Артрит-энцефалит коз: актуальные вопросы ранней диагностики

УДК 619:616-078: 578.828.61
DOI 10.33861/2071-8020-2023-2-23-25

Колбасова О. Л., Беспалова Т. Ю., Корогодина Е. В., Краснова Е. А. Федеральное государственное бюджетное
научное учреждение «Федеральный исследовательский центр вирусологии и микробиологии»,
Владимирская область, п. Вольгинский

Вирусы артрита-энцефалита коз (далее, АЭК) и Вис-на-Маэди (далее, ВМ) являются близкородственными лентивирусами, поэтому их часто объединяют в группу лентивирусов мелких жвачных (далее, SRLV). SRLV характеризуются высокой изменчивостью среди генотипов. Проведенные филогенетические исследования показывают, что SRLV можно разделить на пять генетических групп от A до E [24]. Генотип А подразделяется на подтипы A1-A24, генотип B - подтипы B1-B5, генотип E - подтипы E1-E2. Генотипы С и D, а также подтипы от A5 до A7 циркулируют только у коз; подтип А2 циркулирует только у овец, в то время как подтипы A1, A3, A4, A6, B1 и B2 были обнаружены у обоих видов [11]. Тем не менее, все генотипы проявляют сходный патогенез, поражая легкие, молочную железу, центральную нервную систему и суставы, и сходный тропизм, инфицируя моноциты/макрофаги и дендритные клетки [21].

Согласно информации Всемирной организации здоровья животных (OIE), распространение артрита-энцефалита коз более всего проявляется в индустриально развитых странах и совпадает с векторами перемещения европейских пород молочных коз. В связи с завозом в Россию из-за рубежа поголовья коз высоко-молочных пород возникают определенные риски распространения болезни.

SRLV имеют характерные особенности, которые отражаются на диагностике и путях передачи инфекции, их знание необходимо учитывать при планировании программ контроля и искоренения болезни в козоводческих хозяйствах, в том числе оздоровлении методом «стерильных родов».

Целью обзора являлось предоставление современной информации о внутриутробной передаче вируса артрита-энцефалита коз, особенностях сероконверсии у инфицированных животных и диагностики данного заболевания в рамках актуальных вопросов козоводов.

Материалы и методы исследований. В соответствии с целью систематического обзора изучены данные 28 источников по молекулярно-генетическим и серологическим исследованиям коз на АЭК, полученных путем запроса библиографических баз данных, научных электронных библиотек с поисковыми системами: Web of Science (http://www.webof-science.com); Scopus (https://www.scopus. com); eLIBRARY.RU (https://www.elibrary. ru); Pubmed (https://pubmed.ncbi. nlm.nih.gov); Google Scholar (https://scholar.google.ru/). Критериями отбора были ключевые термины: лентивирусы мелких жвачных, артрит-энцефалит коз, серологические методы, молекулярные методы, ИФА, РДП, ПЦР, сероконверсия, внутриутробная передача, новорожденные.

Результаты исследований и их обсуждение. АЭК - медленно прогрессирующая хроническая болезнь домашних коз, имеющая характерные особенности. Инкубационный период составляет от одного месяца до нескольких лет. АЭК характеризуется пожизненной персистенцией возбудителя в моноцитах и макрофагах хозяина. Период времени с момента инфицирования до развития сероконверсии (выработки противовирусных антител) может быть относительно продолжительным и непредсказуемым и измеряться месяцами. Большинство инфицированных коз не имеют клинических проявлений болезни, но остаются серопозитивными и способны передавать вирус, поскольку он остается в некоторых органах и тканях пожизненно.

Точное знание путей передачи является важнейшим компонентом программ контроля. Возбудитель передается вертикально и горизонтально. Основным источником инфекции для новорожденных является потребление молозива и молока от инфицированных матерей (лактогенный путь) [10, 20, 25]. Физиологические секреты и экскреты организма, такие как слюна, моча и фекалии могут содержать вирус АЭК и контаминировать корма и воду. Передача вируса может произойти в процессе облизывания козленка самкой и при извлечении козлят при кесаревом сечении. Горизонтальная передача через дыхательные выделения также имеет большое значение, особенно у интенсивно выращиваемых мелких жвачных животных [9, 10, 15, 25]. Трансплацентарная передача и передача через сперму во время спаривания или искусственного оплодотворения также возможны, но их значение и масштабы пока тщательно не изучены [21]. Тем не менее сообщается о выделении вируса в органах репродуктивной системы коз и овец [12, 17, 27]. Обнаружение провирусной ДНК и антител, главным образом, в нулевые часы, а также наличие цитопатического эффекта при культивировании образцов биоматериала, отобранного у потомства после семи дней от рождения, в пермиссивной клеточной культуре значительно усиливают гипотезу вертикальной передачи [7, 19, 26].

В настоящее время отсутствуют средства профилактики и лечения данного заболевания, поэтому ранняя и точная диагностика АЭК имеет первостепенное значение для успешной реализации программ контроля, искоренения заболевания и подтверждения статуса благополучия регионов и ферм, свободных от SRLV.

Основными проблемами, препятствующими разработке общепризнанного диагностического инструмента с достаточной чувствительностью, специфичностью и точностью для контроля данного заболевания, являются генетическая изменчивость вируса, связанная с мутациями, рекомбинацией и межвидовой передачей, а также особенности гуморального иммунного ответа животного на позднюю сероконверсию.

Российская Федерация является эндемичной по артриту-энцефалиту коз на протяжении многих лет. На данный момент в России отсутствуют нормативно-методические документы, регламентирующие лабораторную диагностику, профилактику и ликвидацию АЭК, а разработанные «Ветеринарные правила осуществления профилактических, диагностических, ограничительных и иных мероприятий, установления и отмены карантина и иных ограничений, направленных на предотвращение распространения и ликвидацию очагов артрита-энцефалита коз» пока не утверждены.

В связи с тем, что в ряде европейских стран имеется успешный опыт искоренения АЭК в целях оздоровления стад целесообразно использовать рекомендации Кодекса МЭБ (OIE) по диагностике и профилактике АЭК.

Стратегии контроля АЭК в целом основаны на сочетании искусственного выращивания козлят, лишенных молозива, и схем последовательного лабораторного тестирования, обычно скрининга твердофазным иммуноферментным анализом (ИФА, ELISA) с последующим подтверждающим тестом.

Лабораторная диагностика АЭК основана на обнаружении либо вируса, либо специфических антител. Однако, поскольку применяемые методы могут давать противоположные результаты [4, 5, 6, 16], тест «золотого стандарта» еще не определен. Для обнаружения антител наиболее часто используемыми методами являются ИФА (ELISA), тесты иммунодиффузии в агаровом геле (AGIDT, РДП) или иммуноблоттинг. ELISA в основном более чувствителен, чем AGIDT, и хорошо подходит для скрининга больших наборов образцов, в то время как AGIDT и иммуноблоттинг считаются более специфичными. Однако следует отметить, что при использовании различных коммерческих ИФА тест-систем результаты могут варьироваться [1, 2, 4, 8].

Основным преимуществом технологий ПЦР по сравнению с серологическими методами является раннее обнаружение инфекции, предшествующее выработке антител, что может произойти спустя месяцы или годы [23]. Тем не менее, низкая вирусная нагрузка инфицированных животных может препятствовать обнаружению провирусной ДНК, что приводит к снижению чувствительности и ложноотрицательным результатам [18]. Кроме того, высокая частота мутаций вируса из-за часто наблюдаемых рекомбинаций [13, 22] подрывает диагностическую эффективность ПЦР.

Заводчики коз очень обеспокоены проблемой широкого распространения АЭК на территории РФ. Они хотят защитить и сохранить свои стада свободными от данной инфекции, а также получить здоровое потомство. Особенно актуальной является проблема ранней диагностики АЭК у новорожденных. Наиболее часто возникающие вопросы: возможно ли получить здоровое потомство от серопозитивных коз? Происходит ли внутриутробное заражение? Какими методами, в какие сроки и с какой периодичностью нужно обследовать стадо?

Долгое время значение внутриутробной передачи оставалось неясным. Считалось, что десмохориальная плацента жвачных животных обладает эффективными защитными свойствами. Ранее, несмотря на опубликованные данные о том, что у 10% плодов, рожденных от инфицированных АЭК маток может происходить внутриутробная передача, в связи со сложной интерпретацией результатов диагностики было трудно оценить роль этого способа передачи вируса и ему не придавали большого значения [20].

Однако в последние годы накапливается больше научно доказанных сведений о внутриутробном заражении козлят. Так, в работах Furtado Araujo J с соавторами [26] при исследовании новорожденных из 73 козлят 34 (46,57%) дали положительный результат на наличие вируса методом ПЦР, в то же время в серологическом тесте было получено лишь три положительных результата (4,10%). Учитывая, что образцы крови были взяты сразу после рождения козлят, перед приемом молозива и без контакта матери с детенышем, был сделан вывод о том, что инфицирование произошло не в родовых путях, а внутриутробно. Данные работ Furtado Araujo J. согласуются с исследованиями Rodrigues А. с соавторами [7], которые также серологическими методами выявляли положительно реагирующих животных.

Hasegawa M. Y. с соавторами [3] проводили исследования новорожденных козлят серологическими и молекулярно-генетическими методами при рождении и ежемесячно по достижении ими годовалого возраста. При этом половина новорожденных была положительна в ПЦР-тестах, но при проведении серологических исследований были получены отрицательные результаты. Данное исследование продемонстрировало, что правильный диагноз должен быть поставлен при сочетании различных тестов и повторении их в течение длительного периода времени.

Согласно исследованиям [7, 26] антитела от матери к козленку могут передаваться внутриутробно. Материнские антитела против SRLV остаются определяемыми в крови детенышей до первых 5-6 месяцев их жизни [28]. Поэтому для исключения ложноположительных результатов серологические исследования животных необходимо проводить не ранее достижения 5-6-месячного возраста, так как до этого времени в крови козлят остаются определяемыми материнские антитела [12]. Далее необходимо повторное тестирование через 6 месяцев. Однако следует иметь ввиду, что серологические методы могут выявлять не всю инфицированную популяцию из-за антигенного разнообразия вируса или замедленной и прерывистой сероконверсии. Использование только ИФА в стаде с умеренной серопревалентностью обнаруживает примерно 61-84% серопозитивных животных, а в стадах с низкой серопревалентностью - только 10% серопозитивных животных [14]. С учетом особенностей сероконверсии данного заболевания с целью доказательства отсутствия циркуляции возбудителя АЭК в хозяйствах целесообразно исследовать всех животных один раз в год.

При подозрении на внутриутробное заражение исследования методом ПЦР можно проводить сразу после рождения. При выполнении ряда условий выявить геном вируса АЭК у молодняка коз можно приблизительно через 2 недели после заражения с вероятностью в 70-80% и выше, если праймеры соответствуют генетическому варианту вируса. Однако в настоящее время на российском рынке представлено ограниченное количество коммерческих ПЦР тест-систем для обнаружения вируса АЭК.

Таким образом, для успешного выполнения программ контроля, при выборе сроков исследования стада необходимо учитывать особенности диагностики, отраженные в данном обзоре. Стадо может быть признано свободным от АЭК при получении двукратного отрицательного результата методом ИФА при условии, что козы данного стада не контактировали с серопозитивными животными в течение 12 месяцев с момента первого исследования. В дальнейшем для подтверждения статуса необходимо проводить тестирование стада каждые 12 месяцев.

Заключение. С целью недопущения распространения заболевания и его искоренения необходимо формирование и введение эффективного регламента, препятствующего распространению АЭК, который должен включать в себя комплекс мер по ранней диагностике заболевания и ежегодный мониторинг.

Работа выполнена при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Государственного задания ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр вирусологии и микробиологии» (тема №FGNM-2021-0003).

Авторы благодарят рецензентов за их вклад в экспертную оценку этой работы. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Список литературы:

1. Колбасова, О. Л. Сравнительная оценка диагностической значимости ИФА тест-систем для диагностики лентивирусов мелких жвачных животных / О. Л. Колбасова, И. Ю. Егорова // Ветеринария. - 2020. -№ 6. - С. 19-23.

2. Accurate Diagnosis of Small Ruminant Lentivirus Infection Is Needed for Selection of Resistant Sheep through TMEM154 E35K Genotyping / H. Ramfrez, I. Echeverria, A. A. Benito [et al.] // Pathogens. - 2021. -No. 10 (1). - p. 83.

3. An experimental study on the vertical transmission of caprine arthritisencephalitis virus from naturally infected females to their offspring / M. Y. Hasegawa, M. D. de Souza, H. Lara [et al.] / Small Ruminant Research. -2017. - No. 149. - pp. 23-27.

4. Comparative Analysis of Different Serological and Molecular Tests for the Detection of Small Ruminant Lentiviruses (SRLVs) in Belgian Sheep and Goats / R. Michiels, E. Van Mael, C. Quinet [et al.] // Viruses. - 2018. -No. 10 (12). - p. 696.

5. Comparison of two PCR and one ELISA techniques for the detection of small ruminant lentiviruses (SRLVs) in milk of sheep and goats / N. Barquero, A. Domenech, A. Arjona [et al.] // Res. Vet. Sci. - 2013. -No. 94 (3). - pp. 817-819.

6. Diagnostic performance of PCR and ELISA on blood and milk samples and serological survey for small ruminant lentiviruses in central Spain / N. Barquero, A. Arjona, A. Domenech [et al.] // Vet. Res. - 2011. -No. 168 (1). - p. 20.

7. Evaluation of caprine arthritis-encephalitis virus transmission in newborn goat kids / A. D. Rodrigues, R. R. Pinheiro, R. L. Brito [et al.] // Arquivos do Institute Biologico. - 2018. - No. 84.

8. Evaluation of five SRLV ELISAs for fitness for purpose in sheep and goat accreditation schemes in the Netherlands / M. Aalberts, K. Peterson, L. Moll [et al.] // Small Ruminant Research. - 2021. - No. 202. - p. 106452.

9. Epidemiology and control of maedi-visna virus: curing the flock / A. W. Illius, K. Lievaart-Peterson, T. N. McNeilly, N. J. Savill // PLoS ONE. -2020.

10. Genetic analysis of small ruminant lentiviruses following lactogenic transmission / G. Pisoni, G. Bertoni, G. Manarolla [et al.] // Virology. -2010. - No. 407. - pp. 91-99.

11. Genetic and antigenic characterization of small ruminant lentiviruses circulating in Poland / M. Olech, A. Rachid, B. Croise [et al.] // Virus Res. -2012. - No. 163. - pp. 528-536.

12. Goat uterine epithelial cells are susceptible to infection with Caprine Arthritis Encephalitis Virus (CAEV) in vivo / M. Z. Ali Al Ahmad, L. Dubreil, G. Chatagnon [et al.] // Vet. Res. - 2012.

13. Highland M. A. Small Ruminant Lentiviruses: Strain Variation, Viral Tropism, and Host Genetics Influence Pathogenesis / M. A. Highland // Vet Pathol. - 2017. - No. 54 (3). - pp. 353-354.

14. Multi-Platform Detection of Small Ruminant Lentivirus Antibodies and Provirus as Biomarkers of Production Losses / I. Echeverria, R. De Miguel, L. De Pablo-Maiso [et al.] // Front. Vet. Sci. - 2020. - No. 7. - p. 182.

15. Non-maternal transmission is the major mode of ovine lentivirus transmission in an ewe flock: A molecular epidemiology study / L. E. Broughton-Neiswanger, S. N. White, D. P. Knowles [et al.] // Infect. Genet. Evol. - 2010. - No. 10. - pp. 998-1007.

16. (Non-)Sense of Milk Testing in Small Ruminant Lentivirus. Control Programs in Goats. Comparative Analysis of Antibody Detection and Molecular Diagnosis in Blood and Milk / N. R. Adjadj, J. Vicca, R. Michiels [et al.] // Viruses. - 2019. - No. 12 (1). - p. 3.

17. Presence of caprine arthritis-encephalitis virus (CAEV) proviral DNA in genital tract tissues of superovulated dairy goat does / F. Fieni, J. Rowe, K. Van Hoosear [et al.] // Theriogenology. - 2003. - No. 59 (7). -pp. 1515-1523.

18. Prevention strategies against small ruminant lentiviruses: an update / R. Reina, E. Berriatua, L. Lujan [et al.] // Vet. J. - 2009. -No. 182 (1). - pp. 31-37.

19. Relative contribution of colostrum from Maedi-Visna virus (MVV) infected ewes to MVV-seroprevalence in lambs / V. Alvarez, J. Arranz, M. Daltabuit-Test [et al.]. - Res. Vet. Sci. - 2005. - No. 78 (3). - pp. 237-243.

20. Routes of transmission and consequences of small ruminant lentiviruses (SRLVs) infection and eradication schemes / E. Peterhans, T. Greenland, J. Badiola [et al.] // Vet. Res. - 2004: 257-274.

21. Serological, Molecular and Culture-Based Diagnosis of Lentiviral Infections in Small Ruminants / A. I. Kalogianni, I. Stavropoulos, S. C. Chaintoutis // Viruses. - 2021. - No. 27. - 13 (9): 1711.

22. Small ruminant lentivirus infections and diseases / E. Minguijon, R. Reina, M. Perez [et al.] // Vet. Microbiol. - 2015. - No. 181. - pp. 75-89.

23. Small ruminant Lentiviruses: Genetic variability, tropism and diagnosis / H. Ramfrez, R. Reina, B. Amorena // Viruses. - 2013. - No. 5. -pp. 1175-1207.

24. Small ruminant lentiviruses in goats in southern Italy: Serological evidence, risk factors and implementation of control programs / F. Cirone, A. Maggiolino, M. Cirilli [et al.] // Vet. Microbiol. - 2019. - No. 228. -pp. 143-146.

25. Transmission of small ruminant lentiviruses / B. A. Blacklaws, E. Berriatua, S. Torsteinsdottir [et al.] // Vet. Microbiol. - 2004. - No. 101. -pp. 199-208.

26. Vertical transmissibility of small ruminant lentivirus / Araujo J. Furtado, A. Andrioli, R. R. Pinheiro [et al.] // PLoS One. - 2020. - No. 15 (11).

27. Wharton’s jelly cells from sheep umbilical cord maintained with different culture media are permissive to in vitro infection by small ruminant lentiviruses / R. P. Dias, R. R. Pinheiro, A. Andrioli [et al.] // Arquivo Brasileiro de Medicina Veterinaria e Zootecnia. - 2016. - No. 68. - pp. 1292-1300.

28. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/asj.13038

Резюме. Согласно информации Всемирной организации здоровья животных, распространение артрита-энцефалита коз более всего проявляется в индустриально развитых странах и совпадает с векторами перемещения европейских пород молочных коз. В связи с завозом в Россию из-за рубежа поголовья коз высокомолочных пород возникают определенные риски распространения болезни. Лентивирусы мелких жвачных животных имеют характерные особенности, которые отражаются на диагностике и путях передачи инфекции, их знание необходимо учитывать при планировании программ контроля и искоренения болезни в козоводческих хозяйствах. Авторами представлена современная информация о внутриутробной передаче вируса артрита-энцефалита коз, особенностях сероконверсии у инфицированных животных и диагностики данного заболевания в рамках актуальных вопросов козоводов. Ранняя диагностика артрита-энцефалита коз имеет первостепенное значение для искоренения заболевания и подтверждения статуса благополучия регионов и ферм, свободных от артрита-энцефалита коз, а точное знание путей передачи является важнейшим компонентом программ контроля. Особенно актуальной является проблема ранней диагностики артрита-энцефалита коз у новорожденных козлят. В статье приведен анализ современных научных исследований по внутриутробной передаче вируса артрита-энцефалита коз, отражены особенности сероконверсии у инфицированных животных и освещены основные проблемы диагностики данного заболевания. Ответы на актуальные вопросы козоводов имеют большое практическое значение для планирования оздоровления хозяйств от вирусного артрита-энцефалита коз методом «стерильных родов».

Ключевые слова: мелкий рогатый скот, лентивирусы мелких жвачных, артрит-энцефалит коз, иммуноферментный анализ, реакция диффузионной преципитации в геле, полимеразная цепная реакция, сероконверсия, внутриутробная передача, новорожденные козлята, «стерильные роды».

Сведения об авторах:

Беспалова Татьяна Юрьевна, заместитель руководителя группы, Самарский научно-исследовательский ветеринарный институт - филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр вирусологии и микробиологии»; 443013, г. Самара, ул. Магнитогорская, 8; тел.: 8-917-1042646; e-mail: 27bt@mail.ru.

Корогодина Елена Владимировна, научный сотрудник Самарского научно-исследовательского ветеринарного института - филиала ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр вирусологии и микробиологии»; 443013, г. Самара, ул. Магнитогорская, 8; тел.: 8-937-7977092; e-mail: elenakorogodina@inbox.ru.

Краснова Елена Александровна, кандидат биологических наук, ученый секретарь Самарского научно-исследовательского ветеринарного института - филиала ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр вирусологии и микробиологии»; 443013, г. Самара, ул. Магнитогорская, 8; тел.: 8-917-1144569; e-mail: novitchkova@rambler.ru.

Ответственный за переписку с редакцией: Колбасова Ольга Львовна, кандидат биологических наук, доцент, заведующий сектором лаборатории молекулярной вирусологии ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр вирусологии и микробиологии»; 601125, Владимирская область, Петушинский район, п. Вольгин-ский, ул. Академика Бакулова, стр. 1; тел.: 8-910-0930563; e-mail: olgakolbasova@gmail.com.

	Полезные ссылки
Департамент ветеринарии Краснодарского края Ассоциация Практикующих Ветеринарных Врачей