Воспроизводство крупного рогатого скота

Глава 57

Инфекционные агенты: Лептоспироз

Daniel L. Grooms

Кафедра клинических наук о крупных животных, Колледж ветеринарной медицины, Мичиганский государственный университет, Ист-Лансинг, Мичиган, США

Вступление

Бычий лептоспироз считается причиной значительных репродуктивных потерь, включая бесплодие, раннюю эмбриональную смерть, аборты, мертворождение и рождение слабых телят. Кроме того, было описано несколько других нерепродуктивных клинических проявлений лептоспироза.¹

Лептоспироз встречается во всем мире и вызывается спирохетами - бактериями, принадлежащими к роду Лептоспира. Лептоспирозу подвержены все виды млекопитающих, включая человека, и он является серьезным зоонозным заболеванием.² Лептоспира может быть классифицирована на нескольких разных уровнях. Наиболее точная классификация основана на геномовиде, который устанавливается путем анализа генетической последовательности. Лептоспиры также классифицируются на серовары на основе антигенного родства. Было идентифицировано более 200 различных сероваров патогенных лептоспир.³

Серовары могут быть дополнительно определены генотипическим анализом, например, есть два генотипа серовара Hardjo, которые имеют значение у крупного рогатого скота, серовар Hardjo тип hardjoprajitno и тип hardjobovis.

Эпидемиология лептоспироза

Распространенность

Лептоспиры встречаются во всем мире, хотя различные серовары могут быть эндемичными только в определенных географических регионах. Наиболее распространенными сероварами в Соединенных Штатах являются Hardjo, Grippotyphosa и Pomona; однако, другие серовары также могут быть обнаружены и связаны с репродуктивными потерями. Серологические исследования неоднократно показали, что наиболее распространенной причиной лептоспироза у крупного рогатого скота является заражение сероваром Hardjo.^4–7 Как упоминалось ранее, были определены два генетически различных типа серовара Hardjo: серовар Hardjo типа hardjobovis и серовар Hardjo типа hardjoprajitno. Серовар Hardjo типа hardjobovis распространен в популяции крупного рогатого скота во всем мире, включая Северную Америку,⁵ в то время как тип hardjoprajitno был обнаружен в основном в Соединенном Королевстве.

В ограниченных исследованиях, проведенных в Соединенных Штатах, распространенность серовара Hardjo в стаде составила около 60% в молочных хозяйствах⁶ и 40% в мясных.⁷ В Онтарио, Канада, у 8% обследованных молочных стад и 44% мясных стад, которые не были вакцинированы против лептоспироза, было обнаружено, что у коров серологически положительный результат на серовар Hardjo,⁸ тогда как в западной Канаде серопревалентность, по-видимому, значительно меньше в обследованных мясных стадах.⁹ Распространенность в стадах может варьировать в зависимости от региона, при этом более высокие показатели более вероятны в умеренном климате.^7,10 В крупном исследовании в 49 штатах, в котором обследовали выбракованных коров, отобранных на убой, процент серологически положительного скота на серовар Leptospira был значительно выше в штатах южного яруса и западного побережья, чем в других районах США.⁴ В исследованиях отдельных взрослых коров серопревалентность к серовару Hardjo колеблется от 10 до 30% как в Соединенных Штатах, так и в Канаде. Более высокие показатели серопревалентности можно ожидать в отдельных стадах, которые являются эндемически инфицированными.

Точные данные о частоте абортов, связанных с лептоспирозом, в Северной Америке отсутствуют. В Северной Ирландии лептоспироз был признан ответственным за более половины всех абортов у коров, а в одном исследовании серовар Hardjo был идентифицирован как возбудитель в 97% случаев.¹¹ В ранее процитированном исследовании, проведенном в Онтарио, Канада, серовар Hardjo был связан с 6% абортов, в то время как участие Pomona в абортах не было подтверждено.⁸ В Соединенных Штатах, многочисленные диагностические лабораторные исследования случаев, в которых был установлен точный диагноз, показали, что лептоспира была выявлена у менее чем 10% абортированных плодов.¹² В целом из-за сложности постановки окончательного диагноза в случае абортов у крупного рогатого скота, вероятно, что эти обследования занижают истинную распространенность лептоспиральных абортов.

Носители в сравнении со случайными хозяевами

Животных можно разделить на носителей (естественный источник лептоспиральной инфекции для своего собственного вида) и случайных хозяев лептоспир. Различные серовары Leptospira связаны с одним или несколькими хозяевами-носителями, которые служат резервуарами для их передачи. Животные могут быть носителями для одних сероваров, но случайными или второстепенными хозяевами для других.

Таблица 57.1 Основные хозяева-носители для различных сероваров Лептоспир, которые часто вызывают инфекцию у крупного рогатого скота в Северной Америке.

У носителя заболевание поддерживается посредством хронической инфекции почечных канальцев. Передача инфекции между носителями эффективна, и уровень заболеваемости относительно высок на уровне популяции (или стада). Случайные хозяева могут заразиться через прямой или непрямой контакт с носителем. Случайные хозяева не являются основными резервуарами инфекции, и уровень заразности у них низкий. Передача инфекции от одного случайного хозяина другому встречается относительно редко. Примеры основных носителей для различных лептоспирозных сероваров, которые часто вызывают инфекцию у крупного рогатого скота в Северной Америке, перечислены в таблице 57.1.

Передача

Передача лептоспир может происходить прямо или косвенно. Передача между носителями, как например, серовар Hardjo среди крупного рогатого скота, может быть как прямой, так и непрямой и включает контакт с инфицированной мочой, плацентарной жидкостью или молоком. Кроме того, инфекция может передаваться венерически или трансплацентарно. Заражение случайными хозяевами, как, например, заражение крупного рогатого скота от енотов сероваром Grippotyphosa, чаще происходит при косвенном контакте с окружающей средой, контаминированной мочой хозяев-носителей. Лептоспира может выживать в теплых влажных условиях окружающей среды за пределами животного организма от нескольких дней до недель. Организм непродолжительное время выживает в сухих условиях или при низких температурах. Из-за этих особенностей лептоспироз чаще встречается весной и осенью, а также в регионах с умеренным климатом.⁶

Патогенез

Лептоспира проникает в организм через слизистые оболочки и увлажненную или поврежденную кожу. После 3–20-дневного инкубационного периода возникает лептоспиремия, и организм распространяется на многие органы, включая почечную систему и половой тракт. В этот период может наблюдаться острое клиническое заболевание. Антитела могут быть обнаружены в сыворотке вскоре после начала лептоспиремии и совпадают с клиренсом лептоспир из крови и большинства органов. Тем не менее, эти организмы могут сохраняться в почках в течение нескольких недель у случайного хозяина или 6 и более месяцев у носителя.^5,6 Также, лептоспиры могут сохраняться в половых путях хозяина-носителя в течение аналогичных периодов времени.⁶ Выделение Leptospira с мочой варьируется и может длиться недели у случайных хозяев и месяцы у поддерживающих хозяев (носителей) .

Таблица 57.2 Краткое описание клинических различий между инфекциями с сероварами Hardjo и сероварами, не относящимися к Hardjo.

У крупного рогатого скота выделение серовара Pomona в экспериментальных условиях наблюдается до 15 недель¹³ , в то время как выделение серовара Hardjo обычно составляет 6–8 месяцев¹⁴ , но по некоторым сообщениям длится до 18 месяцев.¹⁵

Клинические симптомы

Клинические исходы лептоспирозной инфекции у крупного рогатого скота будут зависеть от заражающего серовара, уровня иммунитета и физиологического состояния. Краткое описание клинических репродуктивных различий между инфекциями с сероварами Hardjo и не-Hardjo можно найти в Таблице 57.2.

Инфекции от серовара Hardjo обычно протекают субклинически или с умеренными клиническими признаками. Заражение крупного рогатого скота сероваром Hardjo обычно приводит к состоянию почечного носительства, связанному с длительным выделением возбудителя с мочой; выделение с мочой является основным способом передачи между животными стада. Также встречается хроническое инфицирование полового тракта самцов и самок сероваром Hardjo. Наиболее значимым результатом инфицирования скота сероваром Hardjo является снижение эффективности воспроизводства. Если заражение сероваром Hardjo впервые произошло во время беременности, это может привести к аборту, мертворождению или рождению слабых телят. Аборт может произойти через много недель после заражения матери и обычно не связан с какой-либо явной болезнью у нее. Также могут родиться зараженные, но внешне здоровые телята.¹⁶ Аборты из-за заражения сероваром Hardjo, как правило, происходят спорадически, в отличие от «шквальных» абортов, которые могут возникать в результате заражения другими сероварами, такими как Pomona или Grippotyphosa. Персистентное инфицирование репродуктивного тракта сероваром Hardjo может привести к бесплодию и ранней эмбриональной смерти. В инфицированных стадах было описано увеличение числа осеменений в расчете на зачатие и увеличение межотельного интервала.^17–20 Инфекции сероварами лептоспир, не относящимися к Hardjo, обычно протекают субклинически.

Если инфекция возникает во время беременности, это может привести к аборту, мертворождению или рождению слабых телят. Аборты чаще встречаются при не-Hardjo-сероварной инфекции. Аборт аутолизированных плодов обычно происходит через 1–4 недели после заражения и без каких-либо явных клинических признаков у матери.

Диагностика лептоспирозной инфекции

Диагностика репродуктивных потерь, связанных с лептоспирозом, зависит от истории болезни, клинических признаков и результатов диагностического тестирования. Важная информация, которую следует учитывать, включает историю вакцинации (тип вакцины и сроки вакцинации), риск контакта с дикими животными и другими домашними животными, недавние пополнения стада привозным скотом и клинические признаки. Поскольку известно, что лептоспиры оказывают негативное влияние на воспроизводство крупного рогатого скота, диагностика инфекции путем обнаружения организма или значительных уровней антител у матерей или в стаде считается показателем того, что лептоспироз может быть связан с наблюдаемыми репродуктивными проблемами. К сожалению, из-за лабильности этих бактерий и плохого состояния многих абортированных плодов идентификация организма в плаценте или тканях плода может быть сильно затруднена. Длительные диагностические усилия часто оправдывают себя, позволяя получить точный диагноз на лептоспироз.

Диагностические тесты на лептоспироз включают тесты, разработанные для обнаружения антител против лептоспир, и тесты, разработанные для обнаружения бактерии или ее ДНК в тканях или жидкостях организма (моча) крупного рогатого скота. Каждая из диагностических процедур - для детекции (обнаружения) самого организма или антител, направленных против организма - имеет ряд преимуществ и недостатков. Использование комбинации тестов обеспечивает максимальную чувствительность и специфичность при постановке диагноза.

Серологические анализы являются наиболее часто используемым методом диагностики лептоспироза у животных. Серологический анализ - недорогой, достаточно чувствительный и широко доступный метод. Наиболее распространенным серологическим анализом является микроскопический тест на агглютинацию (MAT), который включает смешивание соответствующих разведений сыворотки с живыми лептоспирами соответствующих сероваров.²¹ Обнаружение высоких титров антител у животных с клиническим заболеванием и анамнезом, соответствующим лептоспирозу, может быть достаточным для постановки диагноза. Это особенно верно при исследовании абортов, вызванных сероварами случайных хозяев (т.е. сероварами Pomona, Grippotyphosa, Canicola и Icterohaemorrhagiae), при которых материнские титры агглютинирующих антител часто составляет 1600 или более. Напротив, зараженный сероваром Hardjo крупный рогатый скот часто имеет слабую реакцию антител на инфекцию; во время аборта титры антител против Hardjo могут быть довольно низкими или отрицательными. Следует также отметить, что титры антител часто находятся на пиковых уровнях во время аборта и сохраняются в течение нескольких месяцев после заражения, поэтому маловероятно, что метод парных сывороток во время и после аборта продемонстрирует значительные изменения титров.

Интерпретация результатов серологического исследования на лептоспироз осложняется рядом факторов, включая перекрестную реактивность антител и титры антител, вызванные вакцинацией. Антитела, продуцируемые у животного в ответ на заражение данным сероваром лептоспир, часто взаимодействуют с другими сероварами. Обычно предполагается, что заражающий серовар - это тот серовар, который у этого животного вызывает самый высокий титр антител. Однако, при экспериментальном использовании серовара Hardjo значительный процент коров, которые активно инфицировались и выделяли лептоспир, имели титры анти-Hardjo-антител 100 или менее.²² Следовательно, низкий титр антител не обязательно исключает диагноз лептоспироза, особенно инфекций, вызванных сероваром Hardjo.

Широкое распространение вакцинации крупного рогатого скота от лептоспироза также усложняет интерпретацию серологического исследования лептоспир. В целом, у крупного рогатого скота в ответ на вакцинацию появляются относительно низкие титры антител (100–400), и эти титры сохраняются в течение 1-3 месяцев после вакцинации, в то время как титры после естественной инфекции, как правило, намного выше.²² Лептоспиры или ДНК лептоспир в тканях или жидкостях организма могут быть обнаружены с помощью иммунофлюоресцентного, иммуногистохимического, культурального анализа и полимеразной цепной реакции (ПЦР). Иммунофлуоресценция может быть использована для выявления лептоспир в тканях (печень плода, легкие, почки, печень или плацента) или осадке мочи. Тест быстрый, имеет оптимальную чувствительность и может использоваться на замороженных образцах. Использование специальных красителей на фиксированных формалином тканях также может быть эффективным для гистологической идентификации лептоспир. Ткани, подлежащие обследованию, включают почки у взрослых особей, а также плаценту, легкие, печень и почки плода в случае абортов. Бактериологическое исследование мочи или образцов тканей является окончательным методом диагностики лептоспироза. Лептоспиры обычно присутствуют в моче крупного рогатого скота в течение 10 дней после появления клинических признаков. Культивирование лептоспир сложно и широко не практикуется. Использование ПЦР широко распространено, хотя процедуры в разных лабораториях могут отличаться.²³ ПЦР является высокочувствительным и высокоспецифичным методом диагностики лептоспироза, когда отбираются соответствующие образцы. В целом, ПЦР-тестирование мочи является более надежным, чем тестирование тканей. Сбор мочи в среднем потоке после применения фуросемида (диуретик) повышает чувствительность как культивирования, так и ПЦР.²⁴ Фуросемид увеличивает скорость клубочковой фильтрации, тем самым сбрасывая в мочу больше лептоспир. Кроме того, менее концентрированная моча повышает их выживаемость для целей культивирования.

Контроль лептоспироза

Учитывая широкое влияние диких и домашних животных, которые могут быть переносчиками лептоспироза, и высокую распространенность серовара Hardjo среди крупного рогатого скота, предотвращение любого воздействия лептоспироза практически невозможно в большинстве производственных операций в молочном и мясном скотоводстве. Следовательно, борьба с лептоспирозом в стадах требует комплексного подхода, который включает снижение риска воздействия лептоспир, вакцинацию и селективное антимикробное лечение для очистки носителей серовара Hardjo, когда это показано (т.е. по разным причинам выбраковывать не хотят ) . Ограничение прямого и косвенного контакта между крупным рогатым скотом и носителями лептоспир должно быть приоритетом. Стратегии включают контроль диких и домашних видов, известных как носители сероваров, которые обычно поражают крупный рогатый скот (Таблица 57.1). Стратегии должны быть направлены на сокращение доступа как диких, так и домашних животных к кормам для крупного рогатого скота, особенно к тем, которые находятся на хранении, таким как сено, зерно и другие фуражные корма. Меры контроля также должны быть направлены на ограничение доступа крупного рогатого скота к водоемам со стоячей водой, таким как болота или пруды, к которым обычно имеют доступ дикие животные. Могут быть применены карантинные меры для снижения риска введения серовара Hardjo в стадо путем покупки зараженного скота. Во время карантина могут быть предприняты шаги для устранения носительства серовара Hardjo у завезенного скота, включая противомикробное лечение и вакцинацию.