Разработка и оценка специфической эффективности вакцины против энтерококкоза сельскохозяйственной птицы
Автор: Смирнов Д.Д., Капустин А.В., Шастин П.Н., Гулюкин М.И., Лаишевцев А.И.
Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology
Рубрика: Современные достижения и проблемы генетики и биотехнологии в животноводстве
Статья в выпуске: 2 т.55, 2020 года.
Бесплатный доступ
Энтерококкоз птиц - заболевание, которое проявляется поражением органов опорно-двигательной системы и сопровождается хромотой, атаксией, спондилитом, некрозом головки бедренной кости, бактериальным хондронекрозом. Его превалирующий возбудитель на территории Российской Федерации - бактерия Enterococcus cecorum (EC). Заболевание может возникать среди ремонтного молодняка (преимущественно петушков) в возрасте 1-7 нед, товарных бройлеров в возрасте 3-5 нед и у родительского поголовья в период пика продуктивности. В настоящей работе на основании результатов изучения патогенных, антигенных и иммуногенных свойств культур Enterococcus cecorum впервые разработана и апробирована отечественная вакцина против энтерококкоза. В условиях промышленного птицеводческого предприятия было доказано, что разработанное средство безвредно для птицы различных возрастных групп и обладает необходимой протективной эффективностью. Цель исследования - разработка средства специфической профилактики энтерококкоза сельскохозяйственной птицы и оценка эффективности полученного препарата. При изучении эпизоотической обстановки по энтерококкозу птицы в 2017-2018 годах на территории Российской Федерации было установлено неблагополучие на 11 птицеводческих предприятиях в Белгородской, Владимирской, Ярославской, Калужской, Челябинской, Тверской и Пензенской областях, а также в Республиках Мари-Эл и Удмуртия. Всего исследовали 647 проб паренхиматозных органов и тканей, полученных от птицы кросса Cobb 500 с типичным клинико-морфологическим проявлением энтерококкоза. Штаммы E. cecorum №№ 414, 425, 426, 837, 838, 839, 1096, 1481, 1517, 1647, 1865 выделили при комплексной бактериологической диагностике секционного материала. Установлено, что 72,73 % энтерококков были резистентны к ампициллину и пенициллину, 45,45 % - к ванкомицину, 27,27 % - к левофлоксацину, линезолиду, тетрациклину, 18,18 % - к норфлоксацину, рифампицину, хлорамфениколу и ципрофлоксацину, 9,09 % - к доксициклину. Наибольшее число культур оказались чувствительны к гентамицину и левофлоксацину (72,73 %), а также к доксициклину, линезолиду, рифампицину и хлорамфениколу (54,55 %). Все изученные штаммы вызывали гибель 100 % лабораторных белых мышей в течение 24-96 ч после внутрибрюшинного инфицирования. LD50 культур энтерококков составляла 1,7×107-9,4×108 мкр кл. При определении антигенных свойств культур в реакции агглютинации было установлено, что они гомологичны друг к другу, то есть относятся к одному серотипу. Определение количества антител у белых мышей, 2-кратно иммунизированных вакцинами из штаммов № 414 и № 1517, показало, что они обладают наибольшей антигенностью, индуцируя иммунитет (титр специфических антител 1:26,66±9,23), в то время как антигенность других штаммов была ниже (титр антител 1:21,33±9,23 и менее). На основании этого результата штаммы № 414 и № 1517 в последующем использовались как контрольно-производственные. Оценка иммуногенной активности экспериментального препарата на белых мышах показала, что вакцинация обеспечивала сохранность 90 % инфицированных животных, тогда как смертность в контроле составила 100 %. Для обеспечения высокой эффективности разрабатываемого средства необходимо введение 1,5 млрд мкр кл. EС, при этом оптимальный объем однократной дозы равен 0,2 см3. В качестве инактиванта при получении вакцинного препарата использовался формалин (0,3 %), в качестве адъюванта - полиэтиленгликоль 6000 (ПЭГ-6000) из расчета 10 % от объема. Разбавителем служил фосфатно-солевой буферный раствор (PBS), значение pH вакцины регулировали с помощью 20 % раствора едкого натра до 7,2. Вакцина вызывала формирование иммунитета через 12-14 сут после 2-кратного внутримышечного введения, который сохранялся не менее 4 мес. При проведении клинических испытаний на курах кросса Cobb 500 была установлена безвредность и высокая специфическая эффективность вакцины для птицы. Двукратная вакцинация ремонтного молодняка обеспечивала повышение однородности стада на 4,6 % и снижение общего отхода на 0,13 %. Анализ производственных показателей вакцинированных кур-несушек показал снижение общего отхода на 1,81 % и повышение яичной продуктивности на 1,7 %. После первой вакцинации родительского поголовья титр антител у птицы составил в среднем 1:5,60±2,00 (n = 25), а через 14 сут после второй вакцинации он увеличивался до 1:43,52±15,67, что превышало значение защитного титра антител (1:26,66±9,23). Полученные результаты позволяют обсуждать возможность практического использования разрабатываемого средства на основе штаммов Enterococcus cecorum .
Остеомиелиты, некроз головки бедренной кости, энтерококкозы, клинические признаки, профилактические мероприятия, вакцина, болезни кур
Короткий адрес: https://sciup.org/142226299
IDR: 142226299 | DOI: 10.15389/agrobiology.2020.2.328rus
Список литературы Разработка и оценка специфической эффективности вакцины против энтерококкоза сельскохозяйственной птицы
- Mazur-Gonkowska B., Krasnodȩbska-Dpta A., Koncicki A. Enterococci in the pathology of poultry. Medycyna weterynaryjna, 2006, 62(10): 1108-1112.
- Braga J.F.V., Martins N.R.S., Ecco R. Vertebral osteomyelitis in broilers: a review. Brazilian Journal of Poultry Science, 2018, 20(3): 605-616 ( ). DOI: 10.1590/1806-9061-2017-0690
- De Herdt P., Defoort P., Van Steelant J., Swam H., Tanghe L., Van Goethem S., Vanrobaeys M. Enterococcus cecorum osteomyelitis and arthritis in broiler chickens. Vlaams Diergeneeskundig Tijdschrift, 2009, 78(1): 44-48.
- Delaunay E., Abat C., Rolain J.-M. Enterococcus cecorum human infection, France. New Microbes and New Infections, 2015, 7: 50-51 ( ). DOI: 10.1016/j.nmni.2015.06.004
- Flannagan S.E., Chow J.W., Donabedian S.M., Brown W.J., Perri M.B., Zervos M.J., Ozawa Y., Clewell D.B. Plasmid content of a vancomycin-resistant Enterococcus faecalis isolate from a patient also colonized by Staphylococcus aureus with a VanA phenotype. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 2003, 47(12): 3954-3959 ( ). DOI: 10.1128/aac.47.12.3954-3959.2003
- De Baere T., Claeys G., Verschraegen G., Devriese L., Baele M., Van Vlem B., Vanholder R., Dequidt C., Vaneechoutte M. Continuous ambulatory peritoneal dialysis peritonitis due to Enterococcus cecorum. Journal of Clinical Microbiology, 2000, 38(9): 3511-3512.
- Ahmed F.Z., Baig M.W., Gascoyne-Binzi D., Sandoe J.A.T. Enterococcus cecorum aortic valve endocarditis. Diagnostic Microbiology and Infectious Disease, 2011, 70(4): 525-527 ( ).
- DOI: 10.1016/j.diagmicrobio.2011.04.001
- Stubljar D., Skvarc M. Enterococcus cecorum infection in two critically ill children and in two adult septic patients. Slovenian Veterinary Research, 2015, 52(1): 39-44.
- Mussap M., Noto A., Fravega M., Fanos V. Soluble CD14 subtype presepsin (sCD14-ST) and lipopolysaccharide binding protein (LBP) in neonatal sepsis: new clinical and analytical perspectives for two old biomarkers. The Journal of Maternal-Fetal & Neonatal Medicine, 2011, 24(sup2): 12-14 ( ).
- DOI: 10.3109/14767058.2011.601923
- Stalker M.J., Brash M.L., Weisz A., Ouckama R.M., Slavic D. Arthritis and osteomyelitis associated with Enterococcus cecorum infection in broiler and broiler breeder chickens in Ontario, Canada. Journal of Veterinary Diagnostic Investigation, 2010, 22(4): 643-645 ( ).
- DOI: 10.1177/104063871002200426
- Aitchison H., Poolman P., Coetzer M., Griffiths C., Jacobs J., Meyer M., Bisschop S. Enterococcal-related vertebral osteoarthritis in South African broiler breeders: A case report. Journal of the South African Veterinary Association, 2014, 85(1): 1-5 ( ).
- DOI: 10.4102/jsava.v85i1.1077
- Devriese L.A., Hommez J., Wijfels R., Haesebrouck F. Composition of the enterococcal and streptococcal intestinal flora of poultry. The Journal of Applied Bacteriology, 1991, 71(1): 46-50.
- Baele M., Devriese L.A., Butaye P., Haesebrouck F. Composition of enterococcal and streptococcal flora from pigeon intestines. Journal of Applied Microbiology, 2002, 92(2): 348-351 ( ).
- DOI: 10.1046/j.1365-2672.2002.01537.x
- Devriese L.A., Ceyssens K., Haesebrouck F. Characteristics of Enterococcus cecorum strains from the intestines of different animal species. Letters in Applied Microbiology, 1991, 12(4): 137-139 ( ).
- DOI: 10.1111/j.1472-765x.1991.tb00524.x
- Devriese L.A., Colque J.I.C., De Herdt P., Haesebrouck F. Identification and composition of the tonsillar and anal enterococcal and streptococcal flora of dogs and cats. Journal of Applied Bacteriology, 1992, 73(5): 421-425 ( ).
- DOI: 10.1111/j.1365-2672.1992.tb04998.x
- Boerlin P., Nicholson V., Brash M., Slavic D., Boyen F., Sanei B., Butaye P. Diversity of Enterococcus cecorum from chickens. Veterinary Microbiology, 2012, 157(3-4): 405-411 ( ).
- DOI: 10.1016/j.vetmic.2012.01.001
- Kuznetsova M.V., Afanasievskaya E.V., Pokatilova M.O., Kruglova A.A., Gorovitz E.S. Diversity and antibiotic resistance of enterobacteria isolated from broilers in a poultry farm of Perm Krai: а 14-year study. Agricultural Biology, 2019, 54(4): 754-766 ( ).
- DOI: 10.15389/agrobiology.2019.4.754eng
- Jung A., Rautenschlein S. Comprehensive report of an Enterococcus cecorum infection in a broiler flock in Northern Germany. BMC Veterinary Research, 2014, 10: 311-319 ( ).
- DOI: 10.1186/s12917-014-0311-7
- Chadfield M.S., Christensen J.P., Christensen H., Bisgaard M. Characterization of streptococci and enterococci associated with septicaemia in broiler parents with a high prevalence of endocarditis. Avian Pathology, 2004, 33(6): 610-617 ( ).
- DOI: 10.1080/03079450400013089
- Devriese L.A., Cauwerts K., Hernans K., Wood A.M. Enterococcus cecorum septicaemia as a cause of bone and joint lesions resulting in lameness in broiler chickens. Vlaams Diergeneeskundig Tijdschrift, 2002, 71(3): 219-221.
- Talebi A., Taifebagherlu J., Sharifi A., Delkhosh-Kasmaie F. Spondylitis in broiler breeder farms in West-Azerbaijan province, Iran: clinical report. Veterinary Research Forum, 2016, 7(4): 353-355.
- Creti R., Imperi M., Bertuccini L., Fabretti F., Orefici G., Di Rosa R., Baldassarri L. Survey for virulence determinants among Enterococcus faecalis isolated from different sources. Journal of Medical Microbiology, 2004, 53(1): 13-20 ( ).
- DOI: 10.1099/jmm.0.05353-0
- Kense M.J., Landman J.M. Enterococcus cecorum infections in broiler breeders and their offspring: molecular epidemiology. Avian Pathology, 2011, 40(6): 603-612 ( ).
- DOI: 10.1080/03079457.2011.619165
- Методические указания по патоморфологической диагностике болезней животных, птиц и рыб в ветеринарных лабораториях. М., 2000.
- ГОСТ 31746-2012. Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества коагулазоположительных стафилококков и Staphylococcus aureus. М., 2013.
- МР 4.2.0089-14. Использование метода времяпролетной масс-спектрометрии с матрично-активированной лазерной десорбцией/ионизацией (MALDI-ToF MS) для индикации и идентификации возбудителей I-II групп патогенности. М., 2015.
- МУК 4.2.1890-04. Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам. М., 2004.
- ГОСТ 28085-2013. Средства лекарственные биологические для ветеринарного применения. М., 2014.
- ГОСТ Р 50258-92. Комбикорма полнорационные для лабораторных животных. Технические условия. М., 1994.
- СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. М., 2001.
- СП 2.2.1.3218-14. Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев). М., 2014.
- ГОСТ 18221-2018. Комбикорма полнорационные для сельскохозяйственной птицы. Общие технические условия. М., 2018.
- Borst L.B., Suyemoto M.M., Chen L.R., John Barnes H. Vaccination of breeder hens with a polyvalent killed vaccine for pathogenic Enterococcus cecorum does not protect offspring from enterococcal spondylitis. Avian Pathology, 2018, 48(33): 17-24 ( ).
- DOI: 10.1080/03079457.2018.1536819
- Robbins K.M., Suyemoto M.M., Lyman R.L., Martin M.P., Barnes H.J., Borst L.B. An outbreak and source investigation of enterococcal spondylitis in broilers caused by Enterococcus cecorum. Avian Diseases, 2012, 56(4): 768-773 ( ).
- DOI: 10.1637/10253-052412-case.1
- Dolka B., Chrobak-Chmiel D., Makrai L., Szeleszczuk P. Phenotypic and genotypic characterization of Enterococcus cecorum strains associated with infections in poultry. BMC Veterinary Research, 2016, 12(1): 129 ( ).
- DOI: 10.1186/s12917-016-0761-1
- Devriese L.A., Pot B., Collins M.D. Phenotypic identification of the genus Enterococcus and differentiation of phylogenetically distinct enterococcal species and species groups. Journal of Applied Bacteriology, 1993, 75(5): 399-408 ( ).
- DOI: 10.1111/j.1365-2672.1993.tb02794.x
- Borst L.B., Suyemoto M.M., Sarsour A.H., Harris M.C., Martin M.P., Strickland J.D., Oviedo E.O., Barnes H.J. Pathogenesis of Enterococcal spondylitis caused by Enterococcus cecorum in broiler chickens. Veterinary Pathology, 2016, 54(1): 61-73 ( ).
- DOI: 10.1177/0300985816658098
- Jung A., Metzner M., Ryll M. Comparison of pathogenic and non-pathogenic Enterococcus cecorum strains from different animal species. BMC Microbiology, 2017, 17(1): 33 ( ).
- DOI: 10.1186/s12866-017-0949-y
- Hollenbeck B.L., Rice L.B. Intrinsic and acquired resistance mechanisms in enterococcus. Virulence, 2012, 3(5): 421-569 ( ).
- DOI: 10.4161/viru.21282
- Suyemoto M.M., Barnes H.J., Borst L.B. Culture methods impact recovery of antibiotic-resistant Enterococci including Enterococcus cecorum from pre- and postharvest chicken. Letters in Applied Microbiology, 2017, 64(3): 210-216 ( ).
- DOI: 10.1111/lam.12705
- Borst L.B., Suyemoto M.M., Scholl E.H., Fuller F.J., Barnes H.J. Comparative genomic analysis identifies divergent genomic features of pathogenic Enterococcus cecorum including a type IC CRISPR-Cas system, a capsule locus, an epa-like locus, and putative host tissue binding proteins. PLoS ONE, 2015, 10(4): e0121294 ( ).
- DOI: 10.1371/journal.pone.0121294