Воспроизводство крупного рогатого скота

BTV обнаруживался в семенной жидкости быков, но только во время виремического периода инфекции, что, вероятно, связано с кровью, вытекшей из половых путей.⁸ EHD похож на BTV и существует по крайней мере семь серотипов со значительной иммунологической перекрестной реактивностью между двумя вирусами. EHD также похож на BTV в том, что он редко вызывает клинические признаки у крупного рогатого скота и в основном передается мошками (виды Culicoides). Сообщений о EHD в сперме не поступало, но из-за его сходства с BTV международные рекомендации включают тестирование на вирус быков, используемых для ИО.

Для мониторинга быков и спермы, используемой для ИО существуют серологические тесты и тесты на выявление вирусов. Доступные серологические тесты включают иммунодиффузию в агаровом геле и ELISA. ВОЗЖ рекомендует проверять серонегативных быков до сбора спермы и повторно через 21–60 дней после сбора. Тесты на идентификацию вирусов включают VI и ПЦР, проводимые на цельной крови. Также ВОЗЖ рекомендует проведение либо VI, либо ПЦР перед сбором и повторно, минимум каждые 7 дней в течение периода сбора для VI или, минимум каждые 28 дней в течение периода сбора для ПЦР и заключительного теста в конце периода сбора.³² Тесты VI и ПЦР также доступны для замороженной спермы.

Недавно в Европе появился новый арбовирус, вызванный вирусом Шмалленберга (SBV), который впервые был обнаружен в ноябре 2011 года у молочного скота, при этом у животных снизились надои молока и возникла диарея; позже было обнаружено, что он вызывает врожденные пороки развития, наблюдаемые у абортированных и новорожденных телят. SBV является ортобуньявирусом, представителем серогруппы Simbu и передается мошками Culicoides. Вирус был обнаружен в сперме крупного рогатого скота с помощью ПЦР и может выделяться последовательными партиями спермы или периодически в течение 43 дней в одном отчете³³ и до 3 месяцев в другом отчете.³⁴ Еще не определено, жизнеспособен ли SBV, обнаруженный с помощью ПЦР в сперме, и способен ли он передавать болезнь восприимчивым животным. Для диагностики заболевания доступны серологические тесты, включая нейтрализацию сыворотки и ELISA, а ПЦР и VI используют для обнаружения вирусного антигена в крови.

Энзоотический лейкоз крупного рогатого скота

Энзоотический лейкоз крупного рогатого скота - это ретровирусное заболевание, которое вызывает стойкий лимфоцитоз и лимфосаркому у пораженных животных и вызывается вирусом бычьей лейкемии (BLV) . BLV обнаруживается в лимфоцитах и может передаваться горизонтально через контакт с выделениями инфицированных животных, ятрогенным путем через зараженные инструменты, такие как тавро (щипцы для нанесения татуировки) и инструмент для обезроживания, и вертикально через трансплацентарный барьер. В одном исследовании сообщалось о присутствии BLV в сперме быков, выявленном по наличию сероконверсии у овец, которым внутрибрюшинно вводили сперму, полученную от BLV-положительных быков.³⁵ Сперма быка была собрана с помощью ректального массажа, что могло привести к травме и присутствию лимфоцитов в сперме. Последующий повторный эксперимент с 32 серопозитивными быками, у которых отобрали сперму обычным способом, не подтвердил возникновение сероконверсии у инокулированных овец.³⁶ Исследование по использованию спермы от BLV-серопозитивных быков, собранной и обработанной в ЦИО, не показало никаких доказательств сероконверсии у самок в незараженном BLV стаде в течение 5-летнего периода при их искусственном осеменении.³⁷

В другом исследовании тестировали партии замороженной спермы от BLV-серопозитивных быков с помощью ПЦР и не обнаружили никаких доказательств присутствия BLV.³⁸ Сперма, собранная в этих исследованиях, была от быков, проживающих в ЦИО, получена с использованием искусственной вагины и подвергалась стандартным лабораторным процедурам, используемым для оценки качества спермы, включая наличие лейкоцитов.

В соответствии с международными требованиями к торговле спермой крупного рогатого скота для проверки спермы на наличие BTV применяют серологические тесты, которые включают иммунодиффузию в агаровом геле и ELISA. ВОЗЖ рекомендует, чтобы быки-доноры либо находились в стаде, свободном от BLV, либо проходили серологическое тестирование как минимум за 30 дней до и как минимум через 90 дней после сбора спермы. В Соединенных Штатах CSS не требует тестирования на лейкоз быков-доноров, находящихся в производственном стаде. В настоящее время для диагностики используют тесты VI и ПЦР для обнаружения вирусного антигена в крови, а также тест ПЦР для тестирования спермы.

Контроль

Контроль патогенов в сперме крупного рогатого скота, особенно быков, находящихся в ЦИО, в первую очередь зависит от частоты тестирования на распространенные заболевания, как на антиген патогена, так и на реакцию антител на заболевание. Некоторые болезни, такие как BVDV и лептоспироз, требуют, чтобы постоянно резидентное стадо сохраняло статус заболевания, а положительный результат теста обычно требует удаления положительного животного и повторного тестирования резидентной популяции стада. Другие заболевания, такие как BTV и EHD, позволяют серопозитивным животным присутствовать в постоянном стаде и подвергаться различным тестам, чтобы минимизировать риск присутствия патогена в семенной жидкости. Серонегативных животных проверяют на антитела перед сбором спермы и снова после сбора, чтобы показать отсутствие контакта с патогеном. Аналогичное тестирование проводится на серопозитивных животных с использованием тестов для обнаружения антигена патогена во время сбора. Стратегия тестирования для каждого AIC будет зависеть от правил и стандартов страны, в которой находится AIC, и стандартов, необходимых для экспорта замороженной спермы на зарубежные рынки.

Сведение к минимуму распространения заболеваний является важным фактором для сохранения стада, свободного от этих заболеваний. Для снижения вероятности заноса болезни нужны протоколы биобезопасности. Быков следует содержать в помещении или в загонах с ограждением по периметру для предотвращения контакта с другим домашним скотом и дикими животными. Персонал коровника должен переодеться в одежду, предназначенную для работы в учреждении, и, как минимум, мыть обувь перед входом в помещения и при перемещении между карантинными и изоляционными помещениями. Снаружи транспортные средства должны быть чистыми, а шины продезинфицированы перед въездом в ЦИО. Быков следует содержать в чистом помещении, следить за их чистотой во время сбора и поддерживать хорошее здоровье и физическое состояние. Больных животных следует изолировать и не использовать для сбора спермы. Во многих странах требуют соблюдения минимальных стандартов биобезопасности для получения и распространения спермы как внутри страны, так и за ее пределами. Руководства по биобезопасности и стандартные действующие правила проведения процедур должны присутствовать в каждом ЦИО, своевременно обновляться и соблюдаться, чтобы уменьшить вероятность заноса инфекций.

Ссылки

1. Всемирная организация здравоохранения животных (OIE). Кодекс здоровья наземных животных (2012), том 1, раздел 4, глава 4.6.

2. Kirkland P, Mackintosh S, Moyle A. Последствия широкого использования семени быка, персистентно инфицированного пестивирусом. Vet Rec 1994;135:527–529.

3. Meyling A, Jensen A. Передача вируса вирусной диареи крупного рогатого скота (BVDV) при искусственном осеменении (AI) семенем персистентно инфицированного быка. Vet Microbiol 1988;17:97–105.

4. Kirkland P, McGowan M, Mackintosh S, Moyle A. Осеменение крупного рогатого скота семенем быка с транзиторной пестивирусной инфекцией. Vet Rec 1997;140:124–127.

5. Rikula U, Nuotio L, Laamanen L, Sihvonen L. Передача вируса вирусной диареи крупного рогатого скота через семя быков с острой инфекцией в полевых условиях. Vet Rec 2008;162:79–82.

6. Voges H, Horner G, Rowe S, Wellenberg G. Персистентная пестивирусная инфекция крупного рогатого скота, локализованная в семенниках иммунокомпетентного быка без виремии. Vet Microbiol 1998;61:165–175.

7. Givens D, Riddell K, Edmondson M и др. Эпидемиология длительных инфекций семенников, вызванных вирусом вирусной диареи крупного рогатого скота. Vet Microbiol 2009;139:42–51.

8. Wrathall A, Simmons H, Van Soom A. Оценка риска передачи вирусов реципиентам эмбрионов крупного рогатого скота при оплодотворении инфицированным вирусом семенем. Theriogenology 2006;65:247–274.

9. Certified Semen Services. Минимальные требования CSS к профилактике заболеваний при производстве семени для искусственного осеменения. 2011. Доступно по адресу http://www.naab-css.org/about_css/CSSMinReqJan2011 rev0312.htm.

10. Nickell J, White B, Larson R и др. Начало и продолжительность транзиторных инфекций у телят с различным антительным статусом после контакта с телёнком, персистентно инфицированным вирусом вирусной диареи крупного рогатого скота. Int J Appl Res Vet Med 2011;9:29–39.

11. Kirkland P, Richards S, Roghwell J, Stanley D. Репликация вируса вирусной диареи крупного рогатого скота в репродуктивном тракте быков и выделение вируса с семенем при острых и хронических инфекциях. Vet Rec 1991;128:587–590.

12. Givens D, Kurth K, Zhang Y и др. Редкий случай персистентной инфекции семенников приводит к выделению инфекционного вируса с семенем. Clin Theriogenol 2012;4:426.

13. Niskanen R, Alenius S, Belák K и др. Осеменение восприимчивых тёлок семенем быка без виремии, у которого персистентная инфекция вирусом вирусной диареи крупного рогатого скота была локализована в семенниках. Reprod Domest Anim 2002;37:171–175.

14. Givens D, Heath A, Brock K, Brodersen B, Carson R, Stringfellow D. Обнаружение вируса вирусной диареи крупного рогатого скота в семени, полученном после заражения серонегативных половозрелых быков. Am J Vet Res 2003;64:428–434.

15. Radostits OM, Gay CC, Hinchcliff KW, Constable PD. Ветеринарная медицина , 10-е изд. Филадельфия: Saunders, 2007, с. 1094–1110.

16. Johnson RC. Leptospira. В кн.: Baron S (ред.) Медицинская микробиология , 4-е изд. Галвестон, Техас: University of Texas Medical Branch at Galveston, 1996, гл. 35.

17. Miraglia F, Morais Z, Cortez A и др. Сравнение четырёх антибиотиков для инактивации лептоспир в семени быков, разбавленном разбавителем на основе яичного желтка и экспериментально заражённом Leptospira santarosai серовар cuaricura. Braz J Microbiol 2003;34:147–151.

18. Eaglesome M, Garcia M. Риски заболеваний для здоровья животных при искусственном осеменении спермой быков. Rev Sci Tech Off Int Epiz 1997;16:215–225.

19. Bercovich Z. Поддержание статуса стад, свободных от Brucella abortus: обзор с особым вниманием к эпидемиологии и проблемам диагностики бруцеллёза в районах с низкой распространённостью заболевания. Vet Quart 1998;20:81–88.

20. Bartlett D. Комментарии по поводу случая туберкулёза крупного рогатого скота в группе быков, используемых для искусственного осеменения. В: Материалы ежегодного собрания Ассоциации охраны здоровья животных США , 1967, с. 166–171.

21. Niyaz Ahmed A, Khan J, Ganai N. Метод амплификации ДНК для быстрого выявления возбудителей туберкулёза крупного рогатого скота в сперме. Anim Reprod Sci 1999;57:15–21.

22. USDA APHIS. Ликвидация туберкулёза крупного рогатого скота. Единые методы и правила, действующие с января 1 г., 2005.

23. Bondurant R. Болезни крупного рогатого скота, передающиеся при случке: естественное течение, диагностика и роль вакцин в борьбе с ними. Vet Clin North Am Food Anim Pract 2005;21:383–408.

24. Thibier M, Guerin B. Гигиенические аспекты хранения и использования спермы для искусственного осеменения. Anim Reprod Sci 2000;62:233–251

25. McMillen L, Fordyce G, Doogan V, Lew A. Сравнение культурального метода и нового 5′-Taqнуклеазного анализа для прямого выявления Campylobacter fetus подвида venerealis в клинических образцах, полученных от крупного рогатого скота. J Clin Microbiol 2006;44:938–945.

26. Devenish J, Brooks B, Perry K и др. Валидация иммуноферментного анализа с улавливанием на основе моноклональных антител для выявления Campylobacter fetus . Clin Diagn Lab Immunol 2005;12:1261–1268.

27. Shin S, Lein D, Patten V, Ruhnke H. Новая комбинация антибиотиков для замороженной спермы быков. Theriogenology 1988; 29:577–591.

28. Shin S. Сравнительное исследование эффективности разбавления спермы быков: 1-этапная и 2-этапная процедуры. В: Материалы 18-й технической конференции по искусственному осеменению и воспроизводству , 2000, с. 60–62.

29. van Oirschot J. Герпесвирус крупного рогатого скота 1 в сперме быков и риск его передачи: краткий обзор. Vet Quart 1995;17:29–33.

30. Favier P, Marin M, Pérez S. Роль герпесвируса крупного рогатого скота типа 5 (BoHV-5) в заболеваниях крупного рогатого скота. Новые данные о связи BoHV-5 с заболеваниями половых органов. Open Vet J 2012;2:46–53.

31. Monke D. Новые данные исследований IBR и комментарий. В: Материалы 14-й технической конференции по искусственному осеменению и воспроизводству , 1992, с. 26–29.

32. Всемирная организация охраны здоровья животных (OIE). Кодекс здоровья наземных животных (2012). Том 2, раздел 8, глава 8.3.

33. ProMED-Mail. Дата публикации: 2012-12-20. Вирус Шмалленберг, Европа (76): РНК вируса в сперме быков. Архивный номер: 20121220.1460864. http://www.promedmail.org/ direct.php?id=20121220.1460864.

34. ProMED-Mail. Дата публикации: 2012-12-21. Вирус Шмалленберг, Европа (77): (Нидерланды, Франция) РНК вируса в сперме быков. Архивный номер: 20121221.1462748: http://www.promedmail. org/direct.php?id=20121221.1462748.

35. Lucas M, Dawson M, Chasey D, Wibberley G, Roberts D. Вирус энзоотического лейкоза крупного рогатого скота в сперме. Vet Rec 1980;106:128.

36. Kaja R, Olson C. Отсутствие инфекционности спермы быков, заражённых вирусом лейкоза крупного рогатого скота. Theriogenology 1982;18:107–112.

37. Monke D. Отсутствие инфекционности спермы быков, заражённых вирусом лейкоза крупного рогатого скота. J Am Vet Med Assoc 1986;188:823–826.

38. Choi K, Monke D, Stott J. Отсутствие вируса лейкоза крупного рогатого скота в сперме серопозитивных быков. J Vet Diagn Invest 2002;14: 403–406.

Контроль качества спермы быков в центрах искусственного осеменения

Patrick Vincent¹ , Shelley L. Underwood¹ , Catherine Dolbec¹ , Nadine Bouchard¹ , Tom Kroetsch² и Patrick Blondin¹

• 1 L’Alliance Boviteq Inc., Сен-Иасент, Квебек, Канада

2 The Semex Alliance, Гуэлф, Онтарио, Канада

Вступление

Фертильность - это многофакторный феномен, который зависит от использования спермы достаточного качества и количества, точного времени и метода осеменения, а также правильного управления стадом. При использовании искусственного осеменения (ИО) в молочном животноводстве, необходимо управлять рядом этих факторов, включая определение охоты, время осеменения относительно охоты и правильное обращение с замороженным семенем. Но это также ответственность центров производства спермы (ЦПС), поставляющих соломики со сперматозоидами с хорошей жизнеспособностью, которые обеспечивают приемлемый уровень зачатия, учитывая, что все остальные параметры соблюдаются правильно. Чтобы обеспечить приемлемую фертильность после искусственного осеменения, после разморозки в каждой соломинке сперматозоиды должны присутствовать в достаточном количестве (концентрация) и обладать рядом характеристик, важных для оплодотворения. Соответственно, сперматозоиды должны пережить процедуру оттаивания с нормальной морфологией, неповрежденной акросомой, целостностью ДНК, активными митохондриями и поддерживать прямолинейно-поступательное движение, чтобы пересечь женский репродуктивный тракт. Некоторые из этих характеристик измеряются во время проверки качества семени после оттаивания, проводимых ЦПС перед реализацией. Контроль качества (QC) - это гарантия того, что каждая партия соломинок прошла анализ спермы на параметры, связанные с фертильностью.

Несмотря на то, что анализ спермы может показаться простым в выполнении, тщательное внимание к деталям и технике важно для получения точного и продуктивного анализа. Ручной анализ спермы с использованием светового микроскопа был стандартным методом в большинстве ЦПС. Однако, ручной анализ очень субъективен и подвержен ошибкам как у одного и того же специалиста, так и между специалистами. Точно так же использование флуоресцентной микроскопии для оценки акросомы, мембраны и целостности ДНК сперматозоидов заметно медленнее, ограничено из-за небольшого количества проверенных сперматозоидов в каждом образце и невозможности проведения обширного мультипараметрического анализа.

Чтобы сделать контроль качества максимально точным, ЦПС ужесточили требования к тестированию спермы, перейдя от занимающей много времени базовой субъективной оценки нескольких сотен сперматозоидов на предмет концентрации, подвижности и морфологии с помощью микроскопии к использованию компьютерного анализа для оценки подвижности и проточной цитометрии для анализа тысяч клеток в секунду на предмет таких характеристик, как жизнеспособность, митохондриальная активность, акросома, ДНК и капацитационный статус. Темами для обсуждения в этом обзоре являются различные инструменты и анализы, используемые в ЦПС для определения показателей качества (QC) спермы быков, факторы, которые следует учитывать при использовании этих инструментов, и то, как эффективность процедур QC может быть максимально использована для прогнозирования фертильности.

Объективная оценка подвижности спермы

Компьютерный анализ спермы (CASA) является мощным инструментом объективной оценки подвижности сперматозоидов и поэтому в настоящее время часто используется для оценки ее качества. Основные компоненты этой технологии состоят из микроскопа для визуализации образца, цифровой камеры для захвата изображений и компьютера со специализированным программным обеспечением для анализа движения сперматозоидов. Главный принцип, лежащий в основе большинства систем CASA, основанных на микроскопии, заключается в получении с помощью компьютерных программных алгоритмов серии последовательных изображений подвижных сперматозоидов в статическом поле зрения, которые затем сканируются, чтобы идентифицировать отдельные сперматозоиды и отслеживать их траекторию в поле зрения. Технология также включает в себя распознавание одной и той же клетки в каждом изображении по ее положению и определение ее следующего положения путем оценки вероятности того, что она переместится только на определенное максимальное расстояние между кадрами.