Assessment of phytobiotic supplementation to modulate pen-level infection dynamics of Swine Dysentery using a challenge model

ملخص تقني: تقييم استخدام المكملات النباتية (Phytobiotics) لتعديل ديناميكيات العدوى على مستوى الحظيرة لمرض الزحار الخنزيري

بيان المشكلة
لا يزال مرض الزحار الخنزيري (SD)، الناجم عن السبيروكيتات اللاهوائية Brachyspira hyodysenteriae، يمثل مرضًا معويًا خطيرًا يؤثر على إنتاج الخنازير من خلال الإسهال الدموي المخاطي، والالتهاب، وانخفاض أداء النمو. وقد استلزمتت القيود المتزايدة على استخدام مضادات الميكروبات ضرورة إيجاد استراتيجيات بديلة للحفاظ على صحة الأمعاء والسيطرة على الممرضات المعوية. وبينما أظهرت المكملات النباتية (المركبات النشلة بيولوجيًا المشتقة من النباتات) إمكانات في تعديل الميكروبات وتقليل الإجهاد التأكسدي، إلا أن فعاليتها المحددة في السيطرة على الزحار الخنزيري، لا سيما فيما يتعلق بديناميكيات طرح البكتيما وضغط العدوى على مستوى الحظيرة، لا تزال غير مدروسة بشكل كافٍ. تعالج هذه الدراسة الحاجة إلى تقييم مضاف علفي نباتي جديد كاستراتيجية تكميلية للتخفيف من حدة الزحار الخنزيري تحت ظروف تجريبية محكومة.

المنهجية
استخدمت الدراسة نموذج تحدٍ تجريبي محكوم في جامعة ليون. تم توزيع ثلاثين خنزيرًا مفطومًا من السلالات الهجين (عمر أربعة أسابيع) عشوائيًا على ثلاث مجموعات:

1. المجموعة الضابطة الموجبة (PC): تم تحديها بكتيريا B. hyodysenteriae (سلالة B204) دون أي مكملات.
2. مجموعة المكمل النباتي (Phytob): تم تحديها بكتيريا B. hyodysenteriae مع تزويدها بمستحلب نانوي نباتي جديد يحتوي على الروزماري، والكارفاكرول، والثيمول، والسينمالدهيد، والكركم.
3. المجموعة الضابطة السالبة (NC): لم يتم تحديها ولكن تم تزويدها بالمكمل النباتي.

تم تحدي الخنازير على مدار ثلاثة أيام متتالية عبر التلقيح الفموي بجرعة عالية من B. hyo. راقبت الدراسة الحيوانات لمدة 28 يومًا بعد التلقيح (P.I.). شملت المقاييس الرئيسية ما يلي:

• المراقبة السريرية: تسجيل يومي لدرجات البراز (مقياس 0–4) لتقييم الإسهال والزحار؛ وتسجيل العلاجات الإنقاذية (لينكوميسين) للحالات الشديدة.
• التحليل الميكروبيولوجي: تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي (qPCR) الذي يستهدف جين NOX في عينات البراز والقولون لتحديد كمية الحمل البكتيري ومدة طرح البكتيريا.
• علم الأمراض النسيجي: تسجيل درجات شبه كمية لآفات القولون (حالة الظهارة المخاطية، ارتشاح الصفيحة المخصوصة، وارتشاح الخبايا داخل اللمعة) بواسطة أطباء متخصصين في علم الأمراض (بمنهجية التعمية).
• أداء النمو: قياس متوسط الزيادة اليومية في الوزن (ADG)، ومتوسط استهلاك العلف اليومي (ADFI)، ومعامل التحويل الغذائي (FCR).
• التحليل الإحصائي: شملت التحليلات اختبارات فيشر الدقيقة، واختبارات كا مربع، ومنحنيات بقاء كابلان-ماير، والنمذجة الخطية لتقييم التفاعل بين درجات البراز وأداء النمو.

المساهمات والنتائج الرئيسية
تقدم الدراسة دليلًا على أن المضاف النباتي يعدل ديناميكيات العدوى على مستوى المجموعة، رغم أنه لم يمنع الإصابة الأولية.

• طرح البكتيريا: بينما طرحت جميع الخناز "المتحداة" بكتيريا B. hyo مرة واحدة على الأقل، أظهرت مجموعة (Phytob) نسبة أقل بكثير من عينات البراز الإيجابية لـ qPCR (27.5% مقابل 40.2% في مجموعة PC؛ p = 0.002) ومدة طرح متوسطة أقصر (6.33 يومًا مقابل 9.25 يومًا؛ p = 0.03). ومع ذلك، لم تختلف التركيزات البكتيرية في العينات الإيجابية بشكل كبير بين المجموعات.
• النتائج السريرية: أظهرت مجموعة (Phob) انخفاضًا ملحوظًا في نسبة البراز الإسهالي (22.1% مقابل 37.0%؛ p = 0.001) والبراز الزحاري (11.8% مقابل 20.4%؛ p = 0.01) مقارنة بمجموعة (PC). كما كان متوسط درجة البراز أقل في مجموعة (Phytob) (0.93) مقارنة بمجموعة (PC) (1.52).
• علم الأمراض النسيجي: أظهرت مجموعة (Phytob) درجة إجمالية متوسطة للآفات (4.58) بين المجموعة (NC) (3.50) والمجموعة (PC) (5.60). والأهم من ذلك، أظهرت مجموعة (Phytob) انخفاضًا ملحوظًا في ارتشاح الخبايا داخل اللمعة (0.41 مقابل 1.45 في مجموعة PC)، لتصل إلى مستويات مماثلة للمجموعة الضابطة السالبة. يعكس هذا المعيار تخفيف حدة التهاب القولون الإفرازي النشط. لم يتم العثور على فروق ذات دلالة إحصائية في حالة الظهارة المخاطية أو ارتشاح الصفيحة المخصوصة بين المجموعات المتحدية.
• أداء النمو: أظهرت مقاييس النمو (ADG, FCR) ملفًا متوسطًا لمجموعة (Phytob). وبينما لم تكن الاختلافات في إجمالي ADG ذات دلالة إحصائية طوال الفترة الكاملة، كشفت النمذجة الخطية أنه في الفترة الأخيرة (الأسبوع 4–5)، تم تخفيف الارتباط السلبي بين درجة البراز وADG بشكل كبير في مجموعة (Phytob) مقارنة بمجموعة (PC). يشير هذا إلى أن المضاف ساعد في التخفيف من عقوبة النمو المرتبطة بالعبء السريري خلال مرحلة التعافي.
• تصنيف الزحار الخنزيري (SD): تم تصنيف عدد أقل من الخنازات كـ "إيجابية لـ SD" في مجموعة (Phytob) (5/12) مقارنة بمجموعة (PC) (8/12)، رغم أن هذا الفرق لم يكن ذا دلالة إحصائية.

الأهمية والادعاءات
تخلص الدراسة إلى أن المكمل النباتي المختبر لا يمنع الإصابة بـ B. hyo ولكنه يعمل كاستراتيجية داعمة للسيطرة على الزحار الخنزيري. تكمن الأهمية الأساسية في تقليل مدة طرح البكتيريا ونسبة العينات الإيجابية على مستوى الحظيرة. وتفترض المؤلفات أنه من خلال تقليل كمية واستمرارية البكتيريا المطروحة في البيئة، يمكن للمضاف أن يخفض ضغط العدوى ويحد من انتشار المرض داخل الدفعة الواحدة وإلى الدفعات اللاحقة.

تسلط الدراسة الضوء على تأثير نسيجي انتقائي، وتحديدًا تقليل بؤر الالتهاب داخل اللمعة، مما يتماشى مع التخفيف من المرحلة الإفرازية لالتهاب القولون. وبينما لم يغير المضاف العلاقة بين الحمل البكتيري والشدة السريرية في الحيوانات المصابة بالفعل، فإن التحسينات على مستوى المجموعة في درجات البراز والمتطلبات العلاجية المنخفضة تشير إلى دور محتمل في الحد من الانتكاس وظهور المرض. وتصيغ المؤلفات ذلك كإثبات لمفهوم استخدام المكملات النباتية كنهج تكميلي لتقليل الاعتماد على المضادات الحيوية في برامج السيطرة المتكاملة على الزحار الخنزيري، مؤكدة أن الفوائد تظهر بوضوح أكبر في تعديل ديناميكيات العدوى بدلاً من توفير مناعة تعقيمية.