ОРИГИНАЛНИ СТАТИИ

  • Пълен член
  • Цифри и данни
  • Препратки
  • Цитати
  • Метрика
  • Препечатки и разрешения
  • PDF

Резюме

Въведение

Птичият колибацилоз е икономически важно заболяване при домашните птици, причинено от птичи патогени Ешерихия коли (APEC). Болестта обикновено започва като инфекция на дихателните пътища (въздушен акулит и възпаление на белите дробове), след което бактериите достигат до съдовата система и причиняват колисептикемия, която се характеризира с перикардит, перитонит, перихепатит и спленит (Dho-Moulin & Fairbrother, 1999). Това води до намалена производителност, повишена смъртност, повече антибиотични лечения и потенциално осъждане на кланичните трупове в кланиците, така че колибацилозата се счита за една от водещите причини за икономически загуби в птицефермата (Barnes и др., 2008). Изчислено е, че поне 30% от търговските стада в САЩ по всяко време са засегнати от колибацилоза (Джонсън и др., 2008). Болестта е широко разпространена и в Западна Европа и Мароко (Filali и др., 1988; Амара и др., 1995; Mouahid & Bouzoubaa, 2001; Вандемаеле и др., 2003; Йордания и др., 2005; Личности и др., 2011).

безопасност

В световен мащаб най-често срещаните Е. coli серотиповете, свързани с колибактериоза, са O1, O2 и O78 (Heller & Drabkin, 1977; Filali и др., 1988; Алън и др., 1993; Lutful Kabir, 2010; Личности и др., 2011). Важен брой изолати обаче са нетипируеми и следователно не принадлежат към нито един известен серотип (Heller & Drabkin, 1977; Zhao и др., 2005), докато се съобщават и за нови вирулентни серотипове (Blanco и др., 1998).

Сред наличните инструменти за контрол на Е. coli-свързани заболявания, ваксините са получили значително внимание, тъй като химиотерапията е постигнала ограничен успех поради резистентност към съществуващите химиотерапевтични агенти и липсата на нови и ефективни агенти. Няколко доклада описват потенциала на атенюираните на живо (Kwaga и др., 1994; Пейгамбари и др., 2002; Кариявасам и др., 2004; Нагано и др., 2012), инактивирана цяла клетка (Deb & Harry, 1978; Cessi, 1979; Паниграфия и др., 1984; Ягучи и др. 2009), субединица (Vandemaele и др., 2005; Лин и др., 2006; Вандемаеле и др., 2006; Лин и др., 2012) и рекомбинантен (Roland и др., 2004) кандидати за ваксина срещу птичи Е. coli. Тези усилия обаче са постигнали ограничен търговски успех, с изключение на два продавани продукта: Nobilis ® E. coli (инактивирана субединична ваксина; MSD Animal Health, Summit, NJ, САЩ) и Poulvac ® E. coli (жива атенюирана ваксина; Zoetis, Florham Park, NJ, САЩ).

Poulvac ® E. coli е дефиниран aroA делеционен мутант, дефицитен за биосинтеза на ароматни аминокиселини, конструирани в щам APEC O78: K80. Като жив атенюиран Е. coli ваксина, тя изпълнява много от критичните качества (безопасност, ефикасност, стабилност, лекота на приложение и разходи) на идеалната ваксина за домашни птици. Целта на това проучване е да потвърди безопасността и ефикасността на ваксината Poulvac ® E. coli при бройлери, в широкомащабно многоцентрово полево проучване.

Материали и методи

Дизайн на изпитанието

Изпитването е проектирано като многоцентрово полево проучване, следвайки Насоките за добри клинични практики (EMEA, 2000), заедно с местните и европейските разпоредби за хуманно отношение към животните. Параметрите за безопасност и ефикасност са сравнени между 18 бройлери (общо 112 490 бройлерни птици), ваксинирани с Poulvac ® E. coli, и 18 сдвоени контролни бройлери (общо 112 476 бройлерни птици), като се използва рандомизиран пълен блок. Експерименталната единица беше определена като къща за птици във ферма. Блокирането се основаваше на реда за записване на участващите ферми за бройлери. В рамките на блок къщички за птици бяха разпределени на случаен принцип за едно от двете лечения (Poulvac ® Е. coli или контрол). Персоналът на фермата е обучен преди започване на изпитанието и е наблюдаван за спазване на протокола по време на експеримента. Персоналът на фермата, участващ в регистрацията на клиничните данни, е бил заслепен при разпределението на леченията. The in vivo фазата на процеса се проведе между юни и септември 2010 г.

Ферми и птици

Проучването е проведено в 15 ферми за бройлери в Мароко. Фермите са били разположени в три различни региона на Мароко; пет ферми в региона на Маракеш (12 къщички за птици), четири ферми в района на Казабланка (10 къщички за птици) и шест ферми в района на Рабат (14 къщички за птици). Във всяка ферма бяха използвани две или четири къщички за птици за изпитване, с равен брой контролни и ваксинирани къщички за птици във всяка ферма. Фермите бяха избрани въз основа на историята на APEC (поне едно лабораторно потвърдено огнище през предходните 12 месеца) и желанието и годността на ръководството на фермата да участва в проучването. Критериите за включване бяха сходен дизайн на къщата (напр. Размер и вентилационна система), сходна плътност на птиците, същата генетика (Cobb в 10 ферми и Ross в пет ферми) и люпилня, една и съща стратегия за хранене и хранене и една и съща начална дата на угояване между къщите в същия блок. Критериите за изключване за фермите бяха използването на други Е. coli ваксини в бройлери, участващи в изпитването, in ovo приложение на антибиотици и профилактично или метафилактично използване на антибиотици по време на фазата на угояване. Фермерите са инструктирани изобщо да не използват антибиотично лечение през първите 7 дни след ваксинацията.

Във всички ферми птиците се помещават на пода и се държат на закрито, а плътността варира от седем до 11 птици/m 2. Птиците са били хранени с търговски диети, подходящи за тяхната възраст. Ваксинация срещу болести, различни от Е. coli се прилага в съответствие с рутинната фермерска практика. Схемите за ваксинация се различават между фермите и включват инфекциозен бронхит, инфекциозна бурсална болест и/или ваксина срещу нюкасълска болест от различни производители. В участващите ферми една и съща схема на ваксинация беше приложена и към двете експериментални групи.

Ваксина и приложение на ваксина

Ваксината, използвана в това полево изпитване, е търговска партида от Poulvac ® E. coli (партида 893108A), закупена в Мароко.

Птиците са ваксинирани със спрей на 1-дневна възраст в люпилнята или във фермата, в зависимост от логистичните съображения. Изсушената чрез замразяване ваксина се разтваря и след това се разрежда с минерална вода в съответствие с инструкциите на производителя и се прилага като груб спрей, посредством кабинет за ваксинация (Desvac, Pellouailles les Vignes, Франция) в люпилнята или чрез пулверизатор Desvac във фермата, като се използва обем от 200 до 220 ml на 1000 птици. Във фермата еднодневните пилета бяха оставени в кутиите си за 20 минути след ваксинацията, за да се осигури оптимално усвояване на ваксината. Птиците от контролната група бяха напръскани само с минерална вода, за да се осигури правилно ослепяване. В люпилнята се смяташе, че фиктивната ваксинация е ненужна, тъй като ваксинираните птици изсъхнаха по време на транспортирането и поради това не бяха разграничими от контролните пилета при пристигане във фермата.

По време на проучването, за да се намали рискът от пренасяне на живо Е. coli ваксина от ваксинираните групи към неваксинираните групи, се извършва дезинфекция на обувки при влизане във всяка къща за птици.

Събиране на данни

Данните за смъртността, количеството на хранените фуражи и груповите лечения с антибиотици се събират ежедневно. В деня на пристигане във фермата (ден 0), на ден 13 и непосредствено преди клането, беше измерено телесното тегло на случаен подбор от 100 птици на къща. Броят на пристигналите във фермата пилета и броят на продадените за консумация птици също са регистрирани. За оценка на подобни на колибацилоза лезии, около 800 до 1000 произволно избрани птици на птиче помещение бяха изследвани в кланицата от обучен персонал, а всички птици, показващи колибацилозно лезии, бяха счетени за положителни. Събраните данни позволяват изчисляване на смъртността, среднодневно наддаване на тегло (ADWG), процент на преобразуване на фуража (FCR, измерен като съотношение фураж към прираст), средния брой дни на антибиотично лечение, процента на пазара на птици и разпространението на колибацилоза лезии при клане.

Следкланични изследвания, бактериология и серотипизиране

В случаи на висока смъртност или подозрение за свързано с APEC заболяване е започнато следкланично разследване. В случай на съмнение за колибацилоза са взети проби от засегнати органи Е. coli изолиране и идентификация, използвайки стандартни бактериологични техники (Bettelheim, 1994). Потвърденото Е. coli След това изолатите бяха серотипизирани чрез тест за аглутинация за соматичния О антиген (Wray & Woodward, 1994; Lee & Arp, 1998), като се използва панел от O1, O2, O18, O35, O78, O118, O135 и O157 антисеруми.

Статистически анализ

Резултати

Една избрана ферма (Ферма 2) беше изтеглена от изпитването преди завършване поради прилагането на антибиотици през първата седмица от живота, като по този начин отговаря на критериите за изключване. Във Ферма 4 изпитанието не е започнато поради забавяне при пристигането на еднодневните пилета. Всички представени резултати отразяват данните, събрани в останалите 18 ваксинирани и 18 контролни къщи за птици, където изпитването е приключило. Във Ферма 15 всички присъстващи птици бяха продадени на живи пазари преди планираното време на последното измерване на теглото. Следователно, не могат да бъдат получени данни за лезиите, подобни на колибацилоза, FCR или ADWG за Ферма 15.

Възрастта при клане варира от 37 до 53 дни (но винаги е била идентична между двойките), като средното тегло на клане варира от 1,8 до 2,4 kg.

Променливи за безопасност

Променливи за ефикасност

Таблици 1 и 2 представят ефекта от ваксинацията на ниво отделно стопанство върху избраните мерки за ефикасност за целия период на проучване. Средната смъртност за ваксинираната група за цялото време на проучването е значително по-ниска; 9,3% в сравнение с 10,3% за неваксинираната контролна група (P = 0,0203). Ваксинацията също доведе до значително по-добро наддаване на тегло в сравнение с контролите; 47,8 g/ден и 46,2 g/ден съответно (P = 0,0006). Средният коефициент на FCR за най-малки квадрати е бил числено по-нисък (2.18), отколкото за контролната група (2.22), но разликата не е била значителна (P = 0,1856). Фермерите са използвали значително по-малко антибиотик при ваксинирани птици в сравнение с контролите, както се вижда от средния брой дни на антибиотично лечение; 0,5 дни за лечение за ваксинирани пилета и 2,0 дни за лечение за неваксинирани контроли (P = 0,0008). На пазара се продава значително по-висок процент на ваксинирани птици (90,0%) в сравнение с контролната група (89,0%) (P = 0,0309). Преобладаването на колибацилозоподобни лезии, наблюдавани при клане, е значително по-ниско (1,7%) във ваксинираните къщички за птици, отколкото в контролните птици (3,5%) (P = 0,0054).

Публикувано онлайн:

маса 1. Ефикасност на Poulvac ® Е. coli в многоцентрово полево проучване: смъртност и среднодневно тегло печалба.

Публикувано онлайн:

Таблица 2. Ефикасност на Poulvac ® Е. coli в многоцентрово полево проучване: скорост на преобразуване на фуражите, употреба на антибиотици и колибацилоза лезии.

Клинични наблюдения и следкланични изследвания

Нивото на детайлност, уловено от клиницистите във фермите за тези параметри, варира силно между фермите. Поради това тук не се съобщава пълно описание на наблюдаваните признаци и резултати от следкланични изследвания. Като цяло, колибацилоза се подозираше клинично и/или по време на следкланични разследвания във всички ферми за поне един момент, с изключение на ферми 5, 10, 11, 13 и 17. Е. coli е култивиран в проби, взети от девет ферми. Серотипизиране след положителна идентификация на Е. coli е извършено в 13 случая, произхождащи от осем ферми. Резултатите за това серотипиране са обобщени в таблица 3.

Публикувано онлайн:

Таблица 3. Резултати от Е. coli серотипиране.

Други значими клинични проблеми, за които се съобщава, са кокцидиоза (ферми 10 и 11), болест на Гумборо (ферми 6 и 17), тежък топлинен стрес с висока смъртност (ферми 10, 11 и 13; със стайни температури над 40 ° C) и храносмилателни проблеми на неизвестна етиология (ферми 9 и 10).

Дискусия

Генетично модифициран aroA-изтритите генни ваксини са разработени за няколко бактерии (Griffin & Barrow, 1993; Van Immerseel и др., 2002; Кариявасам и др., 2004). Загубата на aroA генната функция води до нужда от ароматни метаболити за растеж. Това изискване към ароматните метаболити води до силно затихване на in vivo растеж. Тогава бактерията се превръща в идеален кандидат като модифицирана жива ваксина, която присъства в гостоприемника достатъчно дълго, за да предизвика имунен отговор, но без да е патогенна.

An aroA-изтрит генен мутант на Е. coli тип O78 е разработен от Fort Dodge Animal Health през 2004 г. (Fan и др., 2008; La Ragione и др., 2013 ). При контролирани експерименти това е доказано безопасно и ефективно срещу колибактериоза по птиците (Rawiwet & Chansiripornchai, 2009; La Ragione и др., 2013 ). Теренните проучвания, проведени в САЩ, демонстрираха неговата безопасност и ефикасност при бройлери, пуйки, кокошки и животновъди (Shane, 2009).

Целта на това изпитване беше да се демонстрира безопасността и ефикасността на Poulvac ® E. coli при бройлери, отглеждани при полеви условия в Мароко, където колибацилозата по птиците е релевантно предизвикателство за индустрията на бройлери. Поради ваксината, която има потенциал да се разпространи, и поради използвания метод на приложение, случайното разпределение на лечението за отделната птица е невъзможно при полеви условия. Поради това беше избран многоцентровият подход, при който експерименталната единица беше къщичката за птици. Този подход е трудоемък, но има важни предимства. Наблюденията не само са значително по-независими в сравнение с подход, при който птицата ще бъде експериментална единица, но също така е вероятно да са по-валидни отвън за общото количество ферми, отговарящи на критериите за включване (Thrusfield, 2007). Дизайн, изцяло представителен за мароканската бройлерска индустрия, ще изисква произволен подбор на ферми, което е малко вероятно да бъде осъществимо от практически съображения.

Не са докладвани нежелани събития след ваксинация от участващите фермери, техници или ветеринарни лекари. Това не изключва възможността за отрицателен ефект върху смъртността, скоростта на растеж или FCR, тъй като подобно въздействие би било тромаво да се забележи без точни измервания. Следователно, тези променливи бяха измерени и подложени на тестване за непълноценност. Тъй като появата на имунитет за Poulvac ® Е. coli е доказана, че е 14 дни след ваксинацията (EMA, 2012), се очаква ограничена защита преди този момент. Резултатите показват неинфериорност на ваксиналната група спрямо контролната група за смъртност (1,48% и за двете групи) и ADWG (19,1 g/ден срещу 18,9 g/ден). За FCR неинфериорността (точкова оценка 2.14 срещу 2.20, разлика от 2.5%) не е демонстрирана статистически. Тъй като фуражите се прилагат само на всеки няколко дни при млади птици, оценките на FCR през първите 2 седмици от живота показват висока вариабилност между фермите.

Намалението с 1%, свързано със смъртността, е по-ниско от това, наблюдавано при експерименти с лабораторни ваксинации за APEC (La Ragione и др., 2013 ). Това се очаква, защото, за разлика от лабораторните експерименти, при полеви опити различни инфекциозни и неинфекциозни агенти могат да доведат до смърт при регистрирани птици. Това е най-добре илюстрирано от ферми 10, 11 и 13, където топлинният стрес доведе до много високи нива на смъртност. Също така, в лабораторни експерименти всички птици обикновено се предизвикват интратрахеално с високи дози Е. coli в същото време, докато при полеви условия може да възникне предизвикателство, включващо по-малки дози от Е. coli прилага се за продължителен период от време (т.е. предизвикателство за капене), като по този начин дава възможност за изграждане на придобит имунитет. Липсата на статистическа значимост за FCR вероятно е причинена от липсата на учебна мощ, като се вземат предвид големите различия между фермите.

Интересното е, че резултатите показват значително четирикратно намаляване на употребата на антибиотици през периода на угояване (средно 0,5 дни за лечение с антибиотици за ваксинираните групи срещу 2,0 дни за лечение за контролните групи). Предвид демонстрираната ефикасност на ваксината, силното цялостно намаляване може да се обясни с това, че APEC е един от ключовите проблеми с бактериалните заболявания при бройлери (Barnes и др., 2008). В светлината на непрекъснатите усилия на птицевъдната индустрия за намаляване на употребата на антибиотици, Е. coli ваксинацията при бройлери изглежда обещаващ вариант.

Серотизиране, извършено на Е. coli изолати по време на проучването предполага, че серотип O78 и нетипизирани изолати са били най-често ангажирани с APEC инфекции в участващите ферми. Poulvac ® E. coli се състои от aroA-генът е изтрит Е. coli O78 щам. Доказана е кръстосана защита за серотипове O1, O2 и O18 (EMA, 2012). По-рано беше демонстрирана кръстосана защита за експеримент Е. coli ваксина (Frommer и др., 1994), макар и не последователно (Sandhu & Layton, 1985; Kariyawasam и др., 2004). В резултат на това наблюдаваната ефикасност на ваксината не е непременно постигната срещу естественото предизвикателство от Е. coli Само O78; кръстосаната защита срещу други серотипове също може да е изиграла роля.

В обобщение е доказано, че Poulvac ® E. coli е едновременно безопасен и ефикасен при полеви условия при бройлери в Мароко. Съответните производствени параметри (смъртност и ADWG) бяха повлияни положително. Също така, ваксината изглежда обещаващ вариант за намаляване на употребата на антибиотици в производството на бройлери.