Воспроизводство крупного рогатого скота

Глава 55

Инфекционные агенты: Кампилобактериоз

Misty A. Edmondson

Кафедра клинических наук, Колледж ветеринарной медицины Обернского университета, Оберн, штат Алабама, США

Вступление

Венерический кампилобактериоз крупного рогатого скота вызван Campylobacter fetus подвидом venerealis и является важной причиной бесплодия, смерти эмбриона в конце эмбриональной стадии или плода в начале плодной стадии развития и спорадического аборта у коров. Этот микроорганизм был впервые признан в начале 1900-х годов в качестве причины абортов у крупного рогатого скота и первоначально был назван Vibrio fetus.¹ На основании различий в клинической картине агент был далее классифицирован как Vibrio fetus подвид intestinalis и Vibrio fetus подвид venerealis (далее без слова "подвид") . Vibrio fetus intestinalis ассоциировался со спорадическими абортами вследствие бактериемии из кишечного тракта беременной коровы. Vibrio fetus venerealis также ассоциировался со спорадическими абортами, но первостепенным значением инфекции было сильное снижением фертильности стада. Однако в 1960-х годах появились свидетельства того, что многие из видов Vibrio достаточно отличались, чтобы отнести их к отдельному роду, Campylobacter.² Следовательно, Vibrio fetus intestinalis был переименован в Campylobacter fetus fetus , а Vibrio fetus venerealis был переименован в Campylobacter fetus venerealis. Термин «вибрион» до сих пор широко используется для обозначения венерического заболевания, вызванного Campylobacter fetus venerealis.

Этиология

Campylobacter fetus venerealis , тонкая, подвижная, грамотрицательная, изогнутая или S-образная палочка, силуэт которой напоминает «крылья чайки», для роста требует микроаэрофильной среды.^2,3 Кампилобактериям для оптимального роста требуется среда с концентрацией CO2 10–20% при пониженной концентрации кислорода на уровне 5% или менее и t - 37°C.² В подвиде есть два биотипа: биотип venerealis и биотип intermedius. Эти биотипы дифференцируются по производству сероводорода со следами ацетата свинца, когда бактерии выращиваются в средах, содержащих цистеин. Биотип intermedius продуцирует сероводород, тогда как биотип venerealis - нет. Оба биотипа способны вызывать заболевания; однако, биотип intermedius, по-видимому, менее патогенный, чем биотип venerealis.⁴

Патогенез

Campylobacter fetus подвид venerealis в основном передается половым путем. Быки служат переносчиками и являются основным способом передачи бактерий наивным (непривитым и не болевшим ранее этим заболеванием) коровам. Уровень передачи от зараженных быков наивным коровам довольно высок, и приближается к 100%. Бактерия может распространиться на коров и телок и во время искусственного осеменения (ИО) зараженной спермой. Прямая передача от коровы к корове маловероятна, хотя возбудитель может передаваться через зараженные инструменты для осеменения.⁵ Кампилобактериоз может передаваться от быка к быку, если загрязненное оборудование для сбора спермы не достаточно очищено между быками.⁴ Кроме того, сообщалось о передаче от быка к быку через загрязненную подстилку.⁶

Бык

Неясно, играет ли возраст быка роль в течении и продолжительности инфекции. Так в одном исследовании не было выявлено различий в продолжительности заражения между быками в возрасте 5,5–6 лет и 3,5–4 года.⁷ Однако в другом исследовании был выявлен более высокий уровень заражения среди быков старше 6 лет.⁸ Предполагается, что более молодые быки могут быть более устойчивыми к инфекции, с большей вероятностью способны очиститься от инфекции и выздороветь в течение нескольких недель. Кроме того, было также высказано предположение, что более старые быки с большей вероятностью становятся постоянными носителями из-за увеличения количества и глубины крипт в препуциальном эпителии.⁴ Однако, более поздние работы по оценке поверхностного анатомического строения быков не выявили различий в анатомии полового члена и препуциальной эпителиальной ткани между молодыми и старыми быками.⁹

Препуций быков является естественным источником заражения наивных коров в результате естественного спаривания.¹⁰ Добавление быков-носителей представляет значительный риск для наивного стада, хотя заболевание чаще всего наблюдается у вновь прибывших коров и телок в стадах, где бычий кампилобактериоз является эндемическим заболеванием.¹¹

Корова/ плод

Венерический кампилобактериоз приводит к низкой эффективности воспроизводства с серьезными экономическими потерями.¹² Это связано с временным бесплодием с легким эндометритом, гибелью раннего эмбриона или раннего плода (30– 70 дней беременности) и спорадическими абортами.^13,14 После контакта бактерии колонизируются в слизистой оболочке передней части влагалища и шейки матки коров. Затем инфекция распространяется в матку и яйцеводы, находящиеся под воздействием прогестерона. Оплодотворение и развитие зародыша напрямую не зависит от C. fetus venerealis. К ранней эмбриональной смерти в результате приводит воспалительная реакция в матке и/или яйцеводах. Большая часть потерь беременности происходит между 30 и 70 днями гестации.^13,15 Считается, что реакции, связанные с термостабильными эндотоксинами, продуцируемыми C. fetus venerealis ответственны за спорадические аборты во втором триместре.⁴ Кроме того, C. fetus subsp. venerealis может достигать плаценты и околоплодных вод и вызывать тяжелый плацентит и гипоксию плода.¹⁶ Коровы и телки обычно способны усиливать иммунный ответ, очиститься от инфекции и возвращаются к нормальной фертильности через 4–8 месяцев после заражения.¹³

Клинические признаки

Стадо

Плохая оплодотворяемость, бесплодие или аборты во втором триместре в анамнезе стада могут быть одними из первых признаков того, что в стаде циркулирует венерический кампилобактериоз. Трихомониаз, плохая выявляемость эструса и субфертильность (пониженная плодовитость) или бесплодие быков также следует рассматривать как возможные дифференциальные диагнозы. Подтвердить диагноз венерического кампилобактериоза можно путем лабораторного анализа образцов, полученных от животных стада. Образцы для диагностики включают ткани от абортированных плодов, образцы слизи из влагалища, смывы влагалища или препуциальные соскобы.

Диагностическое обследование стада целесообразно начинать с племенных быков стада из-за меньшего их числа и самоограничивающегося типа инфекции, связанной с самками. Таким образом, от быков должны быть получены препуциальные соскобы. Если быков нет в наличии, то следует взять образцы слизи влагалища от репрезентативной выборки коров и телок и отправить в диагностическую лабораторию.

Корова

Иммунный ответ

Инфекция C. fetus subsp. venerealis у коров и быков не приводит к выработке значительного количества системных антител во время или после заражения.¹⁷ В отличие от быков, коровы и телки, инфицированные C. fetus venerealis формируют локальный антительный ответ во влагалище и матке. Телки, зараженные C. fetus venerealis имели транзитные агглютинирующие и иммобилизирующие антитела IgM, с последующим образованием постоянных антител IgA и IgG в секретах влагалища и преимущественно антител IgG в секретах матки.^17,18 Как IgA, так и IgG антитела к поверхностным антигенам C. fetus venerealis иммобилизуют и опосредуют уничтожение бактерий нейтрофильными и мононуклеарными клетками.¹⁹ Производство IgG в матке направляет клиренс через опсонизацию (процесс адсорбции опсонинов на поверхности микроорганизмов и других инородных частиц, который стимулирует и облегчает фагоцитоз данных частиц. Функцию опсонинов могут выполнять антитела или комплемент) и фагоцитоз. В расположенном ниже репродуктивном тракте также вырабатываются IgA, которые помогают иммобилизовать бактерии и блокировать их адгеренцию (прилипание, сцепление с клетками) . И наоборот, IgA также могут быть ответственны за блокирование опсонизации и могут способствовать постоянной колонизации нижних половых путей. Из-за более сильного иммунного ответа у коров и телок, инфекции у них не столь длительны и устойчивы, как у быков.^18,20 Однако, в случае, когда корова является хроническим носителем, бактерии могут избежать иммунного ответа и сохраняться в шейке матки в течение всего срока стельности, хотя такое встречается довольно редко (<1%).⁶ Персистенция инфекции в шейке матки и влагалище при наличии иммунного ответа может быть отчасти связана с антигенными изменениями в микроорганизме, которые позволяют избежать иммунного ответа хозяина. Антигенные изменения в S- слое, равномерный массив высокомолекулярных поверхностных белков с высокой молекулярной массой, которые составляют внешний слой клеточной оболочки, приводят к экспрессии различных иммунодоминантных эпитопов и персистенции микроорганизма.⁴

У самок основные клинические признаки связаны с бесплодием. Венерический кампилобактериоз характеризуется многократными осеменениями, нерегулярными эстральными циклами, продолжительными сезонами отела и сокращением выхода телят.^13,21 Среднее число осеменений на одну стельность увеличивается до 2,5– 3,5. Когда инфекция внедряется в наивное стадо, поначалу показатели оплодотворяемости сильно снижаются. Со временем процент зачатия по стаду улучшается, поскольку животные избавлются от инфекции. Тем не менее, в результате этого увеличивается продолжительность сезона отела, так как большинство коров оплодотворятся позже. Зараженные коровы проявляют мало признаков инфекции. У большинства из них нет выделений из влагалища. Однако, у единичных коров может быть обнаружена слизисто-гнойная секреция.⁴ Как указывалось ранее, большая часть потерь стельности происходит между 30 и 70 днями гестации.^13,15 Сообщалось, что аборт из-за C. fetus subsp хоть и редко, но все же встречается между 4 и 8 месяцами гестации.¹³ Аборты, по-видимому, чаще связаны с промежуточным (intermedius) биотипом, чем с венерическим (venerealis) биотипом. Сообщалось, что при абортах на среднем сроке из-за C. fetus venerealis, в стаде в последнее время наблюдалось бесплодие.⁴

Бык

Инфекция C. fetus subsp. venerealis у быков не проявляется, поскольку у быков нет клинических признаков. Хотя генитальные инфекции у зрелых быков могут длиться месяцами или годами, качество спермы не изменяется.^22–24

Патология

Патология, связанная с заражением C. fetus subsp. venerealis ограничена репродуктивным трактом. Эндометрит, легкий цервицит и сальпингит, как правило, являются единственными поражениями, наблюдаемыми у коров и телок.²⁵ В целом шейка может выглядеть покрасневшей, а в матке может быть небольшое количество слизистогнойного экссудата, который может распространяться через шейку матки во влагалище.

Гистологически поражения имеют слабую инфильтрацию воспалительных клеток (плазматических клеток и лимфоцитов из стромальных очагов) с незначительной десквамацией поверхностного эпителия без серьезных сосудистых изменений.²⁵ Вовлечение желез эндометрия минимально, хотя кистозные железы со слабым перигландулярным фиброзом были отмечены в период клиренса инфекции.²⁵

На половом члене и препуции инфицированных быков не наблюдается никаких серьезных нарушений. Гистологически внутри собственной пластинки имеется только диффузная инфильтрация мононуклеарных клеток.²² Плазматические клетки расположены в скоплениях на вершине дермальных сосочков.⁷ Однако, инфильтрация субэпителиальных лимфоцитов и плазматических клеток была обнаружена как у инфицированных, так и у неинфицированных быков.^22,24,26

Наиболее распространенные поражения плода, связанные с C. fetus venerealis - это нейтрофильная бронхопневмония и интерстициальная пневмония.¹⁶ Другие часто встречающиеся поражения включают несуппуративный (негнойный) интерстициальный энтерит, гепатит, перикардит, миозит, миокардит, серозит, редко абомазит и менингит.^16,27,28

Диагностика

Важно уметь дифференцировать C. fetus venerealis от C. fetus fetus. Естественная среда обитания для C. fetus fetus - кишечный тракт крупного рогатого скота, но он также может вызывать спорадические аборты.²⁹ Различия в эпидемиологии и клинической значимости этих бактерий делают обязательным их точное обнаружение. Традиционное средство для дифференциации обоих видов и рекомендуемый международный стандарт основаны на толерантности к 1% глицину;³⁰ C. fetus venerealis чувствителен к глицину, тогда как C. fetus fetus толерантен к глицину. Однако, характеристика толерантности к глицину может быть не совсем надежной для дифференциации двух подвидов, поскольку было продемонстрировано, что толерантность к глицину может быть приобретена путем трансдукции (процесс переноса бактериальной ДНК из одной клетки в другую бактериофагом) или мутации.³¹ Кроме того, толерантные к глицину варианты C. fetus подвида venerealis также были описаны и обозначены как промежуточный биотип C. fetus подвида venerealis.^30,32 Также были обнаружены чувствительные к глицину изоляты C. fetus fetus.³³

Сбор образцов

Бык

Простой способ собрать препуциальную смегму - это взять препуциальный соскоб. Наиболее распространенный метод сбора препуциального соскоба заключается в использовании пластиковой пипетки для искусственного осеменения, что является быстрым, простым и недорогим.¹⁴ Наконечник пипетки для искусственного осеменения помещается в проксимальный препуциальный свод. Соскобы с крайней плоти следует производить довольно энергично, чтобы отделить эпителиальные клетки от полового члена и препуциальной поверхности и включают 10-15 движений. К дистальному концу пипетки ИО должен быть прикреплен шприц на 12 мл, и врач должен оказывать на пипетку отрицательное давление на протяжении всей процедуры взятия соскоба.¹⁴ После процедуры может наблюдаться небольшое кровотечение, но обычно это не наносит вред быку. Поскольку пипетка извлекается из препуциальной полости, отрицательное давление на пипетку следует осторожно снимать. Собранный должным образом образец представляет собой 2–5 см столбик мутной смегмы внутри пипетки.

До введения пипетки в препуциальную полость на нее можно надеть пластиковый чехол для минимизации загрязнения.

Корова

Образец слизи из краниальной части влагалища можно получить от коровы с помощью пипетки ИО с пластиковым чехлом, чтобы минимизировать загрязнение. Шприц на 12 мл помещают на дистальный конец пипетки для искусственного осеменения, которую затем вводят до краниального влагалищного свода коровы. На шприц оказывают отрицательное давление, в то время как пипетку осторожно перемещают внутри свода влагалища. Сбор образцов влагалищной слизи следует проводить во время течки. Культивирование образцов влагалищной слизи считается наиболее полезным в диагностическом отношении, когда образцы получены на ранних стадиях заражения до развития иммунитета.⁴

Плод

Образцы, которые должны быть собраны у абортированного плода, включают сычужную жидкость, легкое, печень, сердце, кишечник и плаценту. Сычужная жидкость от абортированных плодов является лучшим диагностическим образцом. Фетальные мембраны также могут быть полезны, но диагностика часто затруднена из-за контаминации бактериями.⁴

Транспортировка образцов

Обращение с образцами препуциальных соскобов, вагинальной слизи или образцами из абортированных плодов имеет решающее значение для точной диагностики C. fetus venerealis. Чтобы оптимизировать размножение микроорганизма, лучше всего доставить образцы в лабораторию в течение 6 часов после их отбора. Кампилобактерии требуют комплексной поддерживающей среды, противомикробных препаратов для подавления роста комменсалов и контаминантов, а также условий, приближенных к анаэробным.³⁴ Успех культивирования кампилобактерий напрямую связан с выбором и доступностью среды. Для выделения и культивирования C. fetus venerealis доступны несколько различных транспортных обогащенных сред (TОС). К ним относятся среда Вейбриджа, среда Кэри-Блэра, селективная среда Кларка, австралийская ТОС, среда Блейзера-Вана, транспортная среда Ландера, транспортные обогащенные среды CampyBac и Thomann.^3,14,35,36 Клиницистам лучше всего обращаться в свою местную диагностическую лабораторию для получения информации о предпочтительных средах и обработке образцов до сбора и передачи. Во многих случаях лаборатория будет поставлять транспортные среды и инструкции по их использованию. Находясь в ТОС, образец в некоторой степени защищен от небольших колебаний температуры. Если инокулированная (засеянная) ТОС должна находиться в пути более 4 часов, рекомендуется, чтобы образец не инкубировался при температуре выше комнатной, пока он не достигнет диагностической лаборатории.^14,37

Методы диагностики

Обнаружение антигена или антитела

Методы обнаружения антигена чаще всего используются для выявления активного носителя венерического кампилобактериоза у быков, в то время как обнаружение антител может быть более полезным для выявления данного микроорганизма у коров.