Zakażenia A. pleuropneumoniae u świń: aktualne dane nt. epidemiologii i zasad zwalczania choroby

Transkrypt

1 Zakażenia A. pleuropneumoniae u świń: aktualne dane nt. epidemiologii i zasad zwalczania choroby Dominiek Maes Faculty of Veterinary Medicine Ghent University Salisburylaan 133 B 9820 Merelbeke Belgium Tel ; Fax E mail: Dominiek.Maes@UGent.be A. pleuropneumoniae infections in pigs: update on epidemiology and control measures Summary Paper presents updated informations concerning epidemiology and control of App infections epidemiological agent of swine pleuropneumoniae.. Pleuropneumonia is widely distributed worldwide, especially in countries with an intensive pig production. Although some serotypes are prevalent in certain countries, several serotypes often occur in the same country. Different serotypes may also occur within a herd, or even within the same pig. Differences in the virulence between the serotypes or even within the same serotype have been described. Circulating specific antibodies can be detected approximately days post infection, reached a maximum level 4 6 weeks post infection and may persist for many months. Some carrier pigs may not develop a detectable serological response. Colostral antibodies may persist for about 5 12 weeks. A. pleuropneumoniae is generally susceptible to different antimicrobials. Antibiotic therapy is effective in clinically affected animals only in the initial phase of the disease. Antibiotic therapy does not eliminate infection in a herd. The pathogen may remain in the animal in lung abscesses or in the tonsils. Control measures should be based on the epidemiologic features of the disease. First, attention should be focused on management and housing practices. A wide range of vaccines has been developed. They can be classified in two main groups namely the killed organisms (bacterins) and the subunit vaccines. A subunit vaccine including Apx I, II, III and outer membrane protein is commercially available and widely used in the EU. The vaccine confers protective immunity against all known serotypes, but vaccination does not prevent colonization of the pathogen or does not eliminate the pathogen from the animal Key words: swine, A. pleuropneumoniae, epidemiology, control. A. pleuropneumoniae jest czynnikiem etiologicznym pleuropneumonii, jednej z najważniejszych chorób bakteryjnych układu oddechowego u świń. A. pleuropneumoniae to mała, Gram ujemna, otoczona kapsułą pałeczka o morfologii laseczkowo ziarniakowej. Wśród dwóch biotypów można wyróżnić biotyp I (NAD zależny) oraz biotyp II (NAD niezależny). Na podstawie właściwości antygenowych polisacharydów otoczkowych i lipopolisacharydów ściany komórkowej, bakterie A. pleuropneumoniae zostały podzielone na 15 serotypów (Chiers et al., 2010). Pleuropneumonia jest szeroko rozpowszechniona na całym świecie, zwłaszcza w krajach o intensywnej produkcji trzody chlewnej. Chociaż niektóre serotypy są dominujące w niektórych krajach, zdarzają się sytuacje, gdzie w tym samym kraju występuje kilka z nich. Różne serotypy mogą również występować w obrębie stada, lub nawet u tego samego osobnika (Gottschalk et al., 2003).

2 Główną drogą zakażenia jest bezpośredni kontakt między zwierzętami, a także drogą kropelkową na niewielkie odległości. Do zakażeń między stadami dochodzi poprzez wprowadzanie zwierząt nosicieli do stad wolnych od choroby. Różne badania wykazały, że A. pleuropneumoniae jest przekazywana przez aerozol na krótkich dystansach (Desrosiers 2004), a Kristensen i in. (2004) poinformował, że transmisja powietrzna pomiędzy blisko położonymi stadami trzody chlewnej jest możliwa, ale zdarza się rzadko. Przemieszczanie i mieszanie świń zwiększa ryzyko wystąpienia pleuropneumonii. Przenoszenie bakterii przez małe gryzonie i ptaki, jest wątpliwe, nie uważa się więc tej drogi za istotną. Organizm przeżywa w środowisku krótko. Jednakże, chroniony śluzem lub innymi substancjami organicznymi, może przetrwać kilka dni (nawet tydzień), a w czystej wodzie do 30 dni w temperaturze 4 C (Gottschalk i Taylor, 2006). Ostatnio, przeprowadzono szerokie badanie przekrojowe w celu określenia czynników występujących na poziomie stada, które mogą mieć wpływ na występowanie i nasilenie zmian zapalnych opłucnej u świń obserwowanych w rzeźni (Meyns et al., 2011). Do określenia zaawansowania zmian zapalnych opłucnej został zastosowany System Oceny Zmian Zapalnych Opłucnej w Rzeźni (Slaughterhouse Pleurisy Evaluation System, SPES). W tym systemie opierającym się na punktacji, zmiany chorobowe opłucnej mogą się wahać od 0 (brak zmian) do 4 (poważne, rozległe zmiany dwustronne, gdzie notuje się > 1 / 3 dotkniętych zmianami płatów przeponowych) (wsp. Dottori., 2007). Zmiany określane w punktacji jako 2, 3 i 4 są konsekwencją wystąpienia zakażenia spowodowanego A. pleuropneumoniae. Średnio, na 63% próbek krwi serodododatnich w kierunku A. pleuropneumoniae, 21% świń badanych w rzeźni miało zmiany wskazujące zapalenie opłucnej ( ocena SPES : > 1). Analiza wielu zmiennych, wykazała, że w odniesieniu do punktowego wyniku badania metodą SPES, wskazującego na występowanie zapalenia opłucnej, dodatni wynik serologiczny Actinobacillus pleuropneumoniae (P = 0,001) i Mycoplasma hyopneumoniae (P = 0,018) oraz liczba świń w kojcach w odchowalni (P = 0,023) były ze sobą powiązane, natomiast brak było takiej korelacji ze zmianami zapalnymi przy innym parametrze: średniej wieku odsadzenia (p = 0,001) (patrz tabela) Tabela. Model zmienności z wynikiem SPES > 1 jako zmienną ustaloną. Wyniki oparte są na badaniach przeprowadzonych w rzeźni na 6335 świniach pochodzących z 50 losowo wybranych stad w Belgii ( Meyns i wsp.,2011) SPES >1 (R²=0.58) B Błąd standartowy wartość P Seroprewalencja A. pleuropneumoniae <0.001 Wiek odsadzenia (dni) Seroprewalencja M. hyopneumoniae Liczba zwierząt w odchowalni W następstwie zakażenia bakteria może kolonizować migdałki, przylega do rzęsek komórek nabłonka wyścielającego oskrzeliki oraz nabłonka wyścielającego pęcherzyki płucne (Chiers et al., 2010). Proces przylegania wydaje się być wieloetapowy: na wstępie bakteria A. pleuropneumoniae może wykorzystywać połączenie o niskim powinowactwie pomiędzy antygenem O swojej własnej ściany komórkowej a lipopolisacharydami (LPS) i fosfolipidami lub krótkimi glikolipidami komórek gospodarza. Następnie, przy pomocy swego podstawowego oligosacharydu spośród LPS oraz / lub bakteryjnych białek powierzchniowych (55 kda białko otoczki zewnętrznej, fimbrie typu 4) wzmacnia interakcję z innymi receptorami komórek gospodarza. Największe uszkodzenia i konsekwencje patologiczne w przebiegu pleuropneumonii przypisywane są wytwarzaniu tworzących pory w strukturach komórkowotkankowych gospodarza egzotoksyn ApxI, ApxII i ApxIII. Wszystkie zjadliwe szczepy A.

3 pleuropneumoniae wytwarzają jedną lub dwie z tych toksyn. Wydzielanie toksyn Apx doprowadza do rozpadu komórek nabłonka pęcherzyków płucnych, komórek śródbłonka, krwinek czerwonych, granulocytów i makrofagów. Czwartą toksynę (Apx IV) wykazano we wszystkich serotypach A. pleuropneumoniae, ale jej rola w patogenezie choroby jest niejasna. W następstwie fagocytozy, bakteria A. pleuropneumoniae zostaje zabita przez neutrofile, może jednak przetrwać jeszcze do 90 minut w makrofagach, co pozwala na wydzielanie toksyn Apx w wyniku rozpadu komórek. Opisano występowanie różnic w zjadliwości pomiędzy serotypami a także w obrębie tego samego serotypu. Sugerowano, że różnice te wynikają ze struktury otoczki bakterii, składu LPS, lub rodzaju toksyny Apx. Pierwsze zmiany chorobowe w płucach w wyniku działania toksyn można zaobserwować już w 3 godziny po eksperymentalnym zakażeniu, a następnie zaczynają się one stopniowo rozprzestrzeniać. Zakażenie stymuluje powstanie odpowiedzi immunologicznej. Krążące przeciwciała, które można wykryć około 10/14 dni od momentu zakażenia, osiągają maksymalny poziom 4 6 tygodni po zakażeniu i mogą być wykrywane przez wiele miesięcy. U niektórych zwierząt nosicieli odpowiedź serologiczna jest trudna do wykrycia. Immunologicznie aktywne maciory drogą siarową przekazują odporność bierną swemu potomstwu. Przeciwciała siarowe u prosiąt mogą utrzymywać się przez około 5/12 tygodni. Objawy kliniczne zależą od wieku zwierząt, ich stanu odporności, warunków środowiskowych, w których bytują i stopnia narażenia na czynnik zakaźny. Objawy kliniczne mogą być nadostre, ostre lub przewlekłe. Niektóre stada mogą być zakażone bezobjawowo nie wykazując widocznych objawów klinicznych oraz znaczących zmian patologicznych w chwili uboju. Obraz anatomopatologiczny obejmuje zmiany charakterystyczne dla zapalenia płuc i opłucnej, zwłaszcza w obrębie płatów przeponowych. Mają one charakter ogniskowy, są wyraźnie odgraniczone, ciemne i tęgie. W ostrej fazie choroby pojawia się włóknikowe zapalenie opłucnej, którego efektem jest pojawienie się włóknika charakterystycznego dla późniejszych etapów schorzenia. Wykrycie chronicznego zapalenia opłucnej sugeruje pleuropneumonię. Znaczenie gospodarcze tej choroby polega głównie na wystąpieniu padnięć wśród zwierząt, zwiększenia kosztów produkcji i leczenia w fazie ostrej choroby. W stadach przewlekle zakażonych wśród najważniejszych strat można wymienić obniżoną wydajność oraz zwiększenie stosowania leków. Chociaż opisano przypadki lekooporności, bakterie A. pleuropneumoniae są generalnie wrażliwe na działanie różnych antybiotyków. Terapia antybiotykowa jest skuteczna tylko u tych u zwierząt, u których stwierdzono początkową fazę choroby i tylko wtedy można tą drogą zmniejszyć śmiertelność. Ze względu na to, że zwierzęta nie jedzą i nie piją antybiotyki należy podawać pozajelitowo w dużych dawkach. ( Pijpers et al., 1990). Powodzenie leczenia zależy przede wszystkim od wczesnego wykrycia objawów klinicznych oraz na szybkiej interwencji terapeutycznej. Leczenie może być kontynuowane drogą doustną. Terapia antybiotykowa nie eliminuje infekcji w stadzie. Patogen może pozostać u zwierząt w powstałych ropniach płuc lub w migdałkach. Po dostaniu się bakterii do stada i zaistnieniu zakażenia, trudno jest wyeliminować patogen, chociaż, zwierzęta często mogą wydawać się klinicznie zdrowe. Środki kontroli powinny być oparte na obserwacji cech epidemiologicznych choroby. Po pierwsze, należy zwrócić uwagę na zarządzanie i stan środowiska wewnątrz budynków. Istotne elementy zarządzania obejmują: ścisłe wypełnianie zasad systemu całe pomieszczenie pełne całe pomieszczenie puste, minimalizowanie możliwości mieszania się i łączenia świń, właściwe leczenie chorych zwierząt, dbanie o higienę i bezpieczeństwo biologiczne wewnątrz fermy, optymalną gęstość obsady oraz właściwe leczenie i profilaktykę występujących na fermie innych chorób układu oddechowego. W odniesieniu do warunków przebywania zwierząt oraz klimatu w budynkach, uwaga powinna zostać skierowana na regulatory poziomu temperatury, ustawienia wlotów powietrza, rozmieszczenie czujników, wydajność grzejników oraz unikanie przeciągów. Zwierzęta powinny być nabywane wyłącznie ze stad wolnych od infekcji, aby uniknąć wprowadzenia na fermę nowych serotypów lub szczepów antybiotykoopornych bakterii. Zwierzęta zakupione ze stad wolnych od choroby dołączane do stad przewlekle zakażonych, powinny zostać zaszczepione przed wprowadzeniem

4 na fermę. Jeśli modyfikacje w sposobie zarządzania i środowisku przebywania zwierząt nie są wystarczające dla kontroli choroby, należy zastanowić się nad wprowadzeniem zabiegów metafilaktycznych z zastosowaniem antybiotyków w okresach związanych z ryzykiem wystąpienia choroby lub wprowadzić szczepienia profilaktyczne. Opracowano szeroką gamę szczepionek. Można je podzielić na dwie główne grupy: szczepionki inaktywowane z zabitymi bakteriami i szczepionki o konstrukcji podjednostkowej. Szczepionki inaktywowane chronią w sposób specyficzny, wybiórczy wymagając właściwego doboru serotypu szczepionkowego w stosunku do patogenu atakującego stado (Nielsen, 1984). Całe komórki bakteryjne zawarte w szczepionkach inaktywowanych mogą zmniejszyć padnięcia spowodowane zakażeniem serotypem homologicznym, niestety nie są jednak w stanie chronić przed zakażeniem serotypem heterologicznym. Sytuacja uległa zmianie w chwili wprowadzenia szczepionek podjednostkowych, zawierających inaktywowane toksyny Apx. W przeciwieństwie do szczepionek zawierających całe bakterie, szczepionki podjednostkowe zapewniają lepszą ochronę krzyżową, są w stanie zmniejszyć objawy kliniczne oraz poprawić wyniki produkcyjne (Haesebrouck et al., 1997). Mimo wielu badań wskazujących, że toksyny Apx są podstawowym składnikiem szczepionki chroniącym przed zakażeniem, z pewnością nie są one jedynymi czynnikami zaangażowanymi w powstawanie odporności ochronnej. Szczepionki oparte głównie na inaktywowanych toksynach Apx toksyn wywołują powstanie tylko częściowej ochrony klinicznej, pod warunkiem, że dawka zakaźna nie jest zbyt wysoka (Chiers et al., 1998). Być może, dzieje się tak, dlatego, że bakterie A. pleuropneumoniae ściśle przylegają do komórek nabłonka i uwalniają toksyny bezpośrednio na powierzchni błony komórkowej gospodarza. Może to powodować uszkodzenie komórek gospodarza, nawet w obecności przeciwciał neutralizujących powstałych w wyniku szczepienia. Najkorzystniej byłoby, gdyby w szczepionkach przeciwko pleuropneumonii zawarte były adhezyny. Niestety, czynniki odpowiedzialne za zjawisko adhezji nie są jeszcze dobrze rozpoznane i najprawdopodobniej zaangażowanych jest tutaj kilka antygenów. Mając na uwadze bardzo złożoną patogenezę w obrazie pleuropneumonii świń, zasadne byłoby dołączenie do szczepionek innych bakteryjnych czynników antygenowych. Na rynku EU dostępna jest podjednostkowa szczepionka zawierająca w swym składzie hemolizyny Apx I, II, III oraz białko otoczki zewnętrznej. Szczepionka chroni przed wszystkimi znanymi serotypami, ale należy pamiętać, że szczepienie nie wyklucza kolonizacji patogenów oraz nie eliminuje patogenu z organizmu zwierzęcia. Prosięta są najczęściej szczepione w okresie odchowu tj. w 6 i 10 tygodniu życia. W zależności od przebiegu klinicznego choroby i poziomu odporności siarowej, stosowane mogą być alternatywne strategie szczepień. Pomocne przy wskazaniu optymalnego czasu szczepienia może być ustalenie profilu serologicznego. Literatura 1. Chiers K., De Waele T., Pasmans F., Ducatelle R., Haesebrouck F., Virulence factors of Actinobacilluspleuropneumoniae involved in colonization, persistence and induction of lesions in its porcine host. Vet Res 41, Chiers K., Van Overbeke I., De Laender P., Ducatelle R., Carel S., Haesebrouck, F., Effects of endobronchial challenge with Actinobacilluspleuropneumoniae serotype 9 of pigs vaccinated with inactivated vaccines containing the Apx toxins. Vet Q20, Desrosiers R., Epidemiology, diagnosis and control of swine diseases. Howard Dunne Memorial Lecture. In: Proc. American Association of Swine Veterinarians, 9 37.

5 4. Dottori M., Nigrelli A.D., Bonilauri P., Merialdi G., Gozio S., Cominotti F., Proposta di un nuovosistema di punteggiaturadellepleuritisuine in sede di macellazione. La griglia S.P.E.S. (Slaughterhouse Pleuritis Evaluation System), Large Animal Review13, Gottschalk M., Taylor D., Actinobacilluspleuropneumoniae. In: A.D. Leman, B.E. Straw, S. D Allaire, W.L. Mengeling and D.J. Taylor, Editors, Diseases of Swine (ninth ed.), The Iowa State University Press, Ames, Iowa, USA (2006), Haesebrouck F., Chiers K., Van Overbeke I., Ducatelle R., Actinobacilluspleuropneumoniae infections in pigs: the role of virulence factors in pathogenesis and protection. Vet Microbiol58, Kristensen C., Angen O., Andreasen M., Takai H., Nielsen J. Jorsal S., Demonstration of airborne transmission of Actinobacilluspleuropneumoniae serotype 2 between simulated pig units located at close range. Vet Microbiol 98, Meyns T., Vansteelant J., Rolly E., Dewulf J., Haesebrouck F., Maes D., A cross sectional study of risk factors associated with pulmonary lesions in pigs at slaughter. Vet J 187, Nielsen R., Haemophiluspleuropneumoniae serotypes cross protection experiments. Nord Vet Med 36, Pijpers A., Vernooy J., van Leengoed L., Verheijden J., Feed and water consumption in pigs following an Actinobacilluspleuropneumoniae challenge. In: Proc. IPVS congress 11, 39.