Молекулярная характеристика Cryptosporidium scrofarum в свиноводческих хозяйствах Вологодской области Северо-Западного Федерального округа РФ

Криптоспоридиоз – зооноз,  имеющий  глобальное  распространение, вызываемый протистами рода Cryptosporidium. К настоящему времени  с  применением  в  исследованиях  молекулярно-генетических методов идентифицировано 44 вида и 120 генотипов представителей рода Cryptosporidium. У свиней выделено тринадцать различных видов/генотипов с доминированием Cryptosporidium suis и Cryptosporidium scrofarum. В РФ идентификация видов криптоспоридий у поросят при помощи молекулярно-генетических методов ранее не проводилась. Целью данных исследований было выявление, идентификация, анализ и изучение особенностей распространения Cryptosporidium scrofarum у свиней в хозяйствах Вологодской области СЗФО РФ. Впервые в РФ на примере Вологодской области СЗФО в свиноводческих хозяйствах различного типа с применением ранее разработанных, а также в результате собственных  разработок  новейших  молекулярно-генетических  методик,  а  именно –  NGS секвенирования ампликонов фрагментов гена 18S рРНК, полученных в результате проведения вложенной ПЦР, нами установлено паразитирование С. scrofarum у свиней всех возрастных групп. Инвазированность животных, содержащихся в свинокомплексах составила 34%, в фермерских хозяйствах – 32,4%. Наиболее подвержены заражению поросята, находящиеся на откорме в возрасте 13-24 недель. 

Анализ таксономической принадлежности ASV проведённый с помощью филогенетического анализа, дополненного анализом с использованием алгоритма blastn в базе данных GenBank, показал, что суммарно во всех исследованных образцах присутствуют 10 ASV-типов (amplicon sequence variant), имеющих высокое сходство с последовательностями, депонированными в GenBank, как фрагменты гена 18S рРНК Cryptosporidium scrofarum. Установлено, что типы ASV1 и ASV2, выявляемые в различных географических регионах мира от Португалии и Великобритании до Китая, Индии и Австралии, идентифицированы во всех обследуемых хозяйствах, хотя и в существенно различных количествах. Остальные ASV присутствуют в значительно меньшем количестве и не повторяются от хозяйства к хозяйству. Вероятно, эти последовательности принадлежат местным популяциям  подвидов Cryptosporidium  scrofarum. Интересным  представляется  обнаружение уникальной  последовательности  рода Cryptosporidium типа  ASV8, который  в  последствии может быть описан как новый вид.  

Обнаруженные нами нуклеотидные последовательности являются уникальными. Каждая из них была депонирована в GenBank c присвоением идентификаторов (Sequence ID: OR649139,  OR654022,  OR654023,  OR661243,  OR661244,  OR654051,  OR654052, OR654083, OR654084, OR654106).

1. Snelling, W. J. Cryptosporidiosis in developing countries / W. J. Snelling, L. Xiao, G. Ortega-Pierres, C. J. Lowery, J. E. Moore, J. R. Rao, & J. S. Dooley // The Journal of Infection in Developing Countries. – 2007. – Vol. 1(03). – P. 242-256. – DOI 10.3855/jidc.360

2. Kotloff, K.L. Burden and aetiology of diarrhoeal disease in infants and young children in developing countries (the Global Enteric Multicenter Study, GEMS): a prospective, case-control study / K.L. Kotloff, J.P. Nataro, W.C. Blackwelder, D. Nasrin, T.H. Farag, S. Panchalingam,... & M.M. Levine // The Lancet. – 2013. – Vol. 382 (9888). – P. 209-222. – DOI 10.1016/S0140-6736(13)60844-2

3. Striepen, B. Parasitic infections: time to tackle cryptosporidiosis / B. Striepen // Nature News. – 2013. – Vol. 503(7475). – P. 189-191. – DOI 10.1038/503189a

4. Wang, R. Prevalence and molecular identification of Cryptosporidium spp. / R. Wang, S. Qiu, F. Jian, S. Zhang, Y. Shen, L. Zhang, C. Ning, J. Cao, M. Qi, L. Xiao // Parasitol Res. – 2010. – Vol. 107. – P. 1489-1494. – DOI 10.1007/s00436-010-2024-6

5. Kennedy, G. A. Cryptosporidiosis in three pigs / G.A. Kennedy, G.L. Kreitner, A.C. Strafuss //Journal of the American Veterinary Medical Association. – 1977. – Т. 170. – №. 3. – С. 348-350.

6. Горбов, Ю.К. Распространение ассоциативных заболеваний с/х животных и опыт борьбы с ними в Мордовской АССР / Ю.К. Горбов, А.П. Мачинский // Паразитоценозы и ассоциативные болезни. М., – 1984. – С. 235-252.

7. Кряжев, А.Л. Эпизоотологическая ситуация по криптоспоридиозу поросят в промышленном свиноводстве Вологодской области / А.Л. Кряжев, А.С. Новиков, В.Ф. Никитин. // Ветеринария. – 2020. – №1. – С. 30-34. – DOI 10.30896/0042-4846.2020.23.1.30-34

8. Новиков, А.С. Криптоспоридиоз поросят в условиях северо-западного Нечерноземья РФ / А.С. Новиков, А.Л. Кряжев // Монография // Вологда–Молочное: Вологодская ГМХА. – 2022. – 112 с.

9. Ryan, U.M. Taxonomy and molecular epidemiology of Cryptosporidium and Giardia–a 50-year perspective (1971–2021) / U.M. Ryan, Y. Feng, R. Fayer, L. Xiao // International Journal for Parasitology. – 2021. – Т. 51. – №. 13-14. – С. 1099-1119. – DOI 10.1016/j.ijpara.2021.08.007

10. Chen, Y. Global prevalence of Cryptosporidium spp. in pigs: a systematic review and metaanalysis / Y. Chen, H. Qin, Y. Wu, H. Xu, J. Huang, J. Li, L. Zhang // Parasitology. – 2023. – С. 1-38 – DOI 10.1017/S0031182023000276

11. Němejc, K. Occurrence of Cryptosporidium suis and Cryptosporidium scrofarum on commercial swine farms in the Czech Republic and its associations with age and husbandry practices / K. Němejc, B. Sak, D. Květoňová, N. Kernerová, M. Rost, V.A. Cama, M. Kváč // Parasitology research. – 2013. – Vol. 112(3). – P. 1143-1154. – DOI 10.1007/s00436-012-3244-8

12. Wang, W. Prevalence of Cryptosporidium in pigs in China: A systematic review and meta‐analysis / Wang W., Gong Q. L., Zeng A., Li M. H., Zhao Q., & Ni H. B. // Transboundary and Emerging Diseases. – 2021. – Т. 68. – №. 3. – С. 1400-1413. – DOI 10.1111/tbed.13806

13. Wang, P. The infection and molecular characterization of Cryptosporidium spp. in diarrheic pigs in southern China / P. Wang, S. Li, Y. Zou, Z.C. Du, D. P. Song, P. Wang, X.Q. Chen // Microbial Pathogenesis. – 2022. – Т. 165. – С. 105459. – DOI 10.1016/j.micpath.2022.105459

14. Feng, Y. Genetic diversity and population structure of Cryptosporidium / Y. Feng, U.M. Ryan, L. Xiao // Trends in parasitology. – 2018. – Т. 34. – №. 11. – С. 997-1011. – DOI 10.1016/j.pt.2018.07.009

15. Pettersson, E. Detection and molecular characterisation of Cryptosporidium spp. in Swedish pigs / E. Pettersson, H. Ahola, J. Frössling, P. Wallgren, K. Troell // Acta Veterinaria Scandinavica. – 2020. – Vol. 62 (1). – P. 1-7. – DOI 10.1186/s13028-020-00537-z

16. Кряжев, А.Л. Идентификация таксономической принадлежности криптоспоридий у поросят в условиях северо-запада РФ при помощи молекулярно-генетических методов / А.Л. Кряжев, А.С. Новиков // Российский паразитологический журнал. – 2023. – Т. 17. – №. 1. – С. 84-90. – DOI 10.31016/1998-8435-2023-17-1-84-90

17. Pavlásek, I. Cryptosporidia: biology, diagnosis, host spectrum, specificity, and the environment / I. Pavlásek //Remedia Klin. Mikrobiol. – 1999. – Vol. 3. – P. 290-301.

18. Rahimah, A. B. Freezedrying of oil palm (Elaeis guineensis) leaf and its effect on the quality of extractable DNA / A.B. Rahimah, S.C. Cheah, S. Rajinder // J. Oil Palm Res. – 2006. – Vol. 18. – P. 296-304.

19. Zheng, S. Molecular identification and epidemiological comparison of Cryptosporidium spp. among different pig breeds in Tibet and Henan, China / S. Zheng, D. Li, C. Zhou, S. Zhang, Y. Wu, Y. Chang, ... & L. Zhang // BMC veterinary research. – 2019. – Vol. 15. – №. 1. – P. 1-8. – DOI 10.1186/s12917-019-1847-3

20. Callahan, B.J. H. DADA2: High-resolution sample inference from Illumina amplicon data / B.J. Callahan, P.J. McMurdie, M.J. Rosen, A.W. Han, A.J.A. Johnson, S.P. Holmes // Nature methods. – 2016. – 13. – P. 581-583. – DOI 10.1038/nmeth.3869

21. Maddox-Hyttel, C. Cryptosporidium and Giardia in different age groups of Danish cattle and pigs-Occurrence and management associated risk factors / C. Maddox-Hyttel, R. Langkjær, H. Enemark, H. Vigre // Vet Parasitol. – 2006. – Vol. 141. – P. 48-59. – DOI 10.1016/j.vetpar.2006.04.032

22. Hamnes, I. Occurrence of Cryptosporidium and Giardia in suckling piglets in Norway / I. Hamnes, B. Gjerde, T. Forberg, L. Robertson // Vet Parasitol. – 2007. – Vol. 144. – P. 222-33. – DOI 10.1016/j.vetpar.2006.10.011

23. Guselle, N. Biology of Cryptosporidium parvum in pigs: from weaning to market / N. Guselle, A. Appelbee, M. Olson // Vet Parasitol. – 2003. – Vol. 113(1). – P. 7-18. – DOI 10.1016/S0304-4017(03)00039-6

24. Johnson, J. Prevalence of Cryptosporidium genotypes in pre- and post-weaned pigs in Australia / J. Johnson, R. Buddle, S. Reid, A. Armson, U. Ryan // Exp Parasitol. – 2008. – Vol. 119. – P. 418-421. – DOI 10.1016/j.exppara.2008.04.009

25. Zou, Y. Prevalence and risk factors of Cryptosporidium infection in farmed pigs in Zhejiang, Guangdong, and Yunnan provinces, China / Y. Zou, J.G. Ma, D.M. Yue, W.B. Zheng, X.X. Zhang, Q. Zhao, X.Q. Zhu // Tropical animal health and production. – 2017. – Vol. 49(3). – P. 653-657. – DOI 10.1007/s11250-017-1230-y

26. Yin, J. H. Agerelated Infection with Cryptosporidium Species and Genotype in Pigs in China[J]. / J.H. Yin, Z.Y. Yuan, H.X. Cai, Y.J. Shen, Y.Y. Jiang, J. Zhang, Y.J. Wang, J.P. Cao //Biomedical and Environmental Sciences. – 2013. –Vol. 26(6). – P. 492-495. – DOI 10.3967/0895-3988.2013.06.010

27. Kváč, M. Age related susceptibility of pigs to Cryptosporidium scrofarum infec-tion / M. Kváč, K. Němejc, M. Kestřánová, D. Květoňová, P. Wagnerová, M. Kotková, M. Rost et al. // Vet Parasitol. – 2014. – Vol. 202(3-4). – P. 330-334. – DOI 10.1016/j.vetpar.2014.02.012

28. Zhang, W. Prevalence and genetic characterizations of Cryptosporidium spp in pre-weaned and post-weaned piglets in Heilongjiang Province, China / W. Zhang, F. Yang, A. Liu, R. Wang, L. Zhang, Y. Shen et al. // PLoS One. – 2013. – Vol. 8. – P. е67564. – DOI 10.1371/journal.pone.0067564