Estudio epidemiológico de enfermedades zoonósicas desde una perspectiva One Health

Abstract

El concepto One Health (una sola salud) busca promover, mejorar y defender la salud y el bienestar de todas las especies mediante la cooperación y colaboración entre profesionales de Salud Pública, Sanidad Animal y Salud Ambiental. Dicho concepto está experimentando un resurgir importante en las últimas décadas debido al creciente interés sobre las relaciones epidemiológicas de las enfermedades compartidas entre el ser humano, los animales domésticos, la fauna silvestre y el medioambiente, y a la evidencia de que la lucha frente a estas enfermedades ha de abordarse desde una perspectiva holística. El objetivo general de la presente Tesis Doctoral es evaluar el papel de diferentes especies domésticas, peridomésticas y silvestres en la epidemiología de enfermedades zoonósicas bacterianas, víricas y parasitarias desde una perspectiva One Health. En el primer estudio (Capítulo 1.1) se estableció la seroprevalencia, factores de riesgo, distribución espacial y espoligotipos del complejo Mycobacterium tuberculosis (CMT) circulantes en cerdos criados en extensivo en Andalucía, para evaluar su papel en el manteniendo y la transmisión de la tuberculosis (TB). La seroprevalencia individual de CMT fue del 2,3% (82/3.622) y la prevalencia de explotación del 24,8% (32/129). El censo porcino y la presencia de explotaciones caprinas colindantes fueron factores de riesgo asociados con la seropositividad de CMT en las granjas porcinas. Se identificaron dos clústeres espaciales estadísticamente significativos (P<0,001) y se aislaron un total de 25 espoligotipos de CMT diferentes en cerdos criados en extensivo en la zona de estudio, compartidos con otras especies domésticas y silvestres. La baja seroprevalencia individual encontrada sugiere que los cerdos ibéricos podrían actuar como hospedadores accidentales del CMT. Sin embargo, la alta prevalencia de rebaño, la identificación de clústeres espaciales y la detección de espoligotipos previamente aislados en diferentes especies, indican la necesidad de implementar programas de control en las explotaciones de cerdo manejadas bajo sistemas de producción extensivos en España. El objetivo del Capítulo 1.2 fue evaluar la utilidad de la correcta eliminación de los residuos de caza mayor en áreas de alta prevalencia de TB como medida de control del CMT en jabalí (Sus scrofa) y ciervo (Cervus elaphus) (considerados reservorios naturales del CMT en España), durante las temporadas de caza 2008/2009 a 2016/2017. Los resultados evidenciaron que la eliminación adecuada de los subproductos de caza contribuyó a reducir la seroprevalencia del CMT en jabalí en un 25%. La correcta eliminación de los residuos de la caza mayor ha logrado reducir la seroprevalencia de tuberculosis en jabalí (Sus scrofa) hasta en un 25%, siendo por tanto una medida eficaz para control de tuberculosis en esta especie. Estos resultados son de especial relevancia en el contexto actual de enfermedades emergentes y reemergentes como la TB y la peste porcina africana en Europa. El objetivo del Capítulo 2.1 fue determinar la prevalencia de agentes zoonósicos (flavivirus, virus de la influenza aviar (VIA), Salmonella spp. y Toxoplasma gondii) en palomas y especies simpátricas del parque zoológico de Córdoba (sur de España) entre 2013 y 2014. En este estudio, se detectaron anticuerpos frente a flavivirus en 7,8% de 142 palomas y en el 8,2% de los 49 animales de zoológico analizados. Aunque no se encontró seropositividad frente a VIA ni infección por Salmonella spp. en palomas, el 17,9% (5/28) y el 6,8% (3/44) de los animales de zoológico examinados mostraron resultados positivos a VIA y Salmonella spp., respectivamente. Además, se detectaron anticuerpos frente a T. gondii en el 9,2% de las 142 palomas y en el 26,9% de los 108 animales de zoológico testados. Estos resultados sugieren que las palomas y los animales de zoológico podrían ser empleados como especies centinela en la vigilancia de patógenos zoonósicos en zonas urbanas. En el Capítulo 2.2 se describe el primer caso mortal de infección por Acinetobacter baumannii en visón europeo (Mustela lutreola), una especie catalogada como en peligro crítico de extinción. La bacteria se aisló en cultivo de pulmón y riñón, se identificó mediante una batería de pruebas bioquímicas (API 20NE) y se confirmó mediante desorción/ionización láser asistida por matriz (MALDI-TOF). Además, la cepa aislada presentó resistencia a un total de 19 antibióticos. La confirmación de este caso no sólo es de interés para la conservación, sino también para la Salud Pública, dado que A. baumannii es uno de los patógenos más importantes implicados en las infecciones nosocomiales en humanos. El Capítulo 3 se centra en el análisis de la distribución espacio-temporal y los factores de riesgo implicados en los brotes del virus de West Nile (VWN) en caballos de España entre 2010 y 2016. Los resultados obtenidos confirmaron que el VWN ha circulado de forma endémica en España desde el año 2010. Sin embargo, su distribución no es homogénea, estando la mayoría de los brotes (92,7%) concentrados en el suroeste del país, donde se han identificaron clústeres espaciales significativos en años no consecutivos. La temperatura media anual (49,5%), la presencia de Culex pipiens (19,5%), la precipitación media anual (16,1%) y la distancia a los humedales Ramsar (14,9%), fueron las variables más asociadas con la presencia de brotes de VWN en España. Este estudio proporcionó una información valiosa para el desarrollo de programas de vigilancia basados en riesgo, orientados a una mejor prevención y control del VWN en España. En el Capítulo 4.1 se evalúa la seroprevalencia y los factores riesgo asociados a flavivirus antigénicamente relacionados (VWN, virus de Usutu y virus de la encefalitis transmitida por garrapatas (ETG)) en perros de España. La prevalencia global de anticuerpos frente a flavivirus fue del 4,8% (39/815), y se observó una seropositividad significativamente mayor en los perros de caza en comparación con los perros de compañía. Este es el primer estudio seroepidemiológico de VWN y ETG en perros en España, así como la primera descripción de circulación de ETG en el país. Estos resultados sugieren que la vigilancia serológica en perros podría ser una herramienta complementaria para monitorizar la actividad de los flavivirus emergentes en España. El objetivo del Capítulo 4.2 fue determinar la seroprevalencia y los factores de riesgo asociados a la infección por T. gondii en perros de Andalucía y Ceuta. Se detectaron anticuerpos frente a T. gondii en el 30,6% (235/769) de los perros analizados. La edad (perros adultos), la actividad (perros de caza) y el tamaño (perros grandes y medianos) fueron los principales factores de riesgo asociados a la infección por T. gondii. Los resultados indican que T. gondii está muy extendido en perros de la España peninsular y de Ceuta, lo que podría tener importantes implicaciones para la Salud Pública. En esta Tesis Doctoral se aportan nuevos conocimientos sobre la implicación de las especies domésticas y silvestres en la epidemiología de diferentes enfermedades zoonósicas de importancia médica y sanitaria. Los resultados obtenidos permitirán mejorar la vigilancia epidemiológica de enfermedades zoonósicas compartidas entre especies animales que habitan en el entorno urbano, periurbano y en el medio natural.

The One Health concept (one unique health) aims to promote, improve and defend the health and wellness status of all species through cooperation and collaboration among professionals from Public, Animal and Environmental Health. This concept is undergoing an important rebirth in recent decades due to the growing interest about the epidemiological relationships of diseases shared among humans, domestic animals, wildlife and the environment, and the evidence that the control against these diseases must be established from a holistic perspective. The general objective of this Doctoral Thesis is to assess the role of different domestic, peridomestic and wild species in the epidemiology of bacterial, viral and parasitic zoonotic diseases under a One Health approach. In the first study (Chapter 1.1), we aimed to establish the seroprevalence, risk factors, spatial distribution and spoligotypes of Mycobacterium tuberculosis complex (MTC) circulating in pigs extensively farmed in Andalusia, in order to assess their role in the maintenance and transmission of tuberculosis (TB). The individual seroprevalence of MTC was 2.3% (82/3,622) and the herd prevalence was 24.8% (32/129). Pig census and the presence of neighboring goat flocks were risk factors associated with MTC seropositivity in farms. Two statistically significant spatial clusters (P<0.001) were identified and a total of 25 different MTC spoligotypes shared with other domestic and wild species were isolated in pigs bred extensively in the study area. The low individual seroprevalence found suggests that Iberian pigs could act as spillover hosts of MTC. However, the high herd prevalence, as well as the identification of significant spatial clusters, indicate the need to implement control programs in pig farms managed under extensive production systems in Spain. The aim of the Chapter 1.2 was to assess the usefulness of the proper disposal of hunting waste (big game) in high TB prevalence areas as MTC control measure in wild boar (Sus scrofa) and red deer (Cervus elaphus) (which are considered natural MTC reservoirs in Spain), from 2008/2009 to 2016/2017 hunting seasons. The results evidenced that the proper disposal of hunting waste contributed to achieve a 25% reduction in MTC seroprevalence in wild boar. This measure together with other wildlife disease control tools, should be implemented and maintained over time in integrated disease control strategies. The objective of the Chapter 2.1 was to determine the prevalence of pathogenic zoonotic agents (flaviviruses, avian influenza virus (AIV), Salmonella spp. and Toxoplasma gondii) in feral pigeons and sympatric zoo animals from Córdoba (southern Spain) between 2013 and 2014. Antibodies against flaviviruses were detected in 7.8% out of 142 pigeons, and 8.2% out of 49 zoo animals tested. Even though seropositivity to AIV and Salmonella spp. was not detected in pigeons, 17.9% (5/28) and 6.8% (3/44) of the zoo animals tested, showed positive results to AIV and Salmonella spp, respectively. Moreover, antibodies against Toxoplasma gondii were found in 9.2% out of 142 pigeons and 26.9% out of 108 zoo animals tested. These results suggest that pigeons and sympatric zoo animals may be included as sentinel species for monitoring zoonotic pathogens in urban areas. In Chapter 2.2, the first fatal case of Acinetobacter baumannii infection is reported in the critically endangered European mink (Mustela lutreola). This pathogen was isolated from lung and kidney culture, then identified through a battery of biochemical tests (API 20NE) and finally confirmed using desorption/ionization laser assisted by matrix (MALDITOF). The isolated strain showed resistance against 19 different antibiotics. Confirmation of this case is not only of conservation interest but also of public health concern given that A. baumannii is one of the most important pathogens implicated in nosocomial infections in humans. Chapter 3 analyzed the spatio-temporal distribution and risk factors involved in the West Nile virus (WNV) outbreaks in horses in Spain between 2010 and 2016. WNV has circulated endemically in Spain since 2010. However, its distribution is not homogeneous, since most of the WNV outbreaks in Spain (92.7%) were concentrated in the southwestern part of the country, where significant clusters were detected in non-consecutive years. Mean annual temperature (49.5%), presence of Culex pipiens (19.5%), mean annual precipitation (16.1%) and distance to Ramsar wetlands (14.9%) were the environmental variables most associated with WNV outbreaks occurrence in Spain. This study provided valuable information for the development of surveillance programs based on risk factors and aimed at improving prevention and control of WNV in Spain. In Chapter 4.1, the seroprevalence and risk factors associated with antigenically related flaviviruses, (WNV, Usutu virus (USUV) and tick-borne encephalitis virus (TBEV)), were assessed in dogs in Spain. The overall prevalence of antibodies against flaviviruses was 4.8% (39/815) and a significantly higher seropositivity was observed in hunting dogs compared to pet dogs. This is the first seroepidemiological survey of WNV and TBEV in dogs in Spain, as well as the first report of TBEV circulation in this country. These results suggest that serosurveillance in dogs could be a complementary tool for monitoring the activity of emerging flaviviruses in Spain. The aim of the Chapter 4.2 was to determine the seroprevalence and risk factors associated with T. gondii infection in dogs from Andalusia and Ceuta in Spain. Antibodies to T. gondii were detected in 30.6% (235/769) of the dogs analysed. The main risk factors for T. gondii infection were age (higher seroprevalence in older dogs), activity (hunting dogs) and size (higher seroprevalence in larger and medium dogs). The results indicate that T. gondii is widespread in dogs in mainland Spain and Ceuta, which might have important implications for Public health. This Doctoral Thesis contributes to throw new knowledge about the role of domestic and wild species in the epidemiology of different zoonotic diseases of medical and health concern. The results obtained will allow to improve the epidemiological surveillance of zoonotic diseases shared among animal species from urban, periurban and natural habitats.