Кожные тесты, позволяющие отличить крупный рогатый скот, инфицированный туберкулезом (ТБ), от вакцинированного против этой болезни, были созданы международной группой ученых. Традиционная туберкулиновая кожная проба на туберкулез показывает положительный результат у коров, больных этим заболеванием, а также у коров, вакцинированных против этой болезни. Проводя различие между этими двумя группами, новые тесты облегчат реализацию программ вакцинации, которые могли бы значительно снизить передачу этого инфекционного бактериального заболевания от крупного рогатого скота к крупному рогатому скоту и людям.
«Туберкулез убивает больше людей во всем мире, чем любое другое инфекционное заболевание. Фактически, от этой болезни каждую минуту умирают три человека», - сказал Вивек Капур, профессор микробиологии и инфекционных заболеваний и почетный председатель Huck в области глобального здравоохранения, штат Пенсильвания.. «Что менее широко известно, так это то, что крупный рогатый скот во многих странах с низким и средним уровнем дохода не только заражен туберкулезом и ужасно страдает от него, но также представляет собой важный резервуар для передачи болезни людям через потребление непастеризованного молока или молочных продуктов. совместное проживание с зараженными животными».
Команда создала свои тесты, которые описаны в выпуске журнала Science Advances от 17 июля, нацеливаясь на определенные белки, ранее идентифицированные учеными из Дании и Соединенного Королевства, которые отсутствуют в организме или не секретируются им. широко используемый вакцинный штамм, называемый БЦЖ. Способность экспрессировать эти белки была утрачена, когда бактерия была адаптирована для использования в качестве вакцины более ста лет назад. Указывая на наличие или отсутствие реакции на эти «отсутствующие» белки, новые тесты могут отличить животное, зараженное естественной формой болезни, от животного, которое было вакцинировано..
«Наш диагностический реагент представляет собой простой коктейль из синтетических пептидов, представляющих антигены, которые присутствуют в естественных бактериях туберкулеза, но не распознаются иммунной системой после вакцинации БЦЖ», - сказал Сринидхи Шринивасан, аспирант в области молекулярных, клеточных и интегративные биологические науки в Penn State. «Эти антигены при нанесении на кожу вызывают иммунную реакцию у коров, больных туберкулезом, тогда как у животных, вакцинированных БЦЖ, реакции не возникает».
В публикации также освещается многообещающий альтернативный формат теста, основанный на рекомбинантном слитом белке, эффективность которого сравнима с пептидным коктейлем. Этот белок был разработан для правительства Соединенного Королевства, чтобы быть совместимым с его потенциальной программой вакцинации крупного рогатого скота, хотя тест на основе пептидов потенциально устраняет нормативные препятствия в странах, которые налагают более строгие ограничения на использование продуктов из генетически модифицированных организмов.
Команда оценила полезность своего теста на крупном рогатом скоте в Великобритании, Эфиопии и Индии.
«Это прекрасно сработало, превысив эффективность традиционного теста, четко отличая вакцинированный скот от инфицированного», - сказал Капур.
Капур отметил, что вакцина БЦЖ, которая была разработана в начале 1900-х годов из бактерии, вызывающей заболевания у крупного рогатого скота, и является наиболее широко используемой в мире вакциной для людей, по большей части не применялась у крупного рогатого скота из-за возможности осложнить диагноз. На самом деле Европейский Союз, США и многие другие страны запрещают его использование для крупного рогатого скота в основном по этой причине.
«Хотя БЦЖ редко обеспечивает стерилизующий иммунитет для людей или крупного рогатого скота, было показано, что она эффективна для предотвращения значительного числа инфекций и защиты от более тяжелых форм человеческого туберкулеза», - сказал он. «Однако невозможность определить, больна ли корова болезнью или она просто была вакцинирована, не позволяет правительствам осуществлять программы вакцинации коров, в результате чего как животные, так и люди становятся уязвимыми для инфекции."
Вместо вакцинации крупного рогатого скота во многих странах для борьбы с ТБ у этих животных используется подход «испытание и убой». Этот очень успешный метод эффективно ликвидировал туберкулез в Соединенных Штатах почти 100 лет назад и до сих пор используется в странах с высоким уровнем дохода по всему миру. К сожалению, метод «тест-и-забой» по-прежнему невозможен в большинстве стран с низким и средним уровнем дохода, где владельцы мелкого и маргинального скота не могут позволить себе потерять то, что часто является их основным источником дохода и питания. Кроме того, в некоторых странах, таких как Индия, убой крупного рогатого скота является незаконным из-за его культурной и духовной важности.
Лечение больных туберкулезом коров антибиотиками также нецелесообразно. В то время как люди, заболевшие туберкулезом, часто поддаются лечению, если они не заражаются штаммом, устойчивым к антибиотикам, лечение коров антибиотиками дорого обходится и может лишить животных возможности давать молоко, иногда на годы.
«Новый диагностический тест, который мы разработали, может заменить текущий стандартный тест, который используется уже почти столетие», - сказал Шринивасан. «Помимо экономичности и простоты производства, а также стандартизации контроля качества, новые тесты позволяют надежно дифференцировать инфицированных и вакцинированных животных, что является одним из наиболее важных ограничений текущего метода. Доступ к таким тестам открывает путь для внедрения вакцинация как стратегия вмешательства в условиях, когда стратегии «тестирование и отбраковка» недоступны по социально-экономическим причинам».
Среди других авторов статьи Лорел Истерлинг, аспирант кафедры зоотехники Пенсильванского университета; Марудам Вирасами, директор Cisgen Biotech Discoveries Private Limited; Гарет Джонс, Сабина Штайнбах и Томас Холдер, ученые-исследователи, Агентство здоровья животных и растений, Соединенное Королевство; Martin Vordermeier, руководитель группы Агентства по охране здоровья животных и растений, Соединенное Королевство, и профессор иммунологии, Университет Аберистуита, Соединенное Королевство; Абома Зевуде, технолог ветеринарной лаборатории, Университет Адис-Абеба, Эфиопия; Абебе Фромса, доцент, и Гобена Амени, профессор, Институт патобиологии Аклилу Лемма, Аддис-Абебский университет, Эфиопия; Douwe Bakker, технический консультант, Lelystad, Нидерланды; Николас Джулефф, старший программный директор Фонда Билла и Мелинды Гейтс; Глен Гиффорд, поверенный в миссии, Всемирная организация по охране здоровья животных (МЭБ), Франция; и Р. Г. Хьюинсон, председатель Сер Симру, Университет Аберистуита, Соединенное Королевство.
Фонд Билла и Мелинды Гейтс совместно с Министерством окружающей среды, продовольствия и сельского хозяйства (Defra) и Министерством международного развития Соединенного Королевства поддержали это исследование.