Использование проб молока при эпизоотическом контроле болезней крупного рогатого скота
Инфекционные заболевания крупного рогатого скота являются основной проблемой, которая существенно влияет на эффективность животноводства и препятствует международной торговле животными и продуктами животного происхождения, значительно ограничивает экспортный потенциал стран и регионов.
Быстрое и точное обнаружение заболеваний имеет решающее значение для контроля и искоренения болезней. Диагностика болезней крупного рогатого скота может осуществляться с помощью вирусологических, микробиологических, молекулярных и серологических тестов.
Для лабораторного подтверждения диагноза и контроля поствакцинального иммунитета широко используются серологические методы. Основные виды проб — сыворотки крови.
Основные сложности при получении проб сыворотки крови — отбор большого количества проб крови, получение из них пригодной для исследования сыворотки с последующей ее транспортировкой, необходимости правильного обращения с пробами и их хранением.
Помимо квалифицированных специалистов, необходимо специальное оборудование — вакутейнеры для забора крови и центрифуги для отделения сыворотки (плазмы). Для оптимального хранения образцов перед исследованиями необходимы морозильные камеры, что увеличивает расходы на диагностические исследования.
Альтернативной биологической жидкостью, отбираемой у КРС, является молоко, которое легко получить без какого-либо специального оборудования. Использование молока в качестве пробы позволяет тестировать на широкий спектр болезней индивидуальных животных и проводить тестирование на уровне субпопуляций. Сборные пробы молока позволяют с минимальными материальными затратами определять иммунный статус исследуемой популяции крупного рогатого скота и проводить скрининг стад по основным болезням дойного стада. Результаты исследований позволяют накопить большие оперативные данные для анализа и создать основу для внедрения системы управления риском, в том числе с использованием ГИС-технологии.
Цель данной работы — проанализировать возможности использования молока в качестве альтернативного неинвазивного типа проб при эпизоотологическом контроле вирусных заболеваний крупного рогатого скота.
Материалы и методы
Проведен анализ нормативных правовых актов Российской Федерации, национального законодательства зарубежных стран и рекомендации Всемирной организации здравоохранения животных (МЭБ), а также научных публикаций по вопросам использования проб молока для диагностики болезней крупного рогатого скота и эпизоотического надзора (контроля) с середины ХХ века по текущий период.
Результаты и обсуждение
Несмотря на использование сыворотки крови как основного образца для диагностики инфекционных болезней крупного рогатого скота, до сих пор есть ряд ограничений с ее использованием, трудности с получением проб и их транспортировкой. Вопрос поиска альтернативы сыворотке крови при диагностике в виде других биологических жидкостей организма, отбираемых неинвазивным методом, является актуальным.
Молоко может быть образцом, подходящим для тестирования на болезни животных, поскольку его, как правило, легко получить (часто без какого-либо специального оборудования), а у молочного скота оно часто доступно в течение всей лактации на протяжении 10 месяцев.
Исследование молока как образца биологической жидкости для диагностики инфекционных болезней началось с исследования проб молока на наличие B. abortus с помощью «кольцевой реакция с молоком», при котором капля окрашенного антигена B. abortus добавляется к образцу молока. При наличии антител к B. abortus образуется комплекс «антитело — антиген», который прикрепляется к глобулам молочного жира и поднимается на поверхность молока в виде окрашенного кольца.
Приказ от 08.09.2020 № 533 МСХ РФ по профилактическим и диагностическим мероприятиям по борьбе с бруцеллезом в РФ предполагает использование проб молока от дойного стада при проведении кольцевой реакции с молоком (КР) при ветеринарно-санитарной экспертизе молока на рынках, а также при проведении диагностических мероприятий в подозреваемых в заражении стадах. К сожалению, при использовании данного теста имеются значительные ограничения из-за ложноположительных результатов, поэтому в соответствии с данными правилами борьбы с бруцеллезом в РФ любой сомнительный или положительный результат КР является подозрением на заражение и должен быть подтвержден серологическими методами (РА, РСК, РДСК, РНГА, РИД с ОПС-антигеном, ИФА с ОПС-антигеном). Сопоставимые результаты можно получить с помощью метода флуоресценции, и этот более простой тест можно использовать в полевых условиях. В целом же использование проб молока в дополнительном скрининге молочных стад с применением более чувствительных и специфичных методов лабораторной диагностики бруцеллеза (ИФА, МФА, ПЦР), позволяющих быстро получать результат не в ущерб действующим правилам профилактики и карантинной политики РФ, — вопрос актуальный для регионов, поддерживающих статус благополучия. Такой скрининг во многом бы прояснил действительное «благополучие стад животных» на фоне выявляемых случаев среди людей.
Используя молоко в качестве образца, можно тестировать широкий спектр болезней у отдельных животных и объединенных образцов из стад. В молоке крупного рогатого скота выявляли антитела к следующим патогенам: Brucella abortus, вирусу вирусной диареи крупного рогатого скота, вирусу лейкоза крупного рогатого скота, вирусу герпеса крупного рогатого скота одного генотипа, Neospora caninum, Fasciola hepatica, Mycobacterium avium subspecies paratuberculosis, Ostertagia ostertagi.
У овец пробы молока можно использовать для диагностики: Coxiella burnetii, Brucella melintensis и Mycoplasma agalactiae. У коз пробы молока использовали для проверки животных на артрит и энцефалит.
Использование проб молока при ряде болезней предпочтительнее проб сыворотки крови, так как повышается чувствительность метода. Например, при Ку-лихорадке у мелких жвачных животных выделение микроорганизма носит периодический характер, поэтому методом ПЦР не всегда выявляется персистенция возбудителя, в отличие от серологических методов с использованием проб молока. ПЦР-тестирование проб молока на наличие генома B. melintensis более чувствительно, чем серологические реакции с сывороткой крови. При N. сaninum пробы молока дают более точные результаты, чем пробы сыворотки крови. Так, ИФА при исследовании проб молока на паратуберкулез был на 28% чувствительнее, чем при исследовании проб сыворотки крови, при этом чувствительность метода увеличивалась с возрастом исследуемого животного.
В отношении ряда заболеваний, таких как Ку-лихорадка, ИРТ, лейкоз, вирусная диарея, МЭБ рекомендует использовать как сборные пробы молока для определения межстадной превалентности заболевания, так и индивидуальные пробы для выявления инфицированных животных.
Молоко используется для эпизоотического контроля таких возбудителей болезней крупного рогатого скота, как вирус лейкоза крупного рогатого скота, вирус вирусной диареи крупного рогатого скота, вирус Шмалленберга, Coxiella burnetti, респираторно-синцитиальный вирус крупного рогатого скота, Neospora caninum.
Можно тестировать пробы молока от каждого животного и сборные пробы молока от стада дойных коров. Молоко из резервуаров представляет собой естественный пул биологических образцов группы животных, который при определенной аналитической чувствительности теста позволит провести скрининг большого количества животных в эпидединице на наличие или отсутствие заболевания. Сборная проба молока позволяет получить информацию о наличии антител к патогенам и осуществлять индикацию и идентификацию патогенов. Тестирование объединенных образцов молока удобно в качестве скринингового теста при определении превалентности возбудителя или установлении зоосанитарного статуса в отношении заболевания в отдельной популяции, так как объединенная проба предполагает быстрое исследование. Использование объединенной пробы молока экономически целесообразно, так как исследование молока ветеринария намного дешевле, чем тестирование каждого животного по отдельности.
При тестировании сборных проб молока необходимо учитывать два важных момента: во-первых, при тестировании на наличие патогена объединение имеет смысл только в том случае, если оно делает дигностирование более рентабельным или требует меньше времени, чем индивидуальное, во-вторых, необходимо учитывать превалентность интересующего возбудителя, фактор разбавления, аналитическую возможность используемых методов диагностики для обнаружения антитела или антигена при коэффициенте разбавления, определяемом степенью объединения.
Одной из проблем объединенных проб является сложность интерпретации влияния отдельных животных с высокими титрами антител на результаты и их интерпретацию на уровне стада (эпидединицы). Например, при тестировании на антитела к вирусу вирусной диареи КРС с помощью ИФА одно гипериммунное животное на пике титра антител в крови может привести к положительному результату в пуле до 128 голов, а животное-носитель с пограничными титрами проявит себя положительным результатом только в пуле до 8 животных.
При тестировании отдельных образцов молока на наличие антител против F. hepatica чувствительность и специфичность ИФА были близки к 100%. Однако при тестировании объединенных образцов молока из молочных резервуаров (цистерн) чувствительность снижалась настолько, что идентифицировать возможным было только молочные стада, в которых превалентность F. hepatica составляла более 60%.
Исследование объединенной пробы молока из танков (цистерн) используется для подтверждения зоосанитарного статуса свободы в отношении вирусной диареи КРС в Новой Зеландии и Швейцарии. В Швейцарии на основе сборных проб молока методом ИФА проводится постоянный мониторинг в отношении вирусов блютанга и Шмалленберга.
В Новой Зеландии проведенный скрининг всех молочных стад путем тестирования пулов молока от групп из 20 дойных коров с использованием метода ИФА на наличие вируса лейкоза КРС в 2011 году не выявил заболевания.
Объединенные пробы молока используются для быстрого и экономически эффективного подхода при рутинном контроле за такими заболеваниями, как бруцеллез и мастит, вызванный Mycoplasma spp. Показана возможность проведения исследования сборных проб молока в рамках программы контроля ящура, в том числе и выявления животных-вирусоносителей.
На данный момент в продаже имеются коммерческие диагностические тест-системы для выявления антител в молоке к вирусу лейкоза КРС, вирусной диарее КРС, Brucella abortus, Mycobacterium avium subspecies paratuberculosis, Fasciola hepatica, Ку-лихорадке (Coxiella burnetii), что расширяет возможности использования неинвазивных методов отбора проб и мониторинга в популяции молочного скота.
Лейкоз КРС распространен повсеместно (США, Канада, Бразилия, Япония, Европа) с высокими показателями серопревалентности в стадах (от 20 до 86%), что обусловлено легкой передачей вируса, отсутствием средств ранней диагностики, вакцинации и лечения, циклами оборота поголовья скота в стадах. В отдельных странах Европы лейкоз был ликвидирован путем применения политики «стемпинг-аут» к инфицированным стадам, и молочная отрасль стран Евросоюза использует тестирование проб молока для контроля благополучия поголовья. Широкое распространение лейкоза КРС, по официальным данным Центра ветеринарии, регистрируется и в РФ, где более половины субъектов неблагополучны. В РФ Ветеринарные правила по борьбе с лейкозом КРС предполагают выбраковку больных и инфицированных животных, поголовный серологический скрининг скота раз или два в год в зависимости от вида поголовья и направления деятельности хозяйства, а также усиленный серологический надзор с ежеквартальным серологическим тестированием инфицированных стад до ликвидации лейкоза в хозяйствах.
Диагностика в РФ предполагает использование РИД, ПЦР, ИФА и гематологическое исследование ветеринария. На основании правил субъекты РФ разрабатывают и проводят региональные программы по борьбе с лейкозом, и эффективная реализация программ по опыту регионов зависит от качества работы с населением, вовлеченности хозяйств, скорости ликвидации и замены поголовья. Иными словами, для борьбы с лейкозом КРС главный фактор — время, от которого зависит скорость выявления и выбраковки инфицированных стад. Однако возможность тестирования неинвазивных проб молока при осуществлении профилактических и диагностических мероприятий правилами не предполагается, поэтому не используется это и региональными программами. Проведение интенсивного серологического скрининга всех коров во всех хозяйствах неблагополучного района затратно и не приветствуется населением (держателями скота) из-за процедуры отбора крови, но позволяет выявлять скрытых носителей и отслеживать границы благополучия. Применение же при этом дополнительного тестирования проб цельного молока (как с применением ИФА, так и ПЦР) во многом поддержало бы программы оздоровления, переводя их на уровень «раннего выявления» инфекции в молочных кластерах.
Согласно Методическим рекомендациям и Ветеринарным правилам по борьбе и ликвидации паратуберкулеза в РФ плановые исследования восприимчивых животных на паратуберкулез теперь предполагают не только клинические, но и плановые аллергические и серологические исследования. Учитывая то, что сроки карантина остаются длительными (три года), оздоровление регионов (а не отдельных стад) будет являться основной целью борьбы. Выявление позитивной пробы молока от животного являлось бы предпосылкой для подозрения не в ущерб основным положениям Методических указаний и проекта правил. Дополнительное скрининговое исследование дойного поголовья в регионах было бы основой для ускорения реализации программ искоренения и уточнения границ благополучия.
Результаты дополнительных скрининговых исследований, переведенные на уровни «раннего выявления» и обеспечивающие постоянный мониторинг, позволяют накопить не только ретроспективные, но и оперативные данные, обеспечить основу системы управления и использовать современные информационные системы, в том числе и ГИС-технологии.
Выводы
Использование проб молока в качестве неинвазивного биологического материала при ряде инфекционных заболеваний КРС предпочтительнее, чем использование проб сыворотки крови. Это позволяет с минимальными материальными затратами определить зоосанитарный статус не только индивидуального животного, но и всей исследуемой популяции.
Исследование проб молока вместо сыворотки крови позволит сэкономить значительные денежные средства в результате снижения затрат на отбор, обработку и транспортировку проб, а также уменьшит потери в производстве молока. Это исключает стрессовые ситуации у животных при манипуляциях во время отбора проб крови. Использование объединенных проб позволяет значительно снизить затраты на исследование всей популяции. Это намного дешевле, чем исследование каждого животного по отдельности. Использование объединенных проб (из цистерн) позволяет вести борьбу с медленными инфекциями рогатого скота (лейкозом КРС, артритом-энцефалитом коз) в дойных стадах и в режиме реального времени исключать животных-носителей из производственной цепочки.
Использование данного биоматериала для тестирования в мире позволило многим странам, таким как Бельгия, Голландия, Франция, ФРГ, Норвегия, Швеция, достичь эпизоотического благополучия по ряду вирусных болезней крупного рогатого скота. Несмотря на то что на сегодня ветеринарное законодательство РФ рассматривает возможности использования молока только при борьбе с бруцеллезом, положительный опыт стран и отдельных регионов РФ свидетельствует о целесообразности внедрения данного вида проб в ветеринарную практику при проведении дополнительного скрининга в Российской Федерации, для поддержки программ оздоровления регионов и перехода программ по бруцеллезу, паратуберкулезу и лейкозу КРС на уровни «раннего выявления» и оперативного управления.
Об авторах
Алексей Владимирович Мищенко, доктор ветеринарных наук:
• Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии им. К.И. Скрябина и Я.Р. Коваленко Российской академии наук, Рязанский пр-т, д. 24, к. 1, Москва, 109428, Россия;
• Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт биологической промышленности, пос. Биокомбината, 24, Московская обл., 141142, Россия
studebaker@yandex.ru; https://orcid.org/0000-0002-9752-6337
Алексей Михайлович Гулюкин, доктор ветеринарных наук, член-корреспондент РАН, директор, Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии им. К.И. Скрябина и Я.Р. Коваленко Российской академии наук, Рязанский пр-т, д. 24, к. 1, Москва, 109428, Россия
admin@viev.ru; https://orcid.org/0000-0003-2160-4770
Андрей Серожович Оганесян, кандидат ветеринарных наук, заведующий сектором анализа риска, Федеральный центр охраны здоровья животных, мкр. Юрьевец, Владимир, 600901, Россия
oganesyan@arriah.ru; https://orcid.org/0000-0002-0061-5799
Владимир Александрович Мищенко, доктор ветеринарных наук, профессор, главный научный сотрудник, Федеральный научный центр «Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии им. К.И. Скрябина и Я.Р. Коваленко Российской академии наук», Рязанский пр-т, д. 24, к. 1, Москва, 109428, Россия
mishenko@arriah.ru; https://orcid.org/0000-0003-3751-2168
Михайл Иванович Гулюкин, доктор ветеринарных наук, профессор, академик РАН, Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии им. К.И. Скрябина и Я.Р. Коваленко Российской академии наук, Рязанский проспект, д. 24, к. 1, Москва, 109428, Россия
admin@viev.ru; https://orcid.org/0000-0002-7489-6175
Сергей Витальевич Лопунов, кандидат ветеринарных наук, старший научный сотрудник, Федеральный научный центр «Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии им. К.И. Скрябина и Я.Р. Коваленко Российской академии наук», Рязанский пр-т, д. 24, к. 1, Москва, 109428, Россия
admin@viev.ru; https://orcid.org/0000-0003-3201-1065
Ирина МихайловнаЗаболотная, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии им. К.И. Скрябина и Я.Р. Коваленко Российской академии наук, Рязанский пр-т, д. 24, к. 1, Москва, 109428, Россия
admin@viev.ru; https://orcid.org/0000-0002-7173-5501
УДК:636:2.082.22.619 DOI: 10.32634/0869-8155-2023-370-5-27-32
Сельское хозяйство, ветеринария, зоотехния, агрономия, агроинженерия, пищевые технологии
