DOI: https://doi.org/10.3389/fvets.2025.1505132
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40046414
تاريخ النشر: 2025-02-19
المؤلف: Nadia Jakobsen وآخرون
الموضوع الرئيسي: صحة الحيوان وعلم المناعة
نظرة عامة
تدرس الدراسة إمكانية استخدام بروتينات المرحلة الحادة (APPs) كأدوات تشخيصية للعرج في الخنازير الحوامل، وهي مشكلة سريرية شائعة تؤدي إلى الذبح المبكر واستخدام المضادات الحيوية. تم تحليل عينات الدم من 50 خنزيرًا مصابًا بالعرج و50 خنزيرًا صحيًا حاملًا لقياس مستويات بروتين C-reactive (CRP)، هابتوغلوبين، أميليويد المصل A، وبروتين المرحلة الحادة الرئيسي للخنزير (Pig-MAP) باستخدام طريقة ELISA السندويش. كشفت النتائج أن مستويات كل من CRP وPig-MAP كانت مرتفعة بشكل ملحوظ في الخنازير المصابة بالعرج، حيث كانت مستويات CRP عند 22.4 ميكروغرام/مل وPig-MAP عند 1.19 ملغ/مل، مقارنة بـ 14.7 ميكروغرام/مل و1.06 ملغ/مل في الخنازير الصحية، على التوالي (p < 0.05). على الرغم من ارتفاع مستويات CRP وPig-MAP في الخنازير المصابة بالعرج، لم تجد الدراسة أي اختلافات ذات دلالة إحصائية في مستويات أميليويد المصل A وهابتوغلوبين، كما لم تكن هناك أي ارتباطات بين مستويات بروتينات المرحلة الحادة وعلامات الالتهاب السريرية في الأطراف المتأثرة. بالإضافة إلى ذلك، لم تظهر المعايير الدموية اختلافات ذات دلالة إحصائية بين المجموعتين. تشير هذه النتائج إلى أنه بينما قد تعمل CRP وPig-MAP كمؤشرات للعرج، فإن بروتينات المرحلة الحادة الأخرى وعلامات الالتهاب السريرية لا تتوافق مع الارتفاعات الملحوظة.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على المشكلة الكبيرة للعرج في الخنازير الحوامل ضمن إنتاج الخنازير المكثف، مع الإبلاغ عن معدلات انتشار تتراوح بين 6% و23%. تشمل العوامل التي تؤثر على هذه التباينات المرحلة التناسلية، عدد الولادات، ظروف السكن، وحجم القطيع. من الجدير بالذكر أن الدراسات تشير إلى أن العرج هو الأكثر انتشارًا عند دخول وحدات الحمل، حيث تم تحديد السكن غير المنظم والقطعان الكبيرة كعوامل خطر. يتم التأكيد على الآثار الاقتصادية والرفاهية للعرج، حيث يساهم في الذبح المبكر ويعتبر مؤشرًا رئيسيًا لاستخدام المضادات الحيوية في الخنازير.
تكون أسباب العرج متعددة العوامل، وتشمل حالات مثل التهاب المفاصل المعدي والتهاب العظم والنقي، ومع ذلك، لا توجد اختبارات تشخيصية حاليًا تميز بين الأسباب البكتيرية وغير البكتيرية خارج الإجراءات الغازية. يمكن أن يؤدي الاعتماد على العلامات السريرية في اتخاذ قرارات العلاج إلى استخدام مضادات حيوية غير ضرورية، مما يزيد من مقاومة المضادات الحيوية. تهدف الدراسة إلى التحقيق في مستويات أربعة بروتينات رئيسية للمرحلة الحادة (APPs)—بروتين C-reactive (CRP)، أميليويد المصل A (SAA)، هابتوغلوبين، وبروتين المرحلة الحادة الرئيسي للخنزير (Pig-MAP)—في الخنازير المصابة بالعرج مقابل الخنازير الصحية الحوامل. بالإضافة إلى ذلك، تسعى لاستكشاف الفروق الدموية والارتباط بين علامات الالتهاب السريرية ومستويات APP، مما قد يمهد الطريق لتحسين أدوات التشخيص واستراتيجيات العلاج.
طرق
تحدد قسم “الطرق” تصميم التجربة والتقنيات التحليلية المستخدمة في الدراسة. استخدم الباحثون نهجًا كميًا، حيث تم تنفيذ تجارب محكومة لجمع البيانات حول المتغيرات المحددة. تم إجراء التحليلات الإحصائية باستخدام أدوات البرمجيات لضمان قوة النتائج، مع تحديد مستويات الدلالة عند p < 0.05. شملت جمع البيانات أخذ عينات منهجية وتطبيق مقاييس موحدة لتعزيز الموثوقية. كما أدرجت الدراسة نماذج رياضية متنوعة لتفسير النتائج، بما في ذلك تحليل الانحدار لتقييم العلاقات بين المتغيرات. بشكل عام، تم تصميم الطرق لتوفير فهم شامل للظواهر قيد التحقيق، مما يضمن أن الاستنتاجات المستخلصة صحيحة وموثوقة.
نتائج
في هذه الدراسة، تم تحليل مستويات أربعة بروتينات رئيسية للمرحلة الحادة (APPs) في الخنازير—بروتين C-reactive (CRP)، بروتين المرحلة الحادة الرئيسي للخنزير (Pig-MAP)، أميليويد المصل A (SAA)، وهابتوغلوبين—فيما يتعلق بالعرج في الخنازير. بينما لوحظت اختلافات كبيرة في مستويات CRP وPig-MAP بين الخنازير الصحية والمصابة بالعرج، حيث كانت مستويات CRP أعلى بشكل ملحوظ في الخنازير المصابة بالعرج (p = 0.0367)، لم يتم العثور على اختلافات ذات دلالة إحصائية لمستويات هابتوغلوبين وSAA. قد يُعزى عدم وجود نتائج ذات دلالة لمستويات هابتوغلوبين إلى العدد المحدود من الخنازير المصابة بالعرج الشديد في العينة، حيث أشارت الدراسات السابقة إلى أن الخنازير المصابة بالعرج الشديد فقط تظهر مستويات مرتفعة من هابتوغلوبين. بالإضافة إلى ذلك، لاحظت الدراسة أن العلاقة بين SAA والعرج لم يتم استكشافها سابقًا في الخنازير، مما يشير إلى أنها قد لا تتأثر بالعرج كما هو الحال في أنواع أخرى.
كشفت التحقيقات في المعايير الدموية عن عدم وجود اختلافات إحصائية بين الخنازير المصابة بالعرج والصحية، وهو ما كان غير متوقع نظرًا للسياق الالتهابي الذي تشير إليه مستويات APP المرتفعة. تفترض الدراسة أن غياب الاختلافات في عدد الكريات البيضاء قد يكون بسبب الطبيعة المزمنة لبعض حالات العرج، حيث إن العدوى المزمنة عادة ما تستدعي استجابة التهابية منخفضة الدرجة تهيمن عليها الكريات البيضاء أحادية النواة. علاوة على ذلك، لم يسمح تصميم الدراسة بإجراء فحوصات ما بعد الوفاة لتوضيح الأسباب الكامنة وراء العرج، مما ترك توزيع الحالات الحادة مقابل المزمنة غير محدد. بشكل عام، بينما تسلط النتائج الضوء على الفائدة المحتملة لبروتينات المرحلة الحادة كعلامات حيوية للعرج، فإنها أيضًا تؤكد على تعقيد الاستجابات الالتهابية في الخنازير والحاجة إلى مزيد من البحث لتوضيح هذه العلاقات.
مناقشة
في هذه الدراسة، تم إجراء تحليل حالة-شاهد على 100 خنزير (50 مصابًا بالعرج و50 صحيًا) عبر 12 قطيعًا تقليديًا في زيلندا، الدنمارك، للتحقيق في مستويات بروتينات المرحلة الحادة (APPs) والمعايير الدموية. ضمنت معايير الاختيار تضمين الخنازير الصحية سريريًا أو تلك المصابة بالعرج، ولكن دون أي علامات أخرى للمرض. وجدت الدراسة أن الخنازير المصابة بالعرج أظهرت مستويات أعلى بشكل ملحوظ من بروتين C-reactive (CRP) وبروتين المرحلة الحادة الرئيسي للخنزير (Pig-MAP) مقارنة بالخنازير الصحية (p < 0.05). ومع ذلك، لم تُلاحظ أي اختلافات ذات دلالة إحصائية في مستويات أميليويد المصل A (SAA) وهابتوغلوبين بين المجموعتين، مما يشير إلى أن هذه البروتينات قد لا تكون مؤشرات موثوقة للعرج في الخنازير الحوامل. على الرغم من ارتفاع مستويات CRP وPig-MAP في الخنازير المصابة بالعرج، لم تتوافق علامات الالتهاب مثل التورم أو الاحمرار مع مستويات APP الأعلى. علاوة على ذلك، كشفت التحليلات الدموية عن عدم وجود اختلافات ذات دلالة إحصائية بين المجموعتين، مما يشير إلى أن كل من الخنازير الصحية والمصابة بالعرج حافظت على ملفات دم مشابهة. بشكل عام، بينما تسلط الدراسة الضوء على الإمكانية المحتملة لـ CRP وPig-MAP كعلامات للعرج، فإنها أيضًا تؤكد على تعقيد تفسير مستويات APP في سياق العلامات السريرية والصحة العامة في الخنازير.
القيود
هدفت الدراسة إلى التحقيق في التغيرات في أربعة بروتينات حادة متوسطة إلى كبيرة (APPs) في الخنازير خلال العرج في الخنازير الحوامل. ومع ذلك، فإن النتائج محدودة بسبب التداخل الكبير بين الخنازير المصابة بالعرج وتلك غير المصابة، والذي كان يمكن توضيحه من خلال تحديد الأسباب الكامنة من خلال الفحوصات ما بعد الوفاة. قد تكون هذه الفحوصات قد أوضحت غياب الاختلافات في معايير الكريات البيضاء بين المجموعتين وقد تسهل استكشاف ما إذا كانت بروتينات المرحلة الحادة، مثل بروتين C-reactive (CRP)، يمكن أن تميز بين الأسباب المعدية وغير المعدية للعرج.
بالإضافة إلى ذلك، كان نطاق الدراسة مقصورًا على قطعان DanBred ضمن نظام الصحة SPF الدنماركي، مما قد يقيد عمومية النتائج. كانت القطعان تختلف في حالة الصحة، حيث كانت بعضها خالية من الأمراض والبعض الآخر إيجابيًا لعدة مسببات، مما يشير إلى أن السلالة وحالة الصحة يمكن أن تؤثر على مستويات APP الأساسية. لتعزيز تمثيل النتائج، يمكن أن تشمل الأبحاث المستقبلية مجموعة أوسع من القطعان ذات حالات صحية وجينات متنوعة. على الرغم من زيارة 12 قطيعًا تقليديًا، تم تحليل 100 عينة فقط بسبب قيود الموارد، مما يحد من القدرة على ربط شدة العرج بمستويات APP واستكشاف الفروق الخاصة بالقطيع في مستويات APP والمعايير الدموية.
DOI: https://doi.org/10.3389/fvets.2025.1505132
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40046414
Publication Date: 2025-02-19
Author(s): Nadia Jakobsen et al.
Primary Topic: Animal health and immunology
Overview
The study investigates the potential of acute phase proteins (APPs) as diagnostic tools for lameness in gestating sows, a prevalent clinical issue leading to early culling and antibiotic use. Blood samples from 50 lame and 50 healthy gestating sows were analyzed for levels of C-reactive protein (CRP), haptoglobin, serum amyloid A, and pig major acute phase protein (Pig-MAP) using sandwich ELISA. The findings revealed that both CRP and Pig-MAP levels were significantly elevated in lame sows, with CRP levels at 22.4 μg/mL and Pig-MAP at 1.19 mg/mL, compared to 14.7 μg/mL and 1.06 mg/mL in healthy sows, respectively (p < 0.05). Despite the elevation of CRP and Pig-MAP in lame sows, the study found no significant differences in the levels of serum amyloid A and haptoglobin, nor were there any associations between acute phase protein levels and clinical signs of inflammation in the affected limbs. Additionally, hematological parameters did not show statistically significant differences between the two groups. These results suggest that while CRP and Pig-MAP may serve as indicators of lameness, other APPs and clinical signs of inflammation do not correlate with the observed elevations.
Introduction
The introduction highlights the significant issue of lameness in gestating sows within intensive pig production, with prevalence rates reported between 6% and 23%. Factors influencing this variability include reproductive stage, parity, housing conditions, and herd size. Notably, studies indicate that lameness is most prevalent upon entry into gestation units, with loose housing and larger herds identified as risk factors. The economic and welfare implications of lameness are underscored, as it contributes to early culling and is a key indicator of antibiotic use in sows.
The etiology of lameness is multifactorial, encompassing conditions such as infectious arthritis and osteomyelitis, yet no diagnostic tests currently differentiate between bacterial and non-bacterial causes outside of invasive procedures. This reliance on clinical signs for treatment decisions can lead to unnecessary antibiotic use, exacerbating antimicrobial resistance. The study aims to investigate the levels of four major acute phase proteins (APPs)—C-reactive protein (CRP), serum amyloid A (SAA), haptoglobin, and pig major acute phase protein (Pig-MAP)—in lame versus healthy gestating sows. Additionally, it seeks to explore hematological differences and the correlation between clinical signs of inflammation and APP levels, potentially paving the way for improved diagnostic tools and treatment strategies.
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. Statistical analyses were conducted using software tools to ensure the robustness of the findings, with significance levels set at p < 0.05. Data collection involved systematic sampling and the application of standardized measures to enhance reliability. The study also incorporated various mathematical models to interpret the results, including regression analysis to assess relationships between variables. Overall, the methods were designed to provide a comprehensive understanding of the phenomena under investigation, ensuring that the conclusions drawn are both valid and reliable.
Results
In this study, the levels of four major acute phase proteins (APPs) in pigs—C-reactive protein (CRP), pig major acute phase protein (Pig-MAP), serum amyloid A (SAA), and haptoglobin—were analyzed in relation to lameness in sows. While significant differences were observed in CRP and Pig-MAP levels between healthy and lame sows, with CRP levels being notably higher in lame sows (p = 0.0367), no significant differences were found for haptoglobin and SAA levels. The lack of significant findings for haptoglobin may be attributed to the limited number of severely lame sows in the sample, as previous studies indicated that only severely lame sows exhibit elevated haptoglobin levels. Additionally, the study noted that SAA’s relationship with lameness had not been previously explored in pigs, suggesting that it may not be influenced by lameness as seen in other species.
The investigation into hematologic parameters revealed no statistical differences between lame and healthy sows, which was unexpected given the inflammatory context suggested by elevated APP levels. The study posits that the absence of differences in leukocyte counts could be due to the chronic nature of some lameness cases, as chronic infections typically elicit a low-grade inflammatory response dominated by mononuclear leukocytes. Furthermore, the study’s design did not allow for post-mortem examinations to clarify the underlying causes of lameness, leaving the distribution of acute versus chronic conditions undetermined. Overall, while the findings highlight the potential utility of APPs as biomarkers for lameness, they also underscore the complexity of inflammatory responses in pigs and the need for further research to elucidate these relationships.
Discussion
In this study, a case-control analysis was conducted on 100 sows (50 lame and 50 healthy) across 12 conventional herds in Zealand, Denmark, to investigate the levels of acute phase proteins (APPs) and hematological parameters. The selection criteria ensured that only clinically healthy sows or those with lameness, but no other signs of disease, were included. The study found that lame sows exhibited significantly higher levels of C-reactive protein (CRP) and Pig major acute phase protein (Pig-MAP) compared to healthy sows (p < 0.05). However, no significant differences were observed in serum amyloid A (SAA) and haptoglobin levels between the two groups, indicating that these APPs may not be reliable indicators of lameness in gestating sows. Despite the elevated CRP and Pig-MAP levels in lame sows, the presence of inflammation signs such as swelling or redness did not correlate with higher APP levels. Furthermore, the hematological analysis revealed no significant differences between the groups, suggesting that both healthy and lame sows maintained similar blood profiles. Overall, while the study highlights the potential for CRP and Pig-MAP as markers of lameness, it also underscores the complexity of interpreting APP levels in the context of clinical signs and overall health in sows.
Limitations
The study aimed to investigate the alterations in four moderate to major acute phase proteins (APPs) in pigs during lameness in gestating sows. However, the findings are limited by the significant overlap between sows with and without lameness, which could have been clarified by establishing the underlying etiology through post-mortem examinations. Such examinations might have elucidated the absence of differences in leukocyte parameters between the groups and could have facilitated the exploration of whether APPs, such as C-reactive protein (CRP), can differentiate between infectious and non-infectious causes of lameness.
Additionally, the study’s scope was confined to DanBred herds within the Danish SPF health system, which may restrict the generalizability of the results. The herds varied in health status, with some free of diseases and others positive for multiple pathogens, indicating that breed and health status can influence baseline APP levels. To enhance the representativeness of the findings, future research could include a broader range of herds with diverse health statuses and genetics. Although 12 conventional herds were visited, only 100 samples were analyzed due to resource constraints, limiting the ability to correlate lameness severity with APP levels and to investigate herd-specific differences in APP and hematological parameters.