尸检、粪便沉淀法、抗体ELISA和实时PCR方法在检测自然感染奶牛中肝片形虫的比较研究

《Research in Veterinary Science》:Comparison of post-mortem examination, faecal sedimentation, antibody ELISA, and real-time PCR methods in the detection of Fasciola spp. in naturally infected dairy cattle

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月07日 来源:Research in Veterinary Science 2.1

编辑推荐:

   •肝脏检查(金标准)的检测率显著高于粪便沉淀法。•剖检肝脏检查的检测率最高,其次是qPCR、ELISA和粪便沉淀法。•通过比较肝脏检查和qPCR方法,大多数受检牛只均呈肝片形属(Fasciola spp.)阳性。•沉淀法与抗体ELISA之间、沉淀法与剖检肝脏检查之间,以及qP

  • •
    肝脏检查(金标准)的检测率显著高于粪便沉淀法。
  • •
    剖检肝脏检查的检测率最高,其次是qPCR、ELISA和粪便沉淀法。
  • •
    通过比较肝脏检查和qPCR方法,大多数受检牛只均呈肝片形属(Fasciola spp.)阳性。
  • •
    沉淀法与抗体ELISA之间、沉淀法与剖检肝脏检查之间,以及qPCR与肝脏检查之间存在较差的一致性。

引言

肝片形虫病由大肝片形虫(Fasciola gigantica)和肝片形虫(F. hepatica)或其杂交种引起,是全球重要的一个人畜共患疾病(Charlier et al., 2020; Torgerson and Macpherson, 2011)。这两个物种通过作为中间宿主的淡水螺传播。据估计,约有9100万人面临感染风险(Keiser and Utzinger, 2007),全球每年经济损失估计为32亿美元(Arias-Pacheco et al., 2020; Cwiklinski et al., 2016; Mehmood et al., 2017)。牲畜的损失包括繁殖力下降、增重减少、产奶量损失、动物死亡和肝脏淘汰(Jaja et al., 2017b; Mochankana and Robertson, 2018; Nyirenda et al., 2019)。尽管对人类存在风险并造成动物经济损失,但由于该病的慢性特征,肝片形虫病仍然被忽视,因此报告不足(Dermauw et al., 2021)。
此前在南非进行的研究显示,六个省份存在肝片形属物种:姆普马兰加省使用PCR检测为100%(Chikowore et al., 2019);夸祖鲁-纳塔尔省通过形态学检查和PCR检测吸虫为100%(Chikowore et al., 2019; Haridwal et al., 2021; Mucheka et al., 2015);东开普省使用粪便学检测为39%(Jaja et al., 2017a);林波波省通过生前和死后检查为12.5%(Van Wyk and Boomker, 2011);西开普省使用间接荧光抗体试验为10%(Black et al., 2013);豪登省使用粪便学检测为33%(Scott and Irving, 1964)。在南非,肝片形虫病对牲畜生产力(产奶量和肉类)产生负面影响,增加了兽医费用,降低了利润(Jaja et al., 2017b; Mucheka et al., 2015)。
为实现有效控制,在感染早期诊断肝片形虫病至关重要。用于检测肝片形属物种的技术各不相同,包括生前和死后方法。生前方法包括粪便沉淀法、基于核酸的方法和血清学技术。死后方法涉及在屠宰时检查肝脏因虫体迁移造成的病变以及在胆管中回收的吸虫。沉淀法用于鉴定和确定粪便虫卵计数,但其对早期感染的检测灵敏度较低,仅在发病前期之后才有用(Happich and Boray, 1969)。已开发出基于抗原的ELISA检测方法用于检测粪便中的吸虫抗原,使在发病前期完成之前即可检测出感染(Mezo et al., 2004)。然而,这种基于虫粪抗原的方法在轻度感染(每克粪便中少于10个虫卵)的情况下灵敏度下降,尤其是牛(Calvani et al., 2018, Calvani et al., 2020)。基于抗体的ELISA已有商品化产品,可提供最早期的感染指示(Mezo et al., 2007)。然而,由于抗体反应持续时间较长,它在检测再感染方面无效,因此在暴露监测中的用途有限(Mezo et al., 2007)。最近开发了一种基于羊和牛现场样本的定量实时PCR(qPCR)工作流程,显示在检测牛粪便中肝片形虫卵方面具有高灵敏度(<10 EPG)(Davies Calvani et al., 2017)。qPCR方法在实验感染羊中进行了进一步评估,感染后9周在100%的羊中检测到肝片形虫DNA,且与形态学FEC高度相关(Calvani et al., 2018)。一项研究比较了虫粪抗原ELISA、qPCR和传统粪便沉淀法对肝片形属物种的检测,显示在实验感染羊感染后8周,三种方法的诊断能力无显著差异(Calvani et al., 2018)。
虽然屠宰场肝脏检查记录通常是估计肝片形虫病流行率的主要数据来源(Dutra et al., 2010; Jaja et al., 2017a),但这种方法的准确性很少被评估。Byrne等人(2016)的一项研究显示,北爱尔兰的群水平流行率估计为63%,而基于肝脏的肝片形虫流行率为24%。在另一项研究中(Caravedo et al., 2021),将肝脏淘汰数据与胆汁显微镜检查进行比较,以估计秘鲁牛中肝片形虫的流行率和虫体负荷,显示检测率分别为55.4%和62.7%。目前没有关于死后检测率与其他生前方法(即qPCR、沉淀法和ELISA)比较的报告。
因此,本研究旨在比较四种不同方法(qPCR、粪便沉淀法、血清学ELISA和剖检肝脏检查)在南非东开普省屠宰场屠宰的自然感染牛中检测肝片形虫感染的检测率。

章节片段

伦理考量

本研究获得了福特哈雷大学动物伦理委员会的批准(参考号:JAJ011SMPI01/19/A)。根据1984年《动物疾病法》第20条的规定,从南非共和国农业、土地改革和农村发展部动物健康局获得了进行研究许可(参考号:12/11/1/1/6 [2395 2Y])。屠宰动物的处理遵循南非国家动物护理和处理指南(宪法)

数据分析

使用二项广义线性混合效应模型(GLMM)评估四种检测方法(剖检、粪便沉淀法、抗体ELISA和qPCR)阳性样本比例的差异显著性。使用Cohen's Kappa系数确定诊断方法间的一致性水平。Kappa值解释为:差(<0.00)、轻微(0.00–0.20)、一般(0.21–0.40)、中等(0.41–0.60)、实质性(0.61–0.80)和接近

结果

共对145头屠宰牛通过肝脏检查进行肝片形虫感染筛查。基于体长,奶牛成虫吸虫的形态特征被分类为大肝片形虫(F. gigantica)和肝片形虫(F. hepatica),对应的标准差分别为39.6 ± 1.1/10.4 ± 1.6毫米和21.2 ± 4.3/10.4 ± 1.9毫米,如图2所示。实验室使用抗体ELISA、粪便沉淀法和qPCR方法对每只动物的样本进行了分析。检测率

讨论

肝片形虫病是热带地区最重要的被忽视的蠕虫病之一,造成了健康挑战(Alam et al., 2022)。准确了解感染牛的吸虫物种的流行率和鉴定,为设计和实施适当的控制技术提供了重要知识。当前研究使用了四种诊断方法来检测在三个高通量屠宰场中屠宰的自然感染奶牛中肝片形属的流行率

结论

与ELISA和沉淀法相比,剖检肝脏检查和实时PCR在检测吸虫方面具有高灵敏度、有效性和准确性。剖检肝脏检查与抗原ELISA之间一致性较差。此外,观察到EPG与qPCR之间存在中度负相关。qPCR和剖检肝脏检查均可用于寄生虫学研究和疾病监测。然而,可能需要进一步的研究来了解

CRediT作者贡献声明

Zuko Mpisana:方法论、形式分析、数据整理、概念化。Ishmael Festus Jaja:写作 – 审阅与编辑、可视化、验证、监督、资源、项目管理、方法论、调查、资金获取、形式分析、数据整理、概念化。

伦理声明

本研究按照ARRIVE(动物研究:体内实验报告)指南进行。本研究获得了福特哈雷大学动物伦理委员会的批准。(批准号:JAJ011SMPI01/19/A)

资金来源

研究人员获得了福特哈雷大学的财政支持(J133)。

利益冲突声明

作者声明,他们不存在可能影响本论文所报道工作的已知竞争经济利益或个人关系。

致谢

作者感谢参与研究的屠宰场,
Zuko Mpisana|Ishmael Festus Jaja

订阅生物通快讯

订阅快讯:

最新文章

限时促销

会展信息

关注订阅号/掌握最新资讯

今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

版权所有 生物通

Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

联系信箱:

粤ICP备09063491号