Ветеринарне використання бактеріофагової терапії в інтенсивно вирощуваних тваринництві Вірусний журнал Повний текст
Анотація
Зоонози - це інфекційні захворювання, що передаються прямо або опосередковано між тваринами та людьми. Кілька важливих збудників зоонозів безсимптомно колонізують сільськогосподарських тварин, що може призвести до забруднення харчового ланцюга та небезпеки для громадського здоров'я. Більше того, звичайне відбирання проб з роздрібної торгівлі державними органами протягом останніх 20 років свідчить про те, що поширеність стійкості до антибіотиків у збудників харчових продуктів зросла. Якщо це триватиме і надалі, антибіотики можуть бути неефективними щодо таких збудників у майбутньому, і можуть знадобитися альтернативні підходи, такі як фагова терапія. Інтенсивне тваринництво є єдиним реалістичним способом задоволення попиту на м’ясо з боку зростаючого світового населення та зростання середнього класу споживачів у країнах, що розвиваються, особливо в Азії. У цьому огляді детально розглядається використання фагів для боротьби із зоонозними збудниками в інтенсивно вирощуваних худобах (птиці та свинях).
Передумови
Птахівництво та свинарство
Бактеріальні зоонози та інтенсивно вирощувана худоба
Найпоширенішими зоонозними бактеріальними збудниками, пов'язаними з птицею та свинями, є Сальмонели spp., Кишкова паличка, Кампілобактер spp., Клострідій spp. і Лістерія spp. [8, 9]. В останньому звіті Європейського управління з безпеки харчових продуктів (EFSA) зазначено, що ці патогени часто стійкі до дії декількох антибіотиків [9, 10]. В ЄС офіційні дані про зоонозні та індикаторні бактерії людей, тварин та їжі свідчать про високий відсоток (28,6% із понад 8000) людей Сальмонели ізоляти були стійкими до трьох і більше протимікробних препаратів [10]. Крім того, 34,9% індикаторних ізолятів Кишкова паличка від відгодованих свиней були стійкими до різних лікарських засобів [10]. Трубопровід для розробки нових антибіотиків для протидії цій стійкості втрачає небезпеку для нових молекул-кандидатів [11], і терміново потрібні альтернативні підходи. Одним із варіантів є використання літичних бактеріофагів для боротьби з бактеріальними захворюваннями у тваринництві [12]. Огляд, спонсорований Міністерством охорони здоров'я Великобританії та Wellcome Trust, повідомив, що серед 10 найбільш перспективних альтернатив антибіотикам три базуються на використанні бактеріофагів або їх компонентів [13].
Бактеріофаги були виявлені на початку ХХ століття Твортом (1915) та д’Ерелем (1917) під час самостійної роботи у Великобританії та Франції відповідно [14]. D’Herelle [15] вперше випробував фаготерапію на тваринах із успішним лікуванням черевного тифу у курей (95–100% виживання птахів, оброблених фагами, порівняно з 0–25% для необроблених контрольних груп). Пайл [16] повідомив, що використовував фаг для системного лікування курчат Сальмонели інфекція, спричинена Salmonella enterica серотип Pullorum. У той час як фаг демонстрував помітний бактеріоліз in vitro; при застосуванні in vivo вони не знижували смертність або мали значний терапевтичний ефект. Після відкриття антибіотиків у 1920-х роках на Заході мало роботи з використанням фагів для лікування інфекцій худоби до піонерських досліджень Вільямса Сміта 1980-х. Детальніший огляд історії використання фагів у сільському господарстві та тварин див. В огляді Сулаквелідзе та Барроу [17]. У наступних розділах узагальнено результати недавніх досліджень фаготерапії птиці та свиней.
Основний текст
Сальмонельоз
Сальмонели є загальною метою для фагової терапії, оскільки вона викликає захворювання у широкого кола ендотермічних тварин, а також людей та спричиняє значні виробничі втрати у худобі. Дещо Сальмонели серотипи (напр. S. enterica серотип Typhi) відомі як «обмежені для господаря», оскільки вони викликають важку, системну, тифоподібну хворобу у одного господаря (або невеликої кількості споріднених господарів). Однак фаготерапія зосереджена в основному на серотипах, не обмежених господарем (головним чином, Enteritidis і Typhimurium), які зазвичай призводять до менш важкої шлунково-кишкової інфекції у набагато більш широкого кола видів та призводять до більшості харчових бактеріальних інфекцій у розвинених країнах [17, 18].
Для контролю застосовували фагову терапію Сальмонели у курей з різним ступенем успіху. Склар та ін. використовував фаги в моделі курчат-бройлерів, щоб продемонструвати це Сальмонели колонізація сліпої кишки може бути значно зменшена майже на 1 log10 одиниць формування колоній (CFU)/г вмісту кишечника протягом 14 днів шляхом введення коктейлю з чотирьох фагів у корм (10 9 одиниць, що утворюють наліт (PFU)/г) [19] . Крім того, фагове лікування зменшило ознаки вторинної інфекції у птахів, оскільки лише у трьох із 10 тварин у групі, яка отримувала фаг, спостерігалося легке запалення на повітряних мішках, тоді як у 8 з 10 птахів у необробленої контрольної групи спостерігалися ознаки аеросаккуліту. Fiorentin et al. продемонстрували, що разова пероральна доза з трьох фагів при 10 11 ФФУ може зменшитись . Колонізація ентеритидів курчат-бройлерів на 3,5 log10 КУО/г у сліпої кишці курчат бройлерів під впливом 7-денних курчат-сівалок, заражених 10 8 КУО . Enteritidis [20].
Аттербері та ін. [21] відібрали три літичні фаги (виділені з птахофабрик та стічних вод у Великобританії) із широким спектром проти S. Enteritidis, S. Хадар і S. Тифімурій. Суспензію 9,0 log10 PFU кожного фага використовували для лікування 36-денних курчат-бройлерів Ross, які були окремо заражені трьома різними серотипами. Всі випробувані фаги зменшені Сальмонели колонізація ceca, хоча і лише S. Ентерітидіс і . Тифімурій значно зменшився; приблизно на 2,19–2,52 log10 КУО/г порівняно з контролем. Мутанти, нечутливі до бактеріофагів (BIM), були вилучені у тварин, оброблених фагами. Однак цей фагостійкий фенотип не підтримувався in vitro після послідовної субкультури, ані in vivo, коли BIM були введені новій групі птахів за відсутності фагового селективного тиску.
Лім та ін. продемонстрував, як фаг можна використовувати для профілактики горизонтальної інфекції Сальмонели Ентерітидіс у комерційній шаровій моделі сівалки курчат [22]. Групи 1-денних курчат отримували 5 × 10 11 КУО Сальмонели Ентеритид і протягом наступних 21 днів проживав з неінфікованими контактними пташенятами під час лікування в трьох незалежних групах з одним із трьох титрів (10 5, 10 7 або 10 9 ПФУ/г) бактеріофагів, приготованих як кормова добавка. Усі процедури значно ( 8 ПФУ/мл/доза) грубим розпиленням або питною водою на 10-денних курчат за 24 год до експериментального випробування з 9,6 × 10 5 КУО S. Enteritidis. Доставка фагів як грубим розпиленням, так і питною водою значно зменшила середню кількість кишечника S. Ентеритид підраховує до 1,6 log10 КУО/мл .