DOI: https://doi.org/10.1186/s12917-025-04707-x
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40205395
تاريخ النشر: 2025-04-09
المؤلف: Antonio Boccardo وآخرون
الموضوع الرئيسي: صحة الحيوان وعلم المناعة
نظرة عامة
تستقصي هذه الدراسة انتشار البكتيريميا في العجول الحلوب التي تم تشخيصها بالتهاب الشعب الهوائية الرئوي (BP) في المزارع، مع معالجة فجوة في البيانات الموجودة بشأن المضاعفات الجهازية مثل الإنتان والوفيات. أجريت الدراسة عبر 13 مزرعة ألبان، وشملت 211 عجلاً قبل الفطام، تم تشخيص 88 منها بـ BP بناءً على عتبة الموجات فوق الصوتية الصدرية (TUS) التي تبلغ ≥ 1 سم لتجمع الرئة. أظهرت زراعة الدم معدل إيجابية منخفض يبلغ 6.8%، حيث تم تحديد السالمونيلا دبلن في خمس حالات وكامبيلوباكتر فيتوس في حالة واحدة، بينما نمت 27.2% من العينات ملوثات مفترضة و65.9% لم تظهر نموًا. بالمقابل، أظهرت عينات غسل الشعب الهوائية غير التنظيري (nBAL) معدل إيجابية يبلغ 75%، مع تحديد بكتيريا باستوريلا مولتوسيدا وميكوبلازما بوفيس بشكل أساسي.
تشير النتائج إلى انتشار منخفض للبكتيريميا في العجول المصابة بـ BP، مما يدل على أن التعديلات العلاجية بناءً على خطر البكتيريميا قد تكون غير ضرورية. علاوة على ذلك، فإن عدم وجود ارتباط بين الآفات الرئوية التي تم اكتشافها بواسطة TUS والبكتيريميا يشير إلى أن هذه الآفات قد تتطور بشكل مستقل عن البكتيريميا. وهذا يبرز فائدة TUS للتشخيص المبكر ومراقبة BP في ظروف الميدان، مما يعزز دوره في إدارة الأمراض التنفسية في العجول الحلوب.
مقدمة
تتناول مقدمة هذه الورقة البحثية القضية المهمة للالتهاب الرئوي القيحي (BP) في العجول الحلوب الصغيرة، مع تسليط الضوء على طبيعته متعددة العوامل المتأثرة بالعوامل المعدية، والضغوط البيئية، والاستجابات المناعية. إن عدم وجود معيار تشخيصي محدد يعقد تصنيف وعلاج BP، مما يؤدي إلى تباين في إدارة المرض والنتائج عبر قطعان مختلفة. يؤكد المؤلفون على القضايا المتعلقة برفاهية الحيوانات المرتبطة بـ BP، بما في ذلك عدم الراحة، وانخفاض الإنتاجية، وزيادة الوفيات، واستخدام المضادات الحيوية. قد تعزز التقدمات الأخيرة في تقنيات التشخيص، مثل الموجات فوق الصوتية الصدرية (TUS) وطرق أخذ العينات المحسنة، من فهم مسببات الأمراض المرتبطة بـ BP وفعالية العلاج.
تهدف الدراسة إلى التحقيق في انتشار البكتيريميا في العجول الحلوب قبل الفطام المصابة بـ BP في بيئة المزرعة، بالإضافة إلى المسببات المرتبطة بها وعلاقتها بشدة الآفات التي تم تشخيصها بواسطة TUS. يفترض المؤلفون أن البكتيريميا أقل شيوعًا في ظروف الميدان مقارنةً بالبيئات المستشفى وأن العجول ذات الآفات الأكثر شدة (≥ 3 سم) معرضة لخطر أعلى للبكتيريميا. من خلال استكشاف هذه الروابط، تسعى الدراسة إلى تقديم رؤى حول التأثيرات الجهازية لـ BP على صحة العجول، مما يساهم في اتخاذ قرارات علاجية أفضل وممارسات إدارة في العمليات التجارية للألبان.
الطرق
تحدد قسم “الطرق” التصميم التجريبي والتقنيات التحليلية المستخدمة في الدراسة. استخدم الباحثون نهجًا كميًا، حيث نفذوا تجارب محكومة لجمع البيانات حول المتغيرات المحددة. شملت المنهجيات الرئيسية التحليلات الإحصائية لتقييم العلاقات بين المتغيرات المستقلة والتابعة، مما يضمن نتائج قوية من خلال تقنيات أخذ عينات مناسبة وتكرار التجارب.
شمل جمع البيانات استخدام أدوات وبروتوكولات موحدة للحفاظ على الاتساق والموثوقية. تم إجراء التحليل باستخدام أدوات برمجية سهلت تطبيق اختبارات إحصائية متنوعة، مثل تحليل الانحدار وANOVA، لتقييم دلالة النتائج. يبرز القسم أهمية الصرامة المنهجية في استخلاص استنتاجات صحيحة من البيانات التجريبية.
النتائج
في هذه الدراسة، خضعت مجموعة إجمالية من 211 عجلًا مؤهلاً من 13 مزرعة ألبان لتقييم سريري شامل باستخدام درجة الموجات فوق الصوتية الكلية (TUS). بعد استبعاد 119 عجلًا حصلوا على درجة TUS تبلغ 0 وأربعة بسبب ردود فعل سلوكية شديدة أثناء غسل الشعب الهوائية الأنفي (nBAL)، تألفت العينة النهائية من 88 عجلًا من سلالة هولشتاين-فريزيان بمتوسط عمر 59.51 ± 17.32 يومًا، وكانت الغالبية إناثًا (72.7%). أظهرت نتائج زراعة الدم أن 6.8% من العجول كانت إيجابية للمسببات، مع تحديد السالمونيلا دبلن في خمس حالات وكامبيلوباكتر فيتوس في حالة واحدة. ومن الجدير بالذكر أن 75% من عينات nBAL كانت إيجابية، مما كشف عن حالات من العدوى المشتركة.
أظهرت نتائج الموجات فوق الصوتية وجود ارتباط بين حجم الآفة ونتائج زراعة الدم؛ حيث كانت العجول ذات الثقافات الإيجابية لديها انتشار أعلى للآفات الأكبر. أظهر التحليل الإحصائي وجود ارتباط كبير بين الثقافات الإيجابية وزراعة السالمونيلا دبلن في عينات nBAL (P = 0.014)، بينما لم يتم العثور على علاقات ذات دلالة مع مسببات الأمراض الرئيسية أو الثانوية لأمراض الجهاز التنفسي البقري (BRD) (P = 0.910 وP = 0.629، على التوالي). تم تقديم النتائج التفصيلية، بما في ذلك نتائج TUS والارتباطات مع المتغيرات السريرية، في المواد التكميلية.
المناقشة
استقصت الدراسة انتشار البكتيريميا في العجول قبل الفطام التي تم تشخيصها بالتهاب الشعب الهوائية الرئوي (BP) باستخدام الموجات فوق الصوتية الصدرية (TUS). أجريت الدراسة في مزارع الألبان التجارية في وادي بو، إيطاليا، واتبعت إرشادات STROBE وحصلت على موافقة أخلاقية من جامعة ميلانو. تم تقييم 88 عجلًا، مما كشف عن انتشار منخفض للبكتيريميا بنسبة 6.8%. تتناقض هذه النتيجة مع المعدلات الأعلى المبلغ عنها في العجول المحجوزة في المستشفيات، مما يشير إلى أن شدة المرض والاحتمالات المصاحبة قد تؤثر على انتشار البكتيريميا. كما لاحظت الدراسة أن المسببات الشائعة المرتبطة بـ BP، مثل باستوريلا، كانت مرتبطة بشكل نادر بالبكتيريميا، بينما كانت عائلة الإشريكية أكثر شيوعًا في حالات البكتيريميا.
بالإضافة إلى ذلك، سلطت الدراسة الضوء على التحديات في اكتشاف ميكوبلازما بوفيس في زراعات الدم، على الرغم من عزلها المتكرر من عينات غسل الشعب الهوائية. أثار وجود السالمونيلا دبلن وكامبيلوباكتر فيتوس في عينات الدم تساؤلات حول أدوارها في BP، مما يشير إلى الحاجة لمزيد من التحقيق في قدرتها المسببة للأمراض. بشكل عام، تشير النتائج إلى أن TUS يمكن أن يحدد بفعالية الآفات الرئوية في العجول دون وجود بكتيريميا متزامنة، مما يبرز فائدته التشخيصية في إدارة الأمراض التنفسية في العجول الحلوب. تشمل قيود الدراسة عدم وجود مجموعة تحكم سلبية وإمكانية التلوث في عينات الدم، مما يتطلب تفسيرًا حذرًا للنتائج. هناك حاجة لمزيد من البحث لاستكشاف ديناميات الآفات الرئوية والبكتيريميا في هذه الفئة السكانية.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12917-025-04707-x
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40205395
Publication Date: 2025-04-09
Author(s): Antonio Boccardo et al.
Primary Topic: Animal health and immunology
Overview
This study investigates the prevalence of bacteremia in dairy calves diagnosed with bronchopneumonia (BP) on farms, addressing a gap in existing data regarding systemic complications such as sepsis and mortality. Conducted across 13 dairy farms, the research involved 211 preweaned dairy calves, with 88 diagnosed with BP based on a thoracic ultrasonography (TUS) threshold of ≥ 1 cm for lung consolidation. Blood cultures revealed a low positivity rate of 6.8%, identifying Salmonella Dublin in five cases and Campylobacter fetus in one, while 27.2% of samples grew presumed contaminants and 65.9% showed no growth. In contrast, non-endoscopic bronchoalveolar lavage (nBAL) samples exhibited a 75% positivity rate, predominantly identifying Pasteurella multocida and Mycoplasma bovis.
The findings suggest a low prevalence of bacteremia in calves with BP, indicating that treatment adjustments based on bacteremia risk may be unnecessary. Furthermore, the lack of association between TUS-detected lung lesions and bacteremia implies that these lesions may develop independently of bacteremia. This underscores the utility of TUS for the early diagnosis and monitoring of BP in field conditions, reinforcing its role in managing respiratory diseases in dairy calves.
Introduction
The introduction of this research paper addresses the significant issue of suppurative bronchopneumonia (BP) in young dairy calves, highlighting its multifactorial nature influenced by infectious agents, environmental stressors, and immune responses. The lack of a definitive diagnostic standard complicates the classification and treatment of BP, leading to variability in disease management and outcomes across different herds. The authors emphasize the welfare concerns associated with BP, including discomfort, reduced productivity, increased mortality, and antimicrobial use. Recent advancements in diagnostic techniques, such as thoracic ultrasonography (TUS) and improved sampling methods, may enhance the understanding of BP-related pathogens and treatment efficacy.
The study aims to investigate the prevalence of bacteremia in pre-weaned dairy calves with BP in a farm setting, as well as the pathogens involved and their association with TUS-diagnosed lesion severity. The authors hypothesize that bacteremia is less common in field conditions compared to hospital settings and that calves with more severe lesions (≥ 3 cm) are at a higher risk for bacteremia. By exploring these associations, the research seeks to provide insights into the systemic effects of BP on calf health, thereby informing better therapeutic decisions and management practices in commercial dairy operations.
Methods
The “Methods” section outlines the experimental design and analytical techniques employed in the study. The researchers utilized a quantitative approach, implementing controlled experiments to gather data on the specified variables. Key methodologies included statistical analyses to assess the relationships between the independent and dependent variables, ensuring robust results through appropriate sampling techniques and replication of trials.
Data collection involved the use of standardized instruments and protocols to maintain consistency and reliability. The analysis was conducted using software tools that facilitated the application of various statistical tests, such as regression analysis and ANOVA, to evaluate the significance of the findings. The section emphasizes the importance of methodological rigor in drawing valid conclusions from the experimental data.
Results
In this study, a total of 211 eligible calves from 13 dairy farms underwent a thorough clinical assessment using a Total Ultrasound Score (TUS). After excluding 119 calves with a TUS score of 0 and four due to severe behavioral reactions during nasal bronchoalveolar lavage (nBAL), the final sample comprised 88 Holstein-Friesian calves with a mean age of 59.51 ± 17.32 days, predominantly female (72.7%). Blood culture results indicated that 6.8% of the calves tested positive for pathogens, with Salmonella Dublin identified in five cases and Campylobacter fetus in one. Notably, 75% of nBAL samples were positive, revealing instances of coinfections.
Ultrasound findings showed a correlation between lesion size and blood culture results; calves with positive cultures had a higher prevalence of larger lesions. Statistical analysis demonstrated a significant association between positive blood cultures and the isolation of Salmonella Dublin in nBAL samples (P = 0.014), while no significant relationships were found with primary or secondary bovine respiratory disease (BRD) pathogens (P = 0.910 and P = 0.629, respectively). Detailed findings, including TUS results and associations with clinical variables, are provided in the supplementary materials.
Discussion
The study investigated the prevalence of bacteremia in preweaning dairy calves diagnosed with bronchopneumonia (BP) using thoracic ultrasonography (TUS). Conducted on commercial dairy farms in the Po Valley, Italy, the research adhered to the STROBE guidelines and received ethical approval from the University of Milan. A total of 88 calves were evaluated, revealing a low prevalence of bacteremia at 6.8%. This finding contrasts with higher rates reported in hospitalized calves, suggesting that the severity of illness and potential comorbidities may influence bacteremia prevalence. The study also noted that common pathogens associated with BP, such as Pasteurellaceae, were infrequently linked to bacteremia, while Enterobacteriaceae were more commonly identified in bacteremic cases.
Additionally, the study highlighted challenges in detecting Mycoplasma bovis in blood cultures, despite its frequent isolation from bronchoalveolar lavage samples. The presence of Salmonella Dublin and Campylobacter fetus in blood samples raised questions about their roles in BP, indicating a need for further investigation into their pathogenicity. Overall, the findings suggest that TUS can effectively identify lung lesions in calves without concurrent bacteremia, emphasizing its diagnostic utility in managing respiratory diseases in dairy calves. The study’s limitations include the lack of a negative control group and the potential for contamination in blood samples, which necessitates cautious interpretation of results. Further research is warranted to explore the dynamics of lung lesions and bacteremia in this population.