CC BY
45
УДК 619:576.851.42:636.294
фенотипические и биологические свойства бруцелл, изолированных из пантов северных оленей
Л.Н. ГОРДИЕНКО, кандидат ветеринарных наук, директор
Е.В. КУЛИКОВА, научный сотрудник Г.М. ГАЙДУЦКАЯ, младший научный сотрудник Н.Б. ЕЛАНЦЕВА, младший научный сотрудник Всероссийский научно-исследовательский институт бруцеллеза и туберкулеза животных, ул. Лермонтова, 93, Омск, 644001, Россия E-mail: [email protected]
Резюме. Бруцеллез северных оленей имеет свои особенности, связанные с многочисленными факторами. На проявление эпизоотии оказывает влияние существование природных очагов с наличием источника инфекции среди диких оленей, постоянная миграция популяции, плотность оленепоголовья, пересечение маршрутов движения и смешение стад, специфика ведения отрасли, иммунный статус животных. Важную роль в проявлении инфекционного и эпизоотического процессов играют свойства бруцелл, циркулирующих в очаге. Особенность возбудителя «оленьего» бруцеллеза состоит в том, что его основной хозяин -северный олень. Циркуляция возбудителя этого заболевания имеет географическую приуроченность к арктическим территориям. Бруцеллы 4-го биотипа B.suis обладают способностью формировать самостоятельные эпизоотические очаги с высокой степенью распространения инфекции среди оленей. Работу проводили в оленеводческих хозяйствах Ямало-Ненецкого автономного округа. Серологические, бактериологические, биохимические исследования и эксперименты на лабораторных животных осуществляли в лаборатории экологии ВНИИБТЖ стандартными методами. В очагах бруцеллеза северных оленей с хроническим течением и латентными формами инфекции обнаружены животные-бруцеллоносители с персистенцией возбудителя в свежих пантах. Количество инфицированных животных в 3,4 раза превышало число особей положительно реагирующих при серологическом исследовании. По комплексу основных дифференциальных фенотипических признаков культуры, выделенные из пантов северных оленей, были идентичны типичным S-формам референтных штаммов бруцелл. Активный рост изучаемых культур на питательных средах в присутствии анилиновых красителей и пенициллина свидетельствуют об их устойчивости к воздействию факторов внешней среды. Культуры бруцелл, выделенные из пантов северных оленей, имели в антигенном составе М-эпитопы и по вирулентным свойствам достоверно отличались от культур референтного штамма B.abortus 544, что свидетельствует о высокой степени их патогенности и эпизоотической опасности.
Ключевые слова: северные олени, свежие панты бруцеллез, свойства бруцелл, эпизоотический процесс, фенотипические и биологические свойства
Для цитирования: Фенотипические и биологические свойства бруцелл, изолированных из пантов северных оленей / Л.Н. Гордиенко, Е.В. Куликова, Г.М. Гайдуцкая, Н.Б. Еланцева// Достижения науки и техники АПК. 2015. Т.29. №4. С. 47-50.
В инфекционной патологии северных оленей особое место занимает бруцеллез. Бруцеллезная инфекция включена в перечень карантинных болезней [1], она наносит экономический ущерб оленеводству, имеет экологическую значимость и представляет опасность для здоровья людей [2, 3, 4]. Характерная особенность бруцеллеза в северном оленеводстве - сохранение природных очагов с наличием источника инфекции среди дикой популяции и резервуара возбудителя на неблагополучной территории (хищники дикой фауны и пастушьи собаки) [5, 6].
На проявление эпизоотии при бруцеллезе северных оленей оказывают влияние многочисленные факторы, среди которых можно назвать наличие природных очагов,
постоянную миграцию популяции, плотность оленепоголовья, пересечение маршрутов движения и смешение стад, сезон года, иммунный статус и физиологическое состояние животных, специфика ведения отрасли [7, 8].
Важную роль в развитии инфекционного и эпизоотического процессов играют свойства бруцелл, циркулирующих в очаге. На сегодняшний день установлено 10 нозологических единиц [9], идентифицированных как бруцеллы, имеющие по комплексу основных признаков видовые различия.
Возбудитель бруцеллеза северных оленей отнесен к виду B. suisбиовар 4, при этом он по ряду биохимических и биологических свойств существенно отличается от штаммов B. suis [10, 11, 12].
Главная особенность возбудителя «оленьего» бруцеллеза состоит в том, что его основной хозяин - северный олень. Циркуляция этого возбудителя географически приурочена к территории арктического циркумполяра [13]. Бруцеллы 4 биовара B. suis обладают способностью формировать самостоятельные эпизоотические очаги с высокой степенью распространения инфекции среди оленей и вызывать заражение людей разного возраста [14].
Известно о локализации бруцелл в лимфатических узлах, паренхиматозных и половых органах, эмбрионах и молочной железе северных оленей [15]. В результате исследований, выполненных в лаборатории экологии ВНИИБТЖ (1999-2014 гг.), установлено, что они также способны персистировать в свежих пантах северных оленей, не вызывая появления клинических признаков, характерных для этой инфекции [16].
Вместе с тем животные с хроническим течением инфекции и латентными формами могут быть источником бруцеллеза, а эндокринное сырье, полученное от них, представлять опасность для здоровья людей.
Цель исследований - изучить комплекс основных фенотипических и биологических признаков бруцелл, изолированных из свежих пантов северных оленей, заготавливаемых на неблагополучной и угрожаемой территориях.
Условия, материалы и методы. Работу проводили в оленеводческих хозяйствах Ямало-Ненецкого автономного округа, находящихся на территории, которая граничит с природными очагами бруцеллеза северных оленей. Наблюдение за клиническим состоянием и отбор биоматериала для лабораторного исследования осуществляли во время экспедиционных выездов непосредственно в стада северных оленей. Кусочки свежих пантов отбирали в весенне-летний период во время их массовой заготовки.
Отобранные образцы маркировали и консервировали в 30%-ном водном растворе глицерина. Резервуар с пробами хранили в прохладном месте (леднике или снегу) и транспортировали в лабораторию для исследования.
Одновременно от этих животных брали пробы крови из роговых артерий и готовили сыворотку обычным способом отстаивания. Пробы сывороток консервировали сухой борной кислотой и в течение месяца изучали в серологических реакциях (РА, РСК, РБП, РИД с О-ПС антигеном).
Бактериологические исследования кусочков пантов осуществляли с использованием элективных пита-
тельных сред (бруцеллагар, мясо-пептонный глюкозо-глицериновый агар, мясо-пептонный бульон). Посевы культивировали в термостате при t +37 - +38 0С.
Культуры, изолированные из пантов северных оленей, идентифицировали по комплексу культурально-морфологических, биохимических, агглютинабельных признаков [17]. Патогенные свойства изучали в экспериментах на лабораторных животных (морских свинках), которым подкожно вводили взвесь культур бруцелл в изотоническом растворе различной концентрации (от 100 до 10 х 109 м.к.). Через 30-45 сут. животных подвергали контрольному убою и проводили бактериологические исследования полученного от них биоматериала. Критерием оценки патогенности служило количество зараз-
1330 биовар 1, B.suis 40 биовар 4, В. abortus шт.544, B.melitensis 16M, B.canis RM 6/66. Исследования проводили общепринятыми методами, регламентированными ФАО/ВОЗ (1986, 2006) [18, 19].
результаты и обсуждение. В результате изучения биоматериала от 1119 северных оленей из стад с разным эпизоотическим статусом, находящихся на неблагополучной по бруцеллезу и угрожаемой территориях выявлено 17 инфицированных животных. При этом положительные результаты в серологических реакциях регистрировали лишь у третьей части (35%) бруцеллоносителей (табл. 1), в том числе у 12% во всех реакциях (РИД с О-ПС антигеном, РБП, РА, РСК), у остальных 23% - в одной из реакций и в минимальных разведениях.
Таблица 1. характеристика культур бруцелл с применением методов фенотипической дифференциации
Морфо- Окра- Окраска Реакция агглю- Редуцирующие свой- Б/фаг Пенициллин
Номер и логия ска коло- тинации ства - краски «Тб» В, Ед
название клеток по нии по фуксин тионин
культуры исходных Гра- Уайт- S R A M б в а б в 109 103 0,5 2,5 5
культур му Вилсону
B.rangiferi мелкие Гр 100%S ++ - - ++ ++ ++ ++ ++ ++++ + - +++ - -
3796 овоидные клетки (-) ++ ++ ++ ++ ++ ++
B.rangiferi мелкие Гр 100%S ++ - - ++ ++ ++ ++ ++ ++++ + - +++ - -
3797 овоидные клетки (-) ++ ++ ++ ++ ++ ++
B.melitensis мелкие Гр 80%S ++ - - ++ ++ ++ - + ++++ - - ++ ++ ++
16M овоидные клетки (-) 20%R ++ ++ ++ ++ ++ ++
B.abortus мелкие Гр 100%S ++ - ++ - ++ ++ - ++ ++++ ++ ++ - - -
544 овоидные клетки (-) ++ ++ + ++ ++
B.canis мелкие Гр 100%R - ++ - - ++ ++ - ++ ++++ - - ++ ++ ++
K-01 овоидные клетки (-) ++ ++ ++ ++ ++
B.canis RM мелкие Гр 100%R - ++ ++ ++++ - - +++ - -
6/66 овоидные клетки (-) ++
B.suis 1330 мелкие овоидные клетки Гр (-) 100%S ++ ++ ++ ++ ++++ ++++ ++++ ++ +++
B.suis био- мелкие Гр 80%S ++ - - ++ - - - + ++++ + - +++ - -
вар 4 овоидные клетки (-) 20%R ++ ++
ившихся животных, форма инфекции (генерализованная или регионарная), индекс инфицированности.
Для определения биологических свойств изучаемых культур сформировали 5 групп морских свинок, подобранных по принципу аналогов. Животных заражали культурой № 3797 в S-форме, изолированной из пантов северного оленя (опытная группа), и культурами референтных штаммов разных видов, которые служили контролем (В. abortus 544, B.suis 1330 биовар 1, эпизоотический штамм B.rangiferi 181, выделенный из семенника северного оленя). Заражение осуществляли взвесью культур в изотоническом растворе подкожно в разных дозах (от 10 до 10х 109 м.к.).
Морским свинкам 5-ой группы вводили подкожно изотонический раствор натрия хлорида в дозе 1 мл.
При наблюдении за физиологическим и клиническим состоянием экспериментальных животных в течение 30-40 сут. (период опыта) изменений у них не отмечали. По окончании опытов морских свинок подвергали контрольному убою и проводили бактериологические исследования.
За период с 1999 по 2014 г. бактериологически исследовано 1159 образцов свежих пантов и 17 культур бруцелл, изолированных из них.
При изучении биохимических свойств культур бруцелл контролем служили референтные штаммы B.suis
Результаты серологических и бактериологических исследований свидетельствуют о том, что северные олени, находящиеся на территории, угрожаемой по бруцеллезу, подвержены риску заноса возбудителя инфекции и перезаражению. У большей части (65%) инфицированных животных специфические бруцеллезные иммуноглобулины в сыворотке крови выявлены не были и показатели всех серологических тестов давали отрицательный результат.
При изучении культуральных свойств бруцелл, изолированных из свежих пантов северных оленей, идентифицированных как типичные S-формы, на плотных питательных средах отмечали рост в виде выпуклых колоний с ровными краями и гладкой блестящей поверхностью. Популяции колоний представляли собой равномерно расположенные в поле зрения однородные грамотри-цательные микрококки размером 0,2-0,6 мкм, которые при окраске по методу Уайт-Вильсона не воспринимали цвет генциан виолета. Это определяет идентичность состава популяций изучаемых культур и референтных штаммов B.abortus 544 и B.suis 1330 с характерными для типичных Б-форм свойствами (табл. 1).
При пересеве на плотные питательные среды с анилиновыми красителями (фуксин, тионин) и пенициллином отмечали интенсивный рост изучаемых культур при всех концентрациях препаратов в отличие от кон-
Таблица 2. результаты биопрбы на лабораторных животных
Наименование заражающего штамма Доза (м.к.) Результаты РА (с S-антигеном) Число животных в группе Число заразившихся животных Форма инфекции Индекс инфици-рованно-сти Индекс инфициро-ванности (в среднем по группе)
голов % Р Г
B. abortus 10 1:40 - 1:1280 5 5 100 - 5 40 32
544 100 1:80 - 1:640 5 5 100 - 5 30
10*103 1:40 - 1:160 5 5 100 - 5 27
B.rangiferi 10 1:40 5 5 100 - 5 27 29
181 100 1:40 - 1:640 5 5 100 - 5 33
10*103 1:80 - 1:160 5 4 80 - 4 27
B.suis 1330 10 1:10 - 1:80 5 5 100 - 5 40 40
100 1:20 - 1:320 5 5 100 - 5 47
10*103 1:10 - 1:320 5 4 80 1 3 33
Изучаемая 10 1:10 - 1:40:00 5 5 100 3 2 24 38
культура 100 1:20 - 1:80 5 5 100 - 5 40
№3797 10*103 1:10 - 1:160 5 5 100 - 5 52
трольных штаммов. Это может свидетельствовать о повышенной устойчивости исследуемых эпизоотических штаммов к действию химических факторов.
В пластинчатой реакции агглютинации с набором бруцеллезных сывороток изучаемые культуры положительно реагировали с гипериммунной S-сывороткой, так же как типичные формы B. melitensis 16M, B. abortus 544, B.suis шт. 1330 и 40. В реакции с моноспецифическими бруцеллезными сыворотками в антигенной структуре изучаемых штаммов установлено преобладание М-эпитопов, которые характерны для патогенных культур вида B.melitensis. Бактериофаг «Тб» лизировал колонии изучаемых штаммов, как и культуры S-форм бруцелл, используемые в контроле (B. abortus, B. suis).
В результате биологической пробы на морских свинках установлено, что все культуры бруцелл, используемые в опыте, обладали активными антигенными свойствами. Даже при введении минимальных доз культуры бруцелл (от 100 м.к.) отмечали высокие титры специфических бруцеллезных (S-) антител в реакции агглютинации (табл. 2).
Активность специфических иммуноглобулинов к бруцеллам в реакции агглютинации инфицированных животных колебалась от 10 МЕ до 320 МЕ, а у отдельных особей достигала 640-1280 МЕ.
Лабораторные исследования особей 5-й группы в 100% случаях дали отрицательные результаты.
Во всех группах морских свинок, инфицированных изучаемой культурой бруцелл, заражение произошло в 100% случаев, так же как и при использовании референтного штамма B.abortus 544. В то время, как
в группах, инфицированных культурами B.suis 1330 и B.rangiferi 181, у отдельных особей заражения не наблюдали.
У животных, которым ввели минимальные дозы культур штаммов B.abortus 544 и В.гапд'^еп 181, индекс инфицированности был в 1,2 раза ниже, чем в группах, зараженных изучаемой культурой и В^и'^ 1330, что свидетельствует о высокой степени патогенности последних.
выводы. В очагах бруцеллеза северных оленей с хроническим течением и латентными формами инфекции выявлены животные-бруцеллоносители с персистенцией возбудителя в свежих пантах.
Количество инфицированных животных-бруцел-лоносителей в 3,4 раза превышало число животных положительно реагирующих при серологическом исследовании.
По комплексу основных дифференциальных фено-типических признаков культуры, выделенные из пантов северных оленей, были идентичны типичным S-формам референтных штаммов бруцелл.
Активный рост изучаемых культур на питательных средах в присутствии анилиновых красителей и пенициллина свидетельствует об их устойчивости к воздействию факторов внешней среды.
Культуры бруцелл, выделенные из пантов северных оленей, имели в антигенном составе М-эпитопы и по вирулентным свойствам достоверно отличались от культур референтного штамма B.abortus 544, что свидетельствует о высокой степени их патогенности и эпизоотической опасности.
Литература.
1. Приказ Минсельхоза РФ от 19.12.2011 № 476 «Обутверждении перечня заразных, в том числе особо опасных, болезней животных, по которым могут устанавливаться ограничительные мероприятия (карантин)» (Зарегистрировано в Минюсте РФ 13.02.2012№ 23206).
2. Хоч А.А. О бруцеллёзной инфекции диких северных оленей в Якутии // Тр. Якутского НИИСХ. 1975. Вып.14. С. 143145.
3. Калиновский А.И. Бруцеллёз в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке (теоретические и прикладные аспекты эпидемиологии, микробиологии и профилактики): автореф. ... д-ра. мед. Наук. Иркутск, 2006. 47с.
4. Санитарно-гигиенические и клинико-иммунологические аспекты профессионального бруцеллеза в современных условиях / С.И. Ерениев, В.Г. Демченко, О.В. Плотникова, А.Д. Сафонов, Н.В. Рудаков, Л.Н. Гордиенко, О.Г. Пономарева, А.Е. Тархов. С.-Петербург: ТЕССА. 2014. 219с.
5. Лайшев А.Х., Лайшев К.А., Колпащиков Л.А. Эпизоотическая обстановка в популяции диких северных оленей на Таймыре // Ветеринария, 1995. № 9. С. 11-15.
6. Гордиенко Л.Н., Куликова Е.В., Анисимова А.А. Собака домашняя (canis familiaris) - резервуар возбудителя бруцеллёза северных оленей в природных очагах инфекции// Ветеринарная патология. № 3 (22). 2007. С. 41-46.
7. Revich B., Tokarevich N., Parkinson A.J. Climate change and zoonotic infections in Russian Arctic // Journal Circumpolar Health., 2012. P.71.
8. Северное оленеводство/Э.К. Бороздин, В.А. Забродин, П.Н. Востряков, И.О. Дьяченко, В.В. Крючков, В. Андреев. М.: Колос, 1979. С. 260-261.
9. Menachem Banai, Michael Corbel/ Taxonomy of Brucella // The Open Veterinary Science Journal. 2010. N 4. P. 85-101.
10. Brucellosis / G. Pappas, N. Arktidis, M. Bosilovskii, E. Tsianos // The new England Journal of Medicine. 2005. June 2. P. 2325-2333.
11. Забродина Е. Ф. Дезаминазная активность Br. rangiferi//Бюллетень научно-технической информации НИИСХКрайнего Севера. Норильск. 1974. Вып.5. С. 22-24.
12. Gordienko L., Oschepkov V., Kuharenko N., Sheiko V. Biological properties of Brucells isolated from people and reindeer in North-Eastern area of Russia / program and abstract 3 rd Circumpolar Agricultural Conference the Challenge of Globalization. 1998. -Anchorage, Alaska USA. P.12
13. Забродин В.А. Природная очаговость бруцеллёза на Енисейском Севере // Сибирский вестник с-х. науки. 1972. № 4. С. 84-92.
14. Вольфсон А.Г., Вдовенко С.И., Афанасьева В.Н. Вспышка острого бруцеллёза в оленеводческих бригадах одного из совхозов Чукотского АО//ЖМЭИ. 1982. №7-6. С. 91-92.
15. Оценка современной эпизоотической ситуации по бруцеллезу северных оленей на Чукотке/Е.Ю. Карепин, В.А. Забродин, Л.Н. Гордиенко, С.Э. Алехин// Научное обеспечение АПК Дальнего Востока: Материалы научной сессии. Новосибирск: СО РАСХН, 1995. С. 303-319.
16. Гордиенко Л.Н., Куликова Е.В. Контроль качества пантовой продукции, заготавливаемой на территориях, угрожаемых по бруцеллёзу северных оленей // Российский журнал «Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии». 2010. №2 (4). С. 83-88.
17. Наставление по диагностике бруцеллеза животных № 13-5-02/0850. Утв. департаментом ветеринарии Минсельхоза России 29.09.03. М., 2004. 64 с.
18. Jint Fao / Who Expert Commitete on Brucellosis (Sixth Roport). WHO Fechnicae Report Series 740. Geneva, 1986.
19. Brucellosis in humans and animals. World Health Organization / Principal author: M.J. Corbel. 2006. 89 p.
PHENOTYPIC AND BIOLOGICAL PROPERTIES OF BRuCELLA ISOLATED FROM VELVET ANTLERS OF REINDEER
L.N. Gordienko, E.V. Kulikova, G.M. Gaydutskaya, N.B. Elantseva
All-Russian Research Institute of brucellosis and tuberculosis of animals, Lermontov str., 93, Omsk, 644001, Russia Summary. The brucellosis of reindeer has specifics associated with numerous factors. The manifestation of epizooty is affected by the existence of natural foci with the source of infection in wild reindeer herds, constant migration of populations, density of reindeer herd, crossing of routes and mixing of herds, the specifics of the industry, the immune status of animals. The properties of brucella, circulating in a pesthole, have an important role in manifestation of infection and epizootic processes. The special feature of the pathogenic agent of reindeer brucellosis is that its main hosts are reindeer. The circulation of the pathogen has a geographic association with the Arctic territories. Brucella of 4-th biotype B. suis has the ability to form separate epizootic nidus with high degree of contagion among reindeer. The work was carried out in reindeer farms in Yamalo-Nenets Autonomous Okrug. The serological, bacteriological and biochemical research and experiments on laboratory animals were carried out in ecology laboratory of All-Russia Research Institute of Brucellosis and Tuberculosis of Animals by standard methods. Animals-carriers of brucellosis with the persistence of pathogen in velvet antlers were found in nidi of reindeer brucellosis with chronicity and latent forms of infection. The quantity of infected animals exceeded 3.4 times the animals, which positively reacted in serological examination. On the complex of the main differential phenotypic signs the cultures, isolated from velvet antlers of reindeer, were identical to the typical S-forms of reference strain of Brucella. The active growth of the studied cultures on nutrient mediums with aniline dyes and penicillin indicated its resistance to the influence of environmental factors. The cultures of brucella, isolated from velvet antlers of reindeer, had M-epitopes in the antigen composition and significantly differed from the reference strain B.abortus 544 in the virulent properties, that indicates its high pathogenicity and epizootic danger. Keywords: reindeer, velvet antlers, brucellosis, properties of Brucella, epizootic process, phenotypic and biological properties. Author Details: L.N. Gordienko, Cand. Sc. (Vet.), Director (e-mail: [email protected]); E.V. Kulikova, Researcher; G.M. Gaydutskaya, Junior Researcher; N.B. Elantseva, Junior Researcher.
For citation: Gordienko L.N., Kulikova E.V., Gaydutskaya G.M., Elantseva N.B. Phenotypic and biological properties of Brucella isolated from velvet antlers of reindeer. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2015. T.29. №4. pp. 47-50 (In Russ)
Требования к оформлению статей в журнале «достижения науки и техники АПк»
В статье должно быть кратко изложено состояние дел по изучаемой проблеме со ссылками на публикации (желательно не менее трех ссылок). Затем указаны цели, задачи, условия и методы исследований. Подробно представлены результаты экспериментов и их анализ. Сделаны выводы и даны предложения производству. В статье следует по возможности выделять следующие блоки: введение; цель и задачи исследований; условия, материалы и методы исследований; результаты исследований; выводы.
Вместе со статьей должны быть представлены перевод названия на английский язык; аннотация (200-250 слов) на русском и английском языках; ключевые слова на русском и английском языках; полные почтовые адреса всех учреждений, в которых работают авторы, на русском и английском языке; ученые степени и должности авторов на русском и английском языке код УДК; библиографический список.
В тексте ссылка на источник отмечается соответствующей цифрой в квадратных скобках в порядке цитирования. В списке литературы приводятся только те источники, на которые есть ссылка в тексте. Использование цитат без указания источника информации запрещается.
Материал для подачи в журнал набирается в текстовом редакторе Word версия не ниже 97 файл с расширением *.rtf.
Объем публикации 9-12 стр. машинописного текста набранного шрифтом Times New Roman, размер кегля 14 с полуторным интервалом. На 2,5 страницы текста допускается не более 1 рисунка или таблицы.
Статьи необходимо направлять с сопроводительным письмом с указанием сведений об авторах (фамилия, имя, отчество -полностью, ученая степень, место работы и занимаемая должность) на русском и английском языке, контактных телефонов и адреса электронной почты для обратной связи.
На публикацию представляемых материалов необходимо письменное разрешение и рекомендация руководства организации, на средства которой проводились исследования. Его вместе с одним экземпляром рукописи, подписанным авторами, и статьей в электронном виде нужно отправлять по адресу: 101000, г. Москва, Моспочтамт, а/я 166, ООО «Редакция журнала «Достижения науки и техники АПК». Для ускорения выхода в свет материалы в электронном виде можно направлять по адресу: [email protected].
Плата с аспирантов за публикацию рукописей не взимается.
Несоответствие статьи по одному из перечисленных пунктов может служить основанием для отказа в публикации.
Все рукописи, содержащие сведения о результатах научных исследований, рецензируются, по итогам рецензирования принимается решение о целесообразности опубликования материалов.
