Болезнетворные Streptococcus suis в период лактации: особенности выявления и последствия для контроля

Streptococcus suis (S. suis) представляет собой глобальную проблему для свиноводства, вызывая серьезные заболевания — менингит, артрит, сепсис и пневмонию. Особую угрозу несут патогенные штаммы, обозначаемые как болезнетворные S. suis (БСС, DASS). Несмотря на то, что инфекции могут возникать на любом этапе производства, наиболее уязвимы поросята в возрасте 5–10 недель, где смертность достигает 2–5%, нанося существенный экономический ущерб. В Европе борьба с этим патогеном обходится в 0,60–1,30 евро на голову, а в США отмечается рост числа связанных с ним диагнозов. S. suis является одним из ключевых факторов, обуславливающих использование антимикробных препаратов в отрасли.

Основная сложность контроля заключается в своевременном выявлении БСС среди клинически здоровых животных-носителей. Комменсальные (непатогенные) штаммы S. suis доминируют в верхних дыхательных путях свиней, превышая количество патогенных в 100–1000 раз, что делает традиционные культуральные методы малоэффективными для мониторинга. Существующие методы дифференциации (серотипирование, мультилокусное типирование) требуют выделения чистой культуры, что трудоемко и недостаточно чувствительно.

Прорывом в диагностике стало открытие геномного острова, присутствующего в 99% штаммов БСС и практически отсутствующего у комменсальных штаммов. На основе гена SSU_RS01130, расположенного в этом острове, был разработан новый метод количественной ПЦР (qPCR), позволяющий напрямую, без культивирования, выявлять патогенные штаммы в биологических образцах.

Целью данного исследования было применение этого метода для изучения динамики передачи БСС и определения оптимальных стратегий отбора проб в период лактации на двух коммерческих свиноводческих фермах.

Материалы и методы

Исследование проводилось на двух фермах (Ферма 1 и Ферма 2) в штате Висконсин, США, с различным эпизоотическим статусом. На Ферме 1 регистрировались случаи заболевания, вызванные серотипом 1 ST1 (смертность 2-3%), а на Ферме 2 — серотипом 2 ST28 (смертность <1%). На Ферме 1 применялась вакцинация ремонтных свинок против ST1.

В исследовании участвовало по 50 свиноматок на каждой ферме (25 первотелок и 25 многоплодных). У них отбирались пробы (мазки с миндалин, из носа, влагалища) во время опороса и при отъеме. У поросят (до 14 от каждой свиноматки) мазки с миндалин брали в течение 12-24 часов после рождения, а затем на 7-й и 21-й день жизни. Дополнительно на Ферме 1 отбирались пробы фекалий, с вымени и с поверхностей станка.

Для анализа использовали два qPCR-теста:

1. recN: видоспецифичный ген S. suis (контроль наличия бактерии).

2. SSU_RS01130: маркер, ассоциированный с патогенными штаммами (БСС).

Оба теста продемонстрировали высокую аналитическую чувствительность (предел обнаружения 10 копий/мкл), специфичность и эффективность. Тест на SSU_RS01130 надежно отличал патогенные изоляты от комменсальных.

Результаты

1. Колонизация свиноматок.

Практически все свиноматки были носителями S. suis (положительны по recN). Однако распространенность БСС (положительность по SSU_RS01130) различалась между фермами и в зависимости от паратипа (количества опоросов).

- На Ферме 1 доля свиноматок с БСС в миндалинах снизилась с 30% при опоросе до 22% при отъеме. У первотелок БСС выявляли значительно чаще, чем у многоплодных свиноматок.

- На Ферме 2, напротив, доля положительных свиноматок резко возросла с 40% при опоросе до 84% при отъеме. Различий между первотелками и свиноматками не наблюдалось.

2. Оптимальные места отбора проб у свиноматок.

- На Ферме 1 назальные мазки показали самую высокую вероятность обнаружения БСС по сравнению с миндалинами, особенно у первотелок.

- На Ферме 2 результаты мазков с миндалин и из носа были сопоставимы.

- Вагинальные мазки были наименее чувствительны, но их положительный результат на Ферме 1 был статистически связан с инфицированием поросят, указывая на возможный вертикальный путь передачи во время опороса.

- БСС также был обнаружен в пробах с вымени, фекалий и окружающей среды (поверхности станка), что подтверждает их роль как потенциальных резервуаров инфекции.

3. Динамика колонизации поросят.

- Колонизация S. suis происходила чрезвычайно быстро: почти все поросята были положительны по recN уже в первые сутки жизни.

- Паттерн обнаружения БСС у поросят был сходным на обеих фермах: пик при рождении, снижение к 7-му дню (вероятно, под защитой материнских антител) и повторный рост к отъему (21-й день).

- Поросята от первотелок на обеих фермах были колонизированы БСС значительно чаще, чем поросята от многоплодных свиноматок.

- На Ферме 2 общая распространенность БСС у поросят была существенно выше, чем на Ферме 1, на всех этапах.

4. Связь между статусом свиноматки и инфицированием потомства.

- На Ферме 1 положительный статус свиноматки по БСС (особенно по пробам с вымени и влагалища) был четким предиктором инфицирования ее помета. У первотелок-носителей вероятность рождения инфицированных поросят была в десятки раз выше.

- На Ферме 2 такой выраженной связи не выявлено, что, вероятно, связано с высоким общим уровнем циркуляции патогена в стаде.

Обсуждение

Исследование подтвердило, что поросята колонизируются S. suis в первые часы жизни, а патогенные штаммы (БСС) могут передаваться как вертикально (от матери), так и из окружающей среды. Более высокий уровень носительства БСС у первотелок и их потомства указывает на уязвимость этой группы, связанную с менее зрелым иммунитетом и, возможно, более низким качеством молозива.

Различия между фермами (рост носительства у свиноматок на Ферме 2 и его снижение на Ферме 1) могут объясняться рядом факторов:

- Разный возрастной состав стада (средний паратип выше на Ферме 1).

- Разные штаммы-возбудители (ST1 на Ферме 1 и ST28 на Ферме 2), которые могут иметь различный потенциал колонизации и вирулентности.

- Применение вакцинации ремонтных свинок на Ферме 1.

- Разная система содержания (индивидуальные станки на Ферме 1 vs. групповое содержание на Ферме 2).

Важным практическим выводом является то, что назальные мазки могут служить менее инвазивной, но достаточно чувствительной альтернативой мазкам с миндалин для мониторинга БСС, особенно в определенных условиях. Обнаружение БСС в пробах окружающей среды подчеркивает критическую роль строгой гигиены и дезинфекции в программах контроля.

Заключение и перспективы

1. Молекулярный мониторинг. Валидированный qPCR-тест на ген SSU_RS01130 является мощным независимым от культуры инструментом для выявления носительства патогенных штаммов S. suis в стаде. Это открывает возможности для точного скрининга, отслеживания источников инфекции и оценки эффективности контрольных мероприятий.

2. Ключевая роль первотелок. Управление здоровьем ремонтного молодняка должно стать краеугольным камнем программ по контролю БСС. Необходимы стратегии, направленные на улучшение иммунного статуса первотелок (акклиматизация, целевая вакцинация для повышения качества молозива).

3. Комплексный подход. Борьба с БСС требует интеграции нескольких мер:
- Целенаправленные вмешательства для групп риска (первотелки).
- Строгая гигиена опоросных секций для снижения давления со стороны окружающей среды.
- Рассмотрение системы разведения «все пусто – все занято» (поквартирный опорос) для разрыва цикла передачи.
- Рациональное использование антимикробных препаратов на основе данных мониторинга, а не рутинно.

Полученные данные углубляют понимание ранней динамики колонизации патогенным S. suis и предоставляют производителям научно обоснованные инструменты для разработки более эффективных и целенаправленных программ по сохранению здоровья стада и снижению экономических потерь.

Исследование: Porcine Health Management