European Foulbrood
Читать статью через ВКонтакте
Дата публикации: 21.07.2020
Заболевание Европейский гнилец пчел (European Foulbrood, EFB) вызывается грамположительным ланцетовидным кокком Melissococcus plutonius (Bailey & Collins, 1982; Truper & De' Clari, 1998). В самых ранних исследованиях инфекционным агентом считался Streptococcus apis (Burri) или Bacillus pluton (White, 1912), позже, между 1957 и 1982 годами, в качестве возбудителя упоминался S. pluton (Bailey, 1957b).
EFB – это одна из наиболее важных болезней европейской пчелы Apis mellifera L. (Bailey, 1956; Bailey, 1957a; Bailey, 1960; Bailey, 1983; Bailey, 1985; Forsgren, 2010; White, 1912). В основном, EFB регистрируется весной и в первую очередь поражает слабые семьи и семьи с низкими запасами корма (Bailey, 1960; Poltev, 1950).
Данное заболевание пчел включено в Кодекс здоровья наземных животных Всемирной организацией здравоохранения животных (Международное Эпизоотическое Бюро, МЭБ) (OIE, 2016b). Хотя распространение EFB является повсеместным и клинические признаки схожи с клиническими признаками, вызываемыми американским гнильцом (American Foulbrood, AFB), EFB не подлежит регистрации ни в одной стране (Forsgren et al., 2013).
EFB можно спутать с AFB или другими заболеваниями личинок пчел (Alippi, 1991; Forsgren et al., 2013).
В последние годы заболеваемость EFB возросла в некоторых европейских странах. В частности, в Швейцарии его встречаемость постоянно растет с 1997 года (Belloy et al., 2007; Roetschi et al., 2008). В Великобритании EFB стал самым распространенным заболеванием личинок пчел (Budge et al., 2011; Wilkins, Brown & Cuthbertson, 2007), а в Норвегии в 2010 произошла региональная вспышка данного заболевания после 30-летнего отсутствия (Dahle, Sorum & Weideman, 2011). Кроме того, заболеваемость пчел EFB отмечалась в Чехии (которая на тот момент была частью Чехословакии); в июне 1975 г. EFB был обнаружен в Кралупи-над-Влтавой в Среднечешском крае (F Kamler, pers. obs., 1975). EFB был также обнаружен в Чехии недавно (в 2015 году), а в 2016 году в Национальном парке гор Крконош в Восточной Чехии так же появились признаки возникновения заболевания (KVSH, 2015).
Первое значимое исследование этиологии EFB было проведено в 1912 году White, который отметил, что больные личинки были более прозрачными или имели желтоватый оттенок по сравнению с окрасом здоровых личинок того же возраста (White, 1912).
Bailey предложил, что рабочие пчелы удаляют зараженные личинки, потому что им требуется больше корма из-за болезни (Bailey, 1960), и потому, что достаточное количество корма может поддержать выживаемость личинок, что приводит к окукливанию (Bailey, 1983). Взрослые рабочие пчелы, удаляя зараженные личинки, переносят M. plutonius внутри и между семьями; способность переносить M. plutonius была продемонстрирована McKee et al. (2003).
Первым этапом заражения EFB является бессимптомная колонизация кишки личинки и рост патогена в средней кишке (Bailey, 1959; Bailey, 1960; Tarr, 1938). M. plutonius локализуется на поверхности перитрофической мембраны кишки личинки, при этом наблюдаются признаки диффузии веществ от M. plutonius в ткани личинки (Takamatsu, Sato & Yoshiyama, 2016). Вторичные инфекции могут оказывать дополнительный отрицательный эффект (Bailey, 1956; Bailey, 1957a; Bailey, 1963; Tarr, 1938; White, 1912), тем самым влияя на выживаемость личинок (Bailey, 1983).
Тем не менее, неясна роль в развитии болезни, которую играют вторичные патогены, такие как Enterococcus faecalis, Achromobacter eurydice (ранее Bacterium eurydice), Brevibacillus laterosporus, Paenibacillus alvei и Paenibacillus dendritiformis (Alippi, 1991; Bailey, 1956; Bailey, 1963; Bailey&Ball, 1991; Djordjevic et al., 1998; Gaggia et al., 2015, Erler et al., in press). Любопытно, что White уже в 1912 году упоминал об одновременном выявлении A. eurydice и M. plutonius (White, 1912). По словам Bailey, EFB вызван сочетанием M. plutonius и A. eurydice (Bailey, 1957a), в то время как другие работы выделяют E. faecalis (Bailey, 1963; Forsgren, 2010; Gaggia et al., 2015; OIE, 2008). Следует отметить, что недавний обзор литературы Erler et al. (in press) предположил путаницу A. eurydice с молочнокислой бактерией Lactobacillus kunkeei в свя́зи с EFB.
Некоторые зараженные личинки могут выживать и выделять M. Plutonius вместе с фекалиями (Bailey, 1959). Несмотря на то, что продолжительность заболевания может варьироваться, личинки обычно умирают из-за бактериемии в возрасте 4-5 дней, но иногда и в более старшем возрасте, уже после запечатывания (Forsgren, 2010). Некоторые зараженные личинки могут даже дожить до стадии куколки несмотря на то, что их вес уменьшается из-за инфекции (Bailey, 1960).
Недавние исследования показали, что эпидемиология EFB различна и зависит от вирулентности штамма M. plutonius, что, по-видимому, приводит к различиям в клинических признаках заболевания в разных странах (Arai et al., 2012; Budge et al., 2014; Nakamura et al., 2016; Takamatsu, Sato & Yoshiyama, 2016). Низкая вирулентность M. plutonius, вероятно, является причиной того, что некоторые личинки все же остаются способными к окукливанию (Nakamura et al., 2016).
Диагностика
Методы, используемые для обнаружения EFB, были рассмотрены Forsgren et al. (2013) и включены в COLOSS BeeBook (Dietemann, Ellis & Neumann, 2013) и Кодекс наземных животных МЭБ (OIE, 2016a). По сравнению с возбудителем AFB, Paenibacillus larvae, образующим споры, M. plutonius – не спорообразующая бактерия и поэтому ее труднее обнаружить используя методы культивирования (Djordjevic et al., 1998; Hornitzky & Smith, 1999). White (1912) отметил, что наиболее благоприятный период для постановки диагноза на основании осмотра – за три дня до того, как ячейки сот с личинками будут запечатаны (White, 1912). Согласно МЭБ, только что умершие личинки являются предпочтительными для диагностического анализа (OIE, 2016a).
Микроскопия (Hornitzky & Wilson, 1989) и электронная микроскопия (Alippi, 1991) являются методами диагностики EFB.
Молекулярно-биологические методы, используемые для обнаружения M. plutonius, включают:
— иммунохимические методы, такие как ELISA и LFIA (Pinnock & Featherstone, 1984; Tomkies et al., 2009),
— иммуногистохимию (Takamatsu, Sato & Yoshiyama, 2016),
— ПЦР метод (Govan et al., 1998, Belloy et al., 2007; Djordjevic et al., 1998; Forsgren et al., 2005; McKee et al., 2003, Budge et al., 2010; Roetschi et al., 2008).
References
Alippi AM. 1991. A comparison of laboratory techniques for the detection of significant bacteria of the honey bee, Apis mellifera, in Argentina. Journal of Apicultural Research 30(2):75_80 DOI 10.1080/00218839.1991.11101237.
Arai R, Tominaga K, Wu M, Okura M, Ito K, Okamura N, Onishi H, Osaki M, Sugimura Y, Yoshiyama M, Takamatsu D. 2012. Diversity of Melissococcus plutonius from honeybee larvae in Japan and experimental reproduction of European foulbrood with cultured atypical isolates. PLOS ONE 7(3):e33708 DOI 10.1371/journal.pone.0033708.
Bailey L. 1956. Aetiology of European foulbrood; a disease of the larval honeybee. Nature 178(4542):1130_1130 DOI 10.1038/1781130a0.
Bailey L. 1957a. European foul brood: a disease of the larval honeybee (Apis mellifera L.) caused by a combination of Streptococcus pluton (Bacillus pluton White) and Bacterium eurydice White. Nature 180(4596):1214_1215 DOI 10.1038/1801214a0.
Bailey L. 1957b. The isolation and cultural characteristics of Streptococcus pluton and further observations on Bacterium eurydice. Journal of General Microbiology 17(1):39_48 DOI 10.1099/00221287-17-1-39.
Bailey L. 1959. An improved method for the isolation of Streptococcus pluton, and observations on its distribution and ecology. Journal of Insect Pathology 1(1):80_85.
Bailey L. 1960. The epizootiology of European foulbrood of the larval honey bee, Apis mellifera Linnaeus. Journal of Insect Pathology 2(2):67_83.
Bailey L. 1963. The pathogenicity for honey-bee larvae of microorganisms associated with European foulbrood. Journal of Insect Pathology 5(2):198_205.
Bailey L. 1983. Melissococcus pluton, the cause of European foulbrood of honey bees (Apis spp.). Journal of Applied Bacteriology 55(1):65_69 DOI 10.1111/j.1365-2672.1983.tb02648.x.
Bailey L. 1985. Melissococcus pluton and European foul brood. Bee World 66(4):134_136 DOI 10.1080/0005772x.1985.11098843.
Bailey L, Ball BV. 1991. Honey bee pathology. 2nd Edition. London: Academic Press.
Bailey L, Collins MD. 1982. Reclassification of `Streptococcus pluton' (White) in a new genus Melissococcus, as Melissococcus pluton nom. rev.; comb. nov. Journal of Applied Bacteriology 53(2):215_217 DOI 10.1111/j.1365-2672.1982.tb04679.x.
Belloy L, Imdorf A, Fries I, Forsgren E, Berthoud H, Kuhn R, Charriere J-D. 2007. Spatial distribution of Melissococcus plutonius in adult honey bees collected from apiaries and colonies with and without symptoms of European foulbrood. Apidologie 38(2):136_140 DOI 10.1051/apido:2006069.
Budge GE, Barrett B, Jones B, Pietravalle S, Marris G, Chantawannakul P, Thwaites R, Hall J, Cuthbertson AGS, Brown MA. 2010. The occurrence of Melissococcus plutonius in healthy colonies of Apis mellifera and the efficacy of European foulbrood control measures. Journal of Invertebrate Pathology 105(2):164_170 DOI 10.1016/j.jip.2010.06.004.
Budge GE, Jones B, Powell M, Anderson L, Laurenson L, Pietravalle S, Marris G, Haynes E, Thwaites R, Bew J, Wilkins S, Brown M. 2011. Recent advances in our understanding of European foulbrood in England and Wales. In: Jensen AB, Forsgren E, Genersch E, eds. Proceedings of the COLOSS workshop: the future of brood disease research_guidelines, methods and development, Copenhagen, Denmark, April 10_12, 2011. Bern: COLOSS (Prevention of honey bee COlony LOSSes), 7. Available at http:// www.coloss.org/ publications/ annex-5-a-copenhagen-april-2011-proceedings.
Dahle B, Sorum H, Weideman JE. 2011. European foulbrood in Norway: how to address a major outbreak after 30 years absence. In: Jensen AB, Forsgren E, Genersch E, eds. Proceedings of the COLOSS workshop: the future of brood disease research_guidelines, methods and development, Copenhagen, Denmark, April 10_12, 2011. Bern: COLOSS (Prevention of honey bee COlony LOSSes), 9. Available at http:// www.coloss.org/ publications/ annex-5-a-copenhagen-april-2011-proceedings.
Dietemann V, Ellis JD, Neumann P. 2013. The COLOSS BeeBook. Vol. 2_Standard methods for Apis mellifera pest and pathogen research. Bern: COLOSS (Prevention of honey bee COlony LOSSes).
Djordjevic SP, Noone K, Smith L, Hornitzky MAZ. 1998. Development of a hemi-nested PCR assay for the specific detection of Melissococcus pluton. Journal of Apicultural Research 37(3):165_174 DOI 10.1080/00218839.1998.11100968.
Erler S, Lewkowski O, Poehlein A, Forsgren E. 2017. The curious case of Achromobacter eurydice, a Gram-variable pleomorphic bacterium associated with European foulbrood disease in honeybees. Microbial Ecology In Press DOI 10.1007/s00248-017-1007-x.
Forsgren E. 2010. European foulbrood in honey bees. Journal of Invertebrate Pathology 103(Supplement 1):S5_S9 DOI 10.1016/j.jip.2009.06.016.
Forsgren E, Budge GE, Charriere J-D, Hornitzky MAZ. 2013. Standard methods for European foulbrood research. Journal of Apicultural Research 52(1):52.1.12 DOI 10.3896/IBRA.1.52.1.12.
Forsgren E, Lundhagen AC, Imdorf A, Fries I. 2005. Distribution of Melissococcus plutonius in honeybee colonies with and without symptoms of European foulbrood. Microbial Ecology 50(3):369_374 DOI 10.1007/s00248-004-0188-2.
Gaggia F, Baffoni L, Stenico V, Alberoni D, Buglione E, Lilli A, Di Gioia D, Porrini C. 2015. Microbial investigation on honey bee larvae showing atypical symptoms of European foulbrood. Bulletin of Insectology 68(2):321_327.
Govan VA, Brozel V, Allsopp MH, Davison S. 1998. A PCR detection method for rapid identification of Melissococcus pluton in honeybee larvae. Applied and Environmental Microbiology 64(5):1983_1985.
Hornitzky MAZ, Smith LA. 1999. Sensitivity of Australian Melissococcus pluton isolates to oxytetracycline hydrochloride. Australian Journal of Experimental Agriculture 39(7):881_883 DOI 10.1071/EA99064.
Hornitzky MAZ, Wilson SC. 1989. A system for the diagnosis of the major bacterial brood diseases of honeybees. Journal of Apicultural Research 28(4):191_195 DOI 10.1080/00218839.1989.11101183.
KVSH. 2015. Specific veterinary precautions in the course of incidence of the dangerous European foulbrood disease in breeding of honeybees on the territory of the Hradec Kralove Region, to prevent spread and overcome the outbreak. Regulation of the State Veterinary Administration of the Czech Republic, ref. no. SVS/2015/084740-H, 19th August 2015. [Mimoradna veterinarni opatreni pri vyskytu nebezpecne nakazy hniloba vceliho plodu v chovech vcel v regionu Kralovehradeckeho kraje, k zamezeni jejiho sireni a k jejimu zdolani. Narizeni Statni veterinarni spravy, c.j. SVS/2015/084740-H, 19. 8. 2015.] Hradec Kralove, Czechia: Krajska veterinarni sprava Statni veterinarni spravy pro Kralovehradecky kraj (KVSH) [in Czech]. Available at http:// eagri.cz/ public/ web/ file/ 417238/ Narizeni_MVO_hniloba_vceliho_plodu_c.j._SVS_2015_084740_H.pdf (accessed on 6 August 2016).
McKee BA, Djordjevic SP, Goodman RD, Hornitzky MA. 2003. The detection of Melissococcus pluton in honey bees (Apis mellifera) and their products using a heminested PCR. Apidologie 34(1):19_27 DOI 10.1051/apido:2002047.
Nakamura K, Yamazaki Y, Shiraishi A, Kobayashi S, Harada M, Yoshiyama M, Osaki M, Okura M, Takamatsu D. 2016. Virulence differences among Melissococcus plutonius strains with different genetic backgrounds in Apis mellifera larvae under an improved experimental condition. Scientific Reports 6:33329 DOI 10.1038/srep33329.
OIE. 2016a. Chapter 2.2.3: European foulbrood of honey bees (infection of honey bees with Melissococcus plutonius). In: Manual of diagnostic tests and vaccines for terrestrial animals 2016. Paris: OIE_World Organisation for Animal Health.
OIE. 2016b. OIE-Listed diseases, infections and infestations in force in 2016. Paris: OIE_World Organisation for Animal Health. Available at http:// www.oie.int/ en/animal-health-in-the-world/ oie-listed-diseases-2016/ (accessed on 6 August 2016).
Pinnock DE, Featherstone NE. 1984. Detection and quantification of Melissococcus pluton infection in honeybee colonies by means of enzyme-linked immunosorbent assay. Journal of Apicultural Research 23(3):168_170 DOI 10.1080/00218839.1984.11100627.
Poltev VI. 1950. Diseases of bees. [Bolezni pchel.]. 3rd Edition. Moscow & Leningrad: Sel'khozgiz [in Russian].
Roetschi A, Berthoud H, Kuhn R, Imdorf A. 2008. Infection rate based on quantitative real-time PCR of Melissococcus plutonius, the causal agent of European foulbrood, in honeybee colonies before and after apiary sanitation. Apidologie 39(3):362_371 DOI 10.1051/apido:200819.
Takamatsu D, Sato M, Yoshiyama M. 2016. Infection of Melissococcus plutonius clonal complex 12 strain in European honeybee larvae is essentially confined to the digestive tract. Journal of Veterinary Medical Science 78(1):29_34 DOI 10.1292/jvms.15-0405.
Tarr HLA. 1938. Studies on European foul brood of bees IV. On the attempted cultivation of Bacillus Pluton, the susceptibility of individual larvae to inoculation with this organism and its localization within its host. Annals of Applied Biology 25(4):815_821 DOI 10.1111/j.1744-7348.1938.tb02356.x.
Tomkies V, Flint J, Johnson G, Waite R, Wilkins S, Danks C, Watkins M, Cuthbert-son AGS, Carpana E, Marris G, Budge G, Brown MA. 2009. Development and validation of a novel field test kit for European foulbrood. Apidologie 40(1):63_72 DOI 10.1051/apido:2008060.
Truper HG, De' Clari L. 1998. Taxonomic note: erratum and correction of further specific epithets formed as substantives (nouns) `in apposition'. International Journal of Systematic Bacteriology 48(2):615_615 DOI 10.1099/00207713-48-2-615.
White GF. 1912. The cause of European foul brood. Circular No. 157. Washington D.C.: U. S. Department of Agriculture, Bureau of Entomology.
Wilkins S, Brown MA, Cuthbertson AGS. 2007. The incidence of honey bee pests and diseases in England and Wales. Pest Management Science 63(11):1062_1068 DOI 10.1002/ps.1461.