Gnotobiológia jegyzet az „Állatkísérletek elmélete és gyakorlata – B szint” kurzus hallgatói számára Dr. Vezér Tünde egyetemi docens Az állatkísérletezők számára iratlan „R” szabályok (Reduction, Refinement, Replacement, Respect, Responsibility, Rehabilitation, stb.) közül a csökkentést és finomítást szolgálja a megfelelő higiénés státuszú állatok alkalmazása. A higiénés státusz – mint egyike a mesterséges kísérleti kategóriáknak – a természetes környezet (az állattal folyamatosan vagy átmenetileg együtt élő mikroorganizmusok külső, belső miliőjének) különböző mértékű befolyásolását jelenti a kísérleti eredmények javítása érdekében. A higiénés státusz dokumentáltan garantálja az adott állomány (és/vagy állattartó egység) „egészségügyi helyzetét/állapotát”, tehát bizonyos kórokozóktól való mentességét vagy azokkal való terheltségét. A mikrobiális környezet lehet előnyös és hátrányos/káros az adott kísérletben. A higiénés kategória a káros elemek hiányának mértékét, fokozatát jelenti. A kórokozómentesség fokozatainak kísérleti követelményektől, igényektől és lehetőségektől függő kötelező és kívánt szintjei definiálhatók. A laboratóriumi állatok mikrobiológiai státuszának leírásához használt általános higiénés kategóriák: gnotobiota, SPF és konvencionális. Az utóbbi két kategóriába ténylegesen meghatározott vagy meghatározatlan (patogéneket is magába foglaló) mikrobiális flórával rendelkező állatok tartoznak. A mikroorganizmusokkal különböző mértékben együtt élő szervezet lehet: 1.) Ismert mikrobákkal együtt élő – gnotobiota (ismert/idegentől mentes/nem ismeretlen mikroflórával rendelkező), mely lehet: 1.a) Csíramentes (germ free, axenikus), vagy 1.b) A korábban germ free állat általunk bevitt (ismert/kontrollált) limitált számú, nempathogén baktérium flórával (gnotofora) együtt élő gnotobiotikus, vagy meghatározott (defined) mikrobiológiai flórával asszociált - 1 kórokozó tenyészettel fertőzött (monoasszociált) - 2 kórokozó tenyészettel fertőzött (diasszociált) - 3-4 kórokozó tenyészettel fertőzött (olygoasszociált) ≥ 5 kórokozó tenyészettel fertőzött (poliaszociált). 2.) Nem ismert (azaz ismeretlen) külső-belső miliőjű – xenobiota (non-axenikus, idegennel/ismeretlennel együtt élő), ezen belül: 2.a) Monitorozott - (garantáltan) meghatározott patogénektől/opportunista patogénektől mentes (Specified Pathogen Free, SPF/Specified Opportunity Pathogen Free, SOPF) - (garantáltan) meghatározott vírus ellenanyagokkal nem rendelkező (Virus antibody Free, VAF) 2.b) Barrierezett - császármetszéssel nyert és zsilip mögött tartott (Cesarean Derived Barrier Sustained, COBS) - zsilip mögött nyert és zárt térben tartott (Barrier Reared, BR) 2.c) – Konvencionális (CV, természetes mikroflórájú de járványos betegségektől mentes) - Alacsony betegségszintű (Minimal Disease, MD). A 2.a) – b) alatt szereplő – egymás szinonimájaként is használt elnevezések – ugyanazon xenobiotia higiénés fokozatot (státuszt) jelentik. A germ free (axenikus) állatok „nyerése” történhet:
- a konvencionális állatok hiszterektómiával (közvetlen ellés előtti császármetszéssel, műtéti izolátorban, fertőtlenítő buktatófürdő alkalmazásával) végzett fertőzésmentesítésével (rederiválásal), vagy - embriotranszferrel (beágyazódás előtti embrió álvemhes nősténybe ültetésével), vagy - kész germ free állat vagy (álvemhes nősténybe ültetendő) cryopreservatum beszerzésével. A fertőzésmentes hiszterektomia során a közvetlen ellés előtti anyaállatot kiméletesen túlaltatják, majd decapitálás után méhszarvait (1-2%-os 39 Co-os) iodofor oldatot tartalmazó) buktatófürdőn át kiemelik és abszolút izolátorba teszik. Ott a magzatokat eltávolítják, légzésüket megindítják, majd mesterségesen táplálják vagy 48 óránál fiatalabb kölykökkel rendelkező nősténnyel dajkásítják. Az axenikus állatok nem mindig csíramentesek, mivel néhány vertikálisan is terjedő kórokozó (pl. egér emlővírus, MMV, limfocitás choriomeningitis vírus, LCMV) esetén a placenta nem nyújt természetes barriert (zsilipet) az utódok anyától történő fertőzésének megakadályozására. Ilyenkor legcélravezetőbb az állomány kíméletes kiírtása (stempt out) és egészséges, ellenőrzött higiénés státuszúra cserélése. A gnoto- és a xenobiota állományok eltérő fiziológiai tulajdonságokkal rendelkeznek. A csíramentes (germ free, axenikus) állatok jellemzői: megacolon, lassan regenerálódó bélmucosa, vitaminhiány, fejletlen nyirokszervek (lép, csecsemőmirigy), a nyirokcsomók centrum germinativumának hiánya, rtg besugárzással/citosztatikummal szembeni rezisztencia, híg/zöldes béltartalom, jellegzetes „állatszag” hiánya, míg a xenobiota állatok ezekkel ellentétes tulajdonságokat mutatnak. A germ free állatok élettani- és kórokozórezisztenciájához szükséges – anaerob és mikroaerofil baktériumokból álló – autochton gastrointestinalis flórája hiányzik. Következtésképpen élettanilag és immunológiailag abnormálisak, ezért fokozottan érzékenyek a CV állatokban ritkán betegséget okozó mikroorganizmusokra, így kontaminációjuk esetén non-axenikussá válnak. Abszolút (mikro)izolátorban tartásuk rendkívül nehéz, mikrobiológiai monitorozásuk különösen szigorú és ritkán alkalmazzák őket kutatásokban. A szaprofitákkal történő fertőződés megelőzése érdekében mesterségesen definiált apatogén gastrointestinalis mikroorganizmusokkal (pl. mouse colonisatio resistance flora, mCRF; Charles River-altered Schaedler flora, CRASF) asszociálják őket, melyek más nemkívánatos baktériumok elszaporodását (kolonizációját) gátolják. Ezen asszociált állatok élettanilag és immunológiailag is megfelelőbbek az axenikusaknál. Steril körülmények (ivóvíz, táp, alom) közt izolátorban tartott mCRF állatokat használnak pl. SPF tenyészetek indításához és nagytömegű tenyésztéséhez. A gnotobiota állatok felhasználása elsősorban élő vakcina gyártásban, daganat-terápiás vizsgálatokban, fertőzések patogenézisének, továbbá hatóanyagok biotranszformációjának kutatásában előnyös. Az SPF állományok mentesek az ektoparazitáktól, a metazoa endoparazitáktól valamint a patogén enterális protozoáktól és ellenanyag negatívak a legtöbb exogén vírussal szemben. A zsilipelt szobában nyitott ketrecben tartott, immunkompetens SPF állatokban komplex baktérium flóra fejlődik ki. Az állatok azonban – amennyiben patogén kórokozó (pl. Salmonella spp) mentességét biztosítunk – egészségesek maradnak és a legtöbb (elsősorban a toxikológiai és gyógyszerbiztonsági, gerontológiai, immunológiai kapacitás, stb.) kutatásokban alkalmazhatók. Laboratóriumi állatok terjesztette zoonózisok A széles gazdaspektrumú mikrobiológiai ágensek a faji barriert átlépve természetes módon az állatról emberre – és az emberről állatra! – terjedő megbetegedéseket [zoonózisokat; „zoon” (gör.): állat, „nosos”: betegség] okozhatnak. Világviszonylatban az évente bejelentett foglalkozási fertőző betegségek általában 75%-a zoonózis. Magyarországon az elmúlt
évtizedben ennek aránya kisebb (15-60%; 5-90 fő/év volt), azonban a munkahelyekről nem jelentettek laboratóriumi állatok okozta infekciókat. Az Egyesült Államokban azonban 20002005. években a laboratóriumi állatok közvetítette foglalkozási zoonózisok incidenciája átlag 4,5%ooo volt, mely aluljelentettnek bizonyult. A zoonózisok kórtanára, epidemiológiájára és megelőzésére jellemző változatosság mellett a laboratóriumi állatok terjesztette zoonózisok néhány speciális jeggyel bírnak. Leggyakoribb és leghatékonyabb terjedési módjuk a direkt – azaz az ép, vagy sérült kültakarón/nyálkahártyán át, az állatokkal, váladékukkal, ürülékükkel való közvetlen érintkezéssel (orthozoonózis), valamint a kórokozók mélyre hatolását eredményező harapással, karmolással, sebzéssel (metazoonózis) történő – terjedés. Ritkább az indirekt – a por, levegő közvetítésével (saprozoonózis), a szájon át és a vektorok (ízeltlábúak, gazdaállat ektoparaziták) közvetítésével (cyclozoonózis) történő – fertőzés. Viszonylag új keletűek a fertőzött xenograft beültetését/inokulációját követő xenozoonózisok. A laborállat okozta zoonózis kockázat alacsonyabb ellenőrzött, bizonylatot (SPF) állomány alkalmazása valamint kontrollált mikro-/makrobiális környezeti (területi, éghajlati) korlátok esetén, míg valószínűbb CV vagy ismeretlen/bizonytalan vagy nem dokumentált származású illetve biológiai státuszú állománytól. Azonban a dokumentált egészségi státuszú állatok is hordozhatnak vagy akvirálhatnak zoonótikus ágenseket és/vagy rendelkezhetnek potenciális patogént tartalmazó mikrobiológiai flórával. Igaz, hogy magas higiénés standardok betartása és kontrollált kísérleti körülmények esetén általában kicsi a patogén potenciálú kórokozók előfordulási valószínűsége (és infektív dózisa, ID) az egyes közegekben (alom, légtér, itatóvíz), azonban a fokozott intenzitású ember-állat kontaktus miatt nagyobb a zoonózisok kialakulásának esélye. Laboratóriumi munkák, melyek zoonótikus potenciállal bírnak: - laborállatok érintése, „kezezése” (handling), - állati szövetekkel/váladékokkal/szekrétumokkal történő munkavégzés/érintkezés [pl. fertőző betegséget, célzott zoonótikus ágenst kutató – Biosafety Level (BSL) 2, 3, 4 – biztonsági laborban], - „rendszeres” biológiai (állat, szerv-, szövet-, sejtkultúra, stb.) és általános sejtbiológiai munkák. A laboratóriumi állatok okozta zoonózisok megelőzése komplex módon – környezet-, takarmányozás és laborállat-, foglalkozás-, valamint munkaegészségügyi higiénés óvórendszabályok betartásával – lehetséges. Az általános preventív intézkedések leglényegesebb eleme a higiénés- és/vagy egészség-monitoring, melynek részét képezi a kockázatanalízis; a személyzet oktatása; a szigorú személyi higiéne (egyéni védőeszközök – ruházat, kesztyű, orr-/szájmaszk, csuklya; kézhigiéne) bevezetése; a személyzet, az állatok és szövet-/sejtkultúrák rendszeres mikrobiológiai monitorja; biztonságos állat-, minta- és hulladékkezelés; magas (személyi, létesítmény, berendezés, hulladék) higiéniai követelmények betartása; a potenciális fertőző anyagok jó rutin/standard kezelési gyakorlata; váratlan eseményekkel és balesetekkel kapcsolatos eljárások/szabályzatok kidolgozása és alkalmazása. A potenciális zoonotikus mikrobák számának és a fertőzés terjedésének csökkentésére/minimalizálására alkalmas eljárások: - patogén-mentes (SPF higiénés státuszú) állatállomány vásárlása - beszállított állatok karanténba helyezése - a fertőzött (moribund) állatok megfelelő kezelése vagy stempt out-ot követő állománycseréje - a kórokozóhordozó állatok valamint a rizikócsoportba tartozó személyzet vakcinációja
-
rendszeres mikrobiológiai és járványügyi surveillance működtetése (FELASA Egészség monitoring guideline, 2014 – www.felasa.eu/guidelines.php).
1. táblázat Egyes laboratóriumi állatfajokhoz tartozó potenciális zoonótikus fertőző ágensek Kórokozók Patogén ágensek Rágcsálók és nyúlalakúak (Gliresek) potenciális zoonótikus ágensei Baktérium Salmonella ssp, Leptospira ssp, Campylobacter ssp, Yersinia ssp, Staphylococcus ssp, Streptococcus ssp, Mycobacterium ssp, Bortedella bronchiseptica, Clostridium tetani, Francisella tularensis Vírus Arena- (LCMV), Bunya- (Hantavírus ssp.), Pox- (Tehénhimlővírus ssp), Picornaviridae (Cardiovírus genus: EMCV) Rickettsia Rickettsia typhi Protozoon Balantidium coli Gomba Dermatophyton ssp Féreg Hymenolepis nana, Capillaria hepatica, Angiostrongylus cantonesis, Acostaricensis Húsevők (kutya, macska) potenciális zoonótikus ágensei Baktérium Francisella tularensis, Bortedella bronchiseptica, Clostridium tetani, Mycobacterium ssp Vírus Rabivírus Protozoon Toxoplasma gondii, Entamoeba histolitica, Giardia duodenalis A-I. és B csoport ssp Gomba Dermatophyton ssp Féreg Dirofilaria, Echinococcus multilocularis, Toxocara canis, T. cati, Gnathostomaspinigerum Akváriumi halak potenciális zoonótikus ágensei Baktérium Mycobacterium ssp (M. tuberculosis, M. marinum, stb), Aeromonas ssp (A. caviae, A. hydrophila, A. sobria), Streptococcus ssp (S. iniae), Staphylococcus ssp, Campylobacter ssp, Salmonella ssp, Edwarssiella ictaluri, E. tarda, E. coli, Klebsiella ssp, Nocardia ssp, Vibrio ssp (V. cholerae, V. parahemolyticus, V. vulnificus), Erysipelothrix rhusiopathiae, Clostridium ssp (C. botulinum, C. perfringens), Plesiomonas shigelloides Vírus Calicivirus Gomba Candida albicans Féreg Eustrongyloides, Philometra sp, Cestodes, Trematodes Juhok, kecskék (patások) potenciális zoonótikus infektív ágensei Baktérium Coxiella burnetii, Mycobacterium sp Vírus Kullancsencephalitis vírus, Orf vírus Főemlősök potenciális zoonótikus ágensei Baktérium Salmonella ssp, Campylobacter ssp, Yersinia ssp, Shigella ssp, Haemophylus ssp, Mycobacterium sp, Staphylococcus ssp, Streptococcus ssp, Klebsiella ssp Virus Herpes- (CeHV1), Filo- (Ebola/Marburg), Pox- (Majomhimlő vírus; BV), Picorna- (Hepatovírus genus: HAV), Hepadnaviridae (hepatitis-B vírus), Poliovírus, Morbillivírus ssp, Influenzavírus, RSV
Protozoon Gomba Féreg
Giardia lamblia, Entamoeba histolitica, Balantidium coli, Plasmodium Dermatophyton ssp, Cryptosporidium ssp Enterobius vermicularis
A leggyakrabban használt laboratóriumi állatfajok által terjesztett zoonózisok Világszerte legnagyobb számban alkalmazott laboratóriumi állatfajok a rágcsálók, így az általuk terjesztett zoonózisok előfordulási esélye magasabb. A rágcsálók mikróbái az ICLAS monitoring rendszer (Nagiyama, Goto, Takakura – Asia Central Institute for Experimental Animals / ICLAS Monitoring Center) minősítése alapján A-E csoportba sorolhatók. [Az Európai Laboratóriumi Állattudományi Szövetség (Federation of European Laboratory Animal Science Association, FELASA) előírása azonban ezeknél több.] A rágcsálókról emberre terjedő fertőző betegségeket okozó zoonótikus ágensek az ICLAS „A” csoportba tartozó kórokozók (pl. Salmonella spp, Hanta vírus, Dermatophyton ssp). A rágcsálók és nyúl terjesztette gyakoribb bakteriális zoonózisok: salmonellosis, campylobacteriosis, yersiniosis, staphylococcosis, streptococcosis, tetanus, lyssa, pasturellosis, tularaemia, leptospirosis, lymphocytás choriomeningitis, Hantavírus infekció, patkányharapási láz, stb. Salmonellosis Napjainkban a jól managelt rágcsálóházban a Salmonellosis – a javított higiénés státuszú állatállomány, a standard táp és a megfelelő egészség-monitoring miatt – csak nagyon ritkán fordul elő. A kórokozó az O-antigén alapján „egyéb Salmonella” szerotípusba sorolt potenciális humán és állatpatogén Salmonella spp (S. enteritidis, S. typhimurium, S. choleraesuis). A fertőzés forrása a tünetmentes hordozó vagy beteg ember, emlős, szárnyas, rágcsáló (egér, patkány). Terjedési módja enterális úton, bélsárral szennyezett kézzel (direkt) vagy tárgyak, élelmiszerek, ivóvíz közvetítésével (indirekt) történhet. Emberben 1-7 napig tartó enterális tünetekkel – étvágytalanság, hasi panaszok, láz, végtagfájdalom, fejfájás, hasmenés, stb. – járó gyomor és bélgyulladást okoz. Állatokban septikaemia, vetélés, néhány szervre vagy csak az emésztőtraktusra kiterjedő kórfolyamatot idéz elő, mely kórokozó ürítéssel és hordozással jár együtt. Az akut enteritisben szenvedő patkány, egér abortív tüneteket mutat – szőrborzoltsággal, súly- és aktivitás csökkenéssel, híg nyálkás-véres bélsárürítéssel. Az akut szakot követő 4 hétig diffúz bélgyulladás, valamint a májban, lépben, nyirokcsomóban granulomatózis figyelhető meg. Az akut szak lezajlását követően tünetmentes kórokozó hordozás alakulhat ki. A hordozó állományban mérsékelt a megbetegedések és az elhullások száma. Szeptikémia alatt barnás szemek, livid fül, talp és farok figyelhető meg. Monitorozáshoz a kórokozó bélsárból tenyésztése, szerotipizálása szükséges. Tünetmentes esetben a szerológiai vizsgálat nem releváns. Hörcsögökben a pulmonaris trombózis patognomikus. A tünetmentes és beteg állomány kiírtása szükséges, illetve gnotobiotikus technológia alkalmazható. Vakcinációt, antibiotikum terápiát követően megbetegedés nem történik, de a kórokozók makrofágokban történő továbbélése és szaporodása az állatrezervoárrá válását okozza. Yersiniosis Kórokozó a Yersinia ssp (Y. pseudotuberculosis, Y. enterocolitica). Az ember leggyakrabban rágcsálókkal, ritkán egyéb állatokkal (sertés, macska, kanári) történő per os vagy per cutan érintkezés útján, ritkán kontaminált élelmiszerek, ivóvíz közvetítése révén fertőződik. A fertőzött állatok gyakran tünetmentesen hordozhatják a kórokozót (Y. enterocolitica). Emberben láz, hasi tünetek, a bélfodri nyirokcsomók gyulladása jellemzi a kórképet.
Campylobacteriosis Kórokozó a környezetben alacsony ellenálló képességet mutató Campylobacter ssp (C. jejuni, C. coli). Campylobacteriosis legtöbb esetben önkorlátozó, akut gasztrointesztinális megbetegedést okoz. Az ember laboratóriumi körülmények között rágcsálóktól, madaraktól, esetenként húsevőktől fertőződhet. Állatokban tünetmentes hordozás és klinikai tünetekkel járó megbetegedés alakulhat ki. A diarrhoeaval járó kórképet elsősorban a fiatal (kutya, macska, nem-humán főemlősök és csoportosan tartott) egyedek akvirálják, melyek gyakori fertőző forrásai a humán infekciónak. A terjedés a fertőzött állattal történő direkt kontaktussal, továbbá kontaminált étellel, vízzel feco-oralis úton történhet. A humán campylobacter enteritis esetén vizes (néha nyákos, véres és leukocytás) hasmenés, hasi fájdalom, láz, hányinger, hányás jelentkezik. Ritka szövődményként epehólyag gyulladás, hastifusz-szerű szindróma, reaktív izületi gyulladás (arthritis), májgyulladás (hepatitis), hemolitikus uremiás szindróma (HUS), lázas konvulzió, meningitis és Guillain-Barré szindróma jelentkezhet. Megelőzése a személyi higiéne és a munkvédelmi óvórendszabályok betartásával lehetséges. Az érintett állatállomány cseréje szükséges. Campylobacrter ssp-vel fertőzött laboratóriumi állatok vizsgálata BSL 2 biztonsági fokozatú laboratóriumban végzendő. Staphylococcosis Kórokozója a bőrön, a nasopharinx és a gastrointestinalis traktus nyálkahártyáján ubiquiter Staphylococcus spp (elsősorban a magas patogenitású S. aureus és az általában apatogén S. epidermidis, stb.). A fiatal állatok érzékenyebbek a fertőzésre. A viselkedészavarok [pl. az öncsonkítás – önkarmolás, szőrrágás (trichotillomania)] a fertőzés prediszponáló tényezői. Az egerek és más laboratóriumi állatok bőr- és nyálkahártya sérülésein át bejutó kórokozók elsősorban a cutis/subcutis gyulladásos megbetegedését okozzák. Elsősorban a fejen, nyakon, vállon, mellső lábakon szőrlézió, szuppuratív vagy ulceratív dermatitis, cellulitis, felületes vagy mély abscessus (beleértve a bothriomycosist) és regionális nyirokcsomó gyulladás (lymphadenitis) alakul ki. Míg a hím állatok genitális mucosa streptococcosisa preputium mirigy abszcesszust és septikus balanoposthitist okozhat, addig az immundeficiens (pl. thymus hiányos) egerek S. aureus fertőzése gyakran retrobulbaris abscessust vagy furunculust eredményezhet. Korábbi virulens ágenssel történő kontamináció gastrointestinalis kolonizációt és következményes Staphylococcus tünetmentes hordozást eredményezhet. A fertőzésjelenléte mindenképpen higiénés (kesztyű használati) hiányosságra hívja fel a figyelmet. A fertőzött állatot el kell különíteni (karmát rövidre vágni), az önagresszív egyedet el kell távolítani, az almot és tápot sterilizálni szükséges. Streptococcosis Kórokozója az α- és β-hemolizáló Streptococcus spp. Legtöbbjük a nyálkahártyák epiphyta lakója. Kórokozógazda lehet az ember, patkány, juh, malac, borjú. Az α-hemolizáló S. pneumoniae elsősorban a patkányok és tengerimalacok patogén kórokozója. Az egerek fogékonyak a fertőzéssel szemben, melyet az immundeficiencia fokoz. Gyakori a (felső légutakban, középfülben – pl. az egerek légúti S. pyogenes) tünetmentes hordozás, azonban alacsony a klinikai tünetekkel járó megbetegedések száma. A streptococcosis ritka a laboratóriumi állományban. Terjedése elsődlegesen aerogén úton vagy a fertőzött állat orrváladékával/könnyével történő kontaktussal lehet. A fertőzés kialakulásában fontosak a környezeti feltételek (a magas CO2 koncentráció prediszponáló tényező). A betegség gyakran kombinálódik mycoplasmosissal. A kórkép elsősorban a (pl. egyéb fertőzés, kísérleti kezelés, vagy környezetváltozás miatt) csökkent immunválaszú fiatal egyedeket érinti. A betegség a felső és alsó légutak akut/krónikus, hurutos-fibrines megbetegedése. Akut kórkép esetén rhinitis, sinusitis, conjunctivitis és vestibularis tünetek, továbbá görnyedt testtartás,
szőrborzoltság, étvágytalanság vagy hirtelen elhullás figyelhető meg. Az alsó légutakra terjedve tracheitis, bronchitis, hurutos/kruppos pneumonia, fibrines pleuritis, pericarditis alakul ki. A hematogén szóródást követő szisztémás fertőzés conjunctivitissel, hyperpnoeval somnolenciával és soványsággal, endocarditissel, splenomegaliával, lymphadenopatiával jár. Szeptikémia esetén gennyes-fibrines peritonitis, meningitis, a parenchimás szervek nekrózisa, infarktus figyelhető meg. A tengerimalacoknál vetélést és halvaszülést okoz. A cutan infekció ulceratív dermatitist, súlyos esetben gengrenosus elváltozást okozhat a törzsön. A cervicalis lymphadenitis fistula képződéssel jár. A humán streptococcus fertőzés és terjedés az állati fertőzéshez hasonló. A zoonózis előfordulása higiénés (kesztyű, orr/szájmaszk használat) hiányosságokra utal. Megelőzése a fertőzött eszközök, tárgyak sterilizálásával, a fertőzött állatok – antibiogram felvételét követő – antibiotikum kezelésével (mely ritkán hordozást eredményez!), gnotobiotikus technika alkalmazásával, a S. pneumoniae-mentes anya hiszterektómiával történő vagy ET-es rederiválásával, továbbá az egyéni védőeszközök (standard PPE) használatával és a higiénés rendszabályok betartásával lehet. A kórokozó kitenyészthető a nasopharynx és dobüreg váladékából. Monitorozás – tenyésztéssel, A, C, E, G típusra irányuló szerológiával – ajánlott. Tetanus Kórokozó a toxintermelő, külvilágban spórás Clostridium tetani. A legtöbb melegvérű állat (elsősorban a lovak, juhok, szarvasmarhák, kutyák, macskák, rágcsálók, tengerimalacok, csirkék) béltraktusának potenciális patogénje. A fertőzés leggyakrabban a sérült (sokszor mély szúrt/vágott, roncsolt) kültakaró (bőr vagy nyálkahártyák) bélsárral/széklettel vagy azzal kontaminált talajjal, szennyezett sebészeti eszközökkel (pl. tűvel, szikével, stb.), továbbá harapás/csípés útján következik be. A spórás baktérium anaerob körülmények közt vegetatív formává alakul és a klinikai tünetekért felelős toxinokat termel. Valamennyi állat (és ember) megbetegedhet a vázizomzat fájdalmas spasmusával és merevségével járó, 60-70%-ban letális kimenetelű tetanusban. Az állatállomány monitorozása szükséges. Humán tetanusz gyanús sérülések prevenciója a sebkezelés szabályai szerint, továbbá a pre- és posztexpozíciós vakcináció kockázatbecslést követően, az aktuális Országos Epidemiológiai Központ (OEK) által kiadott Módszertani levél a védőoltások alapján végzendő. Pasturellosis Kórokozója a légzőrendszerében és béltraktusában tünetmentesen élő ubiquiter, általában fakultatív patogén Pasturella spp (rágcsálókban: a P. pneumotropica, P. multicoda, P. haemolitica, P. ureae, nyúlajkúakban: a P. multicoda). A rágcsálókban a Mycoplasma és Senday vírus fertőzések hatását potencírozzák. Rágcsálók (egér, patkány) pasturellosisa Fertőzés forrása a kórokozóhordozó a beteg patkány, egér. Patkányban a megbetegedés kezdetben felső légúti gyulladásos tünetekkel – rhinitis, sinusitis, ophtalmitis, otitis media –, majd az alsó légutakra terjedve broncho-pneumoniával jár. Más mikroorganizmusokkal együtt a bőrben, emlőkben és a nemi szerveken tályogképződést okoz. Nyúlajkúak pasturellosisa A fertőzés forrása a tünetmentes hordozó és a beteg nyúlajkúak, valamint más fajok – ember, kutya, macska, madarak. Heterológ transzmisszió többnyire nem figyelhető meg. Konvencionális állományok tünetmentes hordozása nagy arányú – a szopós állatok 10-15%-a, a növendékek 30-40%-a, a tenyészállatok 40-50%-a terhelt. A fertőzésre hajlamosító környezeti tényező a magas ammónia, CO2 és por koncentráció, a folyamatos fedeztetés. Gyakran együtt jár Bortedella bronchiseptica és S. aureus koinfekcióval. A megbetegedés nátha-szerű tünetekkel, savós-purulens orrváladékkal, könnycsatorna-, kötőhártya-, fülkürt-, közép- és belsőfül gyulladással jár. utóbbira utal a ferde fejtartás (torticollis). A szeptikaemia
meningitist, encephalitist okoz, mely lezajlása után testszerte a bőr alatti kötőszövetben és a parenchimás szervekben (folyékony vagy kenőcsös gennyes bennékű) tályogok keletkeznek. Gyakori a purulens-fibrines pleuritis és pneumonia. A nemi szervek érintettsége – méhgyulladás, pyometra, heregyulladás – vetélést, illetve szaporodásbiológiai zavarokat okozhat. A kórokozó (orrjárat-, trachea-, tüdő-, conjunctiva-, méhváladékból) tenyésztéssel azonosítható, de a latens infekciók szerológiailag általában negatívak. A nyúl P. multicoda fertőzöttsége állatoltással igazolható, melyben az oltott egerek 80%-a elhullást mutat vagy akut szeptikaemia és májnekros alakul ki bennük. Kezelésére az antibiotikum terápia nem alkalmas, a gnotobiotikus technológia a dajka anya P. multicoda negativitása esetén kivitelezhető. Tularaemia Kórokozó a Francisella tularensis, melynek A-típusa csk É-Amerikában, B-típusa Európában, Ázsiában fordul elő. A kórokozó bejutási helyétől függően 6 kórformát különböztetünk meg. A betegség rágcsálókban heveny septicaemia formájában zajlik. Emberben akut vagy elhúzódó, a nyirokcsomókban és a parenchimás szervekben necrotikus gyulladásáos gócok keletkezésével jár. Leptospirosis Kórokozója a csekély ellenálló képességű patogén (L. interrogans, L. borgpeterseni) és a szaprofita (L. biflexa) Leptospira ssp. A betegség az állatokban kórokozótól függő tünetek képében manifesztálódhat – szeptikémiás fázisban leggyakrabban láz, általános tünetek jelentkeznek, melyet meningitis és icterus kísér. A természeti ciklus fenntartásában lényeges, hogy a kórokozó képes az állatok vesetubulusaiban perzisztálni, melyet az állat élethosszig folyamatosan üríthet a vizeletével. Az ember valamennyi patogén leptospira szerotípussal szemben fogékony. A terjedés módja a fertőzött állat vizeletével történő per cutan kontamináció. Humán kórkép esetén a fertőzést követő 1-2 hét múlva fellépő láz, fejfájás, conjunctivitis, hányinger jelentkezik. A L. icterohemorrhagiae okozta legsúlyosabb kórképben máj és vesekárosodás hepatotoxikus és renális icterus) alakul ki, míg a L. pomona és a L. grippotyphosa az agyburkok gyulladásos folyamatát (meningitis serosa) idézi elő. A rágcsálók és nyúl terjesztette virális zoonozisok Limfocitás choriomeningitis (LCM) A kórokozója az Arenavirus családhoz tartozó lymphocytás choriomeningitis vírus (LCMV), melyek ellenálló képessége csekély. Fertőzés forrásai a rágcsálók (elsősorban egér, hörcsög), továbbá a nyulak és a nem humán főemlősök. Laboratóriumi állatok közül az egér, hörcsög, tengerimalac és a majmok lehetnek fertőzöttek. A vírusfertőzést perinatalisan akvirált rezervoárokban (egér, patkány) élethosszig tartó perzisztens fertőzés alakul ki anélkül, hogy veszélyt jelentene a gazdaállatokra, melyek a LCMV-t vizeletükkel és szekrétumaikkal hosszú időn át terjeszthetik. A vírus jelen lehet a vérben, liquorban, vizeletben, orrváladékban, bélsárban, alomban, valamint az ektoparazitákban is. Aerogén úton és kontaminált szövetekkel, horizontálisan és vertikálisan is terjedhet. Rágcsálókban a fertőzés gyakran tünetmentes marad, legtöbbször azonban – a betegség encephalitikus formájában – az agyburkok és az agyvelő érintettségére (a meninxek és a plexus chorioideus (a kórkép nevét adó) lymphocitás infiltrációja) utaló rángógörcs, kényszermozgás figyelhető meg. Az ember rendszerint inhalációval vagy fertőzött váladékkal történő kontamináció útján fertőződik. A humán esetek mintegy harmada tünetmentesen zajlik. Gyakran influenza-szerű tünetekkel – magas láz, izomfájdalom – kezdődik, majd lyphadenopathia, és meningoencephalitis tünetei alakulhat ki. Ritkán orchitis, parotitis, arthritis és pericarditis társul hozzá. Monitorozása szerológiával szükséges.
Hantavírus infekció Kórokozója a potenciálisan humán patogén – rágcsálókban alacsonyabb patogenitású – Hantavírus spp. Rezervoárok (gazdaállatok) a rágcsálók (egér, patkány, hörcsög). Kínában a vírus jelenlétét igazolták macskákban és cickányokban is. A fertőzés forrása a tünetmentes vagy klinikai tüneteket mutató rágcsálók (egyes megfigyelések szerint a velük érintkező macska is) és a beteg ember. A vírus nyállal, bálsárral, vizelettel, illetve az ezekkel kontaminált alom/fészek anyaggal való érintkezés vagy inhalálás révén terjedhet. Gyors horizontális terjedés jellemzi, heterológ transzmisszió lehetséges. A rágcsálókban főként tünetmentesen zajlik, az egy hetes viraemiát követően életre szóló szeropozitivitás, és kb. 9 hónapig fennálló viruria marad fenn. A rágcsálókban esetenként alsó légúti gyulladásos tünetek – bronchopneumonia, multifocalis interstitialis pneumonia – láthatók. Humán kórkép esetén a DK-Ázsiában és Japánban előforduló vírustörzs veseszindrómával járó haemorrhagiás lázat okozhat, míg Európában cirkuláló az ún. endemiás nephropathiát, illetve az USA-ban pulmonalis szindrómát idézi elő. A fertőzés után 2 héttel szerológiai vizsgálat végezendő. Tehénhimlő Kórokozója az Orthopoxvírusok közé tartozó Tehénhimlővírus, mely rendkívül széles gazdaspektrummal rendelkezik. A kórokozót szarvasmarhában, emberben, házi és vadon élő rágcsálókban is kimutatták. Az utóbbi fajtól eredő humán megbetegedések gyakoribbá váltak az elmúlt 10 évben. A kézen és a karon megjelenő izolált pusztulák jellemző tünetek. Encephalomyocarditis (EMC) Kórokozója a Cardiovírus genusba tartozó egér Encephalomyelitis vírus (ECMV). A genus tagjai sertések, szarvasmarhák, a ló és az ember megbetegedését okozhatják. Az ECM vírus a rágcsálókban tünetmentesen perzisztálhat, leggyakrabban azonban viraemiával, myocarditissel, encephalitissel és pancreatitis járó megbetegedést okoz. Emberben esetenként tünetmentesen zajlik, máskor fejfájás, myocarditis és fokozott reflexingerlékenység figyelhető meg. A rágcsálók és nyúl terjesztette protozoon okozta zoonózisok Mycoplasmosis A kórokozója a külvilágban (bélsárban, ivóvízben, alomban) néhány napig életképes, obligát patogén Mycoplasma spp (M. pulmonis, M. pneumoniae). A Mycoplasma nemzetség kb. 100 faja közül 12-13 faj fordulhat elő emberben. A M. pneumoniae elsősorban a légutakban, a többi faj (pl. M. hominis, M. genitalium, stb.) az urogenitális traktusban él. A M. pulmonis esetében a fertőzés forrásai a rágcsálók (egér, patkány), melyek felső légúti és húgyivarszervének hámfelszínét kolonizálja. Az idősebb állatok érzékenyebbek a fertőzésre, a Fisher 334 törzs a Lewis patkányoknál ellenállóbb. A fertőzést környezeti paraméterek – a levegő magasabb ammónia (25-250 ppm), SO2 és CO2 koncentrációja -, továbbá a S. pneumoniae, a Sendai vírus és a P. pneumotropica ko-/szuperinfekció befolyásolhatják. A fertőzés horizontálisan és vertikálisan, elsősorban aerogén úton, ritkábban nemi érintkezéssel terjed. Aerogén infekció latens – inkább „hallani, mint látni” -, valamint atípusos és típusos tüneteket mutató kórképet okoz. Az utóbbira jellemző a szem vagy orr körüli porfirin váladék, a (szem mögötti Harder-mirigyből származó vörös pigmentet tartalmazó) „vörös könnyezés” és a kifejezett/”zajos” légzési hang. Kezdetben tüsszögés, a felső légutak és a középfül nyálkahártyájának gyulladása, majd tracheitis, bronchitis, pneumonia alakul ki. Súlyos esetben púpos hát, durva szőrzet, nehézlégzés figyelhető meg. Csak a nőstény állományban krónikus lefolyású. A fertőzött nőstények harmadában egyoldali purulens oophoritis,
salpingitis alakul ki, mely következtében az állatok ötöde meddő, 75%-a csökkent alomszámú szaporulatot mutat. A hímekben esetenként heresorvadást okoz. A nemi szervek fertőzése szeptikaemiát kvetően is kialakulhat. A kórokozó tenyésztése (pozitivitás legkorábban 3 hét után) és szövettani vizsgálat végzése szükséges. Vakcina fejlesztés alatt áll. A rágcsálók és nyúl terjesztette gombás fertőzések Dermatomycosis Kórokozója a Microsporum és Trichophyton ssp. A fertőzés forrásai a rágcsálók. Gazdaállat az egér és tengerimalac. A kórképet laboratóriumi patkányban 1965. óta nem észlelték. Terjedése direkt kontaktussal történik. Jellegzetes tünete a farok, hát, nyak bőrén a szabályos kerek/discoid alakú, vörös színű alopecia kiemelkedő, felhányt szélű szegéllyel, esetenként purulens váladékú szemölcsökkel. A fertőző ágens – myceliumok, gombaspórák – kimutatása a szőrhiányos területről vett bőrkaparék 10% KOH-os feltárását követő mikroszkópos vizsgálatával történik (PAS, Gridly gombafestés). Tengerimalacok gyógykezelésére Griseofulvin alkalmazható. Fertőzött tenyészállomány esetén stempt outot követő állománycsere, vagy gnotobiotikus technika alkalmazása szükséges. Encephalitozoonózis Kórokozója a külvilágban hetekig fertőzőképes Encephalitozoon cuniculi mikrospóra. A kórokozó elsősorban a nyulakban, rágcsálókban, ragadozókban és majmokban okoz fertőzéseket, megtelepedhet emberben is. A mikrospóra a fertőzött állatok vizeletével jut a külvilágba. A per os vagy kontaminált élelmiszer, ivóvíz útján az emésztőtraktusba jutott kórokozók a bélhámsejtekbe, majd macrofágok közvetítésével az agyvelővbe, vesékbe és egyéb szervekbe jutnak. A kórkép gyakran tünetmentesen zajlik, máskor idegrendszeri tünetekben manifesztálódik. Egyéb laboratóriumi állatfajok által terjesztett zoonózisok Kutya, macska terjesztette zoonózisok: veszettség, toxoplasmosis, amoebas dysenteria, stb. Giardiosis A humán és különböző gerinces állatfaj enteralis parazitózisok közül világszerte az egyik legelterjedtebb kórkép. Kórokozói a Giardia genus tagjai, melyekből jelenleg 5 species ismert: A kétéltűekben a G. agilis, a rágcsálókban a G. muris, a madarakban a G. psittaci és G. ardeae, az emlősökben (ember, kutya, macska, sertés, juh, ló, stb.) a G. duodenalis (syn: G. intestinalis, G. lamblia) speciest izolálták. A G. duodenalison belül genetikailag 7 (A-F) nagyobb csoport különíthető el, melyek közül zoonótikus potenciállal feltételezhetően a kevéssé gazdaspecifikus A-I és B genetikai csoport bír. Kísérleti körülmények között sikerült rágcsáló eredetű Giardiával (G. muris) humán fertőzést igazolni, továbbá állatkerti környezetben egy gibbonról három alkalmazottra és hat majomra terjedő giardiosis járvány alakult ki. A fertőzés kialakulásában lényeges a szoros ember-állat kontaktus. Endemiás gócokban – ahol prediktív becslések végezhetők az átviteli módokról – újabb bizonyítékok támasztják alá a fertőzött macskából, kutyából és emberből származó homológ izolátumok előfordulását. Globálisan a kutyák Giardia cisztaürítési aránya 0,5-100% között, míg a macskáké 2-80% változik. 2005-ben a magyarországi kutyákban cirkuláló Giardia törzsek zoonotikus potenciálja felderítése céljából hazánkban elsőként végzett vizsgálatok azt jelzik, hogy a Giardia a magyarországi kutyák gyakori parazitája. A vizsgált – 0-48 hónapos – kutyák bélsármintájának közel 60%-a ELISA coproantigén (és RT-PCR) pozitívnak bizonyult. Elsősorban a fiatal (0-4 hónapos) egyedek átfertőzöttsége magas (35%). A fertőzés forrása a beteg és tünetmentes cisztaürítő emlős. Az állatról emberre történő terjedés direkt kontaktussal vagy kontaminált élelmiszer, ivóvíz közvetítésével történhet. Megfigyelések
szerint az A-vércsoportú emberek fogékonyabbak a giardiosisra. A kórkép emberben tünetmentes formában vagy dizenteriform tünetekkel járó akut továbbá étvágytalansággal, fejfájással, rendszertelen székürítéssel, epigastriális fájdalommal, testsúlyvesztéssel, anaemiával, felszívódási és csontosodási zavarokkal járó krónikus formában zajlik. A fertőzöttség szintjeinek megbízható megállapítása céljából mikroszkópos vizsgálaton kívül a székletből/bélsárból Giardia antigén kimutató ELISA (és RT-PCR) vizsgálatok is szükségesek. Laboratóriumi (akváriumi) halak terjesztette bakteriális zoonózisok Halgümőkór Trópusi halakban leggyakoribb patogén kórokozók a Mycobacterium spp. (M. smegmatis, M. foruitum, M. marinum). Fertőzés forrása a tünetmentes és krónikus beteg laboratóriumi (főleg trópusi) halak. A halállomány kórokozót tartalmazó haleleséggel (szúnyoglárva), ürülékkel, míg az ember – a sérült (horzsolt) kültakarón keresztül – a fertőzött hallal vagy az akvárium vízével való kontaktussal vagy az utóbbi lenyelése révén fertőződhet. A kórkép gyakoribb a labirintkopoltyús halaknál, jellemzően az idősebb egyedeknél. A klinikai tünetek étvágytalanság, bujkálás, testtömeg csökkenés, pikkelyhiány, fekélyek a testen, belső szervek (vese, máj, lép, gyomor) granulomatózus elváltozása, esetenként szemkidülledés, gerincdeformálódás. A sérült kültakarón át bekövetkező fertőzést követően 6-8 hét múlva a végtagokon (mindig a kézen, ujjakon) krónikus granulomatozus (tömött tapintású, vörös papula, majd kenőcsös bennékű csomó) elváltozás („halrakodók betegsége” vagy „akváriumi granuloma”) látható. A folyamat a környéki nyirokcsomókra terjed, majd (főleg immunszuppresszió esetén) disszeminálódik. Helyes kesztyűhasználattal és kézhigiénés gyakorlattal megelőzhető. Főemlősök terjesztette virális zoonózisok Herpesvírus okozta fertőző megbetegedés Kórokozó az állatokban ismert közel száz – közepes ellenálló képességű – Herpesvírus közül az emberi megbetegedést is okozó Majom B-vírus (CeHV1). A kórokozó endemiás a – rezervoárként tekintett – ázsiai macacus majmokban, de kimutathatók más afrikai és amerikai majmokban is. A fertőzés terjedése majmok között különböző váladékokkal, míg állatról emberre nyál útján harapással vagy karmolással történik. A lappangási idő néhány hét. A kórkép majmokban leggyakrabban tünetmentes marad, esetenként a humán Herpes simplex vírus (HSV) okozta fertőzéshez hasonló tünetek – a nyelven, ajkakon 1-2 hét alatt gyógyuló vesiculák és kimaródások – jelentkezhetnek, melyet lázas állapot, keratoconjunctivitis és cornea fekély is kísérhet. Humán fertőzés esetén a kórokozó (harapás, karmolás okozta) bejutási helyén vesiculák keletkezése figyelhető meg a regionális nyirokcsomók duzzanatával, melyet totokgyulladás és ascendáló gerincvelő-gyulladás kialakulása követhet. Majomhimlő Kórokozó az Orthopoxvírus genusba tartozó, az állatok környezetében és a külvilágban igen nagy ellenálló képességet mutató Majomhimlővírus, mely a laboratóriumi állatokban előforduló himlővírusok közül – a tehénhimlő vírussal együtt – képes az embert is megbetegíteni. A kórokozó a majmokban, mókusokban és más rágcsálókban is megtelepszik. A humán kórkép általában enyhe tünetek – testszerte 2-3 hét alatt eltűnő körülírt erithema – formájában zajlik. Ritkán emberről emberre is terjedhet. A-vírushepatitis Kórokozója a Hepatovírus genusba tartozó Humán hepatitis-A vírus (HHAV) és a majom hepatitisét okozó Simian hepatitis-A vírus (SHAV). A kórokozó elsődleges rezervoárja az
ember, azonban ismert majmokról emberre történő terjedés is. A főemlősök közül a csimpánz és más – Macca fascicularis, M. mulatta, Callithrix) – majmok is fogékonyak. A terjedés módja elsősorban feco-oralis úton, kontaminált vízzel vagy élelmiszerrel történik. A kórkép állatokban általában szubklinikai formában zajlik enyhe icterussal és májenzimek emelkedésével. Felnőtt emberben láz, hasi panaszok és icterus képében jelentkezik. B-vírushepatitis Kórokozója a Hepadnavírus családba tartozó humán (HHBV), a mormota (woodchuck) (WHBV) és mókus (ground aquirrel) hepatitis-B vírus (GSHBV). A humán HBV természetes gazdája az ember, azonban a csimpánzok mesterségesen, irodalmi adatok szerint egyes majmok (Macacos fascicularis) pedig természetes úton is megfertőződhetnek az embertől. Emberben a vírus anicterikus formában zajlik vagy icterussal járó heveny fertőző májgyulladást, illetve krónikus májcirrhózist és következményes hepatocelluláris carcinomát okozhat. Forrásanyagok: Companion Guide to Infectious http://www.nap.edu/catalog/1540.html
Diseases
of
Mice
and
Rats
Biosafety and Biotechnology Unit. Biosafety in laboratory animal facilities. A practical approach. Ed.: Peeters J. Brussels, Belgium, 2011. Guide for the care and use of laboratory animals (Eighth Edition). Committeefor the update of the guidelinefor the care and use of laboratory animals. The National Academies Press, Washington, D.C., USA, 2010. Howard B., Herck H., Guillen J., Bacon B., Joffe R., Ritskes-Hoitinga M.: Laboratory Animals. Report of the FELASA Workong Group on evaluation of quality systems for animal units. 1 Apr 2004. DOI: 10.1258/002367704322968786. (http://lan.sagepub.com/content/38/2//103) ILAR. Committee in long-term holding of laboratory rodents. Long-term holding of laboratory rodents. ILAR News 19:1-25, 1976. ILAR. Internationa harmonization of health monitoring. ILAR, 49(3): 338-346, 2008 Johnson B.: Animal bytes. Applied Biosafety 16(2):118-121, 2011. Kísérleti állatok – állatkísérletek. PhD EAB kurzus válogatott előadásai.Ed.: Anderlik P., Torday F. Semmelweis Kiadó, Budapest, 2009. Lowry T., Smith SA.: Aquatic zoonoses associated with food, bait, ornamental and tropical fish. Zoonosis update. Vet Med Today 231 (6): 876-880, 2007. Mahler M., Berard M., Feinstein R., Gallagher A., Illgen-Wilcke B., Pritchett-Corning K., Raspa M.: FELASA Working Group on revision of guidelines for health monitoring of rodents and rabbits. FELASA recommendations for the health monitoring of the mouse, rat, hamster, guinea pig and rabbit colonies in breeding and experimental units. 4 February 2014. DOI: 10.1177/0023677213516312.(http://lan.sagepub.com/content/48/3/178)
Neil D., McKay D.: Guidelines on laboratory animal facilities – characteristics, design and development. Canadian Council on Animal Care, Ottawa, 2003. ISBN: 0-919087-41-8 Office of research compliance: Occupational safety fact sheet working with aquatic species. Texas State University OIE. Chapter 1.4. Terrestrial Animal Health Code. Animal health surveillance. Article 1.4.1. pp.:1-13, 2010 Pathology of laboratory rodentsand rabbits (Third Edition) Ed.: Percy DH. and Bathold SW. Veterinary Book from C.H.I.P.S. Iowa State University Press, 2007. Percy DH.: Zoonoses in laboratory animals. Can Vet 28: 268-269, 1987. Weigler BJ., Di Giacomo RF., Alexander S.: A national survey of laboratory animal workers concerning occupational risks for zoonotic diseases. Comp Med. 55(2): 183-191, 2005. Weisbroth SH., Peters R., Riley LK., Shek W.: Microbiological assessment of laboratory rats and mice. ILAR, 39(4): 272-290, 1998. Zoonotic diseases of laboratory, agricultural and wildlife animals. Ed.: Rand MS. University Animal Care University of Arizona, 2007.
