Document
Molecular identification and phylogenetic studies of Theileria parasite in Oman
Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2015
Language
English
Subject
English abstract
Theileriosis is a tick-borne disease caused by the protozoan parasite of the genus Theileria, and is transmitted by ticks of several different genera. The pathogenic parasite species cause severe morbidity and high rates of mortality resulting in considerable economic losses. In Oman both bovine and ovine theileriosis are widespread, Limited studies have highlighted the importance of ovine theileriosis, and reported high prevalence of Theileria species in two governates, with a large number of animals carrying more than one species. In addition, preliminary phylogenetic analysis suggested that Theileria lestoguardi in Oinan is relatively distinct from other species in the region. Thus, the present study was conducted to a) determine the prevalence and distribution of Theileria species in different geographic regions across the country, b) assess risk factors for Theileria spp infection and c) elucidate evolutionary relationship of the most pathogenic ovine species (T. Lestoguardi) in Oman and countries in the region. A total of 2020 samples representing 10% of the main livestock population (cattle (n=447], sheep (n=592] and goats (n=981]) were collected from four governates, Ash Sharqiyah, Ad-Dhahira, Al-Batinah and Dhofar. Theileria species were identified using Polymerase Chain Reaction-Restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP), reverse line blot (RLB) and species-specific PCR. For phylogenetic analysis, 22 T. lestoquardi isolates from sheep were cloned, sequenced and analyzed together with other sequences, of T. lestoquardi from other countries available in GeneBank using BioEdit, MEGA, FaBox and Network programs. Detection and Theileria species identification of RLB and PCR-RFLP were found to be comparable. However, RLB detected more mixed species infection, than PCR-RFLP. Four Theileria different species were identified: T. annulata, T. lestoquardi, T. ovis and T. sp. OTI. The prevalence of Theileria spp differed significantly between different governates; Dhofar (36.1%) has the highest prevalence followed by Ad Dhahira (30.6%), Ash-Sharqiyah (28.6%) and Al-Batinah (19.9%). The prevalence of Theileria spp was considerably high in bovine (72.3%) and ovine (36.6%), compared to caprine (2.7%). Theileria annulata was the only species seen in bovine samples (72.3%), while all the four species were detected in small ruminants. In ovine 14.5% of the samples carried single infection of T. ovis, compared to 3% with T. lestoquardi infection and 0.2% positive with T. annulata. However, a large proportion of infected ovine (19%) carried mixed species infection of T. ovis and T. lestoguardi. Host, breed and gender were the main risk factors associated with Theileria spp. infection in Oman. Two hosts were at high risk of Theileria (avine and bovine), while caprine was not. Exotic breeds showed high susceptibility to infection compared to indigenous and cross breeds. Male ovine hosts showed significantly higher prevalence of Theileria parasite compared to females (p= 0.004). However, no significant differences in the prevalence of Theileria spp in different age groups was seen, although in bovine there was a trend of increased rates of infection as age increased. Sequence of analysis revealed higher diversity of Msl (23 nucleotides variation sites) compared to 18S rRNA gene (5 nucleotide variation sites). Nine distinct Mşl haplotypes
were seen compared to 5 for 18S rRNA, Phylogenetic analysis of T. lestoquardi 18s rRNA genes revealed that the Oman's parasites were very similar to each other, and were closely related to parasites in Iran. Msl gene analysis support the finding from 18s rRNA, however, one Oman's lineage was found to be distanced from the others. Theileria lestoquardi was phylogenetically close to T. annulata and diverged from T. ovis based on 18S rRNA gene. In conclusion, the present study demonstrated that Oman is highly endemic for Theileria parasite and occurrence of the disease was high in different regions in the country. Two economically important hosts (cattle and sheep) are at high risk of Theileria infection, while goats, are proven to be resistant. Exotic-breed of cattle and sheep are highly susceptible to the infection than indigenous and cross animals. There is a trend of high susceptibility of cattle aged more than 3 years. The high prevalence of T. lestoquardi (the cause of ovine theileriosis) as mixed rather than single infection requires further investigation. Analysis of within host dynamics of mixed species infection may reveal factors that promote persistence and transmission of this parasite. Further sequence and phylogenetic analysis of T. ovis and T. annulata lineages in Oman would allow better understanding the evolution of the three parasites, in turn, this would lead to development of better control strategies based on vaccine or therapy.
Member of
Resource URL
Arabic abstract
ملخص الدراسية
مرض الثيليريا مرض طفيلي يسببه أحد طفيليات الدم التي تنتقل عبر أنواع مختلفة من القراد، يسلب طفيل الثيليريا العديد الأمراض التي تؤدي إلى نفوق الماشية مسببا بذلك خسائر مادية واقتصادية كبيرة، أظهرت الدراسات السابقة تواجد المرض في عمان بنسبة عالية في الأبقار والضان، و رغم محدودية عينة الدراسة ومناطق البحث في تلك الدراسات إلا أنها قد ألقت الضوء على تواجد العديد من الأنواع الخطرة من طفيل الثيليريا في محافظتين من محافظات السلطنة، كما وانها أشارت إلى تواجد العديد من الحيوانات التي تحمل أكثر من نوع من الطفيل في آن واحد، بالإضافة إلى ذلك أشارت دراسات مبدئية حول نشأة وتطور أحد أنواع الثيليريا (Theileria testoquarati) إلى أن هذا الطفيل مختلف نسبيا عن الأنواع الموجودة في المنطقة، بناءا على ذلك فإن الدراسة الحالية تهدف إلى : تحديد مدى انتشار وتوزيع أنواع الثيليريا في مناطق مختلفة جغرافيا في السلطنة، ب) تقييم عوامل الخطر التي قد تسبب احتمالية العدوى بالطفيل، ج) توضيح العلاقة التطورية لأكثر الأنواع المسببة للمرض والمميتة في الضان ( T. lestoquardi) المتواجدة في عمان وعلاقتها بالأنواع المنتشرة في المنطقة. شملت الدراسة محافظات: الشرقية والباطنة والظاهرة وظفار إذ تم تجميع 2020 عينة دم من مجموع 98 مزرعة غطت عينة البحث أنواع مختلفة من الحيوانات والتي تعتبر مضيف للطفيل (447 من الأبقار و592 من الأغنام و 981 من الماعز )، و تمت عملية الكشف عن الطفيل بإستخدام العديد من التحاليل المخبرية مثل تفاعل البوليميرپز المتسلسل متبوعا بتقنية القطع والتفريد الكهربي ( PCR - RFLP ) وتقنية التنقيط الخطي العكسي (RLB) وتفاعل البوليميريز المتسلسل ذو خاصية الدقة لأنواع محددة (species - specific PCR)، أما بالنسبة لدراسة النشأة والتطور الطفيل الثيليريا ليستوكواردي (T. lestoguardi ) فقد تم انتقاء عينة عشوائية مكونة من 22 عينة من الأغنام من مناطق مختلفة وتحليلها مقارنة بالأنواع المختلفة المتواجدة في المنطقة بإستخدام العديد من البرامج مثل (BioEditوMEGA و FaBox و Network ) أظهرت الدراسة أن النتائج التي تم الحصول عليها من تحليل تفاعل البوليميريز المتسلسل متبوعا بتقنية القطع والتفريد الكهربي ( PCR - RFLP ) وتقنية التنقيط الخطي العكسي (RLB) انها ذات نتائج متقاربة من بعضها وقابلة للمقارنة، ولكن أظهر تحليل RLB قابلية أكبر لتحديد أكثر من نوع من الطفيل في عينة واحدة. تم تحديد أربعة أنواع مختلفة من طفيل الثيليريا وهي (.T. annulata, T . , lestoquardi, T. ovis and T. sp. OT1) كما أظهرت الدراسة فروق ذات دلالة إحصائية في معدل ظهور المرض بين مناطق السلطنة حيث ان أعلى معدلات العدوى تم تحديدها في ظفار (36. 1 %) متبوعة بالظاهرة (30. 6 %) ثم الشرقية (28. 6 %) وأخيرا في الباطنة ( % 19. 9 )، وكشفت تحاليل معدلات الإصابة إلى أن الأبقار (72. 3 %) والأغنام (36. 6 %) هي أكثر الحيوانات عرضة للإصابة بالعدوى مقارنة بالماعز والتي أظهرت مقاومة ملحوظة للإصابة بالعدوى، في الأبقار تم الكشف عن وجود نوع واحد من الطفيل وهو ثيليريا انولاتا ( T. annulata) في حين أن الأغنام كانت حاملا لجميع الأنواع الأربعة السابق ذكرها مع وجود نسبة كبيرة من الحيوانات التي تحمل أكثر من نوع من الثيليريا معا (19%)، اما بالنسبة الى الماعز فإن الأنواع الأربعة كانت متواجدة ولكن بنسب قليلة جدا نسبيا. أظهرت التحاليل أن نوع الحيوان وسلالته وجنسه هي أكثر عوامل الخطر التي قد تؤدي الى العدوى، كما أظهرت السلالات الغريبة قابلية عالية للإصابة بالمقارنة مع السلالات الأصلية والهجينة. أظهرت الأغنام الذكور انتشار أعلى بكثير من طفيل التيليريا مقارنة مع الإناث وكانت هذه الفروق ذات دالة احصائية. في حين تم الإستنتاج إلى عدم وجود فروق ذات دالة احصائية في عدوي الطفيل في مختلف الفئات العمرية، على الرغم من أن الأبقار قد أظهرت اتجاهات لزيادة معدلات الإصابة مع زيادة العمر. كشف تحليل التسلسل الجيني على وجود تنوع كبير في جين (Ms) والذي احتوى على 23 موقعا من الإختلافات الجينية مقارنة بجين (18s rRNA) والذي احتوى على 5 مناطق من الإختلافات الجينية، وكشف تحليل النشوء والتطور في الثيليريا ليستوكواردي (T. testoguardi ) أن الطفيليات في سلطنة عمان كانت متشابهة جدا من بعضها البعض، وترتبط ارتباطا وثيقا بالطفيليات في إيران، إلا أنه تم العثور على عينة واحدة من عمان أظهرت بعدا جينيا عن بقية العينات الأخری في الختام، أظهرت هذه الدراسة أن الحمى القرادية مستوطنة في عمان وانها عالية الإنتشار في مناطق مختلفة في البلاد. كما تم الاستنتاج أن الأبقار والأغنام هي الأكثر عرضة لخطر الإصابة بطفيليات الثيليريا، في حين أن الماعزاظهر مقاومة واضحة. السلالات الغريبة من الأبقار والأغنام هي الأكثر عرضة للمرض. وهناك اتجاه لقابلية عالية لإصابة الماشية التي تتراوح أعمارها أكثر من 3 سنوات. ارتفاع معدل انتشار T. lestoquardi (سبب الحمى القرادية في الأغنام، والعدوى المختلطة يتطلب مزيدا من التحاليل والدراسات. كما أن تحليل عينات أكثر من الأنواع الثلاثة المنتشرة سوف يسهم في فهم أفضل لتطور هذه الطفيليات ، والذي بدوره قد يسهم في وضع استراتيجيات أفضل للسيطرة والحد من انتشار المرض قد تعتمد على استخدام لقاح معين أو علاج مناسب.
مرض الثيليريا مرض طفيلي يسببه أحد طفيليات الدم التي تنتقل عبر أنواع مختلفة من القراد، يسلب طفيل الثيليريا العديد الأمراض التي تؤدي إلى نفوق الماشية مسببا بذلك خسائر مادية واقتصادية كبيرة، أظهرت الدراسات السابقة تواجد المرض في عمان بنسبة عالية في الأبقار والضان، و رغم محدودية عينة الدراسة ومناطق البحث في تلك الدراسات إلا أنها قد ألقت الضوء على تواجد العديد من الأنواع الخطرة من طفيل الثيليريا في محافظتين من محافظات السلطنة، كما وانها أشارت إلى تواجد العديد من الحيوانات التي تحمل أكثر من نوع من الطفيل في آن واحد، بالإضافة إلى ذلك أشارت دراسات مبدئية حول نشأة وتطور أحد أنواع الثيليريا (Theileria testoquarati) إلى أن هذا الطفيل مختلف نسبيا عن الأنواع الموجودة في المنطقة، بناءا على ذلك فإن الدراسة الحالية تهدف إلى : تحديد مدى انتشار وتوزيع أنواع الثيليريا في مناطق مختلفة جغرافيا في السلطنة، ب) تقييم عوامل الخطر التي قد تسبب احتمالية العدوى بالطفيل، ج) توضيح العلاقة التطورية لأكثر الأنواع المسببة للمرض والمميتة في الضان ( T. lestoquardi) المتواجدة في عمان وعلاقتها بالأنواع المنتشرة في المنطقة. شملت الدراسة محافظات: الشرقية والباطنة والظاهرة وظفار إذ تم تجميع 2020 عينة دم من مجموع 98 مزرعة غطت عينة البحث أنواع مختلفة من الحيوانات والتي تعتبر مضيف للطفيل (447 من الأبقار و592 من الأغنام و 981 من الماعز )، و تمت عملية الكشف عن الطفيل بإستخدام العديد من التحاليل المخبرية مثل تفاعل البوليميرپز المتسلسل متبوعا بتقنية القطع والتفريد الكهربي ( PCR - RFLP ) وتقنية التنقيط الخطي العكسي (RLB) وتفاعل البوليميريز المتسلسل ذو خاصية الدقة لأنواع محددة (species - specific PCR)، أما بالنسبة لدراسة النشأة والتطور الطفيل الثيليريا ليستوكواردي (T. lestoguardi ) فقد تم انتقاء عينة عشوائية مكونة من 22 عينة من الأغنام من مناطق مختلفة وتحليلها مقارنة بالأنواع المختلفة المتواجدة في المنطقة بإستخدام العديد من البرامج مثل (BioEditوMEGA و FaBox و Network ) أظهرت الدراسة أن النتائج التي تم الحصول عليها من تحليل تفاعل البوليميريز المتسلسل متبوعا بتقنية القطع والتفريد الكهربي ( PCR - RFLP ) وتقنية التنقيط الخطي العكسي (RLB) انها ذات نتائج متقاربة من بعضها وقابلة للمقارنة، ولكن أظهر تحليل RLB قابلية أكبر لتحديد أكثر من نوع من الطفيل في عينة واحدة. تم تحديد أربعة أنواع مختلفة من طفيل الثيليريا وهي (.T. annulata, T . , lestoquardi, T. ovis and T. sp. OT1) كما أظهرت الدراسة فروق ذات دلالة إحصائية في معدل ظهور المرض بين مناطق السلطنة حيث ان أعلى معدلات العدوى تم تحديدها في ظفار (36. 1 %) متبوعة بالظاهرة (30. 6 %) ثم الشرقية (28. 6 %) وأخيرا في الباطنة ( % 19. 9 )، وكشفت تحاليل معدلات الإصابة إلى أن الأبقار (72. 3 %) والأغنام (36. 6 %) هي أكثر الحيوانات عرضة للإصابة بالعدوى مقارنة بالماعز والتي أظهرت مقاومة ملحوظة للإصابة بالعدوى، في الأبقار تم الكشف عن وجود نوع واحد من الطفيل وهو ثيليريا انولاتا ( T. annulata) في حين أن الأغنام كانت حاملا لجميع الأنواع الأربعة السابق ذكرها مع وجود نسبة كبيرة من الحيوانات التي تحمل أكثر من نوع من الثيليريا معا (19%)، اما بالنسبة الى الماعز فإن الأنواع الأربعة كانت متواجدة ولكن بنسب قليلة جدا نسبيا. أظهرت التحاليل أن نوع الحيوان وسلالته وجنسه هي أكثر عوامل الخطر التي قد تؤدي الى العدوى، كما أظهرت السلالات الغريبة قابلية عالية للإصابة بالمقارنة مع السلالات الأصلية والهجينة. أظهرت الأغنام الذكور انتشار أعلى بكثير من طفيل التيليريا مقارنة مع الإناث وكانت هذه الفروق ذات دالة احصائية. في حين تم الإستنتاج إلى عدم وجود فروق ذات دالة احصائية في عدوي الطفيل في مختلف الفئات العمرية، على الرغم من أن الأبقار قد أظهرت اتجاهات لزيادة معدلات الإصابة مع زيادة العمر. كشف تحليل التسلسل الجيني على وجود تنوع كبير في جين (Ms) والذي احتوى على 23 موقعا من الإختلافات الجينية مقارنة بجين (18s rRNA) والذي احتوى على 5 مناطق من الإختلافات الجينية، وكشف تحليل النشوء والتطور في الثيليريا ليستوكواردي (T. testoguardi ) أن الطفيليات في سلطنة عمان كانت متشابهة جدا من بعضها البعض، وترتبط ارتباطا وثيقا بالطفيليات في إيران، إلا أنه تم العثور على عينة واحدة من عمان أظهرت بعدا جينيا عن بقية العينات الأخری في الختام، أظهرت هذه الدراسة أن الحمى القرادية مستوطنة في عمان وانها عالية الإنتشار في مناطق مختلفة في البلاد. كما تم الاستنتاج أن الأبقار والأغنام هي الأكثر عرضة لخطر الإصابة بطفيليات الثيليريا، في حين أن الماعزاظهر مقاومة واضحة. السلالات الغريبة من الأبقار والأغنام هي الأكثر عرضة للمرض. وهناك اتجاه لقابلية عالية لإصابة الماشية التي تتراوح أعمارها أكثر من 3 سنوات. ارتفاع معدل انتشار T. lestoquardi (سبب الحمى القرادية في الأغنام، والعدوى المختلطة يتطلب مزيدا من التحاليل والدراسات. كما أن تحليل عينات أكثر من الأنواع الثلاثة المنتشرة سوف يسهم في فهم أفضل لتطور هذه الطفيليات ، والذي بدوره قد يسهم في وضع استراتيجيات أفضل للسيطرة والحد من انتشار المرض قد تعتمد على استخدام لقاح معين أو علاج مناسب.
Category
Theses and Dissertations