CC BY
54
Ветеринария
-И
ПАТОГЕНЕЗ БОЛЕЗНИ И ВОЗДЕЙСТВИЕ ЦВС-2 НА ИММУННУЮ СИСТЕМУ ОРГАНИЗМА СВИНЕЙ
и. м. донник,
доктор биологических наук, профессор, академик Россельхозакадемии, ректор,
О. Г. ПЕТРОВА, доктор ветеринарных наук, профессор,
Уральская государственная сельскохозяйственная академия,
А. Г. ИСАЕВА,
кандидат биологических наук, доцент, Уральский научноисследовательский ветеринарный институт Россельхозакадемии
620075, г. Екатеринбург, ул. К. Либкнехта, д. 42; тел.: 8 (343) 371-33-63
620142, г. Екатеринбург, ул. Белинского, д. 112а
Положительная рецензия представлена И. А. Шкуратовой, доктором ветеринарных наук, директором Уральского научно-исследовательского ветеринарного института Россельхозакадемии.
Первые сообщения об изучении патогенеза были опубликованы ^Лег еі а1. (1986). Исследователи заражали 9-месячных серонегативных поросят вирусом, очищенным из инфицированной культуры клеток РК-15, и получали вирус из носовых мазков на 3-6-й день после заражения и из фекалий 13-15-го дня после инфицирования. Неинфицированные контактные поросята заразились, и вирус был выделен также из носовых секретов и фекалий, что свидетельствует о латеральной передаче вируса. Антитела к цирковирусу появились через 7-10 дней после заражения и возросли на 35-й день после заражения, их титры колебались от 1 : 40 до 1 : 80.
Установлено, что вирус реплицируется в тимусе, селезенке, брыжеечных, бронхиальных и заглоточных лимфоузлах, слизистой носа, легком, тонком кишечнике.
Решаег! et а1 (2001) при внутриутробном экспериментальном заражении плодов вирусом ЦВС-2 на 21 день после инокуляции обнаружили самый высокий титр вируса в сердце (5^102), легких, селезенке, печени, лимфоидной ткани. Вирус не обнаружен в головном мозгу, сыворотке.
Усиление размножения ЦВС-2 в организме поросят наблюдается после стимуляции иммунной системы с помощью адъюванта Фрейнда, гемоцианина из моллюска «блюдечко», вакцинами или инфицированием другими вирусами (ПВС, РРСС).
Активация иммунной системы сопровождается усиленным размножением макрофагов/моноцитов, которые являются клетками — мишенями цирко-вируса. Интенсивная репликация ЦВС-2 приводит к развитию иммунодефицитного состояния организма поросят. У животных создаются условия для активизации условно-патогенных микроорганизмов, что приводит к возникновению вторичных инфекций.
Однако основные факторы, запускающие клиническое проявление инфекции, ясны еще в недостаточной степени.
При иммуногистохимическом исследовании лимфоидной ткани отмечают поражения лимфоузлов, миндалин, Пейеровых бляшек, селезенки и тимуса. В ряде случаев базофильные внутриплазматические включения, содержащие ЦВС-2, обнаруживаются в клетках гистиоцитного происхождения.
Может иметь место также спорадический мультифокальный коагулирующий некроз, а так же другие тканевые изменения: гепатитьг различной степени, лимфоцитные и лимфогистиоцитные инфильтрации
в почки, кишечная атрофия с вариантами слущива-ния и/или дегенерации клеток эпителия, обширные поражения легких. Часто выявляются уплотнения верхушечных долей, вызванные вторичной I бактериальной инфекцией. В тяжелых случаях имеют место альвеолярные кровоизлияния. У заболевших животных наблюдают пневмонию, от многоочаговой лимфогистиоцитной до рассеянной гранулематозной интерстициальной, часто сопровождаемой присутствием гигантских аномальных клеток.
У поросят иммуносупрессия связана с репликацией вируса и его способностью распространяться на гепатоциты и Купфферовы клетки, также как и на дендритные клетки и макрофаги. В основном CD8+ клетки ответственны за цито-токсический ответ. В результате цирковирусной инфекции изменяется уровень лимфоцитов в периферической крови, особенно снижается количество CD4+. CD8+, DP (double-positive) клеток. Хотя, по данным других авторов, уровень CD4+ клеток снижается и у поро-сят-отъемышей без СПМИС. Ряд авторов описывают снижение уровней Т- и В-клеток у инфицированных поросят, что зависит от типа лимфоидиой ткани и интенсивности репликации вируса. Предполагается, что гибель В-лимфоцитов приводит к иммуносупрессии при патоцитологии сохранившихся макрофагов, которые являются источником вируса при перемещении по организму.
Существуют противоречивые данные о способности цирковируса образовывать апоптозы. Имеются сведения о возможности возникновения апоптозов в лимфоидной ткани клинически здоровых и больных поросят с признаками СПМИС в зависимости от стадии болезни и тяжести гистологических изменений.
У клинически здоровых поросят в лимфоидной ткани процесс апоптоза и пролиферации находится в балансе, поддерживается стабильная популяция клеток. Если не возникает РСУ-опосредованный апоптоз, снижающаяся клеточная пролиферация у больных СПМИС поросят может быть основной причиной снижения количества клеток в лимфоидной ткани.
Альтернативная теория предполагает другое объяснение изменений в популяции лимфоцитов. Возможно, что гибель фагоцитов обусловлена вирусом и более поздним запуском клеточного метаболизма.
Более поздние исследования с экспериментальным заражением поросят, изолированных от других животных, дали основание полагать, что развитие
її
Ветеринария
СПМИС связано с уровнем титров вируса в сыворотке крови. В эксперименте у 6 из 16 зараженных поросят развился СПМИС, вирус был обнаружен во всех органах и тканях.
У поросят с клиническими признаками СПМИС отмечался высокий уровень титра вируса во всех тканях. Нужно отметить, что антитела к вирусу были обнаружены у большинства зараженных животных на 14-й день и 4-й месяц после инфицирования. У поросят с клинической картиной СПМИС антитела не были обнаружены в течение 28 дней после инфицирования. Результаты исследований показали, что развитие СПМИС может зависеть от количественного аспекта распространения вируса по тканям и выработки антител.
Большинство последующих исследований связывают тяжесть проявления СПМИС с накоплением вируса в лимфоидной ткани и печени, а использование иммуностимуляторов отягощает течение болезни.
Воздействие ЦВС-2 на иммунную систему организма. ЦВС-2 успешно прижился в популяции свиней, где 99 % случаев СПМИ связаны с коинфекциями этого вируса с вирусом репродуктивного и респираторного синдрома свиней (РРСС), М. Нуорпеитоша. бактериальным сепсисом и пневмонией, гриппом и парвовирусом. Объяснение этому может служить вызываемая ЦВС-2 иммуносупрессия, повышающая восприимчивость организма к вторичным инфекциям. Одной из критических точек понимания патогенеза цирковирусной инфекции является баланс между иммунной защитой в ответ на присутствие вируса, и способностью вируса вмешиваться в развитии иммунного ответа.
Основы понимания этого баланса между иммунным распознаванием и подавлением иммунитета появилось в результате работы с поросятами — гното-биотами (стерильными).
У инфицированных цирковирусом поросят-гно-тобиотов не развиваются клинические признаки: их иммунная система может быть подавлена, но отсутствие стимулятора за счет стерильных условий означает, что нет развития болезни.
Парвовирусная инфекция также была изучена на свободных от специфических патогенов (SPF) поросятах ряда научно-исследовательских лабораторий. Поросята, у которых развиваются признаки и поражения, подобные синдрому мультисистемно-го истощения (PMWS) свидетельствуют о коллапсе иммунной системы, особенно адаптивной иммунной системы (лимфопения В- и Т-клеток). Врожденная иммунная система (КК-клетки и моноциты) также затрагивается, хотя это часто выглядит как ослабление активации. У этих животных подавляются чувствительность как адаптивных, так и врожденных цитокинов. Хотя это не подавляет полностью активность цитокинов, в то время как ^-ф и ИЛ-2 ответ может быть ослаблен, интерферон-ответы могут появляться без изменений. Тем не менее, поросята с такой иммунной защитой являются легкой мишенью для любых оппортунистических патогенов окружающей среды.
Иммунная клетка, как мишень для цирковиру-са, уже давно является предметом дискуссий. Хотя РСУ2-антиген или ДНК, могут быть найдены в лимфоцитах — это представляется переходным собы-
тием. Напротив, моноциты могут эффективно поглощать вирус, но, похоже, неспособны очищаться в связи с сохранением вируса в этих клетках с течением времени.
Экстракорпоральные исследования подтвердили, что макрофаги и дендритные клетки являются основными целями для вирусной инфекции, и действительно накапливают инфекционный вирус, что позволяет ему сохраняться. Однако эффективной репликации вируса в этих клетках не происходит. Эндотелиальные клетки и клетки кишечного эпителия позволяют цирковирусу заражать себя и реплицироваться, но без проявления очевидной дисфункции. Это важно, если учесть, что эндотелиальные клетки находятся в контакте с кровью во всех тканях. Даже низкая репликация в ограниченной части эндотелиальных клеток организма может производить большое количество цирковируса.
Заражение цирковирусом дендритных клеток (ДК) представляет собой основную проблему для иммунной системы хозяина. ДК являются главными иммунными контролерами: они служат основой обеспечения гомеостаза, а также правильного и эффективного развития адаптивного иммунного ответа. Цирковирус может заразить как незрелые, так и зрелые дендритные клетки.
Хотя инфицированные незрелые ДК еще в состоянии созреть и стать профессиональными антиген-представляющими клетками, индукция созревания в значительной степени делает их подверженными заражению цирковирусом. Созревание ДК запускается при помощи сигналов распознавания «угрозы», примером чего являются факторы созревания, выделяемые клетками-продуцентами натурального интерферона (NIPCs, также известные как плазмацитоидные ДК или pDCs), чтобы распознать «угрозу», а в присутствии РСУ2, в котором основным виновником является вирусной ДНК, в частности ДНК в репликативной форме, их уровень стремится к снижению.
Таким путем, цирковирусная инфекция имеет возможность ограничить долю созревающих ДК. Ряд экстракорпоральных испытаний показал, что накопление РСУ2, наблюдаемое в ДК, может оказаться пагубным для ДК, в результате ошибочной сигнализации другим эффекторам иммунного ответа (В- и Т-клеткам). Окончательным результатом может стать анергия, то есть отсутствие ответа и иммунопатология.
Во время заражения цирковирусом поросята еще защищены материнским иммунитетом: либо вирусная инфекция предотвращается материнским иммунитетом, либо остаточный иммунитет может повысить способность к сопротивлению поросят к инфекции и выработать свою собственную иммунную реакцию.
В последнем случае происходит «нормальная» активация иммунной системы: врожденная невосприимчивость остается нетронутой, функции и созревание ДК-нормальные, а животное приобретает эффективную иммунную защиту против РСУ2 и других патогенов. Это контрастирует с незащищенными от цирковируса поросятами. У них заражение ДК снижает возможность распознавания «угрозы» (обнаружения патоген-связанных молекулярных структур), что приводит к сокращению врожденной иммунокомпетентности.
Ветеринария
Следовательно, способность ДК содействовать адаптивному иммунитету, за счет определения присутствия антигенов, а также связи с адаптивной защитой при ее повреждении ведет к анергии или иммуносупрессии. В результате, иммунная система в целом не способна реагировать эффективно на нападение патогена, подготавливая сценарий для развития таких заболеваний, как синдром послеотъем-ного мультисистемного истощения (PMWS) и цирко-вирус-зависимые заболевания (PCVD).
Несмотря на иммуномодуляцию экспериментальное заражение, отлученных от кормления поросят ЦВС-2 приводит лишь к очень низкой смертности, и видимо, контролируется иммунной системой. После заражения нейтрализующие антитела не появляются до 21-ого дня. Неясно, вызван ли этот относительно замедленный ответ иммунносупрес-совными свойствами ЦВС-2 или слабой иммуноген-ностью вирусных изотопов. Интересно, что ЦВС-2-специфические Т-клеточные ответы, вызванные инфекцией, характеризуются такой же замедленной кинетикой, и в целом ослаблены. Их роль в защитной реакции непонятна. Междисциплинарный подход решительно свидетельствует, что иммуносупрессия при ЦВБС может быть опосредована ЦВС-2.
Однако вирус оказывает плейотропный эффект на иммунные функции: от запуска иммунных ответов до их подавления. Это вызывает недоумение, но не является неожиданностью, если учитывать, что функционирование иммунной системы основано на взаимодействии высокоспециализированных типов клеток в рамках регуляторной сети.
Кроме того, иммунная система имеет характер «обоюдоострого меча» и требует четко регулируемого баланса между стимулирующими и регуляторными элементами. Согласно современным представлениям, ЦВС-2, приспосабливаясь к этой системе, эволюционировал, чтобы избегать иммунного ответа. Сам по себе ЦВС-2, судя по всему, не опасен, но его
иммуномодулирующая активность в сочетании с коинфекциями и другими хозяйственными факторами способствует разрушительному эффекту ЦВБС. ЦВС-2 заражает макрофаги и дендритные клетки, сохраняется в них и может использовать их для проникновения в лимфоидную ткань, где он будет модулировать функции клеток различных типов.
ЦВС-2 ингибирует синтез INF-a/p, интерлейкина 6 (IL-6) и IL-12 клетками, производящими природный интерферон (NIPC, также известные как плазмо-цитодные ДК, пДК). Особенно важно ингибирование синтеза INF-a/p, поскольку NIPS являются наиболее эффективными источниками этого цитокина, который играет заметную роль в контроле над вирусными инфекциями. Помимо своего непосредственно антивирусного эффекта INF-a/p, совместно с другими цитокинами способствует запуску специфического иммунного ответа благодаря индукции созревания дендритных клеток и усилению Т-клеточных и В-клеточных ответов.
Дендритные клетки, которые не прошли созревание, неспособны стимулировать Т-клеточный ответ и формирование Т-клеточной памяти, и даже могут вызывать толерантность к антигенам.
ЦВС-2 может стимулировать синтез противоспа-лительных цитокинов: фактора некроза опухолей (TNFa, IL-ip) и хемоантрактантов (IL-8 и IM хемо-тактический белок-1, МСР-1). Они могут становится причиной воспалительного ответа и разрушение лимфоидной ткани у свиней с СМПИ. Хроническая стимуляция иммунной системы этими цитокинами может способствовать таким болезням, вызываемым иммунной системой, как ЦВБС.
ЦВС-2 вызывает секрецию IL-10. Во время иммунного ответа этот цитокин играет противовоспалительную и толерогенную роль.
Все эти функциональные изменении вызываются коинфекцией, которая представляет собой важный фактор в развитии заболевания.
Литература
1. Ежкова Г. О., Крымов К. Н., Парышев П. А. Морфологические и функционально-технические свойства свинины и говядины с признаками DFD и Р8Е : материалы научно-производственной конференции по активным проблемам ветеринарии и зоотехнии. Казань, 2001. С. 140-141.
2. Швиттис Ю., Карснаускас А., Шакалис А. Эффективность погнездного перемещения чистопородных и помесных поросят в условиях промышленного комплекса : научн.-техн. бюл. Лит. НИИЖ. 1972. Вып. 2. С. 20-26.
3. Рубинский И. А., Романова Л. Я., Петрова О. Г. и др. Организация противоэпизоотических мероприятий в свиноводческих хозяйствах : методические рекомендации. Екатеринбург, 2005. С. 15
4. Черный Н. В., Негребецкий А. М., Бульба Д. В. Влияние микроклимата на резистентность и профилактику стрессов у свиней. Актуальные проблемы интенсивного развития животноводства. Горки, 2000. С. 252-255.
5. Крысенко Ю. Г., Трошин Е. И., Бурдов Г. Н. Изучение эффективности применения иммуномодулятора биоген в хозяйствах Удмуртской Республики. Токсикозы животных и актуальные проблемы болезней молодняка : материалы Международной научно-практической конференции. Казань, 2006. С. 135-138.
6. Крысенко Ю. Г., Трошин Е. И., Ложкин А. В. Эффективность применения сыворотки реконвалесцентов из местного сырья. Эффективность адаптивных технологий в растениеводстве и животноводстве : материалы Всероссийской научно-практической конференции. Ижевск, 2008. С. 245-248.
