Колибактериоз крупного рогатого скота в Пермском крае: распространенность, источники возбудителя и его биологические особенности
Автор: Жданова И.Н., Мокрушин В.В., Кузнецова М.В.
Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology
Рубрика: Микробиология
Статья в выпуске: 4 т.57, 2022 года.
Бесплатный доступ
Инфекционные заболевания в животноводческих хозяйствах Российской Федерации ежегодно регистрируются у 50 % поголовья, при этом падеж молодняка в первые недели жизни составляет от 14 до 60 %. Колибактериоз по заболеваемости и летальности, несмотря на широкое использование современных антибиотиков и вакцин, остается основной инфекционной патологией животных. В настоящей работе для оценки распространенности колибактериоза среди крупного рогатого скота на сельскохозяйственных предприятиях в Пермском крае и выявления источника возбудителя инфекции впервые применен комплексный подход (больные животные-здоровые животные-окружающая среда), что имеет теоретическое значение, углубляя понимание закономерностей эпизоотического процесса при этом заболевании. Важным практическим аспектом работы стал анализ данных многолетних санитарно-зоогигиенических исследований, результаты которых свидетельствуют, что внутрихозяйственный контроль риска заражения животных и персонала предприятий диареегенными эшерихиями должен распространяться не только на естественный резервуар, но и на окружающую среду. Цель исследования - оценить распространенность колибактериоза крупного рогатого скота в хозяйствах Пермского края и описать биологические свойства возбудителя. Для осуществления контроля обсемененности эшерихиями оборудования, кормов и системы поения в животноводческих хозяйствах был проведен анализ данных санитарно-зоогигиенических исследований. Изучение динамики заболеваемости крупного рогатого скота бактериальными инфекциями проводили на основании отчетности Пермского ветеринарного диагностического центра, отдела животноводства Министерства сельского хозяйства Пермского края за 2010-2020 годы, статистических данных Департамента ветеринарии Пермского края и лабораторных журналов. В отчетность вошли результаты бактериологического исследования (22480 проб), взятых на предприятиях мясного и молочного животноводства всех категорий ( n = 146). Санитарно-зоогигиенические исследования (29207 проб) проводили на этих же предприятиях. В динамике анализировали смывы с молочного оборудования, инвентаря боенских предприятий, исследовали корма растительного и животного происхождения, комбикорма. Бактериологическое исследование проводили согласно «Методическим указаниям по бактериологической диагностике колибактериоза (эшерихиоза) животных» (М., 2000). Изучали антигенную структуру выделенных штаммов Escherichia coli . Чувствительность штаммов к антибактериальным препаратам определяли согласно МУК 4.2.1890-04. Штаммы были проверены диско-диффузионным методом на чувствительность к ампициллину (10 мкг), цефокситину (30 мкг), цефтриаксону (30 мкг), цефепиму (30 мкг), меропенему (10 мкг), имипенему (10 мкг), азтреонаму (30 мкг), амикацину (30 мкг), гентамицину (10 мкг), ципрофлоксацину (5 мкг), левофлоксацину (5 мкг) моксифлоксацину (5 мкг), тетрациклину (30 мкг), хлорамфениколу (30 мкг). В проспективном исследовании (2020-2021 годы) оценивали распространенность штаммов E. coli , продуцирующих шига-токсин (STEC), в популяции здоровых животных. Культуры ( n = 61) были выделены на предприятиях промышленного животноводства Пермского края из фекалий КРС. Гены шига-токсина ( stx1 и stx2 ) детектировали с помощью полимеразной цепной реакции по конечной точке. Результаты проведенных исследований показали, что в Пермском крае в 2010-2020 годы эпизоотическая ситуация по колибактериозу телят была достаточно благоприятной: его доля среди всех бактериальных инфекций не превышала 20 %. Отмечено увеличение числа регистраций павших и больных животных с диарейным синдромом на фоне снижения иммунизации стельных коров. Эпизоотический процесс характеризовался наличием спорадических заболеваний, при этом отмечался высокий риск передачи возбудителя инфекции горизонтальным путем, в том числе через объекты внешней среды. Наиболее часто эшерихий выделяли из смывов с молочного оборудования и инвентаря боенских предприятий, а также выявляли в комбикормах. Мы идентифицировали пять наиболее эпизоотически значимых серогрупп - О8, О15, О20, О101, О115, в единичных случаях были выявлены E. coli О157. Профили антибиотикоустойчивости штаммов E. coli , выделенных от больных, павших (первая группа) и здоровых животных (вторая группа), существенно не различались, за исключением достоверно повышенной резистентности к тетрациклину и хлорамфениколу у эшерихий от первой группы животных. У здорового крупного рогатого скота в субпопуляции эшерихий следует отметить более высокий удельный вес культур, резистентных к ампициллину и ципрофлоксацину. Кроме того, у эшерихий от здоровых животных были детектированы гены stx1 (2,0 %) и stx2 (6,1 %), то есть наши исследования подтверждают, что возбудители инфекционных заболеваний могут быть выделены из желудочно-кишечного тракта не только больных, но и здоровых сельскохозяйственных животных, которые становятся источником STEC.
Крупный рогатый скот, колибактериоз, escherichia coli, шига-подобный токсин, контаминация, объекты внутрихозяйственной среды
Короткий адрес: https://sciup.org/142236374
IDR: 142236374 | DOI: 10.15389/agrobiology.2022.4.776rus
Список литературы Колибактериоз крупного рогатого скота в Пермском крае: распространенность, источники возбудителя и его биологические особенности
- Приказ Минсельхоза России от 20.12.2019 № 713 «Об определении 56 приоритетных направлений развития агропромышленного комплекса по субъектам Российской Федерации на 2020 год».
- Вартанова М.Л., Газимагомедова П.К. Приоритетное направление развития сельского хозяйства: обеспечение населения продуктами отечественного производства. Продовольственная политика и безопасность, 2018, 5(1): 37-46 (doi: 10.18334/ppib.5.1.40105).
- Жданова И.Н. Анализ распространения желудочно-кишечных и респираторных заболеваний крупного рогатого скота с незаразной этиологией в Пермском крае. Вестник ПФИЦ, 2019, 4: 63-68.
- March M.D., Haskell M.J., Chagunda M.G., Langford F.M., Roberts D.J. Current trends in British dairy management regimens. Journal of Dairy Science, 2014, 97(12): 7985-7994 (doi: 10.3168/jds.2014-8265).
- Mandel R., Whay H.R., Klement E., Nicol C.J. Invited review: Environmental enrichment of dairy cows and calves in indoor housing. Journal of Dairy Science, 2016, 99(3): 1695-1715 (doi: 10.3168/jds.2015-9875).
- Тамбиев Т.С., Тазаян А.Н., Бывайлов В.П., Кошляк В.В. Характеристика эпизоотического процесса при смешанных желудочно-кишечных инфекциях бактериальной этиологии в Ростовской области. Ветеринарная патология, 2015, 3: 5-10.
- Algers B., Bertoni G., Broom D., Hartung J., Lidfors L., Metz J. Munksgaard L., Pina T.N., Oltenacu P., Rehage J., Rushen J. Scientific report on the effects of farming systems on dairy cow welfare and disease. Annex to the EFSA Journal, 2009, 1143: 1-38 (doi: 10.2903/j.efsa.2009.1143r).
- Мотузко С.Н. Возрастные особенности амилолитической активности желудочно-кишечного тракта у коров. Ученые записки УО ВГАВМ, 2015, 51(1): 84-87.
- Иванов А.И., Баймурзин И.Б. Мониторинг эпизоотической ситуации, диагностика и лечебно-профилактические мероприятия при колибактериозе (эшерихиозе) телят. Вестник БГАУ, 2010, 4: 24-31.
- Насертдинов Д.Д., Спиридонов А.Г., Махмутов А.Ф., Спиридонов Г.Н., Макаев Х.Н. Экономическая эффективность применения сыворотки гипериммунной против анаэробной энтеротоксемии и эшерихиозной диареи телят. Ученые записки КГАВМ им. Н.Э. Баумана. Казань, 2016, 226(2): 120-123.
- Кашин А.С., Заздравных М.И., Шкиль Н.А. Колибактериоз телят в современных экологических условиях Сибири (Особенности эпизоотологии, клинические проявления, патогенез, диагностика, меры профилактики и борьбы). Барнаул, 2003.
- Bashahun G.M., Amina A. Colibacillosis in calves: a review of literature. Journal of Animal Science and Veterinary Medicine Volume, 2017, 2(3): 62-71 (doi: 10.31248/JASVM2017.041).
- Cho Y., Yoon K.J. An overview of calf diarrhea-infectious etiology, diagnosis, and intervention. J. Vet. Sci, 2014, 15(1): 1-17 (doi: 10.4142/jvs.2014.15.1.1).
- Овод А.С. Ирский А.Г., Сидоренко Н.М. Система профилактических мероприятий и контроль за их выполнением при бактериальных и вирусных заболеваниях телят. Новочеркасск, 2001.
- Сухарев Ю.С. Идентификация термостабильного энтеротоксина Escherichia coli при колибактериозе телят. Вгсник Днтропетровського утверситету. Бюлоггя. Медицина, 2011, 2(1): 114-119.
- Заздравных М.И., Кашин А.С., Кучина Л.А. Колибактериоз телят на фоне экологического неблагополучия и детоксифицирующая профилактическая терапия. Сибирский вестник сельскохозяйственной науки, 2003, 3(149): 41-44.
- Gruenberg W. Overview of Coli-septicemia. Merck Manual, 2014.
- Kaper J.B., Nataro J.P., Mobley H.L. Pathogenic Escherichia coli. Nat. Rev. Microbiol., 2004, 2(2): 123-140 (doi: 10.1038/nrmicro818).
- Fairbrother J.M., Nadeau E. Escherichia coli: on-farm contamination of animals. Rev. Sci. Tech., 2006, 25(2): 555-569.
- Кремлева А., Скоморина Ю., Белоусов В., Варенцова А., Полосенко О., Шепелин А. Оценка распространенности патогенных эшерихий в кормах на территории РФ в 20142018 годах. Комбикорма, 2020, 3: 68-70.
- Versalovic J., Koeuth T., Lupski J.R. Distribution of repetitive DNA sequences in eubacteria and application to fingerprinting of bacterial genomes. Nucleic Acids Research, 1991, 19(24): 68236831 (doi: 10.1093/nar/19.24.6823).
- Huey B., Hall J. Hypervariable DNA fingerprinting in Escherichia coli: minisatellite probe from bacteriophage M13. Journal of Bacteriology, 1989, 171(5): 2528-2532 (doi: 10.1128/jb.171.5.2528-2532.1989).
- Chapman T.A., Wu X.-Y., Barchia I., Bettelheim K.A., Driesen S., Trott D., Wilson M., Chin J.J.-C. Comparison of virulence gene profiles of Escherichia coli strains isolated from healthy and diarrheic swine. Appl. Environ. Microbiol, 2006, 72(7): 4782-4795 (doi: 10.1128/AEM.02885-05).
- Хурамшина М.Т., Махмутов А.Ф., Спиридонов Г.Н., Макаев Х.Н. Распространение желудочно-кишечных заболеваний новорожденных телят в регионе среднего Поволжья. Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана, 243(3): 280-284.
- Терехов В.И. Эпизоотическая ситуация по колибактериозу телят в Краснодарском крае. Ветеринария Кубани, 2016, 3: 15-18.
- Петрухин М.А., Шульга Н.Н., Желябовская Д.А. Колибактериоз телят в Верхнем Приамурье. Вестник КрасГАУ, 2012, 12: 113-116.
- Чхенкели В.А., Глушенкова Т.В. Эпизоотологический мониторинг по колибактериозу телят в Иркутской области. Актуальные вопросы аграрной науки, 2012, 2: 30-37.
- Ломако Ю.В., Андросик Н.Н. Антигенная структура изолятов кишечной палочки, выделяемых в Республике Беларусь при колибактериозе новорожденных телят. Известия Академии аграрных наук Республики Беларусь, 2002, 2: 70-72.
- Карцев Н.Н., Светоч Э.А. Эпидемиология, свойства и лабораторная диагностика шига-токсин-продуцирующих Escherichia coli. Бактериология, 2018, 3(1): 7-12.
- Онищенко Г.Г., Дятлов И.А., Светоч Э.А., Воложанцев Н.В., Баннов В.А., Карцев Н.Н., Борзенков В.Н., Фурсова Н.К., Шемякин И.Г., Богун А.Г., Кисличкина А.А., Попова А.В., Мякинина В.П., Теймуразов М.Г., Полосенко О.В., Кафтырева Л.А., Макарова М.А., Матвеева З.Н., Гречанинова Т.А., Григорьева Н.С., Кича Е.В., Забалуева Г.В., Кутасова Т.Б., Коржаев Ю.Н., Башкетова Н.С., Бушманова О.Н., Сталевская А.В., Чхинджерия И.Г., Жебрун А.Б. Молекулярно-генетическая характеристика шига-токсинпродуцирующих Escherichia coli, выделенных при вспышке пищевой инфекции в Санкт-Петербурге в 2013 году. Вестник РАМН, 2015, 1: 70-81.
- Weinroth M.D., Clawson M.L., Arthur T.M., Wells J.E., Brichta-Harhay D.M., Strachan N., Bono J.L. Rates of evolutionary change of resident Escherichia coli O157:H7 differ within the same ecological niche. BMC Genomics, 2022, 23(1): 275 (doi: 10.1186/s12864-022-08497-6).
- Кашин А.С., Кашина Г.В. Профилактика и терапия колибактериоза телят на фоне экологического неблагополучия. Мат. VI Межд. науч.-практ. конференции «Актуальные проблемы сельского хозяйства горных территорий». Горно-Алтайск, 2017.
- Staji H., Tonelli A., Zahraei Salehi T., Mahdavi A., Shahroozian E., Salimi Bejestani M., Mah-dizade Mood S., Keywanloo M., Ahmadi Hamedani M., Emadi Chashmi H., Ashrafi Tamai I., Atefi Tabar E. Distribution of antibiotic resistance genes among the phylogroups of Escherichia coli in diarrheic calves and chickens affected by colibacillosis in Tehran, Iran. Archives of Razi Institute, 2018, 73(2): 131-137 (doi: 10.22092/ari.2018.116502).
- Sobhy N.M., Yousef S.G.A., Aboubakr H.A., Nisar M., Nagaraja K.V., Mor S.K., Valeris-Cha-cin R.J., Goya S.M. Virulence factors and antibiograms of Escherichia coli isolated from diarrheic calves of Egyptian cattle and water buffaloes. PLoS ONE, 2020, 15(5): e0232890 (doi: 10.1371/journal.pone.0232890).
- Забровская А.В. Эпизоотологический анализ распространения антибиотикорезистентных штаммов возбудителей инфекционных болезней сельскохозяйственных животных в северо-западном федеральном округе Российской Федерации. Докт. дис. СПб, 2019.
- Sato T., Okubo T., Usui M., Yokota S., Izumiyama S., Tamura Y. Association of veterinary third-generation cephalosporin use with the risk of emergence of extended-spectrum-cephalosporin resistance in Escherichia coli from dairy cattle in Japan. PLoS ONE, 2014, 9(4): e96101 (doi: 10.1371/journal.pone.0096101).
- Ali D.A., Tesema T.S., Belachew Y.D. Molecular detection of pathogenic Escherichia coli strains and their antibiogram associated with risk factors from diarrheic calves in Jimma Ethiopia. Sci. Rep, 2021, 11: 14356 (doi: 10.1038/s41598-021-93688-6).
- Madoshi B.P., Kudirkiene E., Mtambo M.M., Muhairwa A.P., Lupindu A.M., Olsen J.E. Characterisation of commensal Escherichia coli isolated from apparently healthy cattle and their attendants in Tanzania. PLoS ONE, 2016, 11(12): e0168160 (doi: 10.1371/journal.pone.0168160).
- Cookson A.L. The prevalence of Shiga toxin-producing Escherichia coli in cattle and sheep in the lower North Island, New Zealand. New Zealand Veterinary Journal, 2006, 54(1): 28-33 (doi: 10.1080/00480169.2006.36600).
- Fagan P.K., Hornitzky M.A., Bettelheim K.A., Djordjevic S.P. Detection of shiga-like toxin (stxl and stx2), intimin (eaeA), and enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) hemolysin (EHEC hlyA) genes in animal feces by multiplex PCR. Applied and Environmental Microbiology, 2020, 65(2): 868-872 (doi: 10.1128/AEM.65.2.868-872.1999).
- Gyles C.L. Shiga toxin-producing Escherichia coli: an overview. Journal of Animal Science, 2007, 85(13): E45-62 (doi: 10.2527/jas.2006-508).
- Джупина С.И. Теория эпизоотического процесса. М., 2004.