Unvaccinated Goats as Sentinel Animals for foot-and-mouth disease virus surveillance at the Wildlife– Livestock Interface: Serological and Molecular Evidence
تُظهر دراسة رصد استمرت لثلاث سنوات في الهند أن الماعز غير الملقحة تعمل بفعالية كحيوانات مراقبة للكشف عن دوران فيروس مرض الفم والقدم الصامت عند نقاط التماس بين الحياة البرية والماشية، وهو ما استُدل عليه بتراجع المؤشرات المصلية والجزيئية للعدوى الطبيعية جنباً إلى جنب مع زيادة المناعة الوقائية في الأبقار الملقحة.
مرض حافر الفم هو مرض فيروسي شديد العدوى يصيب الحيوانات ذات الحوافر المشقوقة، مثل الأبقار والجاموس والأغنام والماعز. يسبب الفيروس حمى وقروحاً مؤلمة في الفم وعلى القدمين، مما يؤدي إلى معاناة شديدة وخسائر اقتصادية هائلة للمزارعين. وفي الهند، حيث تُربى الملايين من الأبقار والجاموس، تنفذ الحكومة برنامج تطعيم صارماً لحماية هذه الحيوانات. وتعد اللقاحات فعالة في منع العلامات الظاهرة للمرض، لكنها لا تمنع دائماً الفيروس من الانتشار بهدوء داخل القطيع. فعندما تصاب الحيوانات المطعمة، غالباً ما لا تظهر عليها أي أعراض، مما يجعل من الصعب على الأطباء البيطريين معرفة ما إذا كان الفيروس لا يزال موجوداً. ولحل هذه المشكلة، يبحث العلماء عن علامات محددة في الدم تشير إلى حدوث عدوى طبيعية، بشكل منفصل عن آثار اللقاح. ومع ذلك، في المناطق التي تتشارك فيها الحيوانات البرية والمواشي نفس أراضي الرعي، يكون تتبع هذا الفيروس الصامت صعباً للغاية.
في دراسة استمرت ثلاث سنوات أجريت في غابات وسط الهند، استكشف الباحثون طريقة جديدة لمراقبة الفيروس عند الحافة حيث تلتقي الحياة البرية بالحيوانات المستأنسة. ركزت الدراسة على محميتين للنمور، "سانجاي دبري" و"باندفارج"، حيث يترك القرويون مواشيهم ترعى بالقرب من القطعان البرية من الغزلان وغيرها من الحيوانات. وبينما كانت الأبقار والجاموس في هذه القرى تتلقى تطعيمات منتظمة، لم تكن الماعز كذلك. ولأن الماعز لم تكن مطعمة، فإن أي علامة على الإصابة فيها ستكون إشارة واضحة ولا لبس فيها على أن الفيروس نشط في البيئة. وقد تعامل فريق البحث مع الماعز غير المطعمة كـ "حراس"، أو أنظمة إنذار مبكر، للكشف عن الفيروس حتى عندما تبدو الأبقار المطعمة معافاة.
جمع العلماء عينات دم من آلاف الحيوانات بين عامي 2021 و2023. واختبروا الدم بحثاً عن نوعين من الأجسام المضادة؛ النوع الأول يظهر بعد تلقي الحيوان للقاح أو الإصابة، بينما يظهر النوع الآخر فقط بعد أن يحارب جسم الحيوان عدوى طبيعية. وفي الأبقار المطعمة، وجد الباحثون أن الأجسام المضادة الواقية من اللقاح كانت تزداد بمرور الوقت، مما يظهر أن البرنامج كان ناجحاً. ومع ذلك، وجدوا أيضاً الأجسام المضادة الخاصة بالعدوى فقط في العديد من هذه الأبقار، مما يثبت أن الفيروس كان لا يزال ينتشر رغم التطعيمات. وفي الماعز غير المطعمة، كانت النتائج أكثر دلالة؛ حيث أظهرت الماعز دليلاً واضحاً على الإصابة الطبيعية، مع وجود عدد كبير منها أظهر نتائج إيجابية لعلامات العدوى. وقد أكد ذلك أن الفيروس كان ينتقل عبر الجموع، مصيباً الحيوانات التي لا تملك أي حماية من اللقاحات.
كما بحثت الدراسة عن الفيروس نفسه في السوائل الخارجة من حناجر الحيوانات. في السنة الأولى من الدراسة، كان ما يقرب من نصف الماعز التي تعرضت للفيروس تنشر الفيروس بنشاط. وبحلول السنة الثالثة، انخفض هذا الرقم بشكل ملحوظ، في تراجع مماثل شوهد في الأبقار. هذا التراجع المتوازي يشير إلى أنه مع زيادة مناعة القطيع في الأبقار من خلال التطعيمات المتكررة، انخفض إجمالي كمية الفيروس في البيئة. وقد تمكن الباحثون من عزل الفيروس من عينتين من الأبقار في عام 2023 وحللوا شفرته الوراثية، ووجدوا أنها تنتمي إلى سلالة محددة من الفيروس كانت منتشرة في الهند منذ عام 2019. ورغم أنهم لم يتمكنوا من تسلسل الفيروس من الماعز، إلا أن إصابة الماعز في نفس الوقت والمكان الذي أصيبت فيه الأبقار يشير بقوة إلى أنها كانت جزءاً من نفس سلسلة انتقال العدوى.
تشير النتائج إلى أن الماعز غير المطعمة يمكن أن تعمل كأداة قوية لمراقبة الأمراض. ففي المناطق التي تجعل فيها عمليات التطعيم من الصعب رصد المرض في الأبقار، تعمل الماعز كمؤشر حساس، يكشف عن وجود الفيروس عندما قد يمر دون أن يلاحظ. لم تجد الدراسة دليلاً على انتقال الفيروس من الحيوانات البرية إلى المواشي، لكنها أكدت أن الفيروس يستمر في المناظر الطبيعية حيث تتفاعل الحيوانات المستأنسة والبرية. ومن خلال مراقبة هذه الحيوانات غير المطعمة، يمكن لمسؤولي الصحة الحصول على صورة أوضح عما إذا كان الفيروس تحت السيطرة حقاً أم أنه لا يزال مختبئاً في الجموع. يوفر هذا النهج طريقة عملية لتعزيز برامج مكافحة الأمراض، مما يضمن أنه حتى عندما تختفي العلامات السريرية، لا يظل الفيروس غير مكتشف.
بيان المشكلة لا تزال الحمى القلاعية (FMD) تشكل تهديداً حرجاً للحيوانات ذات الحوافر المشقوقة، حيث توجد سبعة أنماط مصلية متميزة مناعياً (O، A، C، Asia1، SAT1، SAT2، SAT3)، منها الأنماط O وA وAsia1 المتوطنة في شبه القارة الهندية. وبينما طبقت الهند برنامجاً وطنياً للسيطرة على الحمى القلاعية (FMDCP) يتضمن تطعيماً نصف سنوي ثلاثي التكافؤ للأبقار والجاموس، فإن هذه الاستراتيجية تعقد عملية المراقبة؛ إذ غالباً ما تظهر الحيوانات الملقحة أعراضاً سريرية محدودة أو معدومة رغم الإصابة، كما أن وجود الأجسام المضادة للبروتينات الهيكلية (SP) لا يمكنه التمييز بين المناعة المستحثة باللقاح والعدوى الطبيعية. وبناءً على ذلك، يصبح اكتشاف دوران فيروس الحمى القلاعية الصامت عند نقطة التماس بين الحياة البرية والماشية (WLI) أمراً صعباً. وهناك حاجة لمؤشرات غير متحيزة للتعرض الطبيعي في البيئات المتوطنة حيث ندرة المرض السريري بسبب التطعيم.
المنهجية أجرَت الدراسة مسحاً مستعرضاً لمدة ثلاث سنوات (2021-2023) في مناطق التماس بين الحياة البرية والماشية في محمية "سانجاي دوبري" للنمور (SDTR) ومحمية "باندهافغار" للنمور (BTR) في ولاية ماديا براديش، الهند. وتتميز هذه المناطق بغابات مدارية نفضية كثيفة تضم حياة برية معرضة للإصابة (مثل الغزلان المرقطة، والغاور، والخنزير البري) وقرى محيطة تمارس الرعي المفتوح مع مجموعات متنوعة من الماشية.
مجتمع الدراسة: تم فحص ما مجموعه 3,278 من الحيوانات المستأنسة، تشمل 2,457 من البقريات (الأبقار والجاموس، مصنفة إلى عجول وبالغة) و821 من الماعز البالغ. وبموجب برنامج السيطرة على الحمى القلاعية (FMDCP)، تلقت البقريات تطعيماً ثلاثي التكافؤ روتينياً، بينما ظل الماعز غير ملقح طوال فترة الدراسة.
جمع العينات: جُمعت الأمصال والسوائل البلعومية الأنفية (OPF). وتم الحصول على السوائل البلعومية الأنفية من الحيوانات الإيجابية لبروتينات غير هيكلية (NSP) باستخدام أكواب "البروبانج" (probang cups).
التحليل المختبري:
الاختبارات المصلية: اختُبرت أمصال الأبقار والماعز للكشف عن الأجسام المضادة لبروتينات الفيروس غير الهيكلية (NSPs) باستخدام اختبار "إليزا" غير المباشر (r3AB3) للكشف عن العدوى الطبيعية. كما اختُبرت أمصال الأبقار إضافياً للكشف عن الأجسام المضادة للبروتينات الهيكلية (SP) الخاصة بالأنماط المصلية (O، A، Asia1) عبر اختبار "إليزا" التنافسي في الطور الصلب (SPCE). كما خضع جزء من أمصال الماعز (الإيجابية للـ NSP) للاختبار أيضاً للكشف عن الأجسام المضادة للبروتينات الهيكلية (SP) لتحديد الأنماط المصلية المسببة للعدوى بأثر رجعي.
الكشف الجزيئي: جرى فحص عينات السوائل البلعومية الأنفية (OPF) من الحيوانات الإيجابية للـ NSP بحثاً عن الحمض النووي الريبوزي لفيروس الحمى القلاعية باستخدام تقنية (RT-qPCR) الشاملة لجميع الأنماط المصلية.
توصيف الفيروس: خضع عزلتا فيروس الحمما القلاعية المستخلصتان من الأبقار في عام 2023 لتسلسل جين (VP1) والتحليل الفيلوجيني باستخدام طرق "الاحتمال الأقصى" (Maximum Likelihood).
التحليل الإحصائي: تم حساب معدل الانتشار مع فترات ثقة 95%. واستُخدمت اختبارات "كا مربع" واختبارات "كوشران-آرميتاج" للاتجاه لتقييم الاتجاهات الزمنية والاختلافات بين السنوات وفئات الحيوانات.
النتائج الرئيسية
انتشار الأجسام المضادة للبروتينات غير الهيكلية (NSP): تم الكشف عن الأجسام المضادة للـ NSP، التي تشير إلى التعرض الطبيعي، في كل من الأبقار الملقحة والماعز غير الملقح.
في الماعز، انخفضت الإيجابية المصلية للـ NSP بشكل ملحوظ على مدار السنوات الثلاث: 14.13% (2021) ← 8.63% (2022) ← 3.0% (2023).
في البقريات، انخفضت إيجابية الـ NSP في العجول من 8.94% (2021) إلى 0% (2023)، بينما أظهرت الأبقار البالغة إيجابية متذبذبة ولكن مستمرة (23.10% في 2021، 17.14% في 2022، 21.05% في 2023).
المناعة الواقية في البقريات: على العكس من ذلك، ارتفحت استجابات الأجسام المضادة الواقية (أجسام SP المضادة) ضد الأنماط O وA وAsia1 تدريجياً في الأبريات الملقحة، مما يشير إلى بناء مناعة قطيع ناجحة.
الأدلة الجزيئية: انخفضت أيضاً معدلات الإيجابية في اختبار (RT-qPCR) بين الحيوانات الإيجابية للـ NSP.
البقريات: لوحظت اتجاهات تنازلية مماثلة في كل من العجول والبالغين.
ديناميكيات الأنماط المصلية: كشف اختبار (SPCE) الرجعي على أمصال الماعز أن النمط المصلي O كان السبب الرئيسي للعدوى الطبيعية في عامي 2021 و2022. وفي عام 2023، سجل ماعز واحد إيجابي للـ NSP إصابة بالنمط المصلي A، بينما لم يتم اكتشاف أي إصابات بالنمط المصلي Asia1 في الماعز.
التحليل الفيلوجيني: تم توصيف العزلتين المستخلصتين من الأبقار في عام 2023 جينياً باعتبارهما تنتميان إلى سلالة A/ASIA/G-18/2019، وهي السلالة السائدة في الهند. ورغم عدم تسلسل فيروسات الماعز، إلا أن الكشف المتزامن عن الحمض النووي الريبوزي لفيروس الحمى القلاعية في الماعز غير الملقح أكد حدوث عدوى طبيعية داخل نفس النظام البيئي.
الأهمية والادعاءات تفترض الورقة أن الماعز غير الملقح يعمل كحيوانات مراقبة (sentinel animals) فعالة للكشف عن دوران فيروس الحمى القلاوية الصامت عند نقطة التماس بين الحياة البرية والماشية. ولأن الماعز ليس جزءاً من برنامج التطعيم الروتيني، فإن الكشف عن أجسام NSP المضادة أو الحمض النووي الريبوزي للفيروس في الماعز يوفر دليلاً مباشراً وغير متحيز للتعرض الطبيعي، على عكس الأبقار الملقحة حيث غالباً ما يتم حجب الأعراض السريرية.
تثبت الدراسة أنه على الرغم من ارتفاع مناعة القطيع في مجتمع البقريات (كما يتضح من زيادة الأجسام المضادة الواقية)، إلا أن دوران فيروس الحمماء القلاعية استمر في النظام البيئي، وهو ما أكده وجود البروتينات غير الهيكلية (NSP) والحمض النووي الريبوزي (RT-qPCR) في الماعز. ويخلص المؤلفون إلى أن دمج المراقبة القائمة على الماعز مع الاختبارات المصلية للـ NSP والتشخيصات الجزيئية يعزز برنامج السيطرة على الحمى القلاعية من خلال تحديد دوران الفيروس الذي قد يظل غير مكتشف في المجموعات الملقحة بكثافة. ويعد هذا النهج ذا قيمة خاصة في المناطق المتوطنة حيث يندر المرض السريري، مما يسمح بتقييم أكثر دقة للمخاطر وعمليات المراقبة عند نقطة التماس الحرجة بين الحياة البرية والماشية.