06.01.2020
Современные данные о стрептококковой ко-инфекции в свиноводстве
Streptococcus suis вызывает менингиты, артриты, полисерозиты, эндокардиты, отиты, бронхопневмонии, которые в конечном итоге приводят к значительным экономическим потерям в свиноводстве. Бактерия достаточно хорошо приспосабливается к защитным механизмам иммунной системы хозяина, колонизирует многие виды/типы слизистых оболочек, а также является постоянным обитателем верхних дыхательных путей и миндалин.
S. suis генетически и фенотипически относится к гетерогенным видам бактерий. Штаммы, принадлежащие к разным капсулярным серотипам или даже к одному и тому же серотипу, генетически отличаются друг от друга (Blume et al., 2009; Gottschalk et al., 2013). Этот ключевой аспект обуславливает постоянное присутствие стрептококка как в организме отдельно взятых животных, так и в целом в стадах хозяйств с различным эпизоотическим состоянием, что становится причиной их стационарного неблагополучия.
Поросята впервые сталкиваются с этим возбудителем еще во внутриутробном состоянии и во время родов, при прохождении через родовые пути свиноматки, а также в постнатальный период, потребляя молоко и молозиво, через пуповину, при скалывании клычков, купировании хвостиков, кастрации и других ветеринарных манипуляциях. Около 98% поросят инфицируются стрептококком в период выращивания. Максимальное распространение и проявление стрептококковой инфекции отмечается в периоды после отъема, перегруппировки, снижения материнского иммунитета в возрасте 35–60 дней, а также во время откорма. Кроме того, стрептококковая инфекция может проявляться в любом возрасте и в любой технологической группе поросят и свиноматок, в любом органе и тканях животного.
Инфекция S. suis встречается и у других животных, таких как крупный рогатый скот, овцы, козы, кабаны, лошади, кошки, собаки и птицы.
Индекс контагиозности S. suis равен 0,4, то есть среднее число заболевших составляет 40% от числа индивидуумов, тем или иным путем соприкасавшихся с больными и инфицированными животными. Степень тяжести заболевания зависит от вирулентности бактерии, то есть от способности инфекционного агента к заражению.
У стрептококка достаточно обширное количество факторов вирулентности. В клеточной стенке стрептококка имеются М-, Т-, и R-протеины. М-протеин — один из главных факторов вирулентности. Стрептококки способны вырабатывать токсины: эритрогенный токсин (токсин сыпи), обладающий цитотоксичным, эритрогенным, симпатикотропным, аллергическим действием; экзои эндотоксины: стрептолизин S, оказывающий иммуносупрессорное действие; стрептолизин О, обладающий кардиотропностью; энтеротоксин, который вызывает диарею. Также стрептококки продуцируют ферменты гиалуронидазу, стрептокиназу, амилазу, липопротеиназу и другие, способствующие распространению инфекции в организме.
Недавние исследования Chuzeville et al. (2017) выявили, что штаммы стрептококка серотипов 2 и 9 экспрессируют гены, кодирующие многомодальные белки адгезины, известные как антиген I/II (Ag I/II). В присутствии гликопротеинов слюны в ротовой полости эти адгезины приводят к агрегации S. suis, адгезии и колонизации верхних дыхательных путей свиней. В агрегированном состоянии они защищены от воздействия низкого рН желудка, что приводит к дальнейшей колонизации ими кишечника (Chuzeville et al., 2017). S. suis также имеет адгезин, обильно синтезируемый бактериями, находящимися в плазме крови, который отвечает за защиту бактерий от иммунных реакций организма животного, в частности комплемента (rev. De Cordoba and de Jorge, 2008). Наиболее значимой антигенной структурой S. suis, как и у большинства стрептококков, является полисахаридная капсула, которая и определяет столь обширное разнообразие серогрупп и серотипов стрептококка. Капсула покрывает всю поверхность бактериальной клетки, частично препятствуя ее адгезии к эпителиальным клеткам хозяина. Исследования показали, что отсутствие (или подавление синтеза) капсулы увеличивает взаимодействие адгезинов и обеспечивает последующее прикрепление бактерий (Salasia et al., 1995; Lalonde et al., 2000; Benga et al., 2004; Esgleas et al., 2005). Толщина капсулы зависит от окружающих бактерию условий, а также среды обитания бактерии в тканях восприимчивых животных.
Установлено, что капсула тоньше при колонизации и инвазии в клетках дыхательного эпителия (Gottschalk и Segura, 2000). Выявлено, что капсула препятствует адгезинам и гидрофобным компонентам клеточной стенки S. suis, которые ответственны за образование биопленки (Tanabe et al., 2010). В кровотоке толщина капсулы выше, что позволяет S. suis избежать фагоцитоза. Бактериальная капсула является также эффективным средством противостояния бактерий воздействию антибиотиков (Smith et al., 1999a, b; Gottschalk and Segura, 2000; Segura et al., 2004; Roy et al., 2016). S. suis способна формировать биопленки, которые объединяют бактерии в так называемый информационно-биохимический кворум. Это сигнальная сеть, регулируемая геном luxS (кодирующим фермент S-рибозилгомоцистеиназа), который был обнаружен у вирулентных штаммов S. suis. Кроме того, муцин, продуцируемый бокаловидными клетками эпителия, может усиливать образование биопленок и способствовать выживанию бактерий даже при недостатке питательных веществ (Mothey et al., 2014). Бактериальные биопленки эффективно защищают бактерии от противомикробных препаратов (Olson et al., 2002; Grenier et al., 2009). Имеются сообщения, что вирулентные штаммы S. suis обладают более высокой способностью продуцировать биопленки, чем авирулентные штаммы (Wang et al., 2011a).
В течение пяти лет проводилась бактериологическая диагностика с выявлением чистых культур стрептококка; его подвергали ПЦР детекции на основе определения генома, отвечающего за формирование капсульных особенностей, а также осуществляли серологический мониторинг. Результаты исследований легли в основу создания вакцины против стрептококкоза свиней СтрептоВаК-С.
Известно, что естественным резервуаром стрептококка являются свиньи и дикие кабаны. Однако не стоит забывать и о носительстве бактерии среди людей. Субклиническое течение инфекции — ключевой фактор закрепления и распространения стрептококка среди восприимчивых животных. Это играет важную роль как в эпизоотологии, так и в эпидемиологии. Как факультативно-патогенная бактерия, S. suis вызывает заболевания различной силы и степени клинического проявления в зависимости от тех или иных факторов, главенствующее значение из которых имеет среда содержания: скученность животных, частые перегруппировки, ненадлежащие параметры микроклимата, плохие санитарно-гигиенические условия, высокая вирусно-бактериальная нагрузка, повышенная концентрация вредных газов (СО2, NH3) и пр. К факторам стресса можно с уверенностью отнести наличие в стаде циркулирующих вирусов, вызывающих сильную иммуносупрессию/депрессию (РРСС, КЧС, PCV2, PCV3, грипп типа А и другие). Наиболее восприимчивыми к стрептококку являются поросята-отъемыши и подсвинки. Причиной тому служит в первую очередь разрушение и полная утрата к возрасту 35–40 дней защитных материнских антител, в то время как адаптивный иммунный ответ еще не успевает сформироваться. Ситуация осложняется еще и тем, что после отъема дыхательные пути поросят начинают усиленно заселяться патогенной микрофлорой и другими видами бактерий, такими как Haemophilus parasuis, M. hyopneumoniae, Actinobacillus pleuropneumoniae, Actinobacillus suis, P. multocida, Bordetella bronchiseptica.
В сумме все эти факторы вызывают у поросят комплекс бронхо-легочных заболеваний, достаточно трудно поддающихся лечению. Наиболее сложно бороться с вирусно-бактериальными ко-инфекциями, такими как РРСС, КЧС, PCV2, PCV3 и S. suis, а на более поздних сроках откорма еще и Actinobacillus pleuropneumoniae, Actinobacillus suis.
На протяжении нескольких лет в условиях хозяйства велось наблюдение и сбор данных о причинах непроизводительного выбытия поросят. На фотографиях представлены патологоанатомические изменения внутренних органов животных (легкие, сердце, головной мозг), показан выраженный хронический воспалительный процесс, характеризующийся крупозной и фибринозно-катаральной пневмонией, плевритом и перикардитом, также отмечены кровоизлияния в оболочке головного мозга (рис. 1–5). Следует отметить, что патологоанатомические изменения зависят прежде всего от стадии и продолжительности инфекционного процесса.
При бактериологическом и вирусологическом исследовании патологического материала от поросят (легкие, сердце, головной мозг) была выделена микрофлора: S. suis, Streptococcus spp., Staphylococcus spp., Enterococcus spp., единичные E. coli.
При исследовании методом полимеразной цепной реакции выявлен геном S. suis (серотипы: 2, 3, 7, 12, 16, 18, 24, 29, 30, 31). Выявлен геном вируса репродуктивно-респираторного синдрома свиней в кусочках органов (селезенка) и сыворотке крови подсвинков в возрасте 40 дней.
Наши исследования показали, что при воздействии иммуносупрессивных вирусов происходит в значительной степени подавление фагоцитарной активности дендритных клеток и макрофагов, а также торможение антиген-презентирующей функции плазматических клеток, Ти В-лимфоцитов, что приводит к последующему клиническому проявлению стрептококковой инфекции, вызванной S. suis. Установлено, что воздействием вируса РРСС с 40-го по 80-й день жизни у поросят происходит значительное угнетение синтеза GM-CSF, IFN-γ, IL-1, IL-6, IL-18. При возникновении инфекции и ослаблении иммунитета резко увеличивается уровень IL-8 (+1319%) и кахексина (TNF-α), а также снижается количество IL-10 (–51%). Высокое содержание в крови кахексина вызывает воспаление, которое в последующем приводит к истощению животного.
Также нами было проведено исследование уровня иммуноглобулинов (IgG) в отношении вируса РРСС, а также S. suis, до и после вакцинации поросят вакциной СтрептоВаК-С, а также от PPCC. Установлено, что на фоне применения этих препаратов происходит поэтапная стабилизация серологического профиля в отношении РРСС, а в отношении S. suis под давлением вакцинации происходит вытеснение возбудителя из стада, что подтверждается последующим исследованием микробиологическим методом, а также ПЦР, так как данный этиологический агент был купирован.
Обсуждение
Проведенная нами работа показала, что длительное применение в схемах лечения как кормовых, так и инъекционных антибиотиков не позволяет в должной степени избавить свиноводческое поголовье от циркуляции S. suis. Стрептококки до настоящего времени являются наиболее распространенными в свиноводстве патогенами бактериальной этиологии, вызывающими артрит, менингит, плеврит, пневмонию, перикардит как у молодняка, так и у взрослого поголовья.
В хозяйстве, где проводились исследования, наблюдалось стационарное неблагополучие по S. suis серотипам 2, 3, 7, 12, 16, 18, 24, 29, 30, 31. Подобное разнообразие, а также значительные антигенные различия стрептококков создают сложности в разработке стратегий профилактики и сдерживания распространения болезни. Эволюционно бактерия S. suis выработала устойчивость к воздействию иммунной системы и резистентность к антибиотикам. Применение интенсивной схемы вакцинации на маточном поголовье и поросятах вакциной СтрептоВаК-С позволило купировать распространение и негативное влияние S. suis вплоть до полного отсутствия его последующей циркуляции в хозяйстве.
Результаты исследования клеточного иммунитета (цитокиновый профиль) поросят указывают на значительное доминирование воспалительных процессов в бронхо-легочной ткани, сердце, приводящих к истощению и кахексии, обусловленной ассоциативными ко-инфекциями преимущественно вирусно-бактериальной этиологии (вирус РРСС и S. suis). К сожалению, на рынке стран СНГ нет зарегистрированных вакцин, в состав которых входят аттенуированные вирусы РРСС типа 1 подтипов 2, 3. Выявленный и генотипированный нами вирус РРСС, циркулирующий в анализируемом хозяйстве, наиболее близок к штаммам SU1-Bel, Lena типа 1 подтипа 3. Степень гомологии составляет 94,76%. Реализация программы вакцинации с применением вакцины против PPCC позволила купировать острую фазу клинического проявления РРСС, снизив циркуляцию высокопатогенного полевого вируса в хозяйстве. Безусловно, его циркуляция полностью не остановлена, и без выполнения минимума обязательных мероприятий, направленных на контроль распространения полевого вируса РРСС, всегда остается риск повторного распространения болезни.
Контроль проведенных мероприятий с применением методов оценки уровня IgG (ELISA), полное отсутствие клинического и патологоанатомического проявления, бактериологического выявления ранее циркулировавшей ко-инфекции РРСС + S. suis позволяет сделать вывод, что вакцинация является наиболее важной из всех мер профилактики заболеваний, вызванных стрептококком.
Количество показов: 2420
Автор: Д. Потапчук, начальник ветеринарного отдела, С. Ушаков, канд. вет. наук, ветеринарный врач-технолог по свиноводству, А. Лемиш, канд. вет. наук, зав. диагностической ветеринарной лабораторией, ЗАО «Консул»
Компания: Агро-Фуд РТФ
