ANTIGENIC ACTIVITY OF THE VACCINE AGAINST PSEUDOMONOSIS IN PIGS

АНТИГЕННАЯ АКТИВНОСТЬ ВАКЦИНЫ ПРОТИВ ПСЕВДОМОНОЗА СВИНЕЙ

Научная статья

Скориков А.В.^1, *, Новикова Е.Н.²

¹ ORCID: 0000-0001-6470-0450;

² ORCID: 0000-0003-2930-0077;

^{1, 2} Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии, Краснодар, Россия;

² Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина, Краснодар, Россия

* Корреспондирующий автор (sav.vetnadzor[at]mail.ru)

Аннотация

В статье представлены результаты исследований антигенной активности вакцины против псевдомоноза свиней разработанной сотрудниками Краснодарского НИВИ и ФГПУ «Армавирская биофабрика». Антигенная активность изучалась в опыте на поголовье свиней различных половозрастных групп, в реакции агглютинации в сыворотке крови иммунизированных животных с определением уровней антител к антигенам синегнойной палочки. Установлено, что вакцина против псевдомоноза свиней обладает высокой антигенной активностью после двукратной иммунизации поросят в возрасте 12-14 дневного возраста с интервалом 10-12 дней способствует образованию напряженного иммунитета с 14 дня сроком до 6 месяцев, выражающегося в уровнях титров агглютининов от 3,2-4,6 до 4,0-5,8 log₂.

Ключевые слова: псевдомоноз животных, свиньи, Pseudomonas aeruginosa, штаммы, вакцина, антигены, антигенная активность.

ANTIGENIC ACTIVITY OF THE VACCINE AGAINST PSEUDOMONOSIS IN PIGS

Research article

Skorikov A.V.^1, *, Novikova E.N.²

¹ ORCID: 0000-0001-6470-0450;

² ORCID: 0000-0003-2930-0077;

^{1, 2} Krasnodar Research Center for Animal Husbandry and Veterinary Medicine, Krasnodar, Russia;

² Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia

* Corresponding author (sav.vetnadzor[at]mail.ru)

Abstract

The article presents the results of studies of the antigenic activity of the vaccine against pseudomonosis in pigs developed by the staff of the Krasnodar Research Institute and еру federal state-owned enterprise "Armavirskaya biofabrika". The authors study the antigenic activity in an experiment on pigs of various age and sex groups, in the reaction of agglutination in the blood serum of immunized animals with the determination of levels of antibodies to Pseudomonas aeruginosa antigens. The experiment finds that the vaccine against pseudomonosis in pigs has a high antigenic activity after double immunization of piglets aged 12-14 days with an interval of 10-12 days promotes the formation of intense immunity from day 14 for up to 6 months expressed in the levels of agglutinin titers from 3.2-4.6 to 4.0-5.8 log ₂.

Keywords: pseudomonosis of animals, pigs, Pseudomonas aeruginosa, strains, vaccine, antigens, antigenic activity.

Введение

Проблема желудочно-кишечных заболеваний поросят и молодняка свиней инфекционной этиологии продолжает одной из ведущих в свиноводстве. Особенную актуальность она представляет для пород свиней с высоким генетическим потенциалом продуктивности и низкой сопротивляемостью организма к воздействию инфекционных микроорганизмов, в том числе условно-патогенных. Среди данной патологии широкое распространение имеет псевдомоноз, возбудителем которого являются патогенные штаммы Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa).

Бактерии рода Pseudomonas aeruginosa на свиноводческих предприятиях Российской Федерации имеют широкое распространение из-за высокой устойчивости к факторам внешней среды, и в этиологическом аспекте представляет значительную угрозу для организма свиней вследствие наличия большого количества факторов вирулентности и патогенных свойств [8, С. 248-251].

Значительная часть факторов вирулентности P. aeruginosa связана со специфическим строением клеточной стенки бактерии липополисахарид, пили и жгутики, «непилевые» адгезины, и внеклеточными продуктами жизнедеятельности данного микроорганизма (экзотоксин А, гемолизины, эластазы, пиоцианин, пиовердин, секреторные ферменты), а также феномен уровня кворума (Quorum Sensing) [2, С. 7-10], [10, С. 260-264]. Липополисахарид (ЛПС), связанный с клеточной стенкой бактерии состоит из трех различных областей: липида A, олигосахарида (ОС) кора и О антигена с длинной цепью [9, C. 167-168], [3, С. 925-932]. Различия в углеводных компонентах и связях между ними в О антигенах явились основой для классификации штаммов P. aeruginosa. Согласно Международной схеме серотипирования антигенов (IATS) они разделены на 20 серотипов [7, C.45].

P. aeruginosa очень резистентна к фармакологическим препаратам. В проведенных опытах только 21,8% изолятов P. аeruginosa из 35 оказались чувствительными к широко применяемым лекарственным средствам. Наибольшей бактерицидностью в отношении P. aeruginosa обладали: байтрил – 3,5±0,87 мкг/мл, ципрофлоксацин – 9,8±2,62 мкг/мл, гентамицин – 6,8±1,62 мкг/мл, абактан – 16,8±2,62 мкг/мл. Все остальные из 28 испытываемых препаратов (82%) проявляли бактерицидные свойства в разведении свыше 30 мкг/мл [6, C. 5-31].

Р. aeruginosa чаще всего инфицирует молодых животных, у которых снижена естественная резистентность организма; поросят – в подсосный период и после отъема, клинически проявляясь в форме пневмоэнтеритов. У взрослых свиней псевдомоноз проявляется при эндометритах, маститах, ММА, чаще всего в ассоциаций с другими микроорганизмами. Осеменение свиноматок спермой контаминированной Р. aeruginosa , вызывает аборты, появление мертворождённых плодов, а у производителей стойкое псевдомононосительство, с выделением возбудителя во внешнюю среду со спермой и мочой [4, С. 12], [5, С. 25-28].

Профилактические мероприятия при заболеваниях животных инфекционной этиологии предусматривают комплексное воздействие на звенья эпизоотического процесса, одним из которых является специфическая профилактика инфекционных болезней сельскохозяйственных животных в условиях интенсивного ведения животноводства [1, С.21-22].

Разработкой вакцин против псевдомоноза животных занимались отечественные и зарубежные ученые [6, C, 5-31], изыскание новых средств специфической профилактики данной инфекции и изучение их иммунобиологических свойств продолжает оставаться одним из актуальных направлений ветеринарной науки.

Методы и принципы исследования

Контроль антигенной активности штаммов P. aeruginosa при конструировании вакцины, проводился в реакции агглютинации (РА) позволяющей количественно определять антигенную активность штаммов синегойной палочки в составе биопрепарата, в соответствии с рекомендациями ФГБУ «ВГНКИ», в лаборатории терапии Краснодарского НИВИ. При проведении исследований использовали штаммы P. aeruginosa серологических групп О_1, О_3, О₄, О₆, О₁₁, О₁₉ хранение которых осуществляли в полужидком агаре (ПЖА) и лиофилизированном состоянии при температуре 2-4 °С, питательные среды для культивирования псевдомонад, опытно-промышленные партии вакцины, сыворотку крови от свиней различных половозрастных групп, вакцинированных против псевдомоноза, бактериологические и серологические методы исследований. Вакцина против псевдомоноза свиней изготовлена из инактивированных культур бактерий P. aeruginosa серологических групп О_1, О_3, О₄, О₆, О₁₁, О₁₉ с концентрацией микробных клеток 6x10⁹ КОЕ/см³, добавлением инактиванта-формалина (0,3% по объему) и 6%-ного геля гидрата окиси алюминия в качестве адъюванта (30% по объему).

Для подтверждения формирования и продолжительности иммунитета у свиней вакцину вводили поросятам опытных групп внутримышечно двукратно в возрасте 14 и 21 дней, в дозах: 1,0 мл,1,5 мл и 2,0 мл поросятам контрольных групп вакцина не вводилась. Определение антигенной активности вакцины против псевдомоноза свиней проводили через 7 дней после однократного введения и через 7, 14, 21, 28, 60, 90, 180 и 270 дней после двукратного введения вакцины.

Наблюдение за животным осуществляли в течение 9 месяцев после иммунизации. Иммунитет считали напряженным, если у привитых животных титр антител к серологическим группам О_1, О_3, О₄, О₆, О₁₁, О₁₉ Р. aeruginosa был не ниже 4,0 log₂ (1:16).

Основные результаты

Через 7 дней после первого введения вакцины титр антител в сыворотке крови поросят-сосунов к содержащимся в вакцине серотипам Р. aeruginosa составил 2,6-3,2 log_2, что соответствует разведению сыворотки 1:4–1:8.

Исследованиями иммунологических показателей сыворотки крови поросят после повторного введения биопрепарата установлено, что введение вакцины против псевдомоноза свиней в дозе 1 мл вызывает у поросят развитие выраженного иммунного ответа через 21 день после введения второй дозы вакцины, уровень титров агглютининов в среднем составлял 5,2±0,23 log₂ при введении 1,5 мл и 2,0 мл уровень тиров составил 6,0±0,26–6,3±0,45 log₂ и наибольший уровень агглютининов от 6,4±0,24 до 6,8±0,20 log₂ получен от серологических групп О₃, О₄, О₁₁, О₁₉ (таб. 1, рис. 1)_.

 

Таблица 1 – Средние титры антител в сыворотке крови поросят, ремонтного молодняка и откорма свиней в РА к серогруппам Pseudomonas Aeruginosa, (log₂)

  Примечание: *** р≥0,001 к контролю

Рис. 1 – Средние титры в РА специфических антител в log₂ в сыворотках крови поросят

 

При введении поросятам вакцины в дозе 1,5 мл иммунный ответ к синегнойной палочке представленных серовариантов формировался к 14 дню после второго введения вакцины на уровне 4,1±0,33 log₂ и сохранялся напряженным до 6 месяцев 5,0±0,23.

Изучение уровня поствакцинальных специфических антител к серотипам Р. aeruginosa входящим в состав вакцины показало, что титры агглютининов к 14 дню после двукратной иммунизации к серовариантам О_1, О₃, О₄, О₁₁ достигали защитного уровня и находились в пределах 4,2–4,6 log_{2 ,} титры антител к серотипу О₆ достигали необходимого порога к 21 дню и составляли в среднем 5,4 log₂ , титр антител к серотипу О₁₉ на 7 дней после двукратной иммунизации был максимальным из числа изучаемых серотипов и составил 8,0 log₂ при разведении 1:256.

Заключение

Таким образом, выраженными агглютинин образовательными свойствами обладают все штаммы P. aeruginosa : О_19, О_1, О₃, О₄, О₁₁, О₆ , включенные в вакцину. Введение вакцины поросятам с 12 дневного возраста двукратно с интервалом 10-15 дней в оптимальной дозе 1,5 мл внутримышечно, формирует иммунный ответ к синегнойной палочке к 14 дню на уровне 4,1±0,33 log₂ и сохраняется напряженным до 6 месяцев при титре агглютининов 5,0±0,23 log₂. Введение вакцины в дозе 1,0 мл обеспечивает уровень агглютининов на 0,5 log₂ ниже в сравнении с дозой 1,5 мл, введение вакцины в количестве 2,0 мл тиры агглютининов незначительно выше на 0,3 log_{2 .}

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Алтухов Н. Пути профилактики желудочно-кишечных болезней поросят в период их отъема / Н. Алтухов, Ю. Бригадиров, А. Шамардина // Свиноводство. – 2005. – №6. – С. 21–22.
2. Бондаренко В. М. Ранние этапы развития инфекционного процесса и двойственная роль нормальной микрофлоры / В. М. Бондаренко, В. Г. Петровская // Вестник РАМН. – 1997. – № 3. – С. 7-10.
3. Кочинкова Д. Структурное разнообразие коровой олигосахаридной области липополисахарида Pseudomonas aeruginosa обзор / Д. Кочинкова, Д.С. Лэм // Биохимия. 2011. – . 76. – № 7. – С. 925-932.
4. Лопатина Н.Н. Псевдомоноз сельскохозяйственных животных / Н.Н. Лопатина // Ветеринария Кузбаса. – 2009. – № 45 (220). – С.12.
5. Махмутов А.Ф. Мониторинг инфекционных желудочно-кишечных заболеваний новорожденных поросят в регионах Северного Поволжья и Предуралья / А.Ф. Махмутов, Г. Н. Спиридонов, Р.Н. Аглямов // Ветеринарный врач. – 2011. – №5. – С.25-28.
6. Методические рекомендации по диагностике, профилактике и лечению псевдомоноза сельскохозяйственных животных / И.А. Болоцкий, А.К. Васильев и др. // М., 2003 г. – С. 5 – 31.
7. Мороз А.Ф. Синегнойная инфекция // М.: Медицина,1988. – С.45.
8. Новгородова А. Ю. Экологические аспекты бактерий рода Рseudomonas на территории Украины / А. Ю. Новгородова // Сельскохозяйственные науки и агропромышленный комплекс на рубеже веков. – 2014. – № 5. – С. 248-251.
9. Серегина Н. В. Ингибирование протеолитических и сахаролитических ферментов Pseudomonas aeruginosa под действием экстракта шунгита / Н. В. Серегина, Т. В. Честнова // Вестник новых медицинских технологий. 2008. – Т. 15. – № 4. – С. 167-168.
10. Bitsori M. Pseudomonas aeruginosa urinary tract infection in children: risk factors and outcomes / M. Bitsori, S. Maraki, S. Koukouraki, E. Galanakis // J. Urol. – 2012. – V. 187(1). – P. 260-264.

Список литературы на английском языке / References in English*

1. Altukhov N. Puti profilaktiki zheludochno-kishechnykh boleznei porosiat v period ikh otieema [Ways to prevent gastrointestinal diseases of piglets during their weaning] / N. Altukhov, I.U. Brigadirov, A. S. Hamardina // Svinovodstvo. – 2005. – 6. – Р. 21-22 [in Russian]
2. Bondarenko V. M. Rannie jetapy razvitija infekcionnogo processa i dvojstvennaja rol' normal'noj mikroflory [Early stages of the development of the infectious process and the dual role of normal microflora] / V. M. Bondarenko, V. G. Petrovskaja // Vestn. RAMN. – 1997. – № 3. – P. 7-10. [in Russian]
3. Kochinkova D. Strukturnoe raznoobrazie korovoi oligosakharidnoi oblasti lipopolisakharida pseudomonas aeruginosa obzor [Structural diversity of the cow oligosaccharide region of Pseudomonas aeruginosa lipopolysaccharide review] / D. Kochinkova, D. S. Lem // Biokhimiia. – 2. – 011 – 76 – 7 – Р. 925-932 [in Russian]
4. Lopatina N. N. Psevdomonoz selskokhoziaistvennykh zhivotnykh [Pseudomonosis of farm animals] / N. N. Lopatina // Veterinariia Kuzbasa. – 2009. – 45 (220). – Р. 12 [in Russian]
5. Makhmutov A. F. Monitoring infektsionnykh zheludochno-kishechnykh zabolevanii novorozhdennykh porosiat v regionakh Severnogo Povolzhia i Preduralia [Monitoring of infectious gastrointestinal diseases of newborn piglets in the regions of the Northern Volga region and the Urals] / A. F. Makhmutov, G. N. Spiridonov, R. N. Agliamov // Veterinarnyi vrach. – 2011. – 5. – Р. 25-28. [in Russian]
6. Metodicheskie rekomendatsii po diagnostike profilaktike i lecheniiu psevdomonoza selskokhoziaistvennykh zhivotnykh [Methodological recommendations for the diagnosis, prevention and treatment of pseudomonosis of farm animals] / I. A. Bolotskii, A. K. Vasilev et al. // M., 2003. – 5 31 р. [in Russian]
7. Moroz A. F. Sinegnoinaia infektsiia [Pseudomonas aeruginosa infection] -M Meditsina, 1988. – Р. 45 [in Russian]
8. Novgorodova A. Ju. Jekologicheskie aspekty bakterij roda Рseudomonas na territorii Ukrainy [Ecological aspects of bacteria of the genus Pseudomonas on the territory of Ukraine] / A. Ju. Novgorodova //Sel'skohozjajstvennye nauki i agropromyshlennyj kompleks na rubezhe vekov. – 2014. – № 5. – P. 248-251. [in Russian]
9. Seregina N. V. Ingibirovanie proteoliticheskikh i sakharoliticheskikh fermentov Pseudomonas aeruginosa pod deistviem ekstrakta shungita [Ingibirovanie proteoliticheskikh i sakharoliticheskikh fermentov Pseudomonas aeruginosa pod deistviem ekstrakta shungita] Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologii [Bulletin of new medical Technologies]. – 2008. – 15 – 4 – Р. 167-168.
10. Bitsori M. Pseudomonas aeruginosa urinary tract infection in children: risk factors and outcomes / M. Bitsori, S. Maraki, S. Koukouraki et al. // J. Urol. – 2012. – V. 187(1). – P. 260-264.