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牛结核病(bTB)严重威胁牛群健康与公共安全,当前防控策略受限。研究人员对比结核菌素与 DIVA 肽鸡尾酒在卡介苗(BCG)接种牛中的检测效果。结果显示,DIVA 测试特异性高,与比较颈皮内结核菌素试验(CCT)灵敏度相当。这为 bTB 防控提供新方向。
牛结核病(bovine tuberculosis,bTB)是一种严重危害牛群健康的慢性传染病,由结核分枝杆菌复合群(Mycobacterium tuberculosis complex,MTBC)引起,还可感染人类等多种动物,在高流行地区对公共卫生构成重大威胁。目前,牛结核病的防控面临诸多挑战。一方面,传统的 “检测并扑杀” 策略虽在部分国家降低了发病率,但成本高昂,对于资源有限的国家如埃塞俄比亚来说难以承受;另一方面,野生动物宿主的存在使得疾病传播难以控制。卡介苗(Bacillus Calmette-Guérin,BCG)接种被认为是一种潜在的有效防控手段,它能降低牛结核病的病理严重程度和传播,但世界动物卫生组织(WOAH)不推荐使用,因为其会干扰基于结核菌素的检测,导致假阳性反应。因此,开发能区分接种动物是否感染的明确抗原(DIVA)检测方法至关重要。
为了解决这些问题,来自埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴大学阿克利卢?莱马病理生物学研究所等机构的研究人员开展了相关研究。他们在自然感染环境下,对比了结核菌素与 DIVA 肽鸡尾酒(ESAT-6、CFP-10 和 Rv3615c)在 67 头未接种和 67 头 BCG 接种牛中的检测性能,相关研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,选取自然感染且经皮试和血检确诊的 72 头成年牛作为传染源,从多个奶牛场筛选出 134 头小于 3 个月的雄性犊牛作为哨兵动物。将哨兵动物随机分为对照组和接种组,接种组犊牛皮下注射 BCG,对照组注射生理盐水。其次,对动物进行皮肤测试和干扰素 -γ(IFN-γ)释放试验(IGRA),使用的抗原包括结核菌素和 DIVA 肽鸡尾酒。最后,在实验结束后对动物进行安乐死并解剖,采集组织样本进行细菌培养、DNA 提取和 PCR 检测,以确定疾病状态。
研究结果如下:
- 接种后感染前的检测结果:在未接种的对照组犊牛中,DIVA 皮肤测试和所有结核菌素皮肤测试抗原均未引发阳性反应,特异性达 100%;在接种组犊牛中,DIVA 皮肤测试特异性为 94.0%,DIVA IGRA 特异性为 98.5%。但部分接种组犊牛在接种后 8 周的 DIVA 测试中出现弱阳性反应,再次检测时大多转为阴性,可能为假阳性。同时,结核菌素在接种牛中引发的皮肤和 IFN-γ 反应显著高于 DIVA 抗原。
- 感染后的检测结果:在有可见病变的动物中,DIVA 皮肤测试、DIVA IGRA 和 CCT 的阳性率相似,在确诊感染牛分枝杆菌(M. bovis)的动物中也是如此,表明这三种测试在分类感染牛时具有相似的准确性。然而,它们的总体相对灵敏度均低于 50%。相比之下,牛和牛减禽结核菌素 IGRA 测试以及单皮内结核菌素试验(SIT)皮肤测试的灵敏度较高,超过 60%,但特异性较低。
- 诊断测试之间的相关性:DIVA 皮肤测试与 CCT、SIT 结核菌素皮肤测试反应,以及 DIVA IFN-γ 测试与牛减禽、牛结核菌素 IFN-γ 测试反应均呈强正相关,表明这些抗原诱导的免疫反应相似。此外,DIVA IGRA、DIVA 皮肤测试和 CCT 在约四分之三或更多的动物中检测结果一致。
研究结论与讨论:本研究表明,DIVA 抗原可用于检测 BCG 接种牛的结核病感染,其特异性高,灵敏度与 CCT 相当,为 BCG 接种在牛结核病防控中的应用提供了支持。然而,当前的生前诊断测试灵敏度较低,在高流行地区,基于低灵敏度测试的 “检测并扑杀” 策略难以有效控制疾病。因此,开发更灵敏的诊断测试对牛结核病的防控至关重要。同时,BCG 接种新生犊牛和在购买前检测替代牲畜应被视为预防疾病传播的重要措施。本研究为牛结核病的防控提供了新的思路和依据,有助于推动相关领域的进一步研究和发展。