Mycobacterium bovis — медленнорастущая ( время образования от 16 до 20 часов ) аэробная бактерия и возбудитель туберкулеза крупного рогатого скота (известного как бычий туберкулез ). Он родственен микобактерии туберкулеза , бактерии, вызывающей туберкулез у человека. M. bovis может преодолевать видовой барьер и вызывать туберкулезоподобную инфекцию у людей и других млекопитающих. [2]
Бактерии представляют собой изогнутые или прямые палочки. Иногда они образуют нити, которые при повреждении распадаются на бациллы или кокки . В тканях они образуют тонкие палочки, прямые, изогнутые или булавовидные. Короткие, относительно пухлые бациллы (палочки) в мазках тканей, большие тонкие палочки-бусинки в культуре. У них нет жгутиков , бахромок и капсулы . [ нужна цитата ]
Бактерии группы микобактерий туберкулеза имеют длину 1,0-4,0 мкм и ширину 0,2-0,3 мкм в тканях. В культуре они могут проявляться как кокки, так и бациллы длиной до 6-8 мкм. [ нужна цитата ]
Бактерии окрашивают грамположительные , кислотоустойчивые . Клеточная стенка содержит до 60% липидов, что придает микобактериям гидрофобные характеристики, медленный рост и устойчивость к высыханию, дезинфицирующим средствам, кислотам и антителам. ( семейство микобактерий ). Их нелегко окрасить анилиновыми красками; хотя они грамположительные, подтвердить это может быть сложно. Окрашивание по Цилю-Нильсену приводит к окрашиванию в розовый цвет горячим карболфусцином, а затем устойчивость к обесцвечиванию 3% соляной кислотой в 95% спирте (т. е. они устойчивы к кислоте и спирту); После промывания предметное стекло докрашивают, например, метиленовым синим. [ нужна цитата ]
Они не образуют спор .
M. bovis — факультативный внутриклеточный паразит . Для роста in vitro требуются специальные питательные среды; например, яичная среда Дорсета включает яичный желток, фосфатный буфер, соли магния и пируват натрия; могут быть добавлены аминокислоты, но не включен глицерин, поскольку он обладает ингибирующим действием. Его ингибирует глицерин. Культуре обычно требуется несколько недель при температуре 37 °C, чтобы достичь колоний, видимых невооруженным глазом. Он строго аэробный и растет при 37, но не при 25 °C. Оптимальный рост происходит при 37-38°С. Этот вид не восстанавливает нитраты и ниацин и устойчив к пиразинамиду. Он чувствителен к гидразиду тиофен-2-карбоновой кислоты. [ нужна цитата ]
Вначале (через 3–4 недели) его мельчайшие тусклые хлопья начинают густеть, образуя сухие массы неправильной формы, возвышающиеся высоко над поверхностью питательной среды. В конце концов, сливающийся рост наблюдается по всей поверхности культуры, образуя шероховатый восковой покров, становящийся толстым и морщинистым и достигающим стенок контейнера. Колонии на первый взгляд желтые, затемняются до темно-желтого и, в конечном итоге, до кирпично-красного цвета под воздействием света. В жидких средах рост происходит только на поверхности, если в среду не добавлен смачивающий агент (например, Твин 80). [ нужна цитата ]
M. bovis по строению и метаболизму сходен с M.tuberculosis . M. bovis — грамположительная кислотоустойчивая палочковидная аэробная бактерия. В отличие от M.tuberculosis , у M.bovis отсутствует активность пируваткиназы из-за того, что pykA содержит точечную мутацию, которая влияет на связывание кофактора Mg2 + . [3] Пируваткиназа катализирует заключительную стадию гликолиза, дефосфорилирование фосфоренолпирувата в пируват. Следовательно, у M. bovis промежуточные гликолитические соединения не могут участвовать в окислительном метаболизме. Хотя никаких конкретных исследований не проводилось, M. bovis, по-видимому, должен полагаться на аминокислоты или жирные кислоты в качестве альтернативного источника углерода для энергетического метаболизма. [ нужна цитата ]
По оценкам , в первой половине 20-го века M. bovis стал причиной большего количества потерь среди сельскохозяйственных животных, чем все другие инфекционные заболевания вместе взятые. Заражение происходит при проглатывании или вдыхании бактерии. [4]
M. bovis обычно передается человеку при употреблении сырого молока инфицированных коров, хотя он также может распространяться воздушно-капельным путем. Реальные инфекции у людей в настоящее время в развитых странах редки, главным образом потому, что пастеризация убивает бактерии M. bovis в зараженном молоке. В Великобритании крупный рогатый скот проверяют на наличие этой болезни в рамках программы искоренения и выбраковывают в случае положительного результата теста. Такой крупный рогатый скот все еще может войти в пищевую цепь человека, но только после того, как инспектор по мясным продуктам или государственный ветеринарный врач осмотрит тушу и подтвердит, что она пригодна для употребления в пищу человеком. Однако в регионах развивающегося мира, где пастеризация не является общепринятой, M. bovis является относительно распространенной причиной туберкулеза человека. [5]
Туберкулез крупного рогатого скота — хроническое инфекционное заболевание, поражающее широкий круг млекопитающих-хозяев, включая людей, крупный рогатый скот , оленей , лам , свиней , домашних кошек , диких хищников ( лисиц , койотов ) и всеядных ( обыкновенный опоссум , куньи и грызуны ); он редко поражает непарнокопытных или овец . [6] [7] Заболевание может передаваться несколькими путями; например, оно может распространяться через выдыхаемый воздух, мокроту, мочу, фекалии и гной, поэтому заболевание может передаваться при прямом контакте, контакте с экскрементами инфицированного животного или при вдыхании аэрозолей, в зависимости от вида. [8]
M. bovis является предком наиболее широко используемой вакцины против туберкулеза, бациллы Кальметта-Герена M. bovis ( БЦЖ ), которая была выделена после субкультивирования на глицериновой картофельной среде 239 раз в течение 13 лет, начиная с исходного вирулентного штамма. [ нужна цитата ]
Кожные пробы возможны у крупного рогатого скота. Казал и др. В 2012 году попробовали провокацию как рекомбинантным белком , так и перекрывающимися пептидами , но обнаружили, что пептидный тест менее чувствителен . [9]
В Новой Зеландии интродуцированный обыкновенный опоссум является переносчиком распространения M. bovis . Закон о биобезопасности 1993 года , который установил национальную стратегию борьбы с вредителями, является законодательным актом, регулирующим борьбу с этой болезнью в Новой Зеландии. Совет по здоровью животных реализует общенациональную программу тестирования крупного рогатого скота и контроля опоссумов с целью искоренить M. bovis среди диких видов-переносчиков на 2,5 миллионах гектаров – или четверти – территорий Новой Зеландии, находящихся под угрозой, к 2026 году и, в конечном итоге, полностью искоренить болезнь. [10]
Программа Новой Зеландии по борьбе с туберкулезом считается «ведущей в мире». [11] Это позволило успешно снизить уровень заражения крупного рогатого скота и оленей с более чем 1700 в 1994 году до менее 100 стад в июле 2011 года. Во многом этот успех можно объяснить устойчивым контролем крупного рогатого скота, снижающим перекрестное заражение и прерывающим цикл болезни. . Например, в Хохотаке, на Северном острове в центральной части Новой Зеландии , в ходе противотуберкулезных работ с 1988 по 1994 год было достигнуто устойчивое среднее снижение плотности опоссумов, инфицированных туберкулезом, на 87,5%. Как и ожидалось, ежегодная заболеваемость туберкулезом в местных стадах крупного рогатого скота снизилась на аналогичную величину (83,4%). [12]
Борьба с опоссумами осуществляется с помощью комбинации отлова , приземной травли и, если другие методы непрактичны, обработки с воздуха ядом 1080 . [13]
С 1979 по 1984 год контроль над опоссумами был прекращен из-за отсутствия финансирования. С этого момента и до 1994 года заболеваемость туберкулезом в стадах неуклонно росла. [14] Площадь Новой Зеландии, где обитают дикие животные, инфицированные туберкулезом, увеличилась с примерно 10% территории страны до 40%. [ нужна цитата ]
Тот факт, что опоссумы являются такими эффективными переносчиками туберкулеза, по-видимому, объясняется их поведением после заражения. [15]
В 1930-х годах 40% крупного рогатого скота в Великобритании были инфицированы M. bovis , и ежегодно регистрировалось 50 000 новых случаев заражения человека M. bovis . [16] По данным DEFRA и Агентства по охране здоровья , риск заражения туберкулезом от крупного рогатого скота в Великобритании будет низким. [ нужна цитата ]
Барсуки ( Meles meles ) были впервые идентифицированы как переносчики M. bovis в 1971 году, но в отчете независимого наблюдательного комитета в 1997 году (отчет Кребса) был сделан вывод: «[существуют] убедительные косвенные доказательства, позволяющие предположить, что барсуки представляют собой значительный источник Инфекция M. bovis у крупного рогатого скота... [h]однако причинно-следственная связь... не доказана». [17] По сути, согласно отчету, вклад барсуков «в проблему туберкулеза среди крупного рогатого скота в Великобритании» на тот момент был гипотезой, которую необходимо было проверить. Последующее исследование по рандомизированному отбраковке барсуков [18] (спланированное, контролируемое и проанализированное Независимой научной группой по туберкулезу крупного рогатого скота, или ISG [19] ) проверяло эту гипотезу путем проведения крупных полевых испытаний широкомасштабного (превентивного) отбраковки и локализованного реактивного отбраковки ( по сравнению с районами, где не проводилась выбраковка барсуков). В своем итоговом отчете [20] ISG пришла к выводу: «Во-первых, хотя барсуки явно являются источником туберкулеза крупного рогатого скота, тщательная оценка наших собственных и чужих данных показывает, что отбраковка барсуков не может внести значимого вклада в борьбу с туберкулезом крупного рогатого скота в Великобритании. Во-вторых, недостатки в схемах тестирования крупного рогатого скота означают, что крупный рогатый скот сам по себе вносит значительный вклад в сохранение и распространение болезни во всех районах, где встречается туберкулез, и в некоторых частях Великобритании. ", вероятно, являются основным источником инфекции. Научные данные показывают, что рост заболеваемости можно обратить вспять, а географическое распространение сдержать только путем жесткого применения мер контроля на уровне крупного рогатого скота". 26 июля 2007 года государственный министр Министерства окружающей среды, продовольствия и сельского хозяйства (лорд Рукер) заявил: «Милорды, мы приветствуем окончательный отчет Независимой научной группы, который еще больше улучшает доказательную базу. Мы тщательно рассматриваем эти вопросы. что поднимается в отчете, и мы будем продолжать работать с промышленностью, правительственными советниками и научными экспертами для принятия политических решений по этим вопросам». [21]
В Великобритании было обнаружено, что многие другие млекопитающие инфицированы M. bovis , хотя частота изоляции, как правило, намного меньше, чем у крупного рогатого скота и барсуков. В некоторых районах юго-западной Англии олени , особенно лани из-за их стадного поведения, считаются возможными поддерживающими хозяевами для передачи бычьего туберкулеза [22] [23]
Утверждается, что в некоторых локализованных районах риск передачи инфекции крупному рогатому скоту от ланей выше, чем от барсуков. [22] [23]
Одной из причин, по которой Министерство окружающей среды, продовольствия и сельского хозяйства требует уничтожения инфицированного или подозрительного скота, является соблюдение правил ЕС по экспорту мясных и молочных продуктов в другие государства-члены. Мясо и молочные продукты по-прежнему могут продаваться в Великобритании в пищевой цепочке при условии проведения соответствующих проверок туш и пастеризации молока. [24] [25]
Распространение заболевания среди людей через домашних животных стало очевидным в марте 2014 года, когда Служба здравоохранения Англии объявила, что у двух человек в Англии развилась инфекция bTB после контакта с домашней кошкой. Два случая заболевания человека были связаны с 9 случаями заражения bTB у кошек в Беркшире и Хэмпшире в 2013 году. Это первые зарегистрированные случаи передачи инфекции от кошки человеку. [26]
В обзорной статье 2010 года, опубликованной в журнале «Тенденции в микробиологии» , Пол и Дэвид Торгерсоны утверждали, что туберкулез крупного рогатого скота является незначительной проблемой общественного здравоохранения в Великобритании, если молоко пастеризовано. Туберкулез крупного рогатого скота очень редко передается аэрозольным путем от крупного рогатого скота к человеку. Таким образом, программа борьбы с туберкулезом крупного рогатого скота в Великобритании в ее нынешнем виде представляет собой нерациональное использование ресурсов и не приносит никакой пользы обществу. Действительно, существует очень мало доказательств положительной экономической выгоды для животноводческой отрасли, поскольку было проведено мало исследований прямых затрат, связанных с туберкулезом крупного рогатого скота, для животноводства. Пастеризация молока была единственной мерой общественного здравоохранения, которая предотвратила передачу бычьего туберкулеза человеку, и никаких оправданий нынешней политике тестирования и выбраковки в Великобритании не видно. [27]
В июле 2010 года независимая исследовательская группа Rethink Bovine TB опубликовала второй выпуск дискуссионного документа «Туберкулез крупного рогатого скота. Время переосмыслить» [28] . В статье рассматривается текущая политика Англии и Уэльса. Он предлагает альтернативное решение, которое является одновременно практичным и экономически эффективным. В статье использованы данные DEFRA и работы профессоров Пола и Дэвида Торгерсонов. [27]
В марте 2012 года аналитический центр Bow Group опубликовал целевой документ, призывающий правительство пересмотреть свои планы по выбраковке тысяч барсуков для борьбы с туберкулезом крупного рогатого скота, заявив, что результаты крупных испытаний лейбористской партии по выбраковке барсуков несколькими годами ранее заключались в том, что выбраковка не работает. . Автором статьи является Грэм Годвин-Пирсон, предисловие написал певец Брайан Мэй , а также вклад ведущих ученых-туберкулезников, включая лорда Кребса . [29] [30] [31]
В 2017 году Рэйчел Таннер и Хелен МакШейн из Института Дженнера в Оксфорде опубликовали исследование по замене, сокращению и совершенствованию использования животных в исследованиях вакцин против туберкулеза. [32]
По словам Барбары Гутманн Розенкранц, открытие в конце XIX века связи между туберкулезом крупного рогатого скота и человека привело к попыткам штата и федерального правительства искоренить туберкулез крупного рогатого скота. Кампании за чистое молоко и мясо напугали горожан и заставили их поддержать контроль, хотя в то время было мало доказательств того, что туберкулез передается людям через зараженное мясо или молоко. Кампании против нечистого мяса и молока привели к напряженности между развивающейся профессией ветеринара и медиками, каждая из которых утверждала, что эта область является частью их собственной компетенции. [34]
К 1917 году 5% американского крупного рогатого скота были инфицированы M. bovis (туберкулез крупного рогатого скота или bTB), в том числе 10% молочных животных и 1–2% мясного скота. Ставки росли. Примерно в 1900 году 15 000 американцев, в основном детей, умирали каждый год от bTB, и многие другие страдали от боли и уродства. [35] [36]
Под угрозой прекращения продаж по приказу городских чиновников здравоохранения, чиновники правительства штата Вермонт начали инновационную кампанию по искоренению bTB на фермах с 1877 по 1936 год. Они использовали новейшие немецкие исследования и тем самым сохранили рынки Нью-Йорка и Бостона. [37] Вермонт был исключением, поскольку по всей стране многие фермеры яростно сопротивлялись искоренению туберкулеза крупного рогатого скота, считая это дорогостоящим нарушением их либертарианского права на сельское хозяйство. [38]
В последние десятилетия инфекции M. bovis в стадах крупного рогатого скота в США встречаются нечасто. M. bovis является эндемичным для белохвостого оленя ( Odocoileus Virginianus ) в северо-восточной части Мичигана и северной Миннесоты и спорадически завозится из Мексики. Только белохвостый олень был подтвержден в качестве поддерживающего хозяина при вспышке bTB в Мичигане, хотя другие млекопитающие, такие как еноты ( Procyonlotor ), опоссумы ( Didelphis Virginiana ) и койоты ( Canis latrans ), могут служить переносчиками и переносчиками вируса. тупиковые хосты . [39] Тот факт, что белохвостый олень является поддерживающим хозяином M. bovis, остается серьезным препятствием на пути искоренения этой болезни среди домашнего скота в США. В 2008 году 733 998 лицензированных охотников на оленей добыли около 489 922 белохвостых оленей, пытаясь контролировать распространение болезни. Эти охотники приобрели более 1,5 миллионов жетонов добычи оленей. Экономическая ценность охоты на оленей для экономики Мичигана в борьбе за искоренение туберкулеза весьма значительна. Например, в 2006 году охотники потратили 507 миллионов долларов США на охоту на белохвостого оленя в Мичигане. [40]
Заболевание встречается у крупного рогатого скота по всему миру, но в некоторых странах удалось снизить или ограничить заболеваемость посредством процесса «тестирования и выбраковки» поголовья крупного рогатого скота. Большая часть Европы и несколько стран Карибского бассейна (включая Кубу) практически свободны от M. bovis . Австралия официально свободна от этой болезни после успешной программы BTEC, но остаточные инфекции могут существовать у диких буйволов в изолированных частях Северной территории. В Канаде пораженные дикие лоси и белохвостые олени встречаются в национальном парке Райдинг-Маунтин в Манитобе и его окрестностях. Чтобы улучшить контроль и ликвидировать bTB, Канадское агентство по инспекции пищевых продуктов разделило Манитобу на две зоны управления: зону ликвидации туберкулеза в Райдинг-Маунтин, где было обнаружено заболевание, и зону ликвидации туберкулеза Манитобы, остальную часть провинции за пределами RMEA, где заболевание не обнаружено. [41] Болезнь также была обнаружена у африканских буйволов в Южной Африке. [ нужна цитата ]
M. bovis может передаваться от человека к человеку; вспышка произошла в Бирмингеме , Англия , в 2004 году [42] и от человека к крупному рогатому скоту, [43] [44] , но такие случаи редки.
В Мексике это заболевание широко распространено и растет среди людей. [45]
Заражение человека M. bovis называется зоонозным туберкулезом. [46] В 2017 году Всемирная организация здравоохранения ( ВОЗ ), Всемирная организация по охране здоровья животных ( МЭБ ), Продовольственная и сельскохозяйственная организация ( ФАО ) и Международный союз по борьбе с туберкулезом и болезнями легких (Союз) опубликовали первую дорожную карту Зоонозный туберкулез, признавая зоонозный туберкулез важной глобальной проблемой здравоохранения. [47] Основным путем передачи инфекции является употребление непастеризованного молока или других молочных продуктов, хотя также сообщалось о передаче инфекции воздушно-капельным путем и через употребление плохо приготовленного мяса. [47] Согласно последнему Глобальному докладу о туберкулезе, в 2018 году произошло около 142 000 новых случаев зоонозного туберкулеза и 12 500 случаев смерти от этого заболевания. [48] Случаи зоонозного туберкулеза были зарегистрированы в Африке, Америке, Европе, Восточном Средиземноморье и западной части Тихого океана. [49] Случаи зоонозного туберкулеза человека связаны с наличием туберкулеза крупного рогатого скота, а регионы, где нет адекватных мер борьбы с заболеванием и/или надзора за заболеванием, подвергаются более высокому риску. [49] Клинически отличить зоонозный туберкулез от туберкулеза, вызванного микобактерией туберкулеза у людей, трудно, а наиболее часто используемые в настоящее время методы диагностики не могут эффективно отличить M. bovis от M. Tuberculosis , что способствует недооценке общего числа случаев во всем мире. [50] Борьба с этим заболеванием требует совместной работы секторов здравоохранения животных, безопасности пищевых продуктов и здоровья человека в рамках подхода «Единое здоровье» (многодисциплинарное сотрудничество для улучшения здоровья животных, людей и окружающей среды). [51]
Дорожная карта 2017 года определила десять приоритетных направлений борьбы с зоонозным туберкулезом, которые включают сбор более точных данных, улучшение диагностики, устранение пробелов в исследованиях, повышение безопасности пищевых продуктов, сокращение численности M. bovis в популяциях животных, выявление факторов риска передачи, повышение осведомленности, разработку политики, осуществление мер и увеличение инвестиций. [47] В соответствии с целями, изложенными в Глобальном плане Партнерства «Остановить туберкулез» по ликвидации туберкулеза на 2016–2020 годы, [52] В «Дорожной карте» обозначены конкретные этапы и цели, которые необходимо достичь в течение этого периода времени. [47]
M. bovis обладает врожденной устойчивостью к пиразинамиду , поэтому стандартным лечением человека является изониазид и рифампицин в течение 9 месяцев. [53] Большую часть крупного рогатого скота с положительным результатом теста убивают. [54]