Genetic diversity and prevalence of brucella infection in livestock in Oman.

Genetic diversity and prevalence of brucella infection in livestock in Oman.

Author

Al-Thahab, A'shaymaa Mohammed Hafeedh.

Other titles

التنوع الجيني وانتشار عدوى البروسيلا في الثروة الحيوانية في عمان

Publisher

Sultan Qaboos University.

Gregorian

2023

Language

English

Subject

Brucella melitensis--Oman

English abstract

Background: Given the zoonotic nature of brucellosis, identification of sources of the infection and tracking of transmission paths are crucial for epidemiologic surveillance. The aim of this study was to determine the genetic diversity of Brucella species circulating in livestock in Oman and their geographical relatedness. This study also determined the prevalence of Brucella infection in Al Dakhiliyah Governorate following an outbreak in both livestock and human. Results: For genotyping study, nine Brucella melitensis strains were subjected to Multi Locus Variable Number Tandem Repeat Analysis (MLVA-9). Clustering analysis indicated the presence of nine different genotypes, thus showing the high genetic diversity of Brucella strains circulating in Oman. Clustering analysis using UPGMA grouped two Brucella isolates into a clade with 90% similarity specifically samples 2 and 5D from sheep and goat, respectively, were grouped into this clade. The phylogeographic patterns of nine Brucella isolates were compared to 1,616 MLVA profiles from the international database. Minimum spanning tree (MST) showed that five isolates (samples 18, 5, 5D, 2, 3) are related to a big cluster including isolates from Germany, Greece, Iraq, Syria, Spain, Turkey, France, China and Kazakhstan. Within this cluster, sample 18 shares complete MLVA profile identity with these foreign isolates while the other samples differ in one or two markers. The remaining isolates are spread across phylogenetic relationship with isolates from Turkey, United Arab Emirates, China, France, Kazakhstan, Spain (sample POS); Greece, Lebanon, Saudi Arabia, Spain, Kazakhstan, China (Sample 57); Greece, Israel, Portugal, Turkey, China (sample 1); Portugal, Spain, Turkey (sample 4). For the prevalence study, 148 samples from sheep and goats were subjected to three different diagnostic tests, namely Rose Bengal test (RBT), Indirect-Enzyme-linked immunosorbent assay (I-ELISA), and polymerase-chain reaction (PCR). PCR detected 64.2% (95/148) samples, followed by I-ELISA 7.4%, and RBT 0.7%.Statistical analysis was used to determine risk factors (such as species, sex, age, and geographical location) to Brucella infection. Goats were 87.8% (130/148) positive compared to only 12.2% in sheep (18/148). Between sexes, females were 85.8% (127/148) positive versus 14.2% (21/148) for males. As for age, animals over two years were 76% (51.4/148) positive compared to 48.6% (72/148) for those under 2 years. Latitude was incorporated into this test as an external factor where animals V located in the highland areas were 64.2% (95/148) positive while those located in the lowland areas were not as high, being just 35.8% (53/148). Conclusion: The present study is the first to establish and relate Brucella strains in Oman to those from the international database. Similar genetic profile of Brucella melitenesis were found in animals from different species, farms and regions. Comparison between the performance of RBT and I-ELISA tests revealed that both must be used for accurate results regarding Brucellosis prevalence, whereas PCR proved to be the best detection method used in the study because its more specific in detecting Brucella DNA.

Member of

Theses and Dissertations

Resource URL

https://hdl.handle.net/20.500.12408/12450

Arabic abstract

الخلفية: بالنظر إلى الطبيعة الحيوانية المنشأ لمرض البروسيلا ، فإن تحديد مصادر العدوى وتتبع مسارات الانتقال أمران حاسمان للمراقبة الوبائية .كان الهدف من هذه الدراسة هو تحديد التنوع الوراثي لأنواع البروسيلا المتداولة في الثروة الحيوانية في سلطنة عمان وعلاقتها الجغرافية. كما حددت هذه الدراسة انتشار عدوى البروسيلا في منطقة الداخلية عقب انتشار المرض بين الماشية والانسان. النتائج: بالنسبة لدراسة التنميط الجيني، تم إخضاع تسع سالالت من البروسيلا (melitensis.B (لتحليل التكرار الترادفي متعدد المواقع المتغيرة (-9MLVA (أظهر التحليل العنقودي وجود تسعة فصائل وراثية مختلفة ، مما يدل على التنوع الجيني العالي لسلالات البروسيلا المنتشرة في السلطنة. جمع التحليل العنقودي باستخدام UPGMA عينات من البروسيلا في فرع حيوي مع تشابه بنسبة ۹۰% على وجه التحديد العينات 2 و 5D من الاغنام والماعز في هذا الفرع حيوي. تمت مقارنة الانماط الجغرافية للتكاثر لتسع عزلات من البروسيلا مع ۱٦۱٦ ملف تعريف MLVA من قاعدة البيانات الدولية. أظهر الحد الادنى للشجرة الممتدة (MST (أن خمس عزالت )عينات 18 ، 5 ، 5D، 2 و3( مرتبطة بمجموعة كبيرة بما في ذلك عزلات من ألمانيا واليونان والعراق وسوريا وإسبانيا وتركيا وفرنسا والصين وكازاخستان ؛ تشترك العينة 18 في هوية ملف تعريف MLVA الكاملة مع العزالت الاجنبية التي تنتمي إلى هذه المجموعة ، بينما تختلف العينات الاخرى لواحد أو اثنين من العلامات. تنتشر العزلات المتبقية في الولايات المتحدة وهي في علاقة نسجية مع عزلات من تركيا ، الامارات العربية المتحدة ، الصين ، فرنسا ، كازاخستان ، إسبانيا )عينة POS )؛ اليونان ، لبنان ، المملكة العربية السعودية ، إسبانيا ، كازاخستان ، الصين )العينة 57( ؛ اليونان ، إسرائيل ، البرتغال ، تركيا ، الصين )العينة 1( ؛ البرتغال وإسبانيا وتركيا )عينة 4(. بالنسبة لدراسة الانتشار للمر ض، تم إخضاع ۱٤۸ عينة من الاغنام والماعز لثلاثة اختبارات تشخيصية مختلفة وهي اختبار (RBT (Bengal Roseو المقايسة الامتصاصية المناعية الغير مباشرة للإنزيم المرتبط (ELISA-I (وتفاعل البوليمير المتسلسل(PCR (.والنتائج كانت أن عينات PCR كانت ۹٥من أصل ۱٤۸ )٦٤.٢% ( تليها عينات ELISA-I( %٧.٤ ) وRBT( %۰.٧و) . تم استخدام التحليل الاحصائي لتحديد عوامل الخطر )مثل الجنس والعمر والموقع الجغرافي(. كانت الماعز %۸٧.۸ )۱٤۸/۱٣۰( موجبة للبروسيلا والاغنام %۱٢.٢ )۱٤۸/۱۸(. الاناث %۸٥.٥ )۱٤۸/۱٢٧( أما الذكور %۱٤.٢ )۱٤۸/٥۱.٤(. كانت الحيوانات التي يزيد عمرها عن عامين %٧٦ )۱٤۸/٥۱.٤( بينما كانت أقل عن عامين %٤۸.٦ )۱٤۸/٧٢(. تم دمج خط العرض في هذا الاختبار كعامل خارجي. كانت الحيوانات الموجودة في المناطق المرتفعة %٦٤.٢ )۱٤۸/۹٥( بينما تلك الموجودة في المناطق المنخفضة %٣٥.۸ )۱٤۸/٥٣(. تم استخدام التحليل الاحصائي لتحديد عوامل الخطر )مثل الجنس والعمر والموقع الجغرافي(. كانت الماعز %۸٧.۸ )۱٤۸/۱٣۰( موجبة للبروسيال والاغنام %۱٢.٢ )۱٤۸/۱۸(. الاناث %۸٥.٥ )۱٤۸/۱٢٧( أما الذكور %۱٤.٢ )۱٤۸/٥۱.٤(. كانت الحيوانات التي يزيد عمرها عن عامين %٧٦ )۱٤۸/٥۱.٤( بينما كانت أقل عن عامين %٤۸.٦ ) ۱٤۸/٧٢(. تم دمج خط VII العرض في هذا الاختبار كعامل خارجي. كانت الحيوانات الموجودة في المناطق المرتفعة %٦٤.٢ )۱٤۸/۹٥( بينما تلك الموجودة في المناطق المنخفضة %٣٥.۸ )۱٤۸/٥٣(. الخلاصة: هذه الدراسة هي الاولى من نوعها لتأسيس وربط سلالات البروسيلا في عمان بتلك الموجودة في قاعدة البيانات الدولية. تم العثور على ملف وراثي مماثل لتكوين البروسيلا في حيوانات من مختلف الانواع والمزارع والمناطق. أظهرت المقارنة بين أداء اختبارات RBT و ELISA-I أنه يجب استخدام كلاهما للحصول على نتائج دقيقة فيما يتعلق بانتشار الحمى المالطية ، بينما أثبت PCR أنه أفضل طريقة للكشف المستخدمة في الدراسة لأنها أكثر تحديدًا في الكشف عن DNA البروسيلا.