Use of epidemiological analytic tools and molecular characterization techniques to inform bovine tuberculosis eradication programs

Abstract

Bovine tuberculosis (bTB) is an infectious disease with a complex epidemiology at the human-animal-environment interface which, despite the application of extensive control measures, is still prevalent in livestock and wildlife in several regions of Spain. The disease, caused by Mycobacterium bovis (and to a lesser extent M. caprae), remains a concern due to its negative impact on animal health and welfare, together with the important consequences for production and animal trade that its presence imposes. Eradication programs of bTB in cattle in Spain are based on a combination of regular test and slaughter policies using mostly the single intradermal test (SIT), the interferon-gamma (IFN-γ) assay as an ancillary test in infected herds, and abattoir post-mortem inspection. Disease eradication at the herd level is challenging due to several factors including the limitations in the sensitivity of available diagnostic techniques, the risk of introduction of undetected infected animals, the proximity to positive farms, and the contact with infected wildlife reservoirs. This thesis is based on the application of different analytic tools such as social network analysis, epidemiological models and whole genome sequencing (WGS) to quantify the relative importance of risk factors impairing disease control in Spain using a multidisciplinary approach...La tuberculosis bovina (TBb) es una enfermedad zoonósica de gran relevancia en la interfaz ser humano-animal-medio ambiente causada por las especies bacterianas Mycobacterium bovis y -en menor medida- M. caprae. La TBb tiene un gran impacto en la salud y bienestar animal, además de las graves consecuencias económicas que su presencia provoca en la producción y el comercio de ganado. A pesar de la aplicación de exhaustivas medidas de control, la prevalencia de la TBb es elevada en ganado y especies salvajes en varias regiones de España. Los programas de erradicación se basan en la aplicación rutinaria de estrategias de diagnóstico y sacrificio, empleando principalmente la prueba de la intradermotuberculinización (IDTB), el test de detección de interferón gamma (IFN-γ) complementario en rebaños infectados y la inspección post-mortem en matadero. La erradicación de la TBb a nivel de rebaño resulta compleja debido a diversos factores entre los que se incluyen la limitada sensibilidad de las pruebas diagnósticas disponibles, el riesgo de introducción de animales infectados no detectados, la proximidad a granjas positivas y el contacto con reservorios salvajes infectados. La presente tesis doctoral se basa en la aplicación de diversas herramientas analíticas como el análisis de redes sociales, modelos epidemiológicos y técnicas de secuenciación masiva para cuantificar la relativa importancia de los factores de riesgo que afectan el control de la TBb en España...