Maine internal parasites
Upcoming SlideShare
Loading in...5

Copy of PowerPoint slides for Sheep & Goat Internal Parasite Seminar in Maine (October 22, 2011).

Copy of PowerPoint slides for Sheep & Goat Internal Parasite Seminar in Maine (October 22, 2011).



Total Views
Views on SlideShare
Embed Views



0 Embeds 0

No embeds


Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
Post Comment
Edit your comment

Maine internal parasites Maine internal parasites Document Transcript

  • 10/18/2011 Today’s seminar topicsInternal parasites seminar I.  Parasites and their biologySHEEP AND GOATS II.  Diagnostic tools  Diagnostic tools  III Using anthelmintics effectively III.  Using anthelmintics effectively IV.  Integrated parasite management  (IPM) SUSAN SCHOENIAN (Shāy‐nē‐ŭn)  Sheep & Goat Specialist University of Maryland Extension – Barber pole worms in abomasum Image source: What is a parasite? I.  Parasites and their biology A (generally undesirable) living organism that exists by stealing the  species, life cycles, pathogenicity, interactions resources  produced or collected by another living organism. [Greek:  “one who eats at the table of another]                                  There are two general kinds There are two kinds of parasites. of internal parasites.1. Internal (endo) – a  1. Helminths parasite that lives  multi‐cellular inside another  a) Nematodes organism. b) Cestodes c) Trematodes2. External (ecto) – a  parasite that lives on  2. Protozoa the blood of the host  single cell or lays eggs on their  a) Coccidia  hide or in their nose. b) Giardia c) Cryptosporidium Haemonchus contortus (barber pole worm) External parasite: sheep ked (tick) Image from University of Georgia Image from Colorado State University 1
  • 10/18/2011 1. Helminths (parasitic worms) A.  Nematodes (roundworms) Phylum Nematoda A. Nematodes • Approximately 1 million – Over 28,000 described Roundworms – Over 16,000 parasitic • Round • Elongated B. Cestodes • Worm‐like Tapeworms • Have a body cavity • Have digestive systems • Reproduce sexually C. Trematodes • Mostly host‐specific Most significant kind of internal  Flukes • Not all are pathogenic parasites that affect sheep and goats. Barber pole worm Image source: MicrobiologyBytes Class Nematoda → Superfamily Strongyloidea → Family Strongylidae → Genera Strongyle Haemonchus contortusPrimary parasites affecting sheep and goats:  Strongyles Barber pole worm Species Location Light  Infection Heavy infection • Most common in  Haemonchus Lack stamina  warm, moist  Anemia Contortus Gradual weight loss Abomasum Loss of color Edema (bottle jaw) climates with  Constipation Barber pole worm Sudden death Sudden death summer rainfalls. summer rainfalls Teladorsagia spp. • Adapting to cooler  (Ostertagia spp.) Rapid loss of condition Abomasum Unthrifty Daggy Profuse scours climates. Small brown  Death stomach worm • Most deadly worm. Trichostrongylus spp. Small  Rapid loss of condition Black scours • Blood sucker. Unthrifty intestines Dehydration Black scour worm Bankrupt worm (1st 3 m) Daggy Death • Prolific egg layer. Western Maryland Pasture‐Based  Strongyle‐ type worms Meat Goat Performance Test (2009) • Direct life cycles – Weather dependent L4, adult suck blood – 14 to 21 days • Eggs cannot be  differentiated in  2011 egg fecal analyses. 75 – 95 μ m L3 • Mixed infections common. Have developed varying  L1 levels of resistance to  L2 anthelmintics. 2
  • 10/18/2011Environmental‐parasite interactions Hypobiosis inhibited or arrested larval development • Period of delayed development  whereby 4th stage larvae stop  development and remain in the  mucosa for 3 to 4 months. • Occurs when there is insufficient  moisture or temperatures that  i h are too cold for larval  development. – Occurs in winter or summer,  • Optimal conditions for development of Haemonchus larvae are 82⁰F and  depending upon parasite and  humidity above 70%. geographic location. – Probably involves some immune and  • Teladorsagia is better adapted to cooler, temperate climates. They fair poorly  environmental cues. in very hot, dry summers. • Survival mechanism • Trichostrongylus spp. are more resistant to cold and desiccation than  • No host response Haemonchus.Strongyles that cause occasional problems Lungworms• Bunostomum • Direct or indirect  1. Muellerius capillaris Hookworm life cycle 2. Dictyocaulus filaria• Cooperia spp. • Prefer cool conditions Small intestinal worm• Nematodirus • Diagnosis is difficult threadneck worm – Clinical signs Persistent coughing, respiratory • Oesophagastomum • Muellerius capillaris distress, reduced weight gains Nodule worm Dictyocaulus filaria – Recovery of 1st stage • Strongyloides Lungworms larvae from feces Common threadworm • Paralaphostrongylus tenius  – Usually diagnosed at • Trichuris ovis Meningeal worm post‐mortem Image source: UPENN Vet School Whipworm (brain, deer worm) CLINICAL SIGNS TREAMENT PROTOCOLS Meningeal worm  • Variable • High doses of anthelmintics • Mimic other  – Ivermectin for five days • White‐tailed deer are the  neurologic diseases normal host. – Fenbendazole for five days – Infection typically causes no  – Weakness clinical disease in deer. • Anti‐inflammatory drugs – Lameness – Circling • Severe neurological disease  occurs when infected snails or  occurs when infected snails or – Blindness slugs are ingested by other  – Head tilt cervids or ungulates. – Abnormal behavior – Paralysis • Gastropods serve as  intermediate host.  – Death • Parasite migrates to spinal  cord and brain. – 10 to 14 days after ingestion of  infected snail or slug No controlled studies have confirmed or refuted the  efficacy of various treatment recommendations. 3
  • 10/18/2011 Prevention • Limit deer access to  pasture. B. Cestodes (tapeworms) – Eliminate deer via lethal  means. – Deer‐proof fencing for small  operations. • Flat  – Make pastures less appealing  • Segmented to deer. Feed in enclosed areas. – Feed in enclosed areas • No body cavity No body cavity • Hermaphrodites • Reduce exposure to  infected snails and slugs. • Indirect life cycle – Do not allow access to  • Some cause symptoms  pastures that  contain thick  • Prophylactic treatment  vegetation or moist shaded  in the intermediate  with anthelmintics  areas that are favorable snail  host. (every 10‐14 d). and slug habits.Tapeworms affecting sheep and goats Sheep measles  (Ovine cysticercosis) Genus Moniezia• Indirect life cycle • Sheep tapeworm of dogs – Pasture mites serve as an  – Transmitted to sheep eating  intermediate host. forages contaminated  with  tapeworm eggs shed by  – 6 weeks canines. – Sheep and goats host larval • Segments visible in feces. stage of parasite g p Only worm visible in feces – No clinical signs in sheep or  goats. Image source: Optimal Livestock Services, LLC• Generally thought to be  non‐pathogenic and of little  • Causes development of cysts  consequence. in skeletal and heart muscle. – Usually no benefit to treatment – Cause of carcass  condemnation.• Treat with albendazole  (Valbazen®), fenbendazole (Safe‐ → Control point:  dogs Guard®), or praziquantel. Liver flukes C.  Trematodes (flukes) • Fasciola hepatica (common liver fluke) • Flat  • Gastropods serve as  intermediate host. • Oval shape • No body cavity • In U.S., found mainly in Gulf  states, California, and Pacific  • No digestive tube Northwest. • Indirect life cycle • Symptoms include pale  • Hermaphrodites  mucous membranes, bottle  jaw, and weight loss. Image source:  Image source: • Treat with albendazole  Agricultural Research Council in South Africa (Valbazen®). 4
  • 10/18/2011 2. Protozoan parasites Eimeria spp. ‐ Coccidia • Single cell A. Eimeria spp. • Life cycle Coccidia – Complicated – Many stages – Oocytes → sporulation (hatching) – Sexual and asexual reproduction B. B Giardia – 21 days  • 10 species known to infect sheep  C. Cryptosporidium sp.  and goats – Host specific – Not all are pathogenic D. Toxoplasma gondii • Damage cells of small intestines 1. Subclinical 2. Clinical (diarrhea) Image source: FAO United NationsInternal parasites of sheep and goats Barber pole worm Roundworms Teladorsagia (Ostertagia) Trichostronyglus spp. Helminths Tapeworms Other strongyles Lungworms Liver flukes Meningeal worm Protozoa Coccidia II.  Diagnostic tools II.  Diagnostic tools FAMACHA© system, Five Point Check©, laboratory and field tests Next  topic:  diagnostic tools 5
  • 10/18/2011 They all are.     • Almost all sheep and goats  have parasites, probably of  different kinds. • “Positive” egg or oocyst Positive egg or oocyst counts are “normal.”   Negative tests are rare  (during the periods of risk). How do you tell if your sheep or goats  • Some level of parasite  infection is required for  are infected with internal parasites? immunity.They all are. • Clinical disease occurs at  a certain level of infection  that can vary by animal.• Not all parasites are Not all parasites are  pathogenic or highly  pathogenic.• Not all strains of parasites  The more important question to ask is: are pathogenic or equally  pathogenic. How do you tell if a sheep or goat is clinically parasitized  (suffering negative effects) and requires anthelmintic treatment? Diagnostic tools Diagnostic tools ON FARM LABORATORY 1) On‐farm • Animal • Blood 1) Animal – Packed cell volume – FAMACHA© 2) Fecal – Five Point Check®  NEW! • Fecal – Si l fl Simple flotation i • Fecal – Fecal egg counts 2) Laboratory – Simple flotation • FECRT 1) Blood – Fecal egg counts – Lectin staining test   NEW! • Fecal egg count  – Larvae 2) Fecal reduction test (FECRT) • Larvae culture 3) Larvae – Dipstick • Larval development assay [DrenchRite®] • Carla® saliva test • Pasture 6
  • 10/18/2011 The FAMACHA© System FAMACHA©• Develop for small‐scale sheep  producers in South Africa in  response to the widespread  General treatment recommendations Deworm adults at scores 4 and 5* development of anthelmintic‐ Treat lambs and kids at categories 3, 4, and 5 resistant worms.  *The South Africans recommend goats be treated at categories 3 4, 3, 4 and 5• A practical system for assessing  barber pole worm infection in  Packed sheep and goats and  Clinical Eye Lid Cell Deworm? determining the need for  Category Color Volume deworming individual animals. 1 Red > 28 No 2 Red-Pink 23-27 No• Named for its originator: Dr. Francois “FAffa” MAlan CHArt 3 Pink 18-22 ? 4 Pink-White 13-17 Yes 5 White < 12 Yes Using FAMACHA©  Benefits of FAMACHA© • Must take training  to get card. • Reduces number of  • Use card anthelmintic  • Replace card periodically treatments.   (colors fade) • Reduces dollars spent  p • Do not use in a vacuum;  on anthelmintics. consider other factors. • Identifies susceptible  • Frequency of checking  and resilient animals. varies by risk. • Should incorporate  • Increases refugia  FAMACHA© into an  • Prolongs effectiveness  integrated parasite  of anthelmintics management program. Using the FAMACHA© system to control Limitations of FAMACHA© internal parasites in grazing lambs • Doesn’t save time. – LESS deworming % Lambs/ 3.5 60 No. times treated – MORE monitoring Avg FAMACHA Score 3 50 6 # Lambs Dewormed 2.5 2 40 5 • Only useful where Only useful where  2 1.2% 1.2% 4 3 (when) barber pole  1.5 30 4.8% 7.1% 2 worm is the primary  1 20 16.7% 1 parasite. 0.5 10 41.7% 0 0 0 • Must know which  26.2% anthelmintics are  effective. 7
  • 10/18/2011 Back body condition (and coat condition) The Five Point Check ©    (5. ©) 2• Expands the FAMACHA©  system to include  Eye Tail evaluation criteria for  anemia 1 3 soiling , dags other internal parasites. FAMACHA© score (scours)• Check five places on  animal’s body 1. FAMACHA© score 4 5 2. Bottle jaw 3. Body condition score Jaw Nose swelling, edema  nasal discharge 4. Dag score “bottle jaw” (nose bots) 5. Nasal discharge FIVE POINT CHECK©   (5. ©) FOR TARGETED SELECTIVE TREATMENT OF INTERNAL PARASITES IN SMALL RUMINANTS G.F. BATH AND J.A. VAN WYK, FACULTY OF VETERINARY SCIENCE,  UNIVERSITY OF PRETORIA, SOUTH AFRICA Five Point check© FAMACHA© eye anemia score Point What to check Specificity Paling of ocular  Packed cell  Treatment  Eye lid color volume recommendation membranes Barber pole worm 1 Eye FAMACHA© eye  Liver fluke 1 Red > 28 Optimal No anemia score 2 Red-Pink 23-27 Acceptable No 2 Back Body condition score All 3 Pink 18 22 18-22 Borderline ? Brown stomach worm Dag score Hair worm 4 Pink-White 13-17 Dangerous Yes 3 Rear fecal soiling Threadneck worm 5 White < 12 Fatal Yes evidence of scouring Nodule worm Coccidia Sub‐mandibular edema  Barber pole worm 4 Jaw (bottle jaw) Liver fluke 5 Nose Nasal discharge Nasal bots Source:  G.F. Bath and J.A. van Wyk, Faculty of Veterinary  Science,  University of Pretoria, South Africa Source:  G.F. Bath and J.A. van Wyk, Faculty of Veterinary  Science,  University of Pretoria, South Africa Bottle jaw Body condition score (BCS) Sub‐mandibular edema Transverse  Spine Muscle Fat processes Fingers easily pass Individually clearly 1 felt, sharp, obvious underneath Very little No Form a smooth line Smooth round 2 with deep undulations edges Concave Very thin Well covered Only slightly have to push firmly Not concave 3 detectable undulations to get fingers Not convex Moderate underneath Only detectable with 4 firm pressure Cannot be Maximally Thick developed felt at all 5 Not detectable Convex Very thick Source:  G.F. Bath and J.A. van Wyk, Faculty of Veterinary  Science,  University of Pretoria, South Africa Source:  G.F. Bath and J.A. van Wyk, Faculty of Veterinary  Science,  University of Pretoria, South Africa 8
  • 10/18/2011 Dag Scores Nasal discharge britch soiling, evidence of scouring (diarrhea) Treatment  Dag score Description recommendation No indication for 0 No fecal soiling treatment Very slight soiling on edge of 1 tail No treatment Slight soiling on edge of tail and 2 on each side Usually no treatment Moderate soiling of tail and wool 3 Dag formation Consider treatment Severe soiling extending far into Treatment, crutching 4 wool recommended Severe dag formation Very severe Treatment and crutching 5 watery diarrhea extending to hocks essential Source:  G.F. Bath and J.A. van Wyk, Faculty of Veterinary  Science,  University of Pretoria, South Africa Source:  G.F. Bath and J.A. van Wyk, Faculty of Veterinary  Science,  University of Pretoria, South Africa Packed cell volume (PCV) Why look at feces? • Portion of whole  1. Identify worm eggs and  determine existence and  blood occupied by  level of infection a) Simple fecal flotation red blood cells. b) Fecal egg counting • A measure of anemia A measure of anemia  2. Determine parasite species  – Primary symptom of  a) Larvae culture b) Lectin staining test Haemonchosis (or  Clinical Category Packed Cell Volume Tx (?) barber pole worms). 1 Non-anemic > 28 No 3. Determine effectiveness of  2 Non-anemic 23-27 No anthelmintic treatment • A measure of  3 Mildly anemic 18-22 ? a) Fecal egg count reduction  4 Anemic 13-17 Yes test (FECRT) resilience. 5 Severely anemic < 12 Yes b) Larval development assay (LDA) or  DrenchRite® test Fecal testing What you need to do your own fecal egg counts Quantitative Fecal egg count (FEC) 1) MicroscopeQualitative 40x objective  x 10x eye piece = 400Simple fecal flotation • Use McMaster egg  Only need 100x Mechanical stage recommended counting slide• Use simple slide and cover slip • Weigh feces and measure  2) Flotation solution flotation solution flotation solution Saturated salt or sugar solution g Specific gravity of 1.2• Determine general egg types Can also purchase Strongyle vs. coccidia vs. tape  • Determine general egg types• Determine existence and  3) McMaster egg  Strongyle vs. coccidia vs. tape general level of infection counting slide • Determine level of infection – Eggs per field of view – Eggs per gram of feces e.g. Eggs Plus system 4) Miscellaneous supplies scale, beaker, pipettes, vials,  craft  sticks, cheese cloth or strainer 9
  • 10/18/2011 Fecal egg counts Fecal egg counts are not definitive. eggs per gram of feces • Fecal egg counts are  • Indicate “potential”  not always well‐ parasite burden in  correlated with clinical  animal. disease. – Presence of eggs or  • Indicate potential  does not mean that the  does not mean that the parasite burden on  b d animal is clinically  pasture.. parasitized and needs  treatment. • Use to determine level of  – Absence of eggs or  drug efficacy. oocytes (coccidia) or a  low count does not  • Use to determine genetic  mean that the animal is  differences in parasite  parasite‐free and not in  need of treatment. resistance. Limitations to fecal egg counts Clinical significance of fecal egg counts• Some parasite eggs look the same  • Not all parasites are pathogenic  and cannot be identified at the egg  (disease‐causing) stage). • Total egg counts may include a mixture of • There is a fairly regular fluctuation in  species with different levels of fecundity  fecal egg output. and pathogenicity.• Egg output varies by season of the  • Diarrhea increases fecal moisture and may  year. dilute the number of eggs.• Eggs are not always evenly  • Human error. distributed in the feces distributed in the feces.• Parasite species vary in their egg  producing capacity. – Some parasites are prolific egg  producers (e.g. Haemonchus) – Some parasites do not produce very  many eggs. (e.g. Nematodirus) – Some parasites produce eggs  intermittently – Some parasites can produce asexually – Immature worms (L4’s) do not lay eggs – Inhibited larvae do not lay eggs Fecal egg count reduction test (FECRT) DrenchRite® Larval Development Assay (LDA)• First and most widely  • In vitro test for the detection of  anthelmintic resistance. used method to access  efficacy of anthelmintics. • Evaluates resistance to all major  anthelmintics from a single  pooled fecal sample.• Before and after fecal  • Requires pooled fecal sample  egg counts. from 10 or more animals  – Mean FEC of > 350 epg minimum – d 0 and d 7‐14 post  – Mean FEC of > 500 epg preferred. treatment – Select feces from animals scored  as FAMACHA© 3, 4, or 5. – With or without  untreated controls  • Available through University of  Georgia ( – Minimum of 10 animals. 10
  • 10/18/2011 Western Maryland Pasture‐Based  Larvae culture and differentiation Meat Goat Performance Test (2009) • It is difficult to  differentiate the eggs of  many common species of  worms during a worm egg  count.  • Culture of the feces for  the purpose of hatching  Image source: Dr. Woodgate, Western  parasite eggs and  Australia Department of Agriculture obtaining larvae for  morphological  identification. Lectin staining test New tests (not available in U.S.)• Fast, easy, less‐expensive way to   test for the presence and  quantity of barber pole worms. CARLA® SALIVA TEST HAEMONCHUS DIPSTICK TEST• Lectin‐staining test  based on  • Measures antibodies against  • Detects blood in feces to  peanut agglutin that binds to egg  worm larvae. of barber pole worm. of barber pole worm. determine presence of  • Use to select animals which Use to select animals which  barber pole worm and  suffer less from parasites and  level of infection.• Only requires a small amount of  feces. pass fewer eggs onto pasture.• Results available in as little as two  days. Image source:  University of Georgia • Available through Oregon State  College of Veterinary Medicine. University and University of  Georgia. III.  Using anthelmintics effectively Products, usage, resistance, refugia, alternatives, future  Next topic:  Using anthelmintics effectively  11
  • 10/18/2011 There are three anthelmintic classes. Based on similar chemistries, modes of action, and cross‐resistance. 1. Benzimidazoles (BZ) Macrocylic lactones (ML) 2. Macrocylic lactones (ML) A. Avermectins B. Milbemycins 3. Nicotinic antagonists What is an anthelmintic? A. Imidazothiazoles (IMID) An agent that kills or causes the expulsion of parasitic worms. Also called dewormer, wormer, drench, or parasiticide. B. Tetrahydropyrimidines (TETR)1 ‐ Benzimidazoles (BZ) 1 ‐ Benzimidazoles (white drenches) First class of modern anthelmintics (1961) • Broad spectrum A. Fenbendazole 1. Adult and 4th stage larvae of  roundworms Safe‐guard® 2. Adult liver flukes  Panacur® (Valbazen® only) 3. Heads and segments of tapeworms   (Valbazen® or 2x labeled dose of  Safe‐Guard®) B. B Albendazole 4. Effective against hypobiotic larvae Valbazen® 5. One of the drugs of choice for  meningeal worm (Safe‐Guard®) C. Oxfendazole • Wide margin of safety Synanthic® – Do not use Valbazen® during  first  30 days of  pregnancy or  removal of ram(s). D. Thiabendazole • Widespread resistance reported. TBZ Benzimidazoles kill worms by interfering with energy  metabolism on a cellular level by binding to beta tubulin.2‐ Macrocylic lactones (ML) 2 ‐ Macrocylic lactones (ML) Newest family of anthelmintics ‐ circa 1980’s • Potent1) Avermectins a) Ivermectin  • Persistent activity (+/‐) Ivomec® Primectin® • Broad spectrum b) Eprinomectrin 1. Adult and 4th stage larvae of  roundworms Eprinex® E i ® 2. Some external parasites c) Doramectin (Ivermectin: larval stages of nasal bots) Dectomax® 3. Effective against hypobiotic larvae 4. One of the drugs of choice for  meningeal worm (ivermectin).2) Milbemycins • Potential negative effect on  a) Moxidectin  dung insects. Cydectin® Quest® • Widespread resistance reported,  especially avermectins.  Macrocylic lactones interfere with GABA‐mediated  neurotransmission, causing paralysis and death of the parasite. 12
  • 10/18/20113‐ Nicotinic agonists 3 ‐ Nicotinic agonists 1. Levamisole 1) Imidazothiazoles (IMID) – Clear (yellow) dewormer a) Levamisole – Broad spectrum Act as agonists at  • Adult and 4th stage  Prohibit® nicotinic acetylcholine  roundworm larvae receptors of  Tramisol® nematodes, causing  nematodes, causing • Hypobiotic larvae (?) Levasol® paralysis of the  – Narrower margin of  worms. safety (esp. injectable) – Resistance varies from high to low. 2) Tetrahydropyrimidines (TETR) – Resistance is sex‐linked. a) Morantel 2. Rumatel Rumatel® – Oral feed additive b) Pyrantel – Effective against adult worms only Strongid®  – Not much is known about resistance  levels. FDA‐approved anthelmintics Withdrawal periods for  SHEEP GOATS FDA‐approved anthelmintics 1. Ivomec® sheep drench 1. Safe‐Guard® suspension Sheep Goats Anthelmintic Ivermectin Fenbendazole Meat Milk Meat  Milk y p 2. Cydectin® sheep drench q 2. Valbazen® liquid Valbazen® suspension 7 days Not est. 7 days Not est. Moxidectin Albendazole Prohibit® drench 3 days Not est. NA NA 3. Prohibit® drench [liver flukes only] Cydectin® drench 7 days Not est. NA NA Ivomec® drench 11 days Not est. NA NA Levamisole 3. Rumatel® premix Rumatel® premix NA NA 30 days Not est. 4. Valbazen® liquid Morantel Safe‐Guard® suspension NA NA 6 days Not est. Albendazole Source:  Animal Drugs @ FDA  and product labels Different anthelmintics may be approved and available in different countries. Withdrawal periods for extra‐ Anthelmintic resistance Ability of the worms to survive anthelmintic treatment label anthelmintics in goats • Official definition:  95% or less reduction  Anthelmintic Meat  Milk in fecal egg count (FECRT). Valbazen® suspension 9 days 7 days a) Widespread in parasites of sheep, goats,  Safe‐Guard® @ 2x label dose 16 days 4 days and horses.  Has been reported in all  anthelmintics. Ivomec® sheep drench Ivomec® sheep drench 14 days 14 days NA Prohibit® drench b) Developing in cattle parasites. 4 days NA (1 packet/262 ml water) Cydectin® pour‐on (orally) 23 days NA c) Has been detected in pig parasites. Tx Cydectin® sheep drench 14 days NA • Is likely (inevitable) to develop wherever  Cydectin® injectable 120 days NA anthelmintics are frequently used. – There will always be some worms that  Source:  Food Animal Residue Avoidance Database (FARAD) and/or survive an anthelmintic treatment. 13
  • 10/18/2011 Anthelmintic resistance Causes of anthelmintic resistance Research conducted by Delaware State University (2009) Anthelmintic % farms Anthelmintic Sheep Goat Fenbendazole 97 Fenbendazole 5/5 5/5 Ivermectin 56 Ivermectin 3/4 5/5 ❶ Frequent deworming Moxidectin 50 Moxidectin 2/4 1/5 Levamisole 28 Levamisole 1/4 0/5 4 sheep and 5 goat farms in the Mid‐Atlantic region were tested for anthelmintic resistance  • Treating all animals at  19 goat and 13 sheep farms in MD, DE, PA, VA, and WV were tested for anthelmintic  resistance using the larval development assay at the University of Georgia. using the FECRT and larval development assay. the same time. • Varies by geographic region and individual farm. • A result of past anthelmintic use. • Putting treated animals  • Anthelmintic resistance is PERMANENT. onto a clean pasture.Causes of anthelmintic resistance Refugia  (Worms in “refuge”) ❷ Under‐dosing • Worms that have not  – Not weighing animals been exposed to  – Inability to accurately  anthelmintic treatment. estimate weights lib i i f – Not calibrating equipment for  • Worms that are still  heaviest animals in group. susceptible to  anthelmintic treatment. • Using anthelmintics  with residual activity • There will always be  – Persistent‐activity anthelmintics some worms that are  resistant to a particular  – Injectables anthelmintic. – Pour‐ons Image source: Meat & Wool New Zealand How to increase refugia Anthelmintic combinations and slow (delay) anthelmintic resistance• Selective deworming • Combining  – Do not treat everyone  every time. – Leave some animals  anthelmintics from  two (or more)  + untreated. different broad  different broad• Pasture management spectrum groups – Do not put treated  – Synergistic effect animals onto a clean  + – Broaden spectrum of  pasture. activity – Put untreated  animals  – Delay development of  onto pasture  resistant worms previously grazed by  treated animals. Temporary “fix” 14
  • 10/18/2011 Preliminary data Proper anthelmintic use Efficacy of anthelmintic combinations in goats • Give proper dose based on  Treatment  FECR % accurate weight. Albendazole 76 – Goats require higher doses of  Treatment  FECR % anthelmintics, usually 1.5 to  Levamisole 39 Moxidectin 100 2x the sheep or cattle dose. Moxidectin 74 Levamisole 14 Albandazole + levamisole 85 • Administer all anthelmintics  Albendazole 21 Albendazole + moxidectin 98 orally to sheep and goats. Levamisole + albendazole 94 Levamsiole + moxidectin 98 Albendazole + levamisole Levamisole + albendazole  100 • Use drench (liquid)  99 + moxidectin formulations of  + moxidectin 4 animals/Tx anthelmintics. Copper oxide wire  28 particles (2 g) Control  14 • Fasting may improve  Research conducted at  efficacy of some  Initial FECs ranged from 250 to 13,500 and  averaged 2,550 epg. 8.6 animals/Tx Langston University (OK) anthelmintic treatments. Proper oral drenching technique• Use proper equipment – Smaller nozzle for  lambs and kids• Maintain equipment properly• Calibrate equipment for  proper dosage• H ld h d h i Hold head horizontal for  lf drenching• Insert nozzle in side of mouth• Put nozzle over back  of tongue• Don’t rush• Ensure swallowing  Coccidiostats before release. A chemical agent added to animal feed that serves to retard the life cycle • Be gentle. Putting the drench in the mouth will activate the  or reduce the population of pathogenic coccidia to the point that disease  is minimized and the host develops immunity .• Avoid injury esophageal groove and cause the drench to by‐pass  the rumen into the lower gut . . . and not work!Coccidiostats Coccidiostats 1. Ionophores • Do not kill coccidia. a) Lasalocid Bovatec® • Slow down shedding of coccidia into  the environment. b) Rumensin® Monensin • Need to be fed ahead of risk period,  at least 21 days before. 2. Quinolone • Adequate consumption is a  a) Decoquinate limitation to their effectiveness. Deccox® • Should not feed year‐round  3. Amprolium (Rx) – risk of resistance developing Corid® • Permissible under USDA natural  standards (if declared). Affect mitochondrial  function 15
  • 10/18/2011 Coccidiostats FDA‐approved  Treating coccidiosis (Tx) for use in sheep and goats • Coccidiostats will not treat  Approved  coccidiosis.Trade name Ingredient Dosage species and class 15‐70 mg/d • Treatment needs to be Bovatec® Lasalocid Sheep in confinement 20‐30 g/ton of feed administered to individual Deccox® Deccox® Decoquinate 22.7 mg/100 lbs. BW Young, non‐lactating animals. 13.6 g/ ton of feed sheep and goatsRumensin® Monensin 20 g/ton of feed Goats in confinement • None of the drugs that are  used to treat coccidiosis  are FDA‐approved for Source:  Animal Drugs @ FDA sheep and/or goats. Two treatment choices 1. Amprolium (Corid®)Rumensin® can be toxic to equines and dogs. • Use must meet  2. Sulfa drugs requirements for extra There is no withdrawal period for slaughter. label drug use. 1 ‐ Corid® (amprolium) 2 ‐ Sulfonamides Ssulfadimethoxine (Di‐methox®, Albon®), Sulfamethazine (Sulmet®)• Labeled as an aid  in the  prevention and treatment of  • Used to treat many  coccidiosis in beef and dairy  infections. cattle. 21 day prevention • Common treatment  5 day treatment for coccidiosis.• Mimics thiamine (vitamin B1),  causing a thiamine deficiency in  • Cause folic acid  coccidia → starvation from  deficiency  malnutrition. – Polioencephalomalacia (polio)  • More effective than  is a possible side effect of  Corid® (?) treatment. New anthelminticsWhat’s “new” in parasite control? STARTECT® • Derquantel + abamectin • New class of anthelmintic:  Spiroindole (SI) ZOLVIX®  • Acts as a channel blocker to  • Monepantel cause flaccid paralysis in worms. • New class of anthelmintic:  amino‐Acetonitrile • Acts on different  binding sites  derivatives (ADDs) than other anthelmintic classes. • Paralyzes worms by attacking a  • Only available in New Zealand previously undiscovered  receptor (Hco‐MPTL‐1) only  present in nematodes • Available in New Zealand,  Australia, Europe, UK, and  South America. 16
  • 10/18/2011 Copper for internal parasite control Copper oxide wire particles (COWP)‐pub/PDF/copper_wire.pdf ($) Risk:  copper toxicity in sheep • Copper boluses are available  for use for copper deficiency  1. Dietary in cattle. Mineral mix • Boluses can be repackaged  into doses suitable for lambs  Feed supplement and kids. • Minimum dose is 0 5 g; as Minimum dose is 0.5 g; as  2. Drench much as 2‐4 g may be  Copper sulfate necessary. • Effective against barber pole  worm only. 3. Bolus • Mechanism of action is not  Copper oxide wire  particles (COWP)  CuSO4 known. • Form of copper is poorly  absorbed. Natural “anthelmintics” Nematode‐trapping fungus Significant research effort underway Duddingtonia flagrans • Garlic juice • Spores are fed to livestock  • Pumpkin seed as part of their diet. • Mustard seed • Spores pass through digestive  tract of livestock and are  • Oregano oil deposited in the feces. deposited in the feces • Papaya  • Spores germinate  • Diatomaceous earth (DE) alongside worm eggs. • Bioactive plants (herbal) • Spores trap and feed on newly  – Artemisia spp.  – Sericea lespedeza emerging larvae. – Birdsfoot trefoil Sesquiterpene lactones Condensed tannins – Chicory No commercial product (yet) Image source: Louisiana State University – Pine bark Natural “anthelmintics” What about a vaccine?• Natural “anthelmintics”  • So far, limited success in  are not likely to replace the  developing vaccines for internal  therapeutic use of  parasites. anthelmintics. • Paravac Consortium received  record €9 million  However, they may reduce • However they may reduce EU grant to fund development of  EU grant to fund development of the need for anthelmintic  vaccines against parasitic worms. treatments disrupting the  parasite’s life cycle. • Promising vaccine for  Haemonchus developed by  Moredun Institute (Scotland) and • They may become an  currently being tested in Australia. important aspect of holistic  or integrated parasite  • Would the vaccine be available  management systems. to U.S. producers?  17
  • 10/18/2011 Boer goat grazing chicory IV.  Integrated parasite management (IPM) Controlling internal parasites without or before  without or before you need  to use anthelmintics:  host immunity, grazing and pasture  management, nutrition, management, and genetics. Next topic:  Integrated parasite management (IPM) Key points of parasite control Parasite infection in sheep and goats  • The goal is not to eradicate  • Parasite infection is  worms, but to reduce their  normal in sheep and  adverse effects in practical  goats. and economical ways. • The number of worms  • The interaction between  found in individual  parasites, the environment,  animals varies, with  animals, and management  essentially all animals  decisions is complex. having some worms  (and coccidia). • Drug resistance is a serious challenge to effective  parasite control. • It is rare to find animals  uninfected.Parasite infection in sheep and goats Parasite infection in sheep and goats • The nematode  • The risk and severity  population in a flock is  of parasite infection  over dispersed. varies by . . .  • A majority of the A majority of the  nematodes are in a  1. Season minority of the animals. 2. Year (weather) 3. Geographic  • The 80‐20 rule:  20  location (climate) percent of the animals  4. Farm shed 80 percent of the  5. Production system worm eggs. 6. Animal 18
  • 10/18/2011Integrated parasite management (IPM) Integrated parasite management • Whole farm or systems  approach to managing  • Host immunity internal parasitism. • Pasture and grazing  Applying best  • Applying best g management management practices to  • Nutrition minimize the effects of  • Management parasites and the need  for deworming. • Genetics • Anthelmintic  • Holistic worm  treatment management. There is no one way or “magical”  recipe for controlling parasites. Host immunity IMMUNE EXCLUSION • Ingested larvae fail to  SELF‐CURE PHENOMENON • Sheep and goats have  establish in heavily  • Adult nematodes are  several defense  infected animals. spontaneously expelled  mechanisms for  when there is a massive  dealing with internal  g larval invasion over a  very short exposure  h parasites: period. – Usually observed after  1. Immune exclusion a heavy rain.   2. Self‐cure Why does it occur (?) 3. Immunity • Increase in  a) Innate abomasal pH • IgE mediated  b) Acquired hypersensitivity Immunity (2 kinds) The ability to resist a particular disease. Immunity St. Croix lambs ACQUIRED • Develops with advancing age  and parasite exposure. • Immunity that is not  – Not until >4 months of age,  depending upon breed and  inherited. nematode species. y q • Immunity that is acquired  • Preventative anthelmintic Preventative anthelmintic INNATE INNATE (inborn, natural) during life. treatments interfere with the  development of immunity.• Infection is limited during  • Immunity that results from  the initial exposure. exposure to the disease. • Adults are generally immune to • Immunity that occurs  parasites, but under stress can  break down. naturally as part of an  individual’s genetic  • Goats show the weakest  make‐up. degree of immunity of any  Crossbred lambs livestock. 19
  • 10/18/2011 Periparturient egg rise “Spring” periparturient egg rise Relaxation of immunity around the time of parturition • If lambing and kidding  occur in the spring, it will  • Lasts for about 4 weeks coincide with the  • May occur earlier (in  maturation and egg  pregnancy) if animals are  production from  underfed or under stress. underfed or under stress p previously arrested worm  y • Primary source of infection  larvae. for new crop of lambs and  kids. • Management strategies 1. Deworm all females prior to  parturition with an anthelmintic  that is effective against  • Cause (?)  Hypothesis: hypobiotic larvae. Lactation after pregnancy 2. Increase protein level of ration  during late gestation. – Increasing prolactin levels 3. Selective deworming using  – Reduction in IgA antibodies  FAMACHA© system and Five  associated with transfer of maternal  Point Check©. antibodies in colostrumPasture and grazing management Clean or safe pasture A pasture that is FREE from parasites. The “cornerstone” of effective parasite control. Newly planted dwarf pearl millet 1. A pasture that has never grazed  by sheep or goats. • Clean or safe pastures 2. A pasture that is grazed once  per year by sheep and/or goats. • Pasture rest/rotation 3. A pasture that has not been  • Stocking rates grazed by sheep or goats for 6  to 12 months. to 12 months • Alternative forages l f 4. Pasture that has been grazed  • Browsing by  cattle or horses for past 6 to  • Plant height 12 months. 5. Pasture in which a hay or silage  • Plant morphology crop has been removed. • Plant moisture 6. A pasture that has been  renovated with tillage. • Mixed species grazing 7. A pasture that has been rotated  with row crops. 8. Burnt pasture. 9. Annual pastures. Cleaner, safer pastures are usually a more practical option. Pasture rest/rotation Rotational grazing The primary method for creating safer (less contaminated) pastures.• Parasite infection is driven by  • There is no “one‐size fits all”  stocking rates and duration  pasture rotation schedule.  of grazing periods. There are many variables to  manage: Overgrazing → parasitism – Climate – Season• The higher the stocking rate The higher the stocking rate,  – Rainfall the more the pasture gets  – Number of paddocks infected and the more likely  – Size of paddocks livestock are to ingest  – Number of livestock infective worm larvae. – Susceptibility of livestock – Forage type and quality• The longer the grazing  – Supplemental feed period, the more the pasture  gets infected and the more  • There is often a trade‐off  likely livestock are to ingest  between parasite control and  infective parasite larvae. good pasture management. 20
  • 10/18/2011 General recommendations Plant height • It is estimated that 80  • It takes approximately  percent of infective  60 days for a highly  worm larvae are found  contaminated pasture  in the first 2 to 3 inches  to become lowly  of the ground surface. contaminated with  t i t d ith worm larvae. • Do not graze pastures  below 4 inches. • “Take half, leave half” • Overgrazing is one of  the primary causes of  • Don’t graze below 4  internal parasitism in  inches (10 cm). small ruminants. Alternative forages Sericea lespedeza Lespedeza cuneata (high tannin variety) Chicory• Forages containing  • Warm season legume that condensed tannins  grows in acidic soils with low fertility and is tolerant of and sesquiterpene drought. lactones. • Goats G t readily eat. dil t Sheep will eat. – Sericea lespedeza – Chicory  • For control of barber pole worm only. – Birdsfoot trefoil • Effective when consumed as – Artemisia spp. – Fresh forage – Loose or ground hay How do they work (?) – reduce egg hatch and development of larvae. Images from – Pelleted supplement Browsing Plant morphology • There are lower numbers  Red clover • Goats that are allowed to  of larvae on non‐grass  browse (their natural  plants, e.g. legumes,  grazing behavior) have  forbs. fewer parasite problems. Non‐grass plants reduce  • N l t d parasite survival on  • Browse should be  pasture or reduce larval  managed to provide  migration up plant. continuous nutrition for  goats. • Management strategies – Include legumes in pasture  mixes (e.g. 30%). • Sheep will also browse. – Plant alternative forages. 21
  • 10/18/2011 Plant moisture Mixed or multi‐species grazing • Parasites are mostly  • Delay grazing until  host‐specific. after dew has lifted  – Worms rarely transmit  from one species to  or the grass has dried  another. Cattle and horses have  – Cattle and horses have after a rain. different parasites than  sheep and goats. • Dry conditions force  • Complementary  the larvae to stay at  grazing habits • Parasites need moisture! – Goats → browse the base of the plant. – Sheep → forbs – Cattle → grass Nutrition Nutritional control of parasites There is an interaction between parasites and nutrition. • Livestock are far more  • Improved protein nutrition. capable of coping with  • Increased body protein  parasites if their  reserves. nutritional needs are  • Feed periparturient  being met. being met females protein at 130% of  f l t i t 130% f requirements.• Animals on low  • Provide supplemental  protein to grazing livestock,  protein diets are more  especially at‐risk animals  susceptible to  and during periods of poor  infection because they  forage quality. produce  less IgA. • Manage pastures so that  they are grazed in a  vegetative state. Management options Sanitation • Dry, well‐bedded pens • Clean floors and surfaces • Sanitation • Feeders which prevent  • Biosecurity contamination and  contamination and wastage. • Zero grazing Do not feed on ground. • Timing of lambing  • Clean water that is free  and kidding from fecal material. • Weaning age • Discourage congregation  on pasture. 22
  • 10/18/2011 Biosecurity Zero grazing Don’t introduce drug‐resistant worms to your farm confinement, dry lot, feed lot, elevated floors • Quarantine new  • Can maintain animals  animals for 30 days relatively “worm‐free” under  zero grazing conditions. – Coccidiosis is still a risk. – In a pen away from  rest of flock/herd. Primary source of infection  • Primary source of infection – No fence line contact (and re‐infection) is removed:   grazing. – Deworm with  anthelmintics from 2‐3  • Pens should be kept dry. drug chemistries, e.g.  • Cydectin® + levamisole • Feeders and waterers need  • Valbazen® + Ivomec®   to be kept clean. + levamisole – No feeding on pen floor or  ground. Dairy goats in China Season of lambing and kidding Weaning • The influence of weaning  on resistance to worms is  not clear and is probably  more dependent on  nutrition.  However, . . . – If lambs or kids will face a  • Parasite problems can be minimized by lambing and kidding at  different times  substantial parasite  of the year, so that lambs and kids are not on pasture when weather  challenge, do not wean  conditions are most conducive to parasite development. before 3(‐4) months of  • There can be other advantages to lambing and kidding at different times of the  age. year (e.g.  marketing, predator risk).Genetic aspects of parasite control Two genetic traits  • Some animals mount a  RESISTANCE significant response to  internal parasite infection,  • Ability to prevent infection  while others do not. from establishing. • Quantified by fecal egg  • Some animals do not  counts. mount a noticeable  • Moderately heritable RESILIENCE (tolerance) response to internal  – h2 ranges from 0.22 to 0.63 • Ability to limit damage  parasite infection, but they  – Avg. h2 is 0.25 suffer no obvious loss of  caused by parasites production. • Quantified by clinical signs:  packed cell volume (barber  • There is significant within  pole worm), dag scores, etc. and between breed  • Less heritable than  variation in parasite  resistance, ~ 0.1 resistance and resilience. 23
  • 10/18/2011 Resistance and resilience (More) resistant breeds Both traits are equally important! • There is a cost to parasite  resistance as resources are  SHEEP GOATS directed away from production  traits. 1. Hair sheep of Caribbean or  • Kiko North African heritage • Spanish • Resilient animals may still carry   St. Croix significant parasite loads and be a  • Myotonic source of contamination to the  f t i ti t th B b d Bl kb ll Barbados Blackbelly pasture and other animals. Katahdin • Correlation between two traits 2. Gulf Coast Native – No correlation between worm  resistance and resilience in New  Zealand studies. Naturally‐selected resistant breeds of sheep and – Positive correlation between two  goats have developed resistance over a much traits in Australian work. longer term (decades and perhaps centuries) – Low (positive) or no correlation in  Western Maryland Pasture‐Based  than short‐term (few years) genetically‐selected Meat Goat Performance Test. resistant lines within breed. St. Croix sheep Breeding for worm resistance Within breed selectionRESISTANCE RESILIENCE• Cull animals with high fecal egg  counts. • Cull animals that require • Don’t select replacements with  frequent deworming. high fecal egg counts. • Don’t select replacements that • Don t use rams or bucks with high  Don’t use rams or bucks with high egg fecal counts. require frequent deworming.• Include fecal egg counts in a  • Don’t use a ram or buck that  selection index. requires frequent deworming.• Select animals based on a minimum  standard for parasite resistance.• Use EPD’s to select for parasite  Make sure you are comparing animals  resistance. in the same contemporary group (i.e. • Use gene markers to select for  similar breed, age, and management). parasite resistance. 24