لطالما تم التقليل من شأن الإشريكية القولونية، حيث كانت تعتبر تقليديًا عاملًا بيئيًا وانتهازيًا في الحيوانات التي تعاني من ضعف المناعة، أو عاملًا معقدًا في العدوى الفيروسية في الدواجن.
ومع ذلك، فقد أصبحت تعتبر منذ عدة سنوات الآن أحد مسببات الأمراض الأولية التي تسبب خسائر بملايين الدولارات في جميع أنحاء العالم، على الرغم من صعوبة تقدير تأثيرها الحقيقي.
وقد ارتبط الأثر الاقتصادي بانخفاض النمو والمصادرات في مصنع معالجة دجاج التسمين، وانخفاض الإنتاج في تربية الدجاج البياض، فضلاًً عن زيادة معدل الوفيات. حتى عندما تكون ظروف التربية غير ملائمة، فإن عدوى الإشريكية القولونية تضر برفاهية الطيور.
تم اكتشاف الإشريكية القولونية في عام 1886 من قبل ثيودور إيشريش، الذي عثر على هذا الكائن الدقيق في براز الأطفال. منذ ذلك الحين، يُعتبر هذا الكائن أحد المكونات الطبيعية للبيئة الحيوية المعوية لدى العديد من الحيوانات والبشر، ويؤدي دورًا مهمًا للغاية في عملية الهضم وتنظيم البيئة الحيوية المعوية.
تنتمي هذه البكتيريا إلى عائلة Enterobacteriaceae ، وهي سالبة الجرام، لاهوائية اختيارية؛ تنمو في درجات حرارة تتراوح بين 15 و 45 درجة مئوية، ولا تنتج أبواغ، ويمكن أن تكون متحركة أو غير متحركة، وعادة ما تكون مخمرة لللاكتوز، على الرغم من وجود سلالات غير قادرة على استخدام هذه المادة.
تم تصنيف هذا الكائن الحي الدقيق إلى ثلاث مجموعات رئيسية:
- السلالات المتعايشة
- السلالات المسببة للأمراض المعوية أو السلالات المسببة للإسهال
- السلالات المسببة للأمراض خارج الأمعاء، اعتمادًا على قدرتها المسببة للأمراض.
وتشمل المجموعة الأخيرة السلالات المسببة لأمراض المسالك البولية، وتلك التي تسبب التهاب السحايا الجرثومي، وتلك التي تسبب عدوى في الطيور والمعروفة باسم مسببات أمراض الطيور.
التعريف الكيميائي الحيوي
تقليديا، يتم التعرف على الإشريكية القولونية في المختبر على أساس خصائصها الكيميائية الحيوية (الرسم 1) نظرًا لعدم الحاجة إلى معدات متطورة. مع ذلك، نظرًا إلى أن تنوع هذه البكتيريا لا يكفي لمعرفة مدى ضراوة السلالة المعنية، ليس من الممكن التمييز بين الأنماط المرضية.
لذلك، هناك حاجة إلى طرق أخرى لتوضيح ما إذا كان لسلالة معينة القدرة الممرضة للتسبب في مشكلة معدية في القطيع.
الرسم 1. الكيمياء الحيوية المختصرة (من اليسار إلى اليمين) الكلاسيكية من سلالة الإشريكية القولونية، الحديد ثلاثي السكر، سترات، أغار الليسين والحديد، اليوريا والكبريتيد والإندول والحركة.
نظرًا لأنه يمنع ارتباط الأجسام المضادة المضيفة بالمستضدات الموجودة في الهياكل الداخلية للبكتيريا، فإنه معروف أيضًا بأنه يمنع ارتباط الفاجات ببروتينات الغشاء؛ وقد ثبت أن هذا المستضد قادر على تثبيط العمل الإنزيمي للليزوزيم.
من ناحية أخرى، فإن مستضد ” O” شديد المناعية وهو المستضد الرئيسي الذي تستهدفه الاستجابة المناعية، يمثل تحديًا كبيرًا لإنتاج اللقاحات، لأنه كما ذكرنا، هناك ما لا يقل عن 197 مستضدًا معروفًا ولا توجد حماية متبادلة بين معظمها.
حتى قبل بضع سنوات، كان من المعروف أن الأنماط المصلية الأكثر شيوعًًا بين السلالات المسببة لأمراض الطيور هي O1 و O2 و O78.
ومع ذلك، مع تحليل المزيد من السلالات المرتبطة بعدوى الدواجن، تم تحديد أن الأنماط المصلية تختلف باختلاف المنطقة الجغرافية ووقت العزل ونوع الطيور وموقع العدوى.
بالرغم من أن تحديد النمط المصلي قد يكون مفيدًا جدًا لربط أنماط مصلية معينة ببعض تفشي الأمراض، بالإضافة إلى التعريف الكيميائي الحيوي، لكنه لا يقدم معلومات عن مدى ضراوة السلالات المعزولة.
لهذا السبب، تم استخدام طرق مختلفة مثل الطرق الجزيئية لتحديد مدى ضراوة سلالة معينة.
التصنيف المصلي
وقد استخدمت عملية تحديد الأنماط المصلية كأداة مفيدة للغاية للأغراض الوبائية. في حالة هذه البكتيريا، يتم استخدام مخطط كوفمان-وايت، المشابه لمخطط السالمونيلا، والذي يعتمد على تحديد مستضدات “O” الجسدية، و” K” الكبسولية، و” H” السوطية.
في حالة الإشريكية القولونية، تم تحديد 197 مستضدًا جسديًا و 80 مستضدًا كبسوليًا و 60 مستضدًا سوطيًا.
- عندما يشار إلى المستضد الجسدي فقط، فإنه يُسمى مجموعة مصلية، و
- عندما يكون كل من مستضد جسدي ومستضد سوطي، فإنه يُسمى النمط المصلي.
في حالة مستضد ” O”، فهو جزء من عديد السكاريد الدهني الذي يشكل جزءًا من الغشاء الخارجي للبكتيريا سالبة الجرام، والذي يتكون من الدهون أ، واللب الداخلي، واللب الخارجي، والسلاسل الجانبية التي تتكون من وحدات عديد السكاريد المتكررة التي تحتوي على 2 إلى 5 بقايا سكرية.
كما هو واضح، فإن التنوع الكبير لمستضد ” O” يوفر مزايا للبكتيريا للبقاء على قيد الحياة في بيئات معينة، وفي الواقع، يعتبر عامل ضراوة مهم للغاية، ليس فقط للسلالات المسببة لأمراض الطيور، ولكن أيضًا للسلالات المسببة للأمراض خارج الأمعاء.
السلالات المعزولة التي تم تصنيفها مصليًا
في المكسيك، أجريت عدة دراسات تم فيها تحديد السلالات المعزولة بين عامي 1997 و 2019 ، والتي تم الحصول عليها من أمهات دجاج التسمين، وأمهات الدجاج البياض، والمفقسات، ودجاج التسمين، وجثث الدجاج في مصانع المعالجة ونقاط البيع، والدجاج البياض، والدواجن المنزلية والسمان؛ وتم تصنيف
1235 سلالة حسب النمط المصلي، والتي تظهر في الرسم 2.
الرسم 2. أصل سلالات الإشريكية القولونية 1235 المعزولة في المكسيك والتي تم تصنيفها من 1997 إلى 2019.
تم تحديد 131 مجموعة مصلية مختلفة، منها 30 مجموعة تم تحديد سلالة واحدة فقط منها، في حين كانت السلالات غير القابلة للتصنيف هي الأكثر شيوعًًا، تليها السلالات O25 و O8 والسلالات الخشنة و O2 وO82، كما هو موضح في الجدول 1.
يمكن ملاحظة أن معظم المجموعات المصلية المكتشفة ليست تلك التي تم الإبلاغ عنها تقليديًا على أنها سمة مميزة للسلالات المسببة لأمراض الطيور. 
الجدول 1. المجموعات المصلية الأكثر شيوعًا من بكتيريا الإشريكية القولونية المعزولة من عينات مختلفة من الدواجن في الفترة من 1997 إلى 2019.
الجدول 2. المجموعات المصلية الشائعة من الإشريكية القولونية المعزولة بين المجموعات التي تحتوي على أكبر عدد من السلالات التي تم تحليلها.
بالإضافة إلى ذلك، قمنا بمقارنة المجموعات المصلية الأكثر شيوعًا في العينات التي كان لدينا أكبر عدد منها، كما هو موضح في الجدول 2.
- في هذا المثال، يمكنكم أن تروا أن O19 وO84 كانتا شائعتين في دجاج التسمين وجثثه في كل من نقاط البيع ومصانع المعالجة؛
- بينما في حالة السلالتين O82 و O153 ، تم العثور عليهما في كل من الذبائح والدجاج البياض؛
- أخيرًا، تم العثور على مجموعات مصلية شائعة في الدجاج والذباب والدجاج، مثل O2 و O8 و O25 و O103 ، والتي يمكن اعتبارها مرشحة لتطوير منشط مناعي للوقاية من داء القولونيات الطيرية.
مشاركة السلالات المسببة لأمراض الطيور في الأمراض خارج الأمعاء
وقد تم ربط السلالات المسببة لأمراض الطيور بمجموعة واسعة من الأمراض خارج الأمعاء في أنواع مختلفة من الطيور، من العدوى الموضعية، مثل:
- التهاب السرة، التهاب كيس الصفار، التهاب النسيج الخلوي، متلازمة الرأس المتورم، الإسهال، الأمراض التناسلية، التهاب البوق، التهاب البوق والغشاء البريتوني والتهاب الصفاق، التهاب الخصية والتهاب البربخ.
- الالتهابات الجهازية مثل التسمم الدموي الناجم عن التهابات الجهاز التنفسي أو الجهاز الهضمي أو الولادة أو المضاعفات الناجمة عن هذه الالتهابات مثل التهاب السحايا والتهاب العين الشامل والتهاب العظم والنقي والتهاب الفقار والتهاب المفاصل والتهاب الغشاء المفصلي والتهاب البوق، من بين أمور أخرى.
هذا التنوع نفسه أثار تساؤلات حول ما إذا كان يمكن اعتبار مجموعة السلالات المسببة لأمراض الطيور نوعًا واحدًا من البكتيريا أم أن هناك أنواعًا فرعية مسؤولة عن المتلازمات المختلفة وبالتالي تمتلك جينات ضراوة محددة تسبب المظاهر السريرية التي تسببها بكتيريا الإشريكية القولونية في الطيور.
طرق دخول السلالات المسببة لأمراض الطيور
أحد الطرق الرئيسية لدخول السلالات المسببة لأمراض الطيور هو عن طريق الجهاز التنفسي عن طريق استنشاق الغبار الملوث، حيث يعتبر الالتصاق بالقصبة الهوائية خطوة أولية حاسمة في التسبب في تسمم الدم اللاحق؛ ومن الهياكل المهمة في هذه العملية الفيمبريا من النوع 1 التي ترتبط بقايا المانوز في خلايا الظهارة القصبية والبلعومية عبر مادة الالتصاق FimH.
من المعروف أن العزلات البكتيرية التي تستوطن القصبة الهوائية والرئتين والأكياس الهوائية تعبر عادةً عن الفيمبريا من النوع 1، في حين أن تلك القادرة على استعمار الأنسجة الداخلية أو التسبب في تسمم الدم لا تقوم بذلك.
في المقابل، فإن السلالات التي تسبب التهابات في الأكياس الهوائية أو الرئتين أو الأعضاء الداخلية تعبر عن الفيمبريا من النوع P، التي يرتبط فيها بروتين الالتصاق PapG بالجليكوليبيد غالابيوز؛
تحتوي هذا المادة اللاصقة على ثلاثة متغيرات أليلية، ومن بينها تم الإبلاغ عن أن معظم السلالات المسببة لأمراض الطيور تمتلك PapGII.
ومع ذلك، في دراسة تم فيها الكشف عن جينات مختلفة في 30 سلالة من الإشريكية القولونية عُزلت من دجاج بياض مصاب بالتهاب الصفاق في منطقة لوس ألتوس دي خاليسكو، كان واحد منها فقط إيجابيًا لهذا الجين، في حين أن % 100 منها كانت إيجابية لـFimH.
عوامل حاسمة أخرى لخطورة الإشريكية القولونية
من العوامل الحاسمة الأخرى لضراوة الإشريكية القولونية أنظمة امتصاص الحديد من خلال السيدروفورات؛ وقد أفيد أن % 40 من السلالات المسببة لأمراض الطيور تمتلك نظام الأيروباكتين، في حين أنه لم يوجد إلا في 30% من السلالات المعزولة من الطيور السليمة.
- يتم تنظيم عوامل الضراوة هذه من خلال أنظمة الاتصال البكتيرية (استشعار النصاب) من خلال المحفزات الذاتية، والتي منها المُُحفِّز التلقائي 2 الذي ينتشر على نطاق واسع بين العديد من أنواع البكتيريا ويلعب دورًا حاسمًا في بقاء وتكوين الأغشية الحيوية.
- هناك نوعان من مستقبلات المحفّزِ التلقائي 2، LuxP و LsrB ، وكلاهما قادر على الارتباط بالمحفّزِ التلقائي 2 على الرغم من اختلاف بنيتهما؛ وقد أظهرت دراسة حديثة أجراها Zu والآخرون (2009) أن حذف الأوبيرون ،lrs المكون من 8 جينات، بما في ذلك ،lrsB أدى إلى انخفاض الضراوة بمقدار 294 ضعفًا في السلالات المسببة لأمراض الطيور، حيث كانت كمية البكتيريا الموجودة في الدم والكبد والطحال والكلى أقل بكثير من تلك الموجودة في السلالة البرية.
على الرغم من جميع العوامل التي تم وصفها في السلالات المسببة لأمراض الطيور، قام Johnson والآخرون في عام 2008 ، بعد تحليل عدد كبير من جينات الضراوة، أن معظم السلالات الفيروسية تمتلك ما لا يقل عن ثلاثة من خمسة جينات يمكن تحديدها بواسطة اختبار تفاعل البوليمراز المتسلسل المتعدد المسمى pentaplex ، كما هو موضح في الجدول 3.
الجدول 3. الجينات الفيروسية التي تم أخذها في الاعتبار في البنتابلكس لتحديد الفيروسية لسلالات الإشريكية القولونية المسببة لأمراض الطيور.
ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أننا عثرنا في مختبرنا على سلالات أظهرت ضراوة في الطيور وفي اختبارات الفتك الجنيني التي لا تحتوي عليها، ما يعزز فكرة وجود أنماط فرعية.
ومن الأمثلة على ذلك الدراسة التي أجراها Maturana والآخرون الذين لاحظوا أن السلالات المعزولة من متلازمات مختلفة تشترك في بعض الخصائص، ولكنها تختلف عن تلك الموجودة في متلازمات أخرى، ما يشير إلى أن السلالات المسببة لأمراض الطيور ليست نوعًا مرضيًا متجانسًا.
وقد أدت هذه النتائج إلى قيام العديد من المجموعات حول العالم بدراسة السلالات المسببة لأمراض الطيور، ما سيؤدي بلا شك إلى فهم أفضل لآليات الضراوة والتسبب في المرض، وبالتالي إلى تصميم استراتيجيات أفضل للسيطرة على تأثير السلالات المسببة لأمراض الطيور على صحة قطعان الدواجن وتأثيرها الاقتصادي على منتجي الدواجن.
