Tuberculosis animal: ¿la historia (in)terminable?

Ana Balseiro1 y Julio Álvarez2

1DVM, PhD. Facultad de Veterinaria, Universidad de León; Instituto de Ganadería de Montaña, León 2DVM, PhD. Centro de Vigilancia Sanitaria Veterinaria y Departamento de Sanidad Animal, Facultad de Veterinaria, Universidad Complutense, Madrid.

Resumen Abstract

A pesar de los esfuerzos invertidos en la erradicación de la tuberculosis animal en España, todavía existen regiones en las que persiste. En este artículo resumimos los resultados del proyecto Eratub (Universidad de LeónUniversidad Complutense), para la caracterización de los problemas que dificultan el progreso de los programas de erradicación de tuberculosis en zonas de alta y baja prevalencia de España. Los objetivos alcanzados, que abarcan la estimación del rendimiento a nivel individual y de rebaño de las pruebas diagnósticas en distintas situaciones, la evaluación de la eficacia de nuevas herramientas para el diagnóstico y la prevención de la infección en fauna silvestre, la identificación de factores predictores de rebaños infectados de manera persistente/recurrente y la aplicación de la secuenciación genómica para el estudio de la epidemiología de la enfermedad en animales domésticos y silvestres, demuestran la necesidad de tener en cuenta las características epidemiológicas existentes a la hora de aplicar e interpretar las medidas de los programas de erradicación, así como de su constante evaluación y mejora a la luz de los nuevos resultados.

Palabras clave: tuberculosis, epidemiología, diagnóstico, vacunación, secuenciación

Animal tuberculosis: the (never)ending story?

In spite of the efforts invested for eradication of animal tuberculosis in Spain, there are still areas in which the disease persists. Here we summarize the results of the Eratub project (Universidad de Leon-Universidad Complutense) regarding the characterization of the problems hampering the progress of the tuberculosis eradication programs in both areas of high and low prevalence in Spain. The objectives achieved include estimating the performance of diagnostic tests at the herd and individual level in different situations, the assessment of the efficacy of new tools for the diagnosis and prevention of infection in wildlife, the identification of predictive factors for chronically/ recurrently infected herds, and the implementation of whole genome sequencing technologies for the study of the epidemiology of the disease in domestic and wild animals. Our results demonstrate the need of taking into consideration the epidemiological context when implementing and interpreting the measures contemplated in eradication programs, and of their constant evaluation and improvement considering new evidences.

Keywords: tuberculosis, epidemiology, diagnosis, vaccination, sequencing

Contacto con los autores: Julio Álvarez, jalvarez@visavet.ucm.es; Ana Balseiro, abalm@unileon.es

TUBERCULOSIS ANIMAL EN ESPAÑA: ¿DE DÓNDE VENIMOS?

La tuberculosis, enfermedad zoonótica por excelencia, está causada por bacterias agrupadas en el denominado “complejo Mycobacterium tuberculosis” (CMT). A pesar de que la tuberculosis fue una de las enfermedades cuyo agente causal (o al menos uno de ellos) fue identificado en primer lugar, su control y erradicación en el ser humano y los animales domésticos y silvestres sigue siendo uno de los mayores desafíos para la salud pública y la sanidad animal en todo el mundo. Hay varias especies bacterianas agrupadas en el CMT que pueden producir la enfermedad, y si bien las especies causantes en las personas y en los animales suelen ser diferentes (M. tuberculosis en las primeras; otros miembros del CMT, especialmente M. bovis, en los segundos), pueden darse casos en personas debidos a M. bovis y, en menor medida, casos en animales debido a M. tuberculosis. Esto, sumado a la amplia distribución de M. bovis (y en menor medida de otros miembros del CMT como M. caprae) en un gran rango de especies de animales domésticos y silvestres en países de todos los continentes, ha hecho de la tuberculosis una de las zoonosis de mayor importancia a nivel mundial. Dada la relevancia de los miembros del CMT como patógenos animales y el riesgo zoonótico que supone la tuberculosis animal, a lo largo del siglo XX se diseñaron programas de erradicación de la tuberculosis centrados fundamentalmente en el ganado bovino, principal hospedador de M. bovis, en muchos países del mundo. Estos programas, basados normalmente en la aplicación repetida de pruebas ante mortem (especialmente la intradermotuberculinización o IDTB) y el sacrificio de los animales positivos, y en la vigilancia pasiva en el matadero para la detección de lesiones compatibles con la enfermedad en los animales sacrificados rutinariamente, han tenido, no obstante, un rendimiento muy variable según el país o región considerada. En España, estos programas de erradicación o saneamiento se han venido aplicando de manera coordinada en el bovino en toda la geografía desde los años 90 del siglo XX, si bien, la prevalencia de la tuberculosis es actualmente muy diferente en función de la región del país considerada: en la mayor parte del norte de España la enfermedad está en vías de erradicación o se detecta con una frecuencia muy reducida (por debajo del 1 % de los rebaños son positivos). En cambio, en otras regiones situadas en el centro y sur/oeste del país, las prevalencias son todavía hoy elevadas (> 5 %).

A la hora de buscar los motivos del éxito (o falta del mismo) en las distintas zonas del país es necesario considerar que las estrategias de control para cualquier enfermedad, incluida la tuberculosis, no solo incluyen los programas de erradicación, sino que se fundamentan en cinco pilares básicos: programas de mejora genética, tratamiento, vacunación, saneamiento (diagnóstico + sacrificio) y epidemiología y prevención mediante la toma de medidas higiénico-sanitarias y de bioseguridad adecuadas. El diferente grado de éxito de los programas de erradicación de tuberculosis bovina se ha atribuido a diversos factores relacionados con uno o más de estos pilares, tales como la mayor frecuencia de ganaderías de carne y lidia en extensivo, más difíciles de analizar mediante la IDTB y de aislar de posibles fuentes de infección en las zonas de alta prevalencia; una mayor presencia de la enfermedad en las poblaciones de animales silvestres en esas mismas zonas, y una climatología que conduce a la agregación de fauna silvestre y animales domésticos en ciertos lugares (como puntos de agua en los meses más calurosos y secos del año), favoreciendo la transmisión del CMT entre animales infectados y animales susceptibles de distintas especies. En lo que se refiere a especies silvestres, los niveles de circulación de la enfermedad son reflejo de la prevalencia en bovino en esas mismas áreas geográficas, con prevalencias muy superiores, por ejemplo, en jabalí (Sus scrofa) (50 %), en la zona sur/oeste de España en comparación con las observadas en la cornisa cantábrica (5 %). Menos conocido es el papel de otras especies silvestres, como el tejón europeo (Meles meles), reconocido reservorio silvestre de tuberculosis en las islas británicas.

El Proyecto Eratub

El Proyecto Eratub (RTI2018-096010-BC21 y C22), llevado a cabo desde la Universidad de León y el centro de Vigilancia Sanitaria Veterinaria Visavet de la Universidad Complutense y financiado por la Agencia

Estatal de Investigación del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, apostó por un enfoque multidisciplinar para el control de la tuberculosis, incluyendo estudios de campo para la identificación de los factores asociados con una mayor pro- blemática en el desarrollo de las campañas de saneamiento en zonas de alta y de baja prevalencia de tuberculosis en animales domésticos y silvestres, estudios de laboratorio para la caracterización de micobacterias capaces de entorpecer el rendimiento de las pruebas diagnósticas, estudios de evaluación de posibles herramientas preventivas de la infección, y estudios de modelización poniendo en común todos los resultados obtenidos en el proyecto (figura 1).

La problemática en el ganado bovino

Parte de las actividades se han dedicado a la revisión del rendimiento de las pruebas diagnósticas disponibles en el bovino, incluyendo las pruebas ante mortem (IDTB y detección de interferón-gamma) y post mortem (vigilancia en matadero) y su funcionamiento a nivel individual y de rebaño1, aspecto vital dado que la unidad epidemiológica en la que se aplica el programa es la explotación. Los estudios realizados han demostrado que, en cuanto al diagnóstico ante mortem en explotaciones infectadas recientemente (con una baja prevalencia de enfermedad de acuerdo a las estimaciones realizadas) (figura 2), la repetición frecuente de pruebas permitiría detectar la enfermedad en más de ocho de

Diagnóstico

■ Caracterización del rendimiento de las pruebas diagnósticas en bovino

■ Evaluación de reacciones cruzadas con otras micobacterias

■ ELISA p22 para monitorizar TB en tejones

Proyecto Eratub - Control TB -

Epidemiología

Vacunación

■ Vacunación fauna silvestre frente a TB

■ Eficacia HIMB en tejones

■ Caracterización de explotaciones con TB persistente

■ Transmisión TB entre bovino y fauna silvestre

■ Tejón relevante junto con jabalí cada diez casos2, mientras que la especificidad individual en explotaciones libres estaría por encima del 99,5 %, si bien, se caracterizó la influencia de otros factores, como el tipo productivo, en el rendimiento de las pruebas (Triguero et al., en preparación). En el caso de la vigilancia post mortem, se detectó una gran variabilidad en las tasas de detección de animales con lesiones compatibles con tuberculosis en el matadero, una vez que otros posibles factores asociados con la presencia de dichas lesiones, como la aptitud o la edad de los animales, fueron tenidos en cuenta3. Igualmente, se observó que ciertos perfiles de espoligotipo se asociaban con una mayor probabilidad de encontrar lesiones en el matadero, lo que podría indicar que ciertas cepas podrían mostrar una mayor virulencia en el ganado bovino4 Dentro de los factores con un impacto en el rendimiento de las pruebas diagnósticas en el ganado bovino se ha prestado una especial atención al papel de otras micobacterias patógenas (como M. avium subsp. paratuberculosis -Map- agente causal de la paratuberculosis) y de las micobacterias no tuberculosas (MNT), presentes en el medio ambiente de manera natural, y cuyo papel en la producción de interferencias en las pruebas de diagnóstico se ha discutido ampliamente. En el Proyecto se analizaron los registros de varias CC.AA. para identificar todas aquellas cepas de MNT aisladas de animales reactores en cuyas explotaciones se descartó la presencia de la enfermedad, y se evaluó su posible papel como causantes de interferencias en la IDTB en modelos animales (cobayas y bovino). Estos estudios han demostrado que cepas de M. avium subsp. avium y M. a. subsp. hominissuis y de M. nonchromogenicum, la especie más frecuentemente encontrada en animales reactores sin confirmación microbiológica en ciertas regiones de España, son capaces de inducir falsas interferencias en la IDTB simple en modelos animales (cobaya y bovino) (figura 3), poniendo de manifiesto su posible importancia en explotaciones libres una vez comprobada, no sin cierta incertidumbre, la ausencia de tuberculosis (Gomez-Buendia et al., en preparación). Igualmente, para determinar la posible relación entre las respuestas a pruebas diagnósticas de tuberculosis y de paratuberculosis, se analizaron datos de rebaños con y sin ambas enfermedades: los animales en rebaños con tuberculosis tuvieron una mayor probabilidad de reaccionar a las pruebas diagnósticas de paratuberculosis, especialmente en caso de haber sido sometidos a una prueba de IDTB en los últimos 12 meses5. Por último, otro objetivo fue la caracterización de aquellas explotaciones que, una vez infectadas, presentan un mayor riesgo de experimentar brotes de larga duración y/o de sufrir repetidas infecciones una vez re-calificadas, con el fin de idear estrategias para optimizar su manejo. El análisis de los datos reveló que tanto las características de la explotación (localización, censo, aptitud, número de entradas de animales), como de las fases iniciales del brote (reactores detectados inicialmente) y de su historial de tuberculosis (tiempo desde el episodio anterior, confirmación o no mediante cultivo de la infección), eran de utilidad a la hora de predecir el riesgo de una explotación infectada de permanecer positiva (infecciones crónicas)6 o sufrir nuevos brotes en años sucesivos (Pozo et al., en revisión). La importancia de los patrones de movimientos en el riesgo de tuberculosis también se demostró mediante modelos basados en redes de movimientos de ganado bovino en España7 y Brasil8.

El papel de la fauna silvestre

En cuanto al estudio de la enfermedad en diferentes hospedadores silvestres, el Proyecto ha investigado si el tejón y el jabalí son especies relevantes como hospedadores de mantenimiento o reservorios de tuberculosis en ambientes atlánticos (menos estudiados que los mediterráneos), con el fin de evaluar la eficacia de posibles medidas de control de la enfermedad (ej. bioseguridad y vacunación de dichos reservorios). Se ha podido comprobar que los tejones y jabalíes capturados en áreas donde hubo brotes de tuberculosis en bovino mostraban mayor ratio de positividad, a la par que fueron en los que se encontró mayor casuística de lesiones macroscópicas, indicativo de casos más graves de la enfermedad y estadios más avanzados de la misma (figura 4)9,10 Además, los resultados obtenidos indican que existe una asociación espacio-temporal de la enfermedad entre el tejón, el jabalí y el ganado bovino, además de una transmisión interespecífica, puesta de ma- nifiesto mediante técnicas bacteriológicas y moleculares, en hot-spots o áreas de alta prevalencia de tuberculosis en bovino9,10,11. Estas técnicas han evidenciado la infección por las mismas cepas de tuberculosis, aunque la dirección de transmisión (desde el ganado doméstico a la fauna silvestre, o viceversa), no se ha podido determinar. Por consiguiente, ambas especies silvestres deben considerarse como relevantes en estas localizaciones, en cuanto al mantenimiento de la tuberculosis, como sucede con ungulados silvestres como el jabalí o el ciervo en ambientes mediterráneos. Por otro lado, se pudo demostrar mediante la colocación de collares GPS en las tres especies, un contacto indirecto en esas áreas hot-spot que favorecería la transmisión interespecífica de la enfermedad. En el caso del tejón se observó una preferencia por el uso de pastos ocupados por bovinos procedentes de explotaciones positivas a tuberculosis, motivado por la mayor presencia de lombrices en estos pastos11. Asimismo, se observó una preferencia por el bosque en el caso de los jabalíes y de los cultivos y pastos en el caso del ganado bovino10. En la figura 5 se puede observar un ejemplo de las áreas de campeo de jabalí y bovinos, donde se aprecia el solapamiento espacio-temporal en una amplia superficie. Por último, el análisis mediante técnicas de secuenciación del genoma completo de aislados procedentes de fauna silvestre y ganado bovino en distintas regiones de España puso de manifiesto la gran similitud entre las cepas obtenidas en una misma provincia, independientemente de la especie animal de la que procedieran, reforzando la hipótesis de una posible transmisión interespecífica en ciertas zonas del país12 Igualmente, estos estudios han demostrado las limitaciones de otras técnicas de caracterización molecular más habituales como el espoligotipado para discriminar cepas diferentes en el caso de perfiles muy prevalentes (como el SB0121 o el SB0339). Por todo ello, la monitorización sanitaria del jabalí y otros ungulados silvestres, ya legislada a nivel nacional, así como la del tejón, de acuerdo con estos resultados, se debe considerar en los planes de vigilancia de tuberculosis de la fauna silvestre tal y como se viene haciendo en la actualidad. Para ello, nuevas técnicas de diagnóstico, como el ensayo por inmunoabsorción ligado a enzimas (ELISA) basado en el derivado proteico p22, ha demostrado ser muy útil y más sensible y rápido que el cultivo bacteriológico13,14. La sensibilidad del cultivo en ocasiones es baja por la permanencia de animales en estadios iniciales o latentes de la enfermedad, en los que esta se manifiesta de manera subclínica. A la vista de los resultados, se recomienda la utilización del ELISA basado en la p22 para la monitorización de la enfermedad en tejones, especialmente interesante para la detección de infecciones tempranas, con posibilidad de utilizarlo solo, o en combinación con otras técnicas rápidas y sensibles como la PCR cuantitativa. Como ejemplo, durante los años 2008-2020, en ambientes atlánticos un total de 27/639 tejones (4,23 %) fueron positivos a cultivo para el CMT, mientras que 160/673 (23,77 %) lo fueron al ELISA p22, poniendo de manifiesto la mayor sensibilidad obtenida con el ELISA, a la par que sus ventajas en cuanto a rapidez y coste-beneficio9

A su vez, y como parte de las actuaciones a llevar a cabo sobre la fauna silvestre en materia de tuberculosis, ha de considerarse la estrategia de vacunación15. En este Proyecto se evaluó la eficacia de la vacunación del tejón con la vacuna M. bovis inactivada por calor HIMB, administrada por vía oral directamente en las tonsilas. Los resultados indican que la vacunación con HIMB indujo mayor protección, en términos de reducción de la carga bacteriana y gravedad de las lesiones observadas, que la vacuna viva BCG, lo que haría de ella una medida de control atractiva para su uso en condiciones de campo, previa evaluación de su eficacia protectora en cebos16,17. El estudio relativo a la eficacia de la misma por esta ruta de administración (oral en cebo), indica que la vacuna sería parcialmente eficaz en un 75 % de los animales vacunados (figura 6) (Juste et al., en revisión), abriendo nuevas vías de investigación para evaluar los factores individuales que determinan la protección (o no) de los animales vacunados.

RECOMENDACIONES A FUTURO: ¿HACIA DÓNDE QUEREMOS IR?

En definitiva, las actividades realizadas en este Proyecto han generado un gran volumen de información que puede servir de base para formular recomendaciones que ayuden a avanzar en el camino de la erradicación de la tuberculosis bovina. En lo referente al ganado bovino, los trabajos realizados demuestran la utilidad del análisis de la información que se genera de manera rutinaria en la ejecución del programa (número de animales analizados, resultados de las pruebas, características de los mismos). Basándose en esos datos se ha demostrado que las pruebas diagnósticas utilizadas en la actualidad ofrecen en términos generales una buena sensibilidad de rebaño y una buena especificidad individual. No obstante, estos análisis también ponen de manifiesto la importancia de considerar aquellas características propias de la explotación (censo, manejo, aptitud, patrón de movimientos, historial de tuberculosis) y de las pruebas diagnósticas (factores que pueden afectar a su rendimiento incluyendo estacionalidad, presencia de otras micobacterias, etc.) en la interpretación de los resultados de las pruebas diagnósticas. Este abordaje individualizado de los brotes de tuberculosis es particularmente importante en aquellas zonas problemáticas en las que el programa ha tenido más dificultades para lograr sus objetivos, y donde deben realizarse esfuerzos para adecuar el rendi- miento que pueden ofrecer las pruebas de diagnóstico ante y post mortem maximizando su sensibilidad (en zonas infectadas) o especificidad (en regiones libres). Los factores de riesgo identificados en los trabajos realizados gracias a Eratub pueden servir para optimizar la gestión de los brotes de tuberculosis en circunstancias especiales, así como para optimizar la aplicación de las herramientas diagnósticas disponibles en la actualidad y para el desarrollo de otras nuevas que no se vean afectadas por las mismas limitaciones.

En lo que a la fauna silvestre se refiere, hay que tener en cuenta que su gestión difiere notablemente de la ganadera, no existiendo posibilidad de realizar un saneamiento como tal. La vigilancia sanitaria en fauna silvestre consiste en controlar el estado sanitario de manera continuada de una población determinada con el fin de detectar la aparición de una enferme- dad o la variación de su prevalencia en el tiempo. Según la legislación vigente, esta puede realizarse a través de una vigilancia activa o pasiva, siendo ideal la combinación de ambas. La vigilancia pasiva de la tuberculosis en tejón permanece en general un poco “olvidada”, no dándole en ocasiones la importancia que tiene. Los esfuerzos en el control de la fauna silvestre, una vez conocido su estado sanitario, deben encaminarse a reducir los contactos entre esta y los animales domésticos, mejorando las medidas de bioseguridad, promoviendo una gestión cinegética sensata, reforzando la vigilancia sanitaria tanto activa como pasiva y estudiando la posibilidad de la vacunación. La vacunación de la fauna silvestre no constituye todavía a día de hoy una opción factible para el control de la tuberculosis en España, si bien, parece constituir una herramienta prometedora a utilizar en el futuro dentro del sistema integrado de medidas de control frente a la tuberculosis. Por último, técnicas de reciente desarrollo como la secuenciación del genoma completo deben aplicarse de manera creciente en el marco de los programas de erradicación, ya que han demostrado su utilidad para establecer el riesgo de transmisión de la infección entre las especies domésticas y silvestres que contribuyen al mantenimiento de la tuberculosis bovina, como para reconstruir las cadenas de transmisión entre explotaciones infectadas. La generación de nueva información sobre la variabilidad genética esperable en cepas de M. bovis y M. caprae ayudará a determinar con mayor precisión y rapidez las fuentes más probables de infección en zonas de baja prevalencia y en zonas endémicas, permitiendo la aplicación de medidas de control y prevención dirigidas específicamente contra estas.

Referencias Bibliogr Ficas Generadas En El Proyecto Eratub

Artículos publicados

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17. Blanco Vazquez C, Prieto M, Barral M, Juste RA, Lesellier S, Salguero FJ, Dave D, Martinez IZ, de Garnica Garcia MG, Casais R et al.: Local Lung Immune Response to Mycobacterium bovis Challenge after BCG and M. bovis Heat-Inactivated Vaccination in European Badger (Meles meles). Pathogens 2020, 9(6).

Artículos en revisión

Juste RA, Blanco-Vázquez C, Barral M, Prieto JM, Varela-Castro L, Lesellier S, Davé D, Sevilla IA, InfantesLorenzo JA, Adriaensen H, Herrero-García G, Garrido JM, Casais R, Balseiro A. Efficacy of inactivated Mycobacterium bovis vaccine delivered to European badgers (Meles meles) through edible bait. Vaccine Pozo P, Bezos J, Romero B, Grau A, Nacar J, Saez JL, Minguez O, Alvarez J. Once bitten twice shy: risk factors associated with bovine tuberculosis recurrence in Castilla y Leon, Spain. Research in Veterinary Science