Choroba Johne’a u bydła – Artykuł 1 | Cornell University College of Veterinary Medicine

Jest to pierwszy artykuł z serii przedstawiającej aktualne informacje dotyczące choroby Johne’a u bydła. Jest on ukierunkowany na pomoc lekarzom weterynarii i ich klientom w zapobieganiu lub zwalczaniu tej choroby i został zaadaptowany za zgodą z oryginalnej serii z lat 1999-2000 przedstawionej przez Komitet Bezpieczeństwa Żywności AABP. Treść została zredagowana i przejrzana przez Krajową Grupę Roboczą Johne’a i zatwierdzona przez USAHA.

Opis kliniczny i epidemiologia choroby Johne’a u bydła

Przygotowane i zredagowane przez Dona Hansena i Christine Rossiter z Komitetu Bezpieczeństwa Żywności AABP

Zakres żywicieli

Choroba Johne’a jest zakaźną chorobą bakteryjną, która dotyka przede wszystkim przewód jelitowy i związane z nim węzły chłonne przeżuwaczy. Jest to problem zarówno stadny, jak i indywidualny, ponieważ znaczna część zakażeń ma charakter podkliniczny. Zakażenie, które ma różną patologię i objawy, odnotowano u wielu gatunków przeżuwaczy żyjących w niewoli, wolno żyjących i egzotycznych na całym świecie; w tym u bydła, owiec, kóz, jeleni, kóz górskich, łosi i antylop. Izolowane przypadki są również zgłaszane u zwierząt innych niż przeżuwacze, w tym koni, królików i naczelnych, ale gatunki te nie są prawdopodobnie znaczącymi rezerwuarami choroby Johne’a.

Bakteria wywołująca chorobę Johne’a i składniki jej genetycznego DNA zostały wyizolowane od ludzi z chorobą Crohna (CD), ale znaczenie tego odkrycia nie zostało określone.

Czynnik sprawczy

Choroba Johne’a jest wywoływana przez prątek zwany Mycobacterium avium subspecies paratuberculosis (Map). Jest ona dalekim krewnym bakterii Mycobacterium bovis, tuberculosis i leprae, które wywołują gruźlicę i trąd u ludzi oraz gruźlicę u zwierząt. (Map nie powoduje gruźlicy ani trądu.) Map jest również bardzo podobna do Mycobacterium avium, ale wyróżnia się obecnością unikalnego elementu DNA IS900, który jest wykrywany przez sondę DNA.

Po spożyciu bakterie Map są pobierane przez komórki błony śluzowej jelita, zwłaszcza w płatach Peyera w jelicie krętym, i natychmiast pochłaniane przez makrofagi. Map namnaża się powoli wewnątrz makrofaga, a jeśli infekcja się powiedzie, niszczy makrofag i dalej się namnaża. Mapa posiada sprytną zdolność unikania odpowiedzi immunologicznej makrofaga, nawet po jej włączeniu. Jednak nie wszystkie infekcje kończą się sukcesem, a odpowiedź immunologiczna u niektórych narażonych osobników zapobiega postępowi początkowej infekcji. Mechanizmy te są w dużej mierze nieznane, ale wiążą się z dawką i liczbą ekspozycji, szczepem i biologią immunologiczną danej osoby. W miarę namnażania się organizmów, są one uwalniane i wydalane z kałem, co prowadzi do skażenia i akumulacji w środowisku zwierzęcia, paszy i wodzie.

Zakażone zwierzęta, które namnażają się i wydalają bakterie, są głównym źródłem skażenia i narażenia na chorobę Johne’a. Organizm nie namnaża się poza zwierzęciem, ale ściana komórkowa zapewnia mu ochronę, która pozwala mu przetrwać rok lub dłużej w większości umiarkowanych środowisk. Ultrafiolet, ciepło i suszenie mogą jednak powodować degradację bakterii.

Objawy choroby

Ze względu na powoli postępujący charakter zakażenia, bydło może być zakażone przez lata zanim pojawią się u niego jakiekolwiek objawy choroby.

Gdy objawy te w końcu wystąpią, obejmują one przerywane biegunki, które w końcu stają się przewlekłe, utratę masy ciała i, zazwyczaj, dobry apetyt. Niektóre zakażone zwierzęta początkowo wydają się po prostu nieżywe. Bydło dotknięte chorobą zazwyczaj nie ma gorączki. Objawy tej choroby mogą być łatwo pomylone z kilkoma innymi chorobami i mogą wystąpić podczas stresujących wydarzeń, takich jak ocielenie, zmiana paszy i przeniesienie. Niektóre dane sugerują, że stadia podkliniczne mogą powodować spadek wydajności, zwłaszcza produkcji mleka, w ostatniej laktacji przed ubojem.

Przyczyny objawów klinicznych

Mikobakterie są pobierane przez wyspecjalizowane komórki (komórki M) w jelicie krętym. Komórki M prezentują bakterie makrofagom i limfocytom w łatach Peyera. Komórkowy układ odpornościowy reaguje na inwazję, rekrutując do tego miejsca więcej makrofagów i limfocytów. Limfocyty uwalniają różne cytokiny, które zwiększają zdolność makrofagów do zabijania bakterii.

Makrofagi łączą się w duże komórki i wraz z limfocytami infiltrują zakażone tkanki w dużych ilościach. Prowadzi to do ziarniniakowego pogrubienia jelita. W późniejszych fazach odpowiedzi immunologicznej, bakterie wydostają się z makrofagów do światła jelita i zwierzęta zaczynają wydalać Map z kałem.

W końcu bakterie wydostają się również do układu naczyniowego, co stymuluje powstawanie przeciwciał. Ta humoralna odporność nie odgrywa jednak znaczącej roli w zwalczaniu Map ze względu na jej wewnątrzkomórkową lokalizację.

W ostateczności nieskuteczna odpowiedź immunologiczna na Mapę daje kombinację czynników, które przyczyniają się do rozwoju choroby klinicznej u pojedynczego zwierzęcia. Czynniki te są słabo poznane, ale obejmują stan zapalny i upośledzone wchłanianie składników odżywczych z jelita, interakcję ogólnoustrojowych i jelitowych składników immunologicznych oraz ostateczne załamanie się komórkowej odpowiedzi immunologicznej, która pozwala na nieskrępowane namnażanie się tej infekcji.

Kiedy podejrzewać, że stado jest zakażone

Oczywistą odpowiedzią jest stado, w którym występują krowy z przewlekłą biegunką i/lub utratą masy ciała w obliczu dobrego apetytu. Jednakże, niektóre zwierzęta mogą być zarażone, wyglądać normalnie i zostać wybite zanim pojawią się jakiekolwiek objawy kliniczne. Dlatego też, niektórzy właściciele mogą nigdy nie zdawać sobie sprawy, że ich stado jest zakażone. Powszechną dolegliwością w tych stadach jest fakt, że produkcja stada nie jest tak wysoka jak powinna być.

Próbując znaleźć przyczynę niskiej produkcji stada, zaleca się wykonanie testów na obecność choroby Johne’a na kilku słabo radzących sobie zwierzętach. W innych stadach, właściciele mogą zauważyć jedną lub więcej krów z biegunką lub utratą masy ciała i podejrzewać chorobę Johne’a jako możliwą przyczynę. W stadach przewlekle zarażonych, na każde zwierzę z kliniczną postacią choroby, pięć do 15 innych zwierząt może być zarażonych podklinicznie i nie wykazywać żadnych objawów choroby Johne’a. (patrz Rysunek 2). (Patrz Rysunek 2.)

Wyjaśnienie bezobjawowego zakażenia

Johne jest chorobą zakaźną, która zazwyczaj przechodzi przez cztery stadia. Etapy te pomagają wyjaśnić, dlaczego zakażone zwierzęta tak długo wyglądają na zdrowe, a testy diagnostyczne nie są w stanie wykryć wczesnej infekcji. (Patrz Rysunek 1.) Etap I to początkowe stadium zakażenia: zwierzę jest zakażone, nie wykazuje objawów choroby, prawdopodobnie nie wydala bakterii do środowiska i nie jest wykrywalne przez testy diagnostyczne. W stadium II zakażenie postępuje, ale zwierzę nadal nie wykazuje żadnych objawów klinicznych. Organizm może być jednak wydalany w ilości wystarczającej do wykrycia w posiewie kału i rzadko występują przeciwciała wykrywalne w badaniach serologicznych. Zwierzęta te są zakaźne dla innych zwierząt. Zwierzęta w stadium III wykazują wczesne objawy choroby i wiele testów diagnostycznych wykrywa zakażone zwierzęta jako pozytywne.

Stopień IV jest oczywistym klinicznym stadium końcowym infekcji. Jest on łatwo rozpoznawalny, terminalny i wykrywany w większości testów diagnostycznych.

W stadach z utrwaloną chorobą Johne’a, zwierzęta występują we wszystkich czterech stadiach choroby. W zależności od stopnia zakażenia i rozprzestrzenienia, każde zwierzę, u którego rozwinie się kliniczna postać choroby Johne’a (stadium IV) może reprezentować od pięciu do 15 zwierząt w innych stadiach zakażenia, które nie wykazują objawów.

Wspólne źródła zakażenia

1. Najczęstszym źródłem zakażenia jest kał lub obornik. Z wyjątkiem wyjątkowych okoliczności, zarażenie rozpoczyna się w pierwszych miesiącach życia. Zwierzęta z wiekiem stają się coraz bardziej odporne, choć odporność nigdy nie jest całkowita. W przypadku podania wystarczająco dużej dawki bakterii, osoby dorosłe mogą zostać zakażone.
   Niemniej jednak, w normalnych warunkach hodowli zwierząt, narażenie na tak duże dawki prawdopodobnie rzadko występuje. Oznacza to, na przykład, że zakażona dorosła krowa mleczna w oborze uwięziowej lub uwiązowej nie zakaża krowy stojącej obok niej.
   Zakażone krowy są jednak głównym źródłem zakażenia dla cieląt. W stadzie bydła mięsnego duże dawki patogenów mogą się odkładać na zielonce, co zwiększa ryzyko dla innych zwierząt, a zwłaszcza dla młodych zwierząt. Przypadkowe zjedzenie obornika z bakteriami jest przyczyną większości zakażeń u młodych zwierząt. Ssanie skażonych obornikiem strzyków, lizanie skażonych krat w oborze, w której się urodziły lub przebywanie w miejscu z dostępem do obornika pochodzącego od dorosłego stada to sposoby, w jakie młode zwierzęta mają możliwość spożycia tych mikroorganizmów. Choroba Johne’a zazwyczaj pojawia się w stadzie, kiedy przychodzą do niego zakażone, ale zdrowo wyglądające zwierzęta. W miarę postępu choroby u zwierzęcia, wzrasta częstotliwość i liczba wydalanych bakterii. Każdego dnia miliardy mikrobów Johne’a mogą być wydalane ze zwierzęcia w III lub IV stadium choroby. Infekcja rozprzestrzenia się na cielęta i członków stada bez wiedzy właściciela. W końcu objawy choroby mogą być rozpoznane u jednego lub więcej zwierząt.
2. Innym źródłem zakażenia jest mleko i siara od zakażonych matek. Prawdopodobieństwo wydalania bakterii Johne’a w mleku zakażonych samic wzrasta w miarę postępu choroby. Badania sugerują, że 36% krów w stadium III i IV może mieć bakterie Johne’a w siarze i mleku. W stadach bydła mięsnego, gdzie cielęta pozostają z matkami i karmią je codziennie, prawdopodobieństwo przeniesienia zakażenia poprzez siarę i mleko jest wysokie. Bakterie te mogą być wydalane bezpośrednio przez mleko matki lub mogą być obecne w odchodach ze strzyków, wymion lub wszędzie tam, gdzie cielęta próbują ssać.
3. Narażenie wewnątrzmaciczne może być źródłem infekcji dla cieląt. Jest możliwe, aby płód został zarażony in-utero, jeśli matka jest w późniejszych stadiach choroby. W III i IV stadium choroby u matki, od 8% do 40% płodów zostało zarażonych od matki w okresie in-utero. Zakażone płody mogą poronić lub mogą urodzić się cielęta, które nie wykazują zakażenia aż do osiągnięcia dorosłości. Nie wiadomo, w jaki sposób zakażenia wewnątrzmaciczne wpływają na wyniki badań diagnostycznych tych zwierząt, które przeżyły do wieku dorosłego. Ryzyko dla Etapu I Etapu II Etapu III Etapu IV Przeciwciała Zakażenie płodu bakteriami od matek w I i II stadium choroby jest niskie.
4. Woda i pasza. Woda lub pasze, które są zanieczyszczone obornikiem pochodzącym od zakażonych zwierząt są również potencjalnymi źródłami zakażenia. Źródła te nie są dobrze określone ilościowo, a ich ryzyko musi być oceniane na podstawie stopnia skażenia, częstości występowania zakażonych zwierząt, wieku i podatności narażonych zwierząt. Potencjalne źródła zakażenia, które należy rozważyć, obejmują płytkie, stojące źródła wody, pasze zanieczyszczone podczas dostawy lub karmienia, słabo osuszone torfowiska, nadmiernie wypasane lub silnie zanieczyszczone obornikiem pastwiska oraz uprawy siana spryskane odpadami z laguny pochodzącymi z zakażonych stad.

Czy Map stanowi zagrożenie zoonotyczne?

W ciągu ostatnich 15 lat rozwinęła się debata na temat tego, czy Map odgrywa rolę w wywoływaniu choroby Leśniowskiego-Crohna (CD) u ludzi. CD jest przewlekłą chorobą zapalną przewodu jelitowego i dlatego wykazuje pewne podobieństwo do choroby Johne’a u przeżuwaczy. CD jest najbardziej rozpowszechniona w północnych, uprzemysłowionych regionach Europy i Ameryki Północnej. W ciągu ostatnich czterech dekad częstość jej występowania wykazywała tendencję wzrostową. Szacuje się, że w USA na CD cierpi od ćwierć do pół miliona osób. CD zazwyczaj dotyka młodych ludzi, od okresu dojrzewania do 35 roku życia.

Przyczyna CD nie jest znana, ale uważa się, że obejmuje wiele czynników, w tym predyspozycje genetyczne plus ekspozycja na niektóre czynniki środowiskowe lub zakaźne. Ogólnie przyjmuje się, że CD jest konsekwencją nadmiernej odpowiedzi jelitowego układu odpornościowego na jakiś bodziec. Mapy, inne czynniki zakaźne oraz bakteryjne lub alergiczne składniki normalnego strumienia jelitowego są uważane za potencjalne czynniki inicjujące lub przedłużające immunologiczną odpowiedź zapalną w CD. Leki przeciwzapalne, chirurgiczne usunięcie chorego jelita, środki immunomodulujące i schematy wieloantybiotykowe są stosowane w celu zmniejszenia stanu zapalnego w CD. Nie ma jednak lekarstwa, a osoby z CD stale naprzemiennie przechodzą okresy remisji i zaostrzenia.

Obecne dowody są niewystarczające do określenia ryzyka zdrowotnego

Obecne dowody nie potwierdzają ani nie odrzucają związku przyczynowego między Mapą a CD. Asocjacje nie oferują wiele wskazówek na temat związku przyczynowego między tymi dwoma czynnikami. CD jest złożoną chorobą i rozległe badania są ostatecznie potrzebne do określenia jej przyczyny. Proponowane związki z Mapą są jednak prowokacyjne i pomogły podkreślić potrzebę dalszych badań nad przyczyną CD oraz podniosły poziom obaw przemysłu zwierzęcego, że choroba Johne’a może stanowić problem bezpieczeństwa żywności.

Kwestie dotyczące możliwego związku między Mapą a CD obejmują:

DNA Mapy w tkankach pacjentów z CD

Metody wykrywania DNA pozwalają badaczom szukać obecności Mapy w próbkach tkanek poprzez identyfikację unikalnego składnika genetycznego (DNA) bakterii. Kilka badań z ostatniej dekady donosi o znalezieniu DNA Map w tkankach jelit pobranych od pacjentów z CD w większym procencie czasu niż w tkankach pacjentów kontrolnych z chorobami jelit innymi niż CD. Ogólnie wyniki są sprzeczne, ponieważ niemal równoważna liczba badań donosi o różnych ustaleniach, w tym o braku DNA Map u pacjentów z CD lub bez CD, o podobnej obecności Map w obu grupach i o obecności innych Mycobacterium w każdej grupie.

Bakterie Map wyhodowane od kilku pacjentów z chorobą Crohna

Skuteczne próby wyhodowania Map z próbek pobranych od pacjentów z CD są rzadkie, a sześć do ośmiu zgłoszonych izolacji wymagało miesięcy do lat inkubacji. Jeśli Map jest obecna w ludzkiej tkance, zwolennicy stowarzyszenia sugerują, że występuje w niewielkiej ilości i w przystosowanej formie. Forma ta nie rośnie w laboratorium i nie posiada ściany komórkowej, co wyjaśnia, dlaczego nie można jej również uwidocznić za pomocą standardowych metod mikrobiologicznych.

Czy pasteryzacja mleka zabija Mapę?

Badania epidemiologiczne nie oferują wielu dowodów na istnienie specyficznych czynników, które mogą być związane z CD, w tym spożywania mleka. Jednakże, Map został wyhodowany od krów z kliniczną postacią choroby Johne’a, dlatego też rozważano rolę mleka jako możliwego czynnika narażenia. W 1996 r. badacze z Wielkiej Brytanii donieśli, że DNA Map wykryto w 7% próbek pobranych w ramach badania detalicznych próbek mleka. Identyfikacja Map DNA nie wskazuje, jaka jest jego ilość ani czy bakteria jest żywa. Następnie badacze z USA i Wielkiej Brytanii przeprowadzili eksperymenty na próbkach mleka naszpikowanych Mapą w celu ustalenia, czy obecne procedury pasteryzacji mleka w wysokiej temperaturze i krótkim czasie (HTST, 72C przez 15 sekund) są wystarczające do zabicia Mapy. Różne metody dały sprzeczne wyniki. W badaniach amerykańskich zastosowano komercyjny pasteryzator o przepływie turbulentnym i odnotowano 100% zabicie Map. Badacze z Wielkiej Brytanii zastosowali metodę rurki z uchwytem i wykazali przetrwanie niewielkiej liczby organizmów. W 1998 r. FDA dokonała przeglądu danych i stwierdziła, że komercyjna pasteryzacja HTST w USA eliminuje zagrożenie ze strony surowych produktów mlecznych. Metoda uchwyt partii używane przez brytyjskich naukowców jest twierdził, aby zapewnić mniej wydajne ogrzewanie niż komercyjnych methods.

UK Food Standards Agency zlecił dochodzenie przez DNA i kultury Map w 1000 detalicznych próbek mleka. W wysiłkach zmierzających do rozwiązania kontrowersji związanych z pasteryzacją, badacze skupili się na poprawie wykrywania Map poprzez połączenie technik koncentracji i hodowli Map z wykrywaniem DNA. Pełne wyniki badań przeprowadzonych w Wielkiej Brytanii spodziewane są w 2001 roku. Wstępne raporty wskazują, że żywe Mapy zostały odzyskane z niewielkiego procentu próbek mleka surowego i detalicznego. Food Standards Agency, niezależna rada doradcza w Wielkiej Brytanii, nie zaleca zmian w poradach na temat spożycia mleka lub procedur pasteryzacji, ale planuje aktywnie badać wszystkie możliwe kontrole w celu zmniejszenia ryzyka ekspozycji na Mapę, dopóki związek z CD jest identified.

Przypadek Mapy przed Crohn’s

Publikowany w 1998 roku przypadek medyczny opisał historię młodego chłopca, który rozwinął CD pięć lat po tym, jak został oceniony dla powiększonych węzłów chłonnych i możliwej gruźlicy. Ponowna ocena pierwotnych węzłów chłonnych po zdiagnozowaniu CD ujawniła, że sekwencja DNA IS900, która jest unikalna dla Map, była obecna z innymi Mycobacterium w węzłach chłonnych. Jest to jedyny opisany przypadek, w którym Map wykazano przed rozwojem CD.

Wiele antybiotyków może pomóc w chorobie Leśniowskiego-Crohna

Prowadzone są badania kliniczne mające na celu analizę wpływu leczenia schematami wieloantybiotykowymi na remisję objawów i ustąpienie zapalenia w CD. U niektórych pacjentów przyjmujących długotrwale antybiotyki przeciwprątkowe i antybiotyki o szerokim spektrum działania obserwowano przedłużone okresy remisji i zmniejszenie objawów nawet do czterech lat po leczeniu. Jest to niezwykłe, ponieważ typowe remisje w CD trwają od kilku miesięcy do kilku lat. Jeśli leczenie antybiotykami jest lecznicze, to organizm(y) bakteryjny(e) może być przynajmniej częściowo odpowiedzialny za objawy CD.

Dane epidemiologiczne nie ujawniają przyczyny

Wiele badań epidemiologicznych zostało przeprowadzonych nad CD, ale żadne z nich nie badało specyficznych czynników ekspozycji Mapy, takich jak bezpośredni kontakt ze zwierzętami, które mogą mieć chorobę Johne’a. Poniższe przykłady niektórych z bardziej interesujących stowarzyszeń, które zostały zgłoszone, ale nie rzuciły wiele światła na możliwe przyczyny CD:

• Badanie amerykańskie w jednym stanie zgłosiło geograficzne nakładanie się zdiagnozowanych CD.
• „Hot spot” CD w Wielkiej Brytanii istnieje w regionie, w którym zasoby wodne mogą być zanieczyszczone przez odpływy rolnicze z hodowli bydła.
• Zachorowalność na CD ma gradient północ-południe, będąc najwyższą w północnych regionach Europy i Ameryki Północnej (kraje wysoko uprzemysłowione). Zachorowalność w tych regionach może być obecnie wyrównana, ale wzrasta w regionach południowych.
• Szwecja ma jedną z najwyższych zachorowalności na CD i jedną z najniższych na chorobę Johne’a.
• Członkowie rodziny mają wyższe ryzyko CD, co przemawia za podobieństwem zarówno w genetyce, jak i narażeniem na jakiś czynnik.

Uwaga: Informacje do tego artykułu zostały zweryfikowane przez Krajową Grupę Roboczą Johne’a, podkomisję Komitetu Johne’a Amerykańskiego Stowarzyszenia Zdrowia Zwierząt. Niektóre z tych materiałów zostały zaadaptowane za uprzejmą zgodą Michaela Collinsa, Univ. of Wisconsin, w Centrum Informacyjnym Johne’a i można je również znaleźć na stronie internetowej http://www.vetmed.wisc.edu/pbs/johnes/.

.