DOI: https://doi.org/10.3389/fpubh.2024.1478494
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39555043
تاريخ النشر: 2024-11-01
المؤلف: Beatus Lyimo وآخرون
الموضوع الرئيسي: بروسيلا: التشخيص، الوبائيات، العلاج
نظرة عامة
تدرس الدراسة انتشار عدوى البروسيلات في الماشية والبشر في منطقة كاراجوي بتانزانيا، مع معالجة الاستمرارية المتوطنة للبروسيلات عند واجهة البشر والماشية. أجريت في عام 2023، شملت الدراسة الوبائية المقطعية 725 رأس من الماشية (الأبقار، الماعز، الأغنام) و112 إنسان، مستخدمةً اختبار ELISA التنافسي لتقييم انتشار الأجسام المضادة واستبيانات لجمع البيانات الوبائية. كشفت النتائج عن انتشار إجمالي للأجسام المضادة بنسبة 34% في الماشية و41% في البشر، مع ظهور أعلى نسبة انتشار في الماعز (69.2%) وأدنى نسبة في الأبقار (22.6%). تضمنت عوامل الخطر المهمة للماشية قطعان الأنواع المختلطة (نسبة الأرجحية، OR = 2.96) والأبقار الأكبر سناً (OR = 5.23)، بينما كان الخطر البشري مرتبطًا بشكل ملحوظ بالاتصال الوثيق بالحيوانات (OR = 7.20).
تشير التوزيعات المكانية المتميزة لانتشار الأجسام المضادة للبروسيلات بين القطعان، والتي لم تتوافق مع حالات البشر، إلى ديناميكيات انتقال معقدة داخل نظام تربية الماشية. تؤكد الدراسة على ضرورة وجود استراتيجيات مستهدفة للسيطرة على البروسيلات، مشددةً على أهمية فهم عدم الخطية في انتشار الأجسام المضادة والعوامل المؤثرة عليها. تشمل التوصيات دراسات طولية لاستكشاف التغيرات الموسمية، والتحقيقات في الوبائيات الجزيئية، وإنشاء فريق عمل للصحة الواحدة لتعزيز التعاون عبر قطاعات الصحة العامة والبيطرية والبيئية. يمكن أن تسهم هذه الاستراتيجيات بشكل كبير في التخفيف من آثار البروسيلات في تانزانيا، مما يحسن إنتاجية الماشية ونتائج الصحة العامة.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على التحديات الكبيرة التي تواجه الصحة العامة بسبب العدوى الحيوانية المنشأ، وخاصة البروسيلات، التي تسببها بكتيريا البروسيلة. هذه المرض شائع بشكل خاص في البلدان ذات الدخل المنخفض والمتوسط، حيث تقدر منظمة الصحة العالمية حدوث 1.6-2.1 مليون حالة جديدة سنويًا. لا تؤثر البروسيلات فقط على صحة الإنسان، بل لها أيضًا تأثير اقتصادي كبير على زراعة الماشية، حيث تم تحديدها كواحدة من الأسباب الرئيسية للخسائر الناتجة عن الأمراض المعدية في أنواع الماشية المختلفة. تعقد السيطرة على البروسيلات بسبب نقص المراقبة، والاختبارات المحدودة، وفهم ضعيف لعوامل الخطر، مما يستلزم اتباع نهج الصحة الواحدة لمعالجة القضية بشكل فعال.
تركز الورقة بشكل خاص على تانزانيا، التي تمتلك ثالث أكبر عدد من الماشية في إفريقيا وتواجه تحديات متوطنة من البروسيلات. تشير البيانات التاريخية إلى أن انتشار الأجسام المضادة في الماشية يمكن أن يتفاوت بشكل كبير، من 1% إلى 46%، بينما تتراوح نسبة انتشارها بين البشر من 0.6% إلى 58.4%. قد تنشأ هذه التباينات من اختلافات بيئية، وممارسات إدارة الماشية، ونقص المراقبة. تهدف الدراسة إلى سد فجوة معرفية بشأن البروسيلات في قطاع تربية الماشية التجارية من خلال قياس انتشار الأجسام المضادة في 10 قطعان من الماشية في مزرعة تبلغ مساحتها 12,000 فدان في منطقة كاجيرا بتانزانيا. تشمل الأهداف تحديد انتشار الأجسام المضادة عبر هياكل القطعان المختلفة، وربطها بمعدلات العدوى البشرية المحلية، وتحديد عوامل الخطر لكل من البشر والماشية. من المتوقع أن تعزز النتائج إدارة الماشية وتساهم في تحسين السيطرة على هذه العدوى الحيوانية المنشأ.
الطرق
في هذه الدراسة، تم جمع البيانات باستخدام EpiCollect، وهي منصة رقمية مصممة لجمع البيانات بشكل فعال. بالنسبة للمواضيع الحيوانية، وثق الباحثون معايير مختلفة بما في ذلك النوع، والعمر، والجنس، ورقم التعريف، وإحداثيات GPS، وحالة الرضاعة. قدم المشاركون البشر، الذين تتراوح أعمارهم جميعًا من 18 عامًا أو أكثر، معلومات ديموغرافية مثل العمر، والجنس، والمهنة، بالإضافة إلى تفاصيل حول استهلاكهم للحوم والحليب النيء، وكذلك مشاركتهم في الأنشطة عالية المخاطر المرتبطة بالبروسيلات. للحفاظ على سرية المشاركين، تم تخصيص رمز فريد وغير معرف لكل موضوع بشري.
النتائج
تكشف الدراسة حول انتشار الأجسام المضادة للبروسيلات في نظام المزارع التانزاني عن ديناميكيات عدوى معقدة بين الماشية والسكان البشر. تشير النتائج الرئيسية إلى تباين كبير في إيجابية الأجسام المضادة، حيث أظهرت قطعان الحيوانات الصغيرة فقط والقطعان المختلطة إيجابية أعلى مقارنة بقطعان الأبقار فقط. ومن الملاحظ أن الأبقار الأكبر سناً والإناث المرضعة من الأبقار والماعز تم تحديدها كعوامل خطر مهمة لعدوى البروسيلات.
من المثير للاهتمام أن العلاقة المتوقعة بين التباين المكاني في إيجابية الأجسام المضادة البشرية وإيجابية الأجسام المضادة في القطعان لم تُلاحظ. بدلاً من ذلك، كان خطر العدوى البشرية مرتبطًا بشكل أساسي بممارسات التعامل مع الحيوانات المحددة، خاصةً أثناء الولادة وإدارة الأجنة المجهضة. بالإضافة إلى ذلك، لم يرفع استهلاك اللحوم و/أو الحليب النيء بشكل كبير عدد الأفراد الإيجابيين للأجسام المضادة، مما يتناقض مع النتائج من الأبحاث السابقة.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على الموافقات الأخلاقية التي تم الحصول عليها للدراسة وتوضح المنهجية المستخدمة لتقييم انتشار الأجسام المضادة للبروسيلات بين الماشية والبشر في بيئة مزرعة بتانزانيا. أجريت الدراسة في يناير 2023، وشملت استراتيجية أخذ عينات شاملة، بما في ذلك جمع الدم من 725 رأس من الماشية و112 مشارك بشري، مع إجراء اختبارات مصلية باستخدام اختبار ELISA التنافسي لتحديد معدلات إيجابية الأجسام المضادة. كشفت النتائج عن تباين كبير في انتشار الأجسام المضادة بين القطعان المختلفة، حيث أظهرت الحيوانات الصغيرة (الماعز والأغنام) معدلات إيجابية أعلى مقارنة بالأبقار، مما يشير إلى أن تكوين القطيع يلعب دورًا حاسمًا في ديناميات انتقال البروسيلات.
تشير النتائج إلى أن القطعان التي تحتوي على حيوانات صغيرة تزيد من خطر الإصابة بالبروسيلات، ربما بسبب شدة بكتيريا البروسيلة المالطية. على الرغم من ملاحظة إيجابية الأجسام المضادة في البشر، لم يتم العثور على ارتباط مكاني كبير بين إيجابية الأجسام المضادة البشرية وإيجابية الأجسام المضادة في الماشية، مما يشير إلى أن العدوى البشرية قد تنشأ من التعرض عبر قطعان متعددة بدلاً من الانتقال المباشر. تؤكد الدراسة على أهمية التدخلات المستهدفة في القطعان المختلطة وتبرز الحاجة إلى استراتيجيات مراقبة متكاملة تعالج صحة الحيوانات والبشر بشكل فعال لإدارة البروسيلات في المنطقة.
القيود
تقدم الدراسة حول وبائيات البروسيلات ضمن نظام المزارع التجارية في تانزانيا عدة قيود يجب الاعتراف بها. أولاً، قد يكون حجم العينة البشرية الصغيرة نسبيًا قد قيد اكتشاف العلاقات المهمة بين بيانات البشر والماشية. بالإضافة إلى ذلك، فإن تباين أنظمة إدارة الماشية والعوامل البيئية عبر تانزانيا يحد من إمكانية تعميم النتائج على السياق الوطني الأوسع. يتطلب هذا التباين أيضًا الحذر عند تطبيق النتائج على أنظمة المزارع المختلفة في دول أخرى. علاوة على ذلك، لم تأخذ تصميم عينة الدراسة في الاعتبار إمكانية التغيرات الموسمية في التغيرات الطولية وديناميات انتقال البروسيلات بين السنوات.
على الرغم من هذه القيود، تؤسس البحث قاعدة أساسية حاسمة لفهم انتشار الأجسام المضادة للبروسيلات وعوامل الخطر المرتبطة بها في بيئات المزارع التجارية. تسهم النتائج في المعرفة الحالية حول البروسيلات في شرق إفريقيا وتبرز الحاجة إلى أبحاث مستقبلية تشمل مجموعة أوسع من أنواع المزارع والمواقع الجغرافية. تُوصى الدراسات الطولية بشكل خاص لتعميق الفهم حول وبائيات البروسيلات في تانزانيا وسياقات مماثلة، مما يساعد في النهاية على تطوير استراتيجيات السيطرة المستهدفة.
DOI: https://doi.org/10.3389/fpubh.2024.1478494
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39555043
Publication Date: 2024-11-01
Author(s): Beatus Lyimo et al.
Primary Topic: Brucella: diagnosis, epidemiology, treatment
Overview
The study investigates the seroprevalence of Brucella infection in livestock and humans in Tanzania’s Karagwe District, addressing the endemic persistence of brucellosis at the human-livestock interface. Conducted in 2023, the cross-sectional sero-epidemiological study involved 725 livestock (cattle, goats, sheep) and 112 humans, utilizing competitive ELISA for seroprevalence assessment and questionnaires for epidemiological data collection. The findings revealed an overall seroprevalence of 34% in livestock and 41% in humans, with goats showing the highest prevalence (69.2%) and cattle the lowest (22.6%). Significant risk factors for livestock included mixed-species herds (Odds Ratio, OR = 2.96) and older cattle (OR = 5.23), while human risk was notably associated with close animal contact (OR = 7.20).
The distinct spatial distribution of Brucella seroprevalence between herds, which did not correspond with human cases, indicates complex transmission dynamics within the ranching system. The study underscores the necessity for targeted strategies to control brucellosis, emphasizing the importance of understanding non-linearities in seroprevalence and the factors influencing them. Recommendations include longitudinal studies to explore seasonal variations, molecular epidemiology investigations, and the establishment of a One Health task force to enhance collaboration across public health, veterinary, and environmental sectors. Implementing these strategies could significantly mitigate brucellosis impacts in Tanzania, improving livestock productivity and public health outcomes.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the significant public health challenges posed by zoonotic infections, particularly brucellosis, which is caused by the Brucella bacteria. This disease is notably prevalent in low- and middle-income countries (LMICs), with the World Health Organization estimating 1.6-2.1 million new human cases annually. Brucellosis not only affects human health but also has a considerable economic impact on livestock agriculture, being identified as one of the top causes of infectious disease losses in various livestock species. The control of brucellosis is complicated by inadequate surveillance, limited diagnostics, and a poor understanding of risk factors, necessitating a One Health approach to effectively address the issue.
The paper specifically focuses on Tanzania, which has the third largest livestock population in Africa and faces endemic brucellosis challenges. Historical data indicate that seroprevalence in livestock can vary widely, from 1% to 46%, while human prevalence ranges from 0.6% to 58.4%. This variation may stem from ecological differences, livestock management practices, and insufficient surveillance. The study aims to fill a knowledge gap regarding brucellosis in the commercial ranching sector by quantifying seroprevalence in 10 livestock herds on a 12,000-acre ranch in Tanzania’s Kagera region. The objectives include identifying seroprevalence across different herd structures, correlating it with local human infection rates, and determining risk factors for both humans and livestock. The findings are expected to enhance livestock management and contribute to better control of this zoonotic disease.
Methods
In this study, data collection was conducted using EpiCollect, a digital platform designed for efficient data gathering. For animal subjects, researchers documented various parameters including species, age, sex, identification number, GPS coordinates, and lactation status. Human participants, all aged 18 years or older, provided demographic information such as age, gender, and occupation, alongside details regarding their consumption of raw meat and milk, as well as their involvement in high-risk activities linked to brucellosis. To maintain participant confidentiality, each human subject was assigned a unique, de-identified code.
Results
The study on brucellosis seroprevalence in a Tanzanian ranch system reveals intricate infection dynamics among livestock and human populations. Key findings indicate significant variation in seropositivity, with small ruminant-only and mixed herds exhibiting higher ELISA seropositivity compared to cattle-only herds. Notably, older cattle and lactating females of both cattle and goats were identified as significant risk factors for brucellosis infection.
Interestingly, the expected correlation between spatial variation in human seropositivity and herd seropositivity was not observed. Instead, human infection risk was primarily associated with specific animal handling practices, particularly during parturition and the management of aborted fetuses. Additionally, the consumption of raw meat and/or milk did not significantly elevate the number of seropositive individuals, which contrasts with findings from prior research.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the ethical approvals obtained for the study and outlines the methodology employed to assess brucellosis seroprevalence among livestock and humans in a Tanzanian ranch setting. The study, conducted in January 2023, involved a comprehensive sampling strategy, including blood collection from 725 livestock and 112 human participants, with serological testing performed using competitive Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (cELISA) to determine seropositivity rates. The findings revealed a significant variation in seroprevalence among different herds, with small ruminants (goats and sheep) exhibiting higher seropositivity rates compared to cattle, suggesting that herd composition plays a critical role in Brucella transmission dynamics.
The results indicate that herds containing small ruminants contribute to a higher risk of brucellosis, potentially due to the virulence of Brucella melitensis. Despite the observed seropositivity in humans, no significant spatial correlation was found between human and livestock seropositivity, suggesting that human infections may arise from exposure across multiple herds rather than direct transmission. The study underscores the importance of targeted interventions in mixed herds and emphasizes the need for integrated surveillance strategies that address both animal and human health to effectively manage brucellosis in the region.
Limitations
The study on brucellosis epidemiology within a Tanzanian commercial ranch system presents several limitations that should be acknowledged. Firstly, the relatively small human sample size may have constrained the detection of significant associations between human and livestock data. Additionally, the heterogeneity of livestock management systems and environmental factors across Tanzania limits the generalizability of the findings to the broader national context. This variability also necessitates caution when applying the results to different ranch ecosystems in other countries. Furthermore, the study’s sampling design did not account for potential seasonality in longitudinal variations and interannual transmission dynamics of brucellosis.
Despite these limitations, the research establishes a crucial baseline for understanding brucellosis seroprevalence and associated risk factors in commercial ranch settings. The findings contribute to the existing knowledge on brucellosis in East Africa and highlight the need for future research that encompasses a wider array of ranch types and geographical locations. Longitudinal studies are particularly recommended to deepen insights into brucellosis epidemiology in Tanzania and similar contexts, ultimately aiding in the development of targeted control strategies.