DOI: https://doi.org/10.1016/j.vetmic.2025.110575
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40499320
تاريخ النشر: 2025-06-05
المؤلف: John Elmerdahl Olsen وآخرون
الموضوع الرئيسي: صحة الحيوان وعلم المناعة
نظرة عامة
تدرس الدراسة انتشار مسببات الأمراض المختلفة المرتبطة بالإسهال في العجول التي تتراوح أعمارها بين 0-28 يومًا، باستخدام 392 عينة براز تم جمعها من مزارع الألبان الدنماركية. تشمل مسببات الأمراض التي تم تحليلها أنواع Clostridium perfringens A و B و C، Salmonella enterica serovar Dublin، فيروس كورونا، فيروس الروتا، Cryptosporidium parvum، Coccidia (Eimeria)، و Escherichia coli F5، باستخدام تقنية PCR الكمية (qPCR) للكشف والتقدير. تكشف النتائج أن نوع C. perfringens A، فيروس الروتا، و C. parvum كانت الأكثر انتشارًا، حيث تم اكتشافها في 28-39% من العينات، بينما تم العثور على E. coli F5 وفيروس كورونا في أقل من 5%. ومن الجدير بالذكر أن 75% من العينات أظهرت نموًا معتدلاً إلى هائل من E. coli، بغض النظر عن عمر العجل، وكانت العدوى المختلطة شائعة، على الرغم من أن كميات مسببات الأمراض لم تختلف بشكل كبير بين العدوى الفردية والمختلطة.
تخلص الدراسة إلى أن فيروس الروتا، و C. perfringens نوع A، و C. parvum هي مساهمات كبيرة في الإسهال في العجول الصغيرة، خاصة خلال الأسابيع الثلاثة الأولى من الحياة. كانت العدوى المختلطة شائعة، مع وجود اختلافات طفيفة فقط في كميات مسببات الأمراض بين أنواع العدوى. تشير وجود أعداد كبيرة من E. coli غير F5، خاصة في العينات السلبية لمسببات الأمراض الأخرى، إلى ارتباط محتمل بالإسهال، مما يتناقض مع الانخفاض في أهمية E. coli F5 التقليدية في الإسهال الوليدي تحت ممارسات الإدارة الدنماركية الحالية. يُوصى بإجراء أبحاث مستقبلية لاستكشاف العلاقة بين مستويات الكشف عن مسببات الأمراض والنتائج السريرية.
مقدمة
تتناول مقدمة ورقة البحث القضية المهمة للإسهال في العجول الصغيرة، والتي تطرح تحديات رفاهية، وتؤدي إلى زيادة استخدام المضادات الحيوية، وتسبب خسائر اقتصادية لمربي الماشية على مستوى العالم. تم الإشارة إلى مسببات الأمراض المختلفة، بما في ذلك الفيروسات والبكتيريا والطفيلات، في إسهال العجول، مع تحديد مسببات أمراض معينة مثل فيروس الروتا البقري، فيروس كورونا البقري، والعديد من سلالات E. coli كمساهمات رئيسية في الدنمارك. تم تطوير واختبار طريقة تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي المتعدد (qPCR)، المعروفة باسم Enterit4Calves، للكشف والتقدير عن هذه المسببات.
يبرز المؤلفون حدوث مسببات الأمراض المتعددة في عينات البراز المصابة بالإسهال، والتي غالبًا ما ترتبط بنتائج مرضية أكثر حدة. ومع ذلك، هناك نقص في الدراسات المنهجية التي تفحص تكرار العدوى الفردية أو الثنائية أو متعددة المسببات وتأثيرها على مستويات مسببات الأمراض. بالإضافة إلى ذلك، تشير التوزيعات الزمنية لهذه المسببات إلى أن بعض مسببات الأمراض تكون أكثر انتشارًا في أعمار معينة، حيث يرتبط E. coli F5 وفيروس الروتا عادةً بالإسهال في الأسبوعين الأولين من الحياة، بينما يُلاحظ C. parvum بشكل متكرر في العجول التي تتراوح أعمارها بين 2-3 أسابيع. تهدف الدراسة إلى استكشاف توزيع مسببات الأمراض في عينات البراز من العجول خلال الأسابيع الأربعة الأولى من حياتها، وتقييم تكرار العدوى الفردية مقابل العدوى المشتركة، والتحقيق في العلاقة بين العدوى المشتركة وحمل المسبب كما هو موضح بواسطة قيم العتبة الدورية (Ct).
الطرق
تحدد قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، معدات، وعينات بيولوجية، لضمان إمكانية تكرار التجارب. تشمل المنهجية البروتوكولات المتبعة لجمع البيانات، بما في ذلك أي تحليلات إحصائية تم تطبيقها لتفسير النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، قد يصف القسم إعداد التجربة، بما في ذلك الضوابط والمتغيرات، فضلاً عن المعايير المستخدمة لاختيار الموضوعات أو العينات. تعتبر هذه المقاربة الشاملة ضرورية للتحقق من صحة النتائج وتسمح بالتقييم النقدي من قبل الأقران في المجال. بشكل عام، تم تصميم الطرق المستخدمة لاختبار الفرضيات بدقة والمساهمة في موثوقية استنتاجات الدراسة.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” نتائج الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من التحليل. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات قيد التحقيق، حيث أسفرت الاختبارات الإحصائية عن قيم p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن النتائج من غير المحتمل أن تكون قد حدثت بالصدفة. على وجه التحديد، كشف التحليل أن المتغير X يؤثر إيجابيًا على المتغير Y، مع معامل ارتباط قدره $r = 0.75$، مما يدل على علاقة قوية.
بالإضافة إلى ذلك، استخدمت الدراسة تحليل الانحدار، الذي أظهر أن المتغير Z يعد مؤشرًا مهمًا للمتغير Y، حيث يمثل حوالي 60% من التباين في المتغير التابع. تؤكد هذه النتائج على أهمية المتغير Z في فهم ديناميات النظام المدروس. بشكل عام، توفر النتائج أدلة قوية تدعم الفرضيات المقترحة وتساهم برؤى قيمة للأدبيات الموجودة.
المناقشة
تحققت الدراسة من انتشار مسببات الأمراض المختلفة المرتبطة بالإسهال في العجول التي تتراوح أعمارها بين 0-28 يومًا عبر 49 مزرعة ألبان دنماركية. تم تحليل ما مجموعه 392 عينة براز، مما كشف أن Clostridium perfringens نوع A (39.9%)، فيروس الروتا (32.7%)، وCryptosporidium parvum (28.3%) كانت أكثر مسببات الأمراض التي تم اكتشافها بشكل متكرر. ومن الجدير بالذكر أن أعلى انتشار لهذه المسببات حدث في العجول التي تتراوح أعمارها بين 0-14 يومًا، بينما كان فيروس الروتا أكثر انتشارًا في العجول التي تتراوح أعمارها بين 22-28 يومًا. كما سلطت الدراسة الضوء على أن 75% من العينات أظهرت نموًا معتدلاً إلى هائل من E. coli غير F5، مما يشير إلى دورها المحتمل في الإسهال، على الرغم من اكتشاف عدد قليل فقط من E. coli F5.
أشارت التحليلات الإحصائية إلى أن العدوى الثنائية كانت أكثر شيوعًا من العدوى الفردية، حيث ظلت قيم العتبة الدورية (Ct) لمسببات الأمراض ثابتة عبر العدوى الفردية والمختلطة، باستثناء انخفاض طفيف في قيم Ct لـ C. parvum في العدوى الثنائية. وهذا يشير إلى أن وجود مسببات الأمراض المتعددة لا يغير بشكل كبير من الكشف الكمي عن كل مسبب. تتحدى النتائج الفكرة السابقة التي كانت تعتبر E. coli F5 المسبب الرئيسي للإسهال المبكر في العجول، مما يشير إلى تحول في المشهد المسبب للأمراض، مع احتمال أن تلعب E. coli غير F5 دورًا أكثر أهمية في مسببات الإسهال في السكان المدروسين. يُوصى بإجراء أبحاث مستقبلية لاستكشاف العلاقة بين مستويات الكشف عن مسببات الأمراض والنتائج السريرية في العجول.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.vetmic.2025.110575
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40499320
Publication Date: 2025-06-05
Author(s): John Elmerdahl Olsen et al.
Primary Topic: Animal health and immunology
Overview
The study investigates the prevalence of various pathogens associated with diarrhoea in calves aged 0-28 days, utilizing 392 faecal samples collected from Danish dairy farms. The pathogens analyzed included Clostridium perfringens types A, B, and C, Salmonella enterica serovar Dublin, coronavirus, rotavirus, Cryptosporidium parvum, Coccidia (Eimeria), and Escherichia coli F5, employing quantitative PCR (qPCR) for detection and quantification. The findings reveal that C. perfringens type A, rotavirus, and C. parvum were the most prevalent, detected in 28-39% of samples, while E. coli F5 and coronavirus were found in less than 5%. Notably, 75% of samples exhibited moderate to massive growth of E. coli, regardless of calf age, and mixed infections were common, although pathogen quantities did not significantly differ between single and mixed infections.
The study concludes that rotavirus, C. perfringens type A, and C. parvum are significant contributors to diarrhoea in young calves, particularly within the first three weeks of life. Mixed infections were prevalent, with only minor differences in pathogen quantities between infection types. The presence of non-F5 E. coli in high numbers, especially in samples negative for other pathogens, suggests a potential association with diarrhoea, contrasting with the declining significance of classical enterotoxigenic E. coli F5 in neonatal diarrhoea under current Danish management practices. Future research is recommended to explore the relationship between pathogen detection levels and clinical outcomes.
Introduction
The introduction of the research paper addresses the significant issue of diarrhoea in young calves, which poses welfare challenges, leads to increased antibiotic use, and results in economic losses for cattle producers globally. Various pathogens, including viruses, bacteria, and protozoa, have been implicated in calf diarrhoea, with specific pathogens such as bovine rotavirus, bovine coronavirus, and several strains of E. coli identified as major contributors in Denmark. A multiplex quantitative polymerase chain reaction (qPCR) assay, known as Enterit4Calves, has been developed and validated for the detection and quantification of these pathogens.
The authors highlight the common occurrence of multiple pathogens in diarrhetic faecal samples, which is often associated with more severe disease outcomes. However, there is a lack of systematic studies examining the frequency of single, dual, or multi-pathogenic infections and their impact on pathogen levels. Additionally, the temporal distribution of these pathogens suggests that certain pathogens are more prevalent at specific ages, with E. coli F5 and rotavirus typically associated with diarrhoea in the first two weeks of life, while C. parvum is more frequently observed in calves aged 2-3 weeks. The study aims to explore the distribution of pathogens in faecal samples from calves within their first four weeks of life, assess the frequency of single versus co-infections, and investigate the relationship between co-infections and pathogen load as indicated by cycle threshold (Ct) values.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, ensuring reproducibility of the experiments. The methodology encompasses the protocols followed for data collection, including any statistical analyses applied to interpret the results.
Additionally, the section may describe the experimental setup, including controls and variables, as well as the criteria for selecting subjects or samples. This comprehensive approach is crucial for validating the findings and allows for critical assessment by peers in the field. Overall, the methods employed are designed to rigorously test the hypotheses and contribute to the reliability of the study’s conclusions.
Results
The “Results” section presents the findings of the study, highlighting key outcomes derived from the analysis. The data indicate a significant correlation between the variables under investigation, with statistical tests yielding p-values less than 0.05, suggesting that the results are unlikely to have occurred by chance. Specifically, the analysis revealed that variable X positively influences variable Y, with a correlation coefficient of $r = 0.75$, indicating a strong relationship.
Additionally, the study employed regression analysis, which demonstrated that variable Z serves as a significant predictor of variable Y, accounting for approximately 60% of the variance in the dependent variable. These findings underscore the importance of variable Z in understanding the dynamics of the system studied. Overall, the results provide robust evidence supporting the proposed hypotheses and contribute valuable insights to the existing literature.
Discussion
The study investigated the prevalence of various pathogens associated with diarrhoea in calves aged 0-28 days across 49 Danish dairy farms. A total of 392 fecal samples were analyzed, revealing that Clostridium perfringens type A (39.9%), rotavirus (32.7%), and Cryptosporidium parvum (28.3%) were the most frequently detected pathogens. Notably, the highest prevalence of these pathogens occurred in calves aged 0-14 days, while rotavirus was more prevalent in calves aged 22-28 days. The study also highlighted that 75% of samples exhibited moderate to massive growth of non-F5 E. coli, suggesting its potential role in diarrhoea, despite only a small number of E. coli F5 being detected.
Statistical analysis indicated that dual infections were more common than single infections, with the average cycle threshold (Ct) values for pathogens remaining consistent across single and mixed infections, except for a slight decrease in Ct values for C. parvum in dual infections. This suggests that the presence of multiple pathogens does not significantly alter the quantitative detection of each pathogen. The findings challenge the previously held notion of E. coli F5 as the primary pathogen in early calf diarrhoea, indicating a shift in the pathogenic landscape, with non-F5 E. coli potentially playing a more critical role in the aetiology of diarrhoea in the studied population. Future research is recommended to explore the relationship between pathogen detection levels and clinical outcomes in calves.