اخبار و مقالات

بررسی ژنتیکی مقاومت به بیماری ورم پستان

بررسی ژنتیکی مقاومت به بیماری ورم پستان

مقدمه

در بیماری ورم پستان، بافت این عضو در اثر عوامل بیمار یزای باکتریایي دچار عفونت می شود. عوامل باکتریایي مؤثر در ایجاد ورم پستان به دو گروه اصلي و فرعي تقسیم مي شوند. عوامل عفوني اصلي شامل استافیلوکوکوس آرئوس و استرپتوکوکوس آگالاکتیه  می باشند که هر دو واگیردار هستند. این عوامل عفوني سبب ایجاد بیماري ورم پستان بالیني می شوند که باعث تغییر در ترکیب شیر و افزایش میزان سلول های سوماتیک و حتي مرگ حیوان می شود. در ورم پستان تحت بالیني تغییرات فیزیکي در شیر و پستان قابل تشخیص نیست و از طریق کاهش مقدار شیر و خصوصیات کیفی آن و وجود باکتري در شیر شناسایي می شود. عوامل عفوني فرعي شامل استرپتوکوکوس کوآگولاز منفي و کورینه باکتریوم بویس مي باشند که معمولاً سبب عفونت هاي خفیف پستاني مي شوند و کمتر باعث افزایش تعداد سلول های سوماتیک , (SCC) بروز ورم پستان بالیني و تغییر در ترکیب شیر می شوند. علیرغم رعایت امور بهداشتي بعنوان یک روش اصلي در کنترل ورم پستان، این بیماري مشاهده مي شود و بعنوان یک بیماري غیرقابل پیش­بینی با ضررهاي بزرگ اقتصادي مطرح است. با استفاده از برنامه های اصلاح نژاد در گاوهای شیري به منظور افزایش تولید شیر، مقاومت ژنتیکي به ورم پستان کاهش یافته است. این امر ضرورت مطالعه در مورد مقاومت ژنتیکي به ورم پستان را نشان می دهد. بنابراین برای پیشگیری و ایجاد مقاومت به بیماری ورم پستان در دام، باید از دو جنبه مدیریتی و رعایت مسائل بهداشتی و ژنتیکی موضوع را بررسی نمود. به همین منظور در این گزارش، ابتدا جنبه مدیریتی و سپس ژنتیکی موضوع بررسی می شود.

 

اصول پیشگیری و ایجاد مقاومت به بیماری ورم پستان

به طورکلی برای پیشگیري و کنترل ورم پستان از روش­های زیر استفاده می شود:

1- دام­های مبتلا از طریق یک همه­گردي در گله و یا از طریق دفاتر رکوردگیري برای مشخص کردن ورم پستان حاد شناسایی می­شوند. در این روش می­توان تا حدي با بیماري مبارزه نمود. اگرچه ممکن است از این طریق سطح آلودگي گله را تشخیص داد ولي منشاء بیماري را نمی­توان مشخص کرد. این روش در دامداری­های بزرگ به خاطر هزینه زیاد عملي نیست و از معایب آن پنهان ماندن ورم مخفي در گله است. تصور اکثر دامداران این است که با این روش می­توان ورم پستان های موجود در گله را کشف کرد.

2- در این روش صرفنظر از وجود بیماري و یا میزان آلودگي گله، اقدام به یک سلسله عملیات بهداشتي می شود. این روش که در اکثر دامداری ها قابل اجرا است و نیاز به شناسایی نوع میکروب منبع آلودگي نیست، در 5 مرحله انجام می­گیرد:         

1-2  اطلاع دقیق از نحوه کار سیستم شیردوشی موجود و آموزش روش های صحیح کار با دستگاه شیردوشی.

2-2  ضدعفونی روزانه دستگاه شیردوشي پس از هر شیردوشي و ضدعفونی کردن سرپستان گاوها با ترکیبات یددار پس از هر دوشش. عمل ضدعفونی سرپستانها می تواند توسط دستگاه اتوماتیک و سریع صورت گیرد. در اغلب دامداری ها، توجه خاصي به این موضوع نشده و کارگر شیردوشي توجه نمی نماید که حتي یک قطره شیر باقیمانده در نوک پستان که از طریق دست خود او و یا دستگاه شیردوشي از دام دیگري منتقل شود می تواند از مجراي نوک سرپستان عبور و آن را آلوده کند. ماده ضدعفونی با مقداري گلیسیرین یا مواد چربي، یک لایه محافظ روي پستان به وجود می آورد که از نفوذ باکتر یها به داخل جلوگیري می­کند.

3-2 با مشاهده ورم حاد در گله، باید بلافاصله دام مبتلا را جدا و در محلي جداگانه (ترجیحاً بیمارستان) در روي بستر خشک همراه با کلش یا بستر ضدعفونی شده توسط آهک منتقل نمود و توسط دکتر دامپزشک آزمایش های تشخیص نوع میکروب و معالجه انجام شود.

4-2 تزریق بعضي از پماد درماني در هنگام خشک کردن کاملاً ضروري است. چون اغلب دامها (حدود 70 درصد) اگر در این مرحله مداوا نشوند مبتلا به ورم پستان می شوند.

5-2  اگر درمان های دامپزشکی مؤثر نبود احتمال دارد که ورم پستان مزمن وجود داشته باشد. براي جلوگیري از سرایت بیماري به سایر گاوها باید دام مزبور را حذف نمود، یا پستان گاو را توسط یک محلول خشک­کننده شیر خشک کرد. درصورتی که دام ارزش تولید مثل داشته باشد می­توان با عمل جراحي، پستان را از بدن جدا نموده و از گاو فقط برای تولید گوساله استفاده کرد.

چهار عامل مهم شامل پوسته مقاوم سر پستان، عضلات اطراف نوک پستان، ماده کراتیني و دفاع طبیعي توسط گلبول­ های سفید و با رعایت اقدامات مناسب سبب پیشگیري از ورم پستان می­شوند. در ضمن کارگر شیردوشي باید برای جلوگیری از انتقال میکروب ها از یک سر پستان به سایر دام ها، قبل از شیردوشي دست های خود را شسته و ضدعفونی نماید. گزارش ها نشان می دهد که 50 درصد آلودگی­ها از طریق دست های آلوده کارگر شیردوش قبل از شیردوشي و حدود 100 درصد از طریق همان دست ها حین شیردوشي انتقال می یابند. استحمام روزانه کارگران کمک مهمي علاوه بر رعایت بهداشت شیردوشي، برای سلامت خود آن ها نیز است.

 طرز استفاده از چکمه و لباس کار مخصوص در شیردوشي از انتقال بیماري به داخل و انتقال بیماري به خارج شیردوشي جلوگیري می­ کند. استفاده از دستکش هنگام شیردوشی و شستشو و ضدعفونی مرتب دستکش ها انتقال بیماري را 20 درصد کاهش می­دهد. قبل از شیردوشي باید پستان ها را دقیقاً شسته و ضدعفونی نمود. اگر شستشو خوب انجام نشود بجاي از بین بردن عفونت و میکروب ها به اشاعه و رشد آن ها کمک می­کند. در یک تحقیق نشان داده شد که استافیلوکوک ها پس از قرار دادن دستمال ماساژ پستان آلوده  )به مدت سه دقیقه) در محلول ضدعفونی زنده هستند.

استرپتوکوک آگالاکتیه هفت روز پس از مصرف یک دستمال که در گوشه سالن شیردوشي افتاده بود جدا شد. دستمال مزبور را مدت 5 ساعت در هیپوکلریت 2 درصد قرار دادند و بعد از مدت مزبور هنوز میکروب فعالیت خود را از دست نداده بود. براي کم کردن این قبیل آلودگی ها، استفاده از دستمال­های یک بارمصرف یا حوله هایی که پس از یک بارمصرف، میکروب آن در حرارت کشته شود مؤثر است.         

براي جلوگیري بیشتر از اشاعه میکروب ها، گرفتن و خشک کردن آخرین قطره آب قبل از وصل کردن دستگاه شیردوشي مهم است. یک قطره آب حاوي میلیو نها میکروب است که می تواند هر لحظه از مجراي سرپستان وارد شده و یا از طریق دستگاه شیردوشي دیگر دام ها را آلوده نماید. خرچنگی های دستگاه شیردوشي دائماً از یک حیوان جدا و به گاو دیگر وصل می شود. این عمل می تواند سریعاً آلودگي را در گله اشاعه دهد.

 بنابراین ضدعفونی کل دستگاه در موقع تعویض از یک دام به دام دیگر اگرچه شیر آ نها سالم باشد در جلوگیري از رشد باکتر یها مؤثر است. براي این کار یک ظرف پر از آب در کنار شیردوشي قرار می­گیرد و پس از هر دوشش و جدا کردن خرچنگي آن ها را در ظرف آب محتوي ضدعفونی با آب پاکیزه قرار داده و آن را شستشو می­دهند. سپس ظرف آب را تخلیه و مجدداً پر می­کنند. روش خودکاري هم وجود دارد که به محض قطع خلاء خرچنگ یها از یک لوله آب برای شستشوي آن ها استفاده شود.

ضدعفونی سر پستا نها با یک ماده ضدعفونی یددار امري ضروري است براي چسبیدن مواد ضدعفوني به سر پستان از کمي گلیسیرین استفاده می­شود که پوست را نیز مرطوب نگاه می­دارد و اثر ضدعفونی کننده را نیز از بین نمی­برد.  ارزش این ضدعفونی تا حدي است که گاهي می­تواند ورم پستا نهای مخفي را از بین ببرد و یا تا یک سوم از کل عفونتها کاهش دهد.

 پس از هر شیردوشي، علاوه بر آنکه لوله ها و دستگاه های شیردوشي را شستشو و ضدعفونی می­کنند باید کف و دیواره های سالن شیردوشي و کلیه ظروف را شستشو و ضدعفونی کرد. چون پس از شیردوشی، سر پستانک ها و اسفنکتر و ماهیچه های آن در اثر ترشح هورمون اکسي توسین و دوشش شیر، شل شده و مجراي پستان باز است پس از خاتمه شیردوشي نباید اجازه داده شود که گاو در روی بستر استراحت نماید. زیرا در اثر تماس با کف اصطبل و کود عوامل عفوني به داخل مجرا نفوذ کرده و پستان آلوده می­شود.

براي جلوگیري از خوابیدن گاو پس از خروج از شیردوشی، در آخور مواد غذایی سیلو شده با کنسانتره پروتئین دار با یونجه و یا  موادي که مورد علاقه گاو باشد، قرار داده می­شود تا بدینوسیله گاو  مدت یک ساعت سرپا باشد.

 

بررسی ژنتیکی مقاومت به بیماری ورم پستان

تعداد سلول های سوماتیک شیر و میزان ورم پستان حاد به عنوان معیار مطالعات ژنتیکی برای بررسی وضعیت باکتریایی پستان می ­باشند.  افزایش تعداد سلول های سوماتیک شیر به دلیل وجود گلبول­های سفید خون است که برای حذف عوامل بیماری­زا در پستان افزایش پیدا کرده ­اند. بنابراین وجود آن ها با میزان حضور عوامل بیماری­زا رابطه دارد. وراثت پذیری ورم پستان بالینی حدود 04/0 – 02/0 و وراثت پذیری تعداد سلول های سوماتیک شیر حدود 14/0 – 05/0 گزارش شده است. همچنین همبستگی ژنتیکی دو صفت حدود بسیار 3/0 است و از طرفی رکوردگیری SCC آسان و با هزینه کم می­باشد. درنتیجه به عنوان مناسب ترین پارامترSCC می توان از انتخاب برای صفت ورم پستان استفاده کرد.

 

رابطه ژنتیکي مقاومت به ورم پستان با سایر صفات

 

۱- ارتباط با صفت تیپ پستان

بین مقاومت به ورم پستان و شکل پستان ارتباط وجود دارد. به طورکلی در پستان هایی که اتصال آن ها به زیر شکم در حد مطلوب است تعداد سلول های سوماتیک (SCC) کمتر بوده و احتمال بروز ورم پستان بالیني کمتر است .همچنین بین ورم پستان و متناسب بودن اندازه کارتیه ها رابطه وجود دارد. همبستگي ژنتیکي تیپ پستان با ورم پستان بالیني 19/0تا 7/0  گزارش شده است.

۲- ارتباط با آسان بودن دوشش

گاوهایي که سریع دوشیده می شوند، میزان SCCو احتمال بروز ورم پستان در آن ها بیشتر است. جریان آسان تر خروج شیر از پستان با ورود آسان تر پاتوژن به داخل پستان ارتباط دارد و درنتیجه در سرعت دوشش زیاد، احتمال ابتلا به ورم پستان وجود دارد. همبستگي ژنتیکي سرعت دوشش با ورم پستان بالیني 4/0 گزارش شده است.

۳- ارتباط با صفت تولید شیر

رابطه میزان تولید شیر و مقاومت به ورم پستان منفی است. برنامه­های اصلاح نژاد گاو شیري در جهت افزایش تولید شیر است که نتیجه آن کاهش مقاومت به ورم پستان است. همبستگي ژنتیکي تولید شیر زایش اول با ورم پستان بالیني 14/0 گزارش شده است.

4- ارتباط با باروری و طول عمر عملکرد

ورم پستان  SCC و همبستگی ژنتیکی بالینی با میزان باروری منفی است (حدود37/0-) همچنین همبستگی ژنتیکی طول عمر حیوان و SCC و ورم پستان بالینی منفی و درجه 32/0 تا 11/0 گزارش شده است.

 

ژن های بزرگ اثر مرتبط با صفت مقاومت به ورم پستان

1-  ژن­های کاندید

در مطالعه مربوط به جایگاه صفات کمی(QTL)  مرتبط با ورم پستان  SCC,SCS)و ورم پستان حاد ) تعداد 71 جایگاه شناسایی شده که روی کلیه کروموزوم های گاو )به جز کروموزوم 24BTA، 16BTA و BTAX قرار دارند در سال های اخیر ارتباط بین تنوع توالی  DNAبرای 10 ژن کاندید و مقاومت یا حساسیت به بیماری ورم پستان بررسی شده است که شامل ژن های کد کننده مربوط به تولید ژن آنتی بادی CD18 (اینتگرین بتا 2)، لاکتوفرین، لیزوزیم، گیرنده اینترلوکین 68  می باشند.

وجود جهش در ژن مربوط به  CD18با کاهش میزان چسبندگی گلبول های سفید خون به آنتی ژن در خون گاو هلشتاین مرتبط است.  ژن  CD18 زیر واحد  bاز خانواده اینتگرین مولکول های چسبنده را کد می­کند و آلل موتان سبب عدم تولید مولکول های چسبنده اینتگرین  b2روی سطح گلبول های سفید خون می­شود. گاوهایی که از نظر آلل نامطلوب، هموزیگوت هستند، گلبول های سفید غیرعادی تولید می­کنند که منجر به حساسیت زیاد دام به هر نوع بیماری و سرانجام مرگ زودرس می شود. ولی برای حیوانات هتروزیگوت برای ژن کد کننده  CD18عوارض منفی گزارش نشده است.

لاکتوفرین به­ عنوان یک پروتئین دارای خاصیت باند شدن با عنصر آهن و فعالیت ضد باکتریایی شناخته شده است. امکان بلوک کردن آهن توسط لاکتوفرین مهم ترین ویژگی است که به آن امکان فعالیت ضد باکتریایی می­دهد. اخیراً یک مکانیزم ضد باکتریایی جدید برای لاکتوفرین گزارش شده است که علاوه بر خاصیت ضد باکتریایی است و مربوط به یک ناحیه باز در قسمت انتهایی این پروتئین است. در این مکانیزم لاکتوفرین می­تواند دیواره سلولی باکتر یها را پاره کند و حتی به دیواره سلولی باکتریها نفوذ کند.

لاکتوفرین گاو از 689 اسیدآمینه تشکیل شده است. ساختار سه بعدی لاکتوفرین به­گونه ای است که می تواند با دو مولکول آهن ( (Fe3+ III با قدرت ترکی بپذیری زیاد دو لوب B و C  باند شود. آسپارتیک اسید، هیستیدین، تیروزین و یون بیکربنات در اتصال یون آهن به دو مکان اتصال نقش دارند. این ژن روی کروموزوم 6 گاو مکان یابی شده است. بررسی های مختلف مؤید این مطلب است که تغییر شکل ژن موجب تغییر در ساختار مولکولی پروتئین لاکتوفرین شده و درنتیجه قابلیت بلوک کردن آهن و فعالیت ضد باکتریایی آن مختل می شود.

 یکی از اجزای مهم دفاع میزبان در مقابل آلودگی باکتریایی، نوتروفیل ها می باشند. این سلول ها توانایی حذف کردن باکتری ها را به کمک فاگوسیتوز کردن، تخلیه کردن محتویات گرانو لهای باکتریایی، تولید اکسیژن های واکنش پذیر و فعال کردن ثانویه پروتئاز دارند. با توجه به مهاجرت نوتروفیل ها به مکان التهاب و نقش اصلی آنها در از بین بردن آلودگی باکتری ها، ژ نهایی که با عملکرد نوتروفیل ها در ارتباط می باشند، به عنوان مارکرهای ژنتیکی قوی برای مقاومت در برابر بیماری ها، محسوب می شوند. اینترلوکین 8 متعلق به خانواده کموکین ها 7 است. این کموکین ها سبب مهاجرت نوتروفیل ها از خون پیرامونی به داخل بافت ها می باشند. درنتیجه در آغاز التهاب نقش محوری دارند.

اینترلوکین 8 از طریق اتصال به گیرنده های CXCR1 (IL8-Ra)  و (IL8-Rb) CXCR2  عمل می­کنند و این گیرنده ها نیز در سطح نوتروفیل ها بیان می شوند. این دو گیرنده، جزو خانواده کموکین های CXC می باشند. دو سیستئین که توسط یک اسیدآمینه X (X می تواند هر  آمینواسید ای باشد) از هم جدا می شوند. بنابراین  CXCR 1 و   CXCR 2  دو ژن کاندید برای مقاومت به بیماری ورم پستان معرفی شده اند. در مطالعه ای مشخص شد که چندشکلی مکان 777 + از نقطه شروع تکثیر در ژن CXCR2 ، موجب تبدیل اسیدآمینه سیستئین به اسیدآمینه گلوتامیک اسید می شود.  اسیدآمینه موجود در مکان 245، در سومین لوب داخلی CXCR 2 قرار دارد که در زمان تحریک با IL 8، ناحیه مهمی برای سیگنال های کلسیمی و تحرکی و باند کننده پروتئین Gاست. درنتیجه این ژن کاندیدای مناسبی برای مهاجرت نوتروفیلی و پاسخ های التهابی در ورم پستان است.

 

۲- ژنهایMHC 8

ژن های MHC) روی کروموزوم 23 (مولکول های  BOLA یا MHC را کد می کنند که نقش ضروری در القا و تنظیم پاسخ ایمنی دارند. ژن های MHC به سه گروه مختلف ژنی شامل ژن های کلاسI، II و III تقسیم می شوند. ژن های کلاس  I گلیکوپروتئین هایی در سطح همه سلول های هسته دار بیان می­کنند که پپتیدهای آنتی ژن را به سلول های لنفوسیت T (CD+8) ایمنی معرفی کرده و منجر به تحریک و فعال شدن سلول های T می شوند .ولی ژن های کلاس II فقط در سلول های حاوی آنتی ژن بیان می شوند و به همراه سلول های لنفوسیت T یاریگر (CD+4)  پپتیدهای آنتی ژن های خارجی را با عمل فاگوسیتوزی و اندونوکلئازی می بلعند.

 مطالعات مختلف ارتباط بین آلل های کلاس I و صفت ورم پستان را نشان دهد. گروهی از محققین ارتباط معنی دار بین آلل 14 و کم بودن نمره آزمون ورم پستان کالیفرنیا 10  و همچنین بین آلل A 11 و کاهش ورم پستان بالینی گزارش کرده اند. همچنین مشخص شده که بین آلل های A3و پاسخ بیشتر آنتی بادی به عفونت های پستانی با عامل بیماریزای استافیلوکوکوس آرئوس ارتباط معنی دار وجود دارد. در ضمن آلل های A7و A26 با پاسخ کمتر آنتی بادی در ارتباط است. بنابراین آلل های زیادی برای ژن کلاس I وجود دارند که با مقاومت و یا حساسیت به ورم پستان مرتبط می باشند. همچنین بین آلل های کلاس II ژن  BOLA و نشانگرهای مختلف ورم پستان ارتباط معنی دار وجود دارد.

تقریباً کلیه ژنهای مزبور با میزان چند شکلی بالا، روی اگزون 2 لوکوس DRB 3 کلاسII  متمرکز شد ه اند.

نتیجه گیری

با توجه به اهمیت بیماری ورم پستان در گاو شیری، کنترل و پیشگیری از این بیماری همواره مورد توجه کشورهای مختلف بوده و زیان های اقتصادی ناشی از این بیماری می تواند توجیه اقتصادی واحدهای پرورش گاو شیری را مورد سؤال قرار دهد. تولیدکنندگان گاو شیری سالیان درازی بود که برای بهبود ژنتیکی دام هایشان ازلحاظ صفت مقاومت به بیماری ورم پستان

آزمایشاتی انجام دادند. تمرکز اصلی این آزمایشات روی بهبود خصوصیات شکلی پستان و پستانک بود که در جلوگیری از ورود پاتوژن ها به داخل غدد پستانی مؤثر بوده است. ازجمله این خصوصیات می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1- پستان محکم به بدن چسبیده باشد.

2-  پستانک طویل و ضخیم نبوده و انتهای آن مسطح نباشد.

 3- پستانک ها در گوشه های پستان واقع نشده باشند.

4-  در فاصله بین شیردوشی، ماهیچه های اسفنکتر شدیداً بسته باشند.

با توجه به این خصوصیات و همچنین در راستای فعالیت های اصلاحی، گاوهای نری که دخترانشان صفات فیزیکی پستان و پستانک مطلوبی را نشان داده اند انتخاب شدند. ازآنجاییکه وراثت پذیری این صفات در حد متوسط بوده و سال­های زیادی نیاز   می باشد تا به پیشرفت ژنتیکی مطلوب برسیم، بنابراین محققین دنبال راهی سریع و دقیق برای اجرای پروژه بهبود ژنتیکی مقاومت به بیماری ورم پستان در گاو شیری بود ه اند. آن ها دریافتند که با شناسایی ژن های کنترل کننده سیستم ایمنی پستان حیوان در برابر تهاجم پاتوژن ها، می توانند پیشرفت ژنتیکی سریع تری را داشته باشند. در همین راستا ژنهای زیادی را شناسایی کردند که با صفت مقاومت به بیماری ورم پستان ارتباط داشتند. بنابراین به عنوان نتیجه گیری کلی می توان گفت که با رعایت امور مدیریتی و بهداشتی در پیشگیری از بیماری و اقدام در جهت شناسایی و تعیین ژنوتیپ مهم ترین جایگاه های ژنی مؤثر بر این بیماری و انتخاب حیوانات مقاوم تر در طول زمان، می توان مقاومت گله را در برابر بیماری ورم پستان افزایش داد و با آن مقابله کرد.

منبع: مجله دنیای کشت و صنعت

دیدگاه کاربران
شما هم می توانید درمورد این مطلب نظر بدهید