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These are copies of the PowerPoint slides (2 per page) from a presentation prepared for the Blue Ribbon Sheep Forum in Storrs, CT (2/25/12).

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  1. 1. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 SUSAN SCHOENIAN    (Shāy‐nē‐ŭn) Sheep & Goat Specialist Western Maryland Research & Education Center sschoen@umd.edu  ‐ www.sheepandgoat.com Alt. forages Deworm D Browsing i “Natural”  Clean  anthelmintics pastures Integrated  means  combining and  coordinating  Refugia IPM Nutrition diverse  elements  Zero  grazing Manage ‐ment into a whole. Host  Genetics Internet definition immunity Grazing  Mgt. 1
  2. 2. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 Integrated pest management  (IPM) is a method of controlling  parasites in a population of  CHEMICAL animals by using a combination  Deworm of chemical and non‐chemical  methods. INTEGRATED  [Pfizer Animal Health] NON‐CHEMICAL alternative forages;  browsing; clean pastures; coccidiostats; delayed grazing;  FAMACHA©; Five Point Check©; genetic    Fi  P i t Ch k   ti selection; host resistance; low stocking rates;  management; multispecies grazing; “natural”  anthelmintics; nutrition; pasture rest and rotation;  grazing height; proper anthelmintic use; protein  supplementation; refugia; sanitation; and zero grazing. Though it varies by farm,  worms have developed   h  d l d  resistance to ALL of the  anthelmintics. It’s not sustainable (or  sometimes even possible)  to control internal parasites  with drugs alone. There is a growing interest  among producers and  consumers alike for more  natural methods of pest  control. 2
  3. 3. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 Pasture Plants Animal Soil Immunity Behavior Possible  clinical  disease Parasite Biology Life cycle Weather Temperature Moisture g o ga s A living organism  (generally  undesirable) that  exists by stealing  the resources   produced or  collected by  another living  organism. [Wiktionary] barber pole worms in abomasum 3
  4. 4. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 EXTERNAL (ECTO) INTERNAL (ENDO) A parasite that lives inside  A parasite that lives on  another organism. the outside of the animal. barber pole worm ticks, lice, mites, flies, etc. There is a species from each kind that is especially problematic for sheep . PROTOZOA HELMINTHS Single‐cell Multi‐cellular Coccidia 1. Nematodes Giardia Roundworms Cryptospordium 2. Cestodes Tapeworms 3. Trematodes Flukes VS. 4
  5. 5. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 Haemonchus contortus Barber pole worm Bunostomum Hookworm H k Cooperia Small intestinal worm Nematodirus Threadneck worm Oesophagostomum Nodule worm Strongyloides gy common threadworm Trichostronylus Trichuris ovis hair or bankrupt worm whipworm Telodorsagia (Ostertagia) medium or brown stomach worm Lungworms  Paralaphostrongylus tenius Meningeal worm Most deadly. Found in abomasum Blood‐sucker Short, direct life cycle Prolific egg producer Barber pole worm Requires warmth and moisture  Image source: Dr. Nabavi (Iran) g to complete its life cycle. t   l t  it  lif   l Warm, moist climates Summer rainfalls As a mechanism of survival, can go into a hypobiotic (arrested) state. Is adapting to cooler climates   global climate change (?) 5
  6. 6. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 CLINICAL SIGNS Sudden death Gradual weight loss Weakness Poor stamina Diarrhea constipation Anemia FAMACHA© score 4 or 5 Sub‐mandibular edema  “bottle jaw” Death Same genus. Affect abomasum1 and small intestines2. Similar life cycle  as barber pole worm  Mixed infections with barber pole  worm are common. Cause reduced performance, ill‐ C   d d  f  ill thrift and dagginess (diarrhea),  occasionally death. Under the microscope, eggs look  the same  as barber pole  worm eggs. 6
  7. 7. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 Roundworm that normally  infects white tail deer, infects white tail deer but causes little problems. But causes severe neurological  disease when it infects an  abnormal host, such as a sheep. Has indirect life cycle with  g terrestrial snails and slugs  serving as the intermediate hosts. 10‐14 days after ingestion of an infective snail or slug,  the parasite migrates to the spinal cord (central nervous  system) and begins causing damage to neurological tissue. Sheep are a dead end host.  Must necropsy to confirm diagnosis. CLINICAL SIGNS Variable and similar to other  V i bl   d  i il  t   th   neurological diseases, such as  polio, listeriosis, and rabies. Weakness Lameness Circling  Blindness Head tilt Abnormal behavior Paralysis Death 7
  8. 8. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 TREATMENT     ‐‐ early ‐‐ PREVENTION Exclude deer E l d  d Repetitive, high doses of  anthelmintics [Rx] Don’t graze in woods or near  Ivermectin for 5 days ponds. Fenbendazole for 5 days Avoid grazing poorly‐drained  All anthelmintics have been  pastures. used to treat meningeal  worm infections. Reduce snail, slug population. Anti‐inflammatory drugs [Rx] Preventative treatments with  anthelmintics  Regular deworming will promote  There is no scientific evidence  development of anthelmintic‐ that any of the various  resistant GI worms. treatment protocols are  effective. Indirect life cycle, with  pasture mites serving as the  intermediate host. Worm segments are visible in  feces (gross!). Generally non‐pathogenic  (disease‐causing). y Generally no benefit to  treatment for tapeworms  alone. Can treat with fenbendazole  (SafeGuard®), albendazole  (Valbazen®, or praziquantel. 8
  9. 9. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 Indirect life cycle, with  Image source:  gastropods serving as the  http://www.flickr.com/photos/peteredin/3386220058/ http //www flickr com/photos/peteredin/3386220058/ intermediate host. Can be found everyone, but are  mostly a problem in the Gulf  States and Pacific Northwest, i.e.  cool, wet climates. Clinical symptoms include  anemia, bottle jaw, and weight  loss loss. Liver flukes can’t be found in a  normal fecal egg flotation. Treat with albendazole  (Valbazen®) or Clorsulon [Rx]. Single‐cell, spore‐ forming protozoan  parasite. Complicated life cycle  with many stages and  both sexual and asexual  reproduction Approximately 21 days 10 species known to  infect sheep and goats. Not all are pathogenic Host‐specific. 9
  10. 10. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 Subclinical  (usually goes undetected ‐ most costly) Poor performance Performance set‐back  (even after treatment) Clinical Failure to thrive Ill‐thrift Open‐fleeced Dagginess  Diarrhea Anorexia Anemia Dehydration  Death PREVENTION TREATMENT Coccidiostats in feed,  Drench with Corid  D h  i h C id  mineral, or water. (amprolium) or Sulfa drugs  Bovatec® (lasalocid) (Albon®, Di‐methox) [Rx] Supportive therapy Deccox® (decoquinate) Rumensin® (monensin) [Rx] Corid (amprolium) [Rx] Good management Good sanitation Proper stocking rates Coccidiostats, especially Rumensin® can be toxic to horses and dogs. 10
  11. 11. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 FECAL EGG COUNTS (FEC) LARVAL ID To differentiate between  To differentiate between strongyle strongyle (stomach) and   (stomach) worms (H. contortus,  tapeworm  eggs and coccidia  Teladorsagia, and trichostrongyles) oocytes. ▪ University of Georgia ▪ Other universities  Can’t differentiate between   strongyle (stomach) worm  eggs except Nematodirus) gg p ) LECTIN‐STAINING TEST    1. Do‐it‐yourself Determine percent of Haemonchus  2. Public  lab  contortus eggs in a fecal sample 3. Diagnostic lab Oregon State University 4. Private lab University of Georgia 5. Veterinarian Host immunity Management M Clean  or safe pastures Multi‐species grazing Pasture rest and rotation Alternative forages Nutritional management Zero grazing Genetic selection Manage refugia Targeted selective  treatment 11
  12. 12. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 Sheep have several  defense mechanisms  for dealing with  internal parasites: 1. Immune exclusion 2. Self‐cure 3. Immunity a) Innate b) Acquired IMMUNE EXCLUSION SELF‐CURE PHENOMENON g Ingested larvae fail to  establish in heavily  Adult nematodes are  infected animals. spontaneously expelled  when there is a massive  larval invasion over a  very short exposure  period. Usually observed after  a heavy rain.   a heavy rain    Why does it occur (?) ▪ Increase in  abomasal pH ▪ IgE mediated  hypersensitivity 12
  13. 13. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 St. Croix lambs ACQUIRED Immunity that is not  inherited. Immunity that is acquired  INNATE (INBORN, NATURAL) during life. Immunity that results from  Infection is limited during  exposure to the disease. the initial exposure. Immunity that occurs  naturally as part of an  individual’s genetic  make‐up. Crossbred lambs Develops with advancing age  p p and parasite exposure. Not until >4 months of age,  depending upon breed and  nematode species. Preventative anthelmintic  treatments interfere with the  development of immunity. Adults are generally immune  to parasites, but under stress  to parasites  but under stress  can break down. Sheep have a weaker degree  of immunity than other  livestock, except for goats. 13
  14. 14. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 Lasts for about 4 weeks May occur earlier (in  pregnancy) if ewes are  underfed or under stress. Primary source of infection  for new crop of lambs. Cause (?)  Hypothesis: Lactation after pregnancy Increasing prolactin levels Reduction in IgA antibodies associated  with transfer of maternal antibodies in  colostrum If lambing occurs in the  p g, spring, it will coincide  with the maturation  and egg production  from previously  arrested worm larvae. Management strategies 1. Deworm all ewes prior to  parturition with an  anthelmintic that is effective  against hypobiotic larvae. 2. Increase protein level of ration  during late gestation (by 30%). 3. Selective deworming using  FAMACHA© system and/or  Five Point Check©. 14
  15. 15. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 MORE SUSCEPTIBLE MORE RESISTANT Weaned lambs Mature sheep Bummer lambs Dry ewes Late‐born lambs Pet sheep Yearlings Mature wethers High‐producing females Sheep in good body  Periparturient ewe condition Thin animals Fat sheep Geriatric sheep Unadapted breeds Stressed animals Good sanitation Use feeders  Clean water Avoid overgrazing Do not graze below  2 inches.  Time lambing to  minimize parasite  infections. 15
  16. 16. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 Pasture rotation is a  gy recommended strategy for  controlling internal parasites  ll l because it allows the use of  cleaner (rested) pastures. Intensive rotational grazing may  not help to reduce parasitism  unless rest periods are long  enough.  Due to increased stocking rates,  management intensive grazing  may increase internal parasite  problems in sheep and lambs.  It takes about 2 months of rest  for a contaminated pasture to  become relatively “clean” for  sheep grazing. A pasture that has not been grazed by  sheep (or goats) for the past 6 to 12  months. h A pasture that has been grazed by  adult cattle and/or horses for the past  6 to 12 months. New pasture A pasture that has been renovated  with tillage. A pasture in which a hay  or silage crop  h h h l has been removed. A pasture that has been rotated with  row crops. A pasture that has been burned. 16
  17. 17. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 Livestock that browse have problems. fewer parasite problems Livestock grazing tall-growing forages will have less parasite problems. 80% of parasite larvae is found in the first two inches of vegetative growth. Grazing tanniferous forages may g g y reduce the effects of parasitism. Sericea lespedeza Chicory Birdsfoot trefoil Sheep and goats share the same  parasites, but they are different  from the parasites that affect  adult cattle and horses. Producers who graze multiple  species of livestock report fewer  parasite problems with small  ruminants. Cattle and horses “vacuum”   sheep/goat pastures of infective  worm larvae. Sheep, goats, and cattle have  complementary grazing habits. 17
  18. 18. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 Animals on a high plane of nutrition  and in better body condition are  better able to withstand worm   b tt   bl  t   ith t d  burdens. Nutrition in early pregnancy (fat  stores) can affect the immune  response to internal parasites. Sheep receiving higher levels of  protein prior to lambing have lower  fecal egg counts. Supplementing grazing lambs with  protein has been shown to reduce   t i  h  b   h  t   d fecal egg counts. Nutritional supplementation is most  likely to be beneficial when pregnant  females and young animals are below  optimal body condition at a time  when pasture quality and/or quantity  is limited. Sheep raised in confinement or dry lot (zero grazing) tend to have fewer worm problems. Sheep put in confinement or dry lot do not usually get re- infected with worms. Coccidiosis could still be a problem, if preventative measures are not taken. Good sanitation Proper feeders Coccidiostats 18
  19. 19. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 Resistance  Ability of host to  Abili   f h     resist infection Measured by fecal  egg counts (FEC‐EPG). Resilience Ability of host to withstand  g challenge and/or infection. For barber pole worm:   measured by packed cell  volume (PCV) and  estimated by FAMACHA©  eye anemia scores. St. Croix Breeds vary in their  resistance and resilience   i   d  ili to gastro‐intestinal  parasites. 1. Hair sheep  (tropical or West  g ) African origin) 2. Gulf Coast Native 3. Katahdin 4. Dorper Others (?) 19
  20. 20. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 There is as much  difference within breeds  as between breeds. The 80‐20 rule Approximately 20 percent of  the flock sheds 80 percent of  the eggs onto pasture. Parasite resistance is are  moderately‐heritable. H2 = 0.22‐0.63 (avg. 0.25) Selection for parasite  resistance will not adversely  affect the growth of lambs  or fertility of ewes. Do not deworm on a regular  schedule. Do not deworm all animals in a  group. Do not return treated animals to  a clean pasture. Give all anthelmintics orally at  the proper dose. Do not underdose. Deworm new animals with  anthelmintics from 2‐3 different  Without refugia, worms will eventually  chemical classes. be  resistant to all anthelmintics. 20
  21. 21. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 Point What to check Which parasites Paling of ocular  P li   f  l   membranes Barber pole worm 1 Eye FAMACHA© eye anemia  Liver fluke score 2 Back Body condition score All Brown stomach worm Dag score Hair worm 3 Rear R fecal soiling f l  ili Threadneck worm evidence of scouring Nodule worm Sub‐mandibular edema  Barber pole worm 4 Jaw (bottle jaw) Liver fluke 5 Nose Nasal discharge Nasal bots Packed cell  Treatment  Eye lid color volume recommendation 1 Red > 28 Optimal No 2 Red‐Pink 23‐27 Acceptable No 3 Pink 18‐22 Borderline ? 4 Pink‐White 13‐17 Dangerous Yes 5 White < 12 Fatal Yes 21
  22. 22. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 Transverse  Spine Muscle Fat processes Fingers easily pass  Individually clearly felt,  1 sharp, obvious underneath Very little No Form a smooth line with  2 deep undulations Smooth round edges Concave Very thin Well covered Not concave Only slightly detectable  3 undulations have to push firmly to  get fingers underneath Not convex Moderate Only detectable with firm  4 p pressure Cannot be  Maximally  Thick developed d l d felt at all 5 Not detectable Convex Very thick Treatment  Dag score Description recommendation 0 No fecal soiling No indication for treatment 1 Very slight soiling on edge of tail No treatment Slight soiling on edge of tail and on  2 each side Usually no treatment Moderate soiling of tail and wool 3 Dag formation Consider treatment Severe soiling extending far into wool Treatment, crutching  4 Severe dag formation recommended Very severe Treatment and crutching  5 watery diarrhea extending to hocks essential 22
  23. 23. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 23
  24. 24. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 Indicates “potential”  parasite burden in   it  b d  i animal. Indicates potential  parasite contamination. Use to determine level  of drug efficacy. of drug efficacy Use to determine  genetic differences in  parasite resistance  among animals. Fecal egg counts are not  always well‐correlated  always well correlated  with disease. Presence of eggs does not  mean that the animal is  clinically parasitized and  needs treatment. Absence of eggs or  oocytes (coccidia) does not  mean that the animal is  parasite‐free and not in  need of treatment. 24
  25. 25. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 1)Benzimidizoles ) 2)Nicotinic agonists 3)Macrocylic lactones y 25
  26. 26. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 ) 1) Fenbendazole  SafeGuard®,  Panacur® [Rx] 2) Albendazole Valbazen® 3) Oxyfendazole Synanthic® [Rx] White dewormers Water soluble Broad spectrum Wide margin of safety Efficacy against  tapeworms Efficacy against adult liver  flukes (albendazole) Do not use albendazole  during first 30 days of  d i  fi t   d   f  pregnancy or ram removal. Widespread resistance Resistance is caused by  dominant gene 26
  27. 27. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 1) Imidazothiaoles (IMID) a) Levamisole Prohibit®, Levasol® 2) Tetrahydropyrimidines (TETR) a) Morantel [Rx] Rumatel® b) Pyrantel [Rx] Strongid® Levamisole Clear drench Cl  d h Water soluble Broad spectrum of activity Not effective against  arrested larvae Narrower margin of safety Resistance reported Resistance is caused by a  R i t  i   d b     recessive gene Morantel and Pyrantel Not effective against  larval stages of worms. 27
  28. 28. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 1) Avermectins a) Ivermectin Ivomec® b) Doramectin [Rx] Dectomax® 2) Milbemycins a) Moxidecin Cydectin®  Quest® [Rx] Broad spectrum Wide margin of safety Effective against (biting)  external parasites Persistent activity Widespread resistance,  p , reported especially  ivermectin Resistance is caused by  dominant gene 28
  29. 29. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 1) DRENCHRITE®  2)  FECAL EGG COUNT       LARVAL DEVELOPMENT ASSAY REDUCTION TEST (FECRT) An in vitro test for the detection  Comparison of before and  of resistance to all anthelmintic  after fecal egg counts groups. Benzimidizoles 7 days post‐treatment Need pooled fecal sample from 10  Levamisole  or more animals (minimum of 6) 7 days post‐treatment at least > 350 epg  >500 epg preferred Avermectins 14 days post‐treatment ▪ Animals with FAMACHA© scores of  3, 4, or 5 are more likely to have  Should include “control”  higher egg counts if barber pole  worm is the primary parasite. (untreated) animals in testing. Weigh animals to determine  proper dose. proper dose Do not underdose. Use proper drench technique. Fast animals prior to  treatment with ivermectin or  albendazole. Give multiple anthelmintics  Synergetic effect Maximize refugia 29
  30. 30. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 An anthelmintic acts to expel  or destroy parasitic worms. Using this definition, there  aren’t any consistently  effective “natural”  anthelmintics. An animal that is clinically  parasitized should be treated  with a “chemical” dewormer. Haemonchosis They may not treat a  clinically parasitized animal,  clinically‐parasitized animal,  but they may reduce the  number of animals that  require treatment. Disruption of parasite  life cycle (on pasture) ▪ Eat larvae or eggs gg ▪ Inhibit larvae development ▪ Inhibit egg hatching Strengthening of the  immune system. An increasing number of scientific studies are being conducted to identify compounds which  may have anthelmintic‐like properties.  Current claims are largely antidotal. 30
  31. 31. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 Herbal dewormers [oils and seeds] Artemisia genus (Wormword) Garlic Papaya Paprika Ginger Pumpkin  Mustard Tanniferous forages Nematode‐trapping fungus Nematode trapping f ng s Copper oxide wire particles Copper sulfate Tobacco (nicotine sulfate) Sericea lespedeza Zolvix® drench (Monepantel) Amino‐Acetonitrile (ADD) class A i A t it il (ADD)  l First new anthelmintic since  1980’s Unique mode of action Targets  a receptor that  paralyzes the worm Effective against worms that are  resistant to other anthelmintics. h h l Currently undergoing  testing in the U.S.    Approval for sheep, if/when [?] 31
  32. 32. Integrated parasite management in sheep 2/25/12 Thank you for your  attention. Any questions? Susan Schoenian sschoen@umd.edu www.sheepandgoat.com 32