Abstract :
[en] Bovine brucellosis is an endemic infectious disease which can negatively impact on cattle productivity and welfare as well as on human health. In many developing countries such as Ivory Coast, there is a need for knowledge on the distribution and the frequency of the disease (or evidence of its presence) within the animal population and the possible factors associated with the disease. Information is also needed on species and biovars of Brucella at national and regional scales, on the performance of commonly used diagnostic tests for accurate estimation of the true disease prevalence, and on determination of risk factors associated with the disease. These informations are of key importance to set up and implement appropriate and efficient prevention and control measures against brucellosis. For these reasons, the research presented in this thesis aimed to contribute to a better understanding of the epidemiology of bovine brucellosis in Ivory Coast.
The thesis is structured into three main parts. The introduction part includes three chapters. The first chapter presents an overview of the literature on the pathogen causing brucellosis, their characteristics and distribution. The impact and the existing strategies for preventing and controlling brucellosis are discussed with a particular reference to the situation of bovine brucellosis in Ivory Coast. The presence and the importance of the disease were confirmed in the country but the disease is still uncontrolled. In the second chapter (Chapter 2), an insight on statistical, epidemiological principles and concepts applied to achieve the different objectives (Chapter 3) is given, including a discussion on available approaches to estimate diagnostic test characteristics and the true prevalence of a disease.
The second part of the thesis includes research on different aspects of the epidemiology of bovine brucellosis in Ivory Coast and West Africa (Chapter 4, 5, 6 and 7). Chapter 4 specifically provides a state-of–the-art knowledge on species and biovars of Brucella reported in cattle from Ivory Coast and all other countries of West Africa, through a review of available literature. From the synthesized literature, Brucella abortus was demonstrated to be the most prevalent species in cattle in West Africa, in line with the known host preference for Brucellae. So far, biovars 3 appeared to be commonly the most isolated in West Africa and was also recently identified in Ivory Coast. However, the presence of B. melitensis and/or B. suis was not reported yet in cattle in this part of Africa.
Results on prevailing strains of Brucella in cattle were related with commonly used serological diagnostic tools. Thus, chapter 5 was dedicated to verify their appropriateness and to assess the performance of two serological tests, Rose Bengal Test (RBT) and indirect Enzyme-linked Immunosorbent assay (iELISA). Using a Bayesian approach, the correlation-adjusted sensitivity of iELISA was estimated at 96.1 % (Credibility Interval (CrI): 92.7-99.8) whereas that of RBT was 54.9 % (CrI: 23.5-95.1). High correlation-adjusted specificities were found for both tests, 95.0 % (CrI: 91.1-99.6) for iELISA and 97.7 % (CrI: 95.3-99.4) for RBT, respectively. The true prevalence of brucellosis was also estimated using the 1228 tested serum samples to be 4.6 with a 95% credibility interval ranging from 0.6 to 9.5% (Chapter 5 and 6). These results also revealed a good performance for the iELISA, which might consequently be a valuable screening assay under the epidemiological conditions prevailing in Ivory Coast.
In Chapter 7, risk factors associated with bovine brucellosis seropositivity were investigated using serological results obtained from 907 serum samples collected from unvaccinated cattle of at least 6 months of age in the savannah-forest region of Ivory Coast. Serum samples were tested using the Rose Bengal test (RBT) and indirect enzyme linked immunosorbent assay (iELISA). The logistic regression analysis indicated that brucellosis seropositivity was associated with age and herd size. Cattle above 5 years of age were found to be more likely seropositive (Odd Ratio (OR) =2.8; 95% Confidence Interval (CI): 1.3, 6.4) compared to cattle under 3 years of age. Similarly, the odds of brucellosis seropositivity for herds with more than 100 cattle was 3.3 (95% CI: 1.2, 8.9) times higher compared to those with less than 50 cattle.
The third part presents a general discussion on the overall contribution of the current research (Chapter 8), by highlighting the main results and pointing out their significance. The need for more investigations on the epidemiology of brucellosis, in Ivory Coast and at West African scale, is highlighted. It is neccessary to provide additional knowledge on prevailing field strains of Brucella, on the distribution of the disease and on associated risk factors to implement preventive and control measures. Finally, for more cost-effectiveness and efficiency, the need to strengthen the capabilities of the veterinary services and national laboratories and to consider the control of brucellosis and other zoonotic diseases through a regional, integrated and collaborative perspective is also highlighted.
[fr] La brucellose bovine est une maladie infectieuse endémique qui peut impacter négativement la productivité et le bien-être des bovins ainsi que sur la santé humaine. Dans de nombreux pays en voie de développement tels que la Côte d'Ivoire, les connaissances sur la distribution et la fréquence de la maladie (ou les preuves de sa présence) dans la population animale ainsi que sur les facteurs de risque associés à la maladie restent limitées. La disponibilité d’informations sur les espèces et biovars de Brucella à l'échelle nationale et/ou régionale, sur la performance des tests de diagnostic communément utilisés pour déterminer la prévalence réelle de la maladie, et sur les facteurs de risque est également essentielle. Toutes ces informations sont d'une importance clé pour la définition et la mise en œuvre de mesures de prévention et de contrôle appropriées et efficaces contre la brucellose.
Cette thèse vise donc à contribuer à une meilleure connaissance et compréhension de l'épidémiologie de la brucellose bovine en Côte d'Ivoire. Elle est organisée en trois parties principales. La partie introductive comprend trois chapitres. Le premier chapitre présente une revue de la littérature sur les agents pathogènes responsables de la brucellose, sur leurs caractéristiques et sur leur distribution. L'impact ainsi que les stratégies existantes de prévention et de contrôle de la brucellose sont également discutés avec des références à la situation particulière de la brucellose bovine en Côte d'Ivoire. La présence et l'importance de la maladie ont été confirmées dans ce pays, mais elle y reste toujours incontrôlée. Le deuxième chapitre (Chapitre 2) comprend un aperçu des principes et concepts épidémiologiques et des statistiques appliqués dans le cadre de cette thèse pour atteindre les différents objectifs présentés au chapitre trois (chapitre 3). Les différentes approches méthodologiques disponibles pour l'estimation des caractéristiques des tests de diagnostic ainsi que de la prévalence réelle d'une maladie sont aussi discutées.
La deuxième partie de cette thèse présente, dans un enchainement logique, les recherches effectuées sur différents aspects de l'épidémiologie de la brucellose bovine en Côte d'Ivoire, avec des références à la situation en Afrique de l'Ouest (Chapitre 4, 5, 6 et 7). Le chapitre 4 présente, à travers une revue de la littérature disponible, un état des lieux des connaissances sur les espèces et biovars de Brucella signalés chez les bovins de Côte d'Ivoire mais aussi chez ceux de tous les autres pays de l'Afrique de l'Ouest. Il en ressort que Brucella abortus a été l’espèce la plus répandue chez les bovins en Afrique de l'Ouest, en conformité avec la préférence d’hôte connue pour les Brucella. A ce jour, le biovar 3 semble être le plus généralement isolé dans les pays d’Afrique de l'Ouest y compris en Côte d'Ivoire où il a été récemment identifié pour la première fois. Cependant, la présence de B. melitensis et/ou de B. suis n'a pas encore été signalée chez les bovins dans cette partie de l'Afrique.
Les résultats sur les souches dominantes de Brucella chez les bovins ont été mis en relation avec des outils de diagnostic sérologique couramment utilisés. Ainsi, le chapitre 5 a été consacré à vérifier leur pertinence et à évaluer la performance de deux tests sérologiques, le test de Rose Bengale (TRB) et l’ELISA indirect (iELISA). En utilisant une approche bayésienne, la sensibilité de iELISA ajusté en prenant en compte la corrélation entre les deux tests, a été estimée à 96,1% (intervalle de crédibilité (ICr): 92,7-99,8), tandis que celle de TRB était de 54,9% (ICr: 23,5-95,1). De hautes valeurs de spécificités ont été trouvées pour les deux tests, respectivement 95,0% (ICr: 91,1-99,6) pour l’iELISA et 97,7% (ICr: 95,3- 99,4) pour le TRB. La prévalence réelle de la brucellose a également été estimée à 4,6% avec un intervalle de crédibilté à 95% entre 0,6 et 9,5% sur la base de 1228 sérums analysés (Chapitres 5 et 6). Ces résultats ont mis en évidence une bonne performance pour l’iELISA, qui pourrait être par conséquent un test de dépistage précieux dans les conditions épidémiologiques de la Côte d'Ivoire.
Dans le chapitre 7, les facteurs de risque associés à la séropositivité de brucellose bovine ont été étudiés sur base des résultats sérologiques obtenus de 907 échantillons de sérum prélevés chez des bovins non vaccinés d'au moins 6 mois dans la région intermédiaire entre la savane et la forêt, au centre de la Côte d'Ivoire. Les sérums ont été testés en utilisant le TRB et l’iELISA. L'analyse de régression logistique a indiqué que la séropositivité de la brucellose était associée à l'âge des animaux et à la taille du troupeau d’origine. Les bovins de plus de 5 ans présentaient une plus grande probabilité d'être séropositif (Odd Ratio (OR) = 2,8 (Intervalle de confiance (IC) 95%: 1,3-6,4)) par rapport ceux de moins de 3 ans. De même, la côte de séropositivité à la brucellose pour les troupeaux de plus de 100 bovins était 3,3 (IC 95%: 1,2-8,9) fois plus élevée par rapport à ceux de moins de 50 bovins.
La troisième partie de cette thèse présente une discussion générale sur la contribution globale de cette recherche (Chapitre 8). La nécessité d’entreprendre plus d’études sur l'épidémiologie de la brucellose, en Côte d'Ivoire et en Afrique de l'Ouest, a été soulignée. Il est nécessaire de fournir des connaissances supplémentaires sur les souches circulantes de Brucella, sur la distribution de la maladie et sur les facteurs de risque associés pour la prise de mesures de prévention et de contrôle appropriés. Enfin, pour un meilleur rapport coût-efficacité, il est également nécessaire de renforcer les capacités des services vétérinaires et des laboratoires nationaux et d’appréhender la lutte contre la brucellose et les autres maladies zoonotiques dans une perspective régionale, intégrée et concertée.
[es] La brucelosis bovina es una enfermedad infecciosa endémica que puede tener un impacto negativo en la productividad y en el bien estar de los bovinos, así como en la salud humana. En varios países en vías de desarrollo, como Costa de Marfil, son limitados el conocimiento sobre la distribución y la frecuencia de la enfermedad, pruebas de su presencia, en la población animal así como los factores de riesgo asociados. Son igualmente necesarios los conocimientos en las especies y biotipos de Brucella en el país y en la región, la validación de las pruebas de diagnóstico comúnmente utilizadas, y los factores de riesgo. Estas informaciones son de gran relevancia para la puesta en marcha de medidas de prevención o y para el control adecuado y eficaz contra la brucelosis.
Esta tesis contribuye a mejorar el conocimiento y comprensión de la epidemiología de la brucelosis bovina en Costa de Marfil. Está estructurada en tres partes principales. La parte introductoria comprende tres capítulos. El primer capítulo presenta un acercamiento a la literatura sobre los agentes patógenos responsables de la brucelosis, sus características y su distribución. Se discute el impacto y las estrategias existentes para prevenir y combatir la brucelosis con referencias a la situación particular de la brucelosis bovina en Costa de Marfil. La presencia y la importancia de la enfermedad han sido confirmadas en dicho país, sin embargo, la enfermedad es aún incontrolada. En el segundo capítulo, capítulo dos, se muestra los principios y conceptos epidemiológicos y estadísticos aplicados en el marco de la presente tesis para lograr los diferentes objetivos, visto en el capítulo tres. Son también discutidos las diferentes aproximaciones metodológicas disponibles para la estimación de las características de las pruebas de diagnóstico, así como, de la prevalencia real de una enfermedad.
Basados en investigaciones realizadas, la segunda parte de esta tesis relaciona diferentes aspectos epidemiológicos de la brucelosis bovina en Costa de Marfil y en África del Oeste, presente en los capítulos cuatro, cinco, seis y siete. El capítulo cuatro muestra el estado serológico de los biotipos de Brucella en los bovinos de Costa de Marfil, y de varios países de África del Oeste a través de la literatura disponible. Así, la Brucella abortus demostró ser la especie más extendida en los bovinos de África del Oeste, de acuerdo a la preferencia de hospedador conocido por la Brucella. Actualmente, el biotipo 3 es el más aislado en los países de África del Oeste, incluyendo a Costa de Marfil, país confirmado por primera vez. Sin embargo, la presencia de Brucella melitensis o/y Brucella suis no ha sido aún encontrada en los bovinos de esta parte de África.
Los resultados de las cepas de Brucella de los bovinos se relacionaron con las herramientas de diagnóstico serológico comúnmente usadas. De esa manera, el capítulo cinco verifica su pertinencia y evalúa su desempeño en dos pruebas serológicas, la prueba de Rosa de Bengala (RBT) y la de ELISA indirecto (iELISA). Haciendo uso de un enfoque bayesiano, la sensibilidad de iELISA ajustada a la correlación entre dos pruebas, fue de 96,1% (Interval de credibilidad (ICr): 92,7-99,8), mientras que aquella para RBT fue 54,9% (ICr: 23,5-95,1). Así mismo, fueron encontrados fuertes valores de especificidad para las dos pruebas, siendo para iELISA de 95,0% (ICr: 91,1-99,6) y para RBT de 97,7% (ICr; 95,3-99,4). A partir de los 1228 sueros ensayados, la prevalencia real de la brucelosis fue estimada a 4,6% con un interval de credibilidad de 95% entre el 0,6 y el 9,5% (Capítulo cinco y seis). Estos resusltados muestran el buen desempeño de la prueba iELISA para ser usado en las pruebas de despistaje epidemiológico en Costa de Marfil.
En el capítulo 7, son evaluados los factores de riesgo asociados con la seropositividad de brucelosis bovina mediante resultados serológicos obtenidos a partir de 907 muestras de suero tomadas de bovinos no vacunados de por lo menos 6 meses de edad en la región límite entre la sabana y la selva, en el centro de Costa de Marfil. Las muestras de suero se analizaron mediante la prueba RBT e iELISA. El análisis de regresión logística indicó que la seropositividad de la brucelosis se asoció con la edad del animal y el tamaño del rebaño. Los bovinos de más de cinco años presentan 2,8 veces más de riesgo (Interval de confidencia (IC) 95%: 1,3 - 6,4), que aquellos de más de tres años de edad. Por otro lado, el riesgo para la brucelosis en hatos de más de cien cabezas de ganado es de 3,3 veces mayor (IC 95%: 1,2 - 8,9) que aquellos con menos de 50 vacas.
La tercera parte, vista en el capítulo ocho de la presente tesis, muestra una discusión general sobre la contribución global de la investigación actual poniendo en evidencia los principales resultados y señalando su importancia. En tal sentido, se hacen necesarios mayores trabajos epidemiológicos sobre la brucelosis tanto en Costa de Marfil como en África del Oeste, a fin de proveer conocimientos adicionales y suficientes relativos al origien de la Brucella circulante, la distribución de la enfermedad y los factores de riesgo asociados orientados a las medidas de prevención o y de control. Para una mejor relación entre el costo y la eficacia, se hace necesaria fortalecer las capacidades de los servicios veterinarios y de los laboratorios nacionales, así como, de concebir la lucha contra la brucelosis y las otras zoonosis sobre una perspectiva regional, integrada y colaborativa.
