Исследование применения фагов для контроля колибактериоза у кур

Существует насущная необходимость найти подходы без применения антибиотиков для профилактики и лечения бактериальных заболеваний, вызванных патогенными штаммами Escherichia coli (E. coli), в связи с широким распространением устойчивости к антибиотикам, а также снизить использование антибиотиков в птицеводстве. Колибактериоз вызывается кишечной палочкой E. coli, — бактерией, которая присутствует в пищеварительном тракте всех животных. Существует целый ряд штаммов этой бактерии, специфичных для различных видов животных. Далеко не все штаммы патогенны. У птиц патогенные штаммы E. coli вызывают септицемию, респираторные заболевания, синовит, перикардит и сальпингит. Колибактериоз имеет широкое распространение у сельскохозяйственных животных. В птицеводстве наибольшую опасность колибактериоз представляет для молодых птиц в первый месяц жизни, а также в период яйценоскости. Колибактериоз является одной из основных по своему значению для экономики и здоровья человека инфекционных патологий. Это заболевание вызывает около 50 — 60% падежа птицы, вызванного условно-патогенными микроорганизмами [14 — 20]. Основной причиной этого явления является широкое распространение штаммов колибактерий, имеющих множественную устойчивость к антибиотикам. Это нарушает микробиоценоз и повышает заболеваемость птиц, приводит к снижению продуктивности хозяйств [21]. Поэтому постоянный контроль бактериального фона, контроль качества кормов и дезинфекции объектов внешней среды, своевременное проведение лечебных и профилактических мероприятий — это необходимость и залог успеха в получении доброкачественной и безопасной продукции [18 — 20].

В условиях широкого распространения антибиотикоустойчивых штаммов колибактерий в птицеводстве необходима разработка альтернативных антибактериальных препаратов, оказывающих минимальный эффект на организм хозяина. Одной из таких возможностей является использование бактериофагов для контроля колибактериоза. Несколько исследований показали, что бактериофаги могут быть использованы для предотвращения и лечения колибактериоза у домашней птицы.

Для терапии использовали два бактериофага названные SPR2 и DAF6. Они были выделены из сточных вод и отобраны по величине и прозрачности бляшек. Первая работа этой группы авторов была посвящена введению птицам смеси патогенной E.coli и одного бактериофага для предотвращения колибактериоза [27]. На седьмой день жизни птицам вводили в легкие патогенную E.coli в дозе 10³КОЕ/мл (здесь и далее все дозы приведены из расчета на голову птицы) или E.coli, смешанную с бактериофагом SPR2, в дозе 10³ или 10⁶ БОЕ/мл. Другим группам птиц вводили патогенную E.coli в дозе 10⁴ КОЕ/мл и этот же штамм E.coli, смешанный с фагом в дозах 10⁴ БОЕ/мл и 10⁸ БОЕ/мл. Этот эксперимент был закончен, когда птицы достигали возраста трех недель. Смертность птиц снижалась, но оставалась до 80% у птиц, которые получали только 10³ КОЕ/мл культуры патогенной E.coli, и до 25% или 5% у птиц, которые получали дополнительно бактериофаг в дозах 10³КОЕ/мл и 10⁶КОЕ/мл, соответственно. Гибель птиц существенно снизилась от 85% в контрольной группе зараженных E.coli птиц до 35% при добавлении 10⁴ БОЕ/мл фага. Добавление 10⁸БОЕ/мл фага приводило к полному предотвращению гибели птиц.

Бактериофаг может быть использован профилактически для предотвращения бактериальной инфекции. Для того, чтобы изучить профилактический потенциал бактериофага авторы предприняли несколько экспериментов [26]. Другим подходом было применение бактериофага в виде аэрозоля перед введением птицам патогенной E.coli. Гибель птиц в опыте с использованием аэрозоля была 40% в контроле при использовании буфера и 27% при применении аэрозоля, содержащего фаги. При увеличении концентрации бактериофага гибель птиц была 40% и 3%, при разбрызгивании буфера и бактериофагов, соответственно.

Исследователи продолжили свои эксперименты с целью определения эффективности бактериофагов в лечении бактериальной инфекции у цыплят [24, 25]. Основным подходом было заражение птиц E.coli и применение после этого бактериофагов в виде аэрозольного спрея или внутримышечной инъекции. Хотя аэрозольный спрей проявил себя эффективно в предотвращении колибактериоза, он не давал хороших результатов, когда инфекция уже приобрела системный характер. Внутримышечная инъекция бактериофага оказалась очень эффективным методом борьбы с колибактериозом у цыплят. Авторы также обнаружили, что многократное введение бактериофага внутримышечно приводит к лучшему терапевтическому эффекту, чем однократное введение [24, 25]. Интересные результаты эффективного применения бактериофагов против колибактериоза были получены на модели однодневных цыплят [23].

Исследование возможностей бактериофагов в терапии в настоящее время необходимо на современном уровне знаний. Способы применения бактериофагов при этом могут различаться, так как эффективность каждого фага или коктейля фагов сильно зависит от конкретной системы взаимоотношений фага и его хозяина.

Научные исследования последних десятилетий показывают существенный прогресс в изучении способов и схем контроля таких заболеваний как колибактериоз и кампилобактериоз у птиц с помощью бактериофагов. В настоящее время именно эти бактерии (а также сальмонеллы) наносят основной урон птицеводству и, возможно, фаги станут весьма эффективным средством в условиях распространения штаммов патогенных бактерий, обладающих множественной устойчивостью к антибиотикам, и ограничения использования антибиотиков со стороны регулирующих органов.