A paradigm of one-health in small ruminant farms
Authors: Μιχαήλ Χαραλαμπία 
Published: June 2024

Η παρούσα διατριβή αποσκοπεί στην παρουσίαση ενός υποδείγματος ενιαίας υγείας στις εκτροφές μικρών μηρυκαστικών και αναφέρεται στη μελέτη των αλληλεπιδράσεων μεταξύ ενδομαστικών λοιμώξεων, προβλημάτων στο αρμεκτικό σύστημα, ανθρώπινων πόρων και ορισμένων περιβαλλοντικών παραγόντων, όπως αυτά λαμβάνουν χώρα στο αρμεκτήριο στις εκτροφές. Οι ειδικοί στόχοι της διατριβής είναι οι ακόλουθοι.(α) Η περιγραφή του ρυθμού προσβολής από υποκλινική μαστίτιδα σε εκτροφές προβάτων κατά την αρμεκτική περίοδο, η παρουσίαση δυνητικών συσχετίσεων της υποκλινικής μαστίτιδας με την ποιότητα γάλακτος, η ταυτοποίηση παραγόντων επικινδυνότητας για τον αυξημένο ρυθμό προσβολής από τη λοίμωξη, η περιγραφή του ρυθμού απομόνωσης σταφυλοκόκκων ανθεκτικών στα αντιβιοτικά από περιστατικά με υποκλινική μαστίτιδα και η ταυτοποίηση παραγόντων επικινδυνότητας για τον αυξημένο ρυθμό απομόνωσης τέτοιων στελεχών από περιστατικά υποκλινικής μαστίτιδας, (β) Η περιγραφή των πληθυσμών σταφυλοκόκκων στα θήλαστρα στα αρμεκτήρια σε εκτροφές προβάτων και αιγών κατά την αρμεκτική περίοδο, η ταυτοποίηση προσδιοριστών για την παρουσία σταφυλοκόκκων στα θήλαστρα, η αναζήτηση συσχετίσεων με τον αριθμό των σωματικών κυττάρων και την ολική μεσόφιλη χλωρίδα στο γάλα της παγολεκάνης των εκτροφών, η ανάδειξη των προτύπων αντιμικροβιακής αντοχής των εν λόγω στελεχών σταφυλοκόκκων και η ταυτοποίηση προσδιοριστών για την απομόνωση αντιβιοάντοχων σταφυλοκόκκων από τα θήλαστρα, (γ) Η αξιολόγηση δυνητικών συσχετίσεων μεταξύ της απομόνωσης σταφυλοκόκκων από τα θήλαστρα στο αρμεκτήριο και της εφαρμογής εμβολιασμού κατά της σταφυλοκοκκικής μαστίτιδας σε εκτροφές προβάτων και αιγών,(δ) Η περιγραφή της συχνότητας παρουσίας μη κανονικών ευρημάτων στα θήλαστρα στα αρμεκτήρια σε εκτροφές προβάτων και αιγών μετά την ολοκλήρωση της εφαρμοζόμενης καθαριότητας στο αρμεκτικό σύστημα, η συσχέτιση της απομόνωσης σταφυλοκόκκων από τα θήλαστρα με την παρουσία μη κανονικών ευρημάτων και η ταυτοποίηση προσδιοριστών για τη παρουσία μη κανονικών ευρημάτων στα θήλαστρα. Η διατριβή αποτελείται από τέσσερα Κεφάλαια και ακολουθείται από τη Γενική Συζήτηση. Το Κεφάλαιο Ι περιλαμβάνει τα αποτελέσματα μίας μελέτης πεδίου σε 12 εκτροφές προβάτων, κατά την οποία συλλέχθηκαν δείγματα μαστικού εκκρίματος από 240 προβατίνες και δείγματα γάλακτος από την παγολεκάνη των εκτροφών σε τέσσερις επισκέψεις στις εκτροφές εντός περιόδου έξι μηνών κατά τη διάρκεια της αρμεκτικής περιόδου, για πραγματοποίηση βακτηριολογικών, χημικών και κυτταρολογικών εξετάσεων. Ο ρυθμός προσβολής από υποκλινική μαστίτιδα ήταν 51,7% για τη διάρκεια της μελέτης και κυμάνθηκε από 25,0% έως 75,0% μεταξύ των εκτροφών. Ο ρυθμός προσβολής από υποκλινική μαστίτιδα σταφυλοκοκκικής αιτιολογίας ήταν 48,8%, αντίστοιχα. Ο ρυθμός αναζωπύρωσης της υποκλινικής μαστίτιδας ήταν 35,4%. Τα βακτήρια που απομονώθηκαν πιο συχνά ήταν Staphylococcus aureus και Staphylococcus simulans. Από τα στελέχη σταφυλοκόκκων που απομονώθηκαν από περιστατικά υποκλινικής μαστίτιδας, 65,4% βρέθηκε ότι σχημάτιζαν βιομεμβράνη. Τα σωματικά κύτταρα στο γάλα της παγολεκάνης προοδευτικά αυξάνονταν κατά τη διάρκεια της γαλακτικής περιόδου, με σημαντική αύξηση κατά την τρίτη και την τέταρτη επίσκεψη στις εκτροφές. Τα σωματικά κύτταρα στο γάλα της παγολεκάνης συσχετίζονταν θετικά με το ποσοστό προσβολής από υποκλινική μαστίτιδα σε κάθε επίσκεψη στις εκτροφές. Παρατηρήθηκαν σημαντική αντίστροφη συσχέτιση και σημαντική θετική συσχέτιση του ποσοστού προσβολής από υποκλινική μαστίτιδα και της περιεκτικότητας σε πρωτεΐνες και σε νερό στο γάλα της παγολεκάνης. Στην πολυπαραγοντική ανάλυση, ταυτοποιήθηκαν ως παράγοντες επικινδυνότητας για αυξημένο ρυθμό προσβολής η νεαρή ηλικία απομάκρυνσης των αρνιών από τις μητέρες τους, και συνακόλουθα η πρώιμη έναρξη του αρμέγματος των προβατίνων, η παράλειψη της πραγματοποίησης του εμβολιασμού των προβατίνων κατά την μαστίτιδας και η έλλειψη εργατικού προσωπικού στις εκτροφές, όλοι θετικά συσχετιζόμενοι με αυξημένο ρυθμό προσβολής από υποκλινική μαστίτιδα. Τα στελέχη σταφυλοκόκκων που απομονώθηκαν, αξιολογήθηκαν για την ανθεκτικότητά τους σε 18 αντιβιοτικά. Αντιμικροβιακή αντοχή βρέθηκε σε 57 από τα 179 στελέχη σταφυλοκόκκων από περιστατικά υποκλινικής μαστίτιδας (31,8%). Βρέθηκε ανθεκτικότητα σε 11 αντιβιοτικά, συχνότερα έναντι της αμπικιλλίνης (63,2% των στελεχών), της πενικιλλίνης (63,2%) και της τετρακυκλίνης (47,4%). Στελέχη ανθεκτικά στην αμπικιλλίνη και την πενικιλλίνη απομονώθηκαν σε 12 εκτροφές. Επίσης, απομονώθηκαν 21 πολυανθεκτικά στελέχη (11,7% των στελεχών). Ο ρυθμός απομόνωσης αντιβιοάντοχων (σε τουλάχιστον ένα (οποιοδήποτε) αντιβιοτικό) στελεχών σταφυλοκόκκων ήταν 23,8%. Ο ρυθμός απομόνωσης στελεχών σταφυλοκόκκων ανθεκτικών στην οξακιλλίνη ήταν 5,0% και ο ρυθμός απομόνωσης πολυανθεκτικών στελεχών σταφυλοκόκκων ήταν 8,8%. Ως παράγοντας επικινδυνότητας για τον αυξημένο ρυθμό απομόνωσης αντιβιοάντοχων (σε τουλάχιστον ένα (οποιοδήποτε) αντιβιοτικό) στελεχών σταφυλοκόκκων και τον αυξημένο ρυθμό απομόνωσης στελεχών σταφυλοκόκκων ανθεκτικών στην οξακιλλίνη, ταυτοποιήθηκε η παράλειψη της πραγματοποίησης του εμβολιασμού των προβατίνων κατά την μαστίτιδας. Ως παράγοντες επικινδυνότητας για τον αυξημένο ρυθμό απομόνωσης πολυανθεκτικών στελεχών σταφυλοκόκκων ταυτοποιήθηκαν ο μεγάλος αριθμός χρησιμοποιούμενων αντιβιοτικών για τη θεραπεία της μαστίτιδας και η νεαρή ηλικία απομάκρυνσης των αρνιών από τις μητέρες τους. Τα περισσότερα στελέχη σταφυλοκόκκων που βρέθηκε ότι σχημάτιζαν βιομεμβράνη απομονώθηκαν από εκτροφές στις οποίες δεν πραγματοποιείτο εμβολιασμός κατά τη σταφυλοκοκκικής μαστίτιδας (55.9% των εν λόγω στελεχών).Το Κεφάλαιο ΙΙ περιλαμβάνει τα αποτελέσματα μίας μελέτης πεδίου σε 255 εκτροφές προβάτων και 66 εκτροφές αιγών, κατά την οποία έγινε δειγματοληψία με βύσματα από 1115 και 303, αντίστοιχα, θήλαστρα στα αρμεκτήρια των εκτροφών. Από κάθε θήλαστρο λήφθηκαν δείγματα από το ανώτερο τμήμα (σε βάθος 1-1,5 εκατοστά από το άνω στόμιο) και το κατώτερο τμήμα (σε βάθος 10-12 εκατοστά από το άνω στόμιο) για απομόνωση σταφυλοκόκκων, για ταυτοποίησή τους και για προσδιορισμό δυνατότητας σχηματισμού βιομεμβράνης από αυτά τα στελέχη. Συνολικά, σταφυλόκοκκοι απομονώθηκαν από 241 και 87 θήλαστρα σε 105 εκτροφές προβάτων (41,2%) και 35 εκτροφές αιγών (53,0%), αντίστοιχα. Σταφυλόκοκκοι απομονώθηκαν πιο συχνά από το ανώτερο παρά από το κατώτερο τμήμα των θηλάστρων: από 299 και 97 θήλαστρα, αντίστοιχα, σε εκτροφές προβάτων και από 73 και 43 θήλαστρα, αντίστοιχα, σε εκτροφές αιγών. Από τα θήλαστρα στις εκτροφές προβάτων απομονώθηκαν 186 στελέχη σταφυλοκόκκων, συχνότερα S. aureus, Staphylococcus equorum, Staphylococcus lentus, Staphylococcus haemolyticus και Staphylococcus sciuri. Από τα θήλαστρα στις εκτροφές αιγών απομονώθηκαν 67 στελέχη σταφυλοκόκκων, συχνότερα S. aureus, Staphylococcus capitis και S. equorum. Από αυτά τα στελέχη, 88,7% και 82,1%, αντίστοιχα, βρέθηκε ότι σχημάτιζαν βιομεμβράνη. Στην πολυπαραγοντική ανάλυση, ταυτοποιήθηκαν ως προσδιοριστές για την απομόνωση σταφυλοκόκκων από τα θήλαστρα σε εκτροφές προβάτων: η μεγάλη ηλικία απομάκρυνσης των ζώων από την εκτροφή, η παρουσία εργατικού προσωπικού και η παράλειψη της χρήσης απολυμαντικού κατά τον καθαρισμό του αρμεκτικού συγκροτήματος, και στις εκτροφές αιγών: ο αυξημένος ετήσιος ρυθμός προσβολής από κλινική μαστίτιδα. Τα στελέχη σταφυλοκόκκων που απομονώθηκαν, αξιολογήθηκαν για την ανθεκτικότητά τους σε 18 αντιβιοτικά. Αντιμικροβιακή αντοχή βρέθηκε σε 144 από τα 186 (77,4%) στελέχη σταφυλοκόκκων (μεταξύ αυτών 81 (43,6%) πολυανθεκτικά στελέχη), από εκτροφές προβάτων και σε 23 από τα 67 (34,3%) στελέχη σταφυλοκόκκων από εκτροφές αιγών (μεταξύ αυτών 14 (22,4%) πολυανθεκτικά στελέχη). Στα στελέχη από εκτροφές προβάτων, βρέθηκε ανθεκτικότητα συχνότερα έναντι της αμπικιλλίνης (58,6% των στελεχών), της πενικιλλίνης (58,6%), της κλινδαμυκίνης (42,5%), της οξακιλλίνης (28,0%), της φωσφομυκίνης (26,3%), του φουσιδικού οξέος (25,8%), της τετρακυκλίνης (21,0%) και της ερυθρομυκίνης (18,8%). Στην πολυπαραγοντική ανάλυση, ταυτοποιήθηκαν ως προσδιοριστές για την απομόνωση αντιβιοάντοχων σταφυλοκόκκων από τα θήλαστρα: η εποχή του έτους την περίοδο όπου έγινε η δειγματοληψία (φθινόπωρο, χειμώνας), το χαμηλότερο επίπεδο εκπαίδευσης των κτηνοτρόφων, η παρουσία εργατικού προσωπικού στην εκτροφή και η μεγάλη ηλικία απομάκρυνσης των ζώων από την εκτροφή (αντιμικροβιακή αντοχή σε τουλάχιστον ένα (οποιοδήποτε) αντιβιοτικό), το εντατικό ή ημι-εντατικό σύστημα διαχείρισης στην εκτροφή, η αυξημένη συχνότητα εφαρμογής απολυμάνσεων (αντιμικροβιακή αντοχή στην οξακιλλίνη) και η παράλειψη της χρήσης απολυμαντικού κατά τον καθαρισμό του αρμεκτικού συγκροτήματος (πολυανθεκτικότητα). Στα στελέχη από τις εκτροφές αιγών, βρέθηκε ανθεκτικότητα συχνότερα έναντι της αμπικιλλίνης (22,4% των στελεχών), της πενικιλλίνης (22,4%), της φωσφομυκίνης (17,9%), της κλινδαμυκίνης (14,9%), της ερυθρομυκίνης (13,4%) και της τετρακυκλίνης (13,4%). Στην πολυπαραγοντική ανάλυση, ταυτοποιήθηκαν ως προσδιοριστές για την απομόνωση αντιβιοάντοχων σταφυλοκόκκων από τα θήλαστρα: ο ρυθμός προσβολής από κλινική μαστίτιδα (αντιμικροβιακή αντοχή σε τουλάχιστον ένα (οποιοδήποτε) αντιβιοτικό) και η παράλειψη της χρήσης απολυμαντικού κατά τον καθαρισμό του αρμεκτικού συγκροτήματος (αντιμικροβιακή αντοχή σε τουλάχιστον ένα (οποιοδήποτε) αντιβιοτικό και πολυανθεκτικότητα).Το Κεφάλαιο ΙIΙ περιλαμβάνει τα αποτελέσματα της αξιολόγησης της δυνητικής συσχέτισης μεταξύ της απομόνωσης σταφυλοκόκκων από τα θήλαστρα και της εφαρμογής εμβολιασμού κατά της σταφυλοκοκκικής μαστίτιδας στις εκτροφές. Η αναλογία θηλάστρων από τα οποία απομονώθηκαν σταφυλόκοκκοι βρέθηκε ότι ήταν μικρότερη σε εκτροφές, όπου εφαρμοζόταν εμβολιασμός κατά της λοίμωξης: 19,7% έναντι 25,5% σε εκτροφές όπου δεν γινόταν εμβολιασμός.Το Κεφάλαιο IV περιλαμβάνει μία μελέτη πεδίου για τη συχνότητα παρουσίας μη κανονικών ευρημάτων στα θήλαστρα στα αρμεκτήρια σε εκτροφές προβάτων και αιγών, μετά την ολοκλήρωση της εφαρμοζόμενης καθαριότητας στο αρμεκτικό σύστημα. Θήλαστρα με μη κανονικά ευρήματα παρατηρήθηκαν σε 150 αρμεκτήρια (46,7%), συνολικά δε βρέθηκαν 593 θήλαστρα (41,8%) με μακροσκοπικά μη κανονικά ευρήματα. Ακαθαρσίες, υπολείμματα γάλακτος και ρωγμές ή σχισμές παρατηρήθηκαν σε 90,0%, 36,0% και 12,7% των αρμεκτηρίων όπου υπήρχαν μη κανονικά ευρήματα. Από αυτά τα θήλαστρα απομονώθηκαν συχνότερα σταφυλόκοκκοι παρά από θήλαστρα με κανονικά ευρήματα: από 37,4% (222/593) και 12,8% (106/825), αντίστοιχα. Σταφυλόκοκκοι απομονώθηκαν πιο συχνά από θήλαστρα με υπολείμματα γάλακτος (39,4%) ή με ακαθαρσίες (39,0%). Στην πολυπαραγοντική ανάλυση, ταυτοποιήθηκαν ως προσδιοριστές για την ύπαρξη θηλάστρων με μη κανονικά ευρήματα ο καθημερινός αριθμός αρμεγμάτων, το στάδιο της γαλακτικής περιόδου και ο αριθμός των διαθέσιμων αρμεκτικών μονάδων ανά θέση ζώου στο αρμεκτήριο. Στην παρούσα διατριβή, για πρώτη φορά, παρουσιάζεται ένα υπόδειγμα ενιαίας υγείας με επίκεντρο το αρμεκτήριο στις εκτροφές των προβάτων και των αιγών: τα αποτελέσματα καταδεικνύουν ότι επιπλέον των βακτηρίων, οι ανθρώπινοι πόροι και οι περιβαλλοντικές συνθήκες έχουν σημασία για τις ενδομαστικές μολύνσεις εντός του αρμεκτηρίου. Τα ευρήματα υπογραμμίζουν επιπλέον τις πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις που λαμβάνουν χώρα και μπορούν να οδηγήσουν σε μαστίτιδα.Ειδικότερα συμπεράσματα που προκύπτουν από τη διατριβή είναι τα παρακάτω. (α) Δεδομένης της σημασίας της εκτροφής προβάτων για τον πρωτογενή τομέα στην Ελλάδα, είναι επίκαιρη και σημαντική η μελέτη της μαστίτιδας και η παρακολούθηση της κατάστασης στις εκτροφές. Τα αποτελέσματα παρουσιάζουν νέα δεδομένα σχετικά με την υποκλινική μαστίτιδα στη χώρα μας. Τα ευρήματα παρουσιάζουν, για πρώτη φορά διεθνώς, τη σημασία των ανθρώπινων πόρων ως παράγοντα επικινδυνότητας για την εκδήλωση μαστίτιδας στις εκτροφές. Με αυτόν τον τρόπο, παρουσιάζεται ακόμη μία αλληλεπίδραση μεταξύ ανθρώπων και ζώων στην αλυσίδα παραγωγής τροφίμων, καθώς και οι προσεγγίσεις που πρέπει να ακολουθήσουν οι κτηνοτρόφοι για τη βελτίωση του εισοδήματός τους. (β) Παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της μελέτης του ρυθμού απομόνωσης αντιβιοάντοχων στελεχών σταφυλοκόκκων από περιστατικά υποκλινικής μαστίτιδας στις εκτροφές προβάτων. Υπήρχε προοδευτική αύξηση στη συχνότητα της απομόνωσης αντιβιοάντοχων στελεχών, σε συνάφεια με την προοδευτική αύξηση του ποσοστού προσβολής από υποκλινική μαστίτιδα. Αντιμικροβιακή αντοχή ανιχνεύτηκε σε περίπου ένα τρίτο των στελεχών σταφυλοκόκκων. Η παράλειψη της πραγματοποίησης εμβολιασμού κατά της σταφυλοκοκκικής μαστίτιδας βρέθηκε ότι ήταν παράγοντας επικινδυνότητας για την απομόνωση αντιβιοάντοχων στελεχών σταφυλοκόκκων. Η μεγαλύτερη αναλογία σταφυλοκόκκων που βρέθηκε ότι σχημάτιζαν βιομεμβράνη απομονώθηκε από εκτροφές όπου δεν εφαρμοζόταν εμβολιασμός κατά της μαστίτιδας. (γ) Μελετήθηκε για πρώτη φορά διεθνώς η απομόνωση στελεχών σταφυλοκόκκων από τα θήλαστρα στα αρμεκτήρια, και αξιολογήθηκε η ευαισθησία αυτών σε αντιβιοτικά. Σταφυλόκοκκοι απομονώθηκαν από τα θήλαστρα παρά τον καθαρισμό αυτών μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας αρμέγματος. Τα περισσότερα στελέχη βρέθηκε ότι σχημάτιζαν βιομεμβράνη, η οποία είναι ιδιότητα η οποία διευκόλυνε την προσκόλληση των βακτηρίων στα θήλαστρα και την επιβίωσή τους σε δυσμενείς περιβαλλοντικές συνθήκες. Βρέθηκε ότι ποικίλες μεταβλητές ήταν σημαντικοί προσδιοριστές για την απομόνωση αντιβιοάντοχων στελεχών σταφυλοκόκκων. Αυτοί πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την κατάστρωση προγραμμάτων διαχείρισης υγείας και κατά την εκπαίδευση των κτηνοτρόφων σχετικά με τις ορθές πρακτικές που πρέπει να ακολουθούν στις εκτροφές τους. Η συσχέτιση της παράλειψης της χρήσης απολυμαντικών με την απομόνωση πολυανθεκτικών στελεχών, μάλλον σχετίζεται με τη, σε τέτοιες περιπτώσεις, παρουσία αυξημένου βακτηριακού πληθυσμού, η οποία δυνητικά οδηγεί σε οριζόντια μεταφορά γονιδίων σχετιζόμενων με την αντιμικροβιακή αντοχή. (δ) Σε εκτροφές όπου εφαρμοζόταν εμβολιασμός κατά της σταφυλοκοκκικής μαστίτιδας, παρατηρήθηκε μειωμένη συχνότητα απομόνωσης σταφυλοκόκκων από τα θήλαστρα. Το εύρημα επιβεβαιώνει ότι ο εμβολιασμός κατά της σταφυλοκοκκικής μαστίτιδας μπορεί να μειώσει τη διασπορά των βακτηρίων. (ε) Η μελέτη παρέχει, για πρώτη φορά διεθνώς, μία καταγραφή και αξιολόγηση της συχνότητας των προβλημάτων στα θήλαστρα στα αρμεκτήρια στις εκτροφές μικρών μηρυκαστικών. Η ανάλυση για ταυτοποίηση προσδιοριστών παρέχει εστιασμένα αποτελέσματα για την εφαρμογή διαχειριστικών παρεμβάσεων, όταν κατά περίπτωση πρέπει να λάβουν χώρα σχετικές παρεμβάσεις, για τη βελτίωση της κατάστασης σε εκτροφές με προβλήματα. Συνακόλουθα, το αυξημένο φορτίο σταφυλοκόκκων στα θήλαστρα με μη κανονικά ευρήματα υποδεικνύει τον αυξημένο κίνδυνο μαστίτιδας σε τέτοιες περιπτώσεις.Το σύνολο των δεδομένων θα βοηθήσει στην κατανόηση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ ζώων – ανθρώπων – βακτηρίων – περιβάλλοντος στα αρμεκτήρια στις εκτροφές των προβάτων και των αιγών, στην παρουσίαση πληροφοριών σχετικά με την κατάσταση στις εκτροφές, στην εκμετάλλευση των χρονικών περιθωρίων, στην υποστήριξη της ανάπτυξης σχετικών τεχνολογιών και στη βελτιστοποίηση των πρακτικών διαχείρισης υγείας.Μαζί με περαιτέρω ερευνητικές μελέτες της ομάδας μας και μελέτες άλλων ερευνητών στην Ελλάδα και διεθνώς, μπορεί να δημιουργηθεί ένα όραμα για το μέλλον της εκτροφής μικρών μηρυκαστικών στη χώρα μας.