ArticlePDF Available

КЛОСТРИДИОЗЫ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА: ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ, МЕРЫ ПРОФИЛАКТИКИ И БОРЬБЫ (обзор, часть 1)

Authors:
  • Siberian Federal Scientific Centre of Agro-BioTechnologies
  • Siberian Federal Scientific Centre of Agro-BioTechnologies of the Russian Academy of Sciences, Institute of Experimental Veterinary Science of Siberia and the Far East, Krasnoobsk, Novosibirsk Region, Russia

Abstract

Представлен обзор литературы в двух частях по клостридиозам крупного рогатого скота. Он включает современную классификацию бактерий рода Clostridium, сведения об их роли в патологии. Описаны основные возбудители клостридиозов и факторы их токсигенности. К заражению восприимчивы телята до шести месяцев и высокопродуктивные животные после первого и второго отелов. Переболевшие или инфицированные особи могут стать субклиническими носителями, выделяющими большое количество микроорганизмов в окружающую среду с навозом, что важно для понимания возникновения и поддержания стационарного неблагополучия стада. В первой части приведены и обсуждаются современные сведения о возбудителях инфекции, эпизоотологические данные, источники и пути заражения, факторы передачи и патогенез клостридиозов. CLOSTRIDIUM INFECTIONS IN CATTLE: CHARACTERISTICS OF THE MAIN ETIOLOGICAL AGENTS, PREVENTION AND CONTROL MEASURES (REVIEW, PART 1) SUDORGINA T.E., GLOTOVA T.I., KOTENEVA S.V., NEFEDCHENKO A.V., VELKER D.A., GLOTOV A.G. Siberian Federal Research Center for Agro-BioTechnologies Russian Academy of Science, Institute of Experimental Veterinary Science of Siberia and the Far East A review of the literature data on the problem of cattle clostridiosis is presented, including the modern classification of bacteria of the genus Clostridium and their role in the pathology of this animal species. The description of main pathogens of clostridiosis and factors of their toxigenicity is given. Calves up to six months old and highly productive animals after the first and second calving are most susceptible to infection. Recovered or infected animals can become subclinical carriers, releasing large numbers of microorganisms into the environment with manure, and play an important role in maintaining and maintaining the herd's stationary distress. The first part presents and discusses current information about infectious agents, epizootological data, sources and routes of infection, transmission factors and pathogenesis of clostridiosis.
3
УДК 619:616.98:579.852.13:636.22/.28
КЛОСТРИДИОЗЫ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА: ХАРАКТЕРИСТИКА
ОСНОВНЫХ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ, МЕРЫ ПРОФИЛАКТИКИ И БОРЬБЫ
(обзор, часть 1)
Татьяна Евгеньевна Судоргина, к.в.н., старший научный сотрудник, tatjana177@mail.ru
Татьяна Ивановна Глотова, д.б.н., профессор, главный научный сотрудник, t-glotova@mail.ru
Светлана Владимировна Котенева, к.в.н., ведущий научный сотрудник, koteneva–sv@mail.ru
Алексей Васильевич Нефедченко, д.в.н., ведущий научный сотрудник, navvet@mail.ru
Денис Александрович Велькер, соискатель, wetdoc@mail.ru
Александр Гаврилович Глотов, д.в.н., профессор, заведующий лабораторией, glotov_vet@mail.ru
ФГБУН Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук
(СФНЦА РАН), Институт экспериментальной ветеринарии Сибири и Дальнего Востока
(Новосибирская область, п. Краснообск, Россия)
Представлен обзор литературы в двух частях по клостридиозам крупного рогатого скота. Он включает современ-
ную классификацию бактерий рода Clostridium, сведения об их роли в патологии. Описаны основные возбудители
клостридиозов и факторы их токсигенности. К заражению восприимчивы телята до шести месяцев и высокопро-
дуктивные животные после первого и второго отелов. Переболевшие или инфицированные особи могут стать
субклиническими носителями, выделяющими большое количество микроорганизмов в окружающую среду с на-
возом, что важно для понимания возникновения и поддержания стационарного неблагополучия стада. В первой
части приведены и обсуждаются современные сведения о возбудителях инфекции, эпизоотологические данные,
источники и пути заражения, факторы передачи и патогенез клостридиозов. Ключевые слова: крупный рогатый
скот, клостридиозы, анаэробные бактерии, токсины, патогенез.
Clostridium infections in cattle: characteristics of the main
etiological agents, prevention and control measures (review, part 1)
T.E. Sudorgina, PhD in Veterinary Science, Older researcher, tatjana177@mail.ru
T.I. Glotova, PhD in Biology, Professor, Chief Researcher, t-glotova@mail.ru
S.V. Koteneva, PhD in Veterinary Science, Leading researcher, koteneva–sv@mail.ru
A.V. Nefedchenko, PhD in Veterinary Science, Leading researcher, navvet@mail.ru
D.A. Velker, Job seeker, wetdoc@mail.ru
A.G. Glotov, PhD in Veterinary Science, Professor, Head of laboratory, glotov_vet@mail.ru
Siberian Federal Research Center for Agro-BioTechnologies Russian Academy of Science,
Institute of Experimental Veterinary Science of Siberia and the Far East
A review of the literature data on the problem of cattle clostridiosis is presented, including the modern classication of
bacteria of the genus Clostridium and their role in the pathology of this animal species. The description of main pathogens
of clostridiosis and factors of their toxigenicity is given. Calves up to six months old and highly productive animals after
the rst and second calving are most susceptible to infection. Recovered or infected animals can become subclinical
carriers, releasing large numbers of microorganisms into the environment with manure, and play an important role in
maintaining and maintaining the herd’s stationary distress. The rst part presents and discusses current information
about infectious agents, epizootological data, sources and routes of infection, transmission factors and pathogenesis of
clostridiosis. Key words: cattle, clostridiosis, anaerobic bacteria, toxins, pathogenesis.
DOI:10.30896/0042-4846.2023.26.5.03-09
зистой оболочке желудочно-кишечного
тракта, клостридии вызывают некроз
клеток эпителия, что способствует про-
никновению в кровяное русло продуци-
руемых ими токсинов и развитию тяже-
лых патологических процессов в орга-
низме [3, 11]. В связи с быстротечностью
инфекционного процесса, высокой ток-
сигенной активностью возбудителей и
обширностью поражения органов и тка-
В
последние годы в нашей стране кло-
стридиозы обусловлены интенсифи-
кацией животноводства, направленной
на повышение молочной продуктивно-
сти коров, которую часто осуществляют
на фоне несбалансированных рационов
кормления. Это приводит к нарушению
обмена веществ, в частности, кетозам,
ацидозам и в большинстве случаев к
гибели животных. Размножаясь на сли-
4
ней организма лечение таких животных
часто оказывается бесперспективным и
высокопродуктивных особей приходит-
ся выбраковывать [5, 6].
Характеристика основных возбуди-
телей и факторов их токсигенности.
Клостридииспоровые анаэробные
грамположительные бактерии рода
Clostridium, семейства Clostridiaceae,
порядка Clostridiales, класса Clostridia,
надкласса Clostridium, типа Fusobacteria,
подцарства Bacteria, широко распро-
странены в почве, воде, продуктах раз-
ложения (гниения) белковых веществ.
Род Clostridium насчитывает более 100
видов, в большинстве своем это пред-
ставители нормальной микрофлоры же-
лудочно-кишечного тракта (ЖКТ) круп-
ного рогатого скота, но некоторые из
них являются патогенными и продуци-
руют экзотоксины, действующие местно
или системно [23].
В настоящее время признанными
этиологическими агентами клостри-
диозов крупного рогатого скота яв-
ляются: C. botulinum (ботулизм живот-
ных), C. tetani (столбняк), C. chauvoei
(эмфизематозный карбункул), C. novyi
(C. oedematiens) тип А, C. septicum,
C. sordellii (злокачественный отек),
C. haemolyticum (C. novyi тип D) (бацил-
лярная гемоглобинурия), C. novyi тип С
(хронический остеомиелит буйволов),
C. perfringens тип Е, C. perfringens тип D
и С. perfringens тип В (анаэробная энте-
ротоксемия телят), C. perfringens тип С
(геморрагическая энтеротоксемия те-
лят), C. perfringens тип А (злокачествен-
ный отек, газовая гангрена, некроти-
зирующие энтериты, метриты, мастит
крупного рогатого скота), C. septicum,
C. oedematiens (C. novyi), C. histolyticum
(злокачественный отек, брадзотоподоб-
ные инфекции крупного рогатого скота)
[7, 11]. В последнее время в литературе
появились сообщения о новом виде
C. dicile, вызывающем заболевания у
телят, ягнят и новорожденных поросят
[13, 17, 18].
Болезни, возбудителями которых яв-
ляются токсигенные клостридии, услов-
но подразделяют на три основных типа:
нейротоксическиеботулизм, столб-
няк; гистотоксическиеклостридиоз-
ный миозит или «черная нога», газовая
гангрена, злокачественный отек, бацил-
лярная гемоглобинурия, инфекционный
некротический гепатит; кишечные – об-
условленные C. perfringens типов А, В, С,
D и Е, некротические энтериты, диареи,
вызываемые бактерией C. dicile, кло-
стридиозный абомазит и др. [14, 23].
Clostridium botulinum у всех видов
животных вызывает ботулизм, проте-
кающий по типу острого кормового ток-
сикоза. Основной фактор токсигенности
бактерииботулинический нейроток-
син (BoNT), который по биохимическим
и биофизическим показателям подраз-
деляют на 4 группы (I – IV). На основе
антигенной специфичности BoNT штам-
мы C. botulinum делят на 8 серотипов
(от А до G), из которых A, B, E встреча-
ются редко, F отвечает за случаи боту-
лизма у человека, а C и Dу животных
[19]. Описание ботулизма, вызванного
C. botulinum серотипа G, в доступной ли-
тературе мы не нашли.
Clostridium tetaniвозбудитель
столбняка. Его споры длительно сохра-
няются в почве, представляя опасность
для заражения человека и восприим-
чивых животных. Попадая в организм,
они усиленно размножаются и выде-
ляют два экзотоксина: тетаноспазмин,
действующий на нервные клетки и вы-
зывающий характерный для столбняка
клинический синдром, и тетанолизин,
способствующий развитию гемолиза
эритроцитов. Каких-либо характерных
изменений в ране при инфицировании
не возникает, но по мере развития ток-
5
сикоза у животного проявляются нерв-
ные явления в виде судорог и парали-
чей [19].
Clostridium chauvoeiвозбудитель
эмфизематозного карбункула, остро
протекающей неконтагиозной инфек-
ции, характеризующейся образованием
крепитирующих отеков в мышцах, хро-
мотой и быстрой гибелью животных.
У возбудителя выявлено большое ко-
личество факторов токсигенности: хо-
лестерол-зависимые цитолизины, уча-
ствующие в патогенезе гангренозных
поражений, гиалуронидаза, дезоксири-
бонуклеаза и нейраминидаза, а также
гемолитическая и цитотоксическая ак-
тивности. В значительной степени раз-
витию инфекционного процесса спо-
собствует наличие у возбудителя жгути-
ков, обеспечивающих распространение
агента по организму. Жгутики являются
факторами вирулентности и защищают
бактерии от действия вакцин [21].
Clostridium novyi (oedematiens) явля-
ется этиологическим агентом злокаче-
ственного отека, бациллярной гемогло-
бинурии крупного рогатого скота и хро-
нического остеомиелита буйволов. Для
телят наибольшее значение имеет тип
D. Бактерия способна продуцировать
основные растворимые токсины и фер-
менты, в частности, летальный и некро-
тический (α, β) – сильнодействующий
яд, который нарушает проницаемость
стенок сосудов и приводит к экссудации
жидкости и белка в ткани. Токсины γ, δ,
ε и ζ значительно усиливают действие
основного токсина: ε-токсин (липаза)
является летальным и гемолитическим;
γ-токсин (лецитиназа) – некротическим
и гемолитическим, а ζ-токсин (кислород
лабильный гемолизин) имеет гемолити-
ческое действие [23].
Clostridium septicum вызывает зло-
качественный отек у животных разных
видов, брадзот у овец и является одним
из возбудителей газовой гангрены. Бак-
терия способна продуцировать высоко-
активные токсины, основной α-токсин,
обладающий летальными и некротиче-
скими свойствами, b-токсин (ДНК-за) и
μ-токсин (гиалуронидаза). Высокоток-
сичные штаммы бактерии вырабатывают
большее количество гиалуронидазы [15].
Clostridium perfringens в соответствии
с современной классификацией делят
на типы в зависимости от их способно-
сти продуцировать токсины: α (CPA), β
(CPB), ε (ETX), ι (ITX), энтеротоксин (CPE) и
некротические токсины, подобные типу
В (NetB) [9, 19].
C. perfringens типа Авозбудитель
некротического энтерита крупного ро-
гатого скота, гангренозного мастита
коров, энтеротоксемии телят [23]. Бак-
терия образует α-токсин невысокой ак-
тивности (100 – 200 Dlm/ml для белых
мышей), поэтому болезни протекают
менее остро, чем при заражении други-
ми типами бактерии, а летальность жи-
вотных не превышает 25 % [10, 11, 16].
C. perfringens типа В вызывает анаэроб-
ную дизентерию ягнят. Эти клостридии спо-
собны продуцировать все основные токси-
ны, но чащеb- и ε-токсин. Болеют прежде
всего новорожденные телята [9,12].
C. perfringens типа C продуцирует глав-
ным образом b-токсин, обусловливая
энтеротоксемию у новорожденных те-
лят, поросят и у молодняка других видов
животных. У невакцинированного пого-
ловья заболеваемость может достигать
100 %, а смертность – 50 – 100 % [12, 19].
C. perfringens тип Dисточник энтеро-
токсемии у телят и других видов с харак-
терными патологоанатомическими при-
знаками, из-за чего болезнь называют
«мягкая почка». Агент продуцирует в ос-
новном ε-токсин, который вырабатыва-
ется в виде слабоактивного протоксина
и под действием трипсина или других
пищеварительных ферментов преобра-
6
зуется в более активную форму, прони-
кающую через слизистые оболочки и
вызывающую сильнейший токсикоз [10,
12, 14, 19].
C. perfringens типа Епричина энтеро-
токсемии у коров и телят. Фактор виру-
лентности бактерииι-токсин, его вы-
рабатывают только молодые бактерии в
первые 34 часа роста в виде протокси-
на, активируемого ферментами [22, 23].
Clostridium sordellii и Clostridium
dicile имеют широкий спектр хозяев и
способны вызывать инфекции с леталь-
ным исходом. C. dicile чаще поражает
желудочно-кишечный тракт, а C. sordellii
– мягкие ткани [14, 25, 26].
C. sordellii выделяют при синдроме
внезапной смерти от овец всех возра-
стов, остром абомазите телят и ягнят, ге-
моррагическом энтерите, гангренозном
поражении органов репродуктивного
тракта новотельных коров [25]. Она мо-
жет присутствовать в ранах в ассоциа-
ции с другими анаэробными и аэробны-
ми бактериями. C. sordelli вырабатывают
β-токсин с высокой биологической ак-
тивностью и специфичностью, а также 2
цитотоксина (LCCs) TcsL и TcsH [14].
C. dicile – первоначально называлась
Bacillus dicile и была идентифициро-
вана как часть нормальной кишечной
флоры новорожденных детей. Основ-
ные факторы токсигенности бактерии –
растворимые высокомолекулярные
токсины: экзотоксин A (TcdA) и цитопа-
тический токсин B (TcdB) [14]. C. dicile
вызывает диарею у телят, взрослого
крупного рогатого скота и человека [26].
Как правило, при вспышке клостри-
диозов в хозяйстве невозможно выде-
лить какой-либо отдельный вид возбу-
дителя, являющийся этиологической
причиной заболевания. Например, зло-
качественный отек может быть вызван
ассоциацией бактерий: C. perfringens,
C. oedematiens, С. septicum, С. sordellii. В
некоторых случаях изолируют нетокси-
генные или слаботоксигенные бактерии
вида С. histolyticum, образующие протео-
литические ферменты, в значительной
степени осложняющие течение болезни
и вызывающие гнилостный распад тка-
ней. Заболевания, протекающие по сме-
шанному типу, клинически проявляются
тяжелее, быстрее и, как правило, закан-
чиваются летально [3, 7, 8].
Устойчивость возбудителей. Ве-
гетативная форма возбудителя в ан-
аэробных условиях в воде, почве, пыли,
влажных местах, подстилке и кормах
сохраняется до 30 дней при 4 0С. Бакте-
рии рода Clostridium вне организма жи-
вотного способны выживать до 70 дней,
но быстро погибают в присутствии кис-
лорода (на воздухе). Споры их значи-
тельно устойчивее вегетативных клеток,
могут сохранять жизнеспособность не-
сколько месяцев и выдерживают кипя-
чение в течение 8 – 90 мин [10, 17].
Эпизоотологические данные. Кло-
стридиозодна из самых распростра-
ненных инфекций во всем мире. К зара-
жению восприимчивы телята до шести
месяцев и высокопродуктивные живот-
ные после первого и второго отелов.
Переболевшие или инфицированные
особи могут стать субклиническими
носителями и выделять большое коли-
чество спор микроорганизмов в окру-
жающую среду с навозом, играя важную
роль в сохранении и поддержании ста-
ционарного неблагополучия стада [23].
Клостридиоз чаще встречается в круп-
ных молочных стадах, чем в мясных или
смешанных. При круглогодичном стой-
ловом содержании вспышки болезни
регистрируют в период массовых оте-
лов и в летние месяцы. В виде диареи,
маститов и вульвовагинитов у коров
инфекцию наблюдают и на мелких мо-
лочных фермах [15, 23]. Продолжитель-
ность вспышки зависит от устойчивости
7
возбудителя в окружающей среде, на-
личия факторов риска, животных с кли-
ническими признаками болезни, бак-
терионосителей, а также вовлечения в
эпизоотическую цепь новых восприим-
чивых особей [23].
Чаще всего эти заболевания протека-
ют по смешанному типу с наличием двух
и более видов клостридий в организме,
либо в ассоциации с вирусами: вирусной
диареи, инфекционного ринотрахеита у
взрослых животных, рота- и коронави-
русных инфекций у новорожденных те-
лят, а также с бактериями других видов.
В этом случае возбудители проявляют
синергизм, способствуя усилению кли-
нических симптомов, повышению забо-
леваемости и летальности [2, 4].
Источники и пути заражения. Основ-
ной путь заражения фекально-оральный.
Оно может происходить как при сосании
вымени, так и при белковом перекорме
зерном или другими видами концентра-
тов. В случае некачественной термиче-
ской обработки навоза для подстилки
происходит заражение дойных коров че-
рез открытый сосковый канал. Источни-
ком инфекции для телят служат фекалии,
молоко и молозиво от коров с клиниче-
скими проявлениями клостридиоза, а
также с субклиническими и бессимптом-
ными формами болезни [1, 14, 26].
Факторы передачи. Резервуары воз-
будителянавоз, корма и вода. При
высокой влажности и температуре в по-
мещениях, оптимальных значениях pH
бактерии способны размножаться каж-
дые 30 минут, достигая высоких концен-
траций. Большое значение имеют конта-
минированные соски, дренчеры, ведра
для поения, носовые щипцы, перчатки,
спецодежда и обувь персонала, погруз-
чики, кормораздатчики и др. [14].
Патогенез клостридиозов крупно-
го рогатого скота мало изучен. Дока-
зано, что бактерии рода Clostridium не
способны колонизировать кишечник с
нормальной микробиотой. Они хорошо
размножаются на слизистых оболочках,
подвергшихся отрицательному влиянию
повреждающих факторовкетозы, аци-
дозы, неконтролируемое применение
антибиотиков, другие инфекции, нару-
шающие целостность слизистой оболоч-
ки желудочно-кишечного тракта [23].
Первым и необходимым условием для
колонизации кишечника и выработки
токсинов для бактерий рода Clostridium
является их адгезия к эпителию сли-
зистой оболочки. Для размножения и
выработки токсинов большинству кло-
стридий необходим кислый рН желу-
дочно-кишечного тракта [12, 23]. Опре-
деленную роль в этом играет подвиж-
ность бактерий, благодаря которой они
не только регулярно мигрируют в зоны
с достаточным для роста количеством
питательных веществ, но и ведут поиск
клеток с распознаваемыми рецептора-
ми. Переходу их из заполненного пере-
вариваемыми массами просвета кишеч-
ника на слизистую оболочку способству-
ет то, что кишечная слизь служит для
них хемоатрактантом. Установлена кор-
реляция между степенью хемотаксиса и
токсигенностью клостридий [20, 24]. Ак-
тивное размножение последних в очагах
колонизации влечет за собой усиление
местного воздействия их протеолитиче-
ских ферментов и токсинов. Эти измене-
ния становятся причиной усиления пе-
ристальтики кишечника, возникновения
энтерита и изъязвлений органов пище-
варительного тракта, нарушения про-
цессов пищеварения и водного баланса
в организме, возникновения кишечного
кровотечения и сопутствующей регене-
ративной анемии [23, 24].
Колонизация кишечника токсиген-
ными штаммами Clostridium spp. сопро-
вождается местным воздействием их
токсинов и ферментов на слизистую
8
оболочку. Сначала токсины действуют
на эндотелиальные клетки, нарушая
кровообращение и вызывая отек, кро-
воизлияния, ишемию и локальный не-
кроз. В этих условиях бактерии актив-
но размножаются и продуцируют еще
больше токсинов, а вырабатываемые
клостридиями ферменты (коллагеназы,
дезоксирибонуклеазы, гиалуронидазы
и нейраминидазы) способствуют укло-
нению первых от защитных факторов
иммунной системы организма, повре-
ждению тканей, что приводит к распро-
странению инфекции. Имея тропизм к
лимфоидным тканям и паренхиматоз-
ным органам, бактерии проникают и
накапливаются в них в большом количе-
стве, поступают в лимфу и кровь, а это
способствует развитию бактериемии и
распространению по всему организму,
включая мышцы, репродуктивные орга-
ны и др. [23].
Работа выполнена при финансовой
поддержке Российского научного фон-
да по проекту 23-26-00009 «Видовой
состав и токсигенные свойства кло-
стридий у крупного рогатого скота
в Западно-Сибирском регионе и раз-
работка тест-системы для их бы-
строй идентификации».
ЛИТЕРАТУРА
1. Безбородова Н.А. Современный подход к пробле-
ме клостридиозов в животноводстве: отбор проб, ла-
бораторная диагностика, профилактика. Российский
журнал «Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены
и экологии». 2020; 3(35):392 – 402.
2. Безбородова Н.А., Кожуховская В.В. Значение мо-
лекулярно-биологических методов исследования для
диагностики инфекционных болезней крупного рога-
того скота. Актуальные вопросы ветеринарной биоло-
гии. 2018; 4(40):22 – 25.
3. Глотова Т.И., Терентьева Т.Е., Глотов А.Г. Возбудите-
ли и возрастная восприимчивость крупного рогатого
скота. Сибирский вестник с.-х. науки. 2017; 47(1):90 – 96.
4. Глотова Т.И., Котенева С.В., Нефедченко А.В., Гло-
тов А.Г. Этиологические агенты, вызывающие патоло-
гию воспроизводства у коров на молочных комплек-
сах. Ветеринария. 2023; 2:3 – 8. DOI:10.30896/0042-
4846.2023.26.2.03-08
5. Капустин А.В., Скляров О.Д., Лаишевцев А.И. Эф-
фективность применения вакцины «Клостбовак-8»
против клостридиозов крупного рогатого скота, вы-
званных различными видами Clostridium spp. Ветерина-
рия, зоотехния и биотехнология. 2016; 9:6 – 11.
6. Капустин А.В., Моторыгин А.В., Букова Н.К. Видовой
состав клостридий крупного рогатого скота. Вестник
ветеринарии. 2013; 1(64):71 – 73.
7. Капустин А.В., Лаишевцев А.И., Скляров О.Д., Абро-
симова Н.С. Разработка метода контроля иммуноген-
ной активности ассоциированной вакцины против кло-
стридиозов крупного рогатого скота. Russian Journal of
Agricultural and Socio-Economic Sciences. 2017; 63:170
– 175. DOI: 10.18551/rjoas.2017-03.21
8. Колесникова Ю.Н., Пименов Н.В., Капустин А.В.
Этиология анаэробных инфекций у крупного рогатого
скота и сравнительная характеристика выделенных
штаммов клостридий. Russian Journal of Agricultural and
Socio-Economic Sciences. 2016; 8(56):39 – 48.
9. Лобзин Ю.В., Кветная А.С., Скрипченко Н.В., Желе-
зова Л.И. Современные представления об этиопато-
генетических и генетических особенностях токсинов
Clostridium perfringens. Журнал микробиологии, эпи-
демиологии и иммунобиологии. 2021; 98(1):91 – 103.
DOI:10.36233/0372-9311-37
10. Пименов Н.В., Колесникова Ю.Н. Этиология ана-
эробной энтеротоксемии у молодняка крупного ро-
гатого скота. Труды Всероссийского совета молодых
ученых и специалистов аграрных образовательных и
научных учреждений. 2015; 175 – 178.
11. Терентьева Т.Е., Глотов А.Г., Глотова Т.И., Котенева
С.В. Видовой спектр бактерий рода Clostridium, выде-
ленных от крупного рогатого скота на молочных ком-
плексах. Российский ветеринарный журнал. Сельскохо-
зяйственные животные. 2016; 1:5 – 9.
12. Allaart J.G., van Asten A.J., Gröne A. Predisposing
factors and prevention of Clostridium perfringens-
associated enteritis. Comp. Immunol. Microbiol. Infect. Dis.
2013; 36(5):449 – 464. DOI:10.1016/j.cimid.2013.05.001
13. Balsells E., Ting S., Leese C., Lyell I., Burrows J., Wiu
C., Campbell H., Kyaw M.H., Nair H. Global burden of
Clostridium dicile infections: a systematic review and
meta-analysis. J. Glob. Health. 2019; 9(1):010407. DOI:
10.7189/jogh.09.010407
14. Couchman E.C., Browne H.P., Dunn M., Lawley T.D.,
Songer J.G., Hall V., Petrovska L., Vidor C., Awad M., Lyras
D., Fairweather N.F. Clostridium sordelli genome analysis
reveals plasmid localized toxin genes encoded within
pathogenicity loci. BMC Genomics. 2015; 16(1):392.
DOI:10.1186/s12864-015-1613-2
15. Chakravorty A. The poreforming alpha-toxin
from Clostridium septicum activates the MAPK path-
way in a Ras-c – Raf-dependent and independent
manner. Toxins (Basel). 2015; 7:516 – 534. DOI:10.3390/
toxins7020516
16. Choi Y.K., Kang M.S., Yoo H.S., Lee D.Y., Lee H.C., Kim
D.Y. Clostridium perfringens type A myonecrosis in a horse
in Korea. J. Vet. Med. Sci. 2003; 65(11):1245 – 1247. DOI:
10.1292/jvms.65.124
9
17. Connor М., Flynn P., Fairley D., Marks N., Manesiotis
P., Graham W.G., Gilmore B.F., McGrath J.W. Evolutionary
clade aects resistance of Clostridium dicile spores to
cold atmospheric plasma. Sci. Rep. 2017; 7:41814. DOI:
10.1038/srep41814
18. Dieterle M.G., Rao K., Young V.B. Novel therapies
and preventative strategies for primary and recurrent
Clostridium dicile infections. Ann. N-Y Acad. Sci. 2019;
1435(1):110 – 138. DOI: 10.1111/nyas.13958
19. Kiu R., Hall L.J. An update on the human and animal
enteric pathogen Clostridium perfringens. Emerg. Microb.
Infect. 2018; 7(1):141. DOI: 10.1038/s41426-018-0144-8
20. Lyras D., Rood J.I. Preface: ClostPath 2013 meeting on
The Molecular Biology and Pathogenesis of the Clostridia
special issue. Anaerobe. 2014; 30:183. DOI:10.1016/j.
anaerobe.2014.11.006
21. Rychener L., In-Albon S., Djordjevic S.P., Chowdhury
P.R., Nicholson P., Ziech R.E., de Vargas A.C., Frey J., Falquet
L. Corrigendum: Clostridium chauvoei, an Evolutionary
Dead-End Pathogen. Front Microbiol. 2018; 9:421.
DOI:10.3389/fmicb.2018.00421
22. Redondo L.M., Farber M., Venzano A., Jost B.H., Parma
Y.R., Fernandez-Miyakawa M.E. Sudden death syndrome
in adult cows associated with Clostridium perfringens
type E. Anaerobe. 2013; 20:1 – 4. DOI: 10.1016/j.
anaerobe.2013.01.001
23. Silva R.O.S., Uzal F.A., Oliveira Jr C.A., Lobato F.C.F.
Clostridial Diseases of Animals. John Wiley & Sons, Ltd.;
Hoboken, NJ, USA. Gangrene Gas (Malignant Edema).
2016; 243 – 254. DOI:10.1002/9781118728291.ch20
24. Simpson K.M., Callan R.J. , Van Metre D.C. Clostridial
abomasitis and enteritis in ruminants. Vet. Clin. North
Am-Food Anim. Pract. 2018; 34:155 – 184. DOI:10.1016/j.
cvfa.2017.10.010
25. Scaria J., Suzuki H., Ptak C.P., Chen J.W., Zhu Y., Guo
X.K., Chang Y.F. Comparative genomic and phenomic analy-
sis of Clostridium dicile and Clostridium sordellii, two re-
lated pathogens with diering host tissue preference. BMC
Genomics. 2015; 16(1):448. DOI:10.1186/s12864-015-1663-5
26. Smits W.K., Lyras D., Lacy D.B., Wilcox M.H., Kuijper E.J.
Clostridium dicile infection. Nat. Rev. Dis. Primers. 2016;
2:16020. DOI: 10.1038/nrdp.2016.20
Индекс журнала «Ветеринария»
по каталогу ООО «УП УРАЛ-ПРЕСС» – 70130;
подписка онлайн и по каталогу
в АО «Почта России» – индекс ПИ396.
На сайте Научной электронной библиотеки – eLIBRAR.RU
вы можете подписаться и приобрести электронную версию
журнала или отдельной статьи.
Базовая цена на журнал «Ветеринария»
без стоимости доставки и дополнительных услуг почты:
на 1 мес – 510 руб., на 3 мес – 1530 руб., на 6 мес – 3060 руб.
Редакционная коллегия и редакция
УВАЖАЕМЫЕ ЧИТАТЕЛИ!
НАПОМИНАЕМ ВАМ, ЧТО ПОДПИСКА
на 2-е полугодие 2023 г.
в местных отделениях связи
продолжается.
Article
Full-text available
The article presents the results of isolation of Clostridium spp. bacteria and their associations from cattle with different clinical forms of clostridiosis. From 2016 to 2023, 910 samples of biomaterial collected from cows, heifers and calves under 6 months of age, as well as from stillborn calves and aborted fetuses in case of reproductive pathologies in cows were investigated by bacteriological methods. The following species play a major role in the etiology of bovine clostridiosis: C. perfringens , C. septicum , C. novyi ( C. oedematiens ), C. histolyticum and C. sordellii . C. histolyticum (65.2%), C. septicum (45.6), C. perfringens (29.7) and C. sporogenes (26.1) were isolated most frequently from cows and heifers, while C. sordellii (1.7) and C. novyi (0.9%) were isolated less frequently. Clostridium spp. bacteria of six species were isolated from animals in enterotoxemia and enteritis, and five species in vaginitis and endometritis. In other clinical forms of the disease, bacteria of four species were isolated from cows and heifers. The spectrum of bacteria involved in the development of abomasitis, enteritis and enterotoxemia in calves was similar and represented by four bacterial species: C. histolyticum , C. septicum , C. perfringens and C. sporogenes . Bacteria of five species were isolated from the calves with septicaemic form of the disease. The peculiarities of clinical manifestation and the course of clostridiosis in cattle depended on the species composition of pathogens and their associations. Diseases caused by Clostridium spp. bacteria were acute or subacute, characterized by visible lesions of organs and tissues in a few hours after the animal showed signs of disease and in most cases ended in death.
Article
Full-text available
Background: Clostridium difficile is a leading cause of morbidity and mortality in several countries. However, there are limited evidence characterizing its role as a global public health problem. We conducted a systematic review to provide a comprehensive overview of C. difficile infections (CDI) rates. Methods: Seven databases were searched (January 2016) to identify studies and surveillance reports published between 2005 and 2015 reporting CDI incidence rates. CDI incidence rates for health care facility-associated (HCF), hospital onset-health care facility-associated, medical or general intensive care unit (ICU), internal medicine (IM), long-term care facility (LTCF), and community-associated (CA) were extracted and standardized. Meta-analysis was conducted using a random effects model. Results: 229 publications, with data from 41 countries, were included. The overall rate of HCF-CDI was 2.24 (95% confidence interval CI = 1.66-3.03) per 1000 admissions/y and 3.54 (95%CI = 3.19-3.92) per 10 000 patient-days/y. Estimated rates for CDI with onset in ICU or IM wards were 11.08 (95%CI = 7.19-17.08) and 10.80 (95%CI = 3.15-37.06) per 1000 admission/y, respectively. Rates for CA-CDI were lower: 0.55 (95%CI = 0.13-2.37) per 1000 admissions/y. CDI rates were generally higher in North America and among the elderly but similar rates were identified in other regions and age groups. Conclusions: Our review highlights the widespread burden of disease of C. difficile, evidence gaps, and the need for sustainable surveillance of CDI in the health care setting and the community.
Article
Full-text available
Clostridium difficile is the leading infectious cause of antibiotic‐associated diarrhea and colitis. C. difficile infection (CDI) places a heavy burden on the healthcare system, with nearly half a million infections yearly and an approximate 20% recurrence risk after successful initial therapy. The high incidence has driven new research on improved prevention such as the emerging use of probiotics, intestinal microbiome manipulation during antibiotic therapies, vaccinations, and newer antibiotics that reduce the disruption of the intestinal microbiome. While the treatment of acute C. difficile is effective in most patients, it can be further optimized by adjuvant therapies that improve the initial treatment success and decrease the risk of subsequent recurrence. Finally, the high risk of recurrence has led to multiple emerging therapies that target toxin activity, recovery of the intestinal microbial community, and elimination of latent C. difficile in the intestine. In summary, CDIs illustrate the complex interaction among host physiology, microbial community, and pathogen that requires specific therapies to address each of the factors leading to primary infection and recurrence.
Article
Full-text available
Clostridium perfringens, a rapid-growing pathogen known to secrete an arsenal of >20 virulent toxins, has been associated with intestinal diseases in both animals and humans throughout the past century. Recent advances in genomic analysis and experimental systems make it timely to re-visit this clinically and veterinary important pathogen. This Review will summarise our understanding of the genomics and virulence-linked factors, including antimicrobial potentials and secreted toxins of this gut pathogen, and then its up-to-date clinical epidemiology and biological role in the pathogenesis of several important human and animal-associated intestinal diseases, including pre-term necrotising enterocolitis. Finally, we highlight some of the important unresolved questions in relation to C. perfringens-mediated infections, and implications for future research directions.
Article
Full-text available
[This corrects the article on p. 1054 in vol. 8, PMID: 28649238.].
Article
Full-text available
Clostridium difficile is a spore forming bacterium and the leading cause of colitis and antibiotic associated diarrhoea in the developed world. Spores produced by C. difficile are robust and can remain viable for months, leading to prolonged healthcare-associated outbreaks with high mortality. Exposure of C. difficile spores to a novel, non-thermal atmospheric pressure gas plasma was assessed. Factors affecting sporicidal efficacy, including percentage of oxygen in the helium carrier gas admixture, and the effect on spores from different strains representing the five evolutionary C. difficile clades was investigated. Strains from different clades displayed varying resistance to cold plasma. Strain R20291, representing the globally epidemic ribotype 027 type, was the most resistant. However all tested strains displayed a ~3 log reduction in viable spore counts after plasma treatment for 5 minutes. Inactivation of a ribotype 078 strain, the most prevalent clinical type seen in Northern Ireland, was further assessed with respect to surface decontamination, pH, and hydrogen peroxide concentration. Environmental factors affected plasma activity, with dry spores without the presence of organic matter being most susceptible. This study demonstrates that cold atmospheric plasma can effectively inactivate C. difficile spores, and highlights factors that can affect sporicidal activity.
Article
Full-text available
Clostridium difficile and C. sordellii are two anaerobic, spore forming, gram positive pathogens with a broad host range and the ability to cause lethal infections. Despite strong similarities between the two Clostridial strains, differences in their host tissue preference place C. difficile infections in the gastrointestinal tract and C. sordellii infections in soft tissues. In this study, to improve our understanding of C. sordellii and C. difficile virulence and pathogenesis, we have performed a comparative genomic and phenomic analysis of the two. The global phenomes of C. difficile and C. sordellii were compared using Biolog Phenotype microarrays. When compared to C. difficile, C. sordellii was found to better utilize more complex sources of carbon and nitrogen, including peptides. Phenotype microarray comparison also revealed that C. sordellii was better able to grow in acidic pH conditions. Using next generation sequencing technology, we determined the draft genome of C. sordellii strain 8483 and performed comparative genome analysis with C. difficile and other Clostridial genomes. Comparative genome analysis revealed the presence of several enzymes, including the urease gene cluster, specific to the C. sordellii genome that confer the ability of expanded peptide utilization and survival in acidic pH. The identified phenotypes of C. sordellii might be important in causing wound and vaginal infections respectively. Proteins involved in the metabolic differences between C. sordellii and C. difficile should be targets for further studies aimed at understanding C. difficile and C. sordellii infection site specificity and pathogenesis.
Article
Full-text available
Clostridium sordellii can cause severe infections in animals and humans, the latter associated with trauma, toxic shock and often-fatal gynaecological infections. Strains can produce two large clostridial cytotoxins (LCCs), TcsL and TcsH, related to those produced by Clostridium difficile, Clostridium novyi and Clostridium perfringens, but the genetic basis of toxin production remains uncharacterised. Phylogenetic analysis of the genome sequences of 44 strains isolated from human and animal infections in the UK, US and Australia placed the species into four clades. Although all strains originated from animal or clinical disease, only 5 strains contained LCC genes: 4 strains contain tcsL alone and one strain contains tcsL and tcsH. Four toxin-positive strains were found within one clade. Where present, tcsL and tcsH were localised in a pathogenicity locus, similar to but distinct from that present in C. difficile. In contrast to C. difficile, where the LCCs are chromosomally localised, the C. sordellii tcsL and tcsH genes are localised on plasmids. Our data suggest gain and loss of entire toxigenic plasmids in addition to horizontal transfer of the pathogenicity locus. A high quality, annotated sequence of ATCC9714 reveals many putative virulence factors including neuraminidase, phospholipase C and the cholesterol-dependent cytolysin sordellilysin that are highly conserved between all strains studied. Genome analysis of C. sordellii reveals that the LCCs, the major virulence factors, are localised on plasmids. Many strains do not contain the LCC genes; it is probable that in several of these cases the plasmid has been lost upon laboratory subculture. Our data are consistent with LCCs being the primary virulence factors in the majority of infections, but LCC-negative strains may precipitate certain categories of infection. A high quality genome sequence reveals putative virulence factors whose role in virulence can be investigated.
Article
Full-text available
Clostridium septicum is the causative agent of atraumatic gas gangrene, with α-toxin, an extracellular pore-forming toxin, essential for disease. How C. septicum modulates the host's innate immune response is poorly defined, although α-toxin-intoxicated muscle cells undergo cellular oncosis, characterised by mitochondrial dysfunction and release of reactive oxygen species. Nonetheless, the signalling events that occur prior to the initiation of oncosis are poorly characterised. Our aims were to characterise the ability of α-toxin to activate the host mitogen activated protein kinase (MAPK) signalling pathway both in vitro and in vivo. Treatment of Vero cells with purified α-toxin activated the extracellular-signal-regulated kinase (ERK), c-Jun N-terminal kinase (JNK) and p38 arms of the MAPK pathway and stimulated the release of TNF-α in a dose-dependent manner. Studies using inhibitors of all three MAPK components suggested that activation of ERK occurred in a Ras-c-Raf dependent manner, whereas activation of JNK and p38 occurred by a Ras-independent mechanism. Toxin-mediated activation was dependent on efficient receptor binding and pore formation and on an influx of extracellular calcium ions. In the mouse myonecrosis model we showed that the MAPK pathway was activated in tissues of infected mice, implying that it has an important role in the disease process.
Article
Clostridial abomasitis and enteritis are important alimentary diseases observed in all domestic ruminant species. These diseases most commonly result from overgrowth of Clostridium perfringens types A, B, C, D, and E with the associated release of bacterial exotoxins that result in necrosis of the abomasal or intestinal mucosa. Clostridium difficile may also be associated with enteritis in calves but is much less common than disease caused by C perfringens. This article reviews the causes, pathophysiology, clinical signs, diagnosis, treatment, and prevention of clostridial gastrointestinal diseases in ruminants. Particular emphasis is given to describing the various forms of disease and treatment of individual cases.
Article
Infection of the colon with the Gram-positive bacterium Clostridium difficile is potentially life threatening, especially in elderly people and in patients who have dysbiosis of the gut microbiota following antimicrobial drug exposure. C. difficile is the leading cause of health-care-associated infective diarrhoea. The life cycle of C. difficile is influenced by antimicrobial agents, the host immune system, and the host microbiota and its associated metabolites. The primary mediators of inflammation in C. difficile infection (CDI) are large clostridial toxins, toxin A (TcdA) and toxin B (TcdB), and, in some bacterial strains, the binary toxin CDT. The toxins trigger a complex cascade of host cellular responses to cause diarrhoea, inflammation and tissue necrosis — the major symptoms of CDI. The factors responsible for the epidemic of some C. difficile strains are poorly understood. Recurrent infections are common and can be debilitating. Toxin detection for diagnosis is important for accurate epidemiological study, and for optimal management and prevention strategies. Infections are commonly treated with specific antimicrobial agents, but faecal microbiota transplants have shown promise for recurrent infections. Future biotherapies for C. difficile infections are likely to involve defined combinations of key gut microbiota.