Введение
Синдром репродуктивной утраты кобыл (MRLS) – это синдром, включающий в себя аборты у лошадей и три связанных с ними нерепродуктивных синдрома, которые встречаются у лошадей всех пород, полов и возрастов. Впервые MRLS был зарегистрирован в штате Кентукки (США) в течение трех недель вокруг 5 мая 2001 года, когда около 20–30% беременных кобыл Кентукки потеряли плод. Первичная инфекционная причина была быстро исключена, и начался поиск возможного токсина. Абортифактивных токсинов выявлено не было. Весной 2001 года в Кентукки наблюдалось исключительно сильное распространение восточных палаточных гусениц (ETCs). Эпидемиологическое исследование показало связь между ETCs и MRLS. Когда ETCs вернулись в Кентукки весной 2002 года, было немедленно установлено, что воздействие гусениц на лошадей вызывает аборты. После этого исследования были сосредоточены на механизме, посредством которого ETCs провоцируют аборты. Анализируя скорость, с которой ETCs вызывали поздние аборты в экспериментах 2002 года, неспецифические бактериальные инфекции плаценты/плода были признаны основной движущей силой. Затем возник вопрос о том, как воздействие гусениц вызывает эти неспецифические бактериальные инфекции пораженной плаценты/плода, а также случаи увеита и перикардита. Изучение щетинистой структуры волосков ETCs (сета) показало, что проникновение щетинистых фрагментов в кишечные кровеносные сосуды приводит к попаданию щетинистых фрагментов и связанных с ними бактериальных контаминантов в собирающие кровеносные сосуды кишечника (септические проникающие сете). Распространение этих веществ с сердечным выбросом обеспечивает их доставку во все ткани организма (септическая проникающая сетальная эмболия). Около 15% сердечного выброса приходится на плод на позднем сроке беременности, в этот момент септические щетинистые фрагменты располагаются таким образом, чтобы проникать в ткани плаценты, лишенные иммунного ответа. В результате бактериальная пролиферация протекает бесконтрольно, и плод на позднем сроке беременности быстро теряется. Аналогичные события происходят и с плодом на раннем сроке беременности, но поскольку он является гораздо меньшей мишенью и получает эквивалентно меньшую долю сердечного выброса, вероятность его поражения случайно распространяющимся фрагментом сете ниже. С тех пор как эта модель патогенеза MRLS была впервые предложена в 2002 году, были выявлены и другие синдромы абортов, связанные с гусеницами, в частности, амнионит лошадей и потеря плода в Австралии, а в последнее время – давно известная связь между поеданием гусениц беременными верблюдами и абортами среди верблюдов-пастухов в Западной Сахаре.
Mare reproductive loss syndrome (MRLS) is a syndrome consisting of equine abortions and three related nonreproductive syndromes which occur in horses of all breeds, sexes, and ages. MRLS was first observed in the U. S. state of Kentucky in a three week period around May 5, 2001, when about 20–30% of Kentucky's pregnant mares suffered abortions. A primary infectious cause was rapidly ruled out, and the search began for a candidate toxin. No abortifacient toxins were identified. In the spring of 2001, Kentucky had experienced an extraordinarily heavy infestation of eastern tent caterpillars (ETCs). An epidemiological study showed ETCs to be associated with MRLS. When ETCs returned to Kentucky in the spring of 2002, equine exposure to caterpillars was immediately shown to produce abortions. Research then focused on how the ETCs produced the abortions. Reviewing the speed with which ETCs produced late term abortions in 2002 experiments, the nonspecific bacterial infections in the placenta/fetus were assigned a primary driving role. The question then became how exposure to the caterpillars produced these non specific bacterial infections of the affected placenta/fetus and also the uveitis and pericarditis cases. Reviewing the barbed nature of ETC hairs (setae), intestinal blood vessel penetration by barbed setal fragments was shown to introduce barbed setal fragments and associated bacterial contaminants into intestinal collecting blood vessels (septic penetrating setae). Distribution of these materials following cardiac output would deliver these materials to all tissues in the body (septic penetrating setal emboli). About 15% of cardiac output goes to the late term fetus, at which point the septic barbed setal fragments are positioned to penetrate placental tissues which lack an immune response. Bacterial proliferation, therefore, proceeds unchecked and the late term fetus is rapidly aborted. Similar events occur with the early term fetus, but as a much smaller target receiving an equivalently smaller fraction of cardiac output, the early term fetus is less likely to be "hit" by a randomly distributing setal fragment. Since this MRLS pathogenesis model was first proposed in 2002, other caterpillar related abortion syndromes have been recognized, most notably equine amnionitis and fetal loss in Australia, and more recently, a long recognized relationship between pregnant camels eating caterpillars and abortions among the camel pastoralists in the western Sahara.
История
Впервые о МРЛС было сообщено 26 апреля 2001 года доктором Томасом Риддлом из Лексингтона, штат Кентукки, который отметил необычно большое количество случаев гибели плодов лошадей на ранних стадиях внутриутробного развития у 60-дневных плодов, которых он обследовал с помощью ультразвука для определения пола. Эти ранние потери плода вскоре сопровождались серией многочисленных ранних и поздних потерь плода, а также, по прошествии некоторого времени, одновременным и относительно небольшим числом случаев перикардита, одностороннего увеита и энцефалитных синдромов, наблюдаемых у лошадей всех возрастов и полов. Количество потерянных плодов было значительным. В течение трех недель вокруг 1 мая 2001 года около 20–30% беременных кобыл в Кентукки испытали выкидыши. Из жеребят, зачатых весной 2001 года, было потеряно около 2000, так называемые ранние потери плода (EFL). Из жеребят, зачатых весной 2000 года и достигших почти срока родов, было потеряно не менее 600, так называемые поздние потери плода (LFL). Основываясь на этих огромных репродуктивных потерях, синдром был назван синдромом репродуктивных потерь у кобыл (MRLS). МРЛС определялся как включающий четыре синдрома: (1) EFL, (2) LFL, (3) уникальный односторонний увеит и (4) синдром перикардита. Сопутствующий синдром энцефалита не был включен в первоначальное определение случая. Необычные случаи перикардита и уникальные случаи увеита одного глаза наблюдались у лошадей всех возрастов, пород и полов, независимо от состояния беременности и одновременно с синдромами ранней и поздней потери плода. Таким образом, с самого начала стало ясно, что МРЛС – это не просто синдром, связанный с беременностью. Общий экономический ущерб для Кентукки и скаковой индустрии за сезон 2001 года, вызванный МРЛС, был оценен в 336–500 миллионов долларов. В мае 2001 года в Кентукки наблюдалось исключительно массовое распространение восточных палаточных гусениц (ETC). В рамках масштабного и многостороннего исследования, возглавляемого Университетом Кентукки, тщательное эпидемиологическое исследование, проведенное доктором Робертой Дуайер и ее коллегами, вскоре подтвердило связь МРЛС с присутствием гусениц. Однако научное доказательство того, что гусеницы являются причиной МРЛС, и предложенный механизм их воздействия на лошадей еще предстояло получить.
Клинические признаки
МРЛС первоначально характеризовался четырьмя синдромами: (1) EFL, (2) LFL и нерепродуктивные синдромы, (3) односторонний увеит, (4) перикардит, а позже (5) энцефалит, вызванный актинобактериями. МРЛС наблюдался у кобыл всех пород и возрастов. Ранние и поздние потери плода наблюдались в первом и последнем триместрах беременности соответственно. Клинические признаки у больных кобыл включали гнойные выделения из вульвы и выступающие из вульвы плодовые оболочки, поскольку плоды располагались либо во влагалище, либо в вульве. За один-три дня до EFL у нескольких кобыл наблюдались симптомы легкой колики, напряжение брюшной стенки или субфебрильная температура. В течение недели после аборта осмотр выявил умеренное или выраженное воспаление в области матки. Ультразвуковое исследование показало наличие либо мертвых плодов, либо живых плодов с замедленным сердцебиением и вялыми движениями. Все плоды, как живые, так и мертвые, были окружены мутной амниотической жидкостью. Клинические признаки LFL включали стремительные роды, дистоцию, рождение жеребенка в положении стоя, преждевременное отхождение плаценты, а также рождение мертворожденных или слабых жеребят. Плаценты имели бледно-коричневый оттенок, в отличие от обычного темно-красновато-коричневого цвета. Пуповины были толстыми, тусклыми, желтоватыми и воспаленными. Слабые жеребята часто не могли дышать самостоятельно и нуждались в реанимации. Также у них наблюдалась дегидратация и гипотермия, нерегулярное сердцебиение и дыхание. Большинство из них не доживали до четырех дней. Когда гусеницы вернулись в центральный Кентукки в конце апреля 2002 года, было легко продемонстрировать, что они вызывают как ранние, так и поздние потери плода. В 2002 году внимание исследователей было привлечено к высокотоксичным щетинкам бразильской гусеницы *Lonomia obliqua* и их ферментативному фибринолизиновому токсину. Механизм защиты гусеницы, основанный на специфических токсинах щетинок, представлялся более биологически обоснованным, чем защита, основанная на содержании цианида в кишечнике. Более того, если аборты, связанные с ETC, были вызваны ферментом или токсином, то должна была быть возможна вакцинация лошадей против этого токсина – подход, уже исследованный в отношении токсина *Lonomia*. В июне 2002 года концепция этой гипотезы о ферментативном токсине щетинок ETC была зарегистрирована как раскрытие информации об интеллектуальной собственности (IP) в офисе IP Университета Кентукки, где было предложено создание вакцины против абортирующего токсина ETC. После этих инициатив, когда ETC снова стали доступны в 2002 году, был проведен ряд экспериментов на беременных мышах с целью оценки возможности использования беременных мышей в качестве лабораторной модели МРЛС и получения экспериментальных данных в поддержку фильтруемого белкового токсина ETC. Эти эксперименты показали, что неповрежденные щетинки ETC, по-видимому, вызывают резорбцию плода у мышей, но замороженные щетинки ETC и фильтраты щетинок ETC не вызывали резорбцию плода у мышей.
Механизм действия
Гипотеза о септической проникающей сетальной эмболии (SPSE) является наиболее вероятным механизмом действия при воздействии ETC, приводящем к MRLS. Считается, что SPSE – это совершенно новая гипотеза, не имеющая прецедентов в биологии или медицине, и заключается в проникновении колючих сетальных фрагментов ETC в кишечные кровеносные сосуды, их последующем системном распространении с током крови (SPSE) и дальнейшем проникновении этих фрагментов в ткани с ослабленным иммунным ответом, то есть в плод на ранних и поздних сроках развития, глаза и сердце/перикардиальное пространство/жидкость, с последующей бактериальной пролиферацией в тканях с пониженным иммунитетом (плод, глаз, перикардиальная жидкость). Это количественно объясняет и механистически связывает все четыре синдрома MRLS, особенно уникальные и беспрецедентные поражения одного глаза. В этой вероятностной модели предполагается, что количество распространяющихся сетальных фрагментов невелико – порядка десятков в день, но вероятность неблагоприятного клинического события в тканях с плохой иммунной защитой, пронизанных сетальным фрагментом, оценивается как близкая к 1.0, что приводит к многочисленным случаям EFL и LFL, а также к редким, но уникальным поражениям одного глаза при MRLS. Слабый иммунный ответ в пораженных тканях является неотъемлемой частью гипотезы SPSE. Фрагменты сетальных ETC, распространяющие бактерии в иммунокомпетентные ткани, как это наблюдалось у всех лошадей в центральной части Кентукки во время эпизоотии ETC/MRLS, не вызывают видимых клинических проявлений. Однако известно, что иммунная защита плода, глаз и внеклеточных жидкостей, таких как перикардиальная жидкость, ослаблена, что и объясняет клинические поражения MRLS в этих тканях. Перикардиальные и одноглазые случаи, возникающие одновременно со случаями потери плода, но у лошадей всех возрастов и полов, указывают на то, что фактор MRLS "проник" практически во всех лошадей центральной части Кентукки во время эпизоотии. Однако наиболее многочисленные, выраженные и коммерчески значимые случаи наблюдались только у беременных кобыл. Вероятность возникновения MRLS, при прочих равных условиях, напрямую связана с долей сердечного выброса, поступающего в данную ткань. Это объясняет очень быстрое (36 ч) начало случаев LFL при высоких дозах, и гораздо более медленное развитие случаев EFL из-за меньшего размера плода на ранних сроках и, соответственно, меньшей доли сердечного выброса, поступающего к нему. Доля сердечного выброса, поступающего к одному глазу, крайне мала, что объясняет очень низкую частоту (оценивается как один случай на 60 000 глаз лошадей в центральном Кентукки) уникальных поражений одного глаза. Фактически, исходя из частоты поражений одного глаза, количество циркулирующих сетальных фрагментов оценивается в десяток в день, что объясняет отсутствие клинических признаков у лошадей с MRLS и трудности с выделением бактерий из крови кобыл с MRLS. Примерно в это же время, осенью 2003 года, коллеги, которым была предоставлена предварительная версия аналитической статьи AFT, проводили вскрытия свиней, которым вводили ETC. Они отметили, что в кишечнике этих свиней обнаружено большое количество кишечных микрогранулем, каждая из которых заключала в себе сетальный фрагмент ETC. Обсуждая слухи об этих находках с доктором Терри Фицджеральдом, он отметил, что аналогичные кишечные микрогранулемы ранее наблюдались у крыс, получавших ETC, коллегами, проводившими эксперименты с ETC, и предоставил гистологические срезы (H и E) микрогранулем сетальных фрагментов ETC в кишечнике крыс для включения во вторую статью. Гипотеза SPSE включает проникновение в кишечник и, предположительно, летальный перитонит как один из логических исходов воздействия на кишечник септических проникающих сетальных фрагментов ETC. Можно обоснованно предположить, что все живые существа, обладающие кишечником, имеют эволюционно развитую и эффективную защиту от воздействия на кишечник раздражителей, таких как сетальные фрагменты ETC и/или эквивалентные структуры. Полностью последовательный и логичный характер защитного механизма заключается в инкапсуляции проникающего фрагмента в соединительную ткань, что минимизирует движения ткани, вызывающие перемещение фрагмента, и предотвращает его миграцию посредством перистальтики. Модель AFT, первоначально разработанная для описания механических повреждений, часто применялась к биологическим и медицинским ситуациям. В большинстве токсикологических моделей эффект пропорционален концентрации токсина или степени воздействия. Однако в модели AFT как эффект (аборт), так и время до его наступления зависят от концентрации. Эта статистическая модель соответствовала данным MRLS, которые показали, что аборты происходили быстро и с большей частотой при высоких дозах ETC, а начало абортов задерживалось и частота абортов снижалась при низких дозах. Следуя этим рекомендациям, были проведены эксперименты с введением гусениц, и местная процессионная гусеница была идентифицирована как причина синдрома абортов, вызванного гусеницами в Австралии, который был назван "Эквина Амнионит и Потеря Плода". Дальнейшим указанием на возможную повсеместность абортов, связанных с гусеницами, служит информация из Западной Сахары, где традиционные пастухи верблюдов давно знают, что беременные верблюдицы, подвергшиеся воздействию гусениц, имеют высокий риск аборта или рождения потомства в состоянии, аналогичном плодам на поздних сроках развития при MRLS. В Западной Сахаре это состояние известно как "дуда" – местное название гусеницы, и связь с гусеницей хорошо понятна в культуре сахарских пастухов верблюдов. Учитывая трудности, с которыми столкнулись некоторые группы в Кентукки, принимая теорию о том, что гусеницы вызывают MRLS, долгосрочная осведомленность традиционной культуры пастухов верблюдов о концепции абортов, вызванных гусеницами, интересна.
Профилактика и лечение
Поскольку вишня черная является предпочтительным деревом-хозяином для восточной палаточной гусеницы, одним из способов профилактики является простое удаление деревьев из окрестностей конеферм, что было одной из первых рекомендаций в отношении МРЛС. Кроме того, поскольку взрослые гусеницы находятся на земле вблизи беременных кобыл лишь короткое время, эффективным профилактическим мероприятием является простое ограждение беременных кобыл от контакта с ними. В связи с этим одна из конеферм в Кентукки использовала метод надевания на кобыл мундштуков в период активности гусениц, что, по сообщениям, оказалось эффективным. Эффективного лечения МРЛС не существует. Кобылы, у которых произошел выкидыш, лечатся антибиотиками широкого спектра действия для предотвращения бактериальных инфекций. Жеребята, рожденные от кобыл, инфицированных МРЛС, получают поддерживающую терапию и медикаменты для уменьшения воспалительной реакции и улучшения кровообращения, однако ни одно из этих средств не дает эффекта, поскольку большинство жеребят не выживают. Односторонний увеит лечится симптоматически антибиотиками и противовоспалительными препаратами.