Mycobacterium bovis -Mycobacterium bovis

Mycobacterium bovis
Mycobacterium bovis BCG ZN.jpg
Dæmpet stamme af M. bovis anvendt i Bacillus Calmette-Guérin- vaccinen
Videnskabelig klassificering
Domæne:
Phylum:
Klasse:
Bestille:
Familie:
Slægt:
Arter:
M. bovis
Binomisk navn
Mycobacterium bovis
Karlson & Lessel 1970, ATCC 19210

Mycobacterium bovis ( M. bovis ) er en langsomt voksende (16- til 20-timers generationstid ) aerob bakterie og årsag til tuberkulose hos kvæg (kendt som bovin TB ). Det er relateret til Mycobacterium tuberculosis , bakterien, der forårsager tuberkulose hos mennesker. M. bovis kan springe artbarrieren og forårsage tuberkuloselignende infektion hos mennesker og andre pattedyr.

Bakteriemorfologi og farvning

Bakterierne er buede eller lige stænger. De danner undertiden filamenter, som fragmenteres til baciller eller cocci, når de først blev forstyrret. I væv danner de slanke stænger, lige eller buede eller kølleformede. Korte, relativt fyldige baciller (stænger) i vævsudstrygninger, store slanke perlestænger i kultur. De har ingen flagella eller fimbria , ingen kapsel .

Mycobacterium tuberculosegruppebakterier er 1,0 - 4,0 µm lange og 0,2 - 0,3 µm brede i væv. I kulturen kan de fremstå som cocci eller som baciller op til 6-8 µm lange.

Bakterierne pletter gram-positive , syre-hurtige . Cellevæggen indeholder op til 60% lipid, hvilket giver mycobakterierne deres hydrofobe egenskaber, langsom vækst og modstandsdygtighed over for udtørring, desinfektionsmidler, syrer og antistoffer. ( Mycobacterium Family). De er ikke lette at plette med analinfarvestoffer; selvom de er Gram -positive, er det måske ikke let at bekræfte dette. Ziehl – ​​Neelsen farvning resulterer i pletrosa med hot carbol fuscin og modstår derefter misfarvning med 3 procent saltsyre i 95% alkohol (dvs. de er syrealkohol-hurtige); efter vask modsættes objektglasset med f.eks. methylenblåt.

De er ikke spore dannende.

Kultur og biokemiske egenskaber

Krav til vækst

Mycobacterium bovis er en fakultativ intracellulær parasit . Til in vitro -vækst kræves særlige dyrkningsmedier, f.eks. Indeholder Dorsets ægmedium æggeblomme, phosphatbuffer, magnesiumsalte og natriumpyruvat; aminosyrer kan tilsættes, men glycerol er ikke inkluderet, da det er hæmmende. Det hæmmes af glycerin. Kultur kræver generelt flere uger ved 37 ° C for at nå kolonier, der er synlige for det uhjælpede menneskelige øje. Strengt aerob. Vokser ved 37 ° C, vokser ikke ved 25 ° C. Optimal vækst ved 37-38 ° C. Reducerer ikke nitrat, reducerer ikke niacin. Resistent over for pyrazineamid. Følsom over for thiophen-2-carboxylsyrehydrazid.

Udseende af kolonier

Oprindeligt (efter 3-4 uger), minut kedelige flager, fortykkelse til dannelse af tørre uregelmæssige masser, der står højt over dyrkningsmediets overflade. Til sidst sammenflydende vækst over hele kulturoverfladen, der danner et groft voksagtigt tæppe, bliver tykt og rynket og når op på siderne af beholderen. Gul, når de først er synlige, mørkere til dyb gul og til sidst mursten rød, hvis de udsættes for lys. I flydende medier vokser kun på overfladen, medmindre der tilsættes et befugtningsmiddel (f.eks. Tween 80) til mediet.

Cellestruktur og stofskifte

M. bovis ligner i struktur og metabolisme M. tuberculosis . M. bovis er en gram-positiv, syre-hurtig, stangformet, aerob bakterie. Modsætning M. tuberculosis , M. bovis mangler pyruvatkinase-aktivitet, på grund af pykA indeholdende en punktmutation, der påvirker binding af Mg 2+ cofaktor. Pyruvatkinase katalyserer det sidste trin i glykolyse, dephosphorylering af phosphorenolpyruvat til pyruvat. Derfor er glycolytiske mellemprodukter i M. bovis ikke i stand til at gå ind i oxidativ metabolisme. Selvom der ikke er blevet udført specifikke undersøgelser, ser det ud til, at M. bovis må stole på aminosyrer eller fedtsyrer som en alternativ kulkilde til energimetabolisme.

Patogenese

Læsioner i overensstemmelse med kvægetuberkulose på underkæben og lungen af ​​et vildsvin

I løbet af første halvdel af det 20. århundrede anslås M. bovis at have været ansvarlig for flere tab blandt husdyr end alle andre smitsomme sygdomme tilsammen. Infektion opstår, hvis bakterien indtages eller indåndes.

M. bovis overføres normalt til mennesker ved at indtage rå mælk fra inficerede køer, selvom det også kan spredes via aerosoldråber. Faktiske infektioner hos mennesker er i dag sjældne i udviklede lande, hovedsageligt fordi pasteurisering dræber M. bovis -bakterier i inficeret mælk. I Storbritannien testes kvæg for sygdommen som en del af et udryddelsesprogram og slagtes, hvis de tester positivt. Sådanne kvæg kan stadig komme ind i den menneskelige fødekæde, men først efter at en kødinspektør eller en statsdyrlæge har inspiceret slagtekroppen og bekræftet, at den er egnet til konsum. Men i områder i udviklingslandene, hvor pasteurisering ikke er rutine, er M. bovis en relativt almindelig årsag til menneskelig tuberkulose.

Kvægetuberkulose er en kronisk infektionssygdom, der rammer en bred vifte af pattedyrværter, herunder mennesker, kvæg , hjorte , lamaer , grise , huskatte , vilde kødædende dyr ( ræve , coyoter ) og altædende dyr ( almindelig børstehale , mustelider og gnavere ); det påvirker sjældent dyr eller får . Sygdommen kan overføres på flere måder; for eksempel kan den spredes i udåndingsluft, sputum, urin, fæces og pus, så sygdommen kan overføres ved direkte kontakt, kontakt med udskillelse fra et inficeret dyr eller indånding af aerosoler, afhængigt af den involverede art.

Ansøgning til bioteknologi

M. bovis er forfader til den mest udbredte vaccine mod tuberkulose, M. bovis bacillus Calmette-Guérin. Den BCG -stamme blev isoleret efter sub-dyrkning på glycerol kartoffel medium 239 gange i løbet af 13 år fra en indledende virulent stamme.

Epidemiologi og kontrol

New Zealand

I New Zealand er den introducerede fælles brushtail possum en vektor til spredning af M. bovis . Den Biosikring Act 1993 , som etablerede et nationalt skadedyr-management strategi, er lovgivningen bag kontrol af sygdommen i New Zealand. Den Animal Health Board driver et landsdækkende program for kvæg afprøvning og possum kontrol, med det mål at udrydde M. bovis fra vilde vektorarter tværs 2,5 millioner hektar - eller en fjerdedel - af New Zealands udsatte områder, ved 2026 og, i sidste ende udrydde sygdommen fuldstændigt.

Det TB-frie New Zealand-program betragtes som "verdensførende". Det har med succes reduceret infektionsgraden for kvæg og hjortebesætninger fra mere end 1700 i 1994 til færre end 100 besætninger i juli 2011. Meget af denne succes kan tilskrives vedvarende kvægkontrol, der reducerer krydsinfektion og bryder sygdomscyklussen. For eksempel ved Hohotaka, i New Zealand centrale North Island , kontrol arbejde 1988-1994 opnået en vedvarende gennemsnitlig reduktion på 87,5% i tætheden af TB-smittede possums. Som forventet faldt den årlige TB -forekomst i lokale kvægbesætninger følgelig med et tilsvarende beløb (83,4%).

Possums styres gennem en kombination af fældning , jord-agn, og hvor andre metoder er upraktiske, luftbehandling med 1080 gift .

Fra 1979 til 1984 blev possumkontrol stoppet på grund af manglende finansiering. Fra det tidspunkt frem til 1994 steg TB -antallet i besætninger støt. Området i New Zealand, der huser TB-inficerede vilde dyr, udvides fra ca. 10% af landet til 40%.

At possums er så effektive TB -transmittere ser ud til at blive lettere af deres adfærd, når de først får sygdommen.

Det Forenede Kongerige

I 1930'erne blev 40% af kvægene i Storbritannien inficeret med M. bovis, og 50.000 nye tilfælde af human M. bovis -infektion blev rapporteret hvert år. Ifølge DEFRA og Health Protection Agency vil risikoen for mennesker, der får TB fra kvæg i Storbritannien, være lav.

Grævlinger ( Meles meles ) blev først identificeret som bærere af M. bovis i 1971, men rapporten fra et uafhængigt revisionsudvalg i 1997 (Krebs -rapporten) konkluderede: "stærke omstændighedsbeviser [eksisterer], der tyder på, at grævlinger repræsenterer en betydelig kilde til M. bovis -infektion hos kvæg ... [h] owever, årsagssammenhængen ... er ikke bevist ". I det væsentlige var grævlingenes bidrag til TB -problemet hos britisk kvæg på dette tidspunkt en hypotese, der skulle testes, ifølge rapporten. Det efterfølgende Randomized Badger Culling Trial (designet, overvåget og analyseret af Independent Scientific Group on Cattle TB eller ISG) undersøgte denne hypotese ved at gennemføre et stort feltforsøg med storskala (proaktiv) aflivning og lokaliseret reaktiv nedslagtning (i sammenligning med områder, der modtog ingen grævlingudslipning). I deres sidste rapport konkluderede ISG: "For det første, mens grævlinger klart er en kilde til kvæg -TB, viser en omhyggelig evaluering af vores egne og andres data, at grævling af slagtning ikke kan yde et meningsfuldt bidrag til bekæmpelse af TB -kvæg i Storbritannien. Faktisk kan nogle Den politik, der behandles, vil sandsynligvis gøre sagen værre snarere end bedre. For det andet betyder svagheder i kvægforsøgsregimer, at kvæg selv bidrager betydeligt til vedvarende og spredt sygdom på alle områder, hvor TB forekommer, og i nogle dele af Storbritannien vil sandsynligvis være den vigtigste infektionskilde. Videnskabelige fund tyder på, at den stigende forekomst af sygdom kan vendes og geografisk spredning indeholdes ved den stive anvendelse af kvægbaserede kontrolforanstaltninger alene. " Den 26. juli 2007 sagde statsministeren, Ministeriet for Miljø, Fødevarer og Landdistrikter (Lord Rooker): "Mine herrer, vi glæder os over den uafhængige videnskabelige gruppes endelige rapport, hvilket yderligere forbedrer bevisgrundlaget. Vi overvejer problemerne nøje. at rapporten rejser og vil fortsætte med at arbejde med industrien, regeringsrådgivere og videnskabelige eksperter for at nå politiske beslutninger om disse spørgsmål. "

I Storbritannien har mange andre pattedyr vist sig at være inficeret med M. bovis , selvom hyppigheden af ​​isolation generelt er meget mindre end kvæg og grævlinger. I nogle områder i det sydvestlige England har rådyr , især dådyr på grund af deres grufulde adfærd, været impliceret som mulige vedligeholdelsesværter til overførsel af kvæg TB

I nogle lokaliserede områder har man hævdet, at risikoen for overførsel til kvæg fra dådyr er større, end den er fra grævlinger.

En af grundene til, at Ministeriet for Miljø, Fødevarer og Landdistrikter kræver, at smittet eller mistænkt kvæg skal slagtes, er at overholde EU -reglerne for eksport af kød og mejeriprodukter til andre medlemsstater. Kød og mejeriprodukter kan stadig sælges i Storbritannien til den menneskelige fødekæde, forudsat at de relevante slagtekontroller og mælkepasteurisering er blevet anvendt.

Spredning af sygdommen til mennesker af husdyr blev tydelig i marts 2014, da Public Health England annoncerede, at to personer i England udviklede bTB -infektioner efter kontakt med en huskat. De to menneskelige tilfælde var knyttet til 9 tilfælde af bTB-infektion hos katte i Berkshire og Hampshire i løbet af 2013. Disse er de første dokumenterede tilfælde af overførsel fra kat til menneske.

I et udtalelse fra Trends in Microbiology fra 2010 argumenterede Paul og David Torgerson for, at tuberkulose fra kvæg er et ubetydeligt folkesundhedsproblem i Storbritannien, forudsat at mælk pasteuriseres. Kvæg -TB spredes meget sjældent af aerosol fra kvæg til mennesker. Derfor er programmet til bekæmpelse af bovint tuberkulose i Storbritannien i sin nuværende form en forkert allokering af ressourcer og giver ingen fordel for samfundet. Der findes faktisk meget få beviser for en positiv omkostningsfordel for husdyrindustrien, da få undersøgelser er foretaget om de direkte omkostninger ved kvæg TB til animalsk produktion. Mælkepasteurisering var den eneste folkesundhedsintervention, der forhindrede overførsel af bovin TB til mennesker, og der ses ingen begrundelse for den nuværende test og aflivningspolitik i Storbritannien.

I juli 2010 blev det andet nummer af diskussionsdokumentet Bovine TB, Time for a Rethink udgivet af Rethink Bovine TB, en uafhængig forskningsgruppe. Papiret overvejer den nuværende politik i England og Wales. Det foreslår en alternativ løsning, der er både praktisk og omkostningseffektiv. I papiret er der hentet beviser fra DEFRA og arbejdet af professorerne Paul og David Torgerson.

I marts 2012 offentliggjorde tænketanken Bow Group et målpapir, der opfordrede regeringen til at genoverveje sine planer om at afskaffe tusindvis af grævlinger for at bekæmpe bovin TB, idet de fastslog, at resultaterne af Labours store grævlingforsøg flere år forinden var, at aflivning ikke virker . Avisen blev forfattet af Graham Godwin-Pearson med et forord af sanger Brian May og bidrag fra førende tuberkuloseforskere, herunder Lord Krebs .

I 2017 offentliggjorde Rachel Tanner og Helen McShane , fra Jenner Institute, Oxford forskning om udskiftning, reducering og forfining af brug af dyr i tuberkulosevaccineforskning.

Forenede Stater

I slutningen af ​​2013 har USDA akkrediteret kvægbesætninger i alle amerikanske stater undtagen Michigan og Californien som fri for bovint TB.

Ifølge Barbara Gutmann Rosenkrantz førte opdagelsen af ​​forholdet mellem kvæg og menneskelig tuberkulose fra slutningen af ​​1800-tallet til statslige og føderale forsøg på at udrydde kvæg tuberkulose. Kampagnerne for ren mælk og kød skræmte byfolk til at støtte kontrol, selvom der på det tidspunkt ikke var meget tegn på, at tuberkulose blev spredt til mennesker gennem inficeret kød eller mælk. Kampagnerne mod urent kød og mælk førte til spændinger mellem den udviklende dyrlægerhverv og lægefaget, der hver påstod dette område som en del af deres egen ekspertise.

I 1917 var 5 procent af amerikansk kvæg inficeret med Mycobacterium bovis (bovin tuberkulose eller BTB), herunder 10 procent af malkedyr og 1-2 procent af sortkvæg. Satserne var ved at stige. Omkring 1900 døde 15.000 amerikanere, hovedsageligt børn, hvert år af BTB, og mange flere led smerter og misdannelser.

Truet af et salgsafbrydelse bestilt af embedsmænd i offentlige sundhedsfaglige myndigheder lancerede embedsmænd i Vermont statslige embedsmænd en innovativ udryddelseskampagne mod bovin tuberkulose på gårde, 1877 til 1936. De gjorde brug af den seneste tyske forskning og bevarede derved markederne i New York og Boston . Vermont var enestående, for i hele landet modstod mange landmænd hårdt mod udryddelse af kvæg tuberkulose som en dyr krænkelse af deres libertariske ret til landbrug.

I de seneste årtier er M. bovis -infektioner i kvægbesætninger i USA ikke almindelige. M. bovis er endemisk hos kronhjorte ( Odocoileus virginianus ) i den nordøstlige del af Michigan og det nordlige Minnesota og importeres sporadisk fra Mexico. Kun hvidhalsen er blevet bekræftet som vedligeholdelsesvært i Michigan-udbruddet af kvæg tuberkulose, selvom andre pattedyr som vaskebjørne ( Procyon lotor ), opossums ( Didelphis virginiana ) og coyoter ( Canis latrans ) kan tjene som overløb og blind vejværter. Det faktum, at hvidhale er en vedligeholdelsesvært for M. bovis, er fortsat en væsentlig barriere for USA's landsdækkende udryddelse af sygdommen hos husdyr. I 2008 høstede 733.998 autoriserede hjortejægere omkring 489.922 hjortedyr i forsøg på at kontrollere sygdomsudbredelsen. Disse jægere købte mere end 1,5 millioner hjortehøstmærker. Den økonomiske værdi af hjortejagt for Michigans økonomi i bestræbelserne på at udrydde TB er betydelig. For eksempel brugte jægere i 2006 507 millioner dollars på jagt på hvidhale i Michigan.

Global

Sygdommen findes hos kvæg over hele kloden, men nogle lande har været i stand til at reducere eller begrænse forekomsten af ​​sygdommen gennem en proces med 'test og slagtning' af kvægbestanden. Det meste af Europa og flere caribiske lande (herunder Cuba) er stort set fri for M. bovis . Australien er officielt fri for sygdommen siden det vellykkede BTEC -program, men der kan forekomme restinfektioner i vildbøfler i isolerede dele af det nordlige territorium. I Canada findes berørte vilde elge og hvidhale i og omkring Riding Mountain National Park i Manitoba. For at forbedre kontrollen og eliminere bovin TB har Canadian Food Inspection Agency delt Manitoba i to forvaltningsområder: Riding Mountain TB -udryddelsesområdet, hvor sygdommen er fundet, og Manitoba TB -udryddelsesområdet, resten af ​​provinsen uden for RMEA, hvor sygdommen er ikke fundet. Sygdommen er også fundet hos afrikansk bøffel i Sydafrika.

M. bovis kan overføres fra menneske til menneske; et udbrud fandt sted i Birmingham , England , i 2004 og fra mennesker til kvæg, men sådanne forekomster er sjældne.

I Mexico er sygdommen udbredt og stiger blandt mennesker.

Zoonotisk tuberkulose

Infektion af mennesker med M. bovis omtales som zoonotisk tuberkulose. I 2017 offentliggjorde Verdenssundhedsorganisationen ( WHO ), Verdensorganisationen for Dyresundhed ( OIE ), Food and Agriculture Organization ( FAO ) og The International Union Against Tuberculosis and Lung Disease (Union) den første køreplan for zoonotisk tuberkulose, anerkender zoonotisk tuberkulose som et fremtrædende globalt sundhedsproblem. Hovedtransmissionsvejen er forbrug af upasteuriseret mælk eller andre mejeriprodukter, selvom der også er rapporteret om transmission via indånding og forbrug af dårligt kogt kød. I 2018 opstod anslået 142.000 nye tilfælde af zoonotisk tuberkulose og 12.500 dødsfald på grund af sygdommen i 2018 baseret på den seneste globale tuberkuloserapport. Tilfælde af zoonotisk tuberkulose er blevet rapporteret i Afrika, Amerika, Europa, det østlige Middelhav og det vestlige Stillehav. Mennesker med zoonotisk tuberkulose er forbundet med tilstedeværelsen af ​​bovint tuberkulose hos kvæg, og regioner uden tilstrækkelige sygdomsbekæmpelsesforanstaltninger og/eller sygdomsovervågning har større risiko. Det er vanskeligt klinisk at skelne zoonotisk tuberkulose fra tuberkulose forårsaget af Mycobacterium tuberculosis hos mennesker, og den mest almindeligt anvendte diagnostik kan ikke effektivt skelne mellem M. bovis og M. tuberculosis , hvilket bidrager til en undervurdering af de samlede tilfælde verden over. For at kontrollere denne sygdom kræves sektorer for dyrs sundhed, fødevaresikkerhed og menneskers sundhed under en One Health- tilgang (tværfaglige samarbejde for at forbedre dyr, menneskers og miljøets sundhed).

Køreplanen 2017 identificerede ti prioriterede områder til behandling af zoonotisk tuberkulose, som omfatter indsamling af mere præcise data, forbedring af diagnostik, lukning af forskelligheder, forbedring af fødevaresikkerhed, reduktion af M. bovis i dyrepopulationer, identifikation af risikofaktorer for overførsel, øget bevidsthed, udvikling af politikker, implementering af interventioner og øgede investeringer. For at tilpasse sig de mål, der er beskrevet i Stop TB-partnerskabets globale plan for at afslutte TB 2016-2020, skitserer køreplanen specifikke milepæle og mål, der skal nås inden for denne tidsramme.

Behandling

M. bovis er medfødt resistent over for pyrazinamid ; derfor er standard human behandling isoniazid og rifampicin i 9 måneder. De fleste kvæg, der tester positivt, aflives.

Se også

Referencer

eksterne links