Til innholdet

Prosjektnummer

901449

Prosjektinformasjon

Prosjektnummer: 901449
Status: Avsluttet
Startdato: 01.09.2017
Sluttdato: 31.05.2022

Infeksjoner med bendelmarken Eubothrium sp. i oppdrettsanlegg i Norge: Resistens, utbredelse og påvirkning på fiskehelsen

​Ny kunnskap om bendelmark i lakseoppdrett, nye diagnostiske verktøy og forslag til behandligsregimer
• Genomet til Eubothrium crassum fra laks og ørret har blitt sekvensert og annotert for første gang.
• Eubothrium er én og samme art i både ferskvann og saltvann, nemlig Eubothrium crassum. Arten kan deles inn i to genetiske undergrupper, én knyttet til ferskvann og én marin form.
• Gener som koder for proteinene som danner ione-kanalene som er vist å være mål for praziquantel er identifisert genomet til E. crassum. Denne kunnskapen kan brukes i videre studier og blant annet til utvikle genetiske markører for å studere resistens.
• En ikke-letal metode for å påvise bendelorminfeksjoner fra svaberprøver tatt fra gattet til fisk er utviklet.
Eubothrium crassum er utbredt i norsk sjøoppdrett nord til 65 grader nordlig bredde og synes totalt fraværende fra og med produksjonsområde 8 (PO8).
• Laks som settes ut på våren kan gå en lengre periode (måneder) før de blir smittet av bendelorm, mens fisk satt ut på sensommer og høst blir smittet nesten umiddelbart etter utsett. Dette har sammenheng med tilgjengeligheten av mellomverter (kopepoder).
• Infeksjon skjer hovedsakelig når fisken er under 30 cm. Fisk med middels eller mye bendelorm har signifikant dårligere tilvekst og uinfisert fisk eller fisk med få bendelorm har lavere fôrforbruk enn fisk med middels eller mye bendelorm.
​Sammendrag fra prosjektets faglige sluttrapport (English summary further below)
For en oppdretter kan infeksjoner med Eubothrium sp. i sjøfasen ha negative effekter ved å påvirke helse og veksten til laksen, og en har derfor behandlet fisken med legemidler i fôret, for det meste praziquantel (PZQ). Selv om infeksjoner med Eubothrium sp. i sjøoppdrett ser ut til å bli stadig mer vanlig forekommende i enkelte produksjonsområder (PO), spesielt PO2 og PO3, er det utført lite forskning på Eubothrium sp. i laks de siste årene. Dette prosjektet ble derfor startet opp for å gi økt kunnskap om bendelorminfeksjoner i norsk oppdrettsnæring.

Genetiske analyser
Prosjektet har som det første i verden sekvensert og annotert genomet til Eubothrium crassum fra laks og ørret og til arten E. salvelini fra røye, Salvelinus alpinus. Basert på de genetiske dataene blir det her vist at bendelorm i slekten Eubothrium i norsk oppdrettsnæring er én og samme art i både ferskvann og saltvann, nemlig Eubothrium crassum. Det er imidlertid mye som tyder på at arten kan deles inn i to genetiske grupper, én knyttet til ferskvann og én marin form.

Virkemekanismen til praziquantel hos flatormer er på ione-kanaler i cellene, og den genetiske basisen for dette er nylig karakterisert. Prosjektet har gjennom analyser av de genomiske data påvist at gener som koder for proteinene som danner disse ione-kanalene også finnes i E. crassum, og denne kunnskapen kan brukes til å studere dette videre og til utvikle molekylære markører for å studere resistens. Prosjektet har også utviklet en ikke-letal metode for å påvise bendelorminfeksjoner fra svaberprøver fra gattet til fisk. Sanntids-PCR-metodikken som ble utviklet til dette formålet gir også bedret diagnostikk av Eubothrium crassum.

Utbredelsen til Eubothrium crassum i norsk oppdrettsnæring
Empiriske data innhentet fra en spørreundersøkelse sendt ut til fiskehelsetjenestene, viser at Eubothrium crassum er utbredt i norsk oppdrettsnæring nord til 65 grader nordlig bredde. Parasitten synes totalt fraværende i PO8 og er også mindre vanlig forekommende i PO7 enn i produksjonsområdene lengre sør. Fraværet av parasitten i oppdrettsfisk i sjø de nordlige deler av Norge skyldes sannsynligvis mangel på egnede mellomverter, og det diskuteres også om minkende forekomst nordover kan være assosiert med lavere oppdrettstetthet.

Påvirkning på helse og vekst – Kohortstudien og infeksjonsdynamikk
Det ble i prosjektet gjennomført en omfattende kohortstudie av 13 laksekohorter, satt ut vår eller høst, i områder med høyt smittepress av bendelormen Eubothrium crassum. Fisken ble undersøkt med henblikk på bendelormens smittedynamikk. Denne studien viste at fisk som ble satt på våren kunne gå en lengre periode (måneder) før de ble smittet, mens fisk satt ut på sensommer og høst ble smittet nesten umiddelbart etter utsett. Både fisk som ble satt ut i sjøen om våren og om høsten ble infisert med bendelorm. Infeksjon ser ut til å skje i mai til februar med høyest smittepress på høsten (august–desember). Infeksjon korresponderer sannsynligvis med tilgjengelighet av infiserte mellomverter (kopepoder). Grad av infeksjon var også avhengig av fiskestørrelse. Det ble nesten ikke funnet nyetablerte larver (plerocercoider) i tarmtrakten på fisk over 30 cm, og det ble funnet svært få i kategorien juvenil 1 (<1 cm) i fisk større enn 40 cm. Dette skyldes sannsynligvis at gjellegitterstavene til fisken har blitt for store til å fange opp kopepoder og/eller at de større fiskene i mindre grad aktivt beiter på kopepoder.

Påvirkning
En evaluering av bendelormens innflytelse på tilvekst og fôrforbruk ble gjort på resultatene fra spørreundersøkelsen og Havbruksdata. Det ble funnet at fiskegrupper med få infiserte individer ikke skilte seg signifikant fra uinfiserte grupper når det gjaldt i tilvekst. Fiskegrupper med middels eller stor andel infiserte fisk hadde signifikant dårligere tilvekst. Uinfiserte fiskegrupper og grupper med få infiserte fisk hadde lavere fôrforbruk enn fiskegrupper med middels eller stor andel infiserte fisk. Det ser ut til at fisken kan kompensere for de negative effektene av en infeksjon med bendelorm ved å øke fôrinntaket.

Resistens
Det ble ikke utført resistenstesting mot praziquantel med bioassay i prosjektet på grunn av koronapandemien. Spørreundersøkelsen gav også for lite data til å konkludere noe om resistens.

Behandlingsregime i forhold til infeksjonsdynamikk og livssyklus
Da medisineringsforsøket som var planlagt i denne delen av prosjektet ikke kunne gjennomføres, ble i stedet kunnskap fra de andre delene av prosjektet, først og fremst fra kohortstudien, og fra andre studier, sammenstilt til en beste praksis for behandling. Resultatene fra kohortstudien viser at både fisk utsatt om høsten og om våren blir infisert, men at fisk utsatt på høsten blir infisert raskere og med flere parasitter (høyere abundans). Infeksjonspresset er høyest sensommer og høst og det er lavt vinter–vår. Den største risikofaktoren med hensyn til infeksjon er størrelsen på fisken. Liten fisk blir infisert raskere og med høyere abundans enn større fisk. Fisk større enn 30 cm blir i liten grad infisert, heller ikke re-infisert etter behandling (egne observasjoner). Smittebærende kopepoder forekommer særlig i overflatevannet. Skjerming (skjørt eller snorkel) den første tiden i sjøen vil derfor redusere infeksjonene. Størrelsen på fisken har betydning for valg av tidspunkt for behandling. Det synes best å behandle når fisken er over 30 cm, for da vil en i stor grad unngå reinfeksjon. Det vil gi best lønnsomhet å gjennomføre behandling så fort som mulig etter at en når denne størrelsen, og liten fisk trenger også mindre medisin enn stor fisk for å oppnå anbefalt dose (mg medisin/ kg fisk). Det vil også gi lengre vekstperiode med god utnytting av fôret etter behandling, noe som gir best lønnsomhet.

Results achieved
Summary of results from the project’s final report
Infections with Eubothrium sp. can have negative effects by affecting the health and growth of the salmon and the fish have therefore been treated with drugs added in the feed, mostly praziquantel (PZQ). Infections with Eubothrium sp. in seawater farmed salmonids seems to be becoming more common in some production areas (PO), especially PO2 and PO3, but little research has been done on the cestode in salmon in recent years. There was therefore a need for an increased research effort with a focus on this parasite in farmed fish.

Genetic analyses
As the first project in the world the project has sequenced and annotated the genome of Eubothrium crassum from salmon and trout and of the related species E. salvelini from char, Salvelinus alpinus. Based on the genetic data, it was shown that tapeworms in the genus Eubothrium infecting fish in the Norwegian aquaculture industry, in both freshwater and saltwater, belong to the same species, namely Eubothrium crassum. However, there is evidence suggesting that the species can be divided into two genetic groups, one linked to freshwater and one marine form.

The mechanism of action of praziquantel in flatworms is on ion channels in the cells and the genetic basis for this has recently been characterized. The project has through analyzes of the genomic data shown that the genes encoding the proteins forming the ion channels are also present in E. crassum and this knowledge can be used to study this further and to develop molecular markers to study resistance.

The project has also developed a non-lethal method for detecting tapeworm infections from swab samples taken from the anal opening. The real-time PCR assays developed for this purpose also provides improved diagnostics of Eubothrium crassum.

The distribution of Eubothrium crassum in the Norwegian aquaculture industry
Through empirical data obtained from a survey distributed to the fish health services, the project demonstrated that Eubothrium crassum is widespread in the Norwegian aquaculture industry north to 65 degrees latitude. The parasite appears to be totally absent in production area 8 (PO8) and is less common in PO7 than in the production areas further south. The reason for the absence of the parasite in farmed fish in the sea in the northern parts of Norway may be due to a lack of suitable intermediate hosts (copepods), and it is also discussed whether the declining occurrence northwards may be associated with lower farmed density.

Impact on health and growth The cohort study and infection dynamics
An extensive cohort study was carried out within the project. Altogether 13 cohorts, stocked in the sea in areas with high infection pressure and at different times of the year (spring and autumn), were examined to assess the infection dynamics. Through this study, it was found that fish stocked in the sea in the spring remained uninfected for a longer period than fish stocked in late summer or autumn. The first group remained uninfected for several months, while fish stocked in the sea in late summer and autumn become infected almost immediately after transfer to seawater. However, most fish in both groups became infected with tapeworms during the study period. Based on the results, the infections seems to occur in May to February with the highest infection pressure in the autumn (August–December). This pattern of infection probably corresponds to the availability of infected intermediate hosts (copepods). In additions to the temporal variation in infection pressure, the degree of infection also depended on fish size. Almost no newly established larvae (plerocercoids) were found in the intestinal tract of fish longer than 30 cm, and very few juvenile tapeworms (<1 cm) were detected in fish larger than 40 cm. This is probably because the gill rakers of the fish have become too large to filter out the copepods and/or that larger fish are less prone to graze on copepods than smaller fish.

Impact on growth and feed consumption
Analyses of the influence of tapeworm infection on growth and feed consumption was carried out based on the result from the survey and available data from the aquaculture industry obtained through Havbruksdata. Through this, it was found that fish groups with few infected fish did not differ significantly from uninfected groups in terms of growth, while fish groups with a medium or high proportion of infected fish demonstrated significantly poorer growth. Uninfected groups and groups with a low proportion of infected fish had a lower feed consumption than fish groups where a larger proportion of the fish were infected. The results also indicate that the fish can compensate for the negative effects of tapeworm infections by eating more feed.

Resistance
Resistance testing against praziquantel with bioassay was not performed in the project due to the Covid 19 pandemic. The survey also provided too little data to conclude on resistance.

Treatment regime in relation to infection dynamics and life cycle
As the medication trial of the project could not be carried out, knowledge from the other parts of the project, primarily from the cohort study, and from other studies, was compiled into a best practice for treatment. The results from the cohort study show that both fish exposed in the autumn and spring become infected, but that fish exposed in the autumn become infected faster and with more parasites (higher abundance). The infection pressure is highest in late summer and autumn and low in winter–spring. The biggest risk factor for infection is the size of the fish, and small fish become infected faster and with higher abundance than larger fish. Few fish larger than 30 cm become infected, and are not re-infected after treatment (own observations). As copepod intermediate hosts are most common near the surface, shielding (skirt or snorkel) in the first period after stocking in the sea will reduce infections. The size of the fish is also important for choosing the best time of treatment. It is recommended to treat when the fish has reached 30 cm length, as reinfections will largely be avoided. It will be most profitable to carry out treatment as soon as possible after reaching this size. This is also beneficial as small fish need less medicine than large fish to obtain the recommended dose (mg medicine/kg fish). This strategy will also provide a longer growth period with efficient utilization of the feed after treatment, which provides the best profitability.

Vitenskapelige publikasjoner/ Scientific publications
Publikasjoner er under utarbeidelse og vil legges her når publisert.
​Prosjektet har gjort en bred undersøkelse av bendelmark i norsk lakseoppdrett, og kartlagt utbredelse og prevalens av parasitten, utviklet nye diagnostiske verktøy basert på ikke-invasive svaberprøver, fremskaffet kunnskap om genetiske markører som basis for videre studier på resistens, avdekket effekter av parasitter på laksens helse og tilvekst, samt foreslått behandlingsregimer basert på infeksjonsdynamikk og livssyklus. 
Det rapporteres om økning i behandlinger mot bendelmark i norske oppdrettsanlegg og behandlingene ser ofte ikke ut til å gi den ønskede virkning. I tillegg rapporteres det om en økning i salg av medikamentet praziquantel som brukes til behandling av bendelmarkinfeksjoner.

Det er få eller ingen empiriske data fra i norske oppdrettsanlegg som sier noe om:
a) utbredelsen til bendelmark
b) hvor utbredt resistens er
c) om det finnes forskjellige varianter og arter av Eubothrium i norsk oppdrettsfisk
d) hvor stor påvirkning bendelmarkinfeksjoner har på veksten og helsen til oppdrettsfisken  
   
Det er viktig med ny kunnskap som kan bidra til å svare på spørsmålene over og som på sikt kan føre til bedre behandlingsstrategier, nye kjemoterapeutika og nye molekylære markører som er egnet til å studere utbredelse, spredning og den genetiske bakgrunnen for resistens. 

Dette prosjektet ønsker å øke kunnskapen om bendelmarkinfeksjoner i norske oppdrettsanlegg og å lage et kunnskapsgrunnlag for videre forskning som kan gi bedre bekjempelse av slike infeksjoner. Dette vil igjen gi bedre beslutningsgrunnlag og bedre økonomi for oppdretteren.
• Å kartlegge utbredelsen til bendelmark i norske oppdrettsanlegg og herunder utbredelsen av resistens mot praziquantel.
• Å gjennomføre genetiske studier for blant annet å se på forskjeller mellom bendelmark i ferskvanns- og saltvannsfasen og mellom forskjellige geografiske isolater. En vil også etablere metodikk for påvisning av bendelmark i tarmen (faeces) hos levende fisk.
• Å fremskaffe kunnskap om hvordan infeksjoner med bendelmark (Eubothrium sp.) påvirker fiskens helse og vekst.
• Å bidra til optimalisering av behandlingsregimer og til hvordan man best evaluerer effekten av behandlinger.
Prosjektet har som formål å gi ny kunnskap om en parasitt som er et økende problem i norsk oppdrettsnæring, men som ikke har vært gjenstand for studier på mange år. Det rapporteres stadig om behandlingssvikt ved bruk av praziquantel mot bendelmark, men det er usikkert om dette skyldes utvikling av resistens, ikke-optimal behandlingsstrategi eller en kombinasjon av disse to faktorene. Dette prosjektet vil være et viktig bidrag til å få ny kunnskap om dette.

Det er også lite kunnskap om hvor utbredt parasitten er i norsk oppdrett, hvor utbredt resistens er og om det eksisterer flere arter eller genetiske varianter av Eubothrium i norsk oppdrettsfisk. Resultatene fra prosjektet vil gi ny og detaljert kunnskap om dette.

Prosjektet ønsker også å danne et mer detaljert basisgrunnlag for videre studier blant når det gjelder utvikling av nye behandlingsmetoder og medikamenter mot parasitten.
Prosjektet er delt i fire hoveddeler/forskningsemner (R1–R4) som sammen bidrar til å belyse problemstillingene:

R1: Geografisk utbredelse og sesongvariasjon av infeksjoner med Eubothrium sp., herunder utbredelse av populasjoner som er resistente mot behandling med praziquantel
R1.1: Samle inn og analysere individer av bendelmark fra et utvalg populasjoner i saltvann og ferskvann (oppdretts- og villfisk) med hensyn til artssammensetning, prevalens og intensitet (se også R2).

R1.2: Sesongvariasjon i utbredelse vil bli undersøkt i et kohortstudie som følger vår- (mars 2018) og høstutsett (september 2017) ved forskjellige lokaliteter i sørvest- og midt-Norge. Fisken følges fra utsett til slakting (etter 15–21 måneder) og prøvetas hver tredje måned.

R1.3: Utbredelse og resistens vil også studeres ved innsamling av informasjon om påvisninger, behandlinger etc. fra fiskehelsepersonell, oppdrettsanlegg og oppdrettsfirmaer.

R1.4: Resistens i forskjellige populasjoner vil bli studert ved bruk av publiserte bioassay.
 
R2: Diagnostikk, populasjonsgenetikk og genomikk
R2.1: Bruke prøver samlet inn i R1 og fra andre kilder, ekstrahere DNA fra disse og utvikle markører for arts- og populasjonsdifferensiering.

R2.2: Bruke genetiske markører for å få informasjon om genetisk variasjon i de innsamlede prøvene, dvs. forskjellige arter, populasjoner eller varianter i forskjellige verter og lokaliteter.

R2.3: Utvikle en ikke-invasiv, molekylær påvisningsmetode for Eubothrium i faecesprøver fra laks som kan brukes til påvisning i felt og evaluering av behandling.

R2.4: Regnbueørret kan infiseres av flere arter med Eubothrium og disse kan f.eks. ha forskjellig toleranse for praziquantel. Regnbueørret fra forskjellige lokaliteter vil derfor undersøkes med hensyn til artssammensetningen av bendelmark i tarmen.

R3: Hvordan påvirker infeksjoner med Eubothrium sp. fiskens helse og vekst?
R3.1 Denne delen gjøres i nært samarbeid med Marine Harvest (MHN) og Lerøy Vest. MHN vil bidra med historiske produksjonsdata for videre analyse og både MHN og Lerøy gir tilgang til oppdrettsanlegg for feltstudier (innsamlinger).

R3.2: Historiske produksjonsdata med detaljer om sykdomshistorie, behandlinger, vekst, etc. vil bli analysert statistisk og populasjoner med kjente infeksjoner med Eubothrium sp. vil bli sammenlignet med populasjoner uten kjente slike infeksjoner for å evaluere parasittens påvirkning. 

R3.3: Bruke historiske produksjonsdata fra MHN til å sammenligne behandlede (mot bendelmark) med ubehandlede fiskegrupper med hensyn på blant annet vekst, størrelse og klassifisering.

R3.4: Følge utsett (fra ferskvannsstadiet til til slakt) i lokaliteter fra områder med store problemer med bendelmark (Sørvest-Norge). Relatere prevalens og intensitet av bendelmark på disse lokalitetene med vekst, helse og deformiteter (dette er en del av kohortstudiet beskrevet i R1).

R4: Behandlingsprosedyrer
R4.1: Eksperimentelle studier (dose-respons) av behandlinger med Praziquantel.

R4.2: Tellinger av bendelmark i forbindelse med feltbehandlinger og kontrollerte intubasjoner. Statistiske evalueringer av behandlingsprosedyrer for å finne mønsterpraksis (“best practice”).

Følgende formidling er planlagt:
• Fremdriftsrapporter (2018, 2019) og sluttrapport til FHF (2019).
• Presentasjon av prosjektresultater på Havbruk 2019/Frisk Fisk 2020 og dialogmøter i regi av FHF.
• Rapport til FHF med forslag til mønsterpraksis (“best practice”) – prosedyrer for behandling og evaluering av behandlinger mot bendelmark Eubothrium sp. (2019).
• 2–3 publikasjoner i vitenskapelige tidsskrifter med fagfellevurdering (2019/2020).

keyboard_arrow_up