Dichelobacter nodosus , ранее называвшаяся Bacteroides nodosus , является грамотрицательным облигатным анаэробом семейства Cardiobacteriaceae. Он имеет полярные фимбрии и является возбудителем гниения овечьих копыт, а также межпальцевого дерматита . [1] Это единственный вид в роду Dichelobacter .
Dichelobacter nodosus | |
---|---|
Научная классификация | |
Домен: | |
Тип: | |
Класс: | |
Заказ: | |
Семья: | |
Род: | Дихелобактер |
Разновидность: | D. nodosus |
Биномиальное имя | |
Dichelobacter nodosus (Beveridge 1941) (Mraz 1963) Dewhirst et al. 1990 г. |
Dichelobacter nodosus , ранее называвшаяся Bacteroides nodosus , является грамотрицательным палочковидным облигатным анаэробом семейства Cardiobacteriaceae. Он имеет полярные фимбрии, которые разделяют бактерии на несколько серогрупп. [2]
D. nodosus, наряду с Fusobacterium necrophorum, сосуществуют в качестве возбудителей гниения овечьих копыт и межпальцевого дерматита у копытных во всем мире, особенно в зонах умеренного климата. [3] [4] [5] Клинические признаки можно разделить на две категории; вирулентный и доброкачественный, причем различия между ними различаются в зависимости от местоположения. [6] [7]
Варианты лечения включают в себя ванночки для ног, парентеральное введение противомикробных препаратов длительного действия, одновременное использование вакцин и вывоз пораженных овец в чистую, изолированную зону. [6] [3] [8] [9] [10] Для предотвращения дальнейшего распространения бактерий требуются меры по охране окружающей среды и лечение инфицированных. [6]
Клеточная морфология и биохимия
D. nodosus - это палочковидные грамотрицательные анаэробные облигатные бактерии, обнаруживаемые на копытах и вызывающие гниение овечьих копыт. Эта бактерия заставляет копыто отделяться от подлежащих тканей за счет производства протеаз и кератиназ. [11] [12] Его предпочтительная среда - теплый (выше 10 градусов Цельсия) и влажный климат. [13]
D. nodosus имеет первичный поверхностный (K) антиген, что делает бактерии иммуногенными . [2] Эти бактерии обладают синергетическим действием с F. necrophorum . [11]
Существует 10 серогрупп, на которые делятся изоляты на основе эпитопов фимбрий бактерий. [2] Класс I содержит серогруппы AC, EG, I и M, тогда как класс II содержит серогруппы D и H. [2] Серотипы классифицируются по результатам теста агглютинации предметных стекол . [2]
Вирулентность бактерий варьируется в зависимости от того, какие штаммы D. nodosus присутствуют в популяции хозяев. [2] Штаммы, содержащие протеазу AprV2, демонстрируют более тяжелую форму гнили стопы, чем штаммы с протеазой AprB2 . [14]
Таксономия и идентификация
D. nodosus относится к отряду Cardiobacteriales . [15]
Идентификация этой бактерии достигается путем взятия мазка с ноги инфицированного животного и выделения ДНК D. nodosus из мазка. [16] Затем выделенная ДНК подвергается ПЦР- амплификации , в ходе которой выделяются гены 16S рРНК, pnpA , rpoD и aprV2 и aprB2 . [16] [5] Достоверность этих результатов различается, так как нет никаких доказательств того, что методы прямого серогруппирования на основе ПЦР были проверены на основе эталона. [5]
Эпидемиология
Гниль копыт - одна из пяти основных болезней, передаваемых овцами в мире. [17] Первичным облигатным возбудителем заболевания является D. nodosus, хотя сообщалось , что F. necrophorum оказывает синергетический эффект в тяжелых случаях гнили стопы. [18] Вспышки зарегистрированы в Австралии, Великобритании, Норвегии, Швейцарии. [17] [19] [20]
D. nodosus распространен по всему миру круглый год с характерными пиками высокой трансмиссии, возникающими в зонах с умеренным климатом, где имеется достаточная влажность и температура окружающей среды выше 10 градусов. [3] [4] В более прохладных условиях, таких как весна и осень, более высокая распространенность заболеваний может наблюдаться в Великобритании и Ирландии. [17] Эта бактерия способна процветать во влажной почве до двух недель. В оптимальных условиях бактерия может прожить до 24 дней при температуре не менее 5 градусов Цельсия. В субоптимальных условиях животные не будут демонстрировать полную клиническую картину, и легкие поражения могут быть ограничены межпальцевой кожей. Обнаружение более низкой распространенности и устойчивости происходит в сухом теплом климате по сравнению с влажными прохладными условиями. [4]
Овцы и козы являются основными видами, поражаемыми бактериями, и восприимчивы к ним в любом возрасте. Породы мериносов более восприимчивы, чем британские породы овец. Британские породы, по-видимому, обладают более естественной резистентностью , демонстрируя легкие клинические признаки на короткий срок. Хотя при первом скрещивании потомства при правильных условиях может развиться тяжелое клиническое заболевание. Крупный рогатый скот может быть поражен, хотя обычно переносится только легкой формой инфекции. Сообщается, что дикие копытные являются переносчиками бактерии в Германии и Швейцарии. [4]
Есть проблемы , связанные с выделением D . nodosus, поскольку необходимо провести больше молекулярных исследований, чтобы дифференцировать устойчивость в условиях домашней фермы [17]
Патогенез
D. nodosus и F. necrophorum сосуществуют и вызывают заболевание, известное как гниль овечьих копыт , которое в основном встречается у овец и коз. [5] Один только F. necrophorum вызывает ожог стопы, что предрасполагает животное к коинфекции D. nodosus, что приводит к гниению стопы. [5] D. nodosus также может переноситься крупным рогатым скотом, оленями и лошадьми. [5] Инфекция D. nodosus была зарегистрирована у крупного рогатого скота, но случаи обычно ограничиваются доброкачественными штаммами. [21] Для того, чтобы D. nodosus вызывал заболевание, бактериям необходимо раздражение межпальцевого промежутка, это может быть связано с влажностью или травмой этой области. [5]
Степень тяжести гнили стопы имеет широкий диапазон проявлений болезни. [5] [16] в зависимости от штамма или комбинации штаммов, присутствующих на зараженном участке, и вирулентности указанных штаммов. [5] D. nodosus высвобождает протеазные ферменты, это количество протеазных ферментов, тип протеазных ферментов и фимбрии типа IV, которые определяют его вирулентность. [5] [22] Ферменты протеазы переваривают ткань между рогом копыта и плотью, что вызывает боль у пораженного животного. [5]
Гниль стопы можно разделить на доброкачественную гниль стопы и вирулентную гниль стопы [5], которые содержат гены aprB2 , кодирующие термолабильные протеазы, и гены aprV2, кодирующие термостабильные протеазы, соответственно. [23] Доброкачественная гниль стопы описывается как покраснение и воспаление ткани между пальцами ног. [5] Вирулентная гниль копыт - это когда бактерии начинают проникать в копытный рог и могут вызвать отделение копытного рога от копытной стенки. [5] У вирулентных штаммов рог может полностью отделиться от подлежащей ткани, что делает ткань восприимчивой к ударам мух . [5]
Болезнь
Клинические признаки гнили стоп у овец можно разделить на две категории; доброкачественный и опасный. [6] [7] В Австралии различие между доброкачественным и вирулентным заболеванием зависит от штамма, вызывающего гниение стопы D. nodosus, и связано со степенью тяжести клинических признаков. [24] [6] Может быть трудно определить разницу между двумя штаммами по клиническим признакам. В некоторых странах, например в США, доброкачественные и вирулентные штаммы считаются одинаковыми и лечатся в соответствии с клиническими проявлениями. [6] Клиническими признаками доброкачественной гнили стопы являются межпальцевой дерматит и часто, но не всегда, включают хромоту пораженной стопы или стопы. [23] [6] [7] Клинические признаки вирулентной гнили стопы начинаются как межпальцевой дерматит, но прогрессируют до некроза, отделения копытной стенки от подлежащих мягких тканей и сильной хромоты. [6] Однако обе категории гнили стопы могут прогрессировать от межпальцевого дерматита до более серьезных, хронических некротических поражений, которые могут иметь характерный гнилостный запах и вызывать значительную хромоту у пораженного животного. [6] [7]
Диагностика
Использование руководства по оценке гнили стопы для подтверждения диагноза и определения степени тяжести заболевания, а также необходимого уровня лечения и лечения. Оценка основана на тяжести поражения межпальцевого дермы, соединения кожи и рога и самого рога. [7] Случаи доброкачественной гнили стопы имеют тенденцию оцениваться в нижней части шкалы, а случаи вирулентной гнили стопы - в верхней части. [7] [25] Другие клинические признаки могут присутствовать в зависимости от напряжения или тяжести гниения стопы: потеря аппетита, потеря физического состояния, снижение выработки шерсти, [6] [7] [24] и уменьшение количества молока. производство. [24] Теплые и влажные условия благоприятны для распространения гнили стопы, поэтому наличие этих условий также может помочь в диагностике гнили стопы, вызванной d. nodosus, а также способствуют распространению среди других животных в стаде [6] [24]
Лабораторная диагностика D. nodosus может быть проведена для определения вирулотипа вызывающего инфекцию штамма с помощью ПЦР, желатинового геля и анализа эластазы [23], хотя это и не выполняется рутинно, и может использоваться для подтверждения полевого диагноза. [7] [25] Идентификация внеклеточных протеаз исторически была основой для дифференциации между двумя штаммами D. nodosus. [26] Доброкачественные штаммы D. nodosus содержат протеазы, которые являются термолабильными, а вирулентные штаммы содержат протеазы, которые являются термостабильными и имеют более высокая активность эластазы. [26] [23] Проведение лабораторных исследований для диагностики конкретных штаммов D. nodosus путем определения термостабильности протеазы и активности эластазы обычно не выполняется из-за сложности лабораторных процедур, которые часто дают противоречивые результаты. [23] [7] [26] Кроме того, время, необходимое для выполнения лабораторных тестов для определения вирулотипа D. nodosus, является медленным и может оказаться бесполезным для эффективного лечения или изоляции инфицированных животных (ов) и для предотвратить распространение на других животных. [23]
Уход
В наиболее эффективных вариантах лечения D. nodosus используется мультимодальный подход, обеспечивающий адекватное лечение, а также ограниченное последующее распространение. [6] [3] [9] [10] Это включает немедленное лечение при идентификации, ножные ванны, парентеральное введение противомикробных препаратов длительного действия , одновременное применение вакцин и вывоз пораженных овец в чистую, изолированную зону. [6] [3] [8] [9] [10]
Прогноз гнили стопы лучше всего при лечении на ранней стадии, до прогрессирования заболевания; это помогает сделать выбор между лечением и выбраковкой пораженных животных, чтобы минимизировать экономические потери. [6] [3] [10] [9] Необходимо контролировать пораженных овец, чтобы гарантировать эффективность лечения, и убивать их, если клинические симптомы сохраняются, поскольку они являются источником заражения для остальной части стада. [6] Зараженные овцы не должны возвращаться в популяцию до тех пор, пока инфекция не будет устранена, а окружающая среда не будет очищена для предотвращения повторного заражения или распространения. [10] [9] [6]
Использование ванн для ног, содержащих 10% растворы сульфата цинка, показало свою эффективность как для лечения, так и для профилактики, хотя их использование вызывает споры из-за воздействия на окружающую среду. [3] [6] Эффективность также снижается при использовании в тяжелых случаях, поскольку раствор имеет ограниченное проникновение [3], и в этом случае парентеральное введение противомикробных препаратов является наиболее эффективным лечением.
D. nodosus имеет ограниченную способность сохраняться в окружающей среде, поэтому карантин инфицированных животных имеет решающее значение для предотвращения распространения в стаде. [6]
Одновременное использование вакцины также может помочь ограничить распространение болезни в стаде. [8]
Устойчивость к антибиотикам
Окситетрациклин был наиболее часто используемым противомикробным средством для лечения D. nodosus . [10] [9] [3] [6] Эта бактерия также показала чувствительность к тетрациклинам, макролидам, пенициллину, цефалоспоринам и фторхинолонам; с недавними исследованиями, защищающими эффективность гамитромицина в качестве альтернативы окситетрациклину. [10] О резистентности D. nodosus пока не поступало . [10] [3] Использование противомикробных препаратов ограничено из-за того, что макролиды играют важную роль в медицине человека, а частота отмены может препятствовать экономической отдаче и, следовательно, их выбору в качестве варианта лечения. [10] [3] Неправильное использование противомикробных препаратов может способствовать развитию резистентности, неэффективному лечению и более высокому уровню повторного заражения в стаде. [3] Раннее выявление D. nodosus , а также регулярная профилактика будут способствовать снижению зависимости от противомикробных препаратов, а также уменьшению стресса от возникающей резистентности и экономическим потерям. [3]
Профилактика
Управление окружающей средой и лечение инфицированных животных имеют важное значение для предотвращения распространения D. nodosus . [6] Зараженные животные должны быть удалены из стада в чистую среду, чтобы их можно было обработать, поскольку бактерии не выживают в течение 3 недель вне хозяина. [6] [3] Лечение наиболее эффективно при раннем выявлении инфекции. [3] Бактерия сохраняется на необработанном хозяине, а также во влажной и теплой среде, поэтому требуется обработка, надлежащий дренаж, вентиляция и санитария, чтобы остановить жизненный цикл [27] [6] [3] Повторное заражение вероятно, если окружающая среда не обеззараживается, поскольку животные становятся восприимчивыми, как только антимикробные препараты перестают действовать. [6] [3]
После дезактивации окружающей среды вспышки можно предотвратить, убедившись, что запасы на замену поступают из проверенного источника и помещаются в карантин по прибытии до получения отрицательного результата теста. [6] Новые животные должны быть помещены в карантин, а их лапы должны быть проверены и подрезаны перед введением в популяцию в целом и в окружающую среду. [6] Использование рутинных ванн для ног, содержащих цинк, медь или формол, на еженедельной основе снижает заболеваемость D. nodosus . [8] [3] [6]
В районах с эндемичными сообщениями об этой болезни протокол вакцинации также эффективен для снижения заболеваемости в стаде, а одновременное применение с инфекцией поможет ускорить выздоровление. [3] [6] [8] Эффективность вакцин зависит от используемого типа, а также от штамма D. nodosus , присутствующего на ферме, поэтому их следует использовать в сочетании с другими профилактическими мероприятиями. [6] [8]
Врожденная резистентность была показана у некоторых пород овец с измененной конформацией копыт, и, следовательно, снижение заболеваемости может быть выбрано с помощью селективного разведения и кроссбридинга. [10] [8]
Известные штаммы
- Dichelobacter nodosus ATCC 25549
- Dichelobacter nodosus VCS1703A
Рекомендации
- ^ «Межпальцевой дерматит (стабильная гниль, пятка навозной жижи, ожог) у крупного рогатого скота» . Ветеринарное руководство Мерк. Сентябрь 2015 . Проверено 26 июня +2016 .
- ^ а б в г д е Макферсон А.С., Дунджел О.П., Уиттингтон Р.Дж. (апрель 2018 г.). «Обнаружение и серогруппирование инфекции Dichelobacter nodosus с использованием прямой ПЦР из мазков с пораженных участков для поддержки вакцинации против вирулентной гнили у овец в зависимости от вспышки» . Журнал клинической микробиологии . 56 (4): e01730–17. DOI : 10.1128 / jcm.01730-17 . PMC 5869834 . PMID 29436426 .
- ^ Б с д е е г ч я J к л м п о р д р ы Kraft AF, Strobel H, Hilke J, Steiner A, Kuhnert P (январь 2020 г.). «Распространенность Dichelobacter nodosus в стадах овец, лишенных гнилей: сравнительное полевое исследование стратегий ликвидации» . BMC Veterinary Research . 16 (1): 21. DOI : 10,1186 / s12917-020-2243-8 . PMC 6977287 . PMID 31969162 .
- ^ а б в г "ANZSDP-Ovine-footrot.pdf" . Правительство Австралии . 2020.
- ^ Б с д е е г ч я J к л м п о Пессанит Л., Нири М., Хатченс Т. (сентябрь 2009 г.). Footrot у овец и коз. Науки о животных (Отчет). Расширение Purdue. AS-596-W.
- ^ Б с д е е г ч я J к л м п о р а Q R сек т у V ш х у г аа аб «Контагиозная гниль у овец - опорно-двигательная система» . Ветеринарное руководство Мерк . Проверено 7 ноября 2020 .
- ^ Б с д е е г ч I Buller N, Eamens G (май 2014 г.). "Овечья лапка" (PDF) . Правительство Австралии - Министерство сельского хозяйства, водных ресурсов и окружающей среды . Проверено 4 октября 2020 года .
- ^ Б с д е е г Дхангьел О., Хантер Дж., Уиттингтон Р. (май 2014 г.). «Вакцины против ягодиц и вакцинация». Вакцина . 32 (26): 3139–46. DOI : 10.1016 / j.vaccine.2014.04.006 . PMID 24736003 .
- ^ а б в г д е Скотт П. (май 2012 г.). "Овечья лапка". Животноводство . 17 (3): 37-40. DOI : 10.1111 / j.2044-3870.2012.00114.x .
- ^ Б с д е е г ч я J Каэтано П., Беттанкур Э.В., Бранко С. (2018). «Обзор гнили у овец» (PDF) . Журнал ветеринарии и животноводства . 6 (4): 405–13.
- ^ а б Беннетт Дж., Хикфорд Дж., Седкол Р., Чжоу Х. (август 2009 г.). «Dichelobacter nodosus, Fusobacterium necrophorum и эпидемиология гнили». Анаэроб . 15 (4): 173–6. DOI : 10.1016 / j.anaerobe.2009.02.002 . PMID 19239925 .
- ^ Кеннан Р.М., Вонг В., Дхангьель О.П., Хан Х, Вонг Д., Паркер Д. и др. (Ноябрь 2010 г.). «Субтилизин-подобная протеаза AprV2 необходима для вирулентности и использует новый дисульфидно-связанный экзосайт для связывания субстратов» . PLOS Патогены . 6 (11): e1001210. DOI : 10.1371 / journal.ppat.1001210 . PMC 2991261 . PMID 21124876 .
- ^ Макферсон А.С., Дунджел О.П., Уиттингтон Р.Дж. (май 2017 г.). «Оценка генотипических и фенотипических тестов на вирулентность протеаз для инфекции Dichelobacter nodosus у овец» . Журнал клинической микробиологии . 55 (5): 1313–1326. DOI : 10.1128 / jcm.02403-16 . PMC 5405250 . PMID 28202796 .
- ^ Locher I, Giger L, Frosth S, Kuhnert P, Steiner A (май 2018 г.). «Возможные пути передачи Dichelobacter nodosus». Ветеринарная микробиология . 218 : 20–24. DOI : 10.1016 / j.vetmic.2018.03.024 . PMID 29685216 .
- ^ Альмагро Г., Виале А.М., Монтеро М., Рахимпур М., Муньос Ф.Дж., Бароха-Фернандес Э. и др. (2015-01-21). «Сравнительный геномный и филогенетический анализ генов Gammaproteobacterial glg проследил происхождение оперона гликогена Escherichia coli glgBXCAP до последнего общего предка сестринских порядков Enterobacteriales и Pasteurellales» . PLOS ONE . 10 (1): e0115516. Bibcode : 2015PLoSO..1015516A . DOI : 10.1371 / journal.pone.0115516 . PMC 4301808 . PMID 25607991 .
- ^ а б в Витцани G, изд. (2011). «Биокоммуникация в почвенных микроорганизмах». Биология почвы . 23 . DOI : 10.1007 / 978-3-642-14512-4 . ISBN 978-3-642-14511-7. ISSN 1613-3382 .
- ^ а б в г Клифтон Р., Гибель К., Лю Н.Л., Парди К.Дж., Грин Л.Е. (октябрь 2019 г.). «Сайты персистенции Fusobacterium necrophorum и Dichelobacter nodosus: изменение парадигмы в понимании эпидемиологии гнили у овец» . Научные отчеты . 9 (1): 14429. Bibcode : 2019NatSR ... 914429C . DOI : 10.1038 / s41598-019-50822-9 . PMC 6783547 . PMID 31594981 .
- ^ Виткомб Л.А., Грин Л.Е., Кальво-Бадо Л.А., Рассел К.Л., Смит Е.М., Грогоно-Томас Р., Веллингтон Е.М. (апрель 2015 г.). «Первое исследование патогенной нагрузки и локализации гнили овец с использованием флуоресцентной гибридизации in situ (FISH)» . Ветеринарная микробиология . 176 (3–4): 321–7. DOI : 10.1016 / j.vetmic.2015.01.022 . PMC 4366039 . PMID 25742734 .
- ^ Gilhuus M, Kvitle B, L'Abée-Lund TM, Vatn S, Jørgensen HJ (май 2014 г.). «Недавно представленный штамм Dichelobacter nodosus вызвал вспышку гнили в Норвегии» . Acta Veterinaria Scandinavica . 56 (1): 29. DOI : 10,1186 / 1751-0147-56-29 . PMC 4046027 . PMID 24886510 .
- ^ Wimmershoff, J .; Ryser-Degiorgis, M .; Marreros, N .; Frey, J .; Romanens, P .; Гендрон, К .; Ориги, ФК (май 2015 г.). «Вспышка тяжелой гнили стопы, связанной с доброкачественной Dichelobacter nodosus, в колонии альпийских горных козлов в Швейцарских Предальпах». Schweizer Archiv Fur Tierheilkunde . 157 (5): 277–84. DOI : 10,17236 / sat00021 . PMID 26753343 .
- ^ Плант Дж., Матрос Дж., Эверс М. (июль 2017 г.). Footrot в овцах и козах (четвертое изд.). Департамент сырьевых отраслей. Primefact 1533.
- ^ Биллингтон С.Дж., Джонстон Дж. Л., Руд Дж. И. (декабрь 1996 г.). «Области вирулентности и факторы вирулентности возбудителя гнили овец, Dichelobacter nodosus» . Письма о микробиологии FEMS . 145 (2): 147–56. DOI : 10.1111 / j.1574-6968.1996.tb08570.x . PMID 8961550 .
- ^ а б в г д е Штойбле А., Штайнер А., Фрей Дж., Кунерт П. (апрель 2014 г.). «Одновременное обнаружение и распознавание вирулентных и доброкачественных Dichelobacter nodosus у овец отар, пораженных копытной гнилью, и в клинически здоровых отарах с помощью конкурентной ПЦР в реальном времени» . Журнал клинической микробиологии . 52 (4): 1228–31. DOI : 10.1128 / JCM.03485-13 . PMC 3993488 . PMID 24452162 .
- ^ а б в г Пью Д.Г., Бэрд Н.Н. (май 2012 г.). Электронная книга по медицине для овец и коз . Elsevier Health Sciences. DOI : 10.1016 / c2009-0-60474-8 . ISBN 978-1-4377-2354-0.
- ^ а б «Диагностика стопы» (PDF) . Департамент первичной промышленности штата Новый Южный Уэльс . 13 февраля 2007 . Проверено 10 ноября 2020 года .
- ^ а б в Кеннан Р.М., Хан Х, Портер С.Дж., Руд Джи (ноябрь 2011 г.). «Патогенез гнили овец». Ветеринарная микробиология . 153 (1–2): 59–66. DOI : 10.1016 / j.vetmic.2011.04.005 . PMID 21596496 .
- ^ «Свод правил ухода за овцами и обращения с ними» . www.nfacc.ca . Проверено 9 ноября 2020 .
Внешние ссылки
- «Dichelobacter nodosus» . nlm.nih.gov . Проверено 18 августа +2016 .
- «Информация о геномном проекте (GenomeSeek)» . Архивировано из оригинала на 2006-10-16 . Проверено 18 августа +2016 .
- "Справочник по здоровью животных и производству" . cabicompendium.org . Проверено 18 августа +2016 .
- Типовой штамм Dichelobacter nodosus в Bac Dive - база метаданных по бактериальному разнообразию