Ponad 100 lat temu ESHERICHIA wyizolował z kału niemowląt Bacterium coli communae
Chyba najlepiej poznana bakteria
Powszechnie kojarzona z kałem (choć tylko 1-10% flory kału)
Potem odkryto, że niektóre szczepu są patogenne i że kolibakteriozy są bardzo ważnym problemem zdrowia zwierząt i ludzi:
Biegunki
Toksemie (choroba obrzękowa świń)
Posocznice
Mastitis krów, MMA loch
Infekcje dróg moczopłciowych (ludzie, psy, koty)
Powikłania innych chorób
Potem odkryto, że szczepy patogenne mają silne powinowactwo do pewnych tylko gatunków, np. tzw. szczepy enterokrwotoczne
Właściwości szczepów E.coli
Wiele ma fimbrie - nitkowate twory do adhezji do enterocytów
Wiele ma plazmidy, które są nośnikami różnych cech (właściwości biochemiczne, wytwarzanie hemolizyny, innych toksyn, oporność na antybiotyki itp.) stąd duża zmienność
4 grupy antygenów
Somatyczne (ściany komórkowej), tzw. O - ich jest 160
Otoczkowe, tzw. K - ich jest 80
Rzęskowe, tzw. H - ich jest 50
Fimbrialne, tzw. H lub F - ich jest 6
Więc podział wg antygenów, np. E.coli O 101:K28 (A), K99
Też typowanie fagami
Też podział analizą plazmidów
Czy wg chromosomalnego kwasu nukleinowego
A w klinice - wg patogenności (chorobotwórcze i niechorobotwórcze)
Wykrywanie toksyny
Badanie na hodowlach komórkowych (linia komórkowa WERO) = weratoksyna = shigapodobna
Z wykorzystaniem zwierząt
Colibakterioza prosiąt i cieląt
Etiologia
Patogenne szczepy E.coli
Czynniki środowiskowe
Status immunologiczny zwierzęcia
Rola czynników środowiskowych w etiologii
Cielę powinno przez 12 h pobrać i przyswoić 2-3 l dobrej siary
„Wiadro zimnego mleka” dla cieląt, preparaty mleko zastępcze
Błędy w żywieniu krów (np. kwasica) - słabe cielę, gorzej ssie
Hałas i inne stresory w cielętniku, brud - kumulacja szczepów
Subkliniczne mastitis - duża dawka zarazka
U prosiąt noworodków (do 5 dnia) też brak higieny, stresy, zimno i przeciągi, słaba mleczność loch od złego żywienia
U prosiąt starszych (2-3 tydzień po odsadzeniu) dodatkowo stres odsadu, zmiana żywienia (przekarmianie - ↑ pH żołądka)
Status immunologiczny zwierzęcia
Siara i defekt odporności biernej = niemożność blokowania adhezji bakterii do nabłonka jelit, niemożliwość neutralizowania toksyn, a także niemożność opsonizacji, co = słabsza ich liza
Genotyp zwierzęcia - obecność (lub nie) receptorów dla fimbrii
Trzy główne postaci kolibakteriozy zwierząt
Jelitowa - wywoływana przez ETEC
Toksemiczna - (choroba obrzękowa) wywoływane przez STEC
Posocznicowa
Etiopatogeneza kolibakteriozy na tle ETEC
Biegunka cieląt w wieku 1-3 dni, nigdy później
Bo u nich ↑ pH żołądka (preparaty mleko zastępcze!)
U prosiąt nie tylko oseski, ale też i odsadzone
ETEC mają fimbrie łączące się z receptorami enterocytów
Obecność swoistego receptora uwarunkowana genotypem świni
U prosiąt głównie (75%) F4 (dawniej K88) i F6 (987P), starsze F18
U cieląt głównie F5 (K99)
ETEC wytwarzają 2 białkowe enterotoksyny
Ciepło stałą (ST - heat stable toxin), bardzo słaba immunogennie
Ciepło chwiejną (LT- heat labile toxin), silna immunogennie
Te enterotoksyny doprowadzają do biegunki sekrecyjnej
Wodnista biegunka, żółtawa lub biaława
Odwodnienie, ubytek elektrolitów, kwasica, wstrząs
Działanie enterotoksyn ST
Aktywacja cyklazy guanylowej w enterocytach
Wzrost ilości cGMP
cGMP zwiększa wydzielanie do światła jelita (Na+, H2O, HCO3-)
Odwodnienie, kwasica metaboliczna, wstrząs
Etiopatogeneza postaci toksemicznej
STEC przytwierdzają się też fimbriami (F18ab)
Świnie bez receptorów w jelicie cienkim - oporne
STEC wytwarzają shigatoksynę (gł. Stx2e), dawniej toksyna Wero
Stx2e niszczy enterocyty, może być krwista biegunka
Stx2e wchłania się do krwi, uszkadza śródbłonek, mięśniówkę tętniczek
Więc obrzęki, a w OUN - zawały, niedokrwienia, rozmiękanie
U prosiąt (zwykle 7-10 dni po odsadzeniu) objawy jelitowe słabe, ale obrzęki, zaburzenia nerwowe = choroba obrzękowa
U cieląt głównie bezobjawowo, rzadko biegunka (2-8 tygodni)
F18ab oraz Stx2e są immunogenne i przeciwciała miejscowe lub krążące chronią
Etiopatogeneza postaci posocznicowej
Zaburzenia przewodu pokarmowego, ale też z rany pępowinowej lub drogą oddechową
To szczepy z otoczką - działa antyfagocytarnie
Wnikają do krwi, posocznica
Zmiany w wielu narządach, też stawy, czasem opony mózgowe
Bardzo ostry przebieg, endotoksemia, duża śmiertelność
Sporadycznie cielęta w wieku do 1 tygodnia, gdyż nawet słaba odporność siarowa chroni
Czasem też jagnięta, prosięta wyjątkowo
Laboratoryjne rozpoznawanie kolibakteriozy
Nie wystarcza izolacja E.coli (nawet w narządach nie musi świadczyć o posocznicy, może być pośmiertnie)
A już zwłaszcza z jelita trzeba różnicować szczepy
Testy ELISA do wykrywania w kale Ag adhezyjnych oraz enterotoksyn, ale kłopot z toksyną ST, bo słabo immunogenna
Wykrywanie sekwencji kodujących toksyny (PCR i znakowane sondy genetyczne)
Mozliwości immunoprofilaktyki kolibakteriozy jelitowej
Klasyczne
Szczepienie paraenteralne zabitymi E.coli
Doustne szczepienie zabitymi E.coli
Nowe
Szczepienie matek ciężarnych antygenami adhezyjnymi p.o. lub paraenteralnie
Podawanie noworodkom doustnie przeciwciał anty-adhezyjnych
Surowice
Koncentraty gammaglobulin
Przeciwciała w żółtkach jaj: tanie, stabilne wiele miesięcy, bardzo skuteczne
Enterokrwotoczne szczepy E.coli (O 157:H7)
Nowy problem zdrowotny ludzi od lat 80-tych
Ich shigatoksyny powodują krwistą biegunkę, a czasem też trombocytopenię (małopłytkowa plamica zakrzepowa), zespół mocznicowy lub uszkodzenie OUN
Bydło rezerwuarem zwykle bezobjawowym, wydala z kałem i zakażenia ludzi (hamburgery, woda, surówki itp.)
To od czasu „fast food”: przemysłowo przygotowywana żywność (mrożona) + mikrofalówki, bo one oporne na mrożenie
Szczepy bardzo inwazyjne nawet 50 bakterii może zakazić człowieka
Nowe technologie = nowe nisze dla potencjalnych patogenów do wniknięcia i przeżycia w łańcuchu pokarmowym ludzi (czy zwierząt)
SALONELLOZA
Zakaźna, zaraźliwa choroba drobiu, świń, bydła i wielu innych, także nieudomowionych (rzadko towarzyszących, ale żółwie!!)
Głównie młodych
Najczęstsza zoonoza
Od nadostrego (posocznicowego) do przewlekłego przebiegu
Z biegunką (niekiedy krwistą), zapalenie płuc, stawów, niekiedy też ronieniami
Wiele zakażeń bezobjawowych
Rodzaj Salmonella
2 gatunki: S.enterica i S.bongori, w nich podgatunki.
Ogółem prawie 2500 serowarów, większość w podgatunku S.enterica sp. enterica.
Więc np. dawny serowar S.enteritidis nazywa się S.enterica sp. enterica serowar Enteritidis.
W skrócie Salmonella Enteritidis
Etiologia
Klasycznie: S. Choleraesuis
Rzadziej: S. Typhimirium, S. Typhisusi, S. Derby
Inne: sporadycznie
Etiologia salmonellozy bydła
S. Dublin i S. Typhimurium razem ok. 90% przypadków
Rzadko: S. Enteritidis
Inne - sporadycznie
Czynniki zjadliwości Salmonella
Wyjątkowo łatwo wnikają do enterocytów (komórki M) bo
Chemotaksja i fimbrie warunkują przyleganie
Obecność w genomie „wysp patogenności” kodujących „białkową mikrostrzykawkę” (inwazyna, integryna itp.) zmuszającą komórkę do pinocytozy
Tez niektóre mają „plazmidy zjadliwości” (ułatwiają posocznicę)
Tez wnikają do makrofagów - roznoszenie po organizmie
Wiele narządów, tez zasiedlają pęcherzyk żółciowy - siewstwo
Endotoksyna
Enterotoksyny? (aktywują cAMP)
Wszystkie serowary potencjalnie patogenne, choć duże różnice
Wytrzymałość Salmonella
W sianie rok
W gnojówce latem miesiąc, zimą pół roku
Na drewnie w oborze do 3 miesięcy
Izolowane od zwierząt na ogół wrażliwe na antybiotyki
Od ludzi coraz większa antybiotykooporność warunkowana plazmidami (też np. E.coli) - narasta „wielooporność”
Epidemiologia
Tylko nieliczne serowary mają ścisłe powinowactwo do pewnych żywicieli:
S. Dublin - bydło
S. Gallinarum - kury
S. Choleraesusi - świnie
S. Abortusovis - owce
S. Abortusequi - konie
S. Typhi i S. Paratyphi - człowiek
Te powyższe od dawna wywoływały lokalne „zarazy”
Czyli ciężkie salmonellozy często z posocznicą, duże straty, więc w wielu krajach były intensywnie zwalczane i dziś rzadko
Np.. S. Choleraesuis w Europie dziś dużo rzadziej
Ale od około 30 lat koncentracja chowu, pasze przemysłowe
Dziś salmonellozy mają bardziej środowiskowy charakter
„Nowe” serowary, więcej nosicieli (bo tamte - raczej posocznica)
Stały wzrost liczby salmonelloz zwierząt i ludzi na całym świecie
W Polsce setki tysięcy u zwierząt rocznie
W UK 40% stad zakażonych salmonellami
Od narasta globalna pandemia zakażeń S. Enteritidis związana z głównie drobiem (jaja!)
To coraz większy problem higieny pasz i żywności
Rezerwuar: zwierzęta stało i zmienno cieplne (przewód pokarmowy)
Wydalanie: głównie kał (ewentualnie mocz, wydzielina z nosa, ronienie)
Wnikają alimentarnie (ewentualnie aerogennie, spojówki in utero)
Szerzenie się zwierzę-zwierzę albo przez środowisko
Rola nosicieli - zarazki wszędobylskie
Rola paszy skażonej pierwotnie (odpady poubojowe, mączki)
Lub częściej skażonej wtórnie (pasz roślinne i zwierzęce)
W produkcji (nawożenie, ścieki, powodzie, gryzonie, ptaki itp.)
W transporcie, magazynowaniu: >5°C i wilgoć = namnażanie
Najbardziej „podejrzane” mączki, tez duża rola wody
Patogeneza
Pierwsze miejsce namnażania - przewód pokarmowy
HCl żołądka je niszczy - normalnie nieliczne do jelit
Często tylko bezobjawowe siewstwo (stałe lub częściej okresowe)
Zwłaszcza u drobiu przy innych niż S. Gallinarum
Czy u świń przy innych niż S. Choleraesuis
Kiedy choroba?
Serowar, dawka i zjadliwość ważna
Ale też i zmiana żywienia, transport, zimno, inne choroby, zabiegi itp. (zaburzenia normalnej flory jelitowej!)
Wtedy namnażają się w enterocytach, czasem przenikają z chłonką do węzłów chłonnych, czasem do makrofagów i z nimi do narządów wewnętrznych
Jaka choroba?
Ostre zapalenie jelit (rola enterotoksyn?) lub
Przewlekłe zapalenie jelit lub
Posocznica (zwykle bardzo młode lub bardzo stare) lub
Zmiany narządowe (płuca, stawy, inne, ronienia)
Często Salmonella wikłają inne choroby
Możliwości zwalczania Salmonella
Leczenie chorych
Wykrywanie nosicieli i stad zakażonych i ich eliminacja
Pozyskiwanie pas wolnych od Salmonelli (lub ich odkażanie)
Niedopuszczanie di wtórnego skażenia pasz
Ograniczenie zakażeń podczas rozrodu i transportu (higiena)
Wykorzystanie flory niepatogennej do ograniczenia namnażania się Salmonelli w przewodzie pokarmowym
Pozyskiwanie stad genetycznie opornych
Szczepienia
Odporność i immunoprofilaktyka
Odpowiedź humoralna i komórkowa, ogólna i miejscowa
Niezbyt poznana
Od 100 lat szczepionki w zwierząt i ludzi (dur brzuszny)
Zwykle zarazek inaktywowany, iniekcyjnie - mało skuteczne bo:
Wiele serowarów
Zakażenia często w pierwszych dniach życia zanim zaszczepimy
Potrzebne są żywe atenuowane szczepy
Trudności z atenuacją: resztkowa zjadliwość, łatwa regresja
Obawy, że zostanie w produktach spożywczych (rekombinacje)
Dziś biotechnologia stwarza nadzieję na atenuowany szczep bezpieczny, możliwy do podawania p.o., możliwy dla noworodków, jedno szczepienie, krzyżowo zabezpieczający przeciw innym serowarom, łatwy do odróżnienia od zjadliwych
Dziś jeszcze ten problem trzeba zwalczać głównie metodami higienicznymi, choć jest wiele szczepionek doświadczalnych
Salmonellozy jako zoonozy
Dur brzuszny nadal towarzyszy wojnom i katastrofom
Stały wzrost liczby innych salmonelloz ludzi na całym świecie
W USA 1.4 mln przypadków u ludzi rocznie (500 śmiertelnych)
W Polsce kilkadziesiąt tysięcy u ludzi rocznie
Od narasta globalna pandemia zakażeń S. Enteritidis związana głównie z drobiem - dlaczego mimo zwalczania jest?
Salmonellozy u ludzi
W Polsce 40-60 tysięcy zachorowań rocznie
Głównie:
S. Enteritidis 92%
S. Typhimurium 5%
S. Agona 2%
Salmonella Enteritidis typ fagowy 4
Światowa panzootia od 20-30 lat
Od powszechnego nosicielstwa u drobiu
Przekazywana transowarialnie (białko jaj) produkty spożywcze, bo odporne nawet na gotowanie
Zakażenia człowieka przez jaja, mięso drobiu
A niektóre szczepy termooporne i lekooporne
To problem skażeń żywności (często drób)
Często wtórnych (treścią przewodu pokarmowego)
Żółwie (czerwonolice) odpowiadały za 1/5 przypadków w USA
Aż wprowadzono zakaz sprzedaży mniejszych niż 8 cm
To ograniczyło ten problem u dzieci w wieku 1-9 lat
Ale zagrożenie ze strony gadów jest bardzo duże!
Większość salmonelloz ludzi to lekkie zapalenie żołądka i jelit
Ale czasem powikłania i śmierć
Zwłaszcza dzieci do 5 lat i osoby z immunosupresją
Kury hiperimmunizowane
- 2 -
Koli i salcia2
- 1 -