0 4 - 3 0 9 ( 2 0 1 0 ) Journal abbreviat ion: J Fish e r ie sScie n ce s.com Şekil 1. Ichthyophonus hoferi sporları, a-b. Kalp ve böbrekteki çok nükleuslu aktif sporlar, c. Germinasyon oluşumu, d. Genç birey, e. Aktif spor, f. Pasif spor (Bar 50 µm). Figure 1. The spores of Ichthyophonus hoferi, a-b. Multi-nucleated active spores in the heart and kidney of infected gold fish, c. Germinating spore, d. Plasmodia, e. Active spore. f. Passive spore. (Bar 50 µm). Şekil 2. a. Ichthyophonus hoferi sporları böbrek dokusundan (H&E, x100), b-c. Etrafı fibröz doku ile çevrelenmiş I. hoferi sporları (H&E, x400, x1000), d. Böbrek dokusundaki aktif (a) ve pasif (p) sporlara konağın hücresel reaksiyonu (H&E, x400) Figure 2. a. The spores of Ichthyophonus hoferi in kidney tissue (H&E, x100), b-c. I. hoferi surrounded by a thick fibrous membrane (H&E, x400, x1000) d. Cellular reaction of the host against active (a) and passive (p) spores in kidney tissue (H&E, x400) 307 Jour na l of Fish e r ie sScie n ce s.com Öz t ü r k ve a r k ., 4 ( 4 ) : 3 0 4 - 3 0 9 ( 2 0 1 0 ) Journal abbreviat ion: J Fish e r ie sScie n ce s.com Bu hastalığın kontrolu ve tedavisi için yapılan az sayıda da olsa birkaç çalışma mevcuttur. Azadirachta indica bitkisinin balıklardaki Ichthyophoniasis hastalığına karşı etkili olduğu ve güvenle kullanılabileceği tilapya balıklarında yapılan bir çalışmada bildirilmiştir (El-Ghany ve Alla, 2008). Ayrıca Hershberger ve ark. (2008) in vitro olarak kullandıkları klor ve iyot solusyonlarının Ichthyophonus sporlarını inaktive etmede etkili olduğunu, özellikle Ichthyophonus üzerine canlı kültürlerin ya da enfekte balıkların kullanıldığı araştırma laboratuarlarında biokontaminasyonun önlenmesinde ve laboratuar malzemelerin dezenfeksiyonunda kullanılabileceğini bildirmişlerdir. Sonuç Konak balığın türü, büyüklüğü ve cinsiyeti enfeksiyon oranını etkileyen faktörler arasında yer almaktadır. Farklı balık türlerindeki enfeksiyonun seyrindeki değişimler ve Ichthyophonus enfeksiyonlarını etkileyen biyotik ve abiyotik faktörlerdeki çeşitlilik bu etken üzerine daha ayrıntılı çalışmaların yapılması gerektiğini ortaya koymaktadır. Günümüze kadar japon balığında (Carassius auratus) bildirilmemiş Ichthyophonus hoferi patojeninin bu araştırma ile ilk defa bildirilmesi literatüre katkı sağlaması bakımından önemlidir Ayrıca Türkiye’ye yurtdışından ithal edilen japon balıklarında bulunan ve zaman içerisinde diğer balık populasyonları üzerinde de yayılım gösterebilme potansiyeline sahip hastalık etkenlerinin kapsamlı bir şekilde incelenmesi gerekmektedir. Kaynaklar Arkush, K. D., Mendoza, L., Adkison, M. A., Hedrick, R. P., (2003). Observations on the life stages of Sphaerothecum destruens n.g., a mesomycetozoen fish pathogen formally referred to as the rosette agent, Journal of Eukaryotic Microbiology, 50(6): 430-438. doi:10.1111/j.1550-7408.2003.tb00269.x Bendele, R.A., Klontz, G.W., (1975). Histopathology of teleost kidney disease. in: The Pathology of Fishes, Eds. W.E. Ribelin y G. Migaki, Univ. Wisconsin Press (Madison, Wisconsin): 365-382. Criscione, C.D., Watral, V., Whipps, C.M., Blouin, M.S., Jones, S.R.M., Kent, M.L., (2002). Ribosomal DNA sequences indicate isolated populations of Ichthyophonus hoferi 308 in geographic sympatry in the north-eastern Pasific Ocean, Journal of Fish Disease, 25(10): 575-582. doi:10.1046/j.13652761.2002.00404.x El-Ghany, N.A.A., Alla, H.M.L.A., (2008). A trial for treatment of Ichthyophonosis in cultured Oreochromis niloticus using fucus and neem plants. 8th International Symposium on Tilapia in Aquaculture, Egypt, October 12-14, 2008, 1329-1349 pp. Gavryuseva, T.V., (2007). First report of Ichthyophonus hoferi infection in young Coho Salmon Oncorhynchus kisuth (Walbaum) at a fish hatchery in Kamchatka, Russian Journal of Marine Biology, 33(1): 43-48. doi:10.1134/S106307400701004X Hershberger, P.K., Pacheco, C.A., Gregg, J.L., (2008). Inactivation of Ichthyophonus spores using sodium hypochlorite and polyvinyl pyrroliodine iodine, Journal of Fish Disease, 31(11): 853-858. doi:10.1111/j.13652761.2008.00959.x Kocan, R.M., Mehl, T., Elder, N., Bradley, M., Wildermuth, D., Stick, K., (1999). Pathogenicity of Ichthyophonus hoferi for laboratory-reared Pacific herring Clupea pallasi and its early appearance in wild Puget Sound herring, Disease of Aquatic Organisms, 35(1): 23-29. doi:10.3354/dao035023 Kocan, R.M., Hersberger, P., Winton, J. (2004). Ichthyophoniasis: An Emerging Disease of Chinook Salmon in the Yukon River, Journal of Aquatic Animal Health, 16(2): 58–72. doi:10.1577/H03-068.1 McVicar, A.H. (1999) Ichthyophonus and related organisms. In: Fish Diseases and Disorders, Vol. 3, Viral, Bacterial and Fungal Infections (Woo, P.T.K. and Bruno, D.W., Eds.) pp 661-687. CABI Publishing, Oxon, New York Mellergaard, S., Spanggaard, B., (1997). An Ichthyophonus hoferi epizootic in herring in the North Sea, the Skagerrak, the Kattegat and Baltic Sea, Disease of Aquatic Organisms, 28(3): 191-197. doi:10.3354/dao028191 Mendoza, L., Taylor, J. W., Ajello, A., (2002). The Class Mesomycetozoea: A heterogeneous group of microorganisms at the animal- Jour na l of Fish e r ie sScie n ce s.com Öz t ü r k ve a r k ., 4 ( 4 ) : 3 0 4 - 3 0 9 ( 2 0 1 0 ) Journal abbreviat ion: J Fish e r ie sScie n ce s.com fungal boundary, Annual Review of Microbiology, 56: 315-344. doi:10.1146/annurev.micro.56.012302.160 950 phonaceae) from yellowtail flounder Limanda ferruginea from the Nova Scotia shelf, Disease of Aquatic Organisms, 18: 2128. doi:10.3354/dao018021 Mikaelian, I., Ouellet, M., Pauli, B., Rodrigue, J., Harsbarger, J.C., Green, D.M., (2000). Ichthyophonus-like infection in wild amphibians from Quebec, Canada, Disease of Aquatic Organisms, 40(3): 195-201. doi:10.3354/dao040195 Schmidt-Posthaus, H., Wahli, T. (2002). First report of Ichthyophonus hoferi infection in wild brown trout (Salmo trutta) in Switzerland, Bulletin European Association of Fish Pathology, 22(3): 225-228. Miyazaki, T., Jo, Y., (1985). Studies on Ichthyophonus disease of Ayu, Fish Pathology, 20(1): 45-48. Okamoto, N., Nakase, K., Sano, T., (1987). Relationships between water temperature, fish Size, infective dose and Ichthyophonus infection in rainbow trout, Nippon Suisan Gakkaishi, 53(4): 581-584. Olson, R.E., (1986). Ichthyophonus infection in a Pasific Staghorn Sculphin (Leptocottus armatus) from Oregon, Journal of Wildlife Disease, 22(4): 566-569. Paperna, I., (1986). Ichthyophonus infection in grey mullet from Southern Africa: Histopathological and Ultrastructural study, Disease of Aquatic Organisms, 1: 89-97. Rahimian, H., (1998). Pathology and morphology of Ichthyophonus hoferi in naturally infected fishes off the Swedish west coast, Disease of Aquatic Organisms, 34(2): 109-123. doi:10.3354/dao034109 Rahimian, H., and Thulin, J., (1996). Epizootiology of Ichthyophonus hoferi in herring populations off the Swedish west coast, Diseases of Aquatic Organisms, 27(3): 187195. doi:10.3354/dao027187 Rand, T.G., (1994). An unusual form of Ichthyophonus hoferi (Ichthyophonales: Ichthyo Sitja-Bobadilla, A., Alvarez-Pellitero, P., (1990). First report of Ichthyophonus disease in wild and cultured sea bass Dicentrarchus labrax from the Spanish Mediterranean area, Disease of Aquatic Organisms, 8: 145-150. doi:10.3354/dao008145 Spanggaard, B., Huss, H.H., Bresciani, J., (1995). Morphology of Ichthyophonus hoferi assessed by lighy and scanning electron microscopy, Journal of Fish Disease, 18(6): 567-577. doi:10.1111/j.1365-2761.1995.tb00361.x Timur, G., Timur, M., (1984). Giant-cell reaction associated with Ichthyophonus hoferi infection in wild plaice, Pleuronectes platessa L., Journal of Fish Disease, 7(6): 513-514. doi:10.1111/j.1365-2761.1984.tb01178.x Whipps, C. M., Burton, T., Watral, V.G., Hilaire, S., Kent, M. L., (2006). Assessing the accuracy of a polymerase chain reaction test for Ichthyophonus hoferi in Yukon River Chinook Salmon Oncorhynchus tshatwytscha, Disease of Aquatic Organisms, 68(2): 141147. doi:10.3354/dao068141 Zubchenko, A. V., Karaseva, T. A., (2002). Ichthyophonus hoferi as one of possible causes of increased marine mortality in post-smolts of Atlantic Salmon, NPAFC Technical Report No:4, 90-92. 309