Research Article

Molecular prevalence, characterization and associated risk factors of Anaplasma spp. and Theileria spp. in small ruminants in Northern Pakistan

Prévalence moléculaire, caractérisation et facteurs de risque associés d’Anaplasma spp. et Theileria spp. chez les petits ruminants du nord du Pakistan

¹ Department of Zoology, Abdul Wali Khan University Mardan, Toru Road, Sheikh Maltoon Town, 23200 Mardan, Pakistan
² Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Salud Animal e Inocuidad, Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias INIFAP, Carr. Fed. Cuernavaca-Cuautla No. 8534, Jiutepec, 62550 Morelos, México
³ Department of Biological Sciences, Faculty of Science and Humanities, Shaqra University, P.O. Box 1040, 11911 Ad-Dawadimi, Saudi Arabia

^* Corresponding author: zoologyawkum@gmail.com

Received: 1 September 2020
Accepted: 14 December 2020

Abstract

This study was conducted in four districts (Malakand, Swat, Bajaur and Shangla) of Northern Pakistan to investigate the prevalence, associated risk factors and phylogenetic analyses of Theileria and Anaplasma species in small ruminants. A total of 800 blood samples, 200 from each district, were collected from apparently healthy animals. PCR assays were performed using generic primers for Anaplasma spp. and Theileria spp. as well as species specific primers for A. ovis and T. ovis. Overall infection prevalence was 361/800 (45.1%). Theileria spp. infection prevalence (187/800, 23.3%) was higher than Anaplasma spp. (174/800, 21.7%). Amplified partial 18S rRNA genes were sequenced and enrolled animals were found to be infected by T. ovis (115/800, 14.3%), and at least two more Theileria species (72/800, 9%) were present (T. lestoquardi and T. annulata). All blood samples that were found to be positive for Anaplasma spp. were also positive for A. ovis. Infection prevalence was higher in sheep (227/361, 28.3%) compared to goats (134/361, 16.6%) (p < 0.005). Univariable analysis of risk factors showed that host, age, grazing system and acaricide treatment were significant determinants (p < 0.05) for both Theileria and Anaplasma infections. Multivariable analysis revealed that host, sex, age, tick infestation and grazing system were significant risk factors (p < 0.005) for both pathogens. Phylogenetic analysis revealed variants among the A. ovis and T. annulata samples analysed, indicating that different genotypes are circulating in the field while T. ovis presented the same genotype for the samples analysed.

Résumé

Cette étude a été menée dans quatre districts (Malakand, Swat, Bajaur et Shangla) du nord du Pakistan pour étudier la prévalence, les facteurs de risque associés et les analyses phylogénétiques des espèces de Theileria et Anaplasma chez les petits ruminants. Au total, 800 échantillons de sang, 200 de chaque district, ont été prélevés sur des animaux apparemment sains. Les tests PCR ont été réalisés en utilisant des amorces génériques pour Anaplasma spp. et Theileria spp. ainsi que des amorces spécifiques à l’espèce pour A. ovis et T. ovis. La prévalence globale de l’infection était de 361/800 (45,1 %). La prévalence de l’infection à Theileria spp. (187/800, 23,3 %) était plus élevée que celle d’Anaplasma spp. (174/800, 21,7 %). Le gène de l’ARNr partiel 18S amplifié a été séquencé et les animaux concernés se sont révélés infectés par T. ovis (115/800, 14,3 %) et au moins deux autres espèces de Theileria (72/800, 9 %) étaient présentes (T. lestoquardi et T. annulata). Tous les échantillons de sang trouvés positifs pour Anaplasma spp. ont également été trouvés positifs pour A. ovis. La prévalence de l’infection était plus élevée chez les moutons (227/361, 28,3 %) que chez les chèvres (134/361, 16,6 %) (p < 0,005). Une analyse univariée des facteurs de risque a montré que l’hôte, l’âge, le système de pâturage et le traitement acaricide étaient des déterminants significatifs (p < 0,05) pour les infections à Theileria et Anaplasma. L’analyse multivariée des facteurs de risque a révélé que l’hôte, le sexe, l’âge, l’infestation par les tiques et le système de pâturage étaient des éléments de facteurs de risque importants (p < 0,005) pour les deux agents pathogènes. L’analyse phylogénétique a révélé des variantes parmi les échantillons d’A. ovis et de T. annulata analysés indiquant que différents génotypes circulent sur le terrain tandis que T. ovis présentait le même génotype pour tous les échantillons analysés.