Research Article

A flotation/sieving method to detect Echinococcus multilocularis and Toxocara spp. eggs in soil by real-time PCR

Une méthode de flottation / tamisage pour détecter les oeufs d’Echinococcus multilocularis et Toxocara spp. dans le sol par PCR en temps réel

¹ ANSES Nancy Laboratory for Rabies and Wildlife, National Reference Laboratory for Echinococcus spp., Wildlife Surveillance and Eco-Epidemiology Unit, Technopole Agricole et Vétérinaire, 54220 Malzéville, France
² University of Reims Champagne-Ardenne, SFR Cap Santé, EA 3800 PROTAL, 51092 Reims cedex, France
³ University of Reims Champagne-Ardenne, CERFE, 08240 Boult-aux-Bois, France
⁴ French Establishment for Fighting Zoonoses (ELIZ), Domaine de Pixerécourt, 54220 Malzéville, France

^* Corresponding author: gerald.umhang@anses.fr

Received: 24 January 2017
Accepted: 29 June 2017

Abstract

Soil can be a source of human infection by many zoonotic helminth species including Echinococcus multilocularis and Toxocara spp. The prevention of alveolar echinococcosis could be greatly improved through the identification of at-risk areas. Yet very few data are available about the detection of E. multilocularis in soil, while more studies have been reported for Toxocara spp. Identification of soil contamination by E. multilocularis eggs requires the use of specific methods. This study describes the development of a method for the detection of E. multilocularis in soil samples with the concentration of eggs using a flotation/sieving method and detection by duplex real-time polymerase chain reaction (PCR). Toxocara spp. egg detection was also undertaken due to the widespread presence of this parasite in soil, despite it being considered less pathogenic. Method sensitivity of 100% was reached for the detection of 10 E. multilocularis eggs spiked in 10 g of soil. Concerning Toxocara spp., method sensitivity was lower but assumed to be due to the reduced effectiveness of the DNA extraction protocol. The parasitological status for E. multilocularis and Toxocara spp. of 63 carnivore fecal samples collected in highly endemic rural areas of France and of soil samples collected under and near these fecal samples was compared. The contamination of soil samples collected under positive fecal samples for E. multilocularis (n = 3) or Toxocara spp. (n = 19) confirmed the transfer of eggs from the definitive host to the environment.

Résumé

Le sol peut être une source d’infection humaine par de nombreuses espèces d’helminthes zoonotiques, dont Echinococcus multilocularis et Toxocara spp. La prévention de l’échinococcose alvéolaire pourrait être grandement améliorée par l’identification des zones à risque. Pourtant, très peu de données sont disponibles sur la détection d’E. multilocularis dans le sol, alors que d’autres études ont été rapportées pour Toxocara spp. L’identification de la contamination des sols par les œufs d’E. multilocularis nécessite l’utilisation de méthodes spécifiques. Cette étude décrit le développement d’une méthode pour la détection d’E. multilocularis dans les échantillons de sols avec la concentration d’oeufs en utilisant une méthode de flottation / tamisage et la détection par PCR duplex en temps réel. La détection des œufs de Toxocara spp. a également été réalisée en raison de la présence généralisée de ce parasite dans le sol, bien qu’il soit considéré comme moins pathogène. Une sensibilité méthodique de 100 % a été atteinte pour la détection de dix oeufs d’E. multilocularis mélangés à dix grammes de sol. En ce qui concerne Toxocara spp., la sensibilité méthodique était inférieure mais nous supposons que cela était dû à l’efficacité réduite du protocole d’extraction d’ADN. Le statut parasitologique pour E. multilocularis et Toxocara spp. de 63 échantillons de fèces de carnivores recueillis dans des zones rurales fortement endémiques de France a été comparé à celui d’échantillons de sol prélevés en dessous ou à proximité de ces fèces. La contamination des échantillons de sol recueillis sous les échantillons fécaux positifs pour E. multilocularis (n = 3) ou Toxocara spp. (n = 19) a confirmé le transfert des œufs de l’hôte définitif vers l’environnement.