Katedra immunologii i mikrobiologii ZUT w Szczecinie-1, Labo-Wet S.J. weterynaryjne laboratorium diagnostyczne-2.

Transkrypt

1 Autoszczepionki w terapii zakażeń gronkowcowych u zwierząt Danuta Czernomysy-Furowicz 1, Jan Pawiński 2 Katedra immunologii i mikrobiologii ZUT w Szczecinie-1, Labo-Wet S.J. weterynaryjne laboratorium diagnostyczne-2. Autoszczepionki dla zwierząt stosowane są w terapii zakażeń różnych chorób. U zwierząt najczęściej stosuje się tego typu terapię w zakażeniach wywołanych dermatofitami, grzybami drożdżopodobnymi, a także bakteriami między innymi z rodzajów: Pseudomonas, Escherichia, Erysipelotrix, Bordetella, Pasteurella, Actinomyces, Yersinia, Moraxella, Staphylococcus. Wskazaniem do stosowania autoszczepionek jest między innymi : 1. Oporność drobnoustroju chorobotwórczego na antybiotyki stosowane w leczeniu zwierzęcia, 2. Przypadki nawrotów zakażenia mimo stosowanej terapii, 3. Obniżenie ogólnej (nieswoistej) odporności organizmu zwierzęcia 4. Brak dostępności odpowiednich szczepionek komercyjnych. W Polsce Stosowanie autoszczepionek u zwierząt reguluje ustawa Prawo Farmaceutyczne (Dz.U nr 45 poz 271) W rozdziale 2 art. 3 p. 4, jako dopuszczone do obrotu bez konieczności uzyskania pozwolenia wymienione są m. innymi immunologiczne produkty lecznicze weterynaryjne wytworzone z patogenów lub antygenów pochodzących od zwierząt znajdujących się w danym gospodarstwie i przeznaczonych do leczenia zwierząt występujących w tym samym gospodarstwie. Duże zainteresowanie autoszczepionkami przeciwgronkowcowymi wynika z powszechnego bezobjawowego nosicielstwa różnych gatunków gronkowców, które w przypadku obniżenia sprawności układu immunologicznego są przyczyną zakażeń przebiegających w formie posocznicy(sepsa), często kończących się śmiercią zwierzęcia. Autoszczepionki przeciwko zakażeniom gronkowcowym wykonywane dla zwierząt zawierają z reguły jeden chorobotwórczy szczep gronkowca. W dużych stadach zwierząt, utrzymywanych na farmach, szczególnie w niekorzystnych warunkach środowiskowych, pojawienie się czynnika chorobotwórczego wywołującego chorobę u jednego zwierzęcia, często skutkuje szybkim przeniesieniem zakażenia na inne zwierzęta. W takim przypadku, po ustaleniu i izolacji czynnika lub kilku czynników etiologicznych, sporządzana jest autoszczepionka dla całego stada tak zwana autoszczepionka stadna. W autoszczepionce stadnej znajduje się jeden bądź też kilka szczepów tego samego gatunku drobnoustroju. Autoszczepionki wykonywane są dla pojedynczych osobników zwierząt towarzyszących człowiekowi - psów, kotów, królików, koni. Autoszczepionki stadne mogą mieć 1

2 zastosowanie w stadach krów, koni, kóz, szynszyli, norek, królików, drobiu, gołębi hodowlanych. Przeciwgronkowcowych autoszczepionek, stadnych, przede wszystkim ze względów ekonomicznych, nie stosuje się u w stadach drobiu pomimo występujących u nich zapaleń stawów na tle zakażenia S. aureus. Przy trwającym obecnie 36 dni cyklu produkcji brojlerów kurzych na taką terapię brakuje czasu. Autoszczepionki dla zwierząt zawsze sporządza się z całych mikroorganizmów. Wytwarzanie autoszczepionek nie różni się w zasadzie od produkcji szczepionek natomiast inne jest uzasadnienie ich podawania. Autoszczepionki są produktami leczniczymi stosowanymi u pojedynczych zwierząt w trakcie występowania u nich klinicznych objawów choroby przebiegającej przewlekle i nie poddającej się terapii innymi metodami, bądź też u wszystkich zwierząt w stadzie, w którym doszło do rozprzestrzenienia choroby (enzootii). Przykładem może tu być przebieg grzybicy strzygącej (Trichophytiasis) lub zapalenia gruczołu mlekowego na tle zakażenia gronkowcem złocistym (Mastitis), obydwa schorzenia o przebiegu przewlekłym. Stosowanie autoszczepionek jest zalecane w celu pobudzenia odporności typu komórkowego, natomiast szczepionki podawane są w celu pobudzenia odporności humoralnej wytworzenia immunoglobulin G, komórek pamięci immunologicznej. Autoszczepionka stadna podana dotychczas niezakażonemu zwierzęciu pełni taką samą rolę jak wysoce swoista szczepionka. Efektywność stosowanych autoszczepionek przeciwgronkowcowych jest różna i w dużej mierze zależy od czynników wirulencji przypisanych danemu gatunkowi, ale generalnie jest większa w przypadkach gdy czynnikiem etiologicznym są gronkowce inne niż S. aureus. Zakażenia gronkowcowe u zwierząt, podobnie jak u ludzi, wywołują szereg różnorodnych objawów klinicznych. Autoszczepionki przeciwgronkowcowe znajdują najczęściej zastosowanie w terapii takich chorób jak : ropne zapalenie skóry ( dermatitis pyogenes), infekcje górnych dróg oddechowych (sinusitis, pharingitis, laringitis), infekcje ucha zewnętrznego (Otitis externa) i oraz stany zapalne gruczołu mlekowego (mastitis) u krów i kóz. Autoszczepionki dla psów Najczęściej autoszczepionki wykonywane są dla psów z objawami ropnego zapalenia skóry, gdzie czynnikiem etiologicznym są zarówno koagulazododatnie (S. aureus, S. intermedius, S. hyicus) jak i koagulazoujemne gronkowce (S. xylosus). U psów gronkowiec jest jednym z częściej izolowanych mikroorganizmów będących czynnikiem etiologicznym zapalenia ucha 2

3 zewnętrznego i środkowego. Szczególne predyspozycje do tych schorzeń wykazują psy ras charakteryzujących się zwisłymi uszami np.: wyżeł, spaniel, jamnik. Autoszczepionki wykonywane są z reguły dla psów, u których uprzednio stosowana była terapia antybiotykowa. W takich przypadkach w wymazach pobranych z przewodu słuchowego zewnętrznego stwierdza się mieszaną florę bakteryjną. Izoluje się wówczas nie tylko gronkowce (najczęściej są to S. aureus i S. intermedius), ale i grzyby drożdżopodobne, Ten czynnik zakażenia ma w takich przypadkach charakter wtórny wikłający zakażenie pierwotne. Autoszczepionkę wykonuje się wówczas z dwóch komponentów - gronkowca, i z drożdżaków najczęściej jest to Malassesia pachydermatis (autoszczepionka biwalentna). Autoszczepionki dla kotów i królików Dla kotów i królików utrzymywanych w domu autoszczepionkę wykonuje się z gronkowców izolowanych przede wszystkim z wycieków ropnych z nosa i oczu. Czynnikami wywołującymi takie kliniczne zmiany najczęściej są S. aureus, S. intermedius, S. hyicus, S. cohni, S. xylosus. U królików na fermach, w przyzagrodowych hodowlach, ale także i u królików utrzymywanych w domu może dojść do ropnego zapalenia skóry właściwej. Tworzą się otorbione ropnie. Ropnie są trudne do leczenia i wymagają interwencji chirurgicznej. Co w przypadku masowych zachorowań królików jest trudne do zrealizowania. Z gęstej białej ropy izolowane są często koagulazoujemne gronkowce. Autoszczepionka wykonana z tych mikroorganizmów i dwukrotnie podana choremu królikowi powoduje cofanie się zmian ropnych w czasie około dwóch tygodni. U królików utrzymywanych w systemie fermowym pojawienie się ropni u jednego z nich bardzo szybko rozprzestrzenia się na inne króliki. W takim przypadku zalecane jest wykonanie autoszczepionki stadnej. Podanie jej zakażonym królikom działa terapeutycznie, natomiast zdrowym profilaktycznie (nie dochodzi do tworzenia się ropni). Autoszczepionki dla koni Autoszczepionki przeciw gronkowcowe dla koni wykonywane są rzadko, i tylko wówczas gdy gronkowce są jedynym czynnikiem etiologicznym choroby. Konie są często bezobjawowymi nosicielami przede wszystkim koagulazoujemnych gronkowców, ale od zdrowych koni izolowane są także koagulazododatnie gronkowce. Przy obniżonej odporności organizmu gronkowce bytujące w górnych drogach oddechowych koni są odpowiedzialne za 3

4 wywołanie stanu zapalnego błony śluzowej nosa i zatok i w konsekwencji za wysięk z nozdrzy o charakterze ropnym. Terapia przy pomocy autoszczepionki najczęściej powoduje u chorego konia nie tylko cofnięcie się objawów klinicznych, ale jednocześnie eliminację tych drobnoustrojów z górnych dróg oddechowych. W okresie jesienno-zimowym, gdy konie dłużej przebywają w stajni, częściej obserwuje się u nich wyciek ropny z nozdrzy i kaszel. Gdy leczenie antybiotykami daje niezadowalające wyniki, a z ropnego wysięku z nosa lub z wymazu pobranego z gardła izolowane są gronkowce, wówczas lekarz weterynarii może rozważyć czy istnieje wskazanie do wykonania autoszczepionki. Czynnikami ograniczającymi przydatność autoszczepionek przeciwgronkowcowych u koni, są przypadki jednoczesnego izolowania grzybów z rodzaju Rhizopus. Zarodniki tych grzybów unosząc się w powietrzu w stajni mogą wywoływać podrażnienie śluzówki, alergię i objawy kaszlu. W takich przypadkach stosowanie autoszczepionek przeciwgronkowcowych nie przynosi oczekiwanych efektów, ponieważ za objawy kliniczne odpowiedzialne są grzyby, natomiast gronkowiec jest czynnikiem o charakterze wtórnym- wikłającym. Autoszczepionki dla świń Zalecane są autoszczepionki stadne przeciw wysiękowemu zapaleniu skóry u prosiąt (Dermatitis exudativa procellorum) popularnie zwanym smoleniem,. Autoszczepionki wykonywane są na bazie szczepu Staphylococcus hyicus, który jest przyczyną choroby. Autoszczepionki tego typu są szczególnie przydatne w przypadku nagłego wybuchu choroby. Podawane są wszystkim prosiętom, zarówno tym z objawami klinicznymi jak i bez objawów klinicznych. Zalecane jest też szczepienie ciężarnych macior na 3 tygodnie przed porodem. Wyprodukowane przez maciorę przeciwciała G zabezpieczają prosięta przed chorobą. Autoszczepionki dla norek amerykańskich Na skutek wzajemnego pogryzienia norek często dochodzi do zakażenia wywołanego przez gronkowce bytujące w jamie gębowej. Nosicielstwo gronkowców u norek jest powszechne ze względu na rodzaj skarmianego pokarmu (surowe odpady mięsne). Niebagatelną rolę w szerzeniu nosicielstwa gronkowców odgrywa sposób konserwacji mięsa, poprzez dodawanie do niego gronkowców (wykorzystanie katalazy do zahamowania procesów rozkładu). W miejscu pogryzienia u norek tworzą się ropnie, z których izoluje się gronkowce. Część pogryzionych zwierząt umiera w wyniku ogólnego zakażenia gronkowcami. Podejmowane 4

5 próby profilaktycznego podawania zwierzętom autoszczepionki stadnej spowodowały zmniejszenie ilości upadków po pogryzieniach, ale na dużych fermach, ze względów technicznych, tego typu terapia nie spotkała się z większym zainteresowaniem. Hodowcy bardziej zainteresowani są doustnymi preparatami, które zawierają przeciwciała Y skierowane przeciwko gronkowcom, w tym S. aureus. Immunoglobuliny Y internalizują S. aureus, co skutecznie eliminuje te mikroorganizmy z jamy gębowej. Gronkowce u norek są także przyczyną zapalenia gruczołu mlekowego i masowych zatruć pokarmowych osesków. Autoszczepionki, z bardzo dobrym skutkiem, podaje się chorym, karmiącym samicom, a także samicom na 3. tygodnie przed porodem. Autoszczepionki dla gołębi Z przewodu pokarmowego dorosłych gołębi, którym wodę do picia zakwasza się bakteriami kwasu mlekowego i wraz z karmą podaje się probiotyki, Skutkiem tego często izoluje się w takich przypadkach gronkowce w tym S. aureus i grzyby drożdżopodobne wywołujące biegunkę. U młodych gołębi występuje wysoka śmiertelność. Po odstawieniu probiotyków i preparatów zakwaszających dochodzi do wyeliminowania drożdżaków, pozostają jednak gronkowce. W takim przypadku podanie autoszczepionki stadnej przeciwgronkowcowej może byś skuteczne i prowadzić do całkowitego wyleczenia. Autoszczepionki dla krów i kóz U wysokomlecznych krów i kóz poważnym problemem jest zapalenie gruczołu mlekowego (mastitis). Mikroorganizmami najczęściej wywołującymi za to schorzenie są S. aureus, a także koagulazo ujemne gronkowce. Autoszczepionki podaje się krowom i kozom tylko z podklinicznie przebiegającym mastitis. O ile czynnikiem etiologicznym mastitis są gronkowce koagulazo ujemne to terapia autoszczepionkami jest wysoce (nawet do 100%) skuteczna. Do eliminacji tych mikroorganizmów z gruczołu mlekowego dochodzi po około 10 dniach. Zastosowanie autoszczepionek przy zakażeniach gronkowcami koagulazo ujemnymi nabiera coraz większego znaczenia z powodu narastania oporności na antybiotyki nie tylko stosowane w terapii zwierząt, ale także na metycylinę. W przypadku mastitis na tle S. aureus skuteczność autoszczepionek jest rzędu 50-60%, a więc kształtuje się na podobnym poziomie jak antybiotykoterapia. 5

6 Mechanizm działania Mechanizm działania autoszczepionek u zwierząt nie jest do końca poznany, nie mniej uważa się że jest on związany z aktywacją odpowiedzi komórkowej nieswoistej. Po podskórnym podaniu autoszczepionek obserwuje się obrzęk. Powstałe zmiany są wynikiem reakcji ostrej fazy. Do miejsca podania antygenu napływają duże ilości komórek fagocytujących, w tym przede wszystkim makrofagów, które po pochłonięciu i strawieniu zabitych gronkowców, prezentują antygeny limfocytom Th1. Limfocyty Th1 aktywują makrofagi i neutrofile. Produkowany przez Th1 IFN-γ wzmaga zależne i niezależne od tlenu mechanizmy zabijania żywych gronkowców. Limfocyty Th1 wspomagają limfocyty B w produkcji przede wszystkim IgG2. Produkcja przeciwciał przez plazmatyczne limfocyty B nie ma większego znaczenia przy zakażeniach S. aureus ze względu na obecność na jego powierzchni białka A. Ma natomiast znaczenie w eliminacji innych gatunków gronkowców, które są szybciej i całkowicie usuwane z zakażonego organizmu. Podanie krowom i kozom autoszczepionek do węzła chłonnego nadwymieniowego ma na celu wymuszenie większego napływu IgG2 z węzłów chłonnych nadwymieniowych do gruczołu mlekowego, a także aktywację neutrofilów w gruczole mlekowym. W przypadku żywych wewnątrzkomórkowych patogenów, jakimi są również gronkowce, prezentacja antygenu jest utrudniona, co powoduje, że produkcja, a tym samym transport immunoglobulin G2 jest niewystarczający. Podanie autoszczepionki, w skład której wchodzą zabite bakterie, ułatwia prezentację antygenu przez APC limfocytom Th1, te z kolei poprzez produkcję IFN-γ stymulują limfocyty B do produkcji IgG2. Przeciwciała G2 są szybko transportowane do gruczołu mlekowego i dłużej się w nim utrzymują. Limfocyty Th1 produkując IFN-γ aktywują neutrofile oraz stymulują wzrost receptorów Fc dla IgG2 na powierzchni neutrofilów i makrofagów znajdujących się w gruczole mlekowym. Najbardziej istotną rolę w obronie gruczołu mlekowego przed mikroorganizmami odgrywają neutrofile, zarówno osiadłe w tkance gruczołu, jak i napływające, w wyniku aktywacji, z krwi obwodowej do miejsca zapalenia. Po podaniu autoszczepionki obserwowano wybuch tlenowy, a także przeciwciało zależne i przeciwciało niezależne oraz zabijanie S. aureus przez fagocyty. Antygen zawarty w autoszczepionkach jest fagocytowany przez makrofagi i komórki dendrytyczne S. aureus. Komórki dendrytyczne mają zdolność do długotrwałego przechowywania antygenów na swojej powierzchni, a tym samym długotrwałej prezentacji antygenów limfocytom. 6

7 W autoszczepionce antygeny powierzchniowe są identyczne z antygenami gronkowców, które wywołują chorobę. Dlatego autoszczepionki, w szczególności autoszczepionki, wykonane dla stada są bardzo skuteczne. Dawka antygenu wpływa na ukierunkowanie odpowiedzi immunologicznej. Duża dawka antygenów powoduje przekierowanie odpowiedzi z Th2 na Th1. Autoszczepionki dla stada Autoszczepionki dla stada wykonuje się na bazie szczepów wyizolowanych z narządów zwierząt padłych, bądź chorych. Materiał do autoszczepionki stadnej pobiera się od kilku zwierząt w celu ustalenia czynników etiologicznych choroby. O ile ze zmian klinicznych izoluje się jeden gatunek wówczas ustala się różnice w budowie antygenowej, gdyż szczepy bakteryjne izolowane od różnych zwierząt z tego samego stada mogą wytwarzać odmienne antygeny. W dużych stadach zwierzęta mogą się zakażać z różnych źródeł, dlatego często izoluje się od nich różne gatunki gronkowców odpowiedzialne za takie same objawy kliniczne. Z mastitis krów często poza S. aureus izoluje się inne gatunki gronkowców. Gdy od wielu krów z podklinicznym mastitis izolowany jest tylko S. aureus wówczas dla stada przygotowuje się autoszczepionkę anty S. aureus. Natomiast gdy z mleka izoluje się różne gatunki gronkowców, wówczas przygotowuje się autoszczepionkę poliwalentną, w której procentowy udział mikroorganizmów odpowiada ich udziałowi w zakażeniu. Błędem jest użycie autoszczepionki, która nie zawiera antygenów drobnoustroju, będącego czynnikiem etiologicznym choroby. Zdarza się to w przypadku nieprawidłowego rozpoznania przyczyny choroby. Jednym z zarzutów, które słyszy się od oponentów stosowania autoszczepionek jest jej nieopłacalność. Tego rodzaju twierdzenia nie mają żadnego znaczenia dla właściciela ukochanego zwierzęcia, natomiast w przypadku stada autoszczepionkę można potraktować jako szczepionkę o bardzo dużej zgodności antygenowej, którą profilaktycznie można podawać również zdrowym zwierzętom. Dawka i sposób podawania autoszczepionek dla zwierząt Skuteczność terapii autoszczepionkami zależy od objętości dawki, ilości dawek, miejsca podania, gęstości zawiesiny mikroorganizmów. 7

8 Do autoszczepionek nie dodaje się adiuwantów, ale w celu wzmożenia odporności komórkowej nieswoistej często, stosuje się immunostymulację bakteryjną poprzedzającą terapię autoszczepionką. Najczęściej immunostymulatorami są preparaty zawierające Bacillus subtilis i Propionibacterium acnes. Immunostymulator podaje się zwierzętom na 3 do 5 dni przed podaniem pierwszej dawki autoszczepionki w celu aktywacji makrofagów. Aktywowane makrofagi nie tylko efektywniej fagocytują zawarte w autoszczepionce bakterie, ale również zaczynają trawić żywe bakterie będące przyczyną choroby. Zwierzęciu immunostymulator podaje się podskórnie jednorazowo w objętości od 0,5 ml do 1,0 ml. Autoszczepionki ptakom podaje się w błonę skrzydła, świniom domięśniowo, przeżuwaczom w przypadku mastitis domięśniowo, pozostałym zwierzętom podskórnie. Przeciwgronkowcowe autoszczepionki podaje się zwierzętom najczęściej trzykrotnie. Dawka autoszczepionki związana jest z masą ciała zwierzęcia i waha się od 0,5ml do 3ml. Wyjątkiem są krowy i kozy z podklinicznymi objawami mastitis, którym autoszczepionki podaje się jednorazowo w okolice każdego z węzłów chłonnych nadwymieniowych. Wybór miejsca iniekcji wynika z autonomii gruczołu mlekowego i ze strategicznej roli jaką odgrywają węzły chłonne nadwymieniowe w ochronie gruczołu mlekowego tych zwierząt. U zwierząt zalecane się dwa sposoby podawania autoszczepionek. Podaje się trzy dawki o takiej samej objętości, ale każda kolejna dawka ma o 50% większą gęstość, bądź też wszystkie trzy dawki są o tej samej wysokiej gęstości, ale pierwsza dawka jest największa, pozostałe dwie są dawkami przypominającymi. W autoszczepionkach koncentracja antygenu waha się od 3,0 do 4,0 w skali McFarlanda. U zwierząt zakażonych gronkowcami bardzo dobre wyniki daje połączenie antybiotykoterapii z autoszczepionką. Antybiotyk niszczy bakterie zewnątrzkomórkowe, a autoszczepionka wzmaga aktywność fagocytarną. Po zastosowaniu obu metod terapeutycznych nie obserwuje się nawrotów choroby. 8