Медиатека

Клостридиоз — это группа заболеваний, вызываемых грамположительными спорообразующими анаэробными бактериями рода Clostridium (рис. 1). Этот род включает в себя более 180 видов патогенных и сапрофитных микроорганизмов ^{1, 2, 3}, которые представляют особую угрозу как для животноводческих хозяйств, так и для птицефабрик. И тому есть несколько причин.

Рис. 1. А — Микрофотография Clostridium perfringens и графическое изображение клеток с терминальной спорой. Б — Микрофотография клостридий в ткани животного.
Источник 1>>; Источник 2>>; Источник 3>>.

Чем опасны клостридии?

Первая причина, по которой клостридии представляют угрозу, — характер течения болезни. Она начинается стремительно и зачастую практически бессимптомно, быстро прогрессирует и нередко приводит к гибели животных еще до постановки диагноза ^{2, 4, 5}. Другая причина — широкое распространение патогена в среде. Клостридии в больших количествах аккумулированы в богатой биогумусом почве в виде спор (Рис. 1А), которые позволяют этим бактериям сохранять жизнеспособность многие годы ^{6, 7, 3}. Помимо этого, клостридии также являются частью нормальной микрофлоры кишечника животных ⁵. В отсутствие негативных факторов среда в кишечнике препятствует активному размножению клостридий. Однако стресс, вирусные инфекции, резкое изменение рациона, повреждение слизистой кишечника могут вызвать изменение нормального состава микрофлоры и, как следствие, стремительный рост численности клостридий и развитие заболевания ^{1, 6}. Поражая преимущественно молодняк и высокопродуктивных животных, например, недавно отелившихся коров и телят, у которых нарушены или еще не сформированы нормальные обменные процессы, клостридиоз ежегодно наносит тяжелый урон сельскому хозяйству ^{6, 8}. Длительно сохраняющееся даже после выздоровления животных снижение их продуктивности также усугубляет ситуацию (ущерб) ¹.

Способы инфицирования и течение болезни

Помимо типа патогена, на характер течения заболевания влияет способ заражения. Заболевание путем перехода клостридий в активную форму из нормофлоры часто имеет вялое течение и может годами неприметно снижать продуктивность сельскохозяйственных животных и, как следствие, прибыль ⁶. Похожая ситуация наблюдается при несоблюдении необходимых мер дезинфекции и отсутствии противоклостридиозных мероприятий: накапливаясь в местах постоянного содержания животных, подстилке, пыли ^{9, 10}, споры возбудителя неизбежно выступают фактором повторного заражения и ведут к малоразличимой, но постоянно изнуряющей животных болезни. Более острое течение заболевания у крупного рогатого скота (КРС) наблюдается, как правило, при попадании клостридий в организм вместе с кормами животного происхождения (мясная, мясокостная или рыбная мука) ^{1, 11, 8} или при заражении от инфицированных животных ^{6, 10}.

Проникая в организм, клостридии теряют плотную споровую оболочку. Этот процесс сопровождается выделением сильнейшего высокоактивного токсина, который связывается с рецепторами на поверхности клеток различных тканей и органов (Рис. 2) и вызывает каскад реакций, ведущих в конечном счете к системному поражению всего организма ^{6, 2, 12}. Токсины клостридий начинают действовать так стремительно, что даже своевременно начатое лечение не всегда ведет к выздоровлению ¹³. И если появление первых симптомов у взрослых здоровых особей КРС и птиц может быть достаточно растянутым во времени, то новорожденные животные погибают уже в течение 10 минут от начала интоксикации ^{6, 4}.

После выхода из спор клостридии размножаются, а затем, снова превратившись в споры, возвращаются во внешнюю среду вместе с фекалиями. Хотя в целом тяжесть болезни определяется числом клостридий (чем больше спор теряет оболочку, тем больше высвобождается токсина и тем более тяжелые последствия), клостридиоз имеет пороговый механизм возникновения ⁴: когда численность патогенных бактерий невелика, симптомы могут практически отсутствовать, но стоит ей превысить некоторое пороговое значение, как появляется выраженная и крайне тяжелая симптоматика, бороться с которой зачастую уже поздно ^{9, 6}.

Рис. 2. Течение клостридиоза и некоторые сопутствующие изменения тканей и органов.
Источник 1>>; Источник 2>>; Источник 3>>; Источник 4>>; Источник 5>>.

Проблема клостридиоза в России: исторический аспект

Клостридиозы КРС широко распространены на территории России ^{5, 14}. Из-за скрытого, часто вялотекущего характера, а также трудностей в культивации анаэробных микроорганизмов, клостридиозам в России длительное время не уделяли должного внимания ^{2, 8}. На протяжении десятилетий основным методом борьбы с клостридиозами было использование кормов, содержащих антибиотики широкого спектра действия ^{4, 14}. Однако такой подход чреват целым рядом негативных последствий как для скота, так и для потребителей мясо-молочной продукции. Так, постоянный прием антибиотиков даже в микродозах снижает базовый иммунитет животных и создает проблемы при вакцинации, ведет к нарушению их нормофлоры и снижает производительность, а также требует подбора все новых и новых препаратов в связи с выработкой устойчивости к уже испробованным антибиотикам ^{6, 4}. Помимо этого, продукция, выращенная с использованием антибиотиков, не соответствует ветеринарным требованиям, а сами кормовые антибиотики, вопреки заверениям производителей, не выводятся из организма животных даже через несколько месяцев после их использования ⁴. Из этого следует, что в нашу эпоху повышенного спроса на эко-продукцию использование кормовых антибиотиков может особенно негативно сказаться на владельцах животноводческих хозяйств, которые вынуждены конкурировать с производителями более высококачественной продукции. Однако отказ сознательных животноводов от регулярного использования антибиотиков выводит на первый план другую проблему — необходимость внедрения на постоянной основе методов профилактики и диагностики клостридиозов КРС, лошадей, коз, свиней и овец. Вместе с тем, в условиях многолетнего и бездумного использования кормовых антибиотиков, понимание важности проведения таких мероприятий отсутствует, а вялотекущие формы клостридиозов наравне с вспышками заболеваемости продолжают наносить серьезный экономический ущерб как для крупных сельскохозяйственных предприятий, так и для частных владений ^{4, 15}.

Современные подходы к борьбе с клостридиозами

Среди клостридий наибольший ущерб животноводству наносят бактерия Clostridium perfringens, чаще других обнаруживаемая в пробах почвы и фекалий ^{6, 7, 14, 3}. Clostridium perfringens выделяют до 17 типов токсинов, среди которых преобладают альфа, бета, эпсилон и йота ⁶. В зависимости от вариантов выделяемых токсинов обычно выделяют пять типов этого возбудителя: A, B, C, D, E^{1, 5, 7, 14, 3}, хотя описывают и другие ^{16, 13}. Все они характеризуются определенными клиническими симптомами (см. Таблицу 1).

Таблица 1. Типы Clostridium perfringens, выделяемые ими токсины и клинические симптомы ^{1, 5, 16}.

На сегодняшний день наиболее эффективным методом борьбы со всеми клостридиозами остается предотвращение заболевания, а именно вакцинация всего поголовья ^{9, 6, 2, 15}. Наилучшие результаты демонстрируют многокомпонентные вакцины ¹³, в том числе отечественного производства ^{6, 5}, которые позволяют выработать иммунитет сразу к нескольким наиболее распространенным возбудителям рода Clostridium.

От того, достаточное ли количество антител к токсинам клостридий выработается иммунной системой после вакцинации, зависит, сможет ли организм животного побороть инфекцию при появлении патогена в среде. Именно поэтому важно не только проводить регулярную вакцинацию, но и вести мониторинг ее эффективности. Оценка уровня антител в крови также позволяет спрогнозировать необходимость повторной вакцинации. Такой мониторинг позволяют провести специальные ветеринарные наборы от производителя Bio-X Diagnostics, представленного не только на зарубежном, но и на российском рынке. Для оценки эффективности вакцинации количественный анализ антител к токсинам клостридий проводится дважды — в день вакцинации и спустя 14 дней, когда уже должна сформироваться полноценная иммунная защита.

Несмотря на важность профилактических процедур, к сожалению, из-за изменчивости клостридий они не всегда оказываются эффективны ⁸. Как только возникает подозрение на клостридиоз, важно быстро выявить истинную природу патогена, чтобы начать незамедлительное лечение и предотвратить падение всего поголовья. Классические микробиологические методы диагностики клостридиозов путем культивирования патогена сопряжены с рядом трудностей ⁴: биоматериал требуется доставить в биолабораторию в течение 4-х часов ввиду губительного действия кислорода воздуха на клостридий ¹⁵, тогда как само культивирование затруднено необходимостью его проведения в анаэробных условиях и занимает не менее суток ⁶.

Куда менее трудоемкое и более современное решение предлагает компания Bio-X Diagnostics. Экспресс-тесты на основе иммунохроматографии не требуют отправки биоматериала в лабораторию, позволяют быстро и надежно поставить диагноз, а количественные экспресс-тесты — убедиться в эффективности лечения. Благодаря более специфичным лабораторным тест-системам на основе иммуноферментного анализа того же производителя можно не только диагностировать клостридиоз, но и выявить наличие антител к определенным вариантам токсинов клостридий для получения более точной информации о возможных рисках и составления плана лечения. Эти тесты позволяют использовать различные типы жидких биологических образцов и подходят для всех видов животных. Вы можете приобрести продукцию производителя Bio-X Diagnostics на нашем сайте.

Сочетание двух подходов — соблюдения графика вакцинации в комбинации с контролем за ее эффективностью и использование диагностических тестов для мониторинга наиболее распространенных форм клостридиозов — обеспечивает максимальную защиту рогатого скота от смертельной угрозы, при этом подвергая минимальному риску количество и качество продукции.

Литература

1. Безбородова Н.А. Современный подход к проблеме клостридиозов в животноводстве: отбор проб, лабораторная диагностика, профилактика. Российский Журнал Проблемы Ветеринарной Санитарии, Гигиены и Экологии, 2020.

2. Капустин А.В., Лаишевцев А.И., Скляров О.Д., Абросимова Н.С. Разработка метода контроля иммуногенной активности ассоциированной вакцины против клостридиозов крупного рогатого скота. RJOAS, 2017.

3. Zhang T. et al. Prevalence and characterization of Clostridium perfringens in broiler chickens and retail chicken meat in central China. Anaerobe, 2018.

4. Марченков Ф. Клостридиоз. Главный Зоотехник, 2008.

5. Пудовкин Д.Н. Профилактика клостридиозов крупного рогатого скота — комплексные и комплементарные решения. Молочное и Мясное Скотоводство, 2019.

6. Джавадов Э.Д., Новикова О.Б., Женихова Н.И., Безбородова Н.А. Клостридиозы. БИО, 2020.

7. Bendary M.M. et al. Clostridium perfringens Associated with Foodborne Infections of Animal Origins: Insights into Prevalence, Antimicrobial Resistance, Toxin Genes Profiles, and Toxinotypes. Biology, 2022.

8. Проблемы хронических клостридиозов молочных коров и их решение с помощью эллаготанинов сладкого каштана. Apknews, 2022.

9. Бисерова М.Т. Клинико-эпизоотологическое обоснование вакцинопрофилактики при клостридиозе коз. Уральский Государственный Аграрный Университет, 2020.

10. Хлып Д.Н. Клостридиозы (гангренозный дерматит, некротический и язвенный энтерит). БИО, 2018.

11. Исматов И.А. и др. Роль клостридиозов в инфекционной патологии овец и коз в республике Таджикистан. Ветеринария. Доклады ТАСХН, 2020.

12. Navarro M.A., McClane B.A., Uzal F.A. Mechanisms of action and cell death associated with Clostridium perfringens toxins. Toxins, 2018.

13. Wang Y. et al. Immunization of mice against alpha, beta, and epsilon toxins of Clostridium perfringens using recombinant rCpa-bx expressed by Bacillus subtilis. Molecular Immunology, 2020.

14. Jang Y.S. et al. Prevalence, toxin-typing, and antimicrobial susceptibility of Clostridium perfringens from retail meats in Seoul, Korea. Anaerobe, 2020.

15. Abdolmohammadi Khiav L., Zahmatkesh A. Vaccination against pathogenic clostridia in animals: a review. Tropical Animal Health and Production, 2021.

16. Uzal F.A., Navarro M.A., Asin J., Henderson E.E. Clostridial Diseases of Horses: A Review. Vaccines, 2022.