Молоко і ферма
Система контролю маститів у молочному господарстві
ТЕХНОЛОГІЇ. ДОСЛІДЖЕННЯ. ІННОВАЦІЇ
Валентин Єфімов, Наталія Неверковець, Андрій Кокарєв, Віктор Недзвецький, Дмитро Масюк; Biosafety-Center, Дніпровський ДАЕУ
Основою успішного ведення молочного скотарства є багато чинників, але здоров’я вимені один із основних, оскільки саме від нього безпосередньо залежить виробництво молока. Слід зазначити, що мастит є «недешевим» захворюванням, яке завдає збитків через втрати від зменшення виробництва молока і ріст витрат на лікування та зниження рівня маститу.
Опубліковані оцінки економічних збитків від клінічного маститу коливаються від 61 до 97 євро на корову на фермі, і мають значну мінливість. Наприклад, у Нідерландах втрати внаслідок клінічного та субклінічного маститу варіювалися від 17 до 198 євро на корову на рік. Крім того, витрати часто недооцінюються (Hogeveen et al., 2011).
За іншими даними, середньостатистичний випадок клінічного маститу призводить до загальних економічних втрат у 444 дол., включаючи 128 дол. прямих і 316 дол. непрямих витрат. До прямих відноситься діагностика, лікування, непридатне для продажу молоко, оплата праці. Непрямі витрати включають майбутню втрату молочної продуктивності, передчасне вибракування та майбутнє порушення репродуктивної функції. Загалом, вони становлять близько 70% загальних витрат на один випадок маститу. Майбутня втрата виробництва молока становить 28% від загальної вартості, а внаслідок вибраковування — 41% (Rollin et al., 2015).
Хоча мастит може мати травматичну або токсичну етіологію, він зазвичай є результатом бактеріальної інфекції. Більше 150 різних видів патогенних мікроорганізмів можуть вважатися збудниками маститів у корів. Попри те, що приблизно 20−35% клінічних випадків мають невідому етіологію (Wellenberg et al., 2002), широко визнано, що мастит ВРХ має переважно бактеріальне походження. Його можна класифікувати як заразний або екологічний.
У першому випадку мастит спричинюють такі мікроорганізми, як Mycoplasma bovis, Staphylococcus aureus, Corynebacterium bovis, Streptococcus dysgalactiae і Streptococcus agalactiae, які пристосовані до виживання у тканинах вимені, викликаючи субклінічні інфекції. Екологічні патогени (наприклад, Streptococcus uberis) або бактерії родини Enterobacteriacae (зокрема — кишкова паличка) погано пристосовані до виживання у тканинах молочної залози, але вони швидко розмножуються після проникнення, викликають швидку імунну відповідь і знешкоджуються (Bradley, 2002).
Контагіозні збудники, зазвичай, знаходяться на поверхні вимені або дійки інфікованих корів і є основним джерелом інфекції між неінфікованими та інфікованими чвертями вимені, зазвичай під час доїння.
Золотистий стафілокок колонізує шкіру дійки, просуваючись через молочну залозу. Staphylococcus aureus переважно викликає субклінічний мастит, що призводить до хронічної інфекції, яка триває все життя (Shearer and Harris, 2008). Порівняно зі Streptococcus agalactiae збудник Staphylococcus aureus важче викорінити. Причому, корову з маститом, індукованим Staphylococcus aureus, важко або навіть неможливо успішно вилікувати через його здатність виробляти різні ферменти та токсини, які спричинюють пошкодження тканини вимені та дозволяють бактеріям проникати в тканину, а також виживати в кератиновому шарі дійкового каналу. Крім того, бактерії уникають фагоцитозу завдяки наявності у деяких штамів білка, А (Brown, 2006).
Streptococcus agalactiae є облігатним збудником молочної залози, що поширюється серед корів безпосередньо під час доїння (NMC, 1999). Він вражає цистерну і протоки молочної залози, викликаючи подразнення, набряк і субклінічний мастит.
Різні види мікоплазм менш поширені, ніж Streptococcus agalactiae і Staphylococcus aureus, тим не менше, мікоплазми пошкоджують секреторну тканину, викликаючи фіброз залози, абсцеси та фіброз лімфатичних вузликів.
Mycoplasma bovis є найважливішим збудником мікоплазмозного маститу у дійних корів. Тому більшість спостережень і досліджень мікоплазмозного маститу, а також дослідження, пов'язані з патогенністю, вірулентністю факторів та імунною відповіддю, проводились саме з цим видом. Крім того, за маститу в корів також були виділені інші види бактерій родів Mycoplasma та Acholeplasma: Mycoplasma alkalescens, Mycoplasma arginini, Mycoplasma bovigenitalium, Mycoplasma bovirhinis, Mycoplasma californicum, Mycoplasma canadense, Mycoplasma dispar, Mycoplasma species group 7, Mycoplasma F-38, Acholeplasma laidlawii та Acholeplasma axanthum.
У 2,3% випадків, крім бактеріальних збудників вимені, з інфікованих молочних залоз ВРХ було виділено 187 штамів дріжджів і 34 штами прототеки. Найбільш поширеними видами були Candida krusei, Candida rugosa, Candida glabrata та Candida albicans (Pengov, 2002).
Ефективна та дієва програма боротьби з маститом вимагає раннього виявлення інфекції. Цього можна досягти шляхом розуміння патогенезу, відкриття нових чутливих тестів для раннього скринінгу та прийняття належної практики управління, щоб зменшити ймовірність передачі інфекції від хворих до здорових тварин. Тому раннє виявлення маститу та ідентифікація збудника мають вирішальне значення для контролю та лікування. Ці заходи є основними для зниження витрат, зменшення втрат надоїв і якості молока, а також підвищення рівня одужання інфікованих тварин.
Бактеріологічний посів і ПЛР-аналіз вважаються золотим стандартом. Перевагою культуральних бактеріологічних методів є те, що вони зазвичай прості у виконанні, доступні та мають невисоку вартість. Водночас існує мінливість у експресії фенотипових характеристик ізолятами, що належать до одного виду мікроорганізмів, і їхня інтерпретація може бути суб'єктивною. Відтворюваність цих тестів обмежена мінливістю експресії та інтерпретації фенотипових характеристик. Методи мікробіологічного посіву також вважаються трудомісткими. Масспектроскопія з використанням матричної лазерної десорбційної іонізації (MALDI-TOF MS) також застосовується для ідентифікації бактерій протягом кількох хвилин. Здатність MALDI-TOF MS щодо ідентифікації обмежена конкретними базами даних спектрів існуючих профілів бактеріальних білків, і ця технологія все ще відносно дорога, щоб широко використовуватись у діагностичних лабораторіях.
Доведено, що при застосуванні MALDI-TOF MS як контрольного методу лише 90 з 492 діагнозів (тобто, 18%), поставлених у невеликих ветеринарних лабораторіях із застосуванням рутинних бактеріологічних методів, були повністю вірними (Astrup et al., 2022). Загалом це показує, що значна частина клінічних випадків маститу із застосуванням культуральних методів діагностується неправильно. MALDI-TOF використовується для ідентифікації ізольованих мікроорганізмів на рівні роду та/або виду з меншою частотою помилок неправильної класифікації порівняно з традиційними фенотиповими методами видоутворення для деяких збудників маститу.
Комерційно доступні кількісні ПЛР-тести в реальному часі (qPCR) стають все більш поширеними. Приблизно 30% клінічних зразків маститу мікробіологічними методами виділити важко або взагалі не можливо. Тому здатність ПЛР виявляти зразки з пригніченням росту допомагає зменшити хибнонегативні результати (El-Sayed et al., 2017). Висока специфічність і чутливість ПЛР зробили цей метод новим золотим стандартом для діагностики маститу. Комерційні ПЛР-аналізи доступні для виявлення ДНК збудника маститу в пробах молока молочної залози, збірних зразках коров’ячого молока та зразках молока з танків.
Аналіз ПЛР у танкових пробах молока можна використовувати як показник здоров'я вимені, гігієни, доїння та умов зберігання в господарстві. Крім того, методи ПЛР мають високу чутливість, яка підвищує рівень виявлення патогенів. Дослідження Bexiga et al. (2011) показали, що ПЛР-методи можуть забезпечити діагностику для 47% зразків маститного молока, які були негативні на основі звичайного посіву. ПЛР може виявити бактерії за наявності в молоці консервантів або залишкових терапевтичних речовин, а також дозволяє уникнути хибнонегативного результату, викликаного відсутністю бактеріального росту, що є істотним недоліком культурального методу.
Для моніторингу бактерій, за умов їхнього низького вмісту, можна використовувати ПЛР для зразків з танку для визначення поширеності, наприклад, S. agalactiae. У такому молоці рекомендується проводити тестування лише на інфекційні збудники, такі як S. aureus, S. agalactiae і Mycoplasma spp., оскільки є висока ймовірність того, що ці бактерії походять саме з молочної залози.
Висока аналітична чутливість ПЛР і його здатність виявляти мертві бактерії може дати хибнопозитивні результати, що потенційно призведе до подовження антимікробної терапії. Ці дані важливо враховувати, якщо за допомогою ПЛР робиться контрольний тест саме для оцінки ефективності лікування. Тому рекомендується проводити такі дослідження принаймні через 2−3 тижні після початку маститу або після лікування.
Програма контролю маститу повинна включати стратегічне використання протимікробних препаратів, щоб зменшити проблеми залишків антибіотиків у молоці та антимікробної резистентності. Більшість профілактичних заходів зосереджені на часі доїння та процедурах. Основним аспектом боротьби з маститом є використання методів лікування, які зменшують бактеріальне забруднення кінчиків дійок. Антисептичні засоби для обробки дійок після доїння розглядаються як найефективніший спосіб боротьби з інтрамамарною інфекцією в лактуючих корів, що включає занурення або обприскування дійок антисептичним засобом після доїння. Антисептик іноді поєднується з плівковим агентом, щоб фізично ізолювати дійку від навколишнього середовища.
Годівля є важливим фактором стійкості до маститу. Встановлено, що дефіцит деяких мікроелементів і вітамінів, таких як селен, мідь, цинк і вітаміни А, Е, є фактором схильності до маститу.
Вакцинація є ще однією профілактичною стратегією. Поширеним є щеплення, зокрема — аутогенними вбитими цільноклітинними вакцинами, як спроба контролювати мастит у молочної худоби. Було зроблено певні зусилля для розробки вакцини проти маститу, але небагато хто заявляв про задовільні результати. Основна проблема полягає в тому, що одна вакцина не попередить мастит, спричинений кількома збудниками з різними механізмами патогенезу: якщо сформується імунітет проти певного бактеріального агенту, він не захистить від іншого збудника.
Тим не менш, основною стратегією лікування маститу, все ще, залишається застосування антибіотиків. Їх можна вводити шляхом внутрішньомамарної інфузії, внутрішньом'язової або внутрішньовенної ін'єкції. Для успішної антибактеріальної терапії маститу активний лікарський засіб має досягати та підтримувати концентрації вище мінімальної інгібуючої концентрації (МІК) в центрі інфекції протягом достатнього часу, щоб припинити фазу росту та утворення токсину збудника.
Отже, бактеріологічне виявлення збудників та оцінка їхньої чутливості до антибіотиків залишається наріжним каменем у системі боротьби та профілактики маститів. Для своєчасного контролю за поширеністю збудників, а також ефективного застосування протимікробних засобів (і, в разі потреби, їхньої ротації) рекомендується щоквартальний аналіз не менше п’яти проб молока від корів з клінічним маститом і така ж кількість зразків від тварин з субклінічним маститом. Такий підхід дозволить не лише виділити більшу кількість збудників, але й встановити домінуючий патоген і правильно визначитися з препаратами вибору.
Виділені в господарстві ізоляти бактерій також можливо перевірити на їхню стійкість до дезінфікуючих засобів та оцінити ефективність експозиції, яка використовується з профілактичною метою.
Водночас, ПЛР-дослідження слід розцінювати як більш тонкий інструмент, який забезпечує підтвердження для випадків маститів, викликаних мікроорганізмами з особливими потребами в культивуванні (наприклад, мікоплазмами). З іншого боку, висока чутливість дає змогу досліджувати танкове молоко на наявність контагіозних збудників маститів з метою розуміння здоров’я молочної залози на рівні всього дійного стада.
Варто пам’ятати, що молочна залоза — частина всього організму, а його стійкість до збудників захворювань залежить від рівня забезпеченості різними біологічно активними речовинами. Тому необхідним залишається періодичний контроль за метаболічним статусом тварин, рівнем у їхньому організмі макро- і мікроелементів та вітамінів.
Фахівці Biosafety-Center ДДАЕУ мають значний досвід у виявленні збудників маститів з ідентифікацією культур як класичними методами, так із застосуванням автоматичного бактеріологічного аналізатору та MALDI-TOF. Крім класичної антибіотикограми, в разі потреби, проводиться визначення мінімальної інгібуючої концентрації (МІК) та чутливості культур до дезінфікуючих засобів. Будемо раді нашій співпраці.
www.biosafety-center.com
Тел.: +38 (095) 063-05-31; +38 (096) 093-03-76
Email: plppm@ua.fm
У 2025 році плануємо випуск шести номерів журналу «Молоко і ферма» — традиційно наприкінці кожного парного місяця. Читачі мають нагоду оформити передплату як друкованої, так і електронної версії журналу. Частково публікуватимемо матеріали у відповідній рубриці на сайті www.milkua.info. Більше інформації щодо передплати: 067 445 19 59 (Viber).