Сравнительная эффективность диагностических методов туберкулеза крупного рогатого скота

Несмотря на достигнутые успехи в изучении этиологии, эпизоотологических особенностей и иммунологических проявлений туберкулеза крупного рогатого скота, многие регионы России до сих пор сталкиваются с данной проблемой и сегодня. Отсутствие достаточно надежных методов ее диагностики и профилактики – одна из причин продолжительной неблагополучной ситуации по данной инфекции [1–3].

В ветеринарных лабораториях при поступившем патологическом материале с подозрением на туберкулез исследуют комплексно, у выделенных микобактерий исследуют биологические свойства (тинкториальные, антигенные и т.д.), это требует многих финансовых затрат и человеко-часов [4; 5].

На данный момент в Российской Федерации для прижизненного исследования у животных применяют аллергический метод диагностики: применение ППД-Туберку-лина внутрикожно, внутривенно и парпебрально, также возможно исследование крови с применением иммунологических реакций (ИФА, РИМЛ и т.д.) [6; 7].

Оценка фактической ситуации в отношении распространения туберкулезной инфекции осложняется тем, что крупный рогатый скот может в ряде случаев проявлять неспецифическую реактивность (псевдо- и парааллергическую), выражающуюся в недостоверной диагностике и дополнительных финансовых затратах [3; 4; 8].

Современные методы, основанные на анализе генетического материала микобактерий, позволяют проводить их дифференциацию. Однако применение таких методов требует специального оборудования и соответствующих наборов с реактивами [9].

Следовательно, крайне необходимо создать надежные, эффективные и быстрые способы диагностики туберкулеза и выявления различных типов микобактерий в процессе жизни [1; 10].

Одной из концепций решения данной проблемы является применение современных методов исследования, которые могут сыграть значительную роль в профилактике инфекции. Так, в последнее время все больше внимания уделяется спектрофотометрии, которая находит применение за счет компьютерного обеспечения и автоматизации процесса [11].

Используя спектрофотометрию, можно исследовать молекулярные механизмы фотохимических изменений в клетке, это одна из главных целей изучения гематологических эффектов. Данного уровня исследования позволяют зафиксировать связь между изменениями энергетики молекул и химическими характеристиками системы, которую изучают [12].

Среди интересных объектов для исследования можно выделить биологически активные комплексы железопорфиринов, такие как гемоглобин, миоглобин, каталазу, пероксидазу, цитохром и т.д. У этих гемопротеидов значительные различия в аминокислотных составах, но схожие гемовые основания [5].

Изменение состава крови наблюдается при развитии инфекционного процесса у животного, в результате изменяется состав крови, происходит качественное взаимодействие иммунных и ферментных комплексов с эритроцитами. Данный процесс приводит к повреждению связывающих способностей гемосодержащих белков. С помощью спектрофотометрии возможно выявление молекулярных механизмов фотохимиче-

Vestnik of Omsk SAU, 2023, no. 3(51) VETERINARY AND ZOOTECHNY ских изменений в клетке, это одна из основных целей изучения гематологических эффектов [7; 11; 13].

Таким образом, необходимость прижизненной диагностики у животных, инфицированных микобактериями, с помощью спектрофотометрии при использовании программного обеспечения требует проведения экспериментальных исследований.

Материалы и методы

Исследования проведены в одном из животноводческих хозяйств региона. Обследованы 57 голов крупного рогатого скота, у которых присутствовали туберкулезные изменения в регионарных лимфатических узлах и зафиксирована аллергическая реакция на туберкулин. Для контроля использованы 50 коров из благополучного хозяйства по туберкулезу и другим хроническим заболеваниям. У всех животных отобраны пробы крови для дальнейшего исследования спектрофотометрическим методом на аппарате SPECORD M-400.

Сравнительное изучение спектрофотометрического и классических лабораторных методов диагностики туберкулезной инфекции – по общепринятым методикам.

Данные, полученные в результате спектрофотометрического и гематологического исследования, подвергнуты биометрическому анализу с использованием метода Стьюдента.

Результаты и их обсуждение

Для сравнения эффективности спектрофотометрии и традиционных методов диагностики туберкулеза были изучены биологические свойства микобактерий.

Отобраны как музейные, так и изоляты микобактерии для исследования скорости роста: M. bovis, M. avium, M. smegmatis, M. phlei . Выявлено, что у полевого изолята микобактерий бычьего типа, в отличие от 8 и 14 штаммов, скорость роста значительно ниже.

Для изучения морфологических свойств мазки с микобактериями окрашивали по методу Циля – Нильсена, в результате установлено: бактерии являются кислотоустойчивыми палочками и имеют только видовые различия.

Культурные свойства исследуемых микроорганизмов изучали путем приготовления суспензии, засевали их на среду Левенштейна – Йенсена в ряд пробирок. Оценку роста колоний проводили периодически в течение 3 месяцев.

При росте на питательной среде всех культур микобактерий бычьего типа наблюдали рост белых гладких колоний округлой формы. Тогда как рост M. avium в форме мягких круглых колоний серо-белого оттенка проходил интенсивнее.

Микобактерии M. smegmatis и M. phlei отличались быстротой скорости роста. На среде Левенштейна – Йенсена M. smegmatis формировались мягкие блестящие колонии, окрашенные в цвет слоновой кости. У M. phlei колонии гладкие, блестящие ярко-желтого или оранжевого цвета.

Для отличия между культурами микобактерий проведена оценка их реакции на 0,05%-ный и 0,1%-ный р-р салицилата и 0,2%-ный параамино-салицилат натрия (ПАСК) и устойчивость к 5%-ному NaCl.

В результате нами установлено: ПАСК не во всех случаях проявляли способность задерживать рост микобактерий бычьего типа, это осложняло учет полученных данных. В то время использование 5%-ного NaCl полностью подавляло рост всех исследуемых культур M. bovis, M. avium , но не влияло на рост M. smegmatis и M. phlei .

Таким образом, можно сделать вывод: использование данных методов подтвердило возможность проводить идентификацию и классификацию разных видов микобактерий, в том числе и нетуберкулезных, в соответствии с классификацией Раньона, но они трудоемкие и требуют длительного времени.

Vestnik of Omsk SAU, 2023, no. 3(51) VETERINARY AND ZOOTECHNY

При исследовании биохимических свойств у исследуемых микобактерий выявлено, что все они соответствуют своим видам.

Видовую принадлежность микобактерий устанавливали биопробой на морских свинках, кроликах и курах.

Так, при заражении морских свинок исследуемыми культурами М. bovis подкожно туберкулезные изменения и клинические проявления были характерны для данного вида. Наблюдали незначительную разницу во времени их проявления и гибели животных между музейным и полевым штаммами. В то время как при внутривенном инфицировании кроликов явных различий в течение туберкулезного процесса не наблюдалось, при этом все животные гибли с небольшой разницей во времени.

У морских свинок, которым подкожно инокулировали M. avium , отмечена регионарная воспалительная реакция, вследствие этого и увеличение соответствующих лимфоузлов; в дальнейшем животные выздоравливали.

При внутривенном введении суспензии M. avium (9 штамм) установили его вирулентность для кур и кроликов.

В то время как инфицирование лабораторных животных M. smegmatis u M. phlei не вызывало патологических изменений в органах и тканях.

Изучение тинкториальных, культурально-морфологических, биохимических и биологических свойств необходимо для идентификации микобактерий. Но данные тесты проводятся комплексно, требуя значительного количества времени (2–3 месяца).

Одновременно с этим проводили исследования спектрофотометрическим методом, для этого у зараженных в лабораторных условиях морских свинок были отобраны пробы крови и в течение 10 мин получены результаты по спектру гемолизата. Данный метод позволяет поставить предварительный прижизненный диагноз на туберкулез.

При изучении спектров поглощения гемолизата от больных туберкулезом коров установлен характерный пик в области 415 нм с коэффициентом поглощения при туберкулезе 2800–3600. При исследовании здоровых коров контроль составил 1700–2200.

У здоровых животных коэффициенты поглощения составили М-1792, m ± 27,7, а у коров, инфицированных M. bovis , соответственно М-3055, m ± 91,0. Математическая обработка экспериментальных данных выявила достоверность различий. Значение вероятности Р по критерию Стьюдента составило <  0,05.

Заключение

Сравнительная оценка эффективности общепринятых методов диагностики туберкулеза и спектрофотометрии показала, что для установления предварительного прижизненного диагноза методом спектрофотометрии достаточно суток, тогда как на традиционные методы потребуется не менее 2–3 месяцев.