La paratuberculose est une maladie enzootique contagieuse des ruminants due à Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis (Map), à l'origine de pertes économiques importantes. Une période d’incubation longue et une symptomatologie non spécifique, associée aux faibles valeurs informatives des tests diagnostiques ante-mortem, limitent l’efficacité des plans de dépistage et de maitrise basés sur la seule identification et élimination des animaux détectés positifs. Dans les troupeaux ovins, les grands effectifs et la faible valeur économique des animaux limitent par ailleurs l'utilisation de tests de dépistage individuels à grande échelle et les plans de maitrise s'orientent principalement vers la vaccination, dont les effets n’ont pas été évalués dans les troupeaux français où elle a été mise en place. Il apparait donc important de développer des approches diagnostiques à l’échelle collective à moindre coût, permettant d'évaluer la situation sanitaire globale des troupeaux (infectés ou à faible risque de l'être) voire de préciser la prévalence intra-troupeau de l'infection, afin de mieux orienter la prise de décision dans les plans de maitrise et de prévention.
Dans ce contexte l’objectif principal de ce travail était d’évaluer les performances épidémiologiques des stratégies de dépistage basées sur l’utilisation de la sérologie ELISA et de la qPCR sur fèces appliquées à des mélanges d’échantillons pour l'évaluation et le suivi du statut sanitaire vis à vis de la paratuberculose dans les troupeaux ovins.
Ce travail a permis de collecter et d'exploiter des d'échantillons biologiques de sang et de fèces de près de 4000 brebis issues de 31 élevages ovins allaitants du Lot, infectés (n=14), infectés et vaccinés (n=13) et non infectés (n=3). Les performances diagnostiques à l'échelle individuelle de 2 kits sérologiques et d'une qPCR sur fèces a fait l’objet d’estimation par des méthodes Bayésiennes et fréquentistes à classes latentes en l’absence de test de référence parfait. Nos résultats confirment la faible sensibilité et la spécificité non parfaite de la sérologie ELISA pour la détection des animaux en phase préclinique de la maladie et fournissent les premiers estimateurs des performances diagnostiques de la qPCR chez les ovins. Par ailleurs des travaux de laboratoire ont permis d’identifier les facteurs de variations des analyses de mélanges de 5 ou 10 échantillons et d’évaluer leurs performances diagnostiques relatives. Ainsi nous proposons de nouveaux seuils d’interprétation pour deux trousses de sérologie ELISA, associés à des sensibilités relatives variables selon la composition et la taille des mélanges mais suffisantes pour leur utilisation sur le terrain. De même nous montrons que la qPCR appliquée à des mélanges de fèces permet de détecter systématiquement les animaux fort excréteurs de Map et de manière satisfaisante les animaux faible excréteurs. L’ensemble des résultats obtenus a servi de base à un travail de simulation visant à évaluer les performances épidémiologiques à l'échelle des troupeaux de stratégies de dépistage basées sur des analyses de mélanges et à en déterminer les intérêts et limites. Les résultats obtenus conduisent à ne pas recommander l’utilisation de la sérologie ELISA appliquée à des mélanges en raison d’un défaut majeur de spécificité à l’échelle des troupeaux. A l’inverse l’analyse de mélange de fèces semble être une approche prometteuse, permettant de détecter des faibles prévalences d’infection. Enfin les travaux menés dans les troupeaux vaccinés a permis de mieux connaitre leur situation épidémiologique et de préciser dans quelles mesures elle si pouvait être approchée par l'emploi d'analyses en mélanges, sur la base soit de la sérologie ELISA soit de la qPCR sur fèces. |
Paratuberculosis is a contagious enzootic disease in ruminants caused by Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis (Map), which causes significant economic losses. A long incubation period and nonspecific symptomatology, combined with the low informative values of ante-mortem diagnostic tests, limit the effectiveness of screening and control plans based solely on the identification and elimination of positive detected animals. In large sheep flocks, the low economic value of animals also limits the use of large-scale individual screening tests, and control plans mainly focus on vaccination, the effects of which have not yet been evaluated in the French flocks where it has been implemented. The development of low cost diagnostic approaches is therefore of major concern either to assess the overall health status of flocks (infected or at low risk of being) or to specify intra-herd prevalence of infection, to better guide decision-making in control and prevention plans.
In this context the main objective of this work was to evaluate the epidemiological performances of screening strategies based on the use of ELISA serology and fecal qPCR applied to pooled samples for the evaluation and monitoring of sheep flocks status toward paratuberculosis.
During this working blood and feces samples were collected from nearly 4000 ewes in either infected (n = 14), infected and vaccinated (n = 13) and uninfected (n = 3) meat sheep flocks in the French department of Lot. The diagnostic performances at the individual level of 2 serological kits and one faecal qPCR were estimated by Bayesian and frequentist latent class methods in the absence of a perfect gold standard. Our results confirm the low sensitivity and non-perfect specificity of the ELISA serology for the detection of animals in the preclinical phase of the disease and provide the first estimators of the diagnostic performances of qPCR in sheep. Moreover, laboratory work allowed identifying the factors of variation of pooled samples analyzes and to evaluate their relative diagnostic performances. We propose new interpretation thresholds values for two serum ELISA kits, associated with variable relative sensitivities according to the composition and the size of pools (5 or 10), but sufficient enough for their use in the field. Similarly, we show that qPCR applied to fecal pools of size 5 and 10 allows for the systematic detection of animals shedding high amounts of Map in their feces and that low shedders were detected at lower but still satisfactory rates. The results obtained were used as a basis for simulation studies to evaluate the flock-level epidemiological performances of screening strategies based on pooled samples analysis. Results lead not to recommend the use of the ELISA applied to pool serum samples because of low flock-level specificity. Conversely, pooled fecal qPCR appears to be a promising approach, allowing the detection of low infection prevalence. Finally, the work carried out in the vaccinated flocks made it possible to better know their epidemiological situation and to specify to what extent it could be approached by the use of pooled samples analysis. |