Загадочная гибель африканских слонов вызвана еще не классифицированной бактерией рода Pasteurella

Африканские слоны (Loxodonta africana) находятся под угрозой исчезновения — в дикой природе осталось всего 350 тысяч особей. В 2021 году они были признаны вымирающим видом. Наибольшая популяция этих слонов обитает в трансграничном заповеднике Каванго-Замбези. В 2020 году на северо-западе Зимбабве произошли массовые гибели слонов, причина которых была не ясна. Международная группа ученых установила, что смерть животных, по всей видимости, была вызвана бактериальным сепсисом. Его причиной стала неклассифицированная бактерия таксона Бисгаарда 45, которая является членом бактериального семейства Pasteurellaceae.

В 2020 году на северо-западе Зимбабве было обнаружено 35 мертвых слонов. Их гибель произошла в разные периоды на площади примерно 40 × 25 км — территория охватывает лесную зону сафари, сафари-зону Матеци № 7, государственный лес Пандамасуи и национальный парк Замбези. Некоторые животные погибли быстро — как минимум 11 особей за 24 часа на площади 50 км². Мертвые слоны были разного возраста и пола, без видимых травм или следов браконьерства. Признаков отравления выявлено не было, также не было отмечено падальщиков вблизи.

Авторы статьи в Nature Communications изучили останки пятерых слонов, проведя патологоанатомические и гистопатологические исследования, а также токсикологический анализ. Из наиболее явных признаков патологии ученые выявили у погибших животных гепатомегалию и спленомегалию, а также различные кровоизлияния. Гистопатология показала множественные гетерофильные и некротизирующие воспалительные процессы в печени, селезенке и лимфатических узлах. В очагах воспаления исследователи обнаружили грамотрицательные бактериальные колонии. Кроме этого, бактерии присутствовали в венах и капиллярах, особенно в головном мозге. Большинство мазков крови (13 из 15), окрашенных по Романовскому-Гимзе, содержали небольшое или умеренное количество бактерий с биполярной, короткопалочковой или коккобацилловой морфологией. Токсикологический анализ исключил наличие ядов, а патологоанатомические данные указывали на бактериальный сепсис и бактериемию на момент смерти.

В образцах головного мозга, печени и селезенки одного из животных исследователи обнаружили бактерий рода Pasteurella. При этом возбудитель сибирской язвы (B. anthracis) или другие возможные патогены выявлены не были. Присутствие Pasteurella sp. ученые подтвердили, проанализировав последовательности гена 16S рДНК двух изолятов из мозга и печени. Последовательность их 16S рДНК оказалась ближе всего к таксону Бисгаарда 45 — одной из групп семейства Pasteurellaceae. Филогенетический анализ показал, что полученные изоляты находится вне кластера геномов P. multocida и не кластеризуются с другими видами Pasteurella. В обнаруженных бактериях исследователи нашли факторы вирулентности, характерные для P. multocida, включая pmHAS гиалуронидазу. Она связана с P. multocida типа B, которая вызывает гемморагическую септицемию крупного рогатого скота. Были выявлены и другие факторы вирулентности, например, факторы адгезии и системы накопления железа. Эти факторы характерны для P. multocida, что еще раз подтверждает их родство с изолированными от слонов бактериями. Бактериологические и генетические данные подтвердило обнаружение таксона 45 Бисгаарда в 6 из 14 образцов, полученных от слонов и протестированных с помощью ПЦР-анализа 16S рДНК. Вирусных геномов, наличие которых авторы проверяли с помощью методов полногеномного секвенирования и микрочипов, идентифицировано не было.

Pasteurella multocida — это грамотрицательные, факультативно анаэробные коккобациллы, которые принадлежат к роду Pasteurella. У животных эти бактерии могут быть связаны с различными заболеваниями, такими как пневмония, сепсис или ринит. Старые фенотипические тесты не позволяли дифференцировать разнообразие Pasteurellaceae spp., и Магне Бисгаард предложил свой вариант, основанный на фенотипической характеристике и анализе последовательности 16S рРНК. Этот ученый дал свое имя группам бактерий Pasteurellaceae, назвав их таксонами Бисгаарда под тем или иным номером. Последовательность генома, обнаруженная в представленном исследовании, относится к таксону Бисгаарда 45 и содержит многие факторы вирулентности P. multocida.

В целом авторам удалось выделить бактерии таксона Басгаарда 45 в 15 образцах из 30, что может быть связано с задержками тестирования, поскольку большинство туш животных на момент сбора образцов подверглись значительному разложению. Также исследователи подчеркивают, что случаи массовой гибели слонов по неустановленным причинам отмечались и ранее. Эпидемиология таксона Бисгаарда 45 в настоящее время не известна. Ученые предполагают, что выявленной вспышке способствовал стресс, вызванный сочетанием жары, засухи и высокой плотности популяции. Однако для того, чтобы понять способы распространения и передачи данной инфекции, необходимы дополнительные исследования.

Частота вспышек собачьей чумы влияет на окраску волков