COLIBAKTERIOZA

-Ponad 100 lat temu Escherich 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)

-Patogenne szczepy E.coli

*posocznicowe

*enteropatogenne

--enteroinwazyjne

--enterotoksyczne

--enterokrwotoczne

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

Mechanizmy powstawania biegunek

- Z zapaleniem jelit Bez zapalenia jelit

Po adhezji endotoksyna powoduje zapalenia Po adhezji enterotoksyny i one zaburzają

(często okrężnica). W kale często krew czy ropa, równowagę między wchłanianiem a sekrecją.

biegunka cuchnąca. Salmonella Enteritidis, Raczej jelito cienkie. Biegunka wodnista.

Shigella, Campylobacter E. coli, Vibri cholerae, też rotawirusy, korona-

wirusy, parwowirusy, Salmonella?

-Wzrost sekrecj,iSpadek wchłanianiaw kryptach (chlorków i wtórnie wody) na szczytach kosmków Enterotoksyny(NaCl i wtórnie wody) Wirusy

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, HCO^3-)

- 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 chroni

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)

Salmonelloza

-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

Głównie ludzie

Kury hiperimmunizowane

- 2 -

Epi13-02

- 1 -

---