Zoonozes Q-drudža ietekme uz slaucamo govju reprodukciju un risinājumi slimības sastopamības samazināšanai un dzīvnieku ilgtspējīgai izmantošanai (lzp-2018/2-0109)

Pētījuma mērķis ir noskaidrot zoonotiskās slimības Q-drudža ietekmi uz slaucamo govju reprodukciju dažādos Latvijas reģionos un ieviest risinājumus slimības sastopamības samazināšanai un dzīvnieku ilgtspējīgai izmantošanai, kā arī samazināt cilvēku inficēšanās riskus.

Uzdevumi mērķa sasniegšanai:

1. Noskaidrot Q-drudža sastopamību aptverot vismaz 10 % ganāmpulku dažādos Latvijas reģionos, veicot analīzes piena, asins un abortēto augļu paraugiem. Asins paraugos noteikt Q-drudža ierosinātājas baktērijas Coxiella burnetii infekcijas raksturu – aktīva vai hroniska. Pozitīvajiem dzīvniekiem veikt atkārtotu testēšanu ik pēc pus gada.
2. Pozitīvajiem piena un abortēto augļu paraugiem veikt padziļinātu patogēnu raksturojumu, lai noteiktu, cik dažādu ierosinātāja genotipu cirkulē Latvijas teritorijā. Atbilstoši iegūtajiem rezultātiem, izvērtēt infekcijas gaitu pētījumā iesaistītajos ganāmpulkos.
3. Novērtēt biodrošības apstākļus un citus slimības izplatības riska faktorus pētījumā ietvertajās saimniecībās, tās anketējot vai apsekojot klātienē.
4. Aicināt riska grupas iedzīvotājus (pētījumā iesaistīto saimniecību lopkopjus, veterinārārstus, kautuvju darbiniekus) veikt seroloģiskos izmeklējumus uz infekciju ar zoonotisko baktēriju C. burnetii.
5. Organizēt vismaz trīs izglītojošus seminārus slaucamo govju īpašniekiem, veterinārārstiem, privātajām laboratorijām un lēmumpieņēmējiem (Zemkopības ministrija, Pārtikas un veterinārais dienests, Veselības ministrija, Slimību kontroles un profilakses centrs, lauksaimniecības dzīvnieku audzētāju biedrības) par Q-drudzi, tā noteikšanas un ierobežošanas iespējām.
6. Izplatīt projektā iegūto informāciju, zināšanas un rekomendācijas zinātnisko publikāciju veidā un starptautiskās zinātniskās konferencēs, kā arī vadlīniju formā lēmumpieņēmējiem, kā arī sagatavot informatīvus un populārzinātniskus materiālus.

 

Pētījuma hipotēze – veicot izglītojošus pasākumus, uzlabojot biodrošības apstākļus slaucamo govju novietnēs, samazinot citus riska faktorus, iespējams panākt slaucamo govju ilgtspējīgāku izmantošanu (ilgāku dzīvildzi), kā arī novērst cilvēku riska grupu inficēšanos.

 

Pētījums ir starpdisciplinārs, jo Q-drudža ierosinātājs C. burnetii ir zoonotiska baktērija, kas nozīmē to, ka ar šo baktēriju var inficēties arī cilvēki. Pie riska grupām pieder cilvēki, kuru profesionālā darbība ir saistīta ar lopkopību, kā arī tie, kuri uzturas dzīvnieku novietņu tuvumā, jo baktērijas izplatās ar vēja palīdzību kopā ar putekļiem no dzīvnieku novietnēm. Īpaši bīstama šī baktērija ir grūtniecēm, jo var izraisīt abortu vai priekšlaicīgas dzemdības. Q-drudzis cilvēkiem var būt gan aktīvā, gan hroniskā formā. Saskaņā ar Slimību kontroles un profilakses centra datiem laika periodā no 2012. līdz 2016. gadam katru gadu ir vidēji 1,2 saslimšanas gadījumi. Tā kā slimība var noritēt arī vieglā formā ar simptomiem, kas ir līdzīgi saaukstēšanās simptomiem, tad patiesais saslimušo cilvēku skaits varētu būt būtiski lielāks. Reģistrēto cilvēku saslimšanas gadījumu skaits Eiropas Savienībā (ES) laika periodā no 2012. gada pieaug ar katru gadu. 2012. gadā tie bija 518 gadījumi, bet 2016. gadā  - jau 1057 gadījumi. Visbiežāk par saslimšanas gadījumiem ziņoja Spānija (331), tai sekoja Vācija un Francija ar attiecīgi 270 un 251 gadījumu. Četrdesmit astoņi gadījumi bija reģistrēti Šveicē, bet divi gadījumi bija reģistrēti Norvēģijā [6].

 

Pētījumā Polijas austrumos konstatēts, ka 16,2 % mednieku bija seropozitīvi pret C. burnetii [19]. Kā jau minēts iepriekš, slimība var norisināties arī vieglā formā, līdzīgi kā saaukstēšanās vai gripa. Līdz ar to faktiskais inficēto cilvēku skaits varētu būt daudz augstāks. Kā laba ilustrācija tam ir Q-drudža uzliesmojums Nīderlandē ar 3500 ziņotiem gadījumiem laika periodā no 2007. līdz 2009. gadam [21], bet ar faktisko saslimšanas skaitu virs 40 000 [8].

 

Iepriekšējā Pārtikas drošības, dzīvnieku veselības un vides zinātniskā institūta “BIOR” veiktajā pētījumā, kas ietvēra 5 % no visiem ganāmpulkiem Latvijā, konstatēts, ka 13,2 % no tiem ir inficēti ar zoonozes Q-drudža ierosinātāju baktēriju C. burnetii [5].

C. burnetii ir obligāts iekššūnas patogēns. Tās vairošanās var norisināties tikai saimniek-organisma šūnās. Ārpus saimniek-šūnas baktērija pārvar nelabvēlīgus vides apstākļus tai raksturīgā sporai līdzīgā formā – mazo šūnu variantā MŠV (Small cell variant – SCV). Baktērija šajā formā ir metaboliski mazaktīva un nespēj vairoties. Pēc iekļūšanas saimniek-šūnā baktērija izraisa parazitāras vakuolas veidošanos [9]. Citu baktēriju gadījumā parazitārās vakuolas skābā vide un enzīmi degradē baktērijas [7]. Tomēr C. burnetii gadījumā parazitārā vakuola izraisa baktērijas pārvēršanos metaboliski aktīvā, vairoties spējīgā formā – lielo šūnu variantā LŠV (Large cell variant – LCV).

 

Cilvēku organismā pēc ieelpošanas C. burnetii inficē imūnšūnas - alveolāros makrofāgus un citus mononukleāros fagocītus, kas tālāk organismā baktērijas izplata ar asinsrites palīdzību [17]. Kazām, govīm un aitām C. burnetii mērķšūnas galvenokārt ir placentas trofoblasti [14, 20]. Baktērijas sasniedz dzemdi un placentu 2-4 nedēļu laikā pēc inficēšanās [16]. Tālākajās 2 nedēļās notiek straujš C. burnetii skaita pieaugums placentas šūnās. Šajā laikā C. burnetii klātbūtne var tikt konstatēta arī elpceļos, asinsrites sistēmā, aknās, sirdī un urīnorgānu sistēmā. Pēc atnešanās C. burnetii daudzums strauji samazinās lielākajā daļā orgānu, un ilgstoša baktēriju klātbūtne novērota tikai dzimumorgānos (līdz 126 dienām pēc atnešanās), zarnās (līdz 60 dienām pēc atnešanās), augšējo elpceļu gļotādā (līdz 95 dienām pēc atnešanās). C. burnetii izplatās arī augļa orgānos – liesā, aknās, nierēs, plaušās, sirdī. Inficētiem dzīvniekiem novēro tikai trofoblastu morfoloģiskas izmaiņas, izteiktas placentas trofoblastu slāņa iekaisuma un nekrotizēšanās pazīmes, citas patoloģiskas izmaiņas netiek novērotas  [14]. Abortētos augļos parasti nenovēro nekādas pataloģiskas C. burnetii radītas izmaiņas [14]. Govīm C. burnetii infekcija visbiežāk netiek uzskatīta par nozīmīgu abortus izraisošu faktoru [1, 11]. Lai gan C. burnetii loma govju abortu gadījumā nevar tikt pilnībā izslēgta [4], drīzāk tā var tikt raksturota kā sporādiska. Ja ganāmpulkā ir kaut viens inficēts dzīvnieks, uzskata, ka inficēts ir viss ganāmpulks. Q-drudzim ir nozīmīga ekonomiskā loma fermas līmenī [12]. Pašlaik Latvijā slaucamo govju īpašnieki dzīvnieku ārstēšanu neveic, t.i., pēc vairākkārtējiem abortiem, dzīvnieks tiek likvidēts.

 

Dzīvniekiem C. burnetii infekcijas parasti norisinās asimptomātiski. Mājdzīvniekiem parasti netiek novērota ķermeņa temperatūras paaugstināšanās [14], vai arī tā ir īslaicīga kā atbilde uz augstu infekcijas devu [2]. Lai gan C. burnetii infekcija varētu kalpot kā veicinošs faktors citām reproduktīvās sistēmas saslimšanām govīs un kazās (metrītam, mastītam) [3, 15, 18], šī sakarība nav pietiekoši apstiprināta [13].

 

Infekcijas izplatības riska faktori ir sekojoši: dzīvnieku tirdzniecība un pārvietošana, dzemdību un aborta produktu nepienācīga dekontaminācija, vides un ģeogrāfiskie apstākļi (vējš, augsnes mitrums, putekļi), ganāmpulka lielums, ganāmpulku blīvums noteiktā teritorijā, mazo atgremotāju (aitu un kazu) ganāmpulku tuvums slaucamo govju ganāmpulkiem [5, 12].

Citu valstu pieredze rāda, ka Q-drudža ierobežošanas pasākumi var tikt iedalīti četrās grupās:

1. Pasākumi inficēto fermu identificēšanai;
2. Pasākumi C. burnetii ekskrēcijas samazināšanai;
3. Pasākumi C. burnetii izplatības samazināšanai;
4. Pasākumi cilvēku ekspozīcijas samazināšanai [12].

 

Lielākajā daļā valstu Q-drudzis pieder pie ziņojamām slimībām [12]. Tādēļ ir svarīgi veikt reprezentatīvu fermu skrīningu valsts mērogā, lai identificētu reģionus, kur C. burnetii prevalence ir augstāka. Pie ekskrēcijas samazināšanas pasākumiem pieder dzīvnieku vakcinācija ar phase I vakcīnu, kas efektīvi samazina arī dzīvnieku abortu gadījumus [12]. Piemēram, Vācijā 84 % dzīvnieku īpašnieku, kas piedalījās valsts apmaksātā vakcinācijas programmā, novēroja slaucamo govju veselības uzlabošanos ilgtermiņā pēc vakcinācijas [10].

 

Pie pasākumiem C. burnetii izplatības samazināšanai pieder inficēto dzīvnieku, it sevišķi kazu, un to mēslu pārvietošanas ierobežojumi, mēslu dezinfekcijas pasākumi, higiēnas pasākumu ieviešana – piesārņotā bioloģiskā materiāla (placentu, abortēto augļu) savākšana, dezinfekcija un likvidācija. Būtisks higiēnas uzlabošanas pasākums ir nodrošināt dzīvniekiem atnešanos iekštelpās un pēc tam dezinficēt atnešanās telpas [12].

Pie pasākumiem cilvēku ekspozīcijas samazināšanai pieder apmeklētāju aizliegums inficētajās fermās un individuālo aizsardzības līdzekļu lietošana fermu un kautuvju darbiniekiem, kas kā konstatēts Nīderlandē, nav ar augstu efektivitāti [12].

Izmantotā literatūra:

1. Agerholm JS. 2013. Coxiella burnetii associated reproductive disorders in domestic animals-a critical review. Acta Vet Scand, 55(1), p.13.
2. Arricau-Bouvery NA, Souriau A, Lechopier P, Rodolakis A. 2003. Experimental Coxiella burnetii infection in pregnant goats: excretion routes.Veterinary research, 34(4), 423-433.
3. Barlow J, Rauch B, Welcome F, Kim SG, Dubovi E. Schukken Y. 2008. Association between Coxiella burnetii shedding in milk and subclinical mastitis in dairy cattle. Veterinary research, 39(3), p.1.
4. Bildfell RJ, Thomson GW, Haines DM, McEwen BJ, Smart N. 2000. Coxiella burnetii infection is associated with placentitis in cases of bovine abortion. Journal of Veterinary Diagnostic Investigation, 12(5): 419-425.
5. Boroduske A, Trofimova J, Kibilds J, Papule U, Sergejeva M, Rodze I, Grantina-Ievina L. 2017. Coxiella burnetii (Q fever) infection in dairy cattle and associated risk factors in Latvia. Epidemiology and Infection, 145(10): 2011-2019.
6. EFSA (European Food Safety Authority) and ECDC (European Centre for Disease Prevention and Control). 2017. The European Union summary report on trends and sources of zoonoses, zoonotic agents and food-borne outbreaks in 2016. EFSA Journal 2017; 15(12):5077
7. Howe D, Shannon JG, Winfree S, Dorward DW, Heinzen RA. 2010. Coxiella burnetii phase I and II variants replicate with similar kinetics in degradative phagolysosome-like compartments of human macrophages. Infection and immunity, 78(8): 3465-3474.
8. Kampschreur L, Hagenaars J, Wielders C, Elsman P, Lestrade P, Koning O, Oosterheert J, Renders N, Wever P, 2013. Screening for Coxiella burnetii seroprevalence in chronic Q-fever high–risk groups reveals the magnitude of the Dutch Q fever outbreak. Epidemiol Infect 141(4): 847–851.
9. Larson CL, Beare PA, Voth DE, Howe D, Cockrell DC, Bastidas RJ, Valdivia RH, Heinzen RA. 2015. Coxiella burnetii effector proteins that localize to the parasitophorous vacuole membrane promote intracellular replication. Infection and immunity, 83(2): 661-670.
10. Lehner S, Lohan K, Dieckhoff HJ, Gerdes U. 2017. Effects of vaccination against Q-fever in Lower Saxony dairy cattle farms. Tierarztliche Praxis. Ausgabe G, Grosstiere/Nutztiere, 45(3):141-149.
11. López-Gatius F, Almeria S, Garcia-Ispierto I. 2012. Serological screening for Coxiella burnetii infection and related reproductive performance in high producing dairy cows. Research in veterinary science, 93(1): 67-73.
12. Mori M, Roest H-J. 2018. Farming, Q fever and public health: agricultural practices and beyond. Archives of Public Health, 76:2.
13. Muskens J, Van Maanen C, Mars MH. 2011. Dairy cows with metritis: Coxiella burnetii test results in uterine, blood and bulk milk samples. Veterinary microbiology, 147(1):186-189.
14. Roest HJ, van Gelderen B, Dinkla A, Frangoulidis D, van Zijderveld F, Rebel J, van Keulen L. 2012. Q fever in pregnant goats: pathogenesis and excretion of Coxiella burnetii. PLoS ONE, 7(11): e48949.
15. Roest HIJ, Tilburg JJHC, Van der Hoek W, Vellema P, Van Zijderveld FG, Klaassen CHW, Raoult D. 2011. The Q fever epidemic in The Netherlands: history, onset, response and reflection. Epidemiology and Infection, 139(1): 1-12.
16. Sánchez J, Souriau A, Buendía AJ, Arricau-Bouvery N, Martinez CM, Salinas J, Rodolakis A, Navarro JA. 2006. Experimental Coxiella burnetii infection in pregnant goats: a histopathological and immunohistochemical study. Journal of comparative pathology, 135(2): 108-115.
17. Shannon JG, Heinzen RA. 2009. Adaptive immunity to the obligate intracellular pathogen Coxiella burnetii. Immunologic research, 43(1-3):138-148.
18. To H, Htwe KK, Kako N, Kim HJ, Yamaguchi T, Fukushi H, Hirai K. 1998. Prevalence of Coxiella burnetii infection in dairy cattle with reproductive disorders. Journal of veterinary medical science, 60(7): 859-861.
19. Tokarska-Rodak M, Weiner M, Szymańska-Czerwińska M, Pańczuk A, Niemczuk K, Sroka J, Różycki M, Iwaniak W. 2018. Seroprevalence of selected zoonotic agents among hunters from Eastern Poland. Polish Journal of Microbiology, 67(2): 233–236.
20. Van Moll P, Baumgärtner W, Eskens U, Hänichen T. 1993. Immunocytochemical demonstration of Coxiella burnetii antigen in the fetal placenta of naturally infected sheep and cattle. Journal of comparative pathology, 109(3): 295-301.
21. van der Hoek W, Dijkstra F, Schimmer B, Schneeberger P, Vellema P, Wijkmans C, ter Schegget R, Hackert V, van Duynhoven Y. 2010. Q fever in the Netherlands: an update on the epidemiology and control measures. Euro Surveill 15(12): 19520.