Molecular detection and phylogenetic characterization of Coxiella burnetii in dairy cattle from the Al Ain region, United Arab Emirates

في عالم تربية الماشية، تسبب بكتيريا مجهرية تُدعى "كوكسيلا بورنيتي" (Coxiella burnetii) مرضاً يُعرف باسم "حمى كيو" (Q fever). هذا الجرثوم هو سيد في التخفي؛ فهو يعيش داخل خلايا الحيوانات مثل الأبقار والماعز، غالباً دون أن تجعلها تبدو مريضة. وبينما قد تبدو الحيوانات سليمة، إلا أنها لا تزال قادرة على حمل البكتيريا وإطلاقها في محيطها من خلال الحليب، أو سوائل الولادة، أو الفضلات. وبالنسبة للبشر الذين يعملون عن كثب مع هذه الحيوانات، فإن الخطر حقيقي. فاستنشاق جزيئات دقيقة من الغبار أو الرذاذ المتطاير الملوث بالبكتيريا يمكن أن يؤدي إلى أعراض تشبه الإنفلونزا، وفي بعض الحالات، إصابات خطيرة في القلب أو الرئة. ولأن البكتيريا يمكن أن تستمر في البيئة وتنتقل بين الحيوانات والبشر، يطلق عليها العلماء اسم "مرض حيواني المنشأ"، وهو مصطلح للأمراض التي تنتقل من الحيوانات إلى البشر. إن فهم أين تعيش هذه الجرثومة، وكيف تتحرك عبر القطيع، وما هي التركيبة الجينية التي تحملها، أمر ضروري للحفاظ على سلامة كل من عمال المزارع والجمهور.

في دولة الإمارات العربية المتحدة، وتحديداً في منطقة العين، تُعد ماشية الألبان جزءاً حيوياً من المشهد الزراعي. وبينما وجدت دراسات سابقة وجود أجسام مضادة في دماء العديد من الأبقار هناك — مما يشير إلى أن الحيوانات قد تعرضت للبكتيريا في وقت ما — لم يكن العلماء يعرفون الكثير عن الحالة الراهنة للعدوى. فقد افتقروا إلى صورة واضحة لما إذا كانت البكتيريا تنتشر بنشاط داخل القطعان، وأي أجزاء محددة من الحيوانات هي التي تفرزها، وما إذا كانت السلالات الموجودة في الإمارات فريدة من نوعها أم أنها جزء من عائلة عالمية. وللإجابة على هذه الأسئلة، قام فريق من الباحثين من جامعة الإمارات العربية المتحدة والسلطات الزراعية المحلية بفحص مزرعتين تجاريتين كبيرتين لإنتاج الألبان. أرادوا تجاوز مجرد معرفة أن التعرض قد حدث، والبحث بدلاً من ذلك في معرفة ما إذا كانت البكتيريا نشطة حالياً ويتم إفرازها من قبل الأبقار.

بدأ الباحثون بزيارة مزرعتين، حيث جمعوا عينات من إجمالي 400 بقرة. ولكل حيوان، جمعوا ثلاثة أنواع من العينات: قطرة دم من الرقبة، وعينة من الحليب، ومسحة من المنطقة المهبلية. أولاً، فحصوا الدم لمعرفة ما إذا كانت الأبقار قد طورت أجساماً مضادة، وهي بروتينات يصنعها الجهاز المناعي لمحاربة الغزاة. إن العثور على الأجسام المضادة يشبه العثور على آثار الأقدام؛ فهي تثبت أن الحيوان واجه البكتيريا في الماضي، لكنها لا تعني بالضرورة أن البكتيريا لا تزال موجودة أو يتم إطلاقها الآن. وأظهرت النتائج أن 30 بالمائة من الأبقار كانت تمتلك هذه الأجسام المضادة، مما يعني أن جزءاً كبيراً من القطيع قد تعرض للإصابة. وكان المعدل متطابقاً تقريباً في كلتا المزرعتين، مما يشير إلى أن التعرض كان واسع الانتشار ومتسقاً عبر المنطقة.

ولمعرفة ما إذا كانت البكتيريا نشطة حالياً ويتم إفرازها، لجأ الفريق إلى طريقة أكثر حساسية تسمى "تفاعل البوليميراز المتسلسل" (PCR)، والتي تعمل مثل كشاف ضوئي جزيئي للعثور على الشفرة الوراثية الفعلية للبكتيريا. فحصوا الدم، والمسحات المهبلية، والحليب من الأبقار التي ثبتت إيجابية الأجسام المضادة لديها. لم يجد الكشاف الضوئي شيئاً في الدم أو المسحات المهبلية. ومع ذلك، في الحليب، كانت القصة مختلفة. فقد اكتشف الباحثون المادة الوراثية لـ "كوكسيلا بورنيتي" في حليب حوالي 22 بالمائة من الأبقار التي تحمل أجساماً مضادة. كان هذا اكتشافاً حاسماً؛ فقد يعني ذلك أنه بينما تعرضت العديد من الأبقار للبكتيريا في الماضي، فإن مجموعة أصغر ولكنها مهمة تحمل البكتيريا حالياً في غددها اللبنية وتطلقها في حليبها. إن حقيقة العثور على البكتيريا في الحليب فقط وليس في العينات الأخرى تشير إلى أن الضرع هو مكان اختباء رئيسي للجرثومة في هذه القطعان، مما يسمح لها بالاستمرار والانتشار المحتمل دون التسبب في مرض واضح في الببقرة.

ثم أخذ الفريق المادة الوراثية التي وجدوها في الحليب وقاموا بتسلسلها لمعرفة نوع البكتيريا الذي يتعاملون معه بالضبط. ركزوا على جين محدد، وهو قسم صغير من الحمض النووي للبكتيريا يعمل كبصمة. وعندما قارنوا بصمات البكتيريا من أبقار الإمارات بالبصمات الموجودة حول العالم، وجدوا شيئاً مذهلاً: البكتيريا في الإمارات كانت متطابقة مع بعضها البعض، وطابقت تماماً السلالات الموجودة في أوروبا وأفريقيا وآسيا. لم يكن هناك نوع محلي فريد؛ بل كانت الأبقار في العين تحمل سلالة هي جزء من عائلة عالمية حيوانية المنشأ. هذا التجانس الجيني يشير إلى أن البكتيريا التي تدور في هذه القطعان جاءت على الأرجح من مصدر مشترك أو أنها تتحرك بين المزارع والمناطق منذ فترة من الزمن، بدلاً من تطورها إلى نسخة محلية متميزة.

ترسم هذه النتائج صورة واضحة للموقف في صناعة الألبان في دولة الإمارات. فالبكتيريا ليست مجرد ذكرى تاريخية لهذه القطعان، بل هي وجود نشط ومستمر. إن حقيقة أن البكتيريا يتم إفرازها في الحليب من قبل أبقار لا تظهر عليها أي علامات أخرى للمرض تسلط الضوء على خطر خفي. بالنسبة للمزارعين والعمال الذين يتعاملون مع الحليب، يعني هذا أن هناك تعرضاً مستمراً ومنخفض المستوى يحدث، حتى لو بدت الحيوانات سليمة. تؤكد الدراسة أن العدوى مستوطنة، مما يعني أنها توجد بانتظام في السكان، وأن الحليب نفسه هو مسار رئيسي لبقاء البكتيريا وانتشارها. ومن خلال الجمع بين اختبارات الدم التي تظهر التعرض السابق واختبارات الحليب التي تظهر الإفراز الحالي، قدم الباحثون رؤية كاملة للمشكلة. ويدعم عملهم فكرة أن السيطرة على هذا المرض تتطلب النظر إلى الصورة الكاملة، من الحيوانات إلى العمال، وفهم أن البكتيريا يمكن أن تختبئ في وضح النهار، منتظرة أن يتم نقلها.