Метаболический статус и минеральный гомеостаз при заражении S. suis. Что мы знаем?

Streptococcus suis (S. suis) представляет собой эндемичный зоонозный патоген, для которого не существует адекватной профилактики без применения антибиотиков у поросят-отъемышей. Патогенез в основном связан с колонизацией верхних дыхательных путей и миндалин при попадании в систему кровообращения (Segura et al., 2016), хотя нельзя сбрасывать со счетов желудочно-кишечную инфекцию (Swildens, 2009). Колонизация происходит при рождении, на этапе доращивания, когда свиньи смешиваются с другими пометами, а также во время вспышек. Интересно, что вспышки часто связаны с коинфекциями и факторами стресса, которые идентифицируются как потенциальные триггеры, но естественный процесс заражения не до конца понятен, и у нас нет воспроизводимой модели, которая имитировала бы первые шаги заболевания. Заболевание наиболее распознается как менингит с нарушением подвижности и часто летальным исходом.

На моделях человека и животных известно, что воспалительная реакция в мозговых оболочках характеризуется снижением содержания глюкозы и увеличением лактата в спинномозговой жидкости (СМЖ). Воспаление гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) и барьера гемато-спинномозговой жидкости (кровь-ликвор) системно нарушает функцию мозга, ионный обмен и минеральный гомеостаз (Bettinelli et al., 2012). В связи с этим мы не знаем, в каком состоянии находятся свиньи, пораженные естественным путем. Понимание этого может помочь выявить факторы восприимчивости и определить стратегии поддержки здоровья и восстановления.

Настоящая цель заключалась в изучении различных вспышек с подозрением на S. suis в нашем научно-исследовательском центре свиноводства, включая подзадачи:

1. для диагностики вспышек
2. оценить относительное воздействие заболевания,
3. предоставить новые сведения о патофизиологии заболевания.

Наша исследовательская ферма насчитывает около 160 продуктивных свиноматок, объединяемых в группы каждые 4-5 недель, производя около 560 поросят в партии примерно в 24-дневном возрасте на момент отъема. Исследования кормов и исследования управления проводятся постоянно и одновременно в различных секциях, включая супоросных свиноматок, лактирующих свиноматок, поросят-сосунов и поросят на доращивании (содержащихся в обычных станках с n = 3-6 поросят на станок или в электронных системах кормления с n = 10-12 поросят)/станок; щелевые полы полностью из ПВХ).

При обнаружении клинических признаков, характерных для стрептококковой инфекции, образцы крови и мазки из миндалин брали у двух свиней в станках - одной больной свиньи, а другой - случайно выбранной свиньи. После этого больных свиней лечили ампициллином и дексаметазоном в течение 3 дней. Случаи, включающие дисфункцию центральной нервной системы, были связаны с менингитом и определялись как тяжелые заболевания (включая потерю равновесия, атаксию, паралич, опистотонус, генерализованный тремор и Х-образные ноги). Другие случаи с признаками, отличными от неврологических, включали депрессию, покраснение кожи и хромоту, вероятно, связанные с септицемией и артритом. Случайно выбранные свиньи-соседи по станку считались контрольными. Образцы крови были взяты в течение 5 минут после обнаружения клинических признаков. Кровь и сыворотку анализировали на газы и минералы. Мазки из миндалин были проанализированы с помощью количественной ПЦР на наличие серотипов S. suis 2 (и/или 1/2), 7 и 9. Массу тела измеряли во время отбора проб и повторяли через 7 дней, а ретроспективные данные искали в записях нашей фермы.

В исследование были включены три основные вспышки: зимняя (заболеваемость 3,8%), весенняя (заболеваемость 5,3%) и осенняя (заболеваемость 9%). Каждая вспышка диагностировалась и подтверждалась наличием S. suis серотипа 2 (или 1/2) по наличию в тканях с помощью культуры или наличию ДНК с помощью кПЦР в тканях (клапаны сердца, суставы, мозговые оболочки) от умерщвленных или внезапно умерших свиней. Однако у свиней, которые прошли лечение и выжили, диагноз не был поставлен. Кроме того, не у всех свиней, у которых были выявлены клинические признаки, были отобраны образцы в ходе этого исследования, а случаи, обнаруженные в выходные дни или без людей для адекватного отбора проб, были исключены и немедленно обработаны лекарствами.

Всего было отобрано 56 свиней, включая 28 свиней с подозрением на болезнь S. suis с клиническими признаками и 20 свиней, определенных как тяжело больные (неврологические признаки). Данные представлены только для свиней с неврологическими нарушениями по сравнению с контрольными (рис. 2 A и B) свиньями.

Соседи из контрольной группы и больные свиньи имели одинаковую массу тела и возраст на момент обнаружения клинических признаков и не различались ретроспективно ни по массе тела при отъеме, ни по среднему дневному привесу между отъемом и отбором проб (P > 0,05), что предполагает отсутствие четкого предварительного условия между крайне плохими или очень хорошими свиньями. В течение 7 дней после обнаружения заболевания продуктивность свиней снизилась, как и ожидалось (P<0,05).

Ретроспективно, значительный эффект братьев и сестер/свиноматок наблюдался с более высокой долей братьев и сестер среди свиней с неврологическими заболеваниями, чем в контрольной группе (P <0,02), что хорошо известно и указывает на то, что эффект свиноматки имеет вертикальный перенос статуса носителя, но, возможно, также фактор восприимчивости. В продуктивности свиноматок не было выявлено различий между больными или неврологическими больными и контрольными свиньями, что снижает предсказуемость потенциальных факторов риска, связанных с продуктивностью свиноматок (данные не показаны). Распространенность серотипа 2 S. suis значительно (P<0,04) увеличилась у тяжело больных свиней (81%) по сравнению с контрольной группой (44%), что согласуется с нашими диагностическими данными.

Общий патофизиологический профиль наблюдался в параметрах крови больных свиней с неврологическими проявлениями (табл. 1) с повышенным pH, насыщением O2 и частотой алкалоза, но со снижением уровня глюкозы, pCO2, iCa, Ca, P, Mg, K и Na в крови/сыворотке по сравнению с контролем (P<0,05). Наблюдаемый респираторный алкалоз, вероятно, был связан с закислением спинномозговой жидкости (накоплением лактата) вследствие плеоцитоза (увеличения количества лейкоцитов в спинномозговой жидкости). Менингит может вызывать синдром потери соли в мозгу, нарушая симпатическую систему, диурез и функцию почек, что объясняет потерю минералов в этом исследовании.

Таблица 1. Основные различия биохимического анализа крови и минерального анализа крови или сыворотки больных свиней с неврологическими проявлениями (n = 20) и контроля (n = 28).

Низкий уровень Na связан с более высоким риском увеличения тяжести заболевания и смертности у детей с менингитом (Chao et al., 2008), а низкий уровень Ca (общего и ионизированного) часто встречается у детей с тяжелой формой менингококковой инфекции. Магний взаимодействует с секрецией паратгормона в ответ на гипокальциемию и может способствовать ухудшению минерального гомеостаза в настоящем исследовании.

Можно предположить, что минеральное и электролитное вмешательство, корректируемое в настоящее время у людей с менингитом, также может быть полезным для свиней, и в этом направлении необходимы дополнительные исследования с использованием исследований по контролируемой инфекции, а не практический подход настоящего случая.

В заключение, менингит у поросят, заболевших естественным путем, был связан со средней продуктивностью поросят без каких-либо признаков продуктивности, предшествовавших заболеванию, которые можно было бы выделить, кроме эффекта свиноматки/помета. У больных свиней наблюдался респираторный алкалоз, потеря минералов и повышенная распространенность S. suis серотипа 2 (и/или 1/2).

Извлечено из статьи: Метаболические данные и сведения о свиньях, пораженных естественным путем во время вспышек Streptococcus suis. Фаба Л., Арагон В., Литженс Р., Галофре-Мила Н., Сегура М., Готшалк М., Доулман Дж. Трансляционная наука о животных, том 7, выпуск 1, 2023, txad126.