DOI: https://doi.org/10.3389/fvets.2025.1588350
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40874203
تاريخ النشر: 2025-08-12
المؤلف: Sylvia Cheptoo وآخرون
الموضوع الرئيسي: عدوى الديدان الطفيلية والسيطرة عليها
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في انتشار وتنوع الديدان الخيطية المعوية (GIN) في العجول الحلوب عبر المزارع الصغيرة في إفريقيا، مع التركيز على الآثار المترتبة على صحة العجول وإنتاجيتها. شملت الدراسة عدّ بيض البراز (FEC) من 532 عجلًا، كاشفة عن متوسط قدره 62.0 ± 93.0 بيضة لكل جرام (EPG). تم تصنيف الغالبية العظمى من العدوى على أنها منخفضة الشدة (64.2%)، مع حدوث عدوى مشتركة في 69.5% من الحالات. تم تحديد تسعة أنواع من GIN من خلال تسلسل الأمبليكون العميق، مع كون *Cooperia punctata* و*Haemonchus placei* و*Haemonchus contortus* هي الأكثر انتشارًا. ومن الجدير بالذكر أن العجول الذكور أظهرت معدلات FEC أعلى ومحيط قلب أصغر، بينما انخفضت FEC مع تقدم العمر. كما وجدت الدراسة أن ممارسات الإدارة، وخاصة أنظمة المراعي، زادت من احتمال حدوث العدوى المشتركة.
تؤكد النتائج على التأثير الكبير لعدوى GIN على صحة العجول، خاصة فيما يتعلق بمحيط القلب كبديل للوزن. تسلط الارتباطات بين الديدان الخيطية المحددة ومحيط القلب المنخفض الضوء على الأهمية السريرية لهذه العدوى. تعتبر هذه الدراسة رائدة في استخدامها لأداة Nemabiome لتقييم عبء GIN في المنطقة، مما يشير إلى أن العمر وممارسات التخلص من الديدان وأنظمة الإدارة هي عوامل حاسمة تؤثر على انتشار الديدان الخيطية. تتطلب الوبائية المعقدة التي تتميز بحدوث عدوى مشتركة متكررة إعادة تقييم استراتيجيات الأدوية المضادة للديدان الحالية لتطوير تدابير تحكم مستدامة لـ GIN في تربية الألبان.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على التأثير الكبير للديدان الخيطية المعوية (GIN) على الماشية، خاصة في المجترات التي تعتمد على المراعي، حيث تعتبر العجول التي ترعى في الموسم الأول الأكثر تأثرًا. تؤدي هذه العدوى إلى أعراض سريرية، مثل الإسهال والنمو المتعثر، وخسائر إنتاجية تحت السريرية، لا سيما في الأبقار الحلوب، حيث يمكن أن تقلل من إنتاج الحليب بحوالي 1.4 لتر لكل بقرة يوميًا. يتم التأكيد على تعقيد عدوى GIN من خلال انتشار العدوى المشتركة، التي تفاقم من الأمراض وتغير استجابات المناعة لدى المضيف، مما يتطلب تحديد الأنواع بدقة للعلاج الفعال، خاصة في ضوء زيادة مقاومة الأدوية المضادة للديدان.
تواجه الطرق التشخيصية التقليدية، التي تعتمد أساسًا على فحص البراز، تحديات بسبب التشابهات الشكلية لبيض الديدان الخيطية واليرقات، مما دفع إلى تطوير اختبارات جزيئية لتحديد أكثر دقة. توفر طريقة تسلسل الأمبليكون العميق “Nemabiome”، التي تستخدم منطقة ITS-2 rDNA، وسيلة موثوقة للتفريق بين أنواع GIN، خاصة ضمن عائلة Trichostrongyloidea. بينما تم تطبيق هذه التقنية بنجاح في مناطق وأنواع مختلفة، هناك نقص ملحوظ في الدراسات في إفريقيا جنوب الصحراء، خاصة فيما يتعلق بالعجول الحلوب. تهدف هذه الدراسة إلى سد تلك الفجوة من خلال التحقيق في حدوث وتنوع الأنواع الجينية لـ GIN والعوامل المرتبطة بالعدوى المشتركة بين العجول الحلوب الصغيرة في منطقة رئيسية لتربية الألبان في كينيا.
الطرق
تحدد قسم “الطرق” في ورقة البحث المواد والأساليب المستخدمة في الدراسة. يوضح التصميم التجريبي، بما في ذلك اختيار المواد، والإجراءات المتبعة، والتقنيات التحليلية المستخدمة لجمع البيانات وتفسيرها. يتم إعطاء اهتمام خاص للبروتوكولات الخاصة بجمع البيانات، لضمان تكرار النتائج وموثوقيتها.
بالإضافة إلى ذلك، قد يصف القسم أي طرق إحصائية تم تطبيقها لتحليل البيانات، بما في ذلك البرامج المستخدمة والعتبات الدلالية المحددة لاختبار الفرضيات. بشكل عام، يخدم هذا القسم لتقديم نظرة شاملة على الإطار المنهجي الذي يدعم نتائج البحث، مما يسمح بالتقييم النقدي وإمكانية التكرار من قبل باحثين آخرين في هذا المجال.
النتائج
في دراسة شملت 532 عجلًا تم أخذ عينات منها، أظهرت الغالبية العظمى (98.7%، n = 525) معدلات عدّ بيض البراز (FEC) لا تقل عن بيضة واحدة لكل جرام (EPG)، مع متوسط FEC قدره 62.0 ± 93.0 EPG. كشفت توزيع شدة FEC أن 64.2% (n = 337) من العجول كانت لديها معدلات منخفضة (<50 EPG)، و28.6% (n = 150) كانت لديها شدة متوسطة، و7.2% (n = 38) كانت لديها شدة عالية (>200 EPG). ومن الجدير بالذكر أن العجول الذكور، والعجول غير المرباة، والعجول التي تتراوح أعمارها بين 3-4 أشهر، والعجول التي لم يتم التخلص من الديدان لديها أعلى قيم FEC متوسطة.
أشارت تحليل الانحدار الخطي المتعدد المتغيرات إلى أن العجول الذكور كانت لديها FEC أعلى بشكل ملحوظ مقارنة بالإناث (تقدير = 0.23، 95% CI: 0.02-0.43). بالإضافة إلى ذلك، انخفضت FEC مع تقدم العمر (تقدير = -0.07، 95% CI: -0.11 إلى -0.03)، وكانت العجول التي لم يتم التخلص من الديدان لديها FEC أعلى من نظيراتها التي تم التخلص من الديدان (تقدير = 0.3، 95% CI: 0.04-0.56). علاوة على ذلك، كانت وجود *Haemonchus placei* (تقدير = 0.36، 95% CI: 0.09-0.62) و*Cooperia punctata* (تقدير = 0.32، 95% CI: 0.05-0.58) مرتبطة إيجابيًا بمستويات FEC المرتفعة.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على الاعتبارات الأخلاقية والصرامة المنهجية لدراسة أجريت على عدوى الديدان الخيطية المعوية (GIN) في العجول الحلوب في مقاطعة ناندي، كينيا. تم الحصول على الموافقات الأخلاقية من اللجان المعنية، وتم الحصول على موافقة مستنيرة من المزارعين المشاركين. شملت الدراسة، التي اعتمدت تصميمًا عرضيًا، أخذ عينات من 532 عجلًا من 289 مزرعة، مع التركيز على تلك التي تتراوح أعمارها بين 3 إلى 12 شهرًا لالتقاط فترة تعرض متزايد للمراعي الملوثة. تم جمع عينات البراز وتحليلها باستخدام كل من المجهر التقليدي والتقنيات الجزيئية المتقدمة، مما كشف عن انتشار مرتفع لعدوى GIN (49.9%) وتنوع ملحوظ في الأنواع، بما في ذلك *Cooperia punctata* و*Haemonchus contortus*.
تشير النتائج إلى أنه بينما كان متوسط عدد بيض البراز (FEC) أعلى من بعض الدراسات السابقة، كانت شدة العدوى العامة منخفضة، حيث أظهرت معظم العجول أقل من 200 بيضة لكل جرام. وُجد أن عوامل مثل العمر والجنس تؤثر على FEC، حيث كانت العجول الأصغر سنًا أكثر عرضة للعدوى. ومن الجدير بالذكر أن الدراسة حددت عدة أنواع من GIN تصيب العجول، والتي قد تتجاهلها الطرق التشخيصية التقليدية. قدم استخدام التسلسل عالي الإنتاجية فهمًا أكثر دقة لتنوع الأنواع وديناميات العدوى المشتركة، مما يبرز قيود الطرق التقليدية في تقييم أعباء GIN بدقة. تؤكد النتائج على الحاجة إلى تحسين الأساليب التشخيصية لإبلاغ ممارسات الإدارة بشكل أفضل والتخفيف من تأثير عدوى GIN على صحة العجول وإنتاجيتها.
DOI: https://doi.org/10.3389/fvets.2025.1588350
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40874203
Publication Date: 2025-08-12
Author(s): Sylvia Cheptoo et al.
Primary Topic: Helminth infection and control
Overview
This research investigates the prevalence and diversity of gastrointestinal nematodes (GIN) in dairy calves across smallholder farms in Africa, emphasizing the implications for calf health and productivity. The study involved fecal egg counts (FEC) from 532 calves, revealing a mean of 62.0 ± 93.0 eggs per gram (EPG). The majority of infections were classified as low-intensity (64.2%), with co-infections occurring in 69.5% of cases. Nine GIN species were identified through deep amplicon sequencing, with Cooperia punctata, Haemonchus placei, and Haemonchus contortus being the most prevalent. Notably, male calves exhibited higher FEC and smaller heart girth, while FEC decreased with age. The study also found that management practices, particularly pasture systems, increased the likelihood of co-infections.
The findings underscore the significant impact of GIN infections on calf health, particularly regarding heart girth as a proxy for weight. The associations between specific nematodes and reduced heart girth highlight the clinical relevance of these infections. This study is pioneering in its use of the Nemabiome tool to assess GIN burden in the region, suggesting that age, deworming practices, and management systems are critical factors influencing nematode prevalence. The complex epidemiology characterized by frequent co-infections necessitates a reevaluation of current anthelmintic strategies to develop sustainable control measures for GIN in dairy farming.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the significant impact of gastrointestinal nematodes (GIN) on livestock, particularly in pasture-based ruminants, with first-season grazing calves being the most affected. These infections lead to both clinical symptoms, such as diarrhea and stunted growth, and subclinical production losses, notably in dairy cattle, where they can decrease milk production by approximately 1.4 liters per cow per day. The complexity of GIN infections is underscored by the prevalence of co-infections, which exacerbate pathology and alter host immune responses, necessitating accurate species identification for effective treatment, especially in light of rising anthelminthic resistance.
Traditional diagnostic methods, primarily coproscopy, face challenges due to the morphological similarities of GIN eggs and larvae, prompting the development of molecular assays for more precise identification. The novel “Nemabiome” deep amplicon sequencing method, utilizing the ITS-2 rDNA region, offers a reliable means to differentiate GIN species, particularly within the Trichostrongyloidea family. While this technique has been successfully applied in various regions and species, there is a notable lack of studies in Sub-Saharan Africa, particularly regarding dairy calves. This study aims to fill that gap by investigating the occurrence and genetic diversity of GIN species and the associated risk factors for co-infections among smallholder dairy calves in a key dairy farming region in Kenya.
Methods
The “Methods” section of the research paper outlines the materials and methodologies employed in the study. It details the experimental design, including the selection of materials, the procedures followed, and the analytical techniques utilized to gather and interpret data. Specific attention is given to the protocols for data collection, ensuring reproducibility and reliability of results.
Additionally, the section may describe any statistical methods applied for data analysis, including the software used and the significance thresholds set for hypothesis testing. Overall, this section serves to provide a comprehensive overview of the methodological framework that underpins the research findings, allowing for critical evaluation and potential replication by other researchers in the field.
Results
In a study involving 532 sampled calves, a significant majority (98.7%, n = 525) exhibited fecal egg counts (FEC) of at least one egg per gram (EPG), with a mean FEC of 62.0 ± 93.0 EPG. The distribution of FEC intensity revealed that 64.2% (n = 337) of the calves had low-intensity counts (<50 EPG), 28.6% (n = 150) had medium intensity, and 7.2% (n = 38) had high intensity (>200 EPG). Notably, male calves, non-weaned calves, those aged 3-4 months, and calves that had not been dewormed exhibited the highest mean FEC values.
The multivariable linear regression analysis indicated that male calves had significantly higher FEC compared to females (estimate = 0.23, 95% CI: 0.02-0.43). Additionally, FEC decreased with age (estimate = -0.07, 95% CI: -0.11 to -0.03), and calves that were not dewormed had higher FEC than their dewormed counterparts (estimate = 0.3, 95% CI: 0.04-0.56). Furthermore, the presence of *Haemonchus placei* (estimate = 0.36, 95% CI: 0.09-0.62) and *Cooperia punctata* (estimate = 0.32, 95% CI: 0.05-0.58) was positively associated with elevated FEC levels.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the ethical considerations and methodological rigor of a study conducted on gastrointestinal nematode (GIN) infections in dairy calves in Nandi County, Kenya. Ethical approvals were secured from relevant committees, and informed consent was obtained from participating farmers. The study, which involved a cross-sectional design, sampled 532 calves from 289 farms, focusing on those aged 3 to 12 months to capture a period of heightened exposure to contaminated pastures. Fecal samples were collected and analyzed using both traditional microscopy and advanced molecular techniques, revealing a high prevalence of GIN infections (49.9%) and a notable diversity of species, including *Cooperia punctata* and *Haemonchus contortus*.
The findings indicate that while the mean fecal egg count (FEC) was higher than some previous studies, the overall infection intensity was low, with most calves exhibiting less than 200 eggs per gram. Factors such as age and sex were found to influence FEC, with younger calves being more susceptible to infections. Notably, the study identified multiple GIN species co-infecting calves, which traditional diagnostic methods may overlook. The use of high-throughput sequencing provided a more nuanced understanding of species diversity and co-infection dynamics, underscoring the limitations of conventional methods in accurately assessing GIN burdens. The results emphasize the need for improved diagnostic approaches to better inform management practices and mitigate the impact of GIN infections on calf health and productivity.