|
|
پاستورلا هموليتيكا و بيماري پنوموني (سينه پهلو) پاستورلايي در گاو :
پاستورلا هموليتيكا ، عامل بيماري سينه پهلوي پاستورلايي در گاو هاي حمل و نقل شده است . اين باكتري در ناحيه بالايي دستگاه تنفس و به تعدادي بسيار كم كه حتي از فلور طبيعي قابل تشخيص نيستند جايگزين شده است . ورود باكتري به گاوهاي پرواري كه به مدت طولاني استفاده شده اند ، در صورت وجود شرايط استرس زا منجر به بروز بيماري مي گردد ( بيماري PP = بيماري ناحيه بالايي دستگاه تنفس ) . جمع شدن گاو هاي كوچك كه از مزارع مختلف هستند ، از شير گرفتن گوساله ها و جمع كردن همه آنها در يك محل فروش يا نگهداري همه آنها در يك طويله ، همچنين انتقال حيوان به مناطق جديدي كه حيوان هنوز به آن عادت ندارد باعث بروز بيماري مي شود . پاستورلوز حاد عموما ً در طول اولين هفته ورود دام به منطقه جديد بروز مي كند . اين بيماري تحت عنوان تب حمل و نقل و يا مجموعه بيماري تنفسي گاو ها نيز ناميده مي شود و در ده سال اخير مطالعات زيادي در مورد اين بيماري صورت گرفته است . ويروسهاي بيماري زاي دستگاه تنفسي و استرس هاي محيطي از عوامل بسيار مهم در بروز اين بيماري هستند . بيماري به ندرت در گاو هاي بدون استرس بروز مي كند . روند بيماري سينه پهلو ( پنوموني ) پاستورلايي : بيماري هاي تنفسي ناشي از پاستورلا ها ، از عوامل مهم مرگ و مير در گاو ها ، در صنعت گاوداري ايالات متحده آمريكا مي باشد . شكل كلي اين بيماري بصورت نكروز فيبريني و تورم پرده جنب ، همراه با سينه پهلو مي باشد و بطور كلي اين بيماري تحت عنوان تب حمل و نقل ناميده مي شود . در اين بيماري عمدتاً چندين عامل بيماريزا مشكل زا هستند و در ايجاد بيماري ، عوامل مستعد كننده و ضمنا ً باكتريهاي بيماريزاي فرصت طلب اوليه ، ثانويه و يا نوع سوم نقش دارند .
اكثر تحقيقات انجام شده در 20 سال اخير بر روي پاستورلا هموليتيكا و نقش آن در ايجاد مجموعه بيماريهاي تنفسي گاو صورت گرفته است . بيماري معمولا ً در يك دوره مشخص نيز در يك گله بروز مي كند . آلودگي ممكن است بالا باشد ؛ اما در صورتي كه درمان آنتي بيوتيكي به موقع انجام شود ، ميزان مرگ و مير پايين خواهد بود . كاهش ميزان توليد ، هزينه بالاي واكسيناسيون و درمان و همچنين تلفات ناشي از مرگ از عوامل بسيار مهم در خسارات مالي صنعت گاو ايالات متحده هستند و امروزه نيز هنوز شكل كلي بيماري و اثرآن ديده مي شوند . متاسفانه هنوز نيز سيستم خريد و فروش دام به همان صورت قبلي انجام مي شود و اين امر با برنامه هاي واكسيناسيوني كه انجام مي شوند تناقض دارد . با توجه به مقاوم شدن گونه هاي پاستورلا هموليتيكا به آنتي بيوتيك هاي قبلي ، امروزه آنتي بيوتيك هاي جديدي براي كنترل اين بيماري توليد و استفاده مي شوند .
بطور خلاصه ، هدف از اين مقاله گفتگو در مورد نتايج آخرين تحقيقات انجام شده در مورد اين بيماري به همراه ذكر اهميت بيماري در 5 ساله گذشته مي باشد . اكثر تحقيقات جديد تكرار تجربه هاي گذشته هستند ، اما با ديد كاملا ً علمي و استفاده از جديد ترين روش ها انجام شده اند . بيشتر تحقيقات انجام شده بر روي ديگر عوامل موثر در ايجاد اين بيماري در انسان و حيوانات صورت گرفته اند . البته عدم امكان آزمايش بر روي انسان مانع از مطالعه بيماريزايي اين باكتري در انسان مي شود ، بنابراين پيشرفت هاي فعلي در مورد روند بيماريزايي همه در نتيجه انجام تحقيقات روي ميزبان طبيعي بدست آمده است .
همه گير شناسي :
اين باكتري عموما ً در گاو هاي سالم و بدون استرس قابل جستجو نيست . به همين دليل در مورد ميزان شيوع آن در گاو هاي سالم اطلاعات درستي وجود ندارد . هرچند عموما ً در طول يك بيماري ويروسي تنفسي و يا پس از استرس ناشي از حمل و نقل ميزان بالايي از اين باكتري در ناحيه بالايي دستگاه تنفس رشد مي كند . معمولا ً در نمونه گيري از مزرعه اصلي و يا جمع آوري و نمونه گيري پيش از حمل و نقل تعداد كمي از گونه هاي باكتري مشاهده مي شوند . در اين حالت سروتيپ A ي پاستورلا هموليتيكا مهمترين باكتري جدا شده است .
لوزه مخزن اصلي باكتري در ناحيه فوقاني دستگاه تنفس است . اين باكتري را حتي مي توان در هنگامي كه پاستورلا هموليتيكاهاي حلق و بيني قابل تكثير نيستند نيز جدا نمود . دانشمندان با استفاده از موتان هاي مقاوم به ريفامپين كه مي توان آنها را در گونه هاي كشت مخلوط جدا نمود ( مانند نمونه هاي گرفته شده از ترشحات بيني و مايع شستشوي لوزه ) نشان دادند كه پاستورلا هموليتيكا به سرعت در ميان گاوهاي سالمي كه در كنار هم هستند پخش مي شود . انتقال افقي بين گاوهايي كه با هم اختلاط دارند و گاوهاي حمل و نقل شده با استفاده از شرايطي كه پاستورلا هموليتيكاي محيط بدليل يك حذف پلاسميد بسيار كم بود ، مشاهده شده است و اين امر به ضرورت كنترل ناحيه حلق و بيني به منظور كاهش سرايت بيماري بين گاوهاي سالم اشاره دارد . همچنين در شرايطي كه ميزان جمعيت پاستورلا هموليتيكا در گاوهاي استرس ديده قابل كنترل باشد ميزان آلودگي شش ها با اين باكتري بسيار كمتر خواهد بود .
تنوع هاي موجود در باكتري پاستورلا هموليتيكا :
بنظر مي رسد كه اين باكتري داراي 12 سروتيپ است كه در 12 بيوتيپ تقسيم شده اند . سروتيپ اولي كه باعث بروز بيماري در گاو مي شود سروتيپ A1 مي باشد . در حالي كه در مورد گوسفند تمامي سروتيپ ها بيماريزا هستند . تفاوتهاي گونه اي سروتيپ ها از لحاظ همه گير شناسي و به منظور تعيين درجه خويشاوندي اين نمونه ها و شناخت انواع مهم بيماريزا بسيار اهميت دارد .
روشهاي مشخص كردن گونه هاي پاستورلا هموليتيكا عبارتند از :
1 - REA
2 - Ribotyping
3 - پروتئين هاي خارج غشايي (OMP)
4 - ليپوپلي ساكاريد (LPS)
5 - شكل كپسول
6 - مقايسه رديف هاي مولكول هاي s rRNA 16
7 - الكتروفورز آنزيم هاي چند لوكوسي
8 - تقسيم بندي بر اساس خواص فنوتيپي
بطور مداوم سروتيپ هاي جديدي در حال شناخته شدن هستند و الگوهاي جديد در مورد ارتباط بين گونه ها طراحي شده است . آنتي ژن هاي مشخصي كه شرايط خاصي براي رشد احتياج دارند نيز تعيين شده اند ( مانند رشد ميزبان و يا محدوديت آهن ) . گونه هاي سروتيپ هاي مشترك گاو و گوسفند در ساختار پروتئين هاي خارج غشايي با هم متفاوتند و اين موضوع ارتباطي خاص بين ساختمان هاي سطح سلولي و اختصاصي بودن ميزبان را مشخص مي كند . ادامه تحقيقات بر روي سروتيپ ها نقش سروتيپ هاي 2 و 6 را نيز در بيماري زايي در گاو مشخص نموده است .
عوامل حدت :
عوامل ساختمان كپسولي و ليپوپلي ساكاريد در حدت اين باكتري بسيار موثرند . اگرچه پاستورلا هموليتيكا بعضي آنزيم ها را توليد مي كند ، اما نقش آنها در بيماريزايي اين باكتري مشخص نشده است . توليد پروتئين هاي خارج غشايي خاص و لوكوتوكسين و ميزان توليد آنها بستگي به شرايط رشد دارد و توليد لوكوتوكسين و مكانيزم آن در نابود كردن گلوبولهاي سفيد تا كنون به ميزان زيادي مورد مطالعه قرار گرفته است . پروتئين هاي خارج غشايي و پروتئين هاي پري پلاسمي كه مسئول جذب آهن هستند نيز در مورد اين باكتري مشخص شده اند كه ترشح آنها تحت تاثير محدود شدن آهن محيط در حين رشد مي باشد . پاسخ سيتوكين هاي ترشح شده از ماكروفاژها بوسيله ليپوپلي ساكاريد ها تحريك مي شود . اگرچه عمل لوكوتوكسين در كشتن گلبولهاي سفيد با تجزيه اين سلولها موضوع بسياري از مطالعات بوده است ، اما مطالعات اخير در مورد عملكرد آنها با استفاده از دوز غير كشنده صورت گرفته است . كشت مونوسيت ها با ميزان غير مهلك ( كمتر از حد كشنده ) لوكوتوكسين ، باعث تحريك بدن و آزاد شدن سيتوكين ها مي شود و لوكوسيت هاي آزاد شده متحمل تغييرات ثابتي مانند مرگ برنامه ريزي شده سلول (apoptosis) مي شوند . نكته قابل توجه در مورد لوكوتوكسين ها ، يكي بودن آنها چه از نظر وزن مولكولي و چه از نظر فعاليت آنها است و اين حالت را حتي مي توان در سروتيپ هاي مشخص جستجو كرد . مطالعات اخير وجود پروتئاز هاي ايمونوگلوبولين G1 (IgG 1) و يك سوپراكسيد ديسموتاز را نشان مي دهد . موتان هاي پاستورلا هموليتيكا كه فاقد لوكوتوكسين هستند در حدت و بيماريزايي كاهش مشخصي دارند كه اين امر با اندازه گيري ميزان فاكتورهاي كلينيكي ، آسيب هاي ريوي و كاهش از دست دادن لكوسيت ها مشخص مي شود . اطلاعات فعلي در مورد عوامل حدت و نقش آنها ، براي ما در مقابله با باكتري پاستورلا هموليتيكا و در نتيجه بيماري پاستورلوز بسيار مفيد خواهد بود .
بيولوژي مولكولي :
با وجود پيشرفت سريع دانش زيست شناسي مولكولي مطالعات امروزي ما در مورد پاستورلا هموليتيكا در نتيجه وارد كردن فاكتورهاي ژنتيكي آن به داخل باكتري E.coli( به منظور بيان ژن ها ) صورت گرفته است . هنگامي كه با استفاده از روش هاي مهندسي ژنتيك تركيبات ژنتيكي E.coli را وارد پاستورلا هموليتيكا كنيم ، اين ژن ها نابود مي شوند و اين امر مانع از تكامل موتان هاي پاستورلا هموليتيكا مي گردد . اندونوكلئارز محدود كننده پاستورلا هموليتيكا (Pha1) سدي موثر و شناخته شده در برابر عوامل ژنتيك خارجي مي باشد و ژن آن ، DNA هاي خارجي را در هنگام ورود به باكتري متيله مي كند . اين امر شرايط را براي جداسازي موتان هاي aroA فراهم ميكند . اين موتان ها گونه اي از پاستورلا هموليتيكا هستند كه لوكوتوكسين غير فعال ترشح مي كنند و براي ما موتاني فاقد لوكوتوكسين توليد خواهد نمود . پيشرفت هاي حاصله به منظور وارد كردن قطعه اي از DNAي خارجي به داخل پيكر پاستورلا هموليتيكا به ما اجازه مي دهد تا موتان هاي مشخص و يا موتان هاي حذفي خاصي را به منظور توليد واكسن و يا مطالعه عملكرد عوامل حدت توليد نماييم .
آنتي ژن هاي حفاظتي :
آنتي ژن هاي پاستورلا هموليتيكا كه نقش محافظتي و مقاومت را در اين باكتري دارند شناسايي شده اند و شرايط رشدي كه باعث بهترين بيان اين ژن ها مي شود نيز مشخص شده است . آزمايش نشان دادن پاستورلا هموليتيكاي نوتركيب همراه با آنتي سرم ( سرم همراه با پادتن ) منجر به توليد آنتي ژني با 60 كيلو دالتن وزن مي شود كه خواص آنتي ژني بالايي دارد . گاوها را مي توان با اين آنتي ژن واكسينه نمود و سپس در معرض آلودگي قرار داد . عيار سرم هاي بهبود يافته در برابر آنتي ژن ها نيز در مطالعات قبلي مشخص گرديده است . كشف اهميت آنتي ژن هاي حفاظتي باعث ايجاد شرايطي بهتر براي توليد بهترين واكسن مي شود و ممكن است منجر به پيشرفت هايي در توليد واكسن هاي ايمني تحت واحد گردد .
واكسن ها :
در طول ساليان متمادي واكسن هاي مختلفي براي اين بيماري مورد استفاده قرار گرفته اند كه بسياري از آنها يك ايمني جزئي در برابر پاستورلا هموليتيكا ايجاد مي كنند . آزمايش واكسن ها در شرايط مزرعه بسيار گران است و نتايجي متغير را نيز به ما مي دهد . لذا بيشترين تحقيقات در مورد واكسن اين بيماري به منظور توليد واكسن هاي بهبود يافته صورت مي گيرد .
بعضي واكسن هاي زنده استفاده شده منجر به بروز بيماري هاي سيستميك پس از واكسيناسيون مي شوند . نوعي واكسن تهيه شده از بافت كه به طريقه زير پوستي استفاده مي شود باعث جلوگيري از تكثير باكتريها در گاوهاي حمل و نقل شده و گاوهاي آزمايشي مي شود . استفاده دهاني از هيدروژل هاي مايع رويي كشت باكتري نيز باعث بروز مقاومت در برابر عفونت تجربي مي شود . پروتئين هاي خارج غشايي نيز در غياب لوكوتوكسين ها باعث ايجاد ايمني در برابر باكتريهايي مي شوند كه در ناحيه سينه اي قرار گرفته اند ، اما در مقابل ديگر سروتيپ ها تنها يك ايمني متقاطع بوجود مي آورند . پاستورلا هموليتيكاي زنده باعث بوجود آمدن برخي انواع ايمني متقاطع بين سروتيپ هاي A1 ، A2 و A6 در بز مي شود . پادتن هاي مخصوص پروتئين هاي خارج غشايي تنظيم كننده آهن در ايجاد حفاظت نقشي ندارند و اين امر وجود آنتي ژن هايي ديگر را نيز مشخص مي كند . واكسن هاي زير واحد شامل مايع رويي كشت باكتري ها همراه و يا بدون لوكوتوكسين و پروتئين هاي خارج غشايي تنظيم كننده آهن باعث ايجاد ايمني در برابر آلودگي تجربي پاستورلا هموليتيكا مي شوند . واكسن هاي تجاري ، بر حسب توانايي شان در استخراج پاسخ پادتني به آنتي ژن هاي مشخص طبقه بندي مي شوند . به منظور سلامت كار ، واكسن هاي زنده بايد از باكتري هاي بدون حدت باشند . توليدات جديد به منظور ايجاد روشي تازه در واكسيناسيون پاستورلا هموليتيكا طراحي شده اند . ممانعت از تكثير باكتري ها در ناحيه فوقاني دستگاه تنفس يكي از روش هاي قابل اجرا و پيشنهاد شده مي باشد . اين توليدات را مي توان بر حسب پاسخ پادتني خاصي كه به يك آنتي ژن مي دهند ارزيابي كرد و واكسن ها را بر اساس اين قدرت ، يعني توانايي در استخراج پاسخ پادتني در برابر آنتي چني خاص طبقه بندي نمود . تمامي اين فعاليت ها به منظور توليد واكسني بهتر با هم تلاش مي كنند .
ايمني شناسي :
مطالعه بر روي پاسخ ايمني گاوها به پاستورلا هموليتيكا و همچنين آنتي ژن هاي مشخص و عوامل حدت آن در حال پيشرفت است . پاستورلا هموليتيكا و فرآورده هاي ناشي از آن باعث تحريك ماكروفاژهاي آلوئولي و پاسخ سيتوكين ها مي شوند . گاوهايي كه از طريق بيني در معرض باكتريهاي زنده قرار گرفته اند هم در بيني و هم در شش توليد پادتن مي نمايند ، در حالي كه در گاو هايي كه تنها از طريق شش در معرض آلودگي قرار گرفته اند پادتن ها تنها در شش توليد مي شود و البته پاسخ هاي ايمني سرمي به هر دوي اين موارد وابسته است . اين امر نشان مي دهد كه روش پاسخ ايمني مي تواند منجر به پاسخ ايمني در ناحيه فوقاني دستگاه تنفس شود . قرار دادن حيوان در معرض باكتري هاي زنده منجر به بوجود آمدن پاسخ ايمني وابسته به سلول مي شود و اين امر در نتيجه تحريك لنفوسيت هاي لنفي توسط پروتئين هاي خارج غشايي مي باشد . مطالعات ايمني شناسي ، به منظور تعيين بيماريزايي سويه ها و ضمنا ً مطالعات واكسني بسيار ضروري هستند .
درمان :
مواد ضد ميكروبي به ميزان زيادي در درمان بيماري سينه پهلوي پاستورلايي استفاده مي شوند . گونه هاي اين باكتري اكثرا ً به آنتي بيوتيك هاي وسيع الطيف مقاوم هستند . بنابراين آنتي بيوتيك هاي جديد هم به منظور درمان و هم به منظور پيشگيري از بروز بيماري توليد شده اند .
نتيجه گيري :
تا به حال مطالعات زيادي در مورد اين بيماري صورت گرفته است و احتمالا ً اين تحقيقات به بهبود كنترل سينه پهلوي پاستورلايي و در نتيجه كاستن ضرر هاي اقتصادي در صنعت گاو كمكي موثر خواهند نمود .
عوامل مستعد كننده بروز اين بيماري عوامل متفاوتي هستند كه در دو گروه قرار مي گيرند :
1 - مديريت و محيط
2 - عوامل عفونتزا
از جمله عوامل مربوط و مديريت و محيط كه در زمره
عوامل استراس زا قرار مي گيرند مي توان اين موارد را نام برد : از شير گرفتن گوساله ها ، جمع كردن دام ها در يك مكان ، حمل و نقل دام ها ، اختلاط دامهايي كه از مناطق مختلف هستند ، شلوغ بودن محيط دام ، اخته كردن دام ، كندن شاخ ، گرسنگي ، كم آبي ، آب و هواي سرد و مرطوب ، آب و هواي گرم و خشك ، هواي همراه با گرد و خاك و تغييرات آب و هوايي .
از جمله عوامل عفونتزا كه براي دام حالت استرس زا دارند مي توان ويروس رينوتراكئيت عفوني گاو ها (IBR) ، PI3 ، اسهال ويروسي گاوها (BVD) ، BRSV و ديگر ويروس هايي را نام برد كه به سيستم تنفسي حيوان حمله ور مي شوند همچنين گونه هاي كلاميديا و مايكوپلاسما نيز مي توانند از عوامل مستعد كننده بيماري پاستورلوز باشند .
باكتري هاي عمده اي كه در بروز اين بيماري دخيل هستند عبارتد از : پاستورلا هموليتيكا ، پاستورلا مولتوسيدا ، هموفيلوس سومنوس (Haemophilus somnus) و اكتينوباسيلوس پيوژنس (Actinobacillus pyogens) . با اين كه پاستورلا مولتوسيدا و هموفيلوس سومنوس در بعضي از موارد جدا شده اند ، اما باكتري عمده جدا شده از نمونه هاي بيماري پاستورلا هموليتيكا مي باشد . پاستورلا هموليتيكا بيوتيپ A ، سروتيپ 1 (ST1) مهمترين باكتري عامل ايجاد عوارض كلينيكي بيماري و آسيب هاي حاد ريه مي باشد . بيماري را مي توان بصورت تجربي و با آلوده نمودن ناحيه سينه و يا داخل ناي بوسيله پاستورلا هموليتيكا ( به تنهايي ) ايجاد نمود .
نتايج بررسي هاي آزمايشگاهي نشان مي دهد كه بر حسب ميزان پيشرفت بيماري و زمان مرگ ، گونه هاي باكتري جدا شده از شش در در ذات الريه پاستورلايي متفاوتند . در اشكال حاد بيماري و نمونه هاي تحت حاد ذات الريه تنها باكتري كه جدا مي شود ، پاستورلا هموليتيكا مي باشد . اگر حيوانات به مدت طولاني براي درمان نگه داشته شوند و يا روش هاي درماني غير موثر و يا ناكافي باشند ، بيماري به مراحل پيشرفته خود مي رسد كه در آن آسيب هاي مشخص ريه ديده مي شود . پاستورلا هموليتيكا ندرتا ً به تنهايي جدا مي شود ، اما به نظر مي رسد كه از نظر طبيعي نيز قسمتي از باكتري هاي كشت مخلوط مي باشد . هنگامي كه بيماري بيشتر شكل مزمن خود را نشان مي دهد و آبسه ها ( چرك ها ) شروع به توسعه يافتن مي نمايند ، اكتينوباسيلوس پيوژنس نيز در كشت ديده مي شود .
در گاوي كه از نظر كلينيكي سالم است ، پاستورلا هموليتيكا به تعداد كمي و در پاساژ هاي بيني ديده مي شود و باكتري هايي هم كه جدا مي شوند را عمدتا ً بيوتيپ A سروتيپ 2 تشكيل مي دهند كه به ندرت با اين بيماري ارتباط دارند . به دنبال شرايط استرس زا و يا بيماري ويروسي ، ميكروب هاي پاستورلا هموليتيكاي بيوتيپ A سروتيپ 2 (ST2) كه بصورت هم سفره (Commensal) در ناحيه بالايي دستگاه تنفس هستند ، با رشدي سريع و انتخابي به بيوتيپ A سروتيپ 2 ( نوع بيماريزا ) تبديل مي شوند . در اين هنگام كه تكثير وسيع باكتري در ناحيه بالايي دستگاه تنفس انجام شده است ، باكتري را مي توان با كشت يك قطره ( دراپلت ) گرفته شده از ناي كشت داد . اين هسته هاي دراپلتي وارد وارد ريه شده ، شروع به تكثير مي نمايند . نكته قابل توجه اين است كه در اين هنگام كه رشد انفجاري و تكثير وسيع پاستورلا هموليتيكاي ST1 ( بيوتيپ A سروتيپ 1 ) انجام مي شود ، سرعت تكثير پاستورلا مولتوسيدا تغييري نمي يابد و بنابراين بنظر مي رسد كه