Kokcidióza drůbeže a její kontrola – minulost, přítomnost, budoucnost

Kokcidióza zůstává významným parazitarním onemocněním s velkým ekonomickým dopadem na prosperitu drůbežářství. Obtížnost její kontroly spočívá v biologických vlastnostech jejich původců – kokcidií – parazitických prvoků se skupiny Apicomplexa. Do konce 80. let 20. století stačil farmaceutický průmysl dodávat na trh nová antikokcidika, ke kterým si však kokcidie vždy vytvořily resistenci. Výzkum biologie kokcidií umožnil ve 2. polovině 80. let vývoj oslabených vakcín proti kokcidióze: PARACOX a LIVACOX. Jejich používaní v odchovu rozmnožovacích hejn masných i snáškových plemen se od začátku 90. let velmi rychle rozšířilo po celém světě. Postupně byly vyvinuty další oslabené nebo virulentní vakcíny proti kokcidióze. Ve výkrmu brojlerů byl nástup používání vakcín pomalejší a dosud se zde uplatňují jak antikokcidika tak vakcíny, někdy ve vzájemné rotaci. Nové poznatky z biologie kokcidií a rozvoj molekulární biologie umožnily zahájení prací na vývoji rekombinantních vakcín proti kokcidióze, které dosud probíhají např. v rámci programu vědecké a technologické spolupráce (COST) zemí EU. Z vývoje v této oblasti v posledních letech je zřejmé, že budoucnost kontroly kokcidiózy drůbeže bude patřit vakcinaci.

Kokcidióza stále zůstává onemocněním s velkým ekonomickým dopadem na prosperitu drůbežářství. Ve výkrmu drůbeže nabývá její prevence na důležitosti díky stále se zkracující době výkrmu. Zvýšený důraz na její prevenci lze očekávat také po zavedení alternativních chovů nosnic. Obtížnost kontroly kokcidiózy spočívá v biologických vlastnostech jejich původců – kokcidií – parazitických prvoků ze skupiny Apicomplexa. Oocysty, trvalá stadia, kterými se kokcidie šíří, jsou vylučovány trusem nakažených kuřat v mnohamilionových množstvích a navíc jsou rezistentní ke všem dezinfekčním prostředkům používaným v drůbežářství. Proto je každá drůbežárna po prvém naskladnění kuřat navždy kontaminována zárodky těchto parazitů. Kokcidie mají složitý vývojový cyklus s odlišnou antigenní strukturou jednotlivých vývojových stadií a jejich celý vývoj probíhá intracelulárně v buňkách střevních stěn, takže jsou chráněny před vlivy humorálních protilátek. Buňkami zprostředkovanou imunitu proti těmto parazitickým prvokům se dosud daří vyvolat pouze pomocí infekce hostitelů živými kokcidiemi.

Minulost: 50. – 80. léta 20. století
Ze začátku druhé poloviny 20. století stačil farmaceutický průmysl zásobovat bouřlivě se rozvíjející drůbežářství novými antikokcidiky stejně rychle, jako si kokcidie vyvíjely k těmto preparátům rezistenci (amprolium, ethopabat, nicarbazin, clopidol, robenziden buchinolát, stenorol aj.). První kritický moment nastal na konci 70. let, kdy kokcidie byly rezistentní v podstatě na všechna tehdy dostupná syntetická antikokcidika. V té době byla uvedena na trh první fermentační antikokcidika ze skupiny ionoforů (monensin, salinomycin, lasalocid aj.) a zdálo se, že kontrola kokcidiózy je vyřešena jednou pro vždy. Rezistence k těmto preparátům se objevila až po zhruba deseti letech jejich kontinuálního používání a ve většině případů se jednalo o rezistenci zkříženou.1 Druhý kritický moment se objevil na začátku 90. let, kdy prakticky všechny farmaceutické firmy, zabývající se vývojem antikokcidik, zastavily jejich vývoj vzhledem k velké rizikovosti návratnosti vynaložených investic z důvodů vzniku rezistence (vývoj diclazurilu a toltrazurilu, uvedených na začátku 90. let, začal v 80. letech). Hrozbu kokcidiózy neodstranila ani technologická opatření – zavedení klecového odchovu slepic. Frekvence klinické kokcidiózy se tím snížila, ale závažná ekonomická rizika spojená s jejím výskytem zůstala. Naštěstí již od poloviny 70. let se ve výzkumu kokcidií začal prosazovat stále více imunologický přístup a mimo to byly objeveny metody oslabení jejich patogenity. To umožnilo, že začátkem 90. let byly uvedeny na trh první živé atenuované vakcíny proti kokcidióze kura domácího: PARACOX, vyvinutý v Anglii a LIVACOX, vyvinutý v bývalém Československu. Vzhledem k rizikovosti vakcinace pomocí viruletních kokcidií nebyl do té doby koncept vakcinace obecně akceptován, a to ani v odchovech drůbeže, kde je potřeba vytvoření imunity před započetím snášky zcela klíčová.

90. léta 20. století po současnost
Atenuované vakcíny znamenaly průlom do kontroly kokcidiózy v odchovech masných i snáškových plemen. Zde antikokcidika nikdy nemohla splnit požadavky na ně kladené, tj. ochránit drůbež před kokcidiózou a současně umožnit vývoj imunity. Pokud byla používaná antikokcidika účinná, nedovolovala vývoj imunity a kokcidióza propukala na začátku snášky (např. při používání clopidolu). Pokud byla málo účinná, kokcidióza se objevovala již během odchovu (např. při používání amprolu). Vakcinace atenuovanými vakcínami PARACOX a LIVACOX i virulentními vakcínami COCCIVAC a IMMUCOX v odchovech se rychle rozšířila po celém světě.
Jiná situace nastala ve výkrmu, kde prevence kokcidiózy pomocí antikokcidik měla za sebou dlouhodobou tradici a kde, pokud neměly kokcidie vyvinutou rezistenci, tyto preparáty fungovaly k plné spokojenosti drůbežářů. I zde se však koncept vakcinace postupně prosazuje. Důvody jsou různé. V prvé řadě jsou to opět problémy se sníženou účinností antikokcidik vzhledem k rezistenci kokcidií. Dále jsou stále obezřetněji sledovány možné účinky těchto látek na přírodu, kam se spolu s podestýlkou z výkrmových hal dostávají v mnohatunových množstvích ročně. Důležitá je též rostoucí nedůvěra veřejnosti ke všem hromadně používaným chemickým přípravkům v zemědělské praxi obecně. Z těchto důvodů se chystá v EU převedení antikokcidik ze skupiny krmných aditiv mezi přísněji sledovaná veterinární léčiva. Používání některých preparátů již bylo zakázáno (např. nikarbazin nebo amprol), protože jejich vedlejší vlivy nejsou dostatečně zdokumentovány. To všechno vedlo k tomu, že zatímco od začátku 90. let nebyla zaregistrována žádná nová antikokcidika, byla vyvinuta celá řada dalších vakcín proti kokcidóze (např. ADVENT v USA, NEISSEKEN v Japonsku, EIMERIAVAX v Austrálii, HIPRACOX ve Španělsku aj.), takže nyní je ve světě k dispozici zhruba 14 vakcín proti kokcidióze kura domácího.
Vakcíny a antikokcidika nestojí proti sobě vždy jako rivalové. Vzhledem k tomu, že ve většině vakcín jsou vakcinační kmeny citlivé ke všem antikokcidikům, používají někteří producenti drůbeže rotační programy, ve kterých střídají po dvou až třech turnusech vakcinaci s antikokcidiky. Zvyšují tak citlivost lokálních populací kokcidií k antikokcidikům, která pak mohou bez obav z malé účinnosti opět po určitou dobu používat.
Zejména v tropických zemích jsou antikokcidika aplikována v období dešťů, kdy je drůbež vystavena obrovským stresům z vysoké teploty a vlhkosti a imunitní systém je celkově přetížen. Vakcinace je pak zařazována v období sucha.
Dokud bude používání antikokcidik se strany regulatorních úřadů povoleno, rotace antikokcidik a vakcín představuje velmi účinnou cestu kontroly kokcidiózy ve výkrmu drůbeže.2-5
Výsledky studia imunity proti kokcidióze a pokroky v molekulární biologii v 80. letech 20. století byly v roce 1991 inspirací pro otevření projektu Vývoj rekombinantních vakcín proti kokcidiím hospodářských zvířat v rámci programu Evropské Unie o vědecké a technologické spolupráci (COST). Navzdory usilovné práci několika vědeckých týmů z různých zemí Evropy se nepodařilo během devíti let trvání tohoto projektu identifikovat geny a proteiny potřebné pro navození buněčné imunity kuřat proti kokcidiím.
Výzkum však pokračoval dál a v roce 2003 byl kompletně osekvenován celý genom kokcidie Eimeria tenella, jednoho z nejvíce virulentních druhů kokcidií drůbeže. Je rozčleněn do 14 chromozomů a kóduje tvorbu 10 – 12 tisíc proteinů. Srovnáním genetické informace mezi virulentními a atenuovanými liniemi téhož druhu byly vytvořeny základy pro další studium a identifikace genů, které řídí životní cyklus těchto parazitů.6
Současně pokročily výrazně i metody molekulární biologie. Například metoda „DNA microarray“ dovoluje otestovat na jednom podložním skle stovky vzorků mRNA izolovaných z různých vývojových stadií kokcidií. Možnosti nalezení genů řídících tvorbu proteinů nutných pro navození buněčné imunity proti kokcidiím tak výrazně vzrostly. V roce 2004 byl proto otevřen nový projekt EU COST Action 857 „Apicomplexan Biology in the Post-Genomic Era“. Je zaměřený na studium kokcidií s cílem nalézt nové perspektivní metody na jejich kontrolu.
Tradiční „kokcidiologové“ a molekulární biologové ze společnosti BIOPHARM, Výzkumný ústav biofarmacie a veterinárních léčiv, a. s., spojili své síly a podílí se nejen na řešení výše uvedeného projektu EU, ale řeší i vlastní projekt vývoje rekombinantní vakcíny proti kokcidióze drůbeže v rámci programu „IMPLUS“ Ministerstva průmyslu a obchodu ČR.
Cesta k výrobě rekombinantní vakcíny proti kokcidióze drůbeže bude ještě dlouhá. I když se podaří najít správné geny a proteiny, bude nutné zajistit jejich neustálou přítomnost v organismu kuřat. Kuřata, stejně jako ostatní obratlovci, nemají schopnost vytvořit si sterilní imunitu proti kokcidiím. Pro trvalou imunitu potřebují trvalý antigenní stimul („booster“). Ten je při používání živých vakcín zajištěn přítomností oocyst kokcidií v podestýlce, odkud je kuřata neustále vyzobávají. V případě rekombinantních vakcín bude nutné vpravit geny odpovědné za produkci potřebných proteinů do vhodného bakteriálního nebo virového „producenta“, který zajistí jejich trvalou dostupnost pro kuřata. Jinak budou při poklesu imunity výkrmové haly opět rychle promořeny viruletními kokcidiemi s následným poklesem užitkovosti vykrmovaných kuřat.

Budoucnost
Živé oslabené vakcíny mají před sebou ještě dlouhou dobu používání, a to jak v odchovu, tak ve výkrmu drůbeže. Důležitost vakcín proti kokcidióze bude stoupat spolu se zavedením alternativních chovů snáškové drůbeže, kde vývoj dostatečné protektivní imunity proti kokcidióze ve snáškovém hejnu bude nutnou podmínkou ekonomické úspěšnosti chovatele. Vzhledem k rizikovosti a nákladům na vývoj nových antikokcidik, odklonu odborné i laické veřejnosti od používání hromadně aplikovaných chemických látek v odchovu potravinových zvířat je zřejmé, že budoucnost kontroly kokcidiózy drůbeže bude patřit vakcinaci.

Literatura:
1. Bedrník P., Jurkovič P., Kučera J. A Firmanova Cross resistance to the polyether anticoccidial drugs in Eimeria tenella isolates from Czechoslovakia. Poultry Sci. 1989;68:89-93.
2. Černík F. a Bedrník P. Controlling Coccidiosis in Broiler Growing. Poutry International 2001:36-40.
3. Chapman H. D. Practical use of vaccines for the control of coccidiosis in the chickens. World´s Poultry Sci J. 2000;56:7-20.
4. Shirley M. W., Bedrník P. Live attenuated vaccines against avian coccidiosis: Success with precocious and egg-adapted lines of Eimeria. Parasitol Today 1997;13:481-487.
5. Williams R. B. Anticoccidial vaccines for broiler chickens: pathways to success. Avian Pathol. 2002;31:317-353.
6. Shirley M. W., Harvey D. A. A genetic linkage map of the apicomplexan protozoan parasite Eimeria tenella. Gemone Res. 2000;10:1587-1593.

RNDr. Petr Bedrník, CSc.
BIOPHARM, Výzkumný ústav biofarmacie a veterinárních léčiv
254 49 Jílové u Prahy
e-mail: petr.bedrnik@bri.cz

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *