ダニ - 温州シリコンスカイベンチャーズ株式会社

寄生虫とベクター 16 巻、記事番号: 117 (2023) この記事を引用

1145 アクセス

1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

アフリカの人口の大部分は農村地域に住んでおり、そこでの生計は農作物や家畜の生産に大きく依存しています。それらの社会経済的重要性を考慮して、我々は牛の重要なダニ媒介血液寄生虫（TBHP）の現状を評価するために、複数国（ベニン、ブルキナファソ、ガーナ、ナイジェリア、エチオピア、タンザニア、ウガンダ）での標準化された監視研究を開始した。

私たちは、14 地区 (1 国あたり 2 地区) にわたる 6,447 頭の動物の血液中の病原体蔓延 (アナプラズママージナーレ、アナプラズマセントラル、バベシアビゲミナ、バベシアボビス、エーリキアルミナンティウム、およびタイレリアパルバ) を評価しました。さらに、TBHP 感染の予測因子として、内因性 (性別、体重、体調) および外因性 (夫、ダニへの曝露) の危険因子をスクリーニングしました。

A. marginale、B. bigegina、B. bovis、E. ruminantium の有病率には大きなマクロ地理的変動が観察されました。ほとんどは、媒介能力のあるダニの特定のセットの同時発生と相関していました。感染牛の数が最も多かったのはガーナとベナンで、最も少なかったのはブルキナファソでした。 T. parva はめったに見つかりませんでしたが (ウガンダのみ: 3.0%)、A. marginale は各国で少なくとも 40% の有病率で見つかりました。バベシア・ウシ感染者の身体状態スコアはより低かった。年齢（体重から推定）は A. marginale 感染牛の方が高かったが、B. bigegina および E. ruminantium の有病率と負の相関があった。 Ehrlichia ruminantium 感染は雄でより頻繁に見られ、A. marginale はトランスヒューマン農法でより多く見られました。高レベルの同時感染、特に A. マージナーレ × B. ビゲミナの組み合わせが、ウガンダとブルキナファソを除くすべての国で観察されました。 Babesia bigemina は、牛がそれぞれ E. ruminantium または A. marginale に同時感染していた場合、予想よりも多かれ少なかれ偶然に観察されました。

牛のダニ媒介病原体は、アフリカの小規模牛生産システムのいたるところに存在しています。私たちの標準化された研究は、幅広い関係者が牛、特に生産に大きな影響を与え、侵入性のリピケファルス・マイクロプラスダニを介してアフリカ大陸に蔓延を続けるウシ型結核菌について、結核菌の監視と予防に関する推奨事項を提供するのに役立ちます。

アフリカの人口のほとんどは農村地域に住んでおり、そこでの生計は農作物と家畜の生産に大きく依存しています[1]。サハラ以南の農民の大部分は、資源に制約のある農村に属しており、家畜媒介性疾患や感染症の存在が原因で、最低限の生活水準を維持するのに苦労していることも少なくありません。家畜の生産性、収益性、持続可能性を高めるには、収量を向上させる手頃な価格の投入物が必要です。ここでは、寄生虫の防除が最も重要であり、そのためにはダニ媒介血液寄生虫（TBHP）の現状に関する標準化された調査が不可欠である。都市化と気候変動の人為的要因が生息地と寄生虫の曝露リスクに影響を与えている、絶え間なく変化する世界では、最新の調査がアフリカの機関（民間および政府）に交流、協力、強化する機会を提供する鍵となります。寄生虫駆除のための相互能力構築。さらに、このベースラインデータにより、ダニおよびダニ媒介疾患の存在と負荷の効果的な変化を特定および測定することができます。さらに、多くのアフリカ諸国では標準化された手頃な診断法が不足しているため、ダニ媒介寄生虫による実際の負担とリスク、およびそれに伴う経済的損害を推定することははるかに不可能です。

アフリカ全土の家畜ケアの強化に焦点を当てた寄生虫マッピングプロジェクトの一環として、私たちは、サハラ以南アフリカの7つの地域（西アフリカ：ブルキナファソ、ガーナ、ベナン、ナイジェリア、東アフリカ: エチオピア、ウガンダ、タンザニア) [2、3]。アフリカの持続可能な獣医ネットワークの構築を通じて、私たちは分子TBHPスクリーニングのためにマクロ地理的スケール（地区レベル）で各国の代表的な数の牛を同時にサンプリングし、同時にミクロ地理的（地区内の農場）と個体（牛）を考慮しました。農場内）TBHP 有病率の変動、およびこれは約 1 年の時間窓にわたっています。社会経済的に重要な以下の疾患を引き起こす微小寄生虫 [4] の時空間変動が調査されました: (1) 心水の原因物質であるエーリキアルミナンチウムは、ウシ、ヒツジ、ヤギ、およびヒツジの内皮細胞に侵入する偏性細胞内細菌です。致死的な結果を招く野生の反芻動物。心水に対する制御および予防戦略が開発されていますが、有効性は限られています。アンブリオンマダニは主な媒介動物と考えられています[5]。 (2) ウシアナプラズマ症の病原体であるアナプラズマ・マージナーレは、牛のダニ媒介性病原体として最も蔓延しており、多種多様なダニ種によって、多くの場合機械的に感染します。また、タバエやサシバエもその伝播サイクルに関与しています。これは赤血球内病原体であり、貧血、体重減少などの急性疾患の症状を引き起こし、多くの場合死亡を引き起こします。アナプラズマ症を生き延び、多くの場合臨床的に健康である動物における生涯持続的な A. marginale 感染は、A. marginale の伝播の保因として機能します [6]。 (3) 2 番目に病原性の低い種である赤血球内 A. セントラルは良性感染症を引き起こし、より毒性の高い A. マージナルに対するワクチン株としてよく使用されます [6]。世界の亜熱帯地域では、ウシバベシア症は、(4) B. bovis および (5) B. bigegina を含む赤血球内の原虫寄生虫によって引き起こされます [7]。さまざまなバベシア属による感染の症状ボビス菌は似ていますが、B. bovis は他のピロプラズマよりも毒性が強いです。バベシア・ビゲミナは、媒介能力のあるクリイロダニの種類がより広範囲に及ぶため、B.ボビスよりもアフリカで広く一般的であると考えられます。 (6) 東海岸熱 (Theileria parva) はバベシ科と同じ目に属しますが、内皮細胞や白血球にも感染する可能性があるため、異なる種類の病態を示します [8]。 Theileria parva は主に R. appendiculatus によって伝染し、感受性のある動物、特に子牛に致命的な病気を引き起こします [4、9、10]。

TBHP の蔓延は、適切なマダニの生息地における複数の感受性宿主の多面的な存在と豊富さ、および有能なマダニ媒介者自体の存在に依存します。ベクター媒介疾患を制御するための効果的な対策の実施（つまり、適切な治療戦略と予防の確立）は、病原体を運び伝播する微生物（つまり、病原体保有者）の感受性と感染力のレベルを含む、これらの局所的な病原体伝播動態の解明に依存しています。宿主およびベクター適格外部寄生虫）および（感染した）ベクターと宿主間の接触率 [11、12、13]。ここでは、現在および将来の介入計画を刺激するために、最新の横断的TBHP監視とは別に、動物の感染状態と固有の特徴、およびマダニとTBHPの共発生との関連性を調査しました。要約すると、この記事では次の質問が扱われます: (1) TBHP はマクロ地理的にどの程度変化しますか?、(2) どの宿主の特徴 (性別、状態、年齢の代わりとしての体重) が TBHP と関連していますか? (3) 既知の媒介能力のあるダニの寄与を考慮した後、病原体の存在における追加の変動を説明する他の媒介能力のあるダニの疑いがあるか?、(4) 特定の病原体の組み合わせは、ランダムに予想されるよりも頻繁に発生しますか?個人レベルでの可能性は？

この研究に含まれた7か国は、ビル&メリンダ・ゲイツ財団の独自の農業開発戦略によってサハラ以南のアフリカで優先順位が付けられている国に限定されており、東アフリカと西アフリカの牛のTBHPをよく表していると考えられた。各国で、牛の密度が高いことが知られているため、ダニおよびダニ媒介性疾患の蔓延が高いことが予想される 2 つの地区 (図 1) が選択されました。サンプリングされた 2 つの場所はブルキナファソ南西部に位置しており、ラレラバ県のサルカンディアラとウエ県のベクイです。ガーナ: アクセとナール・コルクペはどちらもローワー・マーニャ・クロボ地区にあります。どちらのコミュニティもヴォルタ湖の南岸周辺に位置しています。ベナン: ジュグー、ンダリ、ワッサペフンコ、バシラ、ワケはドンガ県に属します。アボメイ、ジジャ、オウインヒ、ザングナンナンド、ゾグボドメイはゾウ部門に属します。マーニャクロボ地区は、ガーナの首都アクラから東に約 80 ～ 85 km にあります。この地区はアクラ平原の沿岸サバンナ地帯に属しており、二峰性の降雨パターンがあります。ナイジェリア: 高原州 (クワンパム、シャンダム、ワセ) とカドゥナ州 (ザリア)。エチオピア：オロミア中部および東部の典型的な代表的な場所。アダアはエチオピア中央部の標高約 2300 m の高地に位置し、一方ボーセットはエチオピアの低地に位置し、標高 947 m です。ウガンダ: セレレ地区。北はソロティ地区とカベラメイド地区、東はンゴラ地区、南はパリサ地区、カリロ地区、ブイェンデ地区に隣接しています。この地区は、2つの田舎郡（カシロとセレレ）と、254の牛を所有する村を含む8つのサブ郡（ブゴンド、カドゥングル、ピンギレ、労働、アティラ、カテタ、チェレ、セレレ/オリオ）で構成されています。タンザニア：バガモヨ地区のチャマクウェザ（海岸地域）とマディビラ（ムバラリ地区、標高1560メートルのムベヤ地区）。サンプリング場所は、選択された地域に主に定住性の牛群が存在する小規模自作畜農家（資源に制約のある牛の飼育者）の集落で構成されていました。調査は1年間（2016年8月～2017年6月）にわたって実施されました。フィールドワークは 4 回の 4 回のサンプリング訪問で構成されました。各訪問（両方の施設へ）の個別のサンプリング期間は約 2 週間（各施設あたり約 1 週間）でしたが、遭遇する物流上の課題によって異なりました。各訪問中に、目標は 240 頭の牛 (1 サイトあたり約 120 頭) のサンプルを採取することでした。

アフリカ 7 ヶ国のサンプリング場所の概要。地区ごとに、TBHP の単独感染者および重複感染者の有病率 (凡例を参照) がドーナツグラフで示されています (牛の個体内での重複感染のより詳細な分布については、追加ファイル 1: 表 S2 を参照してください)。

牛（小規模所有者の群れから寄生虫をサンプリングしたもの）の体重は、メーカーの推奨に従って RONDO® テープ（Kyron Labs、ヨハネスブルグ、南アフリカ）を使用して推定されました。ボディコンディショニングのスコアリングは、プロトコールに記載されている作業指示に従って、これらの動物に対して実施されました（追加ファイル 2: プロトコールを参照）。さらに、各病原体について、性別、飼育の種類、媒介能力のあるダニの数を決定しました（詳細を参照）。各国の農場間の変動を表 1 に示します。TBHP の分子スクリーニングのために血液サンプルを採取しました。

全血サンプルは、22 G 穿刺針を使用して各サンプル動物の中耳静脈を裂傷することによって収集されました。ヘパリン添加毛細管を使用して、裂傷した耳静脈上に形成された血液滴から約 125 μL の血液サンプルを収集し、Classic Flinders Technology Associates [FTA] カード (Whatman®) に塗布しました。血液サンプルを自然乾燥させた後、連続的にラベルを付けました。その後、血液サンプルは分析のために Clinvet international [Uitsig Road, Universitas, Bloemfontein, 9338, South Africa] に出荷される前に、シリカゲル乾燥剤 (Sigma Aldrich, Co., Lifesciences, USA) とともに FTA パウチに詰められました。パウチには、サンプルが村、教区、副郡、郡、地区、および原産国まで遡ることができるように、適切にラベルが付けられました。さまざまな TBHP による感染の可能性のある内因性および外因性予測因子に関する追加データは、クリンベットインターナショナルへのサンプルに添付された別のデータ収集フォームに記録されました。

血液サンプルの発送には FTA カード技術が使用されました。カードに穴を開け（直径 5 mm の穴を 3 つ）、DNA を分離しました。メーカーの推奨に従って、MagMAX™ DNA マルチサンプルウルトラキットを使用して、2 × 5 mm 直径のパンチから DNA を単離しました。 KingFisher 96-flex 機器を使用した各実行の抽出コントロールを含む、実行ごとに 92 サンプルから DNA を単離しました。 DNAは最終容量75μlで溶出されました。

全長PCRターゲットアンプリコンを含む合成DNA（GeneArt、ドイツ）をプラスミドにクローン化し、各PCR実行でポジティブコントロールテンプレートとして機能させました。全長アンプリコン合成配列は、GenBank から得られた配列データに基づいています (追加ファイル 1: 表 S0)。ネガティブコントロールサンプルには、宿主由来の検出シグナルを除外するためにウシゲノム DNA が含まれていました。以下に挙げるプロトコールは、公開されているアッセイからのプライマー/プローブに基づいています [14、15、16、17]。阻害剤耐性があり、処理能力の高い SsoAdvanced Universal Probes Supermix (Bio-Rad) DNA ポリメラーゼマスターミックスをすべての PCR アッセイで使用しました。アッセイのプライマーとプローブは、配列検証済みの線状合成 DNA テンプレートを使用して単一ターゲットおよび多重環境で評価され、10 ng のウシ DNA の存在下で各アッセイの検出限界 (LOD) が決定されました。最終的なマルチプレックス PCR アッセイの組み合わせは、シングル PCR セットアップとマルチプレックス PCR セットアップの両方で同じ LOD を示した結果に基づいています。ハミルトンニンバスロボット液体ハンドリングシステムは、マスターミックスと 384 ウェル PCR プレートへのテンプレートの添加に使用されました。すべてのプレートには、関連するポジティブコントロールサンプル (反応ごとに各標的領域の 100 コピーを表す合成 DNA)、ネガティブコントロール (宿主関連の増幅を除外するための Clinvet ドナー動物からの 10 ng のウシ DNA)、抽出コントロール (抽出キット関連の増幅を除外する) が含まれていました。）。合計 5 μl のテンプレート DNA を 15 μl の最終 PCR 反応に使用し、98 °C で 3 分間の初期変性、その後 95 °C で 15 秒間および 60 °C で 15 秒間の変性を 45 サイクル行う熱サイクルにさらしました。 QuantStudio6 qPCR システムを使用する 30 秒。熱サイクル中に収集されたデータは、QuantStudio リアルタイム PCR ソフトウェア v1.2 を使用して分析されました。最初にマルチプレックス 1 を実行して、テンプレート由来の阻害が観察されないことを確認し (IAC を使用)、次に他の 2 つの PCR を実行しました。正しい増幅プロファイル（検出範囲の限界内の形状およびCt交差）を示すサンプルを「検出済み」と呼び、残りのサンプルを「検出されない」と呼びました。

簡単に言うと、半身のサンプリングは次の 5 つの好発部位で実行されました。(i) 前脚の内側と外側、後脚、腹部。 (ii) 尾部および肛門部。 (iii) 頭と首。 (iv) 肩から尾根までの側方領域および背側領域。 (v) 耳。鉗子を使用してダニを除去した。収集は、すべての好発部位から合計約 15 分間実行されました。重度に感染している動物の場合、15 分間の収集期間後に動物に残っているマダニの数を数えて記録しました。異なる属は別々に記録されました。ダニは、立体視鏡（倍率 80 倍）を使用して形態に基づいて識別されました。リピセファルス亜属（Boophilus）に属するマダニの下口歯列をより良く視覚化するために、顕微鏡（倍率100〜200倍）を使用しました。分類学的記述 [18] と形態学的キー [19、20] の両方を使用して、成体の標本のみが種レベルで識別されました。ダニ群集の地理的変動とダニ種レベルでの負荷に関する結果は、別の論文として出版される予定です (Heylen D. および Madder M. 準備中)。最も重要なコンピテントベクター [18] は、他の一般的に見られるダニ種とともに追加ファイル 1: 表 S1 にリストされています。病原体ごと、宿主個体ごとに、媒介能力のあるダニの数の合計が計算されました。媒介能力のあるダニの平均負荷量の農場間の変動を表 1 に示します。

データは、農場内にネストされている動物ごと、および地区内にネストされている農場ごとに感染レベル (0/1) を示す階層構造を持っています。有効な統計的推論を得るには、データの依存構造を考慮する必要があります。これらの目的のために、一般化線形混合モデル (GLMM) が、各レベルでランダム効果を追加することによって農場 (地区内にネストされた) 内での観察の統計的依存性を考慮してデータに適合されました [21 を参照]。病原体比率の残差は二項分布 (ロジットリンク) に従うと仮定されました。サンプリングされた牛 (n = 7072) については、病原体の発生がモデルの応答変数として含まれ、説明変数は次のとおりでした: 個体の内因性 (性別、体調、体重) および外因性危険因子 (飼育: 共同体対非ヒューマンス) ）。さらに、各個体の媒介能力のあるダニの負荷も含めました。地理的変動が大きいため、各連続説明変数 (ダニの量、体重、体調スコア) について、農場および地区レベルでデータを平均中心化しました (表 1)。そうすることで、結果によって、病原体蔓延の変動がどのレベル（つまり、個人、農場、地区レベル）でどのように説明されるかを区別することが可能になりました。私たちは、生態学的バイアスによる混乱が少ないため、より低いレベル（つまり、個人と農場）で見られる関連性に重点を置きます。各国の気候の季節性が異なることを考慮すると、4 回の訪問間の大陸ごとの一般的な比較は疫学的関連性はほとんどないと考えます。したがって、訪問間の差異の調査は、地区内の入れ子になった変量効果として一時的なマクロ地理的変動を追加することにより、地区内に限定されました。

すべての分析では、段階的な逆方向選択手順を使用して最適なモデルを選択しました。各ステップで、有意でない P 値が最も高い固定因子 (P > 0.05) を除外し、モデルを再実行して、縮小モデル内の固定因子の P 値を調べました。モデルの削減は、有意な因子 (P < 0.05) とその低次交互作用項のみが残るまで継続されました [22]。

第 2 フェーズでは、各モデルからの残差 (つまり、内因性、外因性リスク要因、および既知のベクトルコンピテントティックの修正後に残る残差) を使用して、次の質問に答えました。 (1) どの TBHP が非ランダムに実行するか個人レベルでも同時発生します。 R パッケージ HMSC (種群集の階層モデル) [23] は、入れ子になったランダム効果構造を考慮して、潜在的な関連性を調査するために使用されました。このため、存在/不在データに対するプロビットモデルにより、事後分布がサンプリングされ、成功した収束が保証されました (3 つのマルコフ連鎖モンテカルロ連鎖、それぞれ 1500 サンプル、シン 1000 サンプル、およびトランジェント 750,000 サンプル)。関連性は、上記の GLMM の他の病原体の説明として病原体の 1 つを追加することによってさらに検証されました。 (2) 特定の病原体に対する媒介能力のある追加の種として他のどのダニが疑われるか。後者の統計分析については、次の 2 つの基準を提案します: (a) 疑わしいダニの種は、既知の有能な媒介動物との限定的な相関関係を示します。そうでない場合、地理的/生態学的同時発生により TBHP との潜在的な関連性が生じます (間のスピアマンランク ρ)。有能かつ疑わしいティック < 0.3); (b) 既知のベクター適格ダニの影響を補正した後、TBHP との正の関連性を示します。 (c) 平均して 0.5 匹のマダニがその動物で見つかりました (地区レベルで)。このマダニは十分に一般的であることを意味します。これらの選択基準を適用した後、バベシア 2 種についてのみ、追加のマダニ (Hyalomma rufipes、Rhipicephilus pulchellus、Rhipicephilus appendiculatus、Rhipicephilus evertsi evertsi) の媒介能力を評価できました。アナプラズマとエーリキアルミナンティウムの場合、すべての潜在的なベクター候補は真のベクター適格ティック (ρ > 0.3) と相関していました。すべてのデータ管理と統計分析は、SAS v 9.3 (SAS Institute、米国ノースカロライナ州ケアリー) で行われました。

動物のTBHP有病率を考慮すると国は互いに異なり、いくつかのTBHPと国の組み合わせでは、顕著な季節変動も観察されました（国と訪問先間のペアごとの比較については表2を、マクロ地理的な概要については図2を参照）。アナプラズマ・マージナーレは最も蔓延している病原体であり、ガーナでの蔓延率が最も高かった（92.1 ～ 100%）。同属の A.centrale は大陸全体であまり蔓延していませんでした (< 5%)。エールリキア・ルミナンチウムの有病率は、3.4% (ブルキナファソ) から 18% (ベナン) の間で変動しました。バベシアビゲミナは、ウガンダ (< 10%) とブルキナファソ (1.0%) を除き、比較的高い数 (> 10%) で観察されました。対照的に、同属の B. bovis はすべての国で牛の 10% 未満で検出され、エチオピアには存在しませんでした。

病原体の蔓延におけるマクロ地理的変動。全体の平均 (+ 1 標準偏差) は、さまざまな農場 (地区内にネストされている) にわたって計算されます。 BF ブルキナファソ、GH ガーナ、BN ベニン、NG ナイジェリア、ET エチオピア、UG ウガンダ、TZ タンザニア

TBHP 蔓延率の変動の一部は、B. bigemina を除いて、媒介能力のあるマダニの寄生量の個別の対比によって説明されました（個別レベルのロジット範囲: 1.48 ～ 3.72 10 ～ 3、すべての P 値 < 0.041、表 3）。 A. 周縁部の蔓延率については、平均局所寄生負荷 (つまり、農場レベル) も正の相関を示しました (ロジット: 5.73 ± 2.38 10–3; t(247.8) = 2.41; P = 0.017)。トランスヒューマン牛群の牛は、共同牛よりも A. 辺縁有病率が高い傾向がありました (Logitlrans - 共同牛: 0.83 ± 0.21; t(1256) = 4.06; P < 0.0001)。雌牛は雄牛よりもエーリキア感染症の罹患率が低い傾向がありました（ロジット雌牛-雄牛: − 0.20 ± 0.09; t(5872) = − 2.27; P = 0.024）。

いくつかの病原体については、対照的な方向ではあるが体重の影響（動物の年齢の代用）が観察された。一方、A. marginale の有病率は正の関連を示した（個体レベル Logit: 8.83 ± 0.68 10-3/kg、個体レベル Logit: 8.83 ± 0.68 10-3/kg; t(5726) = 12.99; P < 0.001)、B. bigegina (個人レベルロジット: − 2.46 ± 0.85 10–3/kg; t(5781) = − 2.90; P = 0.0038) および E. ruminantium (個人レベル)ロジット: − 4.27 ± 1.1 10–3/kg; t(5805) = − 3.86; P = 0.0001; 農場レベルのロジット: − 7.76 ± 2.87 10–3/kg; t(313.4) = − 2.70; P = 0.0073)負の関連性を示した。さらに、バベシア・ウシ感染症の罹患率は、個人レベル（ロジット：− 0.14 ± 0.05; t(5199) = − 2.61; P = 0.009）および局所レベル（ロジット：− 0.57 ±これは、図 3 の部分残差にも示されています。

バベシアウシ蔓延率の部分ピアソン残差 (一般化線形混合モデルから取得) を体の状態に対してプロットしました (農場ごとの平均、地区内の平均を中心)。バブルのサイズは、各農場でサンプリングされた牛の数に対応します。説明のために、最小二乗近似に基づいて直線曲線 (a*x) が追加されています。色は 14 地区のいずれかに対応します

事前に設定した基準を適用する場合 (「統計分析」セクションを参照)、バベシア属の場合にのみ適用されます。追加のダニの潜在的な媒介役割をテストできる可能性があります。ここで、Hyalomma rufipes 負荷の個人差は、B. bigemina の有病率と正の相関がありました (logit 19.13 ± 8.7 ± 10-3; P = 0.028)。他のダニ種は TBHP の蔓延と負の相関があった (例: 地区レベルの Rhipicephilus pulchellus)、またはまったく相関しなかった。

個人レベルで外因性および内因性危険因子を補正した後（表 3）、一部の病原体の組み合わせは偶然に予想されるよりも頻繁に発生しました。探索的 HMSC モデル (追加ファイル 1: 図 S1) で示されているように、牛は E. ruminantium に感染した場合に B. bigemina に感染する頻度が高かった (logityes-no: 0.39 ± 0.12; t(5855) = 3.30; P = 0.001 ）。対照的に、牛が A. marginale に感染した場合、B. bigemina に感染する頻度は低かった (logityes-no: − 0.47 ± 0.03; t(5724) = − 5.30; P < 0.0001)。

この研究の主な目的は、サハラ以南のアフリカ 7 か国における最も重要な牛の TBHP を特定し (表 2)、TBHP 感染の潜在的な危険因子を文書化することでした。私たちは、事前に定義された厳密なプロトコルに従ってデータ収集をガイドし、標準化されたデータの分析を行いました。したがって、私たちの研究は、小規模な農村家畜生産システムにおける牛のTBHPの比較的最新の状況を具体化しています。さらに、分析でデータの階層構造を尊重することにより、生態学的バイアスの影響が最も少ない個人レベルでの関連性を調査することができます。

サンプリングされた動物の 70% 以上が少なくとも 1 つの TBHP に感染していました。いくつかの TBHP は高罹患率 (アナプラズママージナーレ) から中程度 (バベシアビゲミナおよびエーリキアルミナンティウム) で発生しましたが、そのほとんどは顕著な空間的変動も示しましたが、タイレリアパルバはすべてのサンプリングされた場所にほとんど存在しませんでした。後者の観察について考えられる説明は、ベクター R. appendiculatus が存在する地域 (ウガンダとタンザニア)、特に若くて感受性の高い動物における東海岸熱による死亡率の高さです [4]。急性感染動物および/または保菌動物のみが陽性と判明しますが、特に後者のグループでは、診断方法の感度が低すぎて循環抗原を検出できないことがよくあります。

地元の宿主の存在量と多様性に関する十分な知識がなければ、地理的パターンのいくつかはダニの生物学、特に媒介能力と発生の結果であることが判明します。マダニの 1 種である Hyalomma rufipes のマクロ地理的変異は、その動物の血液中の B. bovis の存在と同時に発生しました。このダニはこのバベシア種の媒介能力があるとは考えられていませんでしたが、バベシアオカルタンスを媒介することが判明しました [24]。 H. rufipes が Babesia bovis に感染する Rhipicephilus ダニと同じ生態的ニッチを共有していないことを考えると、病原体との関連についてさらなる研究が必要です。 A. マージナルでは、非ヒューマン飼育された牛のほうが共産動物よりも頻繁に感染するという点で、飼育環境が役割を果たしていた。この違いは、前者のグループでは野生の大型草食動物によるダニやハエへの曝露リスクがより高い結果である可能性があります。固有の曝露危険因子のうち、雌の有病率が雄よりも有意に低いという点で、動物の性別が E. ruminantium の有病率の変動の一部を説明した。ダニやTBHPの感受性を高めるアンドロイドの免疫抑制効果は、徘徊や毛繕いにおける性差などの行動的要因に加えて、この観察の生理学的基礎となっている可能性がある[13]。牛の年齢の代用である体重との対照的な効果も同様に見つかりました。A.では限界体重は正の相関があり、これは年齢に伴う累積曝露リスクおよび/またはより重い動物におけるより高い病原体耐性の影響である可能性があります。あるいは、ウシのアナプラズマ症は体重増加の減少を引き起こし、回復した動物は生産性が低下する長期間の回復期間を必要とするため[6]、体重が軽い動物の死亡率の高さは、観察された体重との正の関連につながっています。対照的に、より毒性の強い E. ruminantium と B. bigegina では、体重は病原体の有病率と負の相関があり、これは獲得免疫 (年齢とともに発症する可能性が高くなります) と動物の保因者状態、高レベルの病原体の影響である可能性があります。より重い動物の耐性および/または病原体の影響を受けた生存率。実験がなければ、暴露や生来の抵抗力における年齢に関連した差異などの別の解釈を排除することは困難です[13]。

B. bovis の最も高い有病率は、体調スコアが最も低い動物と関連しており、この病原体に伴う高い病原性レベル、および/またはより低い条件の動物でのより高い感受性が確認され、必然的に重大な生産損失が生じます。これほど広大な地理的領域にわたって、統一された標準化された方法を使用して、B. bovis の蔓延が体調スコアに及ぼす影響が評価されたのはこれが初めてです。 R. microplus (最も重要なベクターである B. bovis) の蔓延が西部 [25] と東部アフリカ [2] だけでなく、地球上の他の亜熱帯および熱帯地域でも拡大し続けていることを考慮すると、生産損失は依然として過小評価されている可能性があり、したがって、ダニの制御も重要です。この単熱帯性の単一宿主ダニは、いくつかの大陸でさまざまなクラスの殺ダニ剤に対する耐性株を開発しているため[26]、依然として世界中の牛に対する最も重要なダニ駆除学的脅威となっている。他のTBHPは体調スコアとの関連性を示さなかったが、これはある程度の風土病の安定性と保因者状態によるものと考えられる。しかし、バベシアボビスの R0 (マダニと宿主の生物学と生活史 [27]、共感染する寄生虫との相乗的/拮抗的相互作用に必然的に関連している) が十分に大きい限り、病原体は感染なしで増殖することができます。毒性を軽減する必要がある[28]。

この観察研究の限界の 1 つは、TBHP の発生と牛の一般的な健康状態との間の上記の関連性における相関関係と因果関係の区別である。病理（貧血、黄疸など）を評価することは、PCR 陽性シグナルがより病原体特有の害に関連しているかどうかをよりよく理解するのに役立ち、その結果、TBHP による局所的な社会経済的影響のより適切な評価にもつながるでしょう。動物の健康に影響を与える生態学的ストレス要因を制御する長期的な実験データが存在しない場合、健康障害を含む観察結果の原因と結果を解明することは困難です。

個人で見つかった同時感染は、牛が複数の病原体に対して寛容であることを強く示唆しています。最も頻繁に観察された同時感染は A. marginale × B. bigegina でしたが、A. marginale × E. ruminantium も頻繁に観察されました。 B. ビゲミナの発生は、E. ルミナンティウムが血液中に存在する場合に発生する可能性が高くなります。つまり、この組み合わせは、各病原体の個別の有病率から予想されるよりもはるかに高かったです。これは個々の動物間の一般的な感受性のばらつきの結果である可能性がありますが、2 つの病原体間の伝播および/または増殖の促進を示している可能性もあります。動物が A. marginale に感染している場合には、Babesia bigemina が見つかる可能性は低くなります。両方の病原体が異なる抗原レパートリーを持っていることを考えると、交差免疫は起こりそうにありませんが、一方の TBHP への感染によって引き起こされる高い免疫準備状態は、もう一方の TBHP に対する感受性の低下につながる可能性があります [29]。促進および/または阻害につながる経路は、寄生虫による生理学的、細胞的および生化学的相互作用を解きほぐす実験研究によってのみ解明できます[30、31]。

この標準化された監視は、サハラ以南アフリカにおける牛のダニ媒介病原体の重要性を強調しており、共寄生は例外ではなく一般的である。将来の研究には、野生動物の宿主調査、宿主外環境におけるダニ密度、詳細な生息地の特徴、ダニの密集した集団、ひいてはTBHPの循環を支える可能性のある特定の資源も含まれる可能性がある。関連する寄生虫株の分離株は、さまざまな医薬品および生物学的製剤の有効性について評価されるべきであり、これにより、より効果的な防除戦略が得られる可能性があります。アフリカ諸国間の牛の国境を越えた移動は、アフリカでベクター媒介疾患を管理する際の主要な危険因子であるため、関連系統の遺伝集団研究もTBHPの蔓延と侵入についてさらなる洞察を提供する可能性がある。この知識を社会経済および気候変動における現在の複雑さの十分な理解と統合することで、政策立案者や科学者は予防戦略を提供できるようになります。

現在の研究中に生成および/または分析されたデータセットは、研究委託機関との契約により一般に公開されていません（データはモーリシャスのクリンググローバルのアーカイブに保存されます）が、合理的な要求に応じて責任著者から入手できます。

デオキシリボ核酸

一般化線形混合モデル

定量的リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応

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著者らは、以下を含む機関、協力者、その職員、農家の皆様に感謝の意を表します。これらの方々なしでは、この調査の実施は不可能でした。ディンカ・アヤナ博士 - ザ・ベスト・オブ・ディンカ・アヤナテシェール・ソリ (二人ともアディスアベバ大学出身)。ジャハシ・ンザラワヘ博士（ソコイネ農業大学）と博士。エマニュエル・スワイ (畜産開発水産省); チャールズ・ワイスワ博士（ウガンダトリパノソーマ症対策協議会）。アモンヤ・コリンズ博士（セレレ地区地区獣医師）。ビギルワ・ゴッドフリー、スティーブン・カクーザ、Dr. ビア・ジョンソン博士. オマイド・エドワード博士、グロリア・グレース・アクルット博士、アケチ・オリビア博士。トゥーレ・アラサン博士 Vitouley Hervé、技術者 Zoungrana Sebastien、Zoungrana Adrien (アフリカ国際研究センター)。

この研究はビル&メリンダ・ゲイツ財団(BMGF)(助成金OPP1125367)から資金提供を受けました。

ベルギー、ヴィルレイクのアントワープ大学生物学部進化生態学グループ

ディーター・JA・ヘイレン

生態疫学グループ、熱帯医学研究所、生物医学部門、アントワープ、ベルギー

ディーター・JA・ヘイレン

生物統計および統計バイオインフォマティクスのための大学間研究所、ハッセルト大学、ディーペンベーク、ベルギー

ディーター・JA・ヘイレン

アディスアベバ大学獣医学部・農学部寄生虫学教室、ビショフトゥ、エチオピア

ベルシサ・クムサ

獣医微生物学および寄生虫学部門、ソコイネ農業大学獣医医学・生物医科学部、私書箱 3019、モロゴロ、タンザニア

エリキラ・キンビタ

ウガンダ、カンパラのマケレレ大学獣医学部生体分子資源および生物実験科学部 (BBS)

ノーバート・フランク兄弟とデニス兄弟

南アフリカ、オンダーステップポート、プレトリア大学獣医学部獣医学熱帯病学科

フランス・ジョンゲジャン

動物工学・獣医学・海洋研究所 (LRZVH)、国立農業研究所 (INRAB)、01 BP 884、コトヌー、ベナン

サフィウ、ようこそアデハン

Nangui Abrogoua University、UFR Sciences de la Nature、02 Bp 801、アビジャン 02、コートジボワール

アラサン・トゥーレ

ガーナ大学基礎応用科学部生物科学部動物生物学・保全科学科（ガーナ、レゴン・アクラ）

フレッド・アボアジー・シープ

国立獣医研究所、ヴォム、プラトー州、ナイジェリア

リーダーアイザック・オゴ

ビル＆メリンダ・ゲイツ財団、米国ワシントン州シアトル

ニック・ジュレフ

Clinvet International Pty (Ltd)、1479 Talmadge Hill South、ウェイバリー、ニューヨーク、14892、米国

ディオンヌ・クラフォード & ジョセフス・フーリー

臨床学、ブルームフォンテーン、南アフリカ

ミシェル・ラブシャンジュ

90903 タマリンClinglobal, B03/04, The Tamarin Commercial Hub, Jacaranda Avenue

マキシム・マダー

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

BK、EK、MD、FJ、AT、FAA、NIO、DC、JF、DJAH、MM がこの研究を考案し、設計しました。 BK、EK、MNF、MD、FJ、SBA、AT、FAA、NIO、DC、JF、ML、MM は牛の血液サンプルを収集しました。 DJAH、GF、NJ、DC、JF、ML、MM は、さまざまな TBHP について牛の血液サンプルを分析しました。 DJAH、GF、BK、NJ、DC、JF、ML、MM; 最初の原稿を書き上げた。著者全員が最終原稿を批判的にレビューし、承認しました。 DJAH はデータを分析し、MM と一緒に最初の草稿を作成しました。他のすべての著者は、最終原稿版に関して多大な科学的意見を提供しました。著者全員が最終原稿を読んで承認しました。

ディーター・JA・ヘイレンへの通信。

これは、実験的介入を伴わない寄生虫の調査研究でした。このような状況は、動物を含む生物医学研究に関する国際指導原則（国際医科学機関評議会）に適合しました。研究を実施するための承認は、関連する動物管理使用委員会 (IACUC) から得られました。ウガンダで研究を実施するための承認はマケレレ大学バイオセキュリティ学部、バイオテクノロジーおよび実験科学研究倫理委員会から得られた[承認番号; SBLS/REC/16/135] およびウガンダ国家科学技術評議会 [承認番号 A 513]。

適用できない。

この調査はビル&メリンダ・ゲイツ財団(BMGF)(助成金OPP1125367)から資金提供され、ニュージャージー州はその代表を務めた。治験依頼者は研究デザインを指示することはなく（ただし、プロトコールを検討し承認した）、データの収集、分析、解釈には関与しなかった（ただし、報告書の検討と承認は行った）。 Clinvet/Clinglobal が調査の実施を契約し (プロジェクト番号 CV16/337)、実施当時、JF は Clinvet に雇用され、FJ、MM、および DC は Clinglobal に雇用されていました。 BK、EK、MD は JF と契約し、東アフリカのそれぞれの国で調査員として活動しました。

シュプリンガーネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。

合成ポジティブコントロール。表S1。生態学的分析の対象となる 4 つのダニ媒介病原体に対する媒介能力のあるダニ。表S2。牛個体における（同時）感染の分布。図S1。 HMSC モデルに基づく TBHP の種間関連 (同時感染) のヒートマップ。

プロトコル。

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転載と許可

ヘイレン、DJA、クムサ、B.、キムビタ、E. 他東アフリカと西アフリカの小規模農家の農村家畜生産システムにおけるダニ媒介性病原体と牛の体の状態。寄生虫ベクター 16、117 (2023)。 https://doi.org/10.1186/s13071-023-05709-0

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受信日: 2022 年 11 月 28 日

受理日: 2023 年 2 月 18 日

発行日: 2023 年 3 月 30 日

DOI: https://doi.org/10.1186/s13071-023-05709-0

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