Инфекционные заболевания сельскохозяйственной птицы - результат пересечения молекулярно-биологических особенностей возбудителя и хозяйственной деятельности человека.

 

Филипенко М.Л., Афонюшкин В.Н., Дударева Е.В. lisocim@mail.ru

 

Птицеводство в России одна из немногих высокорентабельных отраслей сельского хозяйства. Именно эта отрасль практически не пострадала в 90-х годах, более того мясо птицы достигло 50% в структуре потребления на рынке мясопродуктов. Тенденция увеличения потребления мяса птицы сохраняется и в наше время, стабильным остается спрос на яйца. Весьма существенно вырос ассортимент продукции птицеводства, например, появилось лечебное питание (яйца обогащенные Se, I, каротиноидами), в перспективе возможно появление IgY технологий (яичный белок содержащий специфические антитела к различным бактериальным токсинам).

         Таким образом, инфекционное благополучие птицефабрик - основа продовольственной безопасности РФ. Технологическое переоснащение птицефабрик, их укрупнение и ряд экономических тенденций изменило и структуру заболеваемости птицы. С одной стороны высокотехнологичное производство и совершенствование кормления повысило продуктивность птицы, рентабельность и снизило риски  заноса на птицефабрику ряда инфекций, с другой, некоторые технологии и сам факт укрупнения птицефабрики усложняет технологии борьбы с некоторыми болезнями.

         Стремясь повысить эффективность использования оборудования, коммерсанты увеличивают концентрацию поголовья в птичниках, также очень ярко выражена тенденция сокращения технологических перерывов после убоя птицы, если раньше птичник подвергался мойке, дезинфекции, выдерживалась биопауза до 20 дней, то сегодня такой срок может быть сокращен до 3-х суток. Естественно увеличивается риск передачи инфекционного начала от одной партии птицы к другой, а увеличение концентрации поголовья увеличивает дозу заражения, провоцируя вспышки инфекционных заболеваний.

Рис. 1 Птицефабрика бройлерного направления (бройлер – цыпленок выращиваемый на мясо в возрасте до 45 дней), в одном птичнике обычно содержится от 25000 до 40000 бройлеров, выращиваемых в течение 30-45 дней.

Далеко не все инфекции могут провоцироваться вышеупомянутыми технологическими сдвигами, в первую очередь возможно увеличение инфекций передающихся контактным и воздушно-капельным путем, например пастереллез.

Пастереллез острая септическая инфекция птиц и млекопитающих (за исключением человека). Возбудитель пастереллеза (Pasteurella multocida)  способен вызывать вспышки заболеваемости, сопровождающиеся массовой гибелью (до 80% за несколько дней)!

Наиболее массовые вспышки пастереллеза наблюдались на рубеже 19 и 20 веков. К 50-м годам 20-го столетия пастереллез практически не регистрировался. Любопытный факт – специалистами не найдено объяснения – почему возникают вспышки заболеваемости пастереллезом и что самое главное, почему они прекращаются. До начала 21 века пастереллез практически не регистрировался, проявляясь в виде спорадических случаев, нося нередко хроническую форму. Начиная с 2003 года только в нашем регионе наблюдалось 8 очагов пастереллеза, в ряде случаев гибель достигала 70%, поголовья. Инфекционисты, изучающие патологии крупного рогатого скота, также отмечают рост числа неблагополучных стад в нашем регионе в течение последних 5 лет.

Уникальная особенность пастереллезной инфекции заключается также и в том, что чувствительность восприимчивых животных, даже одного вида, к токсину пастерелл (ПМТ) очень сильно варьирует. По нашим данным у сельскохозяйственной птицы существует возрастная чувствительность к ПМТ - молодая птица практически не болеет, но при этом является носителем. Этот факт значительно осложняет выявление новых очагов заболевания и, нередко, попытки терапии этого заболевания оказываются неэффективными.

Вакцинопрофилактика пастереллеза имеет ограниченный характер, проведение вакцинации снижает риск инфицирования всего лишь на 60%. Применение инактивированных вакцин не обеспечивает выработки антитоксического иммунитета. Приготовление вакцины требует инактивации ПМТ, в то же время противотоксический иммунитет является определяющим в плане снижения ущерба от пастереллеза.

Рис.1 Различные домены токсина P. multocida функциональная значимость которых изучается специалистами группы фармакогеномики ИХБиФМ

Рис.  Токсин ПМТ

ПМТ - белок обладающий митогенной и протеазной активностью. Являясь цистеиновой протеазой, ПМТ активирует фосфолипазу типа С, что и запускает гидролиз фосфатидилинозитола, приводящего, в свою очередь, к повышению уровней инозитолфосфата, диацилглицерола и мобилизации пула внутриклеточного кальция. Механизм митогенной активности менее изучен, но он сопровождается повышением индукцией протеинкиназ участвующих в коактивации рецептора к эпидермальному фактору роста. 

При хроническом течении пастереллеза мы нередко наблюдали у кур феномен некроза головки бедренной кости, при гистологических исследованиях, отмечалась остеокластическая резорбцию костной ткани. Это согласовывается с информацией об EGF рецепторах наличествующих на поверхности мембран остеокластов – клеток занимающихся резорбцией костной ткани.

Следует отметить большое разнообразие реакций различных животных на токсин P.multocida вероятно это обусловлено опосредованным действием своего токсина, т.е. наличие таких факторов как концентрация фосфолипазы типа С в биологических жидкостях, концентрация остеокластов в костной ткани и т.д. могут определять вероятность гибели животного при инфицировании.        

По результатам наших исследований было установлено, что резервуаром инфекции может служить молодняк сельскохозяйственной птицы. При этом, к наступлению периода возрастной восприимчивости к пастереллезу, происходит массовая вспышка заболевания. В виду того, что с.-х. птица к моменту проявления заболевания уже длительное время инфицирована, эффективность антибиотикотерапии очень низка. Полученные нами данные показывают низкую эффективность существующих схем вакцинопрофилактики, так как вакцина в неблагополучных стадах применяется в период, когда часть птицы уже заражена, а сама вакцинация приводит к перезаражению птицы через иглу.

Другим глобальным фактором способным изменить структуру заболеваемости на птицефабриках это повсеместный переход выращивания бройлеров при напольном типе содержания. Выращивание в таком режиме, в отличие от клеточного содержания, резко снижает возможности по удалению помета. Таким образом, в птичнике более 50% бактериальной биомассы находится в подстилке, и эта подстилка служит резервуаром ряда кишечных инфекций и инвазий. К наиболее ярким примерам можно отнести сальмонеллезы (возбудитель Salmonella enterica).

Нетифоидные сальмонеллы - наиболее частая причина бактериальных энтеритов у детей. Широко распространена пищевая токсикоинфекция обусловленная накоплением в продуктах сальмонелл и их токсинов. Существует около 2,000 сероваров сальмонелл. У кур ранее наиболее часто встречались сальмонеллы серовара Gallinarum-Pullorum, однако в последнее время увеличилась частота выделения сальмонелл сероварианта Enteritidis являющегося более опасным для человека, но почти непатогенным для кур.

Обращает на себя внимание появление на Дальнем Востоке и Японии высокопатогенных для человека сальмонелл содержащих ген патогенности Spv локализованном в плазмиде с молекулярной массой 38 мДа. Также, до настоящего времени, известно, что пять сероваров сальмонелл несут гены spv: Typhimurium, Choleraesuis, Dublin, Enteritidis и Gallinarum-Pullorum. Позже, было обнаружено, что серовары Abortusovis и Sendai также несут гены spv. Например, эти сальмонеллы выявлялись в спинномозговой жидкости у людей при бактериальном сепсисе и менингитах. У сельскохозяйственной птицы также отмечается рост высеваемости сальмонелл и выявление случаев сальмонеллезов.

 

Рис. 2 Сальмонеллезное поражение почки.

 

К факторам способствующим выживаемости сальмонелл в условиях довольно жесткой профилактики сальмонеллеза на птицефабриках следует отнести:

1.- Широкое распространение напольного содержания птицы например, эффективное устранение сальмонелл из кишечника с помощью антибиотиков может быть компенсировано быстрым возвратом этого микроорганизма из подстилки (реинфекцией).

2.- Высокая антигенная вариабельность сальмонелл и антигенная мимикрия. Salmonella enterica имеет «мозаичную» антигенную структуру, наличие почти 2500 сероваров обусловлено способностью его штаммов приобретать, передавать и рекомбинировать гены флагелина фазы 1 (fliC) и антигена О (кластера rfb). Помимо этого сальмонелла имеет белки эффективно связывающие фибронектин (белок вырабатывающийся в организме млекопитающих и птиц) что позволяет маскировать собственные антигены от надзора иммунной системы.

3 -Попытки ограничить использование антибиотиков на птицефабриках с целью получения экологически чистого продукта и снижения риска появления новых антибиотикорезистентных штаммов, и, естественно, снижение эффективности антибиотиков ввиду увеличение числа устойчивых к антибиотикам бактерий.

4. Рост распространенности эймериозов – одноклеточных паразитов вызывающих множественные дефекты в слизистой оболочке кишечника и, тем самым, способствующие проникновению сальмонелл во внутренние органы в первую очередь органы репродуктивной системы. Причины увеличения распространенности эймериозов в целом сходна – увеличение распространенности напольного содержания (именно в подстилке происходит созревание ооцист возбудителя), рост числа штаммов устойчивых к ионофорным антибиотикам и химическим кокцидиостатикам.

Рис. 3 Эймерии в стенке кишечника курицы на стадии шизогонии

Рис. 4 Неспорулированные ооцисты эймерий в слизистой оболочке кишечника.

Безусловно, не следует воспринимать эту статью как призыв не есть курятину. Возможности по обеспечению биобезопасности как раз наиболее велики в птицеводстве. Например, на птицефабриках стоит задача полностью исключить наличие сальмонелл в популяции птицы, в то время как в стадах крупного рогатого скота и свиней, наличие сальмонелл в кишечнике считается нормой.

В период существования СССР основным источником протеинов животного происхождения служили крупный рогатый скот и свиньи, соответственно распределялось и научное обеспечение. Сегодня резко выросший рынок птицеводческой продукции нуждается в пропорциональном увеличении объемов исследований в т.ч. и сфере молекулярной биологии.

 

 

Литература.

 

Rakov A.V., Shubin F.N., Ivanis V.A., Kuznetsova N.A., Kovalchuk N.I., Revina V.V., Kosheleva N.G., Grebenkova L.K. Comparative characterization of infections caused by different plasmid profiles of Salmonella enteritidis. Epidemiology and Infectious Diseases (Moscow) 2001, No. 5, P. 50-54.

Guiney, D. G., F. C. Fang, M. Krause, S. Libby, N. A. Buchmeier, and J.

Fierer. 1995. Biology and clinical significance of virulence plasmids in Salmonella serovars. Clin. Infect. Dis. 21(Suppl. 2):S146–S151.

В.Н. Афонюшкин, В.Ю. Коптев, Ю.Г. Юшков, С.В. Леонов, В.С. Городов, Ю.В. Итэсь Эпизоотологические особенности пастереллеза и пастереллоносительства у сельскохозяйственной птицы в различные возрастные периоды. Новосибирск, 2008г,  С.- 205-212.