Воспроизводство крупного рогатого скота

Инфекционные агенты: Неоспора

Charles T. Estill и Clare M. Scully

Кафедра клинических наук, Колледж ветеринарной медицины Орегонского государственного университета, Корваллис, Орегон, США

Вступление

Неоспороз вызывается простейшим паразитом Neospora caninum - облигатным внутриклеточным паразитом, встречающимся у собак и крупного рогатого скота, а также других видов. Трудно определить истинную распространенность, поскольку публикуемые отчеты, как правило, специфичны для конкретного региона. Однако, согласно этим оценкам, неоспора заражает 10–20% крупного рогатого скота и является причиной 20% абортов во всем мире.¹ Этот паразит был впервые описан в 1984 году в Норвегии у собак, страдающих энцефаломиелитом² и поначалу был ошибочно идентифицирован как Toxoplasma gondii, вплоть до 1988 года, когда был описан новый вид N. caninum.³ Первое сообщение об абортах у крупного рогатого скота, связанных с инфекцией Neospora, было получено в Нью-Мексико в США в 1989 году.⁴ Как одомашненные,^5,6 так и дикие^7-10 псовые могут служить дифинитивными (окончательными) хозяевами, тогда как крупный рогатый скот,¹ олени,¹¹ и куры¹² являются промежуточными хозяевами. Тем не менее, есть некоторые сомнения, что рыжая лиса действительно является окончательным хозяином.¹³ Хотя передача может происходить как горизонтально,¹⁴ так и вертикально, вертикальная передача является основным путем заражения у крупного рогатого скота.¹ Экономическое влияние N. caninum складывается из многочисленных факторов, включая аборты, выбраковку, снижение молочной продуктивности, увеличение межотельного интервала и увеличение расходов на ветеринарию.¹⁵ Глобальные потери оцениваются в 1,3 миллиарда долларов и в США превышают 600 миллионов долларов в год.¹⁶

Эпидемиология

Neospora caninum была выявлена во всем мире и считается основной причиной абортов у крупного рогатого скота .¹⁷ Во всем мире 15–20% молочного скота и 10–20% мясного скота были признаны серопозитивными к N. caninum.¹ Опросы, проведенные в Калифорнии¹⁷ , Нидерландах¹⁸ и Новой Зеландии¹⁹ , показали, что примерно 20% всех абортированных плодов крс, поступивших в диагностические лаборатории, дали положительный результат на эту инфекцию. По результатам серологических анализов уровень инфицирования Neospora у молочного скота в США варьирует, но, по-видимому, находится в диапазоне 10–20% с колебаниями от 5 до 98% коров в отдельных молочных стадах. Многие виды животных по результатам тестирования оказываются серопозитивными к N. caninum, но не проявляют клинических признаков.¹ Золотым стандартом для выявления инфекции является распознавание тканевых цист при гистологическом исследовании, обнаружение ооцист в кале⁶ или идентификация паразита с помощью иммуногистохимического окрашивания²⁰ или полимеразной цепной реакции (ПЦР).²¹

Жизненный цикл

Жизненный цикл N. caninum изображен на рисунке 62.1. Neospora caninum имеет факультативный гетероксенный жизненный цикл, что означает, что на протяжении жизни организм может использовать более одного хозяина.^22,23 Неспорулированные ооцисты (10–14 мкм) выделяются с фекалиями дефинитивных хозяев (то есть собак или диких псовых).²⁴ Ооцисты спорулируются в течение 24 часов до инфекционной формы. Каждая спорулированная ооциста содержит два спороциста, а каждый спороцист содержит четыре спорозоита. При их проглатывании крупным рогатым скотом или широким кругом других теплокровных животных, которые могут служить промежуточными хозяевами, в желудочно-кишечном тракте из каждой ооцисты высвобождается по восемь спорозоитов.¹ Спорозоиты дифференцируются в тахизоиты (5–7 мкм), которые впоследствии внедряются в эпителиальные клетки желудочнокишечного тракта. Тахизоиты быстро размножаются посредством бесполой эндодиогении.²⁵ Эндодиогенез - это форма бесполого размножения, которая включает необычный процесс, при котором две дочерние клетки образуются внутри материнской клетки, которая затем потребляется потомством до их разделения.²⁶ Репликация происходит быстро внутри клеток, и тахизоиты могут распространяться гематогенно внутри мононуклеарных фагоцитов²⁷ , инфицируя различные типы клеток, включая нервные клетки, сосудистые эндотелиальные клетки, миоциты, гепатоциты, клетки почек, альвеолярные макрофаги и плацентарные трофобласты.^28–30 Тахизоиты дифференцируются в брадизоиты, которые являются медленно размножающейся инцистированной стадией паразита. Каждая циста может содержать сотни брадизоитов.²³ У внутриутробно инфицированных бычьих плодов и телят тканевые цисты обнаруживаются в головном и спинном мозге.³¹ Несколько тонкостенных цист были обнаружены в скелетных мышцах двух естественно инфицированных 2-дневных телят.³² Считается, что брадизоиты сохраняются в течение всей жизни хозяина и отвечают за персистирующую инфекцию, хотя тканевые цисты не наблюдались в гистологических срезах естественно инфицированного крупного рогатого скота старше 2 месяцев.^23,28 Считается, что брадизоиты реактивируются и дифференцируются обратно в тахизоиты, тем самым приводя к хронической инфекции.²³

Собака - окончательный хозяин
Неспорулированные
ооцисты перешли в
Тканевые цисты фекалии
проглатывает собака
Тканевые цисты у промежуточных хозяев
Тахизоиты
передаются
Контаминируют
через
корм и воду
плаценту
Ооцисты в корме,
воде или почве
Инфицированный плод
Поглощены
Промежуточные хозяева
промежуточными
хозяевами
Спорулированные
ооцисты

Рисунок 62.1 Жизненный цикл Neospora caninum. Опубликовано с разрешения Almerıa S, Ferrer D, Pabón M, Castella J, Manas S. Красные лисы (Vulpes vulpes) являются естественным промежуточным хозяином Neospora caninum. Vet Parasitol 2002;107:287–294.

В срезах тканей брадизоиты могут быть дифференцированы от тахизоитов путем мечения специфическими антителами.³³ Цикл продолжается, когда тканевые цисты, выделенные промежуточным хозяином (крупный рогатый скот), потребляются окончательным хозяином (псовые).¹

Передача инфекции

Неоспора может передаваться вертикально или горизонтально, причем оба пути жизненно важны для долгосрочного выживания паразита.²³ Вертикальная передача имеет место, когда тахизоиты мигрируют трансплацентарно от матери к плоду во время беременности.^1,24 Neospora caninum является одним из наиболее эффективно переносимых трансплацентарно паразитов среди всех известных микробов крупного рогатого скота.¹ Для более точного описания происхождения и пути заражения плода были использованы термины «эндогенная трансплацентарная передача» и «экзогенная трансплацентарная передача» (рис. 62.2).²² Эндогенная трансплацентарная передача происходит от персистентно зараженной матери, когда инфекция проникает через плаценту и затем в плод.²² Эндогенная форма сопровождается более высоким уровнем аборта.³⁴

Экзогенная трансплацентарная передача происходит, когда ранее неинфицированное животное проглатывает инфекционные ооцисты во время беременности, и плод впоследствии также заражается в утробе матери.

Вертикальная передача может привести к аборту, но в большинстве случаев телята врожденно инфицированы, но бессимптомны и впоследствии не проявляют признаков пагубного воздействия инфекции на их здоровье.³⁵ Если заражение происходит во втором или третьем триместре, когда иммунокомпетентность плода выше, наиболее вероятным исходом будет живорожденный, но персистентно инфицированный теленок.²³ Предполагается, что после заражения крупный рогатый скот остается зараженным на протяжении всей жизни³⁶ , и самки могут передавать инфекцию последующим поколениям.^37,38 Тем не менее, не каждая беременность приводит к передаче заболевания, сообщалось, что уровень передачи достигает 75–100%.¹⁶ В случае экзогенной трансплацентарной передачи количество ооцист, проглоченных матерью, и стадия гестации влияют на исход беременности.^24,39 Имеется сообщение, указывающее на то, что среди персистентно зараженного крупного рогатого скота вертикальная передача более эффективна у молодых и старых коров.⁴⁰ Кроме того, трансплацентарное заражение может чаще встречаться у маток, которые сами были заражены пренатально, по сравнению с матками, зараженными постнатально.

Пути передачи бычьего неоспороза

Экзогенный Эндогенный
Контаминированный
корм/вода
Первичное заражение
Инфицированный ТЕЛЕНОК
Ооцисты
Неосновной путь Основной путь
Тканевые
цисты
Аборт
Сильватический (через
Персистентно инфицированная КОРОВА
диких животных ) цикл

Рисунок 62.2 Передача бычьего неоспороза. Ооцисты продуцируются собачьими - дефинитивным хозяином, и последующее их поглощение восприимчивой стельной коровой приводит к инфицированию плода (экзогенная трансплацентарная передача). Предполагается, что инфицированные живорожденные телки останутся инфицированными и во взрослой жизни, когда они, в свою очередь, могут передать инфекцию своему плоду (эндогенная трансплацентарная передача). Распространение N. caninum этим вторым способом является основным путем распространения паразита в стаде. Адаптировано с разрешения Dubey JP. Неоспороз крупного рогатого скота. Vet Clin North Am Food Anim Pract 2005;21:473–483.

Риск аборта имел положительную корреляцию с антителами, специфичными к N. caninum, у отдельных животных⁴² , и тяжесть поражений у плода, связанных с неоспорой, также увеличивалась при более высокой серопозитивности у матери.⁴³ У коров с высокими титрами антител (≥400) частота вертикальной передачи была выше (94,8%), чем у коров с низкими титрами антител - 25– 200 (14,8%).⁴⁴ Иногда у серонегативной матки может родиться серопозитивный теленок.^45,46 Это может произойти, когда у матки давняя инфекция с низким титром антител, и она была ошибочно диагностирована как неинфицированная.¹

Горизонтальная передача встречается реже, чем вертикальная.¹⁶ Проглатывание спорулированных ооцист из окружающей среды является единственным доказанным естественным способом постнатального инфицирования крупного рогатого скота (рис. 62.2).^47,48 Как домашние, так и дикие собаки часто замешаны в горизонтальной трансмиссии. Это объясняется тем, что псовые потребляют инфицированные плаценты или плоды крс и впоследствии испражняются в окружающую среду, откуда ооциты попадают в организм крупного рогатого скота.⁴⁹ На данный момент не зарегистрировано случаев горизонтальной передачи от коровы к корове.³⁷ Экспериментально телята могут заразиться при употреблении молока, загрязненного тахизоитами^50,51 , а ДНК N. caninum была обнаружена в молозиве серопозитивных коров.⁵² Тем не менее, остается сомнительным, что лактогенная передача происходит естественным путем.⁴⁹ Поскольку ДНК N. caninum была обнаружена в свежей и замороженной сперме быков, инфицированных естественным путем,⁵³ была исследована возможность венерической передачи. Внутриматочная инокуляция девяти телкам 107 тахизоитов N. caninum вызывала реакцию с сероконверсией и выработкой специфических интерферонов (IFN)γ. Кроме того, ДНК N. caninum была обнаружена в крови и тканях всех девяти телок.⁵⁴

Тем не менее, количество тахизоитов, использованных в опыте по установлению венерического пути заражения, выше, чем было ранее обнаружено в сперме естественно зараженных быков, где их число варьирует от 1 до 10 организмов на миллилитр клеточной фракции спермы.^55,56 Следовательно, маловероятно, что венерическая передача значительна в естественных условиях.

Патогенез аборта

Неоспороз - это, прежде всего, расстройство фетоплацентарной единицы, которое возникает после паразитемии (паразиты в периферической крови) у матери в результате экзогенного или эндогенного инфицирования.²³ В случае экзогенной инфекции проглатываемые ооцисты эксцистируют в тонкой кишке и, предположительно, выделяют спорозоиты, которые паразитируют в эпителии кишечника матери и трансформируются в тахизоиты, которые, в свою очередь, размножаются в брыжеечных лимфатических узлах.²³ Тахизоиты высвобождаются в кровь и обнаруживаются во фракции лейкоцитов²⁷ от инфицированного естественным путем скота. Паразитемия приводит к распространению по всему телу, включая гравидную матку (матка с плодом) . Эндогенный (вертикальный) путь передачи является наиболее распространенным.^37,57 Предполагается, что латентные инфекции реактивируются вследствие иммуносупрессии, связанной с беременностью в середине гестационного срока.⁵⁸ Также сообщается, что эндогенная трансплацентарная передача чаще встречается у коров, которые сами были инфицированы внутриутробно.^59,60

Механизм, по которому N. caninum вызывает аборт, продолжает изучаться, и было предложено несколько гипотез. Во-первых, так как паразит способен обосноваться в карункулярных септах (соединительно-тканные выросты в карункуле, образующие крипты) до пересечения с плацентарными ворсинками плода,^61,62 возникающее в результате повреждение плаценты может привести к гибели плода из-за плацентарной недостаточности.²³ Плацентарная недостаточность, поскольку она вызывает стресс у плода и выброс адренокортикотропина, также может вызвать преждевременное рождение жизнеспособных или скомпрометированных (подверженных риску) телят.