Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016...

104
              Annex I of opinion 122016   Subject :  Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom 2015/11  Opinion approved by the Scientific Committee on 17 June 2016      Key terms: Mycobacterium bovis  bovine tuberculosis  surveillance  diagnostic tests  epidemiology   Sleutelwoorden: Mycobacterium bovis  boviene tuberculose  bewaking  diagnostische testen  epidemiologie   Mots clés: Mycobacterium bovis  tuberculose bovine  surveillance  examens diagnostiques  épidémiologie SCIENTIFIC COMMITTEE of the Belgian federal Agency for the Safety of the Food Chain

Transcript of Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016...

Page 1: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

 

 

            

Annex I of opinion 12‐2016  

Subject:  

Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom 2015/11 

 Opinion approved by the Scientific Committee on 17 June 2016  

    

Key  terms: Mycobacterium bovis – bovine  tuberculosis –  surveillance – diagnostic  tests – epidemiology   

Sleutelwoorden: Mycobacterium bovis  – boviene  tuberculose  – bewaking  – diagnostische testen – epidemiologie   

Mots  clés:  Mycobacterium  bovis  –  tuberculose  bovine  –  surveillance  –  examens diagnostiques – épidémiologie 

SCIENTIFIC COMMITTEEof the Belgian federal Agency for

the Safety of the Food Chain

Page 2: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            2/104 

 

Contents Executive summary ................................................................................................................................. 7 1  Definitions & Abbreviations .......................................................................................................... 10 2  Terms of reference ........................................................................................................................ 11 2.1 Question ...................................................................................................................................... 11 2.2 Methodology / Rationale ............................................................................................................ 11 

3  Introduction ................................................................................................................................... 11 3.1 Bovine tuberculosis ..................................................................................................................... 11 3.2 Epidemiologic context of bTB in Belgium and the EU ................................................................. 13 3.2.1  Overview of bTB in EU ..................................................................................................... 13 3.2.2  History of bTB outbreaks in Belgium ............................................................................... 14 

3.3 Legal framework ......................................................................................................................... 14 3.3.1  EU Legal framework ......................................................................................................... 15 3.3.2  National legal framework ................................................................................................ 16 

3.4 Current measures concerning monitoring and surveillance ....................................................... 16 4  Evaluation of the current diagnostic techniques for the detection of bTB ................................... 17 4.1  Intradermal skin test ‐ Delayed hypersensitivity test ................................................................. 17 4.1.1  Principle ........................................................................................................................... 17 4.1.2  Injection site .................................................................................................................... 17 4.1.3  Tuberculin ........................................................................................................................ 18 4.1.4  Sensitivity and specificity and influencing factors ........................................................... 18 4.1.5  Non‐bovine animals ......................................................................................................... 20 

4.2  Identification of the agent .......................................................................................................... 20 4.2.1  Microscopic examination ................................................................................................ 20 4.2.2  Bacterial culture............................................................................................................... 21 4.2.3  Molecular methods ......................................................................................................... 21 

4.3  Interferon gamma test ................................................................................................................ 22 4.3.1  Principle of the test ......................................................................................................... 22 4.3.2  IFN‐γ test based on PPDs ................................................................................................. 23 4.3.3  IFN‐γ test based on specific antigens .............................................................................. 24 4.3.4  Use of IFN‐γ test as serial or parallel confirmation test .................................................. 25 4.3.5  Influence of skin test on serial use of IFN‐γ ..................................................................... 26 4.3.6  Non‐bovine animals ......................................................................................................... 27 4.3.7  Conclusion ....................................................................................................................... 28 

4.4 Serological tests .......................................................................................................................... 29 4.4.1  Introduction ..................................................................................................................... 29 4.4.2  ELISA Ab test IDEXX (MPB70 and MPB83) ....................................................................... 29 4.4.3  EnferplexTM TB assay (chemiluminescent assay): .......................................................... 32 4.4.4  Non‐bovine animals ......................................................................................................... 34 4.4.5  Applicability of an ELISA in the Belgian cattle population ............................................... 34 4.4.6  Conclusions ...................................................................................................................... 35 

4.5 Combination of diagnostic tests ................................................................................................. 36 4.6 General conclusion ...................................................................................................................... 37 

5  Evaluation of the current Belgian bTB surveillance program ........................................................ 38 5.1 Facts and figures ......................................................................................................................... 38 5.2 Scenario tree analysis ................................................................................................................. 39 5.3 Expected true and false positive reactions ................................................................................. 39 5.4 Estimation of the direct and indirect costs ................................................................................. 41 5.5 Conclusion ................................................................................................................................... 42 

6  Risk factors of infection and spread to be considered in bTB surveillance ................................... 42 

Page 3: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            3/104 

7  Recommendations ........................................................................................................................ 44 7.1 Data collection and data warehouse .......................................................................................... 44 7.2 Risk based surveillance and proportionate measures ................................................................ 44 7.3 Raising awareness of actors in the field ...................................................................................... 45 7.4 Surveillance components ............................................................................................................ 45 7.4.1  Purchase surveillance ...................................................................................................... 45 7.4.2  Winter screening ............................................................................................................. 45 7.4.3  Surveillance in suspected / outbreak herds .................................................................... 46 7.4.4  Tracing analysis of outbreaks .......................................................................................... 46 7.4.5  Slaughterhouse surveillance ............................................................................................ 46 

7.5 Diagnostic tests ........................................................................................................................... 46 7.6 Molecular typing of bTB isolates ................................................................................................. 46 7.7 Domestic non‐bovine animals ..................................................................................................... 47 7.8 Wildlife ........................................................................................................................................ 47 7.9 Biosecurity measures .................................................................................................................. 47 

8  Conclusions .................................................................................................................................... 47 9  Answer to specific questions ......................................................................................................... 48 9.1  Is it, under the current field conditions with growing numbers of cattle on farms which are often not (well) fixated, still feasible to perform a ‘secundem artem’ intradermal skin test? Is there modern equipment to allow a sufficient fixation of cattle in order to correctly perform and read an intradermal skin test?........................................................................................................................ 48 9.2 Can the proposed decision tree (including the use of tuberculination and gamma‐interferon test) be validated? ............................................................................................................................. 49 9.3 Evaluation of proposals to modify the current royal decree of 17 October 2002 regarding the control of bovine tuberculosis........................................................................................................... 49 9.3.1  To introduce the control against Mycobacterium spp. other than M. bovis which is currently the only Mycobacterium species mentioned in the royal decree: M. caprae, M. tuberculosis,… ............................................................................................................................... 49 9.3.2  To install a mandatory notification of M. bovis and M. tuberculosis for animal species other than cattle. Are measures necessary if tuberculosis is diagnosed in other animal species (dogs, cats, sheep, goats, exotic animals, wild animals, zoo animals, other domestic animals, …), also if cattle are held on the same farm? ...................................................................................... 49 9.3.3  To merge the definitions ‘suspected of being affected’ and ‘suspected of being contaminated’ ............................................................................................................................... 50 9.3.4  Adjustment and clarification of the minimum age for intradermal skin test at purchase and at complete herd testing ........................................................................................................ 50 

9.4 Evaluation of the Tuberculosis Action plan ................................................................................. 51 References ............................................................................................................................................. 52 Members of the Scientific Committee .................................................................................................. 64 Conflict of interest ................................................................................................................................. 64 Acknowledgements ............................................................................................................................... 64 Composition of the working group ....................................................................................................... 64 Legal framework .................................................................................................................................... 65 Disclaimer .............................................................................................................................................. 65 Appendix I: Specific questions in the request of opinion ...................................................................... 66 Appendix II: Procedure for the intradermal skin test according to the OIE (2009) .............................. 68 Appendix III: Compliance of Belgian field veterinarians to the testing procedures as recommended by USDA (2015) .......................................................................................................................................... 70 Appendix IV: Advantages and disadvantages of equipment which is used by Belgian field veterinarians for the injection of tuberculin during the intradermal skin test ..................................... 72 Appendix V: On which species, other than cattle, can the SIT be applied? .......................................... 73 Appendix VI: Diagnostics strategies for bTB in other countries ............................................................ 85 

Page 4: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            4/104 

Appendix VII: The use of the IFN‐y test in non‐bovine animals ............................................................ 89 Appendix VIII: Serological diagnostic tests to be used in non‐bovine animals ..................................... 99 Appendix IX: Occurrence of M. bovis in domestic and wild animals worldwide – literature overview. ............................................................................................................................................................. 104 

 Tables Table 1.  Parameters affecting the intradermal skin test ................................................................... 19 Table 2.  value of sensitivity and specificity of diagnostic test (Courcoul et al., 2014) ...................... 22 Table 3.  Summary of meta‐analysis results for sensitivity and specificity of diagnostic tests for bovine TB on cattle from AHVLA systematic review (EFSA, 2012(a)) ................................................... 24 Table 4.  Sensitivity and specificity of the IFN‐y assay (BOVIGAM) in different studies in cattle using different recombinant proteins or peptides or a combination of them (Bezos et al., 2014) ............... 25 Table 5.  Studies between 2008‐2012 describing the effect of CFT on IFN‐y test (Schiller et al., 2010b)   ............................................................................................................................................. 26 Table 6.  Studies between 1994‐2010 describing the effect of CCT on IFN‐g (Schiller et al., 2010b) 27 Table 7.  Sensitivity of IDEXX M. bovis antibody ELISA with sera collected from naturally infected cattle (Waters et al., 2011). ................................................................................................................... 30 Table 8.  Specificity of IDEXX M. bovis antibody ELISA with sera collected from non‐infected cattle from various geographic regions (Waters et al., 2011).. ....................................................................... 30 Table 9.  Summarized results of the study of Buddle et al. (2013) .................................................... 30 Table 10.  Number of animals detected as positive within herds A and B using the different diagnostic techniques (Casal et al., 2014). ............................................................................................ 31 Table 11.  Cohorts of samples tested by Enfer multiplex immunoassay and individual responses to ESAT‐6, CFP‐10, and MPB83 antigens. .................................................................................................. 33 Table 12.  Performance of the Enferplex TB multiplex immunoassay on field animals. .................. 33 Table 13.  Number of animals detected as positive in herds A and B using the different diagnostic techniques (Casal et al., 2014). ............................................................................................................. 34 Table 14.  Added value in terms of sensitivity and specificity for single and a combination of different diagnostic tests under conditional independent events ........................................................ 37 Table 15.  Odds of detection of different surveillance components in Belgium using historical data    ......................................................................................................................................... 39 Table 16.  Input parameters for the benchmarking study according to Welby et al. (2015)........... 39 Table 17.  Expected true, false and total positive reactors for tested beef categories in the different surveillance components (purchase (PUR) and slaughterhouse (SLGH)) – adapted from Welby et al. (2015) ................................................................................................................................ 40 Table 18.  Summary of direct and indirect cost obtained from available data in Belgium .............. 41 Table 19.  Major risk factors described in scientific literature (adapted from Humblet et al., 2009) .    ......................................................................................................................................... 42 Table 20.  Mycobacterium spp. identified as responsible for bTB ................................................... 49 Table 21.  Sensitivity and specificity of diagnostic assays based on CMI and antibody production (ELISA) in some studies performed in goats (from (Bezos et al., 2012)).. ............................................. 74 Table 22.  Sensitivity and specificity of diagnostic assays based on CMI and antibody production (ELISA) in some studies performed in goats (from (Bezos et al., 2012)).. ............................................. 74 Table 23.  Summary of the number of positive reactors (R+), sensitivity (Se, Wilson CI 95%) detected in the 7 dairy caprine flocks subjected to depopulation using single and comparative intradermal tuberculin test (SIT and SCIT tests respectively (Bezos et al., 2014b). .............................. 75 Table 24.  Sensitivity and specificity of skin test on camelid (Alvarez et al., 2012). ........................ 78 Table 25.  Summary of CMI assays employed in different non‐bovid wildlife since 2009 (Chambers, 2009, 2013).   ......................................................................................................................................... 80 Table 26.  Summary of Key Features of Bovine Tuberculosis in Wildlife Reservoirs (Fitzgerald and Kaneene, 2013). ..................................................................................................................................... 82 

Page 5: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            5/104 

Table 27.  Examples of free living wildlife or captive wildlife reported with M. bovis (Cousins and Florisson, 2005). .................................................................................................................................... 83 Table 28.  Brief overview of bTB status and diagnostic strategies in the USA, in various European countries and in New Zealand (Schiller et al., 2010a). .......................................................................... 87 Table 29.  Summary of the application of IFN‐g test internationally (Strain et al., 2012). .............. 88 Table 30.  Summary of different Se and Sp estimates for the use of the IFN‐y test in goats .......... 89 Table 31.  Results of diagnostic test for TB in suspicious sheep cohabiting with TB‐infected cattle and/or goats (Munoz‐Mendoza et al., 2015) ........................................................................................ 90 Table 32.  Evaluation of diagnostic techniques in TB‐infected sheep. Concordance (Cohen’s Kappa), sensitivity and specificity of techniques performed using both culturen and histopthology as ‘gold standards’ (Munoz‐Mendoza et al., 2015) ................................................................................... 90 Table 33.  Criteria for interpretation of the IFN‐y assay in pigs (Pesciarolli et al., 2012) ................ 91 Table 34.  Comparison between the results of the IFN‐y assay and the results of post mortem inspection (lesions) and bacterial culture (microbiology) (Pesciaroli et al., 2012) ............................... 91 Table 35.  title ................................................................................................................................... 91 Table 36.  title ................................................................................................................................... 92 Table 37.  IFN‐γ ELISA results for a total of 17 cats (numbered sequentially) submitted to the TB Diagnostic section of the VLA plus five healthy control cats (Rhodes et al., 2008) .............................. 93 Table 38.  IFN‐γ response rates (%) in study groups using different test interpretation criteria. Percentage of cats in each group that were IFN‐γ test‐positive to mycobacterial antigens (Rhodes et al., 2011).  94 Table 39.  title ................................................................................................................................... 95 Table 40.  Sensitivity and Specificity of the skin test in Lions (Keet et al., 2010) ............................. 96 Table 41.  Mean OD450 values of whole blood samples of 11 lions from BTB‐free areas (Maas et al., 2012)  96 Table 42.  Se and Sp of serological test performed in camelids with known infectious status (Alvarez et al., 2012). ........................................................................................................................... 100 Table 43.  Reported Se and Sp estimates for currently available serological test for the diagnosis of TB in non‐bovines species (Broughan et al., 2013). ............................................................................ 101 Table 44.  Summary of serological tests employed in different non‐bovid wildlife published since 2009.  101 Table 45.  Commercial availability of tests referred to by Chambers, 2013 .................................. 102   

Figures Figure 1.  Situation of Bovine tuberculosis in Europe. .................................................................... 13 Figure 2.  Number of bTB outbreaks during the last 15 years in Belgium. ...................................... 14 Figure 3.  Principle of the IFN‐y test (https://www.thermofisher.com/content/dam/LifeTech/global/applied‐sciences/pdfs/animal‐health/prionics_literature_tb_link4.pdf). ............................................................................................. 22 Figure 4.  Usefulness of different diagnostic test in relation with the progression of bTB infection (Vordermeier et al., 2004). .................................................................................................................... 29 Figure 5.  Antibody responses of the two non‐infected bulls (ID numbers 1964 and 1954) and the four M. bovis infected animals (ID numbers 3174, 2148, 2149 and 1977) using IDEXX Mycobacterium bovis antibody kit (cut‐off value >30% indicated by red line). SIT was perfomed at 115 days post‐infection.   ......................................................................................................................................... 32 Figure 6.  Principle of EnferplexTM TB assay in 96 well plates. ...................................................... 32 Figure 7.  Experimental serial testing scheme based on the combination of SICT and gamma‐interferon (IFN‐γ) tests according to Praud et al. (2015). ..................................................................... 86 Figure 8.  Genetic sequence of lion and cheetay IFN‐y (Maas et al., 2010) .................................... 96 Figure 9.  Results of the IFN‐γ responses for the 51 rhinoceroses (1 excluded), expressed as OD490 nm or as ng/ml (Morar et al., 2013). ......................................................................................... 97 

Page 6: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            6/104 

Figure 10.  title ................................................................................................................................... 98 Figure 11.  Rapid test called also Stat‐Pak assay by Chembio Diagnostics Systems, Inc ................... 99 Figure 12.  DPP (Dual‐path platform) system. ................................................................................... 99     

Page 7: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            7/104 

Executive summary 

Background & Terms of reference Bovine tuberculosis (bTB) is an infectious zoonotic disease caused by Mycobacterium bovis that may affect  cattle,  other  domesticated  animals  and  wildlife.  People  get  mostly  exposed  via  the consumption of raw milk and raw milk products or via animal contact (aerosol). Bovine tuberculosis is an officially notifiable disease. Despite  the  fact  that Belgium  is officially  free of bTB since 2003,  its surveillance still remains important because almost every year one or more outbreaks are detected. From an economical perspective, it is very important for Belgium to maintain its officially tuberculosis free status in order to facilitate intracommunity trade. The epidemiological evolution  in a number of neighboring countries has demonstrated  that, when awareness for bTB in domesticated animals decreases, bTB can reemerge.This decreased awareness in domesticated animals can  lead  to a  spill‐over of bTB  to wild animals making  the control of bTB even more difficult. Recently,  stakeholders have expressed a number of problems and  constraints about their role within the current bTB surveillance program. Given these circumstances, the Scientific Committee was asked to perform a thorough evaluation of the current bTB surveillance and control program  in Belgium. Next to a general evaluation, a great number of specific questions were asked.   Methodology In  this opinion, a  thorough evaluation of  the bTB  surveillance  in Belgium has been executed. This evaluation is based on simulation exercises (scenario tree analysis to evaluate the sensitivity of each surveillance  component),  a benchmarking  study  comparing  the expected number of  false positive reactors  with  the  actual  notified  reactors  and  an  estimation  of  the  direct  and  indirect  costs  of surveillance.  Furthermore, this opinion contains a review of current diagnostic techniques for bTB and risk factors to be  considered  in bTB  surveillance. This  review  is based on  the available knowledge  in  scientific literature and on expert opinion.  Finally, a number of  recommendations  regarding bTB surveillance are proposed. Their  relevance  is evaluated by experts.  Literature review: diagnostic techniques and risk factors The  Scientific  Committee  has  performed  a  comprehensive  literature  review  to  characterize  and evaluate different diagnostic techniques for bTB which can be used in bTB surveillance in Belgium.  The  intradermal  skin  test  or  delayed  hypersensitivity  test  involves  the  intradermal  injection  of bovine  tuberculin  purified  protein  derivative  (PPD)  and  the  subsequent  detection  of  swelling (delayed hypersensitivity) at the site of injection 72 hours later. This may be performed using bovine tuberculin  alone  (single  intradermal  test,  SIT)  or  as  a  comparative  test  using  avian  and  bovine tuberculins (single intradermal comparative test, SICT) to differentiate between an infection with M. avium and M. bovis respectively. The test should be performed in the anterior neck area to render its sensitivity as high as possible. In literature, a wide range of sensitivity (Se) and specificity (Sp) values are reported: Se between 53% (27.3‐81.5, 95% CI) and 69.4% (40.1‐92.2, 95% CI); Sp between 55.1% and  more  than  99%  showing  a  median  value  over  95%.  Indeed,  a  lot  of  technical  and  socio‐economical parameters can affect the results of the intradermal skin test.  The isolation of M. bovis by bacterial culture is the gold standard method for the diagnosis of bTB. According to the Belgian  legislation, the solely  isolation of the bacteria remains the definitive proof for the confirmation of an outbreak. However, bacterial culture is time consuming and may last from 8  to 12 weeks. Methods which  allow  a  faster  result  (in 2‐3 weeks) exist, but  are not  validated  in veterinary medicine. A single recommended protocol  for bacterial culture of Mycobacteria has not 

Page 8: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            8/104 

been  described  in  literature  or  in  reference manuals.  Therefore,  it  is  necessary  that  the  culture protocol is validated in each laboratory. The development of new bacterial media or methods needs to be put in perspective with the development of molecular diagnostic methods (RT‐PCR). Molecular tests always surpass bacteriology in terms of rapidity in results. There are various molecular methods  to detect M. bovis. However,  the best molecular method  in term of Se and Sp is the real‐time PCR (RT‐PCR): Se 87% and Sp 97%. The method is a good option to obtain  rapid and good quality diagnosis of bTB. Therefore,  the RT‐PCR should be considered as an official  tool  for  the diagnosis of bTB. However,  the  isolation of M. bovis  remains  relevant  to allow molecular typing and epidemiology.  The  interferon gamma test measures the release of the gamma  interferon  (IFN‐γ)  lymphokine  in a whole‐blood culture system. The assay is based on the release of IFN‐γ from lymphocytes sensitized during  a  16–24‐hour  incubation  period  with  a  specific  recall  antigen  (like  PPD‐tuberculin).  The detection of bovine IFN‐γ  is carried out with a sandwich ELISA that uses two monoclonal antibodies to bovine gamma‐interferon. Because the assay makes use of viable blood cells,  it  is recommended that the blood samples are transported to the  laboratory and the assay set up as soon as practical, but not later than the day of blood collection. Based on a meta‐analysis of 15 field studies conducted between 1991 and 2006, an estimated median Se of 87.6% (with a range between 73% and 100%) and  a  Sp  of  96.6%  (with  a  range  of  85%  and  99.6%)  is  reported.  Also,  a  possible  boost  of  IFN‐y production after skin test  is reported  in  literature. Moreover,  infected animals are detected sooner with  the  IFN‐y test  than with  the skin  test. To conclude, the  IFN‐y test  is a very promising  test but validation of the different kits and antigens must be performed under Belgian field conditions.  There are  several  serological  tests  for bTB. The ELISA  test appears  to be  the most  suitable of  the antibody‐detection tests and can be complementary to tests based on cellular  immunity notably to detect animals that are anergic and do not react to the skin test and  IFN‐γ anymore. The test  is an easy, fast, objective, and cost‐effective option for bTB surveillance. However, the Se of the ELISA  is low (estimated at 63% with a range between 30% and 97%) while the Sp is estimated at 98% (with a range  between  88  and  100%).  A  boost  of  antibodies  after  the  skin  test  (2 weeks)  is  reported  in literature.  A  simulation  exercise  has  been  performed  to  calculate  the  theoretical  Se  and  Sp  of  different combinations of diagnostic tests. These results can be used by risk managers to obtain the desired Se en Sp for bTB surveillance in the future.  The use of every diagnostic test in non‐bovine animals has also been evaluated. In general, it can be concluded that these studies are based on a small number of animals and herds for estimation of the values for Se and Sp and for some species data are still lacking. Hence, the practical use of these tests in other species is currently not advisable.  Finally, all known risk factors for bTB infection in scientific literature are described. These risk factors should be taken into account to allow a risk based surveillance of bTB.  Evaluation of the current bTB surveillance program A  scenario  tree  analysis  has  been  performed  in  order  to  evaluate  the  sensitivity  of  the  different components of  the Belgian bTB surveillance program  to prove  the official  freedom of disease. The outcome of the model (scenarios) was mostly influenced by the following parameters: the number of tested animals per component as well as the used Se for each of the test(s). External validation of the output using a logistic regression model showed that herd tuberculinations (during winter screening) and  slaughterhouse  post‐mortem  inspections were  significant  components  to  detect  outbreaks  in Belgium.  Considering  the  low  number  of  positive  results,  this was  not  the  case  for  the  purchase testing,  despite  it  has  been  identified  as  a  risk  factor  for  introduction  and  dissemination  of  bTB. 

Page 9: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            9/104 

Furthermore,  a  benchmarking  study  in  which  the  expected  number  of  positive  reactors  was compared with the actual number of notified reactors clearly shows underreporting during purchase surveillance of bTB. Considering the relatively low declaration of positive or doubtful reactions during tuberculin  testing at purchase,  its effectiveness  in  the  surveillance program  can be questioned.  In addition, given the estimated costs of purchase testing of 1.177.461,59 € for 2014, the cost‐benefit of the present strategy is questionable. In conclusion, the efficacy of the current surveillance program, which especially makes use of SIT as first line screening test, can be questioned.   Recommendations It is important to raise awareness of all the actors involved in the bTB surveillance program by regular information  and  training.  Basic  biosecurity  measures  (e.g.  quarantine)  are  too  often  not  (well) applied  by  cattle  farmers  in  Belgium,  although  they  are  very  important  for  bTB  prevention. Therefore, farmers and veterinarians must be stimulated to respect these biosecurity measures.  It is recommended to adapt the surveillance program by: 

- replacing the SIT test by a combined IFN‐y and a serological test (in parallel) at purchase. In case of positive/doubtful result,  it  is recommended that the competent authorities execute themselves a SIT as confirmation test; 

- maintaining  the SIT  test performed by  the private veterinarian during winter  screening.  In case of positive/doubtful result,  it  is recommended that the competent authorities execute themselves an IFN‐y test as confirmation test; 

- executing both a SIT (or SICT), IFN‐y and serological tests on all cattle present on the farm in suspected/outbreak herds; 

- maintaining the SIT test performed by the private veterinarian during tracing analysis. In case of  a  positive/doubtful  result  it  is  recommended  that  the  competent  authorities  execute themselves an IFN‐y test as a confirmation test; 

- classification  of  bovine  herds  and/or  individual  animals  according  to  their  risk  for  bTB allowing a more targeted surveillance of high risk herds/animals at slaughter. 

 It  is  recommended  to  store epidemiologic data  in a centralized FASFC database consultable  for all actors  involved  in the surveillance network and allowing to perform a risk based surveillance based on bTB history.   It is recommended to adapt the control measures and their duration (i.e. blocking of farms) based on indicators allowing to allocate a risk profile to animals and/or herds.   It  is  recommended  to adapt  legislation  in  relation  to  current and  future available diagnostics  (e.g. inclusion of nucleic acid recognition methods (RT‐PCR), IFN‐y test and serological tests or any other new method). RT‐PCR should be used as first line diagnostic (in parallel with bacteriological culture) to allow a  faster  confirmation of a positive  case and  to  reduce  the  time a  farm  is blocked after a positive or doubtful test. The  recent bTB  case  in an  imported alpaca  in Belgium  shows  that vigilance  for bTB  in non‐bovine domesticated animals  is  very  important as  they  can be a  source of  introduction. Moreover,  there have  been  some  recent  bTB  in  badger,  deer  and wild  boar  in  France,  close  to  the  border with Belgium.  Therefore,  it  is  strongly  recommended  to  install  a  continuous  surveillance  program  in wildlife  in  Belgium  based  on  known  risk  factors.  For  camelids,  a  surveillance  program  is  also recommended.  Furthermore,  it  is  recommended  to  stimulate  the  development  and  validation  of diagnostic tests which can be applied in non‐bovine domesticated species and wildlife and which can be useful in case these animals are kept on the same farms or in close vicinity to bovines.    

Page 10: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            10/104 

1 Definitions & Abbreviations 

bTB    bovine tuberculosis CFT    caudal fold test: single intradermal skin test performed at the caudal fold CI    Confidence Interval CMI    cell‐mediated immunity DPP    dual‐path platform FASFC    Federal Agency for the Safety of the Food Chain M. bovis  Mycobacterium bovis MAP    Mycobacterium avium subspecies paratuberculosis MAPIA    multiantigen print immunoassay MTC    Mycobacterium tuberculosis complex NOTF    not officially tuberculosis free NRL    National Reference Laboratory OTF    officially tuberculosis free PPD    purified protein derivative PPDB/PPDA  protein purified derivative from M. bovis (B) or from M. avium (A) PUR    purchase RT    rapid test RT‐PCR   real‐time PCR Se    Sensitivity SICT    single intradermal comparative test SIT    single intradermal test SLGH    slaughterhouse Sp    Specificity IFN‐γ    Interferon‐gamma 

   

Page 11: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            11/104 

2 Terms of reference 

2.1 Question 

Despite the fact that Belgium is officially free of bTB since 2003, surveillance against bTB still remains an  important  task  because  almost  every  year  one  or  more  outbreaks  are  detected.  From  an economical point of view,  it  is very  important  for Belgium  to maintain  its OTF status  to allow easy intracommunity trade. The epidemiological evolution in a number of neighboring countries demonstrates that, if awareness for  bTB  in  domesticated  animals  decreases,  bTB  can  reemerge.  This  lowered  awareness  in domesticated animals can lead to a spill‐over of bTB into wild animals making the control of bTB even more difficult. Recently, stakeholders have expressed a number of problems and constraints about their role within the current bTB surveillance program.  Given these circumstances, the Scientific Committee was asked to perform a thorough evaluation of the current bTB surveillance and control program in Belgium. Besides a general evaluation, a number of  specific  questions  were  asked.  All  specific  questions  are  listed  in  Appendix  I.  For  readability purposes,  only  a  limited  number  of  specific  questions  are  answered  directly  in  this  opinion.  The answers to the other questions can be found throughout the text.  The final opinion should serve as a basis for future adaptations of the bTB surveillance and control program. 

2.2 Methodology / Rationale 

A  thorough  evaluation  of  the  bTB  surveillance  in  Belgium  has  been  executed.  It  is  based  on simulation exercises (scenario tree analysis to evaluate the Se of each surveillance component), on a benchmarking  study  comparing  the  expected  number  of  false  positive  reactors  with  the  actual notified reactors and an estimation of the direct and indirect costs of surveillance. This opinion contains also a review of current diagnostic techniques for bTB and a list of risk factors that need to be considered  in bTB surveillance. This review  is based on the available knowledge  in scientific literature and on expert opinion. Finally,  a number of  recommendations  regarding bTB  surveillance  are proposed,  the  relevance of which is evaluated by experts.   Considering  the  discussions  during  the  workgroup  meetings  on  26/08/2015,  01/10/2015, 22/10/2015, 16/11/2015, 05/01/2016, 16/02/2016 and during the plenary sessions of the Scientific Committee on 23/10/2015, 18/03/2016 and 22/04/2016;   

the Scientific Committee gives the following advice:   

3 Introduction 

3.1 Bovine tuberculosis 

Bovine tuberculosis is caused by M. bovis which belongs to the Mycobacterium tuberculosis complex (MTC).  Members  of  this  complex  can  induce  tuberculosis  in  animals  and  humans.  The  most important species are M. bovis, M. tuberculosis, M. caprae and M.canetti. M. bovis is an intracellular pathogen. The target cells are macrophages and other monocytic cells. According to OIE (2009) bTB is an infectious disease caused by M. bovis (and some other members of MTC) that affects cattle, other domesticated animals and certain free or captive wildlife species. It is 

Page 12: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            12/104 

usually  characterised  by  the  formation  of  nodular  granulomas,  known  as  tubercles.  Although commonly defined as a chronic debilitating disease, bovine  tuberculosis can occasionally assume a more progressive course. Any body tissue can be affected, but lesions are most frequently observed in the lymph nodes (particularly of the head and thorax), lungs, intestines, liver, spleen, pleura, and peritoneum. In many cases, the course of the infection is chronic and signs may be lacking, even in advanced cases when many  organs may  be  involved. When  present,  clinical  signs  vary;  lung  involvement may be manifested by a cough, which can be induced by changes in temperature or manual pressure on the trachea. Dyspnea and other signs of low‐grade pneumonia are also an evidence of lung infection. In advanced cases, lymph nodes are often greatly enlarged and may obstruct air passages, alimentary tract,  or  blood  vessels.  Lymph  nodes  of  the  head  and  neck  may  become  visibly  affected  and sometimes  rupture  and  drain.  Involvement  of  the  digestive  tract  is  manifested  by  intermittent diarrhoea  and  constipation  in  some  instances.  Extreme  emaciation  and  acute  respiratory  distress may  occur  during  the  terminal  stages  of  tuberculosis.  Lesions  involving  the  female  genitalia may occur. Male genitalia are seldom involved. At necropsy, tubercles are most frequently seen in bronchial, mediastinal, retropharyngeal and portal lymph nodes and may be the only tissue affected. In addition, the lung, liver, spleen and the surfaces of body cavities are commonly affected. Early nodular pulmonary  lesions can often be detected by palpation. The lesions are usually non‐odoriferous. Other anatomical sites can be infected and should be examined.  bTB  is an  important zoonosis and human  infection mainly occurs through consumption of raw milk and products of  raw milk, but  the disease  is also  transferable  through  the air during close contact with  infected  animals.  bTB  has  been  identified  in  humans  in  most  countries  where  isolates  of mycobacteria  from  human  patients  have  been  fully  characterised.  The  incidence  of  pulmonary tuberculosis  caused  by  M.  bovis  is  higher  in  farm  and  slaughterhouse  workers  than  in  urban inhabitants (occupational disease). The transmission of M. bovis to humans via milk and its products is avoided by  the pasteurisation of milk. One of  the  results of  the bovine  tuberculosis eradication programs has been a  reduction  in disease and death  caused by bovine  tuberculosis  in  the human population. Although cattle are considered  to be  the  true hosts of M. bovis,  the disease has been  reported  in many  domesticated  and  non‐domesticated  animals.  Isolations  have  been  made  from  buffaloes, bison,  sheep,  goats,  equines,  camels,  pigs,  wild  boars,  deer,  antelopes,  dogs,  cats,  foxes, mink, badgers,  ferrets,  rats,  primates, New World  camelids  (llamas,  alpacas,  vicuñas,  guanacos),  kudus, elands, tapirs, elks, elephants, sitatungas, oryxes, addaxes, rhinoceroses, possums, ground squirrels, otters,  seals, hares, moles,  raccoons,  coyotes  and  several predatory  felines  including  lions,  tigers, leopards and lynx (De Lisle et al., 2001; O’Reilly & Daborn, 1995).  Bovine tuberculosis  in wildlife was first reported  in 1929  in greater kudu (Tragelaphus strepsiceros) and common duiker (Sylvicapra grimmi) in South Africa and by the 1940s, the disease was found to be endemic  in greater kudu.  In 1982  in Uganda, a prevalence of 10%  in African buffalo and 9%  in warthog (Phacochoerus aethiopicus) was found, and in Zambia, M. bovis infection has been reported in Kafue  lechwe  (Kobus  leche kafuensis) and  in a  single eland  (Traurotragus oryx). An outbreak of tuberculosis  in  wild  olive  baboons  (Papio  cynocephalus  anubis)  was  reported  in  Kenya. Mycobacterium bovis infection has also been diagnosed in African buffalo in the Kruger National Park in South Africa  (Bengis et al., 1996), and more  recently  spill over  to other  species  such as chacma baboon (Papio ursinus),  lion (Panthera  leo) and cheetah (Acynonyx  jubatus) as well as greater kudu has occurred.  The  rigorous application of  tuberculin  testing and  culling of  reactor cattle has eliminated M. bovis infection from farmed bovine populations in some countries, but this “test & slaughter” strategy has not  been  universally  successful.  Extensive  investigations  of  sporadic M.  bovis  reoccurrence  have 

Page 13: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            13/104 

shown that wildlife reservoirs exist in some countries and can act as a source of infection for cattle, deer and other  livestock. The risk that these reservoirs of  infection constitute for domestic animals and humans is quite variable depending on the specific epidemiological situation for the species and the  environment  (Corner,  2006;  Morris  et  al.,  1994).  The  detection  of  infection  in  a  wildlife population requires bacteriological investigation or the use of a valid testing method for the species involved (the tuberculin test  is not effective  in all species) together with epidemiological analysis of information. The badger (Meles meles) in the United Kingdom (Wilesmith, 1991) and the Republic of Ireland  (O’Reilly & Daborn, 1995), wild  boar  (Sus  scrofa)  in  Spain  (Naranjo,  2008),  the  brush‐tail possum  (Trichosurus vulpecula)  in New Zealand  (Animal Health Division  (New Zealand), 1986), and several wild living species in Africa have been shown to be capable of maintaining M. bovis infection. Control of transmission from the wildlife population to farmed species is complex and, up till now has relied on the reduction or eradication of the  infected wildlife population. The use of vaccination to control the disease in some species continues to be investigated. 

3.2 Epidemiologic context of bTB in Belgium and the EU 

3.2.1 Overview of bTB in EU 

Figure 1 gives an EU update  (14  January 2014) of  the bTB  situation  in Europe with  relation  to  the status (OTF (officially tuberculosis free) versus NOTF (not officially tuberculosis free)). To obtain and maintain the OTF, a country cannot have more than 0.1% positive bTB cattle herds per year. The herd prevalence found in UK, Ireland, Spain, Portugal, regions of Italy, and Greece are respectively 10.4%, 4.4%, 1.2%, 0.2%, 0.3%, 0.4% (EFSA, 2013). Neighboring countries of Belgium all have an OTF status: The Netherlands (OTF since last outbreaks in 1999), Germany (OTF since 1997) and France (OTF since 2001).  However,  in  France  there  are  some  problematic  areas  such  as  Dordogne,  Cote  d’Or  and Camargue, Pyrenees and the border region of France with the South of Germany and Switzerland. In these regions, other members of the Mycobacterium tuberculosis complex (e.g. M. caprae) are found in wild life (e.g. chamois and Ibex goat) and domestic animals.  Figure 1. Situation of Bovine tuberculosis in Europe. 

    

Page 14: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            14/104 

3.2.2 History of bTB outbreaks in Belgium 

In  accordance  with  the  European  legislation  (Directive  64/432/EEC  and  Decision  2003/467/EC) Belgium has obtained  the OTF status  (<0.1% positive bTB cattle herds per year) since 2003. During the  last  years,  there  were  sporadic  outbreaks  of  bTB  with  a  higher  number  in  2008  and  2013 (consecutive  to the tracing of positive herds)  (Figure 2).  In order to maintain the officially  free bTB status, Belgium –like other MS‐ is allowed to have a maximum of 0.1% outbreaks (positive bTB cattle herds) per year on the total of all registered cattle herds. For instance, in 2012, only 1 outbreak was detected although theoretically up to 29 outbreak herds on a total of 28470 herds would have been acceptable to maintain the OTF status (EFSA 2012: EN‐288).  Figure 2. Number of bTB outbreaks during the last 15 years in Belgium. 

  In 2008, the first outbreak was detected during a ‘Herd tuberculination’ campaign, while the 2nd and 3rd  were  detected  via  slaughterhouse  inspection.  From  the  2nd  and  3rd  outbreak,  8  additional outbreaks were detected through SIT following tracing back testing from the primary outbreak. The 12th  outbreak  in  2008  was  detected  after  the  follow  up  by  SIT  testing  in  consequence  of  a notification  from  the German  authorities  (cattle  had  been  imported  and  purchased  but  detected following tracing on testing and not by SIT at purchase). In 2009, one outbreak was  found via  the slaughterhouse surveillance;  the second via  tracing  (herd tuberculination). In 2011, one case was detected via slaughterhouse inspection and resulted in a tracing of 23 contact herds. No further cases were found. In 2012, suspicious lesions were found at slaughter in The Netherlands on an animal born in Belgium. This animal was  fattened  in The Netherlands. More  than 90%  (12 out of 13) of  the animals  in  the farm reacted positive by SIT. Tracing back led to the identification of 10 Belgian contact herds. Only 1 out  of  the  10  contact  herds  showed  positive  SIT  reactors:  95  positive  reactions  and  34  doubtful reactions  on  a  total  of  190  cattle.  A  total  stamping‐out was  realized  in  this  herd  (53  out  of  190 slaughtered  animals  presented  lesions  typical  for  bTB). A  thorough  examination  of  all  findings  at previous slaughters in Belgian slaughterhouses (before 2012) did not show any suspicious lesions. In 2013, 9 outbreaks were detected. The epidemiologic  investigation  showed  that  several of  them were contact herds.  No outbreaks were detected in 2014.  In 2015,  three outbreaks were detected. There was also  the detection of a bTB positive alpaca  in 2015, which was imported from an endemic bTB region in the UK. 

3.3 Legal framework 

Page 15: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            15/104 

3.3.1 EU Legal framework 

Since  1964,  the  eradication  and  the monitoring  of  bTB  and  some  other  animal  diseases  became important in the EU. The Commission established a legal framework and incorporated rules regarding the  health  status  in  relation  to  some  animal  diseases,  and  provisions  for  tests  to  detect  these diseases, aligned with the health standards of the World Organisation for Animal Health (OIE).  The Community  legal  framework on TB  is based on  the  legislation on  trade of bovine animals,  the legislation on animal products for human consumption and the legislation regarding Community co‐financing of eradication programs.   The first legal initiatives on TB at Community level were aimed at facilitating intra‐community trade among  the EEC Member States by establishing comparable health  requirements. Council Directive 64/432/EEC1 defined specific requirements for the trade of cattle  in relation to TB and defined the officially  tuberculosis‐free  (OTF)  status  for bovine  herds. Council Directive  64/432/EEC  establishes that bovine animals consigned from one Member State to another must originate from an OTF herd and have been submitted to a pre‐movement tuberculin test. The pre‐movement test  is exempted for  animals  send  directly  for  slaughter.  The  procedures  for  gaining,  maintaining,  suspending, withdrawing or re‐gaining the OTF status are  laid down  in annex A of Council Directive 64/432/EEC and are based on the results of tuberculin tests at herd level. A Member State or a part of a Member State may be declared OTF  if certain requirements are fulfilled. Annex B deals with the diagnosis of TB; this annex has been regularly reviewed to incorporate new methods and to align more with the OIE health standards.   Commission  Decision  2003/467/EC2  establishes  the  official  tuberculosis,  brucellosis  and  enzootic bovine leucosis free status of certain Member States or regions of Member States as regards bovine herds in compliance with certain conditions set out in Council Directive 64/432/EEC.  Regulation (EC) N° 852/20043 and Regulation (EC) N° 853/20044 establishes the procedures for the post‐mortem  inspection  at  slaughterhouse.  Some  of  these measures  are  specially  aimed  at  the detection of lesions of TB. Meat from animals with generalized TB cannot be declared fit for human consumption and strict conditions are laid down for the inspection of carcasses of animals that have shown a positive or inconclusive reaction to the tuberculin test.   Community measures regarding milk hygiene are laid down in Council Directive 92/46/EEC5 and are essentially the same  in Regulation (EC) N° 853/2004. Only milk from TB free herds can be used for human  consumption  without  heat  treatment. Milk  from  animals  that  have  shown  a  positive  or inconclusive reaction to the tuberculin test may not be used for human consumption.   

                                                            1 COUNCIL DIRECTIVE of 26 June 1964 on animal health problems affecting intra‐Community trade in bovine animals and swine (64/432/EEC) 2 COMMISSION DECISION of 23 June 2003 establishing the official tuberculosis, brucellosis, and enzootic bovine‐leukosis‐free status of certain Member States and regions of Member States as regards bovine herds (2003/467/EC) 3 REGULATION (EC) No 852/2004 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 29 April 2004 on the hygiene of foodstuffs 4 REGULATION (EC) No 853/2004 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 29 April 2004 laying down specific hygiene rules for on the hygiene of foodstuffs 5 COUNCIL DIRECTIVE of 16 June 1992 laying down the health rules for the production and placing on the market of raw milk, heat‐treated milk and milk‐based products (92/46/EEC) 

Page 16: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            16/104 

Council Directive  82/894/EEC6  establishes  a  list  of  diseases  (Annex  I  list A.2  bovine  tuberculosis) which are subject to notification within the Community.   An  important  further  step  was  Council  Directive  77/391/EEC7  which  introduced  Community measures for the eradication of brucellosis, tuberculosis and leucosis in cattle. Member States were obliged to draft eradication programs in order to accelerate, intensify or carry out the eradication of TB.  Financial  support  from  the Community  for  these programs was  also  foreseen.  This  legislation provides a legal framework for the TB eradication programs.   Council Decision 90/424/EEC8 on expenditure in the veterinary field lays down Community financial resources  on  eradication  and  monitoring  programs  aimed  at  progressively  eliminating  animal diseases  that  are endemic  in  certain  areas of  the Community. Detailed  rules  for  reporting on  the progress  of  eradication  programs  are  contained  in  Commission  Decision  2002/677/EC9  while Commission Decision 2004/450/EC10 provides a standard format for Community financed programs. 

3.3.2 National legal framework 

The  control  and  surveillance of  tuberculosis  in Belgium  is based on Council Directive 64/432/EEC, which was implemented in national legislation since 1963 by Royal Decree of 10 May 1963 and lastly amended by Royal Decree of 17 October 2002 concerning the eradication of bovine tuberculosis.  

3.4 Current measures concerning monitoring and surveillance 

The surveillance of bTB consists mainly of passive clinical surveillance and routine testing using the following four main pillars of surveillance: 

- Post‐mortem  inspection of all slaughtered animals at slaughterhouse  (visual  inspection and palpation/incisions of organs/area):  suspected  lesions must be  sent  to  the NRL  for  culture and identification of bTB.  

- Tracing analysis of outbreaks:  this  tracing analysis  is based on a  thorough  tracing back and forward of all animals and herds that came into contact with a confirmed positive animal or herd  (outbreak).  Tracing  forward  component  detects mostly  secondary  outbreaks  of  bTB. The objective of  the  tracing back  is  the determination of  the origin of outbreaks. A whole herd tuberculination (SIT) by a veterinary practitioner is followed by a SICT performed by an official veterinarian of the FASFC 6 weeks after each non‐negative SIT reactor. 

- Most herd tuberculinations are realized during the winterscreening:  a) If a herd  is  identified as a contact herd via tracing‐back and ‐on, these herds will be 

followed up using the ‘Herd tuberculination’ each winter (November‐March) during 5 consecutive years using a SIT of all animals above 6 weeks of age. Also the identified outbreak herds (with partial or total stamping‐out) are followed up for 5 years during this ‘herd tuberculination’ campaign (Tracing outbreak).  

b) During  the  Herd  tuberculination  campaign  also  dairy  farms  (female  animals  >24 months)  that  sell directly  to  the  consumer  raw milk and/or  raw milk products are 

                                                            6 COUNCIL DIRECTIVE of 21 December 1982 on the notification of animal diseases within the Community (82/894/EEC) 7 COUNCIL DIRECTIVE of 17 May 1977 introducing Community measures for the eradication of brucellosis, tuberculosis and leucosis in cattle (77/391/EEC) 8 COUNCIL DECISION of 26 June 1990 on expenditure in the veterinary field (90/424/EEC) 9 COMMISSION DECISION of 22 August 2002 laying down standard reporting requirements for programs of eradication and control of animal diseases co‐financed by the Community and repealing Decision 2000/322/EC (2002/677/EC) 10 COMMISSION DECISION of 29 April 2004 laying down standard requirements for the content of applications for Community financing for programs for the eradication, monitoring and control of animal diseases (2004/450/EC) 

Page 17: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            17/104 

yearly  tested via SIT. This component  is meant  to minimize  the  zoonotic aspect of bTB and potential risk towards public health (Direct selling)  

c) During  the Herd  tuberculination campaign also  imported cattle  from Non Officially Tuberculosis Free  (NOTF) regions/member states are  followed up  for 3 consecutive years. The testing is done via SIT of all animals > 12 months of age. (Tracing import) 

- Mandatory  testing at Purchase: each animal  that  is purchased/commercialized by national trade must  be  tested  at  the  farm  of  destination  (=  buyer;  after movement  of  the  animal between  ‘seller’  and  ‘buyer’)  via  SIT  by  the  veterinarian  practitioner.  This  component  is important  for  early  detection  of  infected  animals  (early  warning)  at  the  moment  of introduction of animals  into a new herd and before contact of new animals with the other livestock of a herd. 

4 Evaluation of the current diagnostic techniques for the detection of bTB 

4.1 Intradermal skin test ‐ Delayed hypersensitivity test 

4.1.1 Principle 

For many years  the standard method  for detection of bovine  tuberculosis was  the  tuberculin  test, which  involves  the  intradermal  injection of bovine  tuberculin purified protein derivative  (PPD) and the subsequent detection of swelling (delayed hypersensitivity) at the site of injection 72 hours later. This may be performed using bovine tuberculin alone (SIT) or as a comparative test using avian and bovine  tuberculins  (SICT)  to  differentiate  between  an  infection  with  M.  avium  and  M.  bovis respectively (OIE, 2009). Delayed hypersensitivity may not develop before a period of 3–6 weeks following infection. Thus, if a herd/animal is suspected to have recently been in contact with infected animals, later testing should be considered in order to reduce the probability of false‐negatives. As the Se of the test is less than 100%,  it  is unlikely  that eradication of  tuberculosis  from a herd will be achieved with only a single tuberculination test. Therefore, most eradication programs are not exclusively based on skin testing. Also,  in  an  advanced  state  of  infection,  it  appears  that  chronically  infected  animals with  severe pathology, might not respond to the tuberculin test due to anergy (OIE, 2009). The comparative intradermal tuberculin test (SICT) is used to differentiate between animals infected with M. bovis and  responding  to bovine  tuberculin and  those exposed  to other mycobacteria. This sensitisation  can  be  attributed  to  the  antigenic  cross‐reactivity  among mycobacterial  species  and related genera. SICT  involves the  intradermal  injection of bovine tuberculin and avian tuberculin at different cervical sites, usually on the same side of the neck, and measuring of the dermal response 3 days later. The correct procedure for the intradermal skin test according to the OIE can be found in Appendix II. 

4.1.2 Injection site 

Traditionally,  the  intradermal  skin  test  is performed either  in  the neck area or  in  the  caudal  fold. Nowadays the caudal fold  is typically used  in USA, Canada, and New Zealand due to the facility and practice  for  performing  the  intradermal  inoculations  (Casal  et  al.,  2015) whereas  the  neck  is  the preferred location in Europe (Council Directive 64/432/EEC).  However,  it  is described  in  literature  that  the  caudal  fold  results  in a  lower  sensitivity of  the  test compared to the neck (Francis et al., 1978; Whipple et al., 1995; Norby et al., 2004; Farnham et al., 2012). Similar  results were  reported by Baisden et al.  (1951)  in experimentally M. bovis  sensitized cattle, suggesting that the highest sensitivity was obtained after inoculation of the antigen in the skin of the neck compared with the dorsal area of the back, and the upper and  lower flanks. Moreover, Casal et al. (2015) demonstrated in a field trial that the probability of detecting a reactor was largely affected by the position in which the skin test was performed; being highest in the anterior neck area compared with  the other more  caudal neck  areas  studied. A possible  explanation  for  this  finding might be the closer proximity of the anterior neck location to regional lymph nodes (submandibular, 

Page 18: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            18/104 

retropharyngeal,  parotid  and  cervical),  which  could  provoke  a  larger  cellular  recruitment  to  the inoculation site leading to an increased local reaction (Kindt et al., 2006; Flynn and Chan, 2001). In conclusion,  the  intradermal  skin  test  should be performed  in  the anterior neck area  in order  to render the sensitivity of the test as high as possible. 

4.1.3 Tuberculin 

Tuberculin, developed by Koch  in 1890,  is a  concentrated  sterile  culture  filtrate of  tubercle bacilli grown  on  glycerinated  beef  broth  and, more  recently,  on  synthetic media.  Initially,  this  original tuberculin  has  been  used  in  intradermal  skin  tests. However,  due  to  higher  specificity  and  easier standardization,  purified  protein  derivative  (PPD)  products  have  replaced  heat‐concentrated synthetic medium tuberculins (OIE, 2009).   Several studies have proved that the PPD currently used, which  is still based on historic  isolates,  is still adapted to detect latent tuberculosis: Recently a proteomic analysis of PPD was realized by mass spectrometry on PPD‐CT68 and PPD‐S2 (PPD generated from M. tuberculosis) (Prasad, 2013; Cho, 2012) and by LC‐MS/MS on PPD generated from M. bovis/M. avium (Borsuk, 2009). These studies showed that PPDs contain a high number of proteins and  that  the different PPDs,  currently used,  share a  large number of  these proteins. The functional  analysis  of  the  proteins  common  among  all  PPDs  showed  that  they  are  implicated  in causing  infection  and  protecting  the  pathogen  against  various metabolic  stresses  (Prada,  2013). These  proteins  are  therefore  important  for  the  survival  of  the  mycobacteria  and  will  likely  be conserved. For the control of bTB, PPDB (protein purified derivative from M. bovis) which is used in the skin test is produced from the M. bovis AN5, a strain that was originally  isolated  in Great Britain (~1948). M. bovis AN5 had not  suffered  from any  significant  loss of genetic  information during  in vitro culture compared to recent field  isolates (contrary to M. bovis BCG) (Inwald, 2003). A recent study defined the global gene expression profile of this strain and showed that  its profile  is similar to that of field strains (Garcia Pelayo, 2009). This study supports the use of M. bovis AN5 to produce PPD for use in control programs (Garcia Pelayo, 2009). In addition, during the comparative skin test, PPDA (protein purified  derivative  from  M.  avium)  produced  from  M.  avium  D4  was  also  used  in  order  to differentiate cattle infected by M. bovis versus cattle sensitized by environmental mycobacteria (e.g. differences  in constitution and antigenicity of PPDA and PPDB are sufficient to distinguish between both). Moreover, the genome of the M. tuberculosis complex members is 99.95% identical at the nucleotide level, showing a very stable genome (Lu et al., 1987; Garnier, 2003), with the global distribution of M. tuberculosis  lineages,  sub‐lineages  and  clones  being much more  complex  than  the  geographical location and diversity of the clonal complexes among M. bovis isolates (Smith et al., 2012). In 2000, Villarino et al. published the results of a clinical trial comparing skin tests results obtained with  PPD‐S1  and  PPD‐S2.  Indeed,  PPD‐S1  was  used  since  1951  to  standardize  commercial  PPD reagents  and perform  special  tuberculin  surveys. At  the  end of  the nineties, PPD‐S1 was  in  short supply  and  a  new  standard  (PPD‐S2)  was  manufactured.  The  study  showed  that  PPD‐S2  was equivalent and can replace PPD‐S1.  In  conclusion,  the  “current”  PPDs  are  still  adapted  to  detect  a  contact with  the M.  tuberculosis complex. The main concern should be the quality of the PPD production more than its constitution. Indeed, studies showed that a high‐quality control of the PPD production is essential (Rangel‐Frausto, 2001; Schiller, 2010). 

4.1.4 Sensitivity and specificity and influencing factors 

In literature, a wide range of Se and Sp values are reported for the intradermal skin test (Schiller et al., 2010; Bezos et al., 2014): 

Page 19: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            19/104 

- Se  range:  Between  53%  (27.3‐81.5,  95%  CI)  and  69.4%  (40.1‐92.2,  95%  CI)  depending  on cattle type (fighting bulls versus other) 

- Sp range: Between 55.1% and more than 99% showing a median value over 95%  Actually,  a  lot  of  parameters  can  affect  the  results  of  the  intradermal  skin  test  and  they  are summarized in the table below:  Table 1. Parameters affecting the intradermal skin test 

Parameters affecting skin test results  Reference 

A. Potential causes of false positive reactions  

Cross‐reaction in animals exposed to other bacteria (other Mycobacteria spp., Nocardia spp., Actinobacillus spp., Actinomyces spp.) 

Bezos et al., 2014 ; Casal  et  al.,  2015; de  la  Rua Domenech  et  al., 2006  adopted  by Humblet  et  al., 2011a ;  Schiller  et al., 2010 

Skin contamination, improper test procedure 

Skin lesions, e.g., dermatitis 

Vaccination for Johne's disease (paratuberculosis – not applied in Belgium) 

B. Potential causes of false negative reactions  Factors related to the animal being tested: 

Desensitisation to bovine tuberculin (test administered too soon after a previous tuberculin test) 

Bezos et al., 2014 ; Casal  et  al.,  2015; de  la  Rua Domenech  et  al., 2006  adopted  by Humblet  et  al., 2011a ;  Schiller  et al., 2010 

Unreactive  (pre‐allergic)  period  (test  administered  too  soon  after infection) 

Overwhelming  or  generalised  infection  with  Mycobacterium  bovis (anergy)  

Co‐infection  with  (or  pre‐exposure  to)  an  environmental mycobacterium  (e.g.  M.  avium‐intracellular  complex)  resulting  in hypersensitivity to avian tuberculin in the SICT and γ‐IFN tests 

Vaccination  against  Mycobacterium  avium  subsp.  paratuberculosis (Johne’s disease)  

Concurrent infection with viruses that depress the immune system, e.g. bovine viral diarrhoea (BVD) virus in acute infection  

Drugs (e.g. corticosteroids and other immunosuppressive agents) 

Immunodepression during early post‐partum 

Nutritional and transport stress  

Strain (molecular type) of M. bovis  

Factors related to the tuberculin used (use of a sub‐potent product) 

Expired product  Bezos et al., 2014 ; Casal  et  al.,  2015; de  la  Rua Domenech  et  al., 2006  adopted  by Humblet  et  al., 2011a ;  Schiller  et al., 2010 

Improperly stored product (exposed to light and heat for long periods) 

Tuberculin manufacturing  errors  (use  of  inadequate M.  bovis  strain, incorrect calibration of batch potency, etc.)  

Factors related to the tuberculin used (use of a sub‐potent product) 

Factors  related  to  the method of administration,  reading and  recording of  the  test  (tester errors due  to  inexperience,  lack of attention, poor cattle  restraining  facilities,  fractious animals, poorly maintained testing equipment, etc.) 

Injection of a too low dose of bovine tuberculin  Bezos et al., 2014 ; Casal  et  al.,  2015;  Subcutaneous (rather than intradermal) injection of bovine tuberculin 

Page 20: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            20/104 

Incorrect injection site of tuberculins  de  la  Rua Domenech  et  al., 2006  adopted  by Humblet  et  al., 2011 ;  Schiller  et al., 2010 

Injecting  bovine  tuberculin  in  the  avian  injection  site  and  vice‐versa (SICT test) 

Reading of results too early or too late (not within the prescribed 72 h ± 4–6 h post‐tuberculin injection) 

Error in recording the skin readings 

Error in identifying the reactor animal 

Conscious or unconscious tester bias 

 Furthermore, field veterinarians may not always comply with the testing procedure following ‘good veterinary practices’ (see recommendations by USDA (2015)), which can have substantial  impact on the results of the intradermal test. Possible pitfalls are summarized in Appendix III.  Lastly,  also  the  injection  device may  have  an  impact  on  the  result  of  the  intradermal  skin  test. However, only one study  in  literature was found on this subject (Bénet et al., 2013)  in which three injection  materials  were  compared:  Mac  Lintock,  Synthena,  (classical)  Multo  seringes.  The conclusions were  that Mac  Lintock  compares  similarly  in  terms  of  performance  to  Synthena  (the latter  one  is  currently  no  longer  available  due  to  the  presence  of  Bisphenol  A  in  the  carpule containing the tuberculin) and both perform better than Multo seringes. However, the robust needle of  the Mc  Lintock  device  is  hard  to  change  and makes  it  difficult  to  clean  in  contrast  to Multo seringes.  The  advantages  and  disadvantages  of  the  2  devices which  are  used  in  Belgium  by  field veterinarians (classical syringe and dermojet) are discussed in Appendix IV.  The Scientific Committee concludes that the sensitivity and specificity of the  intradermal tuberculin test  is  not  influenced  by  the  type  of  instrument  used  (classical  syringe  versus  dermojet).  Other factors, such as  the compliance of veterinarians  to  ‘good veterinary practices’ while performing an intradermal skin test, could have a substantially higher importance. 

4.1.5 Non‐bovine animals 

The Scientific Committee has performed an extensive  literature research regarding the use of SIT  in other  species  than  cattle.  In  general,  there  are  rather  few publications on  the use of  SIT  in non‐bovine animals and the animal numbers  in these studies are relatively  limited. More details can be found in Appendix V.  This literature research showed that the performance of the SIT can vary considerably depending on the circumstances of its use and the population of animals used for study (Chambers, 2013). All these variations  –as  observed  in  cattle–  can  be  explained  by  parameters  such  as  the  quality  of  the tuberculin,  the materials used  for  injecting  tuberculin,  the  inoculation site, etc. Therefore,  the  fact that the skin test was first developed and  interpreted according to the “bovine standards”, without adaptation to non‐bovine species could explain that estimated Se and Sp were generally lower than in  cattle.  Interference  of  MAP  infection  as  observed  in  cattle  could  also  partially  explain  the unreliable results of the SIT in these species. In  conclusion,  although  the  skin  test  appears  to work well  in  goats  and  sheep  and  also  in  some wildlife species such as deer, it appeared unreliable as diagnostic test in other species infected with M. bovis, such as Eurasian badgers, possums, swine, wild boar, oryx and  large zoo mammals, and  is impractical for free‐ranging animals.  

4.2 Identification of the agent  

4.2.1 Microscopic examination 

M. bovis can be demonstrated microscopically on direct smears from clinical samples and from tissue materials.  The  acid‐fastness of M.  bovis  is normally demonstrated using  the  classic  Ziehl–Neelsen 

Page 21: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            21/104 

stain, but a fluorescent acid‐fast stain may also be used. Immunoperoxidase techniques may also give satisfactory results. The presumptive diagnosis of mycobacteriosis can be performed if the tissue has characteristic histological  lesions  (caseous necrosis, mineralisation, epithelioid cells, multinucleated giant cells and macrophages). As lesions are often paucibacillary, the presence of acid‐fast organisms in histological sections may not be detected, although M. bovis can be isolated in culture. However, large numbers of acid‐fast organisms can be seen  in  lesions  in primates, felids, mustelids (badgers) and marsupials (brush‐tailed possums) (OIE, 2009). 

4.2.2 Bacterial culture 

Isolation  of M.  bovis  remains  the  gold  standard method  for  the  diagnosis  of  bovine  tuberculosis. According to the current Belgian legislation, only the isolation of the bacteria remains the definitive proof for the confirmation of an outbreak. One big drawback of this method  is the time needed to grow M. bovis. The OIE manual recommends a minimal culture‐time of 8 weeks (and preferably 10–12  weeks).  Technically,  the  long  culture  time  is  a  major  limiting  factor  because  it  allows  the development  of  possible  contaminating  flora.  Isolation  protocols  therefore  need  to  consider  two factors: 1) the use of appropriate techniques for decontamination of the initial sample; 2) the use of appropriate media  for Mycobacteria  (enriched with  specific  nutrients)  to maximize  the  chance  of isolation.  Three  decontamination  protocols  exist:  with  detergents,  with  alkali  or  acid  treatment. Decontamination  protocols  are  per  se  toxic  for mycobacteria;  the  time  of  contact  between  the sample  and  the decontaminant  needs  to be  finely  optimized  to obtain  effective decontamination without inhibition of the mycobacteria. Two types of media for growing Mycobacteria are described: egg‐  (Stonebrink’s and  Lowenstein‐Jensen) or agar‐based  (Middlebrook 7h10, 7h11 and B83). Egg‐based media  are  better  suited  to  limit  the  growth  of  contaminants while  agar‐based media  are favorable  for  the growth of Mycobacteria. Due  to  these differences, Gormley et al.  (2014) suggest that the use of more than one medium for isolation is more appropriate. Isolation in liquid media is also possible. In 1995, the Becton Dickinson Company launched the MGIT system  (Mycobacterial  growth  indicator  tube).  This  system  uses  liquid  media  and  monitors  the bacterial growth by the O2 concentration in the culture tube. This efficient system is well employed in human medicine to provide rapid diagnosis and can be used for antibiotic resistance tests as well. In veterinary medicine, MGIT  system  is also used as  it allows a  response  in 2 or 3 weeks  (Robbe‐Austerman et al., 2013). However, compared with human medicine, this medium and the associated decontamination procedures need to be validated for use in veterinary medicine.  In  conclusion,  the  isolation method  is  until now  the  gold  standard  test.  The  existence of  a  single recommended protocol is not present in literature or in reference manuals. Therefore, validation of the  culturing protocol  in each  laboratory  is  required. The development of new bacterial media or methods needs to be put in perspective with the development of molecular diagnostic methods (RT‐PCR). Molecular tests always surpass bacteriology in terms of rapidity in results.  Concerning  the  mycobacterial  typing,  classical  biochemical  methods  are  nowadays  replaced  by molecular tests, which are more specific, sensitive and standardized between laboratories.  

4.2.3 Molecular methods  

According to the OIE (2009), there are various molecular methods to detect M. bovis. However, the best molecular method  in  term of  sensitivity and  specificity  is  the  real‐time PCR  (RT‐PCR). For  the diagnosis  of  bacterial  infections,  PCR  amplification  generally  targets  insertion  sequences.  For detection of mycobacteria of the M. tuberculosis complex, two insertion sequences are used: IS6110 (Thacker et al., 2011) and IS1081 (Taylor et al., 2007). To date, only one  single  study has evaluated  the added value of  the RT‐PCR  in  the context of  the veterinary  diagnosis  of  bTB  (Courcoul  et  al.,  2014).  This  study,  based  on  a  Bayesian  approach, compares the sensitivity and specificity of three methods: histology, bacteriology and RT‐PCR. It has been realized on samples derived from 5211 animals. Results are as follows (Table 2).  

Page 22: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            22/104 

Table 2. value of sensitivity and specificity of diagnostic test (Courcoul et al., 2014) Test  Se  confidence interval  Sp  confidence interval 

PCR  87%  [82.5‐92.3]  97%  [94‐99] 

Histology  93.6%  [89.9‐96.9]  83,3%  [78.7‐87.6] 

Bacteriology  78%  [72.9‐82.8]  99,1%  [97.1‐100] 

 The authors conclude  that RT‐PCR  is as predictable as  the bacteriological  test and  therefore  it can replace the latter. However, the authors emphasize the importance of isolation to obtain field strains for epidemiological purposes (molecular typing).  The NRL  is currently validating an RT‐PCR based on the  insertion sequence  IS6110.  In 2015, on 360 samples  submitted  for  isolation,  a  very  good  correlation  between  bacteriology  and  RT‐PCR  was observed. The 11 bacteriologically positive samples were also positive in RT‐PCR. The conclusions of the NRL therefore agree with the results of the study mentioned above.  In  conclusion,  RT‐PCR  is  a  good  option  to  obtain  rapid  and  good  quality  diagnosis  of M.  bovis. Therefore, the RT‐PCR could be considered as an official tool for the diagnosis of bTB. The isolation of M. bovis remains relevant to allow molecular typing and epidemiology. 

4.3 Interferon gamma test 

4.3.1 Principle of the test 

In  this  test,  the  release of  the gamma  interferon  (IFN‐γ)  lymphokine  is measured  in a whole‐blood culture system. The assay is based on the release of IFN‐γ from lymphocytes sensitized during a 16–24‐hour  incubation period with a specific recall antigen (like PPD‐tuberculin). The test makes use of the comparison of IFN‐γ production following stimulation with avian and bovine PPD. The detection of bovine IFN‐γ is carried out with a sandwich ELISA that uses two monoclonal antibodies to bovine gamma‐interferon.  Because  the  assay  uses  viable  blood  cells,  it  is  recommended  that  the  blood samples are transported to the laboratory and the assay is set up as soon as possible(usually within 8 h of collection to ensure optimal assay performance), but not  later than the day of blood collection (OIE, 2009).  Figure 3. Principle  of  the  IFN‐y  test (https://www.thermofisher.com/content/dam/LifeTech/global/applied‐sciences/pdfs/animal‐health/prionics_literature_tb_link4.pdf). 

  The  in vitro IFN‐γ test was developed  in Australia  in the  late 1980s and  is recommended by the OIE since 1996  (OIE Terrestrial Manual) as ancillary  laboratory‐based test  to the tuberculin  intradermal test. Most of the bovine TB control programs rely on the use of BOVIGAM® (Prionics, Switzerland) as parallel test to the  intradermal test  in order to maximize the detection of TB‐infected animals. The assay  is  accepted  for  use  as  ancillary  test  to  the  intradermal  test  by  the  EU  since  2002  [Council Directive 64/432/EEC, amended by (EC) 1226/2002](Bezos et al., 2014). EFSA assessed whether IFN‐γ release assay (IFN‐γ test) could be added to the official armatorium and as  a  stand‐alone  test  for  demonstration  of  bovine  TB‐free  herd  status  and  testing  for  intra‐

Page 23: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            23/104 

Community  trade. Actually,  in order  to allow  IFN‐γ as  stand‐alone  test,  it  should have a sensitivity equivalent or superior to the standard test currently used (SICT) in the EU and have a specificity not lower than the standard test with the lowest specificity (SIT) (EFSA, 2012a). 

4.3.2 IFN‐γ test based on PPDs 

Purified Protein Derivative (PPD) antigens are derived from M. bovis AN5 and M. avium D4. PPD has been used for ante‐mortem diagnosis of  latent and active TB  in humans and animals for more than 100 years  (Bezos et al., 2014). Numerous  field studies, conducted worldwide since 1991 compared the diagnostic performance of the tuberculin  intradermal test and IFN‐γ test based on PPD (protein purified  derivatives)  from  M.  bovis  and/or  M.  avium  (from  Prionics,  BOVIGAM).  These  studies showed that: 

- Se of IFN‐γ is as sensitive as the SICT (= Se similar); - Sp SICT is higher than IFN‐γ based on PPD; - Sp IFN‐γ based on PPD is similar to SIT (PPD of M. bovis alone) (EFSA, 2012a). 

Based  on  a meta‐analysis  of  15  field  studies  conducted  between  1991  and  2006,  an  estimated median Se of 87.6% (with a range between 73% and 100%) and a Sp of 96.6% (with a range of 85% and 99.6%) were reported for the BOVIGAM® IFN‐γ assay (Bezos et al., 2013; de la Rua‐Domenech et al., 2006) According to the definition of suitability given above, PPD based IFN‐γ test can be included amongst the official tests for the purpose of granting and retaining an officially tuberculosis free herd status (EFSA, 2012a). The apparent higher Se of the IFN‐γ test compared to the SICT in some cases is likely due to the fact that  the  IFN‐γ  test detects TB  infected animals as early as 14 days  following  infection and 60–120 days earlier than the SICT test (Lilenbaum et al., 1999). More  importantly, several studies  in the UK (Coad  et  al.,  2008)  and  Ireland  (Gormley  et  al.,  2006)  have  shown  that  animals  negative  for  the intradermal test but IFN‐γ positive are more  likely to be  infected with M. bovis than cattle negative for both  intradermal  test and  IFN‐γ and  that removal of all animals reacting positive  to one of  the two tests is critical to controlling bovine TB outbreaks (Bezos et al., 2014). However, the report of EFSA highlights the fact that the Sp of IFN‐γ based PPD may not always be as high as the SIT test  (depending on circumstances), the test with the  lower Sp currently used  in the EU. The Sp of  the  IFN‐γ  test based on PPD could be  influenced by  factors such as  the presence of environmental mycobacteria,  prevalence  of M.  bovis  infection  in  the  herd,  the  age,  the  type  of bovine,  the bovine TB history of  the animals,  these  factors could also  influence  the SIT and  in  less extent the SICT. A meta‐analysis has been  realized by  the Veterinary‐Laboratories‐Agency  (VLA)  in 2011. They have shown  that  the  sensitivities  of  IFN‐γ  based  PPDB,  PPDA  and  ESAT‐6/CFP10 were  not  significantly different from the sensitivities of SIT and SCIT (VLA, 2011). EFSA made  an  update  of  this meta‐analysis.  They  observed  that  the  existing  differences  in  the protocols  used  in  the  performance  of  the  IFN‐γ  test  based  on  PPDB/A  complicate  the  joint interpretation of the results of the studies reviewed. The effect of the different cut‐off values, as well as other differences in the protocols used in each study (different gold standards, collection of blood samples for the assay 3–10 days after a SCIT test), may explain the width of the confidence intervals reported. The variability  in the specificity, ranging  from 84% to 99%,  is most  likely also affected by the cut‐off value applied.        

Page 24: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            24/104 

Table 3. Summary of meta‐analysis results for sensitivity and specificity of diagnostic tests for bovine TB on cattle from AHVLA systematic review (EFSA, 2012(a)) 

 

4.3.3 IFN‐γ test based on specific antigens 

The development of more specific antigens that can be used for blood stimulation in the IFN‐γ assay has been  the  “holy  grail” of  research efforts  for  improved diagnostic  tools  for bovine TB.  Indeed, identification  of  specific  antigens  that  are  present  only  in  M.  bovis  but  are  absent  from environmental mycobacteria can significantly increase the Sp of diagnostic tests (Bezos et al., 2014). Besides  the  tuberculin,  two antigens encoded  in  the  region of difference 1  (RD1) and absent  from environmental mycobacteria are becoming more and more actively used. These antigens are ESAT‐6 (early secretory antigenic target‐6KDa) and CFP‐10 (culture filtrate protein 10), and are absent from many Bacillus Calmette‐Guérin (BCG) vaccine strains.  Research continues to identify other specific antigen, always with the aim to develop DIVA vaccines (differentiating infected from vaccinated animals) and at the end to replace PPD. Among them there are (reviewed by Bezos et al; 2014 and summarized in Table 4): 

- Rv3615c (Mb3645c) is very promising as it allows the detection of animal negative with ESAT‐6/CFP‐10 and a combination of these 3 antigens increase the Se. 

- Rv3020c: improves diagnostic Se without compromising of the Sp. - RV0899 (outer membrane protein OmpATB): complementary of ESAT‐6 and CFP‐10 - MPB70.  - Combination of ESAT‐6/CFP‐10/Rv3019c/Rv0288/Rv3879c/Rv3873. 

     

Page 25: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            25/104 

Table 4. Sensitivity and specificity of the IFN‐y assay (BOVIGAM) in different studies in cattle using different recombinant proteins or peptides or a combination of them (Bezos et al., 2014) 

 For all the studies summarized in the table above, no antigen when tested singularly gave equivalent Se compared to the PPD. However, the use of a single antigen minimized the amount of false positive reactors in uninfected animasl (single antigen have a higher Sp compared to PPD). The combination of epitopes of different antigens increases the diagnostic Se without compromising the Sp (Cf. Table 4). 

4.3.4 Use of IFN‐γ test as serial or parallel confirmation test 

EFSA  recommends  to  use  the  IFN‐γ  test  either  concurrently  or  in  parallel with  the  skin  test.  In general,  a  parallel  implementation  of  tests  increases  the  sensitivity  of  the  diagnostic  protocol (although  it  can also  cause a decrease  in diagnostic  specificity).  In  certain  countries/areas  (usually free of disease the  IFN‐γ test  is used  in the surveillance programs following non negative results to skin  tests  (serial  use  of  the  tests),  in  order  to  increase  the  specificity  of  the  overall  diagnostic protocol. The EU regulation, however, does not include this serial use of the IFN‐γ test (EFSA, 2012a).  The use of the IFN‐γ assay in parallel with the SIT in infected herds results in a considerable increase in Se and  this allows  the earlier  removal of a considerable number of  infected animals  that would have given a  false negative reaction to the SIT and would otherwise have remained unidentified  in the herd for an undetermined period of time. Parallel testing slightly reduces test specificity but may accelerate eradication of infection from the herd. Furthermore, in herds already deemed TB‐positive, the  IFN‐γ assay should be considered  for use at  least  for  the  first  retest  in parallel with  the SIT  to obtain the maximum Se (Strain et al., 2012; Task‐force, 2013).  The  IFN‐γ  test  is used  in serial  testing when  there are concerns  that  the  routine ante‐mortem  test lacks specificity e.g. where the SIT is performed or in areas where there is a low likelihood of animals being truly infected (like in Belgium where relative high prevalence of MAP infection is observed (Van der Stede et al., 2010; Boelaert et al., 2000)).   The  IFN‐γ  test  is  used  in  parallel  in  converse  situations  i.e. where  there  is  a  higher  likelihood  of infection and where there  is concern that  infected animals might be missed by one test and where reduced specificity is deemed acceptable (Strain et al., 2012). 

Page 26: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            26/104 

 Diagnostic strategies including requirements for removal of individual animals testing positive, whole herd depopulation, and pre‐movement  testing differ  largely between  countries and  regions  (EFSA, 2012b) and are summarized  in Appendix VI. Also,  there  is a  large variation on  the  test and  testing protocols used in Europe. These variations refer to the use of the skin test and the ancillary test (IFN‐y test) but also, and more importantly, on the objectives to be achieved (EFSA, 2012b). 

4.3.5 Influence of skin test on serial use of IFN‐γ 

The performance of the  IFN‐γ test can be  influenced by various  factors  including a recent skin test and the delay between collection and processing of blood samples (Gormley et al., 2004). Schiller et al. (2010b) published a minireview (summarized in Tables 5 & 6) on the effect of the tuberculin test (SIT and SICT) on in vitro IFN‐y responses.  

Effect of SIT on IFN‐γ in field studies PPD administrations neither boost nor depress PPD‐specific  IFN‐γ production. More  importantly,  in naturally  infected  cattle,  skin  test  related boosting  increased  specifically  the  in vitro M. bovis PPD (PPD‐B) reaction in comparison to PPDA 3 days after the skin test (Schiller et al., 2010b). Two studies analyzed the impact of the skin test on the IFN‐γ test: 

- Coad et  al.  (2010) performed 4  skin  tests  at  approximately 60‐days  intervals:  there was  a boost of  the  relative PPD  responses  since 3 days post  skin  test; at 10 days,  level of  IFN‐γ returns to pre‐test. Repeated comparative skin test (SICT)  lead to the desensitization of the reaction size but not of the IFN‐γ responses (Cf. Table 5 below, line n°5).  

- Ryan et al.  (2000) have estimated  the Se and  the Sp of  the  IFN‐γ  test. The  sensitivity was estimated  as  85%  (163  cattle  infected with M.  bovis  from  21  herds).  The  specificity was estimated  as  93%  (213  cattle  which  had  reacted  to  CFT  (single  intradermal  skin  test performed at the caudal fold) from 82 herds with no evidence of M. bovis  infection).  IFN‐γ was performed at 8 and 28 days post‐CFT.  

This study supports the use of the IFN‐y test as a practical serial test (3 day interval) that can be used to complement the CFT (Ryan et al., 2000). However, CFT is not recommended in Belgium due to its lower sensitivity (see higher). 

Effect of SIT on IFN‐γ in experimental infection Specific  IFN‐γ  responses  were  observed  without  any  effect  on  the  test  interpretation  in  cattle experimentally infected with M. bovis.  

- Boost of IFN‐y responses (PPDs) between 7 and 59 days post CFT, (n=4) (Rothel et al., 1992);  - Sensitization  with  killed  M.  bovis  AN5  (n=20),  boost  observed  between  3  and  28  days 

(Whipple et al., 2001);  - Boost of the IFN‐γ responses (PPD‐B, PPD‐A, ESAT‐6:CFP‐10) between 3 and 7 days after CFT 

in M. bovis‐infected cattle, (n=19) (Palmer et al., 2006);  - Boost of  the  IFN‐γ  responses  (PPD‐B, PPD‐A, ESAT‐6:CFP‐10) 7 days after CFT  in M. bovis‐

infected cattle; - Boost of the IFN‐γ responses (PPD‐B, PPD‐A, ESAT‐6:CFP‐10) between 5 days and 17 post‐SIT 

(end of infection) n=4 (Roupie et al., 2015).  

Effect of SIT on IFN‐γ in non‐infected animals It cannot be excluded that a mild boost of PPD responses occurs particularly in animals sensitized to environmental mycobacteria (i.e. M. paratuberculosis and others).  

- No effect on non‐infected animal:  low number of false negative (0‐2 animals) (Rothel et al., 1992);  

- Effect  on  one  non‐infected  animal:  false  positive  reaction  (PPD‐B,  PPD‐A,  ESAT‐6:CFP‐10) between 5 to 17 days post‐infection, (n =2)(Roupie et al., 2015). 

 Table 5. Studies between 2008‐2012 describing the effect of CFT on IFN‐y test (Schiller et al., 2010b) 

Page 27: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            27/104 

 

Effect of SICT on IFN‐y No significant effect of SICT on the IFN‐g test was observed (at 3 days post‐SICT (Cf. Table 6).  Table 6. Studies between 1994‐2010 describing the effect of CCT on IFN‐g (Schiller et al., 2010b) 

 

4.3.6 Non‐bovine animals 

Domesticated animals which are cohabiting with bTB‐positive cattle  in similar conditions should be tested  for  their  bTB  status,  as  they may  represent  a  potential  risk  to  other  susceptible  species (Munoz‐Mendoza et al., 2015). In this context, the IFN‐y assay can represent a valuable tool in areas where surveillance plans in livestock, other than cattle, are strongly envisaged. The use of the IFN‐y test has been described in several domestic and wild species. For some species, an adaptation of the protocol used for bovines is necessary. More details about the use of the IFN‐y test in other species can be found in Appendix VII. For some animal species, in particular for goats, the IFN‐y test shows promising results. However, it must  be  emphasized  that  the  number  of  studies  which  estimated  the  Se  and  Sp  in  non‐bovine animals  are  limited  and  that  these  studies  generally  make  use  of  a  small  number  of  animals. 

Page 28: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            28/104 

Therefore,  the practical use of  the  IFN‐y  test  in non‐bovine animals  is  currently not advisable and must  be  evaluated  on  a  large  scale  under  field  circumstances  before  being  used  in  eradication programs. 

4.3.7 Conclusion 

In  the  Belgian  context,  the  use  of  the  IFN‐γ  release  assay  should  be  evaluated,  in  a  first  step  in parallel with SICT or SIT in order to adjust the interpretation criteria (e.g. in low‐incidence areas the interpretation could be adapted to maximize the specificity of the test). The IFN‐γ release assay could be  a  very  promising  test  provided  a  preliminary  validation  of  the  different  kits  and  antigens  is recommended.  In  addition,  given  the  Belgian  OTF  status,  the  epidemiological  context  (trading, importing, cattle  industry) should be considered  in order to optimize the use of these tests (serially or in parallel) in order to be the most cost efficient.   Besides tuberculin (PPDB and PPDA) or ESAT‐6 and CFP‐10 antigens, other specific antigens are under development and are currently evaluated under field conditions. Although none of the antigens gives equivalent  Se  compared  to  the  PPD  when  used  as  single  test,  their  combination  will  probably increase Se. However,  the  low amount of  false positive  reactors  in uninfected cattle using  specific antigens offers definitely promising perspectives to increase specificity.  Improving  specificity  by  the  replacement  of  PPDs  by  defined  antigens  for  stimulation,  their application  as  an  in‐tube/in‐plate  stimulation  device,  in  combination  with  a  modified interpretation/cut‐off  and  cost  reduction may  represent useful  developments  for  the  IFN‐γ  assay. Thus, the assay may be adapted to provide a highly specific and sensitive screening test for use as a stand‐alone test or in conjunction with other screening tests. In addition, a multispecies IFN‐γ assay for non‐bovine species, such as camelids, cervids, dogs and cats, would be a welcome tool  for bTB screening and control in those species and for overall bTB control (Schiller et al., 2010a).  Primary screening  for bTB  in  live cattle  is performed using one of  the variants of  the skin  test:  the caudal fold test (CFT), the (mid) cervical intradermal test (SIT), or the comparative cervical test (SICT).   In addition, the interferon gamma (IFN‐γ) assay is applied either as a confirmatory test of reactors to the  CFT  or  SIT  (serial  testing),  or  in  alongside  skin  test  (CFT,  SIT  or  SICT)  to  increase  diagnostic sensitivity (parallel testing) (Schiller et al., 2010a). 

- The  serial  use  of  the  IFN‐γ  assay  serves  to  increase  the  specificity  of  the  overall  testing protocol, i.e. an animal is deemed positive if it tests positive to another test (skin test) and to the IFN‐γ test. 

- The parallel use of  the  IFN‐γ assay  serves  to  increase  the  sensitivity,  i.e.  if an animal  tests positive to another test or IFN‐γ test (Strain et al., 2012) in infected herds. 

The application of the IFN‐γ assay is strongly influenced by the prevalence of infection in the animal population.  Typically  it  is  used  as  a  serial  test  in  circumstances  where  there  is  doubt  over  the specificity of the test routinely being used and as a parallel test  in areas or herds with high disease prevalence in order to maximize the likelihood of disease detection (Strain et al., 2012).  Invariably this leads to false positive animals although this will be to some extent mitigated by the moderately high positive cut‐off used by most countries.  The second point to consider before using the IFN‐γ test  in series with either SIT or/and SICT  is the effect  on  injection  of  tuberculins  during  the  skin  test.  Some  authors  suggest  a  boost  of  IFN‐γ production after SIT but not after SICT (Schiller et al., 2010a). However, this effect is poorly known up till now and further studies, including field studies, are necessary. These studies should also focus on non‐infected M. bovis  cattle  sensitized by environmental mycobacteria  (e.g. MAP). Published  field studies  using  both  the  CFT  and  the  IFN‐y  assay  have  been  designed  to  focus  solely  on  a  general evaluation of the use of Bovigam® in cattle subjected to the caudal fold test, but not on the possible boosting or depression effects of CFT on the IFN‐γ response (Schiller et al., 2010b). 

Page 29: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            29/104 

 In summary, based on data from studies with naturally infected animals, there is no evidence for the SICT  to  boost  or  depress mycobacterial‐specific  IFN‐γ  production.  Furthermore,  disparate  results obtained  in  some  studies  with  experimentally  infected  cattle  could  not  be  verified  in  naturally infected animals,  thus emphasizing  the  importance  to  confirm  findings  in  cattle naturally  infected with bTB. Similarly to the CFT (not recommended in Belgium), there is a lack of data on the effect of SICT on the IFN‐assay in weak responders or in non‐infected cattle (Schiller et al., 2010b). 

4.4 Serological tests 

4.4.1 Introduction 

There  have  been  numerous  unsuccessful  attempts  to  develop  clinically  useful  serodiagnostic tuberculosis tests. ELISA appears to be the most suitable of the antibody‐detection tests and can be a complement,  rather  than  an  alternative,  to  tests  based  on  cellular  immunity  notably  to  detect animals that are anergic and do not react to the skin test and IFN‐γ anymore (Cf. Figure 6).  Figure 4. Usefulness  of  different  diagnostic  test  in  relation with  the  progression  of  bTB  infection (Vordermeier et al., 2004). 

 Serological tests are in practice an easy, fast, reliable and cost‐effective option. Standard serum and plasma  collected  for  other  surveillance  purpose  are  easy  to  handle,  store  and  run.  When  high numbers of animals are tested within a herd, a reasonable confidence level in the serological test can be obtained. 

4.4.2 ELISA Ab test IDEXX (MPB70 and MPB83)  

ELISA Ab test IDEXX: literature review Waters and al. (2011) tested the performance of the IDEXX ELISA and found an apparent Se of 63% (range 30‐97, n=478) and a Sp of 98% (range 88‐100% n =1473), Cf. tables 7, 8 and 9 below. No cross‐reaction with MAP was observed.  Indication of  time  sampling before SIT was not always precisely available. The Se increased as the disease severity increased (Waters et al., 2011).        

Page 30: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            30/104 

Table 7. Sensitivity  of  IDEXX M.  bovis  antibody  ELISA  with  sera  collected  from  naturally  infected  cattle (Waters et al., 2011). A)  Infection status determined by histopathology with  IS6110 PCR and/or culture. B) Infection status determined by culture or presence of gross lesions and/or from a tuberculosis‐affected herd. C)  ID,  identification.  NVSL,  National  Veterinary  Service  Laboratory.  D)  n,  number  of  animals.  Three manufacturing scale lots were evaluated with each sample set (Lot 1, 2 and 3). 

 Table 8. Specificity  of  IDEXX M.  bovis  antibody  ELISA with  sera  collected  from  non‐infected  cattle  from various  geographic  regions  (Waters  et  al.,  2011).a)  Samples  obtained  from  cattle  from  tuberculosis‐free herds. AHVLA, Animal Health  and Veterinary  Laboratories Agency; UCD, University  College Dublin; DAFF, Department of Agriculture, Fisheries and Food. B) n: number of animals. 

Source of noninfected seraa

nb No. of herds

Specificity (%)

Lot 1 Lot 2 Lot 3

Maine 126 2 99.2 98.4 99.2 Maine 126 2 99 98.4 99.2 Pennsylvania 79 1 88.6 92.4 98.7 Arkansas 39 1 100 100 97.4 New York 84 1 98.8 100 98.8 North Dakota 110 1 96.3 97.2 99.1 Washington 84 2 98.8 98.8 98.8 South Dakota 84 1 98.8 100 100 Missouri 92 >2 94.5 95.7 98.9 Texas 96 >2 93.7 93.8 95.8 Michigan 92 2 100 100 100 Iowa 8 1 100 100 100 Colorado 121 11 99.2 100 99.2 Great Britain (AHVLA) 50 >5 94 98 96 Ireland (UCD/DAFF) 92 16 100 100 95.7 Austria 316 >10 97.5 99.1 98.1

Overall value 1,473 >58 97.4 98.2 98.4

 Buddle et al. (2013) evaluated the Se and the Sp of the  IDEXX ELISA on milk samples. Se amounted 50%  (n=22/44)  (95%  confidence  limits,  35.8%  and  64.2%)  and  Sp  97.5%  (n=356)  (95%  confidence limits, 95.2% and 98.7%). There were 9 false‐positive responses out of 356 animals. The median S/P ratio response for these 9 positive responders was 0.41 (range, 0.30 to 2.20). Both milk and serum samples were collected from 38 of the 44 M. bovis‐infected animals and there was a strong positive correlation  (Spearman’s  rank  test,  rho=  0.89,  P<0.001) between  the  responses  in milk  and  serum samples from the same animals (Cf. Table 12).  Table 9. Summarized results of the study of Buddle et al. (2013) 

Milk ELISA result No. of animals with a serum ELISA result of: Total no. of 

results Positive Negative Positive 17 3 20 Negative 3 15 18 Total 20 18 38  Dilution of  21 positive  test milk  samples  in milk  from non‐infected  cows  at  1/10,  1/20,  and  1/50 dilutions reduced the proportions of positive responses to 13/21, 9/21, and 4/21, respectively. Milk 

M. bovis‐infected serum type  Skin test nd No. of 

herds Sensitivity (%)

Source ID or characterizationc Lot 1 Lot 2 Lot 3

Great Britain AHVLA‐2a 134 31 74.6 72.4 73.1

AHVLA‐1b 50 >5 86 88 86

Ireland No visible lesionsb 50 >5 48 44 46

With visible lesionsb 50 >5 72 70 70

  Skin test positive, Bovigam positive, with visible lesions

b 30 22 96.7 86.7 90.0

New Zealand AgResearchb 2‐4 weeks after the CFT 42 7 42.9 40.5 35.7

USA Coloradoa 60 days before SIT 81 1 44.4 45.7 49.4

NVSL serum banka 31 12 48.4 48.4 48.4

Michigana 60 days before SIT 10 1 30 30 30

Overall value 478 >89 63.6 61.9 62.6

Page 31: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            31/104 

samples can be substituted  for serum samples  for screening  individual cows  for M. bovis  infection, because pooling of milk samples from 10 to 20 animals will result in a reduction in the sensitivity by approximately 50%. However, screening of milk tank samples is unlikely to be useful in countries with low prevalence of M. bovis in cattle and large herd sizes (Buddle et al., 2013)  Casal et al. (2014), evaluated the use of ELISA Ab and Enferplex (Cf. below for Enferplex) before and after the skin test, alone or in combination with other tests on a limited panel of serum (Skin test and IFN‐γ) (Casal et al., 2014). 

- Prior to the skin test:  The Sp of M. bovis Ab Test (IDEXX) was 100% (n=60). These 60 animals were originated  from  tuberculosis  free herds which were negative  to  the SIT  test and  the IFN‐γ assay. The Se was 23.9% (11/46).  

- At 15 days post‐SIT: Cf Table 10. The M. bovis Ab Test  (IDEXX)  classified as positive 10.7% (6/56) of animals with samples collected prior to  intradermal tests (Herd A), 7.1% (4/56) of animals  with  samples  taken  72  h  post‐intradermal  tests,  and  the  number  of  reactors increased to 57.1% (32/56) when samples were collected 15 days post‐intradermal test. The Se increased to 70.4% in confirmed infected animal and 92.3 % in animals with lesions. 

 Table 10. Number of animals detected as positive within herds A and B using the different diagnostic techniques (Casal et al., 2014). Serological  techniques with  samples  collected  15  days  post‐intradermal  tests.  a)  Animals with M.  bovis positive culture and/or presence of lesions compatible with tuberculosis. b) SIT, single intradermal tuberculin test  (severe  interpretation).  c) Wilson's 95%  confidence  intervals. d)  SICT,  single  intradermal  comparative cervical  tuberculin  test  (severe  interpretation).  e)  IFN‐γ  assay  with  samples  collected  in  parallel  with intradermal  tests.  f)  Serological  techniques  with  samples  collected  15  days  post‐intradermal  tests.  g) Inconclusive animals considered as positive. h) Inconclusive animals considered as negative. 

Diagnostic techniques Herd A Herd B

Whole herd (n = 56)

Confirmed infected animals

a (n = 27)

Animals with lesions (n = 13)

Whole herd (n = 21)

Confirmed infected animals (n = 6)

Animals withlesions (n = 5)

Intradermal tests

SITb

28/56 (50%) (37%–63%)

c 16/27 (59.3%) (41%–75%)

9/13 (69.2%) (42%–87%)

11/21 (52.4%) 

(32%–72%)

5/6 (83.3%) (44%–97%)

5/5 (100%) (56%–100%)

SICTd

13/56 (23.2%) 

(14%–36%)

10/27 (37%) (21%–55%)

6/13 (46.1%) (23%–71%)

11/21 (52.4%) 

(32%–72%)

5/6 (83.3%) (44%–97%)

5/5 (100%) (56%–100%)

IFN‐γ assaye

Cutoff 0.05 37/56 (66.1%) 

(53%–77%)

25/27 (92.6%) (77%–98%)

12/13 (92.3%) (67%–99%)

10/21 (47.6%) 

(28%–68%)

4/6 (66.7%) (30%–90%)

3/5 (60%) (23%–88%)

Cutoff 0.1 34/56 (60.7%) 

(48%–72%)

23/27 (85.2%) (67%–94%)

11/13 (84.6%) (58%–96%)

8/21 (38.1%)(21%–59%)

3/6 (50%) (19%–81%)

3/5 (60%) (23%–88%)

Serological techniquesf

M. bovis Ab Test (IDEXX) 32/56 (57.1%) 

(44%–69%)

19/27 (70.4%) (51%–84%)

12/13 (92.3%) (67%–99%)

9/21 (42.9%)(24%–63%)

4/6 (66.7%) (30%–90%)

3/5 (60%) (23%–88%)

Enferplex TB assay (Enfer)

g

38/56 (67.9%) 

(55%–79%)

23/27 (85.2%) (67%–94%)

12/13 (92.3%) (67%–99%)

11/21 (52.4%) 

(32%–72%)

5/6 (83.3%) (44%–97%)

4/5 (80%) (37%–96%)

Enferplex TB assay (Enfer)

h

36/56 (64.3%) 

(51%–75%)

22/27 (81.5%) (63%–92%)

12/13 (92.3%) (67%–99%)

‐ ‐ ‐

 

ELISA Ab test IDEXX: Belgian experimental infection  The  diagnostic  potential  of  IFN‐γ  release  assays  and M.  bovis  specific  serology was  assessed  by Roupie et al. (in preparation)  in six naturally M. paratuberculosis (Map)‐exposed bulls: four of them were  infected  intratracheally with a Belgian  field  strain of M. bovis and  two were kept as  control 

Page 32: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            32/104 

animals. 17 blood samples were collected at several time points, SIT was performed on day 115 and animals  were  euthanized  on  day  132.  Organs  were  collected  and  stored  for  histopathological examination, Map and M. bovis culture and Ziehl Nielsen analysis.  ELISA Ab showed a weak but positive response in a bull between 56 and 84 dpi (days post‐infection) and  in  another  bull  at  42  dpi.  After  SIT,  a  dramatic  increase  in  antibodies was  observed, which resulted in a positive response in all four M. bovis infected bulls. In the two control animals, SIT also increased  the MPB70/MPB83  specific  antibodies,  but  to  a  clearly  lesser  extent  than  in  the  four experimentally infected bulls.  Figure 5. Antibody responses of the two non‐infected bulls (ID numbers 1964 and 1954) and the four M.  bovis  infected  animals  (ID  numbers  3174,  2148,  2149  and  1977)  using  IDEXX Mycobacterium  bovis antibody kit (cut‐off value >30% indicated by red line). SIT was perfomed at 115 days post‐infection. 

0 14 28 42 56 70 84 98 112

0

100

200

300

400

500

600

800

1,000

115 120 125 130 135

19541964 3174

2148

21491977

30

Times (days post-infection)

E/P

%

 SIT also  increased  initially negative antibody responses against MPB70 and MPB83 to values above the positivity  threshold,  confirming previous  findings  (Casal et al., 2014; Waters et al., 2011). One animal non‐infected with M. bovis, was also positive in MPB70/83 specific serology, but the antibody titer was  lower,  indicating  that  a higher  cut‐off  value would be warranted  to optimize  specificity. These  results  indicated  that,  under  experimental  conditions,  the  sensitivity  of  MPB83/MBP70 serology was  dramatically  increased  by  prior  skin  testing. However  this must  still  be  investigated under field conditions (Roupie et al., in preparation). 

4.4.3 EnferplexTM TB assay (chemiluminescent assay):  

The Enferplex TB assay  is a chemiluminescent multiplex system that can simultaneously detect and analyze  antibody  responses  to  multiple  antigens  (MPB70  recombinant,  MPB83,  ESAT6,  CFP‐10, Rv3616c, α‐christallin 2 and MPB70 peptide) (Whelan et al., 2008) which are spotted in a single well of a 96‐well plate (Whelan et al., 2008; Whelan et al., 2010).  Figure 6. Principle of EnferplexTM TB assay in 96 well plates. 

  

Page 33: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            33/104 

Whelan et  al, 2008  reported  a  sensitivity  and  specificity of  the  Enferplex TB  assay of  respectively 93.1% and 98.4% in a non‐blinded Irish study.  Table 11. Cohorts  of  samples  tested  by  Enfer multiplex  immunoassay  and  individual  responses  to ESAT‐6, CFP‐10, and MPB83 antigens. A) Data were extracted from the multiplex assay for these  individual antigens 

Test TB‐positive animals (no.) Sensitivity (%) TB‐negative animals (no.) Specificity (%) Enfer 522 93.1 1,489 98.4 ESAT‐6 522 40.6a 1,489 86.6a CFP‐10 522 82.6a 1,489 69.7a MPB83 522 78.5a 1,489 99.1a

 In a  second blind  study with  serum  samples  from  cattle  from Great Britain with and without bTB Whelan et al. (2010) compared the relative Se and Sp of the Enferplex TB serum assay with the SICT and the Bovigam IFN‐y test. Sera from 189 animals (96 SICT reactor animals with visible tuberculous lesions  and  culture‐confirmed  bTB;  93  bTB  free  animals) were  analyzed.  The  Se was  significantly lower than in the previous study but the Sp was comparable (Cf. table below) (Whelan et al., 2010).  Table 12. Performance of the Enferplex TB multiplex immunoassay on field animals. A) Measured for 96 SICT reactor animals, with visible lesions and positive M. bovis cultures. Both sensitivity and specificity are expressed  as  percentages, with  95%  confidence  intervals  in  parentheses.  B) Measured  for  93  skin  test‐negative cattle from TB‐free herds 

Enferplex TB cutoff level Sensitivitya Specificityb 5 77.1 (67.4, 85.0) 100 (96.1, 100) 4 79.2 (69.7, 86.8) 97.9 (92.4, 99.7) 3 81.3 (72.0, 88.5) 94.6 (87.9, 98.2) 2 82.3 (73.1, 89.3) 91.4 (83.8, 96.2) 1 86.5 (78.0, 92.6) 79.6 (70.0, 87.23)

 Casal et al.  (2014) evaluated  the use of ELISA Ab  (Cf. before) and Enferplex on a  limited panel of serum before and after the skin test and alone or in combination with other tests (Skin test and IFN‐γ). The authors used two different cut‐offs: one for high Sp interpretation (a response to at least four antigens above the individuals’ thresholds) and another one for high Se interpretation (a response to at least two antigens above the individuals’ thresholds) 

- Prior to the skin test: The Sp of Enferplex was 98.3% (59/60) and the Se was 32.6% (15/46). However  the Se  increases significantly at 15 days post‐SIT and  reached 85.2%.(Casal et al., 2014). 

- At 15 days post‐SIT: The Enferplex TB assay performed with samples collected prior  to  the intradermal  tests  (high  Se  criteria)  yielded  12.5%  positive  animals  (7/56;  two  inconclusive animals were considered as positive. When samples were drawn 72 h post‐intradermal tests the  assay  detected  25%  (14/56)  positive  cattle. With  samples  collected  at  15  days  post‐intradermal tests 67.9% (38/56) positive cattle were detected. 

          

Page 34: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            34/104 

Table 13. Number  of  animals  detected  as  positive  in  herds A  and  B  using  the  different  diagnostic techniques (Casal et al., 2014). Serological  techniques with  samples  collected  15  days  post‐intradermal  tests.  a)  Animals with M.  bovis positive culture and/or presence of lesions compatible with tuberculosis. b) SIT, single intradermal tuberculin test  (severe  interpretation).  c) Wilson's 95%  confidence  intervals. d)  SICT,  single  intradermal  comparative cervical  tuberculin  test  (severe  interpretation).  e)  IFN‐γ  assay  with  samples  collected  in  parallel  with intradermal  tests.  f)  Serological  techniques  with  samples  collected  15  days  post‐intradermal  tests.  g) Inconclusive animals considered as positive. h) Inconclusive animals considered as negative. 

Diagnostic techniques Herd A Herd B

Whole herd (n = 56)

Confirmed infected animals

a (n = 27)

Animals with lesions (n = 13)

Whole herd (n = 21)

Confirmed infected animals (n = 6)

Animals with lesions (n = 5)

Intradermal tests

SITb

28/56 (50%) (37%–63%)

c 16/27 (59.3%) (41%–75%)

9/13 (69.2%) (42%–87%)

11/21 (52.4%) 

(32%–72%)

5/6 (83.3%) (44%–97%)

5/5 (100%) (56%–100%)

SICTd

13/56 (23.2%) 

(14%–36%)

10/27 (37%) (21%–55%)

6/13 (46.1%) (23%–71%)

11/21 (52.4%) 

(32%–72%)

5/6 (83.3%) (44%–97%)

5/5 (100%) (56%–100%)

IFN‐γ assaye

Cutoff 0.05 37/56 (66.1%) 

(53%–77%)

25/27 (92.6%) (77%–98%)

12/13 (92.3%) (67%–99%)

10/21 (47.6%) 

(28%–68%)

4/6 (66.7%) (30%–90%)

3/5 (60%) (23%–88%)

Cutoff 0.1 34/56 (60.7%) 

(48%–72%)

23/27 (85.2%) (67%–94%)

11/13 (84.6%) (58%–96%)

8/21 (38.1%)(21%–59%)

3/6 (50%) (19%–81%)

3/5 (60%) (23%–88%)

Serological techniquesf

M. bovis Ab Test (IDEXX) 32/56 (57.1%) 

(44%–69%)

19/27 (70.4%) (51%–84%)

12/13 (92.3%) (67%–99%)

9/21 (42.9%)(24%–63%)

4/6 (66.7%) (30%–90%)

3/5 (60%) (23%–88%)

Enferplex TB assay (Enfer)

g

38/56 (67.9%) 

(55%–79%)

23/27 (85.2%) (67%–94%)

12/13 (92.3%) (67%–99%)

11/21 (52.4%) 

(32%–72%)

5/6 (83.3%) (44%–97%)

4/5 (80%) (37%–96%)

Enferplex TB assay (Enfer)

h

36/56 (64.3%) 

(51%–75%)

22/27 (81.5%) (63%–92%)

12/13 (92.3%) (67%–99%)

‐ ‐ ‐

4.4.4 Non‐bovine animals 

A number of serologic diagnostic tests have been developed  for use  in other species than bovines. More details about these tests can be found in Appendix VIII.  In general,  it can be concluded that these studies are based on a too small number of animals and herds on order to estimate reliable Se and Sp values. Hence, the practical use of these tests in other species then bovines is currently not recommended.  

4.4.5 Applicability of an ELISA in the Belgian cattle population 

Applicability of an ELISA  in  the Belgian  cattle population was evaluated by Roelandt et al.  (2011). Commercial  serological  tests  for diagnosis of bTB based on  specific  recombinant antigens  (MPB70 and MPB83) (M. bovis Ab indirect Ab ELISA test, Idexx Laboratories) approved by OIE were evaluated on serum samples from cattle herds.  The populations were defined as following:  “….The “Positive” population = 500 plasma samples obtained between 01/02/06 and 31/01/11 from confirmed bTB outbreak herds based on positive bacterial  culture. Animals  from  these herds were sampled within  the 3 weeks preceding and 7 months  following  the  time  the  ‘official BTB‐free  (T4) status’ of the herd was suspended.  The “Negative” population = 1000 plasma samples obtained from herds that remained officially BTB‐free since 2005. All samples had been tested with the Pourquier paratuberculosis ELISA (PTB). Some of 

Page 35: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            35/104 

the samples were simultaneously tested for BTB in the IFN assay, but none had been tested with the SIT or culture diagnostic tests, given their BTB‐free status. 25.6% “suspect” animals  from positive outbreak herds  tested negative  for all  index  tests  (SIT,  IFN‐y and culture), and since each of these  imperfect  index tests may underestimate the true prevalence, the true bTB‐infected prevalence within the population was estimated to be between 75% and 100% and suitable for determination of DSe of the ELISA and for the other index tests ...”   Results of this Bayesian analysis demonstrated a low sensitivity of the ELISA (12.22‐16.19%). Despite the robust method used for evaluating this test, caution should be made about the study population and  sampling  design.  Indeed,  due  to  unavailability  of  more  reliable  data,  inference  about  the population  status  had  to  be  made,  but  this  approach,  does  generate  bias  and  hampers  the extrapolation of the study results.  The selection bias linked to the estimated “positive population” arises from the fact that only cattle that underwent a SICT  in a outbreak herd were considered. However, due to the fact that this SICT depends  on  the  results  of  a  beforehand  realized  SIT  and  both  tuberculin  tests  have  imperfect sensitivity  and  specificity,  this  will  generate  an  underestimation  of  the  true  ‘animal’  status  and thereby will impact all prevalence estimations. This under‐over‐estimation must be accounted for. A within herd prevalence of 75‐100%  is unrealistic when  looking at outbreak data between 2005 and 2015.  Furthermore,  because  only  cattle  positive  by  SICT  and  sent  for  culture  to  the  NRL  were considered,  and  not  the whole  herd,  in  turn, will  disable  to  correct  the within  herd  prevalence. Therefore the individual status of cattle not tested within those herds cannot be estimated.  Finally, considering the imperfect sensitivity and specificity of visual post‐mortem inspection and SIT at  purchase,  the  true  status  of  the  “negative  population” might  be  questioned  since  these  herds were not  tested during  the  study. Also as negative populations did not undergo  the  same  testing protocol, positive  and negative populations might not be  totally  comparable.  Therefore  inference about test sensitivity and specificity is limited. 

4.4.6 Conclusions 

Several  tests  for  serological diagnosis of bovine  tuberculosis exist and a commercial  test based on MPB83/MBP70  (M.  bovis Ab  test,  IDEXX  Laboratories)  is  available  and  approved by OIE.  This  test could be used as complementary test to confirm bTB infection or to detect M. bovis infected cattle which are anergic to the skin test and/or the IFN‐γ release assay. In order to increase the sensibility of  this  antibody  assay,  it  is  actually  recommended  to  perform  serological  testing  after  the  SIT  (2 weeks)  as  this  could  be  useful  to  detect  a  subpopulation  of  infected  animals  that may  not  react anymore to the skin tests (Casal et al., 2014). The skin test boosts the responses of certain antigens (i.e. MPB83, MPB70), while it does not influence the response to other antigens (e.g. ESAT‐6, CFP‐10, MPB59, MPB64). This boost effect  is not  the  same  for  all  antigens  considered. The quality of  the response (i.e. avidity) is also increased (Waters et al., 2015). As the specificity is high, antibody ELISA is,  in  practice,  an  easy,  fast,  reliable,  and  cost‐effective  option.  Standard  serum  and  plasma  (or individual milk)  collected  for  other  surveillance  purposes  are  easy  to  handle,  store  and  run.  The greatest sensitivity of TB detection has been achieved for ELISA / Enferplex after skin test for bovines (Casal et al., 2014).  A  lot  of  serological  tests  have  been  developed  beside  the  IDEXX  ELISA  like  Enferplex,  rapid  test  (RT)/Stak‐Pak,  dual‐path  platform  (DPP)  and  multiantigen  print  immunoassay  (MAPIA)  and  are actively used in non‐bovine animals. Among those, the RT and the DPP are the most used, probably due  to  their  simplicity.  The  greatest  sensitivity  of  TB  detection  has  been  achieved  when  a combination  of  tests was  used,  such  as  a  combination  of  RT  or  DPP with  the  skin  test  for  deer (Boadella et al., 2011) or IFN‐y test and serology combined for alpacas (Chambers, 2013; Rhodes et al.,  2012).  The  species  for  which  data  have  been  published  has  been  extended  considerably  to include a variety of different species during a survey of bovine TB  in Ethiopian wildlife, New World 

Page 36: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            36/104 

camelids,  black  rhinoceros,  lions,  elephant  and  a  single  pygmy  hippopotamus,    (Cf. Appendix  VIII (Chambers, 2013)). The  main  limitation  of  these  studies  (bovine  and  non‐bovine  animals)  is  the  small  number  of animals/herds used for estimating accurate values of the sensitivity and specificity. For some species data  are  still  lacking.  Furthermore,  it would  be  unwise  to  rely  on  estimates  solely  obtained  from experimentally infected animals (Chambers, 2013). 

4.5 Combination of diagnostic tests 

The  use  of multiple  tests  is  often  used  in  screening  programs  to  improve  the  overall  diagnostic process.  In case of serial  testing; only samples  that  react positive  to  the  first  test are  further  tested with a confirmation test. When a sample reacts positive on both tests, the sample is  considered positive.   In case of parallel testing each sample  is tested by two tests and is considered positive if a positive reaction on one or both of the tests is observed.   Serial  testing  increases specificity but may decrease sensitivity, whereas parallel  testing  increases sensitivity but may decreases  specificity.  In  a  serial process,  the  test with  the  highest  sensitivity should be carried out  first as  this will drive  the whole process;  this guarantees  that a minimum of infected animals / herds are missed (false negatives).   Tests are considered conditionally independent if the probability of getting positive at one test does not depend on the result of the first test (i.e. non  infected animal will have the same probability of testing SICT positive regardless whether the animal tested positive or negative at SIT). If events are conditional and nondependent then the sensitivity and specificity of serial and parallel testing will be the following (Dohoo et al., 2009) (Table 18): Parallel: Sep= Se1 + Se2‐(Se1*Se2) Spp=Sp1*Sp2  Serial : Ses=Se1*Se2 Sps=Sp1+Sp2‐(Sp1*Sp2)  Se=Sensitivity of the process considering parallel testing (p) or serial testing (s) with first test sensitivity Se1 or second test Se2 Sp=Specificity of the process considering parallel testing (p) or serial testing (s) with first test specificity Sp1 or second test Sp2  Note that  if animals tested negative  in test 1 then  it  is most  likely to test negative as well  in test 2. These  events  become  conditionally  dependent  and  the  expected  overall  sensitivity  or  specificity might be different from observed, depending on the correlation between both tests. The covariance would  have  to  be  estimated  first  to  enable  corrections  of  the  estimations  obtained  from  the formulae above.   In Table 14,  the  theoretical Se and Sp of different  combinations of diagnostic  tests  can be  found. These results can be used by risk managers to obtain the desired Se en Sp for future bTB surveillance.    

Page 37: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            37/104 

Table 14. Added value in terms of sensitivity and specificity for single and a combination of different diagnostic tests under conditional independent events 

Test  Se  Sp 

  min  max  mean  min  max  mean 

ELISA* ;***  41,00%  99,00%  81,00%  53,00%  100,00%  89,00% 

IFNg*  36,00%  100,00%  78,00%  70,00%  100,00%  94,00% 

SIT*  27,00%  82,00%  53,00%  55,00%  95,00%  99,00% 

SICT*; **  17,63%  63,33%  31,01%  77,79%  100,00%  99,50% 

SIT//SICT  39,87%  93,40%  67,58%  42,78%  95,00%  98,51% 

SIT‐>SICT  4,76%  51,93%  16,44%  90,00%  100,00%  100,00% 

SIT//ELISA  56,93%  99,82%  91,07%  29,15%  95,00%  88,11% 

SIT‐>ELISA  11,07%  81,18%  42,93%  78,85%  100,00%  99,89% 

SIT//IFNg  53,28%  100,00%  89,66%  38,50%  95,00%  93,06% 

SIT‐>IFNg  9,72%  82,00%  41,34%  86,50%  100,00%  99,94% 

IFNg//ELISA  62,24%  100,00%  95,82%  37,10%  100,00%  83,66% 

“//”parallel testing “‐>”Serial testing  *Test sensitivity and specificity values (min, mean, max) are those obtained from the table published in Bezos et al., 2014 **SICT  is known to have  lower Se values then the SIT and  in contrast higher specificity then SIT  (Bezos et al., 2014; EFSA, 2012) ***Very few publications on demonstration of a ‘booster effect’ in naturally infected cattle exist =>not 

accounted for this priming effect. 

4.6 General conclusion 

The Scientific Committee has performed a  literature  review  to  characterize and evaluate different diagnostic techniques for bTB in bovines which can be used in bTB surveillance in Belgium.  The  intradermal  skin  test  or  delayed  hypersensitivity  test  involves  the  intradermal  injection  of bovine  tuberculin  purified  protein  derivative  (PPD)  and  the  subsequent  detection  of  swelling (delayed hypersensitivity) at the site of injection 72 hours later. This may be performed using bovine tuberculin  alone  (SIT)  or  as  a  comparative  test  using  avian  and  bovine  tuberculins  (SICT)  to differentiate  between  an  infection with M.  avium  and M.  bovis  respectively.  The  test  should  be performed  in  the  anterior  neck  area  to  render  the  sensitivity  of  the  test  as  high  as  possible.  In literature, a wide range of sensitivity  (Se) and specificity (Sp) values are reported: Se between 53% (27.3‐81.5, 95% CI) and 69.4% (40.1‐92.2, 95% CI) depending on cattle type; Sp between 55.1% and more than 99% showing a median value over 95%.  Indeed, a  lot of technical and socio‐economical parameters can affect the results of the intradermal skin test.  The bacterial  culture  is  the  gold  standard method  for  the diagnosis of bTB  and,  according  to  the current Belgian  legislation,  the  solely  isolation of  the bacteria  remains  the definitive proof  for  the confirmation of an outbreak. However, bacterial culture  is  time consuming  (8‐12 weeks). Methods which allow a result in 2‐3 weeks exist, but are not validated in veterinary medicine. The existence of a single recommended protocol for bacterial culture of Mycobacteria is not present in literature or in reference manuals. Therefore, validation of  the  culturing protocol  in each  laboratory  is necessary. The  development  of  new  bacterial media  or methods  needs  to  be  put  in  perspective  with  the development of molecular methods  (RT‐PCR). Molecular tests always surpass bacteriology  in terms of rapidity in results.  

Page 38: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            38/104 

There are various molecular methods  to detect M. bovis. However,  the best molecular method  in term of Se and Sp is the real‐time PCR (RT‐PCR) with a Se of 87% and a Sp of 97%. The method is a good option to obtain rapid and good quality diagnosis of bTB. Therefore, the real‐time PCR should be considered as an official tool for the diagnosis of bTB. However, the isolation of M. bovis remains relevant to allow molecular typing and epidemiology.  The  interferon gamma test measures the release of the gamma  interferon  (IFN‐γ)  lymphokine  in a whole‐blood culture system. The assay is based on the release of IFN‐γ from lymphocytes sensitized during  a  16–24‐hour  incubation  period  with  a  specific  recall  antigen  (like  PPD‐tuberculin).  The detection of bovine IFN‐γ  is carried out with a sandwich ELISA that uses two monoclonal antibodies to bovine gamma‐interferon. Because the assay makes use of viable blood cells,  it  is recommended that  the blood samples are  transported  to  the  laboratory and  the assay set up as soon as possible (usually within 8 h of collection to ensure optimal assay performance), but not later than the day of blood collection. Based on a meta‐analysis of 15 field studies conducted between 1991 and 2006, an estimated median  Se of 87.6%  (with  a  range between 73% and 100%) and a  Sp of 96.6%  (with  a range of 85%  and 99.6%)  is  reported. Also,  a possible boost of  IFN‐y production  after  skin  test  is reported in literature. Moreover, infected animals are faster positive in the IFN‐y test than in the skin test.  To  conclude,  the  IFN‐y  test  is  a  very  promising  test  but  validation  of  the  different  kits  and antigens must be performed under Belgian field conditions.  There are  several  serological  tests  for bTB. The ELISA  test appears  to be  the most  suitable of  the antibody‐detection  tests  and  can be  a  complement,  rather  than  an  alternative,  to  tests based on cellular immunity notably to detect animals that are anergic and do not react to the skin test and IFN‐γ  anymore.  The  test  is  an  easy,  fast,  objective,  and  cost‐effective  option  for  bTB  surveillance. However, the Se of the ELISA is low (estimated at 63% with a range between 30% and 97%) while the Sp is estimated at 98% (with a range between 88 and 100%). A boost of antibodies after the skin test (2 weeks) is reported in literature.  Furthermore,  a  simulation  exercise has been performed  to  calculate  the  theoretical  Se  and  Sp of different combinations of diagnostic tests. These results can be used by risk managers to obtain the desired Se en Sp for future bTB surveillance.  Finally, the use of every diagnostic test in non‐bovine animals has been evaluated. In general, it can be concluded that these studies are based on small numbers of animals and herds for estimation of the values for Se and Sp and, for some animal species, data are still lacking. Hence, the practical use of these tests in other animal species is currently not advisable. 

5 Evaluation of the current Belgian bTB surveillance program 

5.1 Facts and figures 

- Annual number of purchased cattle (SANITEL): ± 650 000 (± 48% fattening calves (315 000) and ± 52% other cattle (335 000)): The annual % of positive and doubtful reactions in SIT at purchase  in  the  ‘other  cattle’  category  varied  in  2011  and  2014  respectively  between 0.0020%‐0.0025% and 0.0005%‐0.0043%. The ‘fattening calves’ category  is not subjected to mandatory tuberculination at purchase. 

- Annual number of slaughtered cattle (SANITEL): ± 837 470 animals (± 40 % fattening calves (336 281) and ± 60% other cattle (± 335 000)). The annual % of suspected lesions sent to the NRL varied between 0.0013% and 0.0081% (respectively in 2011 and 2014).  

- Since 2008, all outbreaks in Belgium have been detected by slaughterhouse surveillance and by  tracing  on  and  back.  No  outbreaks  were  detected  via  tuberculination  at  purchase  of animals issued from an infected herd. 

Page 39: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            39/104 

5.2 Scenario tree analysis 

Welby  et  al.  (2012) performed  a  scenario  tree  analysis  in order  to  evaluate  the  sensitivity of  the different bTB components of  the Belgian  surveillance program  to prove  freedom of disease at  the 0,1% maximum  herd  level  prevalence  (as  prescribed  by  Directive  64/432/EEC).  In  this  study,  the confidence  in  freedom  of  disease  obtained  was  83%,  85%,  99%  and  99%  for  respectively  the following surveillance components  i) only herd testing by tuberculination during winter of outbreak herds,  contact  herds  and  suspected  herds  ii)  only  testing  of  imported  cattle  iii)  testing  of  all purchased animals and  iv) testing of all slaughtered animals. The outcome of the model (scenarios) was mostly  influenced by  the  following parameters:  the number of  tested animals per component (the more the better) as well as the used sensitivity (Se) for each of the test(s) (decreasing test Se at animal  level significantly  reduces  the component Se).  In addition, within  that  same study, external validation of the output using a  logistic regression model (using data over the  last 5 years) showed that  herd  tuberculinations  (during  winter)  and  slaughterhouse  post‐mortem  inspections  were significant  components  to  detect  outbreaks  in  Belgium.  This was  not  the  case  for  the  purchase component, despite purchase has been identified as a risk factor for infection (Table 15).  Table 15. Odds of detection of different surveillance components in Belgium using historical data 

Surveillance component  Odds of detection 

Purchase   0,39 (p‐value=0,91) 

Slaughter   1,69 (p‐value =0,01) 

Tracing on and back   1,34 (p‐value=<0,0001) 

 Welby et al. (2012) concluded that assumptions used for the scenario tree analysis (all tests and all animals are performed/tested according to appropriate guidelines (Good Veterinary Practices)) might not be valid  in  ‘reality’.  Indeed, findings over the  last years  indicated that the purchase component (in its current application) does not seem to be helpful in (early) detection of outbreaks in Belgium. In general,  the purchase component should be an adequate  ‘early detection’ surveillance component for animal health surveillance  in general and bTB  in particular  (Humblet et al., 2010). Any bTB  test performed  in  an  appropriate  way  at  purchase  can  be  informative  about  a  possible  route  of introduction  for  bTB  as  trade/movement  is  considered  as  an  important  risk  factor  (Welby  et  al;, 2012; Humblet et al., 2009; Gilbert et al., 2005). 

5.3 Expected true and false positive reactions 

Another way to determine the efficacy of a surveillance system is to estimate the expected number of false positive reactors given a free status by taking  into account the sensitivity and specificity of the  diagnostic  tests  used  in  the  surveillance  system.  Welby  et  al.  (2015)  performed  such  a benchmarking study for the different components of the Belgian bTB surveillance program. The aim of this study was to investigate the number of true and false positive reactors that could be expected given predefined design prevalence  and  taking  into  account  the diagnostic  tests  characteristics of sensitivity  (Se)  and  specificity  (Sp)  of  the  SIT  at  purchase,  as well  as  post mortem  inspection  at slaughter house.  The input parameters for this study are summarized in Table 16, while the results are summarized in Table 17.  Table 16. Input parameters for the benchmarking study according to Welby et al. (2015) 

Parameters   Value   Sources  

Intradermal skin test (SIT) Se  0.94 (0.49 ‐1.00)   EFSA scientific opinion 2012  Intradermal skin test (SIT) Sp  0.91 (0.70 ‐1.00)   EFSA scientific opinion 2012  Inspection at Slaughterhouse Se  0.71 (0.38 ‐0.92)   EFSA scientific opinion 2012  

Page 40: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            40/104 

Inspection at Slaughterhouse Sp  1.00 (0.99‐1.00)   EFSA scientific opinion 2012  Prevalence herd level   0.1%   Directive 64/432/EEC Prevalence animal level   0.1%‐0.01%‐0.001%   Simulations  

 Table 17. Expected  true,  false and  total positive  reactors  for  tested beef categories  in  the different surveillance components (purchase (PUR) and slaughterhouse (SLGH)) – adapted from Welby et al. (2015) 

Simulated  animal prevalence 

False positives  True positives 

PUR  SLGH  PUR  SLGH 

0.001% 

Mean  1.33215%  0.02465%  0.00011%  0.00010% 

Minimum  0.00602%  0.00000%  0.00006%  0.00006% 

Maximum  3.37939%  0.12777%  0.00012%  0.00014% 

0.010% 

Mean  1.31266%  0.02504%  0.00105%  0.00104% 

Minimum  0.02712%  0.00000%  0.00064%  0.00058% 

Maximum  3.51198%  0.12532%  0.00120%  0.00138% 

0.100% 

Mean  1.31448%  0.02489%  0.01049%  0.01035% 

Minimum  0.02203%  0.00000%  0.00651%  0.00594% 

Maximum  3.26768%  0.11891%  0.01200%  0.01374% 

 The  comparison  of  these  results with  the  actual  percentage  of  declared  reactors  in  Belgium  (see Facts and figures) highly suggests an underreporting during purchase surveillance of bTB in contrast to the mean expected reactor rate of 1.3 %. USDA (2015) has published a minimum expected reactor rate of 1%  (USDA, 2015) and  thereby corroborates  the study of Welby et al.  (2015). The apparent underreporting  at  purchase  surveillance  is  further  corroborated  by  the  fact  that,  during  the winterscreening, a reactor rate of 1.8 % was observed in a comparable population. If  the model  is  run  again with  the  latest  Se  and  Sp  values of Visavet  (2015),  the number of  false positive reactors would be as high as 2.5% instead of 1.3% calculated with Se and Sp values according to EFSA (2012).    

Page 41: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            41/104 

5.4 Estimation of the direct and indirect costs  

Direct and indirect costs of the bTB program are depicted in the Table 18. Table 18. Summary of direct and indirect cost obtained from available data in Belgium 

Sanitary Fund : total costs bovine tuberculosis surveillance 2014: tuberculinations 

Winterscreening   Sanitary Fund veterinary fees   € 382.452,59 

Sanitary Fund compensations for 

slaughtered animals of outbreak herds   € 971.663,00 

SIT at purchase  Farmer cost for purchase tuberculin test    € 519.331,59 

FASFC  Tuberculins (bovine & avian)  84.387,73

Total    € 1.957.834,91 

TUBERCULINS average yearly cost (paid by FASFC) 

Average per year/2002‐2014  Number  Price/unit Total 

Bovituber 2ml flacon 20doses  13468 € 3,01 € 40.538,68 

Bovituber 5ml flacon 50doses  5296 € 6,75 € 35.748,00 

Avituber 2 ml flacon 20doses  795 € 10,19 € 8.101,05 

Total  € 84.387,73 

Estimation costs of the SIT at purchase paid by farmer in 2014 

  Number   Price/unit  Total 

SIT at purchase   310.977 € 1,67 € 519.331,59 

Visits for SIT at purchase*  31.000 €21,23 € 658.130€ 

Total € 1.177.462 

*Visits tuberculinations at purchase = 31.000 x21,23€ = 658.130€ (if we take into account that on average 10 animals are purchased per 

year per holding) 

Considering the relatively low declaration rate of positive or doubtful reactions during the tuberculin testing  at  purchase,  its  effectiveness  in  the  current  surveillance  program  can  be  questioned.  In addition, based on the estimated costs of purchase testing of 1.177.462 € for 2014, the cost‐benefit analysis  is questionable. It must be reminded that during the period 2008‐2015, no outbreaks were detected  following  tuberculin  testing  at  purchase.  Yet,  most  outbreak  herds  are  detected  at slaughterhouse  or  following  tracing‐on  or  ‐back  of  contact  herds  in  which  there  has  been introduction  of  purchased  cattle  subjected  to  a  SIT  that  turned  out  “presumably”  negative  (no individual data  recording).  In addition,  the sometimes high within‐herd prevalence of  reactors  in a newly  detected  outbreak  combined  with  the  rather  chronic  stage  of  infection  of  infected  cattle (generalized lesions on organs and carcass and latent infected cattle) raises serious doubts about the “early warning” efficacy of purchase testing  in  its current field application. Furthermore, the overall indirect costs generated by the outbreak herds (1,500,000€) discovered only at late stage of infection by  slaughterhouse  inspection  together with  the  fact  that  slaughterhouse  surveillance  is not 100% sensitive, emphasizes  the need  to adapt  the  surveillance program  in order  to  reduce  costs and  to increase the effectiveness and awareness.  

Page 42: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            42/104 

New diagnostic tools have become available and should be considered in a changing epidemiological context of larger herd sizes and increased animal trade within holdings: 

- Considering the estimated cost of the  IFN‐γ test  (25€/test),  it  is clear that using the test as first line screening tool will lead to significant increased costs for the surveillance. However, the IFN‐y test could definitely be used as a confirmation ancillary test of positive or doubtful results at SIT or SICT  (cf. Table 18  further on), as already applied  in many other  countries (Schiller et al., 2010). 

- Considering  the estimated cost of an Ab ELISA  (about 8€/test),  this  test could be of added value as general screening test  (cf. Table 18  further on) providing sufficient specificity, and  allowing detection of an outbreak before slaughterhouse surveillance and/or SIT at purchase in its current form. 

5.5 Conclusion 

Despite  the  fact  that Belgium has  the OTF  status  for bTB,  almost  every  year  some outbreaks  are detected. The  findings above  indicate  that, based on animal movements and  slaughterhouse data and simulations of different diagnostic tests characteristics (sensitivity and specificity), the number of positive  reactors  notified  at  purchase  and  the  number  of  suspected  lesions  submitted  from slaughterhouse are estimated as too low even considering the low bTb prevalence. This was further corroborated by field observations (Humblet et al., 2011a; Welby et al., 2015).  Hence,  these  results  highly  suggest  that  the  efficacy  of  the  current  surveillance  program, which especially makes use of SIT as first line screening test, could be improved.   

6 Risk factors of infection and spread to be considered in bTB surveillance 

Biological variation,  such as  stage of  infection, past bTB  status of  the herd but also non‐biological causes  such  as  socio‐economic  drivers  can  provide  explanations  for  differences  between  similar eradication and surveillance programs applied in different countries. To tackle this problem, national and international regulations have evolved allowing risk managers to adapt the testing scheme (test, sample  size and  sampling  frame)  taking  into account  the heterogeneity  in  local  risk  factors  (EFSA, 2012,  2013,  2014; More  et  al.,  2009; Welby  et  al.,  2012).  This  approach  for  surveillance  has  the potential  to  provide  higher  confidence  of  freedom  of  disease  and  is  more  cost  effective  than surveillance based on a prescribed testing scheme (Cameron, 2012).  The  different  possible  risks  factors  of  infection/spread  to  account  for  during  monitoring  & surveillance,  can  be  summarized  according  to  a  3  level  approach  (animal,  herd  and  global)  as described  by Humblet  et  al.,  2009.  In  addition,  it  is  recommended  to  consider  risk  factors  in  an anchor model that looks at the interaction between hosts, pathogen and environment including risk of spread linked to social, political, educational or economic incentives as introduced by EFSA (2014). For  readability purposes,  the  issues  regarding  risk  factors and  surveillance are all  summarized  in a single table  (Table 19). Risk factors  indicated by an asterix * were significant risk factors for bTB  in Belgium (Welby et al., 2012; Humblet et al., 2010).  Table 19. Major risk factors described in scientific literature (adapted from Humblet et al., 2009) 

Level  Risk factor of infection/spread   Source 

Animal  Breed/ Gene csˆ 

Genderˆ 

Age 

Feeding of milk/colostrum 

Malnutrition  

Immunosuppression/drugs  

Limita on of diagnos cs tests*ˆ 

Bekara  et  al.,  2016; Guta  S,  et  al., 2014; Humblet  et  al., 2009;  Schiller  et  al., 2010;  Welby  et  al., 2015 

Page 43: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            43/104 

Herd  History of bTB*ˆ 

Climate  (which  may  influence  the  environmental persistence of Mycobacteria) 

Contact with  infected  domestic  reservoir  (cattle,  goats, sheep, dog, cat)ˆ 

Contact  with  wildlife  (fox,  badger,  dear,  wildboar, opossums)ˆ 

Shared pasture 

Import of camelids  for which diagnostic test efficacy are very poor 

Density *ˆ 

Herd size*ˆ 

Management/Biosecurityˆ  

Reduced human contact 

Type of ca le industry*ˆ 

Contact between cattle 

Movements: Purchase*ˆ 

Reduced veterinary service, testing* 

Limited control measures (partial vs total depopulation) 

False negative reactions (anergy or stress) 

Infected  cattle  exempted  of  testing  schemes  (i.e. <6weeks old, etc.) lower test frequency  

Atkin et al.,  in press; Bekara  et  al.,  2016; Conlan  et  al.,  2012; Guta  S,  et  al., 2014; Humblet  et  al., 2009,  2010;  Welby et al., 2012 

Country  Lack of data at individual animal level*ˆ 

Poor  data  recording  &  centralization  &  sharing  of information of data constitute  the main  limitations  for effective follow up of outbreak herds and cattle (sensitivity & specificity) 

Constraints containment of infected herd/area*ˆ 

Fear  of  repressive  measures  contributes  the  apparent poor  disease  awareness  and  notification  amongst  farmers  and therefore  lack  of  compliance  to  surveillance  (also  been demonstrated in other EU member states)  

EFSA,  2014;  Elbers et al., 2010; Guta et al.,  2014;  Jansen  et al., 2012; Lupo et al., in press; More et al. 2015  

Global  Bovine tuberculosis prevalence 

International,  interregional  movements:  intracommunity trade, import/export third countries 

Translocation of wildlife animals 

Humblet et al., 2009 

* Risk factors specifically identified in Belgium ˆMost significant risk factors identified in Belgium and confirmed elsewhere (Adkin et al., in press; Békara et al., 2016; Humblet et al., 2009; Schiller et al., 2010; Welby et al;, 2012 ) 

 Exploring  the  animal  movement  registration  data  (SANITEL)  and  merging  it  with  the  historical surveillance data provided  insights on  the main  risk  factors  for bTB  in Belgium. History of bTB  is a major  risk  factor  in  Belgium  (Humblet  et  al.,  2010;  Welby  et  al.,  2012).  This  has  also  been demonstrated  elsewhere  (Conlan  et  al.,  2012;  Guta  et  al.,  2014).  However,  purchase  of  cattle constitute a significant risk factor (Humblet et al., 2010), investigation of the surveillance component performance  for proving  freedom of disease and cross validation using historical data  revealed on the contrary that testing ‘at purchase’ (in its current application) was not at all effective in detecting cases  in  contrast  to  tracing on and back as well as  slaughterhouse visual  inspection  (Welby et al., 2012), as explained before.  

Page 44: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            44/104 

7 Recommendations 

7.1 Data collection and data warehouse  

There  is a need  for  increased standardized data sharing between  the actors of  the TB surveillance network. Preferably outbreak field data, results of post‐mortem inspections, results of individual and herd SIT  testing, molecular  typing of  isolates, …  should be  stored  in a centralized database by  the FASFC and should be consultable for all actors  involved  in the network to be able to perform a risk based surveillance taking into account bTB history (see below).   Surveillance should be adapted in function of the herd risk score. It is emphasized that good quality and reliable information is a crucial back bone to correctly identify risk score level. Lack of data and poor data  recording &  centralization or  share point are main  limitations  for effective  follow up of outbreak herds and cattle. By extension, such a database can also be be used for other diseases.  Medical  laboratories (human medicine) should notify detection of M. bovis  in humans to the FASFC and vice versa because of the zoonotic aspect of the disease.  Inspection results of slaughterhouses and private veterinarians regarding their functioning within the bTB surveillance programs should be collected and used for evaluation purposes.  

7.2 Risk based surveillance and proportionate measures 

If a well‐managed databank exists,  it  is strongly  recommended  to adapt  the control measures and their duration (i.e. blocking of farms) based on indicators allowing to allocate a risk profile to animals and/or herds  (Adkin et al.,  in press; More et al., 2015). Key  indicators of such a risk profile can be inspired by known risk factors already published and recognized to constitute a major risk of either infection or detection (Table 19).   It must be borne  in mind that risk  is the result of the product of the probability of occurrence with consequence.  Both  notions must  be  accounted  for  (Cameron,  2012).  Also  it  is  recommended  to consider  indicators  at  herd  level  rather  than  at  individual  level.  Indeed,  to  avoid  possible  false negative  results  that could occur at  individual  level either due  to epidemiology of  infection  (latent versus  residual  infection)  or  desensitization  (linked  to  frequent  testing  which  decreases  the sensitivity  of  animal  detection).  The  latter  explains  why  it  is  also  important  to  extend  intervals between testing  (minimum >6month) at herd  level to allow the progress of diseases and to permit the detection of infected animals in a herd (Guta et al., 2013, 2014; More et al., 2015).  Lack of data, lack of centralization or share point and poor data recording are the main limitations for an effective follow up of outbreak herds and cattle which have resided on previous outbreak herds. Surveillance should be adapted as a function of a risk profile at herd level (inspired from known risk factors). To allow this, access to good quality information is required.   In summary, proportional measures at herd or animal  level should be taken based on the following key elements:  For herds with higher risk probability of infection:  

- Past bTB status at herd and animal levels (negative and positive results) (SANITEL) - Imports (SANITEL, TRACES) - Trade (SANITEL, TRACES) - Herds that were not screened for more than 5 years  - Doubtful reactions - Herds with poor biosecurity measures - Herd density or size 

Page 45: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            45/104 

- Herds exempted of testing scheme (i.e. Herds that have not been tested for more than 5 years) 

7.3 Raising awareness of actors in the field 

As  explained  above  the  performance  of  the  Belgian  bTB  surveillance  program,  especially  during purchase  testing,  should  be  improved.  To  remediate  this  situation  it  is  recommended  to  raise awareness  of  all  actors  involved.  Veterinarians  and  hunters  (wildlife  surveillance)  should  be stimulated to declare suspected cases by insisting on their primordial role in bTB surveillance and by emphasizing  on  the  zoonotic  potential  of  the  disease.  It  is  also  recommended  that  private veterinarians  and  slaughterhouses  are  controlled more often by  the  authorities  to  stimulate  their functioning in the bTB surveillance. Furthermore, data on notifications of suspected or positive cases must  be  used  in  a  benchmarking  exercise  on  a  regular  basis  to  stimulate  slaughterhouses  and veterinarians in notifying suspected cases. 

7.4 Surveillance components 

7.4.1 Purchase surveillance 

The theoretical test characteristics of the SIT still make  it a very good and practical test for the bTB surveillance  if performed according to ‘good veterinary practices’. However, as explained above the performance of the Belgian bTB surveillance program, especially during purchase SIT testing,  is  low due to various reasons. Therefore, the Scientific Committee strongly recommends to replace the SIT test by a combined IFN‐y and serological test (in parallel). In case of a positive/doubtful result  it  is recommended that the competent authorities execute a SIT as a confirmation test.  This approach holds several advantages. The veterinarian has  to visit  the  farm only once and does not have to read the SIT test three days after injection. Furthermore, a blood sample might be more convenient and practical under the current farming conditions with growing numbers of cattle which are often not (well) fixated. Also,  in case of suspicion, veterinarians often have a conflict of  interest to declare to the competent authorities.  In case of a blood sample, although  it  is still taken by the veterinarian, the analysis and first interpretation of the result is performed by the laboratory. Finally, combination of the IFN‐y test with a serological test allows as well early detection of positive animals (IFN‐y  test) as detection of animals during  the  late stages of disease  (serological  test) which might pass undetected in a IFN‐y test due to anergy (see Figure 6).   On the other hand the replacement of the SIT test by a combined IFN‐y and serological test might be challenging for the following reasons: the IFN‐y test  is a relative expensive test and the blood must be  processed  at  the  laboratory  not  later  than  the  day  of  the  collection  (usually  within  8  h  of collection  to  ensure  optimal  assay  performance).  Furthermore,  this  approach  will  increase  the number of false positive animals.  Nevertheless, the Scientific Committee  is convinced that this adaptation will greatly  improve the Se of purchase surveillance which is very important given the fact that purchase is a main risk factor for bTB propagation. 

7.4.2 Winter screening 

It  is  recommended  to  continue  the winter  screening  using  a  SIT  test  performed  by  the  private veterinarian. However, it is strongly recommended to select the herds based on a risk scoring using the  risk  factors  listed  in  Table  19  (risk  based  surveillance)  and  as  explained  above.  Although  the evaluation  of  the  surveillance  during  winter  screening  indicated  that  the  performance  of  this surveillance  component  is  relatively  good,  it  is  recommended  that  private  veterinarians  are controlled more  often  by  the  authorities  to  stimulate  their  good  functioning  in  this  surveillance component.  

Page 46: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            46/104 

In case of a positive/doubtful reaction,  it  is recommended that the competent authorities execute an IFN‐y test as confirmation test. 

7.4.3 Surveillance in suspected / outbreak herds 

In case of suspicion or confirmed outbreak, it is very important to follow and assess the spread of the infection within the herd. Therefore, it is recommended that the competent authorities execute a SIT (or SICT), IFN‐y and serological tests on all cattle present  in the farm. As explained above,  it might be  recommended  to  perform  these  tests  in  serial  to  allow  a  booster  effect  in  positive  animals following a  SIT or  SICT  tests.  Furthermore, given  the  long  incubation period of bTB  (often  several months) it is recommended to test the herd several times and to wait for a sufficient period of time between consecutive herd tests. 

7.4.4 Tracing analysis of outbreaks 

It  is  recommended  to  continue  the  tracing  analysis  using  a  SIT  test  performed  by  the  private veterinarian. Again, private veterinarians should be controlled more regularly by the authorities to stimulate  their  good  functioning  in  this  surveillance  component.  Furthermore,  given  the  long incubation period of bTB, it is important to wait for a sufficient period of time before testing cattle in case of a recent purchase or to perform two consecutive tests in case of a first negative test.  In case of a positive/doubtful reaction,  it  is recommended that the competent authorities execute an IFN‐y test as confirmation test. 

7.4.5 Slaughterhouse surveillance 

As  explained  above,  the  fact  that  slaughterhouse  surveillance  has  detected  nearly  all  recent  bTB outbreaks  in  Belgium  indicates  the  importance  of  this  surveillance  component.  However,  the performance of  this surveillance component can still be  improved by a  risk classification of bovine herds and/or  individual animals allowing a more targeted surveillance of high risk herds/animals.  If animals are originating from a ‘high risk’ herd, slaughterhouse inspectors must be stimulated to take a  pooled  sample  of  organs  even  if  there  are  no  visible  lesions.  Furthermore,  slaughterhouse inspectors must receive education  (e.g. pictures of  lesions,…) on a regular basis because, given the low prevalence of bTB  in Belgium, typical  lesions are relatively rare. Finally, data on notifications of suspected or positive cases must be used in a benchmarking exercise (comparing number of declared suspected  cases) on  a  regular basis  to  stimulate  slaughterhouse  inspectors  in notifying  suspected cases. 

7.5 Diagnostic tests 

It is recommended to adapt the legislation in relation to current and future available diagnostics (e.g. inclusion of nucleic acid recognition methods, IFN‐y test and serological tests or other new methods) and measures taken at herd level should be taken into account the results of new diagnostic tools.  Molecular  methods  such  as  RT‐PCR  should  be  used  in  first  line  diagnostics  (in  parallel  with bacteriological culture) to allow a faster confirmation of a positive case and to reduce the time a herd is blocked after a positive or doubtful test. Furthermore, it is recommended to mitigate or adapt the blocking of herds after a doubtful test or post‐mortem inspection in order to increase the willingness of actors in the field to notify. Although this contains some risks in case of a true positive animal, the benefits (higher sensitivity of surveillance) will probably outweigh the risks. 

7.6 Molecular typing of bTB isolates 

It  is  strongly  recommended  to  perform  a molecular  typing  of  each  bTB  isolate  and  to  share  this information between animal  (including wildlife) and human  surveillance networks  in a  continuous way and, if possible, at an international level. Typing of these isolates and sharing of this information is of great importance to facilitate fast epidemiological investigation. 

Page 47: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            47/104 

7.7 Domestic non‐bovine animals 

Although a lot of species are susceptible for bTB (see Appendix IX), their possible role in the infection cycle is not fully understood. Nevertheless, the recent bTB case in an imported alpaca from the UK in Belgium  shows  that  vigilance  for  bTB  in  non‐bovine  domesticated  animals  is  very  important. Especially for camelids, the installation of a surveillance program is strongly recommended.  It is also recommended to stimulate the development and validation of diagnostic tests which can be applied  in non‐bovine species and which can be useful  in case these animals are kept on the same farms as bovines. 

7.8 Wildlife 

In Belgium,  there has never been a detected case of bTB  in wildlife. However,  the epidemiological evolution in a number of neighboring countries has demonstrated that, if there is a spill‐over of bTB from farmed animals to wildlife, the control of bTB in cattle becomes extremely difficult. Moreover, there have been some  recent bTB cases  in deer and wild boar  in France, close  to  the border with Belgium.  Therefore,  it  is  strongly  recommended  to  install  a  continuous  surveillance  program  in wildlife  in Belgium.  This  surveillance must  be  risk  based  and  the  following  risk  factors  should  be  taken  into account: 

- Possible  contact  between wildlife  and  domesticated  animals  (overlap  on  density maps  of wildlife and domesticated animals) 

- Identified regions in close proximity with regions with confirmed bTB in wildlife (e.g. close to the border with France). 

It  is  recommended  to  stimulate  the  development  and  validation  of  diagnostic  tests  applicable  to wildlife.  Finally,  it  is  strongly  recommended  to  bring  the  intestines  of  shot  wildlife  to  game‐handling establishments or to  let them be collected by a rendering plant, as these  intestines pose significant risks for spread in case of bTB infected animals. 

7.9 Biosecurity measures 

According to Sarrazin et al.  (2014) basic biosecurity measures (e.g. quarantine) are often not (well) applied by cattle farmers in Belgium, thereby exposing themselves to the risk of disease transmission within and between  farms. Also,  for bTB,  these basic measures,  together with  testing at purchase, are of primordial importance for disease prevention. Therefore, farmers and veterinarians should be stimulated to respect these biosecurity measures. 

8 Conclusions 

Despite  the  fact  that Belgium has an OTF status  for bTB, almost every year some outbreaks occur. The Scientific Committee has performed a thorough evaluation of the current surveillance indicating that, based on animal movements and slaughterhouse data and simulations of different diagnostic tests  characteristics  (sensitivity  and  specificity),  the number of  (false) positive  reactors notified  at purchase  and  the number of  suspected  lesions  submitted  from  slaughterhouse  are estimated  too low,  even  considering  the  low  bTb  prevalence.  Hence,  the  efficacy  of  the  current  surveillance program, which especially makes use of SIT as first line screening test, is questioned.   Therefore, it is important to raise awareness of all actors involved in the bTB surveillance program to stimulate their functioning  It is recommended to adapt the surveillance program by: 

Page 48: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            48/104 

- replacing of the SIT test by a combined IFN‐y and a serological test (in parallel) performed by the  private  veterinarian  at  purchase  testing.  In  case  of  positive/doubtful  result,  it  is recommended that the competent authorities execute a SIT or SICT as confirmation test. 

- maintaining  the SIT  test performed by  the private veterinarian during winter  screening.  In case of positive/doubtful result,  it  is recommended that the competent authorities execute an IFN‐y test as confirmation test. 

- executing both a SIT (or SICT), IFN‐y and serological tests on all cattle present on the farm in suspected/outbreak herds . 

- maintaining the SIT test performed by the private veterinarian during tracing analysis. In case of a positive/doubtful  result  it  is  recommended  that  the competent authorities execute an IFN‐y test as a confirmation test. 

- Risk  classification  of  bovine  herds  and/or  individual  animals  allowing  a  more  targeted surveillance of high risk herds/animals at slaughterhouse inspections. 

 Epidemiological data should be standardized and stored in a centralized database by the FASFC and should be consultable for all actors involved in the surveillance network to be able to perform a risk based surveillance based on bTB history.   It is recommended to adapt the control measures and their duration (i.e. blocking of farms) based on indicators allowing to allocate a risk profile to animals and/or herds.   It  is  recommended  to adapt  legislation  in  relation  to  current and  future available diagnostics  (e.g. inclusion of molecular methods,  IFN‐y  test and serological  tests or other new methods). Molecular methods  such  as  RT‐PCR  should  be  used  as  first  line  diagnostics  (in  parallel with  bacteriological culture)  to allow a  faster confirmation of a positive case and  to  reduce  the  time a  farm  is blocked after a positive or doubtful test.  The  recent bTB  case  in an  imported alpaca  in Belgium  shows  that vigilance  for bTB  in non‐bovine domesticated animals  is very  important. Moreover, there have been some recent bTB cases  in deer and wild boar in France, close to the border with Belgium. Therefore, it is strongly recommended to install  a  continuous  surveillance  program  in wildlife  in  Belgium  based  on  known  risk  factors.  For camelids, a surveillance program is also recommended. Furthermore, it is recommended to stimulate the development and validation of diagnostic tests which can be applied to non‐bovine domesticated species and wildlife and which can be useful in case these animals are kept on the same farms with bovines.  Finally, basic biosecurity measures (e.g. quarantine) are often not (well) applied by cattle farmers in Belgium, although they are very important for bTB prevention. Therefore, farmers and veterinarians must be stimulated to respect these biosecurity measures. 

9 Answer to specific questions 

9.1 Is  it, under  the  current  field  conditions with growing numbers of  cattle on  farms which are often not (well) fixated, still feasible to perform a ‘secundem artem’ intradermal skin test? Is there modern equipment to allow a sufficient fixation of cattle in order to correctly perform and read an intradermal skin test? 

The  Scientific  Committee  endorses  the  practical  difficulties  that  professional  workers  encounter nowadays  to  implement  the  bTB  diagnostic  protocol  in  not  (well)  fixated  cattle  and  especially  in regard  to  the  application  of  the  SIT  and  SICT  testing  and  controlling  protocol. However,  there  is sufficient equipment available on  the market  to adequately restrain cattle  (for some examples see Dudouet  (2015)).  Cattle  farmers  must  be  encouraged  to  provide  such  equipment  to  allow  the veterinarian to work in safe and practical conditions. 

Page 49: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            49/104 

Nevertheless, the recommendation of the Scientific Committee to replace the SIT at purchase by an IFN‐y test and ELISA test (see above) will make sampling at purchase, which represents a substantial amount of bTB diagnostic tests, much easier as the blood sample can be taken at the base of the tail. 

9.2 Can  the proposed decision  tree  (including  the use of  tuberculination and gamma‐interferon test) be validated? 

The Scientific Committee cannot validate the proposed decision  tree as the recommendations  (see above) demand substantial changes to the decision tree. 

9.3 Evaluation of proposals to modify the current royal decree of 17 October 2002 regarding the control of bovine tuberculosis 

9.3.1 To  introduce the control against Mycobacterium spp. other than M. bovis which  is currently the only Mycobacterium species mentioned in the royal decree: M. caprae, M. tuberculosis,… 

The members of  the Mycobacterium  tuberculosis complex  (containing M.  tuberculosis, M.bovis, M. bovis BCG, M. africanum, M. microti, M. canettii, M. pinnipedii, M. caprae, M. orygis and M. mungi) are genetically closely related  (99.9% similarity at  the nucleotide  level) and are all able  to provoke tuberculosis  in  humans  and  animals  (Michelet  et  al.,  2016;  Rodriguez‐Campos,  2014;  Alexander, 2010; Van Ingen, 2012). Concerning bTB, several publications have reported the implication of the different members of the M. tuberculosis complex, mainly M. bovis, M. tuberculosis and M. caprae.  Table 20. Mycobacterium spp. identified as responsible for bTB 

Species identified as responsible for bTB

References

M. bovis Smith et al, 2006. Nature Reviews Microbiology 4, 670-681. M. tuberculosis Romero et al, 2011. Emerging Infectious Diseases 17, 2393-

2395. Ameni et al, 2011. Clinical and Vaccine Immunology 14, 1356-1361. Prasad et al, 2005 Tuberculosis 85, 421-428

M. africanum Cadmus et al, 2010. Tropical Animal Health and Production 42, 1047-1048. Rahim et al, 2007. The Southeast Asian Journal of Tropical Medicine and Public Health 38, 706-713

M. caprae Prodinger et al, 2005. Journal of Clinical Microbiology 43, 4984-4992. Duarte et al, 2008. Veterinary Microbiology 130, 415-421

M. orygis Van Ingen t al, 2012. Emerging Infectious Diseases 18(4):653-5.

 Given these evidences, the Scientific Committee supports the proposition to modify the royal decree of the 17 October 2002 and to replace Mycobacterium bovis by Mycobacterium tuberculosis complex. This extension to the M. tuberculosis complex as causal agents of bovine tuberculosis was previously adopted  in  other  countries  (Austria,  Croatia,  the  Netherlands,  Portugal,  Ireland  and  Spain) (Rodriguez‐Campos, 2014). 

9.3.2 To  install a mandatory notification of M. bovis and M. tuberculosis for animal species other than cattle. Are measures necessary if tuberculosis is diagnosed in other animal species (dogs, cats, sheep, goats, exotic animals, wild animals, zoo animals, other domestic animals, …), also if cattle are held on the same farm? 

A  literature  overview  of  animal  species  (domestic  and wild  animals)  that  are  susceptible  and/or receptive to M. bovis around the world has been performed. The results of this review can be found in Appendix IX. 

Page 50: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            50/104 

In  conclusion, M.  bovis  is  capable  of  infecting  a whole  range  of  animal  species.  Therefore,  it  is strongly  recommended  to  install a mandatory notification  for non‐bovine animals not only  for M. bovis but also  for other species of the M. tuberculosis complex. Furthermore, these animal species should be  included  in sanitary measures,  in particular  if they might consist a source of  infection for cattle. 

9.3.3 To merge the definitions ‘suspected of being affected’ and ‘suspected of being contaminated’ 

The Scientific Committee  is not  in favor of merging both definitions as they represent two different situations.  However,  this  terminology  is  confusing.  Therefore,  it  is  recommended  to  adapt  the terminology in legislation. The Scientific Committee proposes to use the following definitions: 

1) Free of tuberculosis: an animal belonging to a herd which is officially free of tuberculosis (to be defined in the royal decree) 

2) Suspected  of  being  infected  with  tuberculosis:  an  animal  which  belongs  to  one  of  the following categories: 

- An  animal  which  displays  typical  macroscopic  lesions  of  tuberculosis  during slaughterhouse inspection or during autopsy 

- An animal which displays typical histological lesions of tuberculosis during laboratory examination 

- An  animal  with  a  positive  result  for  a  diagnostic  test  for  tuberculosis  (SIT,  SICT, serological  test  or  IFN‐y  test)  whatever  the  circumstances  in  which  the  test  is performed 

3) Infected with tuberculosis: in the following cases: - An animal which displays clinical symptoms of tuberculosis together with a positive 

result of a diagnostic test for tuberculosis (SIT, SICT, serological test or IFN‐y test) - An  animal  after  isolation  and  identification  of  a  member  of  the Mycobacterium 

tuberculosis complex in an accredited laboratory - An  animal  after  detection  by  (RT‐)PCR  of  a  member  of  the  Mycobacterium 

tuberculosis complex in an accredited laboratory - An  animal  with  a  positive  result  for  a  diagnostic  test  for  tuberculosis  (SIT,  SICT, 

serological  test  or  IFN‐y  test)  together  with  the  isolation  and  identification  of  a member of the Mycobacterium tuberculosis complex in an accredited laboratory 

- An  animal  with  a  positive  result  for  a  diagnostic  test  for  tuberculosis  (SIT,  SICT, serological  test  or  IFN‐y  test)  together  with  the  detection  of  typical  histological lesions of tuberculosis during laboratory examination 

- An animal belonging to a herd which is declared infected with tuberculosis and which belong to one of categories under 2) above. 

4) In contact with tuberculosis: an animal belonging to a herd which  is declared  infected with tuberculosis, but does not belong to one of categories under 3) above. 

9.3.4 Adjustment and clarification of the minimum age for intradermal skin test at purchase and at complete herd testing 

Fattening  calves  were  traditionally  exempted  from  the  purchase  testing  scheme  as  they  were considered  as  minor  risk  of  being  infected  (considered  as  dead‐end  reservoir  sent  directly  to slaughter). Recent data  (outbreak 2015) reveals  interesting  features regarding the age of  infection. Testing  those  fattening  calves  could potentially provide  interesting  insight about  the  status of  the source farm.  Therefore, it is strongly recommended to include all ages for purchase surveillance. For whole herd testing  during  winter  screening  and  tracing  surveillance,  the  minimum  age  of  6  weeks  can  be maintained. In case of herd testing during a (suspected) outbreak, again all ages should be included in the testing scheme. However, for cattle younger than 6 months it is recommended to perform a SIT test and not an IFN‐y  test because of nonspecific  responses. Although  the  reasons  for  this phenomenon  are not  fully 

Page 51: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            51/104 

understood, γδ11  immune T cells play a role  in this effect. These cells play a critical role  in the early response  to M. bovis. These  cells,  from either  infected or uninfected  cattle  could proliferate  and produce  interferon‐γ when stimulated with M. bovis antigens and be therefore responsible for non specific response  in the  IFN‐y test  (Plattner et al., 2009; Plattner and Hostetter, 2011; Welsh et al., 2002). 

9.4 Evaluation of the Tuberculosis Action plan 

The Scientific Committee appreciates that some of its recommendations (e.g. raising awareness and education of actors in the bTB surveillance) are already implemented by the authorities. However, it is  not  possible  to  fully  evaluate  this  action  plan  as  the  recommendations  (see  above)  request substantial modifications.       

For the Scientific Committee, The Chair, 

     

Prof. Dr. E. Thiry (Sgd.) Brussels, <date> 

 

   

                                                            11 Gamma delta T cells  represent a  small  fraction  (1  ‐ 5 %) of  the overall T cell population but are enriched (more than 50 % of the T cell population) in epithelial cell‐rich compartments like skin, the digestive tract, and reproductive organ mucosa 

Page 52: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            52/104 

References 

Adkin A, Brouwer A, Simons R.R.L., Smith R.P., Arnold M.E., Broughan J., Kosmider R., Downs S.H. Development of risk-based trading farm scoring system to assist with the control of bovine tuberculosis in cattle in England and Wales. Prev Vet Med, in press.

Alexander KA, Laver PN, Michel AL, Williams M, van Helden PD, Warren RM, Gey van Pittius NCNovel Mycobacterium tuberculosis complex pathogen, M. mungi. Emerg Infect Dis. 2010 Aug;16(8):1296-9.

Alvarez, J., Bezos, J., Juan, L., Vordermeier, M., Rodriguez, S., Fernandez-de-Mera, I.G., Mateos, A., Dominguez, L., 2012, Diagnosis of tuberculosis in camelids: old problems, current solutions and future challenges. Transbound Emerg Dis 59, 1-10.

Alvarez, J., de Juan, L., Bezos, J., Romero, B., Saez, J.L., Reviriego Gordejo, F.J., Briones, V., Moreno, M.A., Mateos, A., Dominguez, L., Aranaz, A., 2008, Interference of paratuberculosis with the diagnosis of tuberculosis in a goat flock with a natural mixed infection. Vet Microbiol 128, 72-80.

Amadori M, Tagliabue S, Lauzi S, Finazzi G, Lombardi G, Teló P, Pacciarini L, Bonizzi L, 2002. Diagnosis of Mycobacterium bovis infection in calves sensitized by mycobacteria of the avium/intracellulare group. J Vet Med B Infect Dis Vet Public Health. 49(2):89-96.

Ameni G, Vordermeier M, Firdessa R, Aseffa A, Hewinson G, Gordon SV, Berg S. Mycobacterium tuberculosis infection in grazing cattle in central Ethiopia. Vet J. 2011 Jun;188(3):359-61.

Angkawanish, T., Morar, D., van Kooten, P., Bontekoning, I., Schreuder, J., Maas, M., Wajjwalku, W., Sirimalaisuwan, A., Michel, A., Tijhaar, E., Rutten, V., 2013, The elephant interferon gamma assay: a contribution to diagnosis of tuberculosis in elephants. Transbound Emerg Dis 1, 53-59.

Animal Health Division (New Zealand) (1986). Possum research and cattle tuberculosis. Surveillance, 13, 18–38.

ANSES 2013. AVIS de l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail relatif à « une suspicion de tuberculose chez deux éléphants en captivité». Saisine n° « 2013-SA-0029 ». https://www.anses.fr/fr/system/files/SANT2013sa0029.pdf.

Barandiaran, S., Perez, A.M., Gioffre, A.K., Martinez Vivot, M., Cataldi, A.A., Zumarraga, M.J., 2015, Tuberculosis in swine co-infected with Mycobacterium avium subsp. hominissuis and Mycobacterium bovis in a cluster from Argentina. Epidemiol Infect 143, 966-974.

Beerli, O., Blatter, S., Boadella, M., Schoning, J., Schmitt, S., Ryser-Degiorgis, M.P., 2015, Towards harmonised procedures in wildlife epidemiological investigations: a serosurvey of infection with Mycobacterium bovis and closely related agents in wild boar (Sus scrofa) in Switzerland. Vet J 203, 131-133.

Bekara ME, Azizi L, Bénet JJ, Durand B, 2016. Spatial-temporal Variations of Bovine Tuberculosis Incidence in France between 1965 and 2000. Transbound Emerg Dis. 63(1):101-13. doi: 10.1111/tbed.12224. Epub 2014 Apr 16.

Bénet JJ, Philizot S, Gane J, Fediaevsky A, 2013. Essai comparatif de matériels d’injection de tuberculine bovine. Société Nationale des Groupements Technique Vétérinaire URL (Last update date: no date): http://www.sngtv.org/4DACTION/Telechargement_Action/Fichier3731.pdf (Consulted date: 09/09/2015)

Bengis R.G.,Kriek N.P.J.,Keet D.F.,Raath J.P., De Vos V., Huchzermeyer H.F.A.K. (1996). An outbreak of tuberculosis in a free-living African buffalo (Syncerus caffer, Sparrman) population in the Kruger National Park: A preliminary report. OnderstepoortJ. Vet. Res., 63, 15.

Page 53: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            53/104 

Bezos J, Casal C, Romero B, Schroeder B, Hardegger R, Raeber AJ, López L, Rueda P, Domínguez L , 2014. Current ante-mortem techniques for diagnosis of bovine tuberculosis. Res Vet Sci. 97 Suppl:S44-52.

Bezos, J., Alvarez, J., Romero, B., Aranaz, A., Juan, L., 2012, Tuberculosis in goats: assessment of current in vivo cell-mediated and antibody-based diagnostic assays. Vet J 191, 161-165.

Bezos, J., Casal, C., Alvarez, J., Diez-Guerrier, A., Rodriguez-Bertos, A., Romero, B., Rueda, P., Lopez, L., Dominguez, L., de Juan, L., 2013, Evaluation of the performance of cellular and serological diagnostic tests for the diagnosis of tuberculosis in an alpaca (Vicugna pacos) herd naturally infected with Mycobacterium bovis. Prev Vet Med 111, 304-313.

Bezos, J., Casal, C., Romero, B., Schroeder, B., Hardegger, R., Raeber, A.J., Lopez, L., Rueda, P., Dominguez, L., 2014, Current ante-mortem techniques for diagnosis of bovine tuberculosis. Res Vet Sci. 2014 Oct;97S:S44-S52. doi: 10.1016/j.rvsc.2014.04.002. Epub 2014 Apr 14.

Bezos, J., Marques, S., Alvarez, J., Casal, C., Romero, B., Grau, A., Minguez, O., Dominguez, L., de Juan, L., 2014b, Evaluation of single and comparative intradermal tuberculin tests for tuberculosis eradication in caprine flocks in Castilla y Leon (Spain). Res Vet Sci 96, 39-46.

Bezos, J., Romero, B., Castellanos, E., de Juan, L., Mateos, A., Aranaz, A., Dominguez, L. 2009. Tuberculosis in goats: diagnostic test results and correlation with macroscopic lesions. In: Proceedings of the 5th Mycobacterium bovis Conference, Wellington, New Zealand, p. 103.

Boadella, M., Lyashchenko, K., Greenwald, R., Esfandiari, J., Jaroso, R., Carta, T., Garrido, J.M., Vicente, J., de la Fuente, J., Gortazar, C., 2011, Serologic tests for detecting antibodies against Mycobacterium bovis and Mycobacterium avium subspecies paratuberculosis in Eurasian wild boar (Sus scrofa scrofa). J Vet Diagn Invest 23, 77-83.

Boelaert F, Walravens K, Biront P, Vermeersch JP, Berkvens D, Godfroid J. Prevalence of paratuberculosis (Johne's disease) in the Belgian cattle population. Vet. Microbiol. 2000;77(3-4):269-281.

Borsuk S, Newcombe J, Mendum TA, Dellagostin OA, McFadden J. Identification of proteins from tuberculin purified protein derivative (PPD) by LC-MS/MS. Tuberculosis (Edinb). 2009 Nov;89(6):423-30.

Broughan, J.M., Crawshaw, T.R., Downs, S.H., Brewer, J., Clifton-Hadley, R.S., 2013, Mycobacterium bovis infections in domesticated non-bovine mammalian species. Part 2: A review of diagnostic methods. Vet J 198, 346-351.

Buddle, B.M., Wilson, T., Luo, D., Voges, H., Linscott, R., Martel, E., Lawrence, J.C., Neill, M.A., 2013, Evaluation of a commercial enzyme-linked immunosorbent assay for the diagnosis of bovine tuberculosis from milk samples from dairy cows. Clin Vaccine Immunol 20, 1812-1816.

Cadmus SI, Yakubu MK, Magaji AA, Jenkins AO, van Soolingen D. Mycobacterium bovis, but also M. africanum present in raw milk of pastoral cattle in north-central Nigeria. Trop Anim Health Prod. 2010 Aug;42(6):1047-8.

Cameron AR, 2012. The consequence of risk-based surveillance: Developing output-based standards for surveillance to demonstrate freedom from disease. Prev Vet Med. 105: 280-286.

Casal C, Alvarez J, Bezos J, Quick H, Díez-Guerrier A, Romero B, Saez JL, Liandris E, Navarro A, Perez A, Domínguez L, Juan Ld, 2015. Effect of the inoculation site of bovine purified protein derivative (PPD) on the skin fold thickness increase in cattle from officially tuberculosis free and tuberculosis-infected herds. Prev Vet Med. 121(1-2):86-92.

Casal C, Díez-Guerrier A, Álvarez J, Rodriguez-Campos S, Mateos A, Linscott R, Martel E, Lawrence JC, Whelan C, Clarke J, O'Brien A, Domínguez L, Aranaz A., 2014. Strategic use of serology for the diagnosis of bovine tuberculosis after intradermal skin testing. Vet. Microbiol. 170(3-4):342-51.

Page 54: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            54/104 

Chambers, M.A., 2009, Review of the diagnosis and study of tuberculosis in non-bovine wildlife species using immunological methods. Transbound Emerg Dis 56, 215-227.

Cho YS1, Dobos KM, Prenni J, Yang H, Hess A, Rosenkrands I, Andersen P, Ryoo SW, Bai GH, Brennan MJ, Izzo A,Bielefeldt-Ohmann H, Belisle JT. Deciphering the proteome of the in vivo diagnostic reagent "purified protein derivative" from Mycobacterium tuberculosis. Proteomics. 2012 Apr;12(7):979-91.

Chomel, B.B., 2014, Emerging and Re-Emerging Zoonoses of Dogs and Cats. Animals 4, 434-445.

Coad, M., Clifford, D., Rhodes, S.G., Hewinson, R.G., Vordermeier, H.M., Whelan, A.O., 2010, Repeat tuberculin skin testing leads to desensitisation in naturally infected tuberculous cattle which is associated with elevated interleukin-10 and decreased interleukin-1 beta responses. Vet Res 41, 20.

Coad, M., Downs, S.H., Durr, P.A., Clifton-Hadley, R.S., Hewinson, R.G., Vordermeier, H.M., Whelan, A.O., 2008, Blood-based assays to detect Mycobacterium bovis-infected cattle missed by tuberculin skin testing. Vet Rec 162, 382-384.

Conlan AJ, McKinley TJ, Karolemeas K, Pollock EB, Goodchild AV, et al. (2012) Estimating the Hidden Burden of Bovine Tuberculosis in Great Britain. PLoS Comput Biol 8(10): e1002730 doi:10.1371/journal.pcbi.1002730.

Cordes, D.O., Bullians, J.A., Lake, D.E., Carter, M.E., 1981, Observations on tuberculosis caused by Mycobacterium bovis in sheep. N Z Vet J 29, 60-62.

Corner L.A.L. (2006). The role of wild animal populations in the epidemiology of tuberculosis in domestic animals: how to assess the risk. Vet. Microbiol., 112, 303-312.

Corner, L.A., Murphy, D., Gormley, E., 2011, Mycobacterium bovis infection in the Eurasian badger (Meles meles): the disease, pathogenesis, epidemiology and control. J Comp Pathol 144, 1-24.

Courcoul A, Moyen JL, Brugère L, Faye S, Hénault S, Gares H, Boschiroli ML. Estimation of sensitivity and specificity of bacteriology, histopathology and PCR for the confirmatory diagnosis of bovine tuberculosis using latent class analysis. PLoS One. 2014 Mar 13;9(3):2

Cousins, D.V., Florisson, N., 2005, A review of tests available for use in the diagnosis of tuberculosis in non-bovine species. Rev Sci Tech 24, 1039-1059.

Dalley, D., Dave, D., Lesellier, S., Palmer, S., Crawshaw, T., Hewinson, R.G., Chambers, M., 2008, Development and evaluation of a gamma-interferon assay for tuberculosis in badgers (Meles meles). Tuberculosis 88, 235-243.

de la Rua-Domenech R, Goodchild AT, Vordermeier HM, Hewinson RG, Christiansen KH, Clifton-Hadley RS, 2006. Ante mortem diagnosis of tuberculosis in cattle: a review of the tuberculin tests, gamma-interferon assay and other ancillary diagnostic techniques. Res Vet Sci. 81(2):190-210.

De Lisle G.W.,Mackintosh C.G. & Bengis R.G. (2001). Mycobacterium bovis in free-living and captive wildlife, including farmed deer. Rev. sci. tech. Off. int. Epiz., 20, 86–111.

DEFRA access 2015. Guidance for Tuberculosis in Goats in England and Scotland. https://www.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/371675/TN182.pdf.

Duarte EL, Domingos M, Amado A, Botelho A. Spoligotype diversity of Mycobacterium bovis and Mycobacterium caprae animal isolates. Vet Microbiol. 2008 Aug 25;130(3-4):415-21.

Dudouet, C. Manipuler et contenir les bovins (3e édition). 26 Août 2015

EFSA, 2012 (a), Scientific Opinion on the use of a gamma interferon test for the diagnosis of bovine tuberculosis. EFSA (European Food Safety Authority) Journal 10, 2975.

Page 55: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            55/104 

EFSA, 2012 (b). Technical meeting of the EFSA Scientific Network for Risk Assessment in AHAW – Bovine Tuberculosis Testing . URL (Last update date: 13/12/2012): http://www.efsa.europa.eu/en/supporting/pub/288e.htm (Consulted date: 16/10/2015)

EFSA, 2013. Modelling the impact of a change in meat inspection sensitivity on the surveillance of bovine tuberculosis at country level. URL (Last update date: 28/06/2013): http://www.efsa.europa.eu/en/supporting/pub/450e.htm (Consulted date: 16/10/2015)

EFSA, 2014. Statement of a conceptual framework for bovine tuberculosis. URL (Last update date: 26/05/2014): http://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/3711.htm (Consulted date: 16/10/2015)

Elbers ARW, Gorgievski-Duijvesteijn MJ, van der Velden PG, Loeffen WLA, Zarafshani K, 2010. A socio-phychological investigation into limitations and incentives concerning reporting a clinically suspect situation aimed at improving early detection of classical swine fever outbreaks. Prev Vet Med 142:108–118.

Engelmann, N., Ondreka, N., Michalik, J., Neiger, R., 2014, Intra-abdominal Mycobacterium tuberculosis infection in a dog. J Vet Intern Med 28, 934-938.

Fenton, K.A., Fitzgerald, S.D., Kaneene, J.B., Kruger, J.M., Greenwald, R., Lyashchenko, K.P., 2010, Comparison of three immunodiagnostic assays for antemortem detection of Mycobacterium bovis stimulation in domestic cats. J Vet Diagn Invest 22, 724-729.

Fitzgerald, S.D., Kaneene, J.B., 2013, Wildlife reservoirs of bovine tuberculosis worldwide: hosts, pathology, surveillance, and control. Vet Pathol 50, 488-499.

García Marín, F. 1993. Report of meetings of IUATLD scientific committee on tuberculosis in animals, Paris, October 15-16, 1992. In: International Union against Tuberculosis and Lung Disease Newsletter, .

Garcia Pelayo MC1, Garcia JN, Golby P, Pirson C, Ewer K, Vordermeier M, Hewinson RG, Gordon SV. Gene expression profiling and antigen mining of the tuberculin production strain Mycobacterium bovis AN5. Vet Microbiol. 2009 Jan 13;133(3):272-7. doi: 10.1016/j.vetmic.2008.07.004. Epub 2008 Jul 25.

Garnier T, Eiglmeier K, Camus JC, Medina N, Mansoor H, Pryor M, Duthoy S, Grondin S, Lacroix C, Monsempe C, Simon S, Harris B, Atkin R, Doggett J, Mayes R, Keating L, Wheeler PR, Parkhill J, Barrell BG, Cole ST, Gordon SV, Hewinson RG. The complete genome sequence of Mycobacterium bovis. Proc Natl Acad Sci U S A. 2003 Jun 24;100(13):7877-82.

Gates MC, Volkova VV, Woolhouse MEJ, 2013. Impact of changes in cattle movement regulations on the risks of bovine tuberculosis for Scottish farms. Prev Vet Med 108: 125–136

Gilbert, M., Mitchell, A., Bourn, D., Mawdsley, J., Clifton-Hadley, R., Wint, W., 2005. Cattle movements and bovine tuberculosis in Great Britain. Nature 435(7041), 491-496.

González Llamazares OR, Gutiérrez Martín CB, Alvarez Nistal D, de la Puente Redondo VA, Domínguez Rodríguez L, Rodríguez Ferri EF, 1999. Field evaluation of the single intradermal cervical tuberculin test and the interferon-gamma assay for detection and eradication of bovine tuberculosis in Spain. Vet Microbiol. 70(1-2):55-66.

Gormley E, Corner LA, Costello E, Rodriguez-Campos S. Bacteriological diagnosis and molecular strain typing of Mycobacterium bovis and Mycobacterium caprae. Res Vet Sci. 2014 Oct;97 Suppl:S30-43. doi: 10.1016/j.rvsc.2014.04.010. Epub 2014 Apr 30. Review.

Gormley E, Corner LA, Costello E, Rodriguez-Campos S. Bacteriological diagnosis and molecular strain typing of Mycobacterium bovis and Mycobacterium caprae. Res Vet Sci. 2014 Oct;97 Suppl:S30-43.

Page 56: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            56/104 

Gormley, E., Doyle, M.B., Fitzsimons, T., McGill, K., Collins, J.D., 2006, Diagnosis of Mycobacterium bovis infection in cattle by use of the gamma-interferon (Bovigam) assay. Vet Microbiol 112, 171-179.

Gormley, E., Doyle, M.B., McGill, K., Costello, E., Good, M., Collins, J.D., 2004, The effect of the tuberculin test and the consequences of a delay in blood culture on the sensitivity of a gamma-interferon assay for the detection of Mycobacterium bovis infection in cattle. Vet Immunol Immunopathol 102, 413-420.

Gormley, E., Doyle, M.B., McGill, K., Costello, E., Good, M., Collins, J.D., 2004, The effect of the tuberculin test and the consequences of a delay in blood culture on the sensitivity of a gamma-interferon assay for the detection of Mycobacterium bovis infection in cattle. Vet Immunol Immunopathol 102, 413-420.

Gunn-Moore, D.A., 2014, Feline mycobacterial infections. Vet J 201, 230-238.

Guta S, 2013. Epidemiological investigation of bovine tuberculosis causes of herd outbreaks and persistence in Spain. phD Thesis URL (Last update date: 2013): http://www.tdx.cat/bitstream/handle/10803/125716/sgdb1de1.pdf?sequence=1 (Consulted date: 14/11/2015)

Guta S, Casal J, Napp S, Saez JL, Garcia-Saenz A, Perez de Val B, Romero B, Alvarez J, Allepuz A, 2014. Epidemiological Investigation of Bovine Tuberculosis Herd Outbreaks in Spain 2009/2011, et al. PLoS ONE 9(8): e104383. doi:10.1371/journal.pone.0104383

Gutierrez, M., Tellechea, J., Garcia Marin, J.F., 1998, Evaluation of cellular and serological diagnostic tests for the detection of Mycobacterium bovis-infected goats. Vet Microbiol 62, 281-290.

http://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/2975.htm (Consulted date: 16/10/2015)

Humblet MF, Boschiroli ML, Saegerman C, 2009. Classification of worldwide bovine tuberculosis risk factors in cattle: a stratified approach. Vet Res. 40(5): 50.

Humblet MF, Gilbert M, Govaerts M, Fauville-Dufaux M, Walravens K, Saegerman C, 2010. New assessment of bovine tuberculosis risk factors in Belgium based on nationwide molecular epidemiology. J Clin Microbiol. 48(8):2802-8.

Humblet MF, Moyen JL, Bardoux P, Boschiroli ML, Saegerman C, 2011a.The importance of awareness for veterinarians involved in cattle tuberculosis skin testing. Transbound Emerg Dis. 58(6):531-6

Humblet MF, Walravens K, Salandre O, Boschiroli ML, Gilbert M, Berkvens D, Fauville-Dufaux M, Godfroid J, Dufey J, Raskin A, Vanholme L, Saegerman C, 2011b. Monitoring of the intra-dermal tuberculosis skin test performed by Belgian field practitioners. Research in Veterinary Science 91: 199–207

Inwald J, Hinds J, Palmer S, Dale J, Butcher PD, Hewinson RG, Gordon SV. Genomic analysis of Mycobacterium tuberculosis complex strains used for production of purified protein derivative. J Clin Microbiol. 2003 Aug;41(8):3929-32.

Jaroso, R., Vicente, J., Fernandez-de-Mera, I.G., Aranaz, A., Gortazar, C., 2010, Eurasian wild boar response to skin-testing with mycobacterial and non-mycobacterial antigens. Prev Vet Med 96, 211-217.

Jolanda Jansen, Roeland Wessels, Theo Lam, 2012. How to R.E.S.E.T. farmer mindset? Experiences from the Netherlands Conference paper Countdown Symposium, Melbourne, Australia, At Countdown Symposium, Melbourne, Australia

Page 57: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            57/104 

Keck, N., Dutruel, H., Smyej, F., Nodet, M., Boschiroli, M.L., 2010, Tuberculosis due to Mycobacterium bovis in a Camargue horse. Vet Rec 166, 499-500.

Keet, D.F., Michel, A.L., Bengis, R.G., Becker, P., van Dyk, D.S., van Vuuren, M., Rutten, V.P., Penzhorn, B.L., 2010. Intradermal tuberculin testing of wild African lions (Panthera leo) naturally exposed to infection with Mycobacterium bovis. Vet Microbiol 144, 384-391.

Liebana, E., Aranaz, A., Urquia, J.J., Mateos, A., Dominguez, L., 1998, Evaluation of the gamma-interferon assay for eradication of tuberculosis in a goat herd. Aust Vet J 76, 50-53.

Lilenbaum, W., Schettini, J.C., Souza, G.N., Ribeiro, E.R., Moreira, E.C., Fonseca, L.S., 1999, Comparison between a gamma-IFN assay and intradermal tuberculin test for the diagnosis of bovine tuberculosis in field trials in Brazil. Zentralbl Veterinarmed B 46, 353-358.

Lu M.C., Lien M.H., Becker R.E., Heine H.C., Buggs A.M., Lipovsek D., Gupta R., Robbins P.W., Grosskinsky C.M., Hubbard S.C., Young R.A. Genes for immunodominant protein antigens are highly homologous in Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium africanum, and the vaccine strain Mycobacterium bovis BCG. Infect. Immun. October 1987 vol. 55 no. 10 2378-2382.

Lupo C, Wilmart O, Van Huffel X, Dal Pozzo F, Saegerman C, 2016. Stakeholders’ perceptions, attitudes and practices towards risk prevention in the food chain. Food Conrol, in press

Lyashchenko, K.P., Greenwald, R., Esfandiari, J., O'Brien, D.J., Schmitt, S.M., Palmer, M.V., Waters, W.R., 2013, Rapid detection of serum antibody by dual-path platform VetTB assay in white-tailed deer infected with Mycobacterium bovis. Clin Vaccine Immunol 20, 907-911.

Lyashchenko, K.P., Greenwald, R., Esfandiari, J., Olsen, J.H., Ball, R., Dumonceaux, G., Dunker, F., Buckley, C., Richard, M., Murray, S., Payeur, J.B., Andersen, P., Pollock, J.M., Mikota, S., Miller, M., Sofranko, D., Waters, W.R., 2006, Tuberculosis in elephants: antibody responses to defined antigens of Mycobacterium tuberculosis, potential for early diagnosis, and monitoring of treatment. Clin Vaccine Immunol 13, 722-732.

Maas, M., van Kooten, P.J., Schreuder, J., Morar, D., Tijhaar, E., Michel, A.L., Rutten, V.P., 2012. Development of a lion-specific interferon-gamma assay. Vet Immunol Immunopathol 149, 292-297.

Maas, M., Van Rhijn, I., Allsopp, M.T., Rutten, V.P., 2010. Lion (Panthera leo) and cheetah (Acinonyx jubatus) IFN-gamma sequences. Vet Immunol Immunopathol 134, 296-298.

Martinho, A.P., Franco, M.M., Ribeiro, M.G., Perrotti, I.B., Mangia, S.H., Megid, J., Vulcano, L.C., Lara, G.H., Santos, A.C., Leite, C.Q., de Carvalho Sanches, O., Paes, A.C., 2013, Disseminated Mycobacterium tuberculosis infection in a dog. Am J Trop Med Hyg 88, 596-600.

Maslow, J.N., Mikota, S.K., 2015, Tuberculosis in elephants-a reemergent disease: diagnostic dilemmas, the natural history of infection, and new immunological tools. Vet Pathol. 2015 May;52(3):437-40. doi: 10.1177/0300985814568357. Epub 2015 Jan 29.

McGill, J.L., Sacco, R.E., Baldwin, C.L., Telfer, J.C., Palmer, M.V., Waters, W.R., 2014. The role of gamma delta T cells in immunity to Mycobacterium bovis infection in cattle. Vet Immunol Immunopathol 159, 133-143.

Michelet L, de Cruz K, Phalente Y, Karoui C, Hénault S, Beral M, Boschiroli ML. Mycobacterium microti Infection in Dairy Goats, France. Emerg Infect Dis. 2016 Mar;22(3). doi: 10.3201/eid2203.151870

Mikota, S., Miller, M., 2005, Elephant Tuberculosis Research Workshop Orlando 2005 (PDF). http://www.elephantcare.org/protodoc_files/2005/Elephant%20Tuberculosis%20Research%20Workshop%20May%2005.pdf.

Mikota, S.K., Dumonceaux, G., Miller, M., Gairhe, K., Giri, K., Cheeran, J.V., Abraham, D., Lyashchenko, K., Larsen, S., Payeur, J., Waters, R., Kaufman, G., 2006, Tuberculosis in elephants:

Page 58: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            58/104 

An update on diagnosis and treatment; implications for control in range countries. Proceedings International Elephant Conservation and Research Symposium109-118.

Mikota, S.K., Maslow, J.N., 2011, Tuberculosis at the human-animal interface: an emerging disease of elephants. Tuberculosis 91, 208-211.

Morar, D., Schreuder, J., Meny, M., van Kooten, P.J., Tijhaar, E., Michel, A.L., Rutten, V.P., 2013. Towards establishing a rhinoceros-specific interferon-gamma (IFN-gamma) assay for diagnosis of tuberculosis. Transbound Emerg Dis 1, 60-66.

Morar, D., Tijhaar, E., Negrea, A., Hendriks, J., van Haarlem, D., Godfroid, J., Michel, A.L., Rutten, V.P., 2007. Cloning, sequencing and expression of white rhinoceros (Ceratotherium simum) interferon-gamma (IFN-gamma) and the production of rhinoceros IFN-gamma specific antibodies. Vet Immunol Immunopathol 115, 146-154.

More SJ, Radunz B, Glanville RJ, 2015. Lessons learned during the successful eradication of bovine tuberculosis from Australia. Vet Rec. 177(9):224-32

Morris R.S.,Pfeiffer D.U., Jackson R. (1994). The epidemiology of Mycobacterium bovis infections. Vet. Microbiol., 40, 153–157.

Munoz Mendoza, M., Juan, L., Menendez, S., Ocampo, A., Mourelo, J., Saez, J.L., Dominguez, L., Gortazar, C., Garcia Marin, J.F., Balseiro, A., 2012, Tuberculosis due to Mycobacterium bovis and Mycobacterium caprae in sheep. Vet J 191, 267-269.

Munoz-Mendoza, M., Romero, B., Del Cerro, A., Gortazar, C., Garcia-Marin, J.F., Menendez, S., Mourelo, J., de Juan, L., Saez, J.L., Delahay, R.J., Balseiro, A., 2015, Sheep as a Potential Source of Bovine TB: Epidemiology, Pathology and Evaluation of Diagnostic Techniques. Transbound Emerg Dis 19, 12325.

Naranjo V.,Gortazar C.,Vicente J., de la Fuente J.(2008). Evidence of the role of European wild boar as a reservoir of Mycobacterium tuberculosis complex. Vet. Microbiol.,127 (1–2), 1–9.

Nugent, G., Whitford, J., Young, N., 2002, Use of released pigs as sentinels for Mycobacterium bovis. J Wildl Dis 38, 665-677.

O’Reilly L.M. & Daborn C.J.(1995). The epidemiology of Mycobacterium bovis infections in animals and man: a review. Tubercle Lung Dis. (Supple. 1), 76, 1–46.

OIE 2009. Chapiter 2.4.7 Bovine tuberculosis. http://www.oie.int/fileadmin/Home/eng/Health_standards/tahm/2.04.07_BOVINE_TB.pdf. In OIE terrestrial Manual.

Palmer, M.V., Waters, W.R., Thacker, T.C., Greenwald, R., Esfandiari, J., Lyashchenko, K.P., 2006, Effects of different tuberculin skin-testing regimens on gamma interferon and antibody responses in cattle experimentally infected with Mycobacterium bovis. Clin Vaccine Immunol 13, 387-394.

Parsons, S.D., Warren, R.M., Ottenhoff, T.H., Gey van Pittius, N.C., van Helden, P.D., 2012, Detection of Mycobacterium tuberculosis infection in dogs in a high-risk setting. Res Vet Sci 92, 414-419.

Pesciaroli, M., Alvarez, J., Boniotti, M.B., Cagiola, M., Di Marco, V., Marianelli, C., Pacciarini, M., Pasquali, P., 2014, Tuberculosis in domestic animal species. Res Vet Sci 97, 12.

Pesciaroli, M., Russo, M., Mazzone, P., Aronica, V., Fiasconaro, M., Boniotti, M.B., Corneli, S., Cagiola, M., Pacciarini, M., Di Marco, V., Pasquali, P., 2012, Evaluation of the interferon-gamma (IFN-gamma) assay to diagnose Mycobacterium bovis infection in pigs. Vet Immunol Immunopathol 148, 369-372.

Plattner, B.L., Doyle, R.T., Hostetter, J.M., 2009. Gamma-delta T cell subsets are differentially associated with granuloma development and organization in a bovine model of mycobacterial disease. Int J Exp Pathol 90, 587-597.

Page 59: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            59/104 

Plattner, B.L., Hostetter, J.M., 2011. Comparative gamma delta T cell immunology: a focus on mycobacterial disease in cattle. Vet Med Int 214384, 16.

Prasad TS1, Verma R, Kumar S, Nirujogi RS, Sathe GJ, Madugundu AK, Sharma J, Puttamallesh VN, Ganjiwale A,Myneedu VP, Chatterjee A, Pandey A, Harsha H, Narayana J. Proteomic analysis of purified protein derivative of Mycobacterium tuberculosis. Clin Proteomics. 2013 Jul 19;10(1):8.

Prasad HK, Singhal A, Mishra A, Shah NP, Katoch VM, Thakral SS, Singh DV, Chumber S, Bal S, Aggarwal S, Padma MV, Kumar S, Singh MK, Acharya SK. Bovine tuberculosis in India: potential basis for zoonosis. Tuberculosis (Edinb). 2005 Sep-Nov;85(5-6):421-8.

Praud, A., Boschiroli, M.L., Meyer, L., Garin-Bastuji, B., Dufour, B., 2015, Assessment of the sensitivity of the gamma-interferon test and the single intradermal comparative cervical test for the diagnosis of bovine tuberculosis under field conditions. Epidemiol Infect 143, 157-166.

Prodinger WM, Brandstätter A, Naumann L, Pacciarini M, Kubica T, Boschiroli ML, Aranaz A, Nagy G, Cvetnic Z, Ocepek M, Skrypnyk A, Erler W, Niemann S,Pavlik I, Moser I. Characterization of Mycobacterium caprae isolates from Europe by mycobacterial interspersed repetitive unit genotyping. J Clin Microbiol. 2005 Oct;43(10):4984-92.

Rahim Z, Möllers M, te Koppele-Vije A, de Beer J, Zaman K, Matin MA, Kamal M, Raquib R, van Soolingen D, Baqi MA, Heilmann FG, van der Zanden AG. Characterization of Mycobacterium africanum subtype I among cows in a dairy farm in Bangladesh using spoligotyping. Southeast Asian J Trop Med Public Health. 2007 Jul;38(4):706-13.

Ramdas, K.E., Lyashchenko, K.P., Greenwald, R., Robbe-Austerman, S., McManis, C., Waters, W.R., 2015, Mycobacterium bovis infection in humans and cats in same household, Texas, USA, 2012. Emerg Infect Dis 21, 480-483.

Rangel-Frausto MS, Ponce-De-León-Rosales S, Martinez-Abaroa C, Hasløv K. Tuberculosis and tuberculin quality: best intentions, misleading results. Infect Control Hosp Epidemiol. 2001 Aug;22(8):481-4.

Rhodes, S., Holder, T., Clifford, D., Dexter, I., Brewer, J., Smith, N., Waring, L., Crawshaw, T., Gillgan, S., Lyashchenko, K., Lawrence, J., Clarke, J., de la Rua-Domenech, R., Vordermeier, M., 2012, Evaluation of gamma interferon and antibody tuberculosis tests in alpacas. Clin Vaccine Immunol 19, 1677-1683.

Rhodes, S., Vordermeier, H.M., 2012, Validation of ante mortem TB tests in Camelids. Project FT1477 Final Report.

Rhodes, S.G., Gruffydd-Jones, T., Gunn-Moore, D., Jahans, K., 2008, Adaptation of IFN-gamma ELISA and ELISPOT tests for feline tuberculosis. Vet Immunol Immunopathol 124, 379-384.

Rhodes, S.G., Gunn-Mooore, D., Boschiroli, M.L., Schiller, I., Esfandiari, J., Greenwald, R., Lyashchenko, K.P., 2011, Comparative study of IFNgamma and antibody tests for feline tuberculosis. Vet Immunol Immunopathol 144, 129-134.

Robbe-Austerman S, Bravo DM, Harris B. Comparison of the MGIT 960, BACTEC 460 TB and solid media for isolation of Mycobacterium bovis in United States veterinary specimens. BMC Vet Res. 2013 Apr 11;9:74

Roberts, T., O'Connor, C., Nunez-Garcia, J., de la Rua-Domenech, R., Smith, N.H., 2014, Unusual cluster of Mycobacterium bovis infection in cats. Vet Rec 174, 102457.

Rodriguez-Campos S, Smith NH, Boniotti MB, Aranaz A. Overview and phylogeny of Mycobacterium tuberculosis complex organisms: implications for diagnostics and legislation of bovine tuberculosis. Res Vet Sci. 2014 Oct;97 Suppl:S5-S19.

Roelandt, S., Govaerts, M., Riocreux, F., Van Der Stede, Y., Faes, C., 2012. Diagnostic accuracy of a commercial antibody ELISA for detection of bovine tuberculosis: a Bayesian approach. Poster at the

Page 60: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            60/104 

13th International Symposium on Veterinary Epidemiology and Economics, Maastricht. http://orbit.dtu.dk/fedora/objects/orbit:123085/datastreams/file_85fd15d8-5f16-4fc5-a125-caddfb9009a9/content

Romero B, Rodríguez S, Bezos J, Díaz R, Copano MF, Merediz I, Mínguez O, Marqués S, Palacios JJ, García de Viedma D, Sáez JL, Mateos A, Aranaz A,Domínguez L, de Juan L. Humans as source of Mycobacterium tuberculosis infection in cattle, Spain. Emerg Infect Dis. 2011 Dec;17(12):2393-5.

Rothel, J.S., Jones, S.L., Corner, L.A., Cox, J.C., Wood, P.R., 1992, The gamma-interferon assay for diagnosis of bovine tuberculosis in cattle: conditions affecting the production of gamma-interferon in whole blood culture. Australian Veterinary Journal 69, 1-4.

Roupie, V., Alonso-Velasco, E., Van Der Heyden, S., Duytschaeve, L., Van Dosselaer , I., Govaerts, M., Van Campe, W., Mostin, L., Roels, S., Huygen, K., Fretin, D. 2015. Analysis of PPD and ESAT-6 specific gamma interferon (IFN-g) responses before and after single intradermal skin test in experimentally M. bovis infected and uninfected cattle (Scientific report 2013/2014), pp. 118-124.

Roupie, V., Alonso-Velasco, E., Van Der Heyden, S., Holbert, S., Duytschaeve, L., Berthon, P., Van Dosselaer , I., Van Campe, W., Mostin, L., Biet, F., Roels, S., Huygen, K., Fretin, D., en préparation, Analysis of PPD, ESAT-6 and CFP-10 specific gamma interferon (IFN-g) responses and M. bovis specific serology before and after a single intradermal skin test in Map exposed cattle experimentally infected with M. bovis.

Ryan, T.J., Buddle, B.M., De Lisle, G.W., 2000, An evaluation of the gamma interferon test for detecting bovine tuberculosis in cattle 8 to 28 days after tuberculin skin testing. Res Vet Sci 69, 57-61.

Sarradell, J.E., Alvarez, J., Biscia, M., Zumarraga, M., Wunschmann, A., Armien, A.G., Perez, A.M., 2015, Mycobacterium bovis infection in a horse with granulomatous enterocolitis. J Vet Diagn Invest 27, 203-205.

Sarrazin S, Cay AB, Laureyns J, Dewulf J. A survey on biosecurity and management practices in selected Belgian cattle farms. Prev Vet Med. 2014 Nov 1;117(1):129-39.

Savan, R., Ravichandran, S., Collins, J.R., Sakai, M., Young, H.A., 2009, Structural conservation of interferon gamma among vertebrates. Cytokine Growth Factor Rev 20, 115-124.

Schiller I, Oesch B, Vordermeier HM, Palmer MV, Harris BN, Orloski KA, Buddle BM, Thacker TC, Lyashchenko KP, Waters WR, 2010. Bovine tuberculosis: a review of current and emerging diagnostic techniques in view of their relevance for disease control and eradication. Transbound Emerg Dis. 57(4):205-20.

Schiller I, Vordermeier HM, Waters WR, Kyburz A, Cagiola M, Whelan A, Palmer MV, Thacker TC, Meijlis J, Carter C, Gordon S, Egnuni T, Hardegger R, Marg-Haufe B, Raeber A, Oesch B. Comparison of tuberculin activity using the interferon-gamma assay for the diagnosis of bovine tuberculosis. Vet Rec. 2010 Aug 28;167(9):322-6.

Schiller, I., Vordermeier, H.M., Waters, W.R., Whelan, A.O., Coad, M., Gormley, E., Buddle, B.M., Palmer, M., Thacker, T., McNair, J., Welsh, M., Hewinson, R.G., Oesch, B., 2010, Bovine tuberculosis: effect of the tuberculin skin test on in vitro interferon gamma responses. Vet Immunol Immunopathol 136, 1-11.

Schiller, I., Vordermeier, H.M., Waters, W.R., Whelan, A.O., Coad, M., Gormley, E., Buddle, B.M., Palmer, M., Thacker, T., McNair, J., Welsh, M., Hewinson, R.G., Oesch, B., 2010b, Bovine tuberculosis: effect of the tuberculin skin test on in vitro interferon gamma responses. Vet Immunol Immunopathol 136, 1-11.

Smith H. The global distribution and phylogeography of Mycobacterium bovis clonal complexes. Infection, Genetics and Evolution. 2012; 12:857-865.

Page 61: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            61/104 

Smith NH, Gordon SV, de la Rua-Domenech R, Clifton-Hadley RS, Hewinson RG. Bottlenecks and broomsticks: the molecular evolution of Mycobacterium bovis. Nat Rev Microbiol. 2006 Sep;4(9):670-81.

Strain, S.A.J., McNair, J., McDowell, S.W.J., 2012, A Review of the International Application of the Interferon-gamma Test. http://www.dardni.gov.uk/review-of-international-application-of-the-interferon-gamma-test.pdf.

Tameni, S., Amadori, M., Scaccaglia, P., Quondam-Giandomenico, R., Tagliabue, S., Achetti, I.L., Adone, R., Ciuchini, F., 1998, Quality controls and in vitro diagnostic efficiency of bovine PPD tuberculins. Biologicals 26, 225-235.

Task-force 2013. Working Document on Eradication of Bovine Tuberculosis in the EU (Accepted by the Bovine tuberculosis subgroup of the Task Force on monitoring animal disease eradication). SANCO/10067/2013.

Taylor GM, Worth DR, Palmer S, Jahans K, Hewinson RG. Rapid detection of Mycobacterium bovis DNA in cattle lymph nodes with visible lesions using PCR. BMC Vet Res. 2007 Jun 13;3:12

Thacker TC, Harris B, Palmer MV, Waters WR. Improved specificity for detection of Mycobacterium bovis in fresh tissues using IS6110 real-time PCR. BMC Vet Res. 2011 Aug 25;7:50. doi: 10.1186/1746-6148-7-50.

Tomlinson, A.J., Chambers, M.A., McDonald, R.A., Delahay, R.J., 2015, Association of quantitative interferon-gamma responses with the progression of naturally acquired Mycobacterium bovis infection in wild European badgers (Meles meles). Immunology 144, 263-270.

United Sates Department of Agriculture (USDA), 2015. URL (Last update date: no date):https://aglearn.usda.gov/customcontent/APHIS/APHIS-VS-BovineTuberculosis-01/scopage_dir/cftreport/cftreport.html (Consulted date: 07/09/2015)

van der Burgt, G.M., Drummond, F., Crawshaw, T., Morris, S., 2013, An outbreak of tuberculosis in Lleyn sheep in the UK associated with clinical signs. Vet Rec 172, 1.

van Ingen J, Rahim Z, Mulder A, Boeree MJ, Simeone R, Brosch R, van Soolingen D. Characterization of Mycobacterium orygis as M. tuberculosis complex subspecies. Emerg Infect Dis. 2012 Apr;18(4):653-5.

Viljoen, I.M., van Helden, P.D., Millar, R.P., 2015. Mycobacterium bovis infection in the lion (Panthera leo): Current knowledge, conundrums and research challenges. Vet Microbiol 177, 252-260.

Villarino ME, Brennan MJ, Nolan CM, Catanzaro A, Lundergan LL, Bock NN, Jones CL, Wang YC, Burman WJ. Comparison testing of current (PPD-S1) and proposed (PPD-S2) reference tuberculin standards. Am J Respir Crit Care Med. 2000 Apr;161(4 Pt 1):1167-71.

Visavet (Bovine Tuberculosis European Reference Laboratory, Madrid),2015. URL (last update date: 2015): https://www.visavet.es/bovinetuberculosis/bovine-tb/eradication.php (Consulted date: 07/09/2015)

VLA-(Veterinary-Laboratories-Agency), 2011, Meta-analysis of diagnostic tests and modelling to identify appropriate testing strategies to reduce M. bovis infection in GB herds. SE3238 Final Report. Available at http://randd.defra.gov.uk/Default.aspx?Menu=Menu&Module=More&Location=None&ProjectID=16114&FromSearch=Y&Publisher=1&SearchText=SE3238&SortString=ProjectCode&SortOrder=Asc&Paging=10.

Vyt, P., Denoel, J., Cassart, D., Govaerts, M., Czaplicki, G., Saegerman, C., Laitat, M., 2013, Prévalence des cas de lymphadénite granulomateuse sous-maxillaire chez des porcs abattus en Belgique. Journées Recherche Porcine 45, 277-278.

Page 62: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            62/104 

Waters, W.R., Buddle, B.M., Vordermeier, H.M., Gormley, E., Palmer, M.V., Thacker, T.C., Bannantine, J.P., Stabel, J.R., Linscott, R., Martel, E., Milian, F., Foshaug, W., Lawrence, J.C., 2011, Development and evaluation of an enzyme-linked immunosorbent assay for use in the detection of bovine tuberculosis in cattle. Clin Vaccine Immunol 18, 1882-1888.

Waters, W.R., Palmer, M.V., Bannantine, J.P., Whipple, D.L., Greenwald, R., Esfandiari, J., Andersen, P., McNair, J., Pollock, J.M., Lyashchenko, K.P., 2004, Antigen recognition by serum antibodies in white-tailed deer (Odocoileus virginianus) experimentally infected with Mycobacterium bovis. Clin Diagn Lab Immunol 11, 849-855.

Waters, W.R., Palmer, M.V., Stafne, M.R., Bass, K.E., Maggioli, M.F., Thacker, T.C., Linscott, R., Lawrence, J.C., Nelson, J.T., Esfandiari, J., Greenwald, R., Lyashchenko, K.P., 2015, Effects of Serial Skin Testing with Purified Protein Derivative on the Level and Quality of Antibodies to Complex and Defined Antigens in Mycobacterium bovis-Infected Cattle. Clin Vaccine Immunol 22, 641-649.

Waters, W.R., Palmer, M.V., Thacker, T.C., Bannantine, J.P., Vordermeier, H.M., Hewinson, R.G., Greenwald, R., Esfandiari, J., McNair, J., Pollock, J.M., Andersen, P., Lyashchenko, K.P., 2006, Early antibody responses to experimental Mycobacterium bovis infection of cattle. Clin Vaccine Immunol 13, 648-654.

Welby S, Fretin D, Vandewiele H, Imberechts H, Van der Stede Y, 2015. Bovine Tuberculosis Surveillance at Slaughterhouse and Purchase in Belgium: Approach towards Benchmarking. SVEPM Proceedings, SVEPM conference 2015, Ghent, Belgium

Welby S, Govaerts M, Vanholme L, Hooyberghs J, Mennens K, Maes L, Van Der Stede Y, 2012. Bovine tuberculosis surveillance alternatives in Belgium..Prev Vet Med. 106(2):152-61.

Welsh, M.D., Kennedy, H.E., Smyth, A.J., Girvin, R.M., Andersen, P., Pollock, J.M., 2002. Responses of bovine WC1(+) gammadelta T cells to protein and nonprotein antigens of Mycobacterium bovis. Infect Immun 70, 6114-6120.

Wernery, U., Kinne, J., 2012, Tuberculosis in camelids: a review. Rev. sci. tech. Off. int. Epiz. 31, 899-906.

Wernery, U., Kinne, J., Jahans, K.L., Vordermeier, H.M., Esfandiari, J., Greenwald, R., Johnson, B., Ul-Haq, A., Lyashchenko, K.P., 2007, Tuberculosis outbreak in a dromedary racing herd and rapid serological detection of infected camels. Vet Microbiol 122, 108-115.

Whelan, C., Shuralev, E., O'Keeffe, G., Hyland, P., Kwok, H.F., Snoddy, P., O'Brien, A., Connolly, M., Quinn, P., Groll, M., Watterson, T., Call, S., Kenny, K., Duignan, A., Hamilton, M.J., Buddle, B.M., Johnston, J.A., Davis, W.C., Olwill, S.A., Clarke, J., 2008, Multiplex immunoassay for serological diagnosis of Mycobacterium bovis infection in cattle. Clin Vaccine Immunol 15, 1834-1838.

Whelan, C., Whelan, A.O., Shuralev, E., Kwok, H.F., Hewinson, G., Clarke, J., Vordermeier, H.M., 2010, Performance of the Enferplex TB assay with cattle in Great Britain and assessment of its suitability as a test to distinguish infected and vaccinated animals. Clin Vaccine Immunol 17, 813-817.

Whipple, D.L., Palmer, M.V., Slaughter, R.E., Jones, S.L., 2001, Comparison of purified protein derivatives and effect of skin testing on results of a commercial gamma interferon assay for diagnosis of tuberculosis in cattle. J Vet Diagn Invest 13, 117-122.

Wilesmith J.W. (1991). Epidemiological methods for investigating wild animal reservoirs of animal disease. Rev. sci. tech. Off. int. Epiz., 10, 205–214.

Wilson, R.A., Zolnai, A., Rudas, P., Frenyo, L.V., 1996. T-cell subsets in blood and lymphoid tissues obtained from fetal calves, maturing calves, and adult bovine. Vet Immunol Immunopathol 53, 49-60.

Zanardi, G., Boniotti, M.B., Gaffuri, A., Casto, B., Zanoni, M., Pacciarini, M.L., 2013, Tuberculosis transmission by Mycobacterium bovis in a mixed cattle and goat herd. Res Vet Sci 95, 430-433.

Page 63: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            63/104 

Francis, J., Seiler, R.J., Wilkie, I.W., O’Boyle, D., Lumsden, M.J., Frost, A.J., 1978. The sensitivity and specificity of various tuberculin tests using bovine PPD and other tuberculins. Vet. Rec. 103, 420–425.

Farnham, M.W., Norby, B., Goldsmith, T.J., Wells, S.J., 2012. Meta-analysis of field studies on bovine tuberculosis skin tests in United States cattle herds. Prev. Vet. Med. 103, 234–242.

Norby, B., Bartlett, P.C., Fitzgerald, S.D., Granger, L.M., Bruning-Fann, C.S., Whipple, D.L., Payeur, J.B., 2004. The sensitivity of gross necropsy, caudal fold and comparative cervical tests for the diagnosis of bovine tuberculosis. J. Vet. Diagn. Invest. 16, 126–131.

Whipple, D.L., Bolin, C.A., Davis, A.J., 1995. Comparison of the sensitivity of the caudal fold skin test and a commercial–interferon assay for the diagnosis of bovine tuberculosis. Am. J. Vet. Res 56, 415–419.

Kindt, J.T., Goldsby, A.R., Osborne, B.A., Kuby, J., 2006. Kuby immunology 6th ed. New York, W.H. Freeman ©2007.

Flynn, J.L., Chan, J., 2001. Immunology of tuberculosis. Annu. Rev. Immunol. 19, 93–129.

   

Page 64: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            64/104 

Members of the Scientific Committee 

The Scientific Committee is composed of the following members:  D. Berkvens, A.  Clinquart, G. Daube,  P. Delahaut, B. De Meulenaer,  S. De  Saeger,  L. De  Zutter,  J. Dewulf, P. Gustin, L. Herman, P. Hoet, H.  Imberechts, A. Legrève, C. Matthys, C. Saegerman, M.‐L. Scippo, M. Sindic, N. Speybroeck, W. Steurbaut, E. Thiry, M. Uyttendaele, T. van den Berg   

Conflict of interest  

T.  van  den  Berg,  D.  Fretin  and  V. Mathys  have  declared  a  conflict  of  interest  because  of  their responsibilities  in  the  national  reference  laboratory  regarding  tuberculosis.  Consequently,  these persons were consulted by the working group as ‘heared experts’ in the parts of the opinion related to diagnostic techniques. 

Acknowledgements 

The Scientific Committee acknowledges the Staff Department for Risk Assessment and the members of the working group for preparing the draft opinion.    

Composition of the working group 

The working group was composed of:  Members of the Scientific Committee:  C. Saegerman  (reporter), D. Berkvens,  J. Dewulf, H. 

Imberechts, T. van den Berg External experts:  D.  Fretin  (CODA‐CERVA),  K.  Huygen  (WIV‐ISP),  J. 

Laureyns  (Ghent  University),  A.  Linden  (Ulg),  V. Mathys  (WIV‐ISP),  L.  Rigouts  (ITM),  V.  Roupie (CODA‐CERVA), S. Welby (CODA‐CERVA) 

File manager:  P. Depoorter  

The activities of the working group were attended by the following members of the administration (as observers): J. Evers (FASFC), J. Hooyberghs (FASFC), E. Stoop (FASFC), L. Vanholme (FASFC).   

Presentation of the Scientific Committee of the FASFC  The Scientific Committee is an advisory body of the Belgian Agency for the Safety of the Food Chain (FASFC)  that provides  independent scientific opinions on  risk assessment and  risk management  in the  food  chain,  and  this  at  the  request  of  the  Chief  Executive Officer  of  the  FASFC,  the Minister competent  for  food safety or at  its own  initiative. The Scientific Committee  is administratively and scientifically  supported  by  a  secretariat managed  by  the  Directorate  for  Risk  Assessment  of  the Agency.  The Scientific Committee consists of 22 members who are appointed by Royal Decree on the basis of their scientific expertise in areas related to the safety of the food chain. When preparing an opinion, the  Scientific  Committee  can  call  on  external  experts  who  are  not  a  member  of  the  Scientific 

Page 65: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            65/104 

Committee.  Similar  to  the  members  of  the  Scientific  Committee,  they  must  be  able  to  work independently  and  impartially. To ensure  the  independence of  the opinions, potential  conflicts of interest are managed transparently.  The  opinions  are  based  on  a  scientific  assessment  of  the  question.  They  express  the  view  of  the Scientific Committee which  is taken  in consensus on the basis of a risk assessment and the existing knowledge on the subject.   The opinions of the Scientific Committee may contain recommendations for food chain control policy or  for  the  stakeholders.  The  follow‐up  of  these  recommendations  for  control  policy  is  the responsibility of the risk managers.  Questions on an opinion can be directed to the secretariat of the Scientific Committee:  [email protected].  

  

Legal framework  

Law of 4 February 2000, on the creation of the Federal Agency for the Safety of the Food Chain,  in particular article 8;  The Royal Decree of 19 May 2000, on  the  composition and operating procedures of  the Scientific Committee, as established within the Federal Agency for the Safety of the Food Chain;  The Internal Rules as mentioned in Article 3 of the Royal Decree of 19 May 2000, on the composition and operating procedures of the Scientific Committee, as established within the Federal Agency for the Safety of the Food Chain, approved by the Minister on 9 June 2011.    

Disclaimer 

The Scientific Committee at all  times  reserves  the  right  to modify  the opinion by mutual  consent, should new information and data become available after the publication of this version. 

Page 66: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            66/104 

Appendix I: Specific questions in the request of opinion 

1. Evaluation of the current surveillance program a. Which  risk  factors  can  be  taken  into  account  during  the  systematic  post‐mortem 

examination of cattle? b. Which  risk  factors  (age,  animal  category,  farm  type,…)  can  be  taken  into  account 

during  intradermal  skin  tests  at  purchase  and  does  the  intradermal  skin  test  at purchase, as actually performed by veterinary practitioners, still makes sense for the bTB surveillance? 

c. Which  risk  factors  should  be  taken  into  account  in  order  to  take  proportionate measures in case of a suspicion of bTB infection? 

d. Is the surveillance of milk producing animals on farms with direct sell of raw milk still useful under the current epidemiologic situation? 

e. Which risk factors (age, animal category, farm type,…) can be taken into account for the  follow‐up  via whole herd  tuberculinations of previous herds,  contact herds or suspected herd and can this surveillance pillar be optimized? 

f. Is  the  risk  for  bTB  introduction  via  import  of  animals  from  officially  free member states with a considerable number of outbreaks  larger than the risk via purchase of Belgian cattle? 

2. Evaluation of the current diagnostic methods for the detection of bovine tuberculosis a. Intradermal skin test 

i. Should the  intradermal skin test be maintained as the reference test or are there other diagnostic methods that could replace it? 

ii. It  is  currently mandatory  to perform  the  intradermal  skin  test  in  the neck area. Could  it  also be performed  in other  areas on  the  animal  in order  to make the test more feasible under field conditions (e.g. caudal fold, gluteal cleft,…)? 

iii. Is  it, under  the  current  field  conditions with growing numbers of  cattle on farms which are often not (well) fixated, still feasible to perform a ‘secundem artem’  intradermal  skin  test?  Is  there  modern  equipment  to  allow  a sufficient  fixation  of  cattle  in  order  to  correctly  perform  and  read  an intradermal skin test? 

iv. Are  the sensitivity and specificity of  the  intradermal skin  test  influenced by the type of syringe/device (classic syringe, dermojet,…)? 

v. Is  the  currently  used  tuberculin,  which  is  produced  based  on  a  historic isolate, still adequate to detect the current Mycobacteria? 

vi. On which species, other than cattle, can the intradermal skin test be applied? b. Can  the current culture method of M. bovis be optimized  in order  to speed up  the 

growth of M. bovis and to obtain a earlier denial or confirmation of bacterial growth (including isolation and identification)? 

c. Are  the  characteristics  of  the  current  PCR  tests  adequate  enough  in  order  to  use these  tests  for  screening or  confirmation purposes without having  to wait  for  the result of the bacterial culture? 

d. Gamma‐interferon test i. Which specific antigen(s) have to be used? ii. Are  the  characteristics  of  the  gamma‐interferon  test  adequate  enough  to 

replace  the  intradermal  skin  test  in  routine  testing  under  Belgian  field conditions? 

iii. Could this test be used as a serial or parallel confirmation test after a positive intradermal skin test? 

Page 67: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            67/104 

iv. Could this test be used as a screening  test  in case of repeated herd testing with  the  intradermal  skin  test  with  unfavorable  results  that  cannot  be confirmed  by  bacteriological  culture  (possible  infection  of  environmental Mycobacteria)? 

v. In which animal species, other than cattle, can this test be used? e. Could the commercially available Ab‐ELISA be of use in Belgium? f. Can  the proposed decision  tree  (including  the use of  tuberculination  and  gamma‐

interferon test) be validated? 3. Evaluation of propositions to modify the current Royal Decree of 17 October 2002 regarding the 

control of bovine tuberculosis a. To introduce the combat against Mycobacterium spp. other than M. bovis which is

currently the only Mycobacterium species mentioned in the Royal Decree: M. caprae, M. tuberculosis,… 

b. To install a mandatory notification of Mycobacterium bovis and M. tuberculosis for animal species other than cattle. Are measures necessary if tuberculosis is diagnosed in other animal species (dogs, cats, sheep, goats, exotic animals, wild animals, zoo animals, other domestic animals, …), also if cattle are held on the same farm? 

c. To  merge  the  definitions  ‘suspected  of  being  affected’  and  ‘suspected  of  being contaminated’ 

d. To propose proportional measures in case of a suspicion on animal level as well as on herd  level  which  are  based  on  the  epidemiologic  investigation  and  on  risk assessment 

e. Diagnostics: to provide in legislation the use of the gamma-interferon test, PCR and other molecular techniques. 

f. Adjustment  and  clarification  of  the  minimum  age  for  intradermal  skin  test  at purchase and at complete herd testing 

g. Adjustment of the pillars of surveillance with special attention to intradermal skin testing at purchase 

4. Evaluation of the Tuberculosis Action plan    

Page 68: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            68/104 

Appendix  II:  Procedure  for  the  intradermal  skin  test  according  to  the  OIE (2009) 

i) A correct injection technique is important. The injection sites must be clipped and cleaned. A fold of skin within each clipped area is measured with callipers and the site marked prior to injection.  A  short  needle,  bevel  edge  outwards  and  graduated  syringe  charged  with tuberculin  attached,  is  inserted  obliquely  into  the  deeper  layers  of  the  skin.  The  dose  of tuberculin  is  then  injected.  A multi‐dose  syringe  or multiple  injection  gun may  be  used provided that delivery of the volume and safety are assured. The dose of tuberculin injected must be no lower than 2000 International Units (IU) of bovine or avian tuberculin. A correct injection  is  confirmed  by  palpating  a  small  pea‐like  swelling  at  each  site  of  injection.  The distance between the two injections should be approximately 12–15 cm. In young animals in which  there  is  no  room  to  separate  the  sites  sufficiently  on  one  side  of  the  neck,  one injection must be made on each side of the neck at identical sites in the centre of the middle third of the neck. The skin‐fold thickness of each injection site is re‐measured 72 hours after injection. The same person should measure the skin before the injection and when the test is read. 

ii) A number of alternative methods of interpreting the skin test responses have been adopted, recognising  that  false‐positive  reactions  may  be  caused  by  sensitisation  by  other mycobacteria and by  local  inflammation. It  is  important to recognise that there  is a balance between sensitivity and specificity and achieving high concurrent values may not be possible. Appropriate policies need to be  in place depending on disease prevalence and according to risk  (e.g. where a wildlife  reservoir  is present). The  interpretation  is based on observation and  the  recorded  increases  in  skin‐fold  thickness.  In  the  single  intradermal  test  (which requires a single  injection of bovine tuberculin), the reaction  is commonly considered to be negative  if only  limited  swelling  is observed, with an  increase of no more  than 2 mm and without  clinical  signs,  such  as  diffuse  or  extensive  oedema,  exudation,  necrosis,  pain  or inflammation of  the  lymphatic ducts  in  that  region or of  the  lymph nodes. The  reaction  is considered to be inconclusive if none of these clinical signs is observed and if the increase in skin‐fold thickness is more than 2 mm and less than 4 mm. The reaction is considered to be positive if clinical signs, as mentioned above, are observed or if there is an increase of 4 mm more  in  skin‐fold  thickness. Moreover,  in M.‐bovis‐infected  herds,  any  palpable  or  visible swelling  should  be  considered  to  be  positive.  Sometimes  a more  severe  interpretation  is used,  particularly  in  a  high  risk  population  or  in‐contact  animals.  Animals  that  are inconclusive  by  the  single  intradermal  test  should  be  subjected  to  another  test  after  an interval of 42 days to allow desensitisation to wane (in some areas 60 days for cattle and 120 days for deer are used). Animals that are not negative to this second test should be deemed to be positive  to  the  test. Animals  that are positive  to  the  single  intradermal  test may be subjected to a comparative intradermal test or blood test. Any retest should be performed in accordance with the local or national control programmes standard. 

iii) In the interpretation of the intradermal comparative test, a reaction is usually considered to be positive if the increase in skin thickness at the bovine site of injection is more than 4 mm greater than the reaction shown at the site of the avian injection. The reaction is considered to be inconclusive if the increase in skin thickness at the bovine site of injection is from 1 to 4 mm greater than the avian reaction. The reaction is considered to be negative if the increase in skin thickness at the bovine site of injection is less than or equal to the increase in the skin reaction at the avian site of injection. This interpretation scheme is used in European Union (EU) countries and is recommended in Council Directive 64/432/EEC (22). Sometimes a more stringent interpretation is used. 

iv) In  the caudal  fold  test, a  short needle, bevel edge outwards,  is  inserted obliquely  into  the deeper layers of the skin on the lateral aspect of the caudal fold, midway along the fold and 

Page 69: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            69/104 

midway between the hairline and the ventral aspect of the fold. The standard interpretation is that any palpable or visible change is deemed to be a reaction. A modified interpretation is also  in use: a positive test  is any palpable or visible swelling at the site of the  injection that has a  caudal  fold  thickness difference of 4 mm when  compared with  the  thickness of  the opposite caudal fold. If an animal has only one caudal fold, it is considered to be test positive if the caudal fold thickness is 8 mm or more. 

   

Page 70: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            70/104 

Appendix  III:  Compliance  of  Belgian  field  veterinarians  to  the  testing procedures as recommended by USDA (2015) 

Testing procedures as recommended by USDA  Compliance in Belgium 

Use a new needle for each animal  in order to  minimize  transmission,  or  the appearance of transmission of blood‐borne infectious  agents  between  animals.  All cattle and bison tested must be sufficiently restrained  to  permit  careful  application  of the  tuberculin  injection(s),  correct  reading of  animal  identification,  and  careful observation  and  palpation  of  the  injection sites. No test should be applied or observed without  having  the  animal  restrained  in  a satisfactory manner.  

Sick cattle are not to be injected.   

Animals  to  be  tested  should  not  have vaccines,  or  be  treated  with  drugs, pharmaceuticals,  or  anthelmintics administered in conjunction with tuberculin injections.  

Ensure  the  injection site  is  free of manure, debris, and hair. If necessary, clean the site to make a sanitary injection.  

Check  the  syringe  and  needle  for cleanliness,  leakage,  and  proper  needle gauge and length of needle.  

All  cattle  and  bison  tested  must  be sufficiently  restrained  to  permit  careful application  of  the  tuberculin  injection(s), correct reading of animal identification, and careful  observation  and  palpation  of  the injection sites. No test should be applied or observed  without  having  the  animal restrained in a satisfactory manner.  

Very  stringent  criteria  are  used  to  produce tuberculin  for  the  tuberculosis  eradication program.  Proper  handling  and  storage  are essential  to  maintain  potency  and  ensure consistently  accurate  testing.  Keep  these considerations in mind when using tuberculins: 

Refrigeration:  Store  tuberculins  between 35°F  and 46°F  (2°C  and 8°C); do not  allow tuberculin  to  freeze.  Tuberculous  protein can  precipitate with  freezing  and  result  in inadequate  responses.  Tuberculin  that  has been  frozen  should  be  discarded  and  not 

No standard procedure in Belgium (Humblet et al., 2011b) 

          

No standard procedure in Belgium (Humblet et al., 2011b) 

No standard procedure in Belgium (Humblet et al., 2011b) 

  

Rather well applied in Belgium (Humblet et al., 2011b)   

No standard procedure in Belgium (Humblet et al., 2011b) 

No literature found            

 

 

 

 

No standard procedure in 

Belgium, in particular car 

storage insufficient (Humblet et 

al., 2011b)  

  

Not a standard in Belgium, as 

Page 71: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            71/104 

used to perform testing.   Room temperature: Tuberculins are 

relatively stable at room temperature for up to 8 hours. Using tuberculins at room temperature during the work day is acceptable, while performing injections. Return the tuberculin to refrigeration temperatures once injections are completed.  

Expiration: Tuberculin is not to be used after the expiration date. Expired tuberculin should be discarded.  

Exposure to light: Store in a dark location as light denatures the tuberculous protein; tuberculin stored in clear syringes must be placed in a dark container.  

Oxidation: Tuberculin in 10cc amber colored glass containers must be discarded 2 weeks after initial usage. Tuberculous protein denatures slowly in air and can completely oxidize when stored in partially filled containers for 4 weeks 

Absorption to containers: Do not store dose amounts longer than 12 hours in containers other than original packaging; tuberculous protein can adsorb into inner surfaces of plastic containers (such as syringes) causing loss of potency.  

tuberculin is not always stored cool in the veterinarian’s car (Humblet et al., 2011b)  

    

No literature found  

  No standard procedure in 

Belgium (Humblet et al., 2011b)  

No standard procedure in 

Belgium (Humblet et al., 2011b) 

 

No standard procedure in 

Belgium (Humblet et al., 2011b) 

  

Other important procedures, not mentioned by USDA 

Scientific literature 

Post‐injection verification (formation of a pea‐size swollen area after tuberculin injection) 

Reading the result of the skin reaction within the prescribed 72 h ± 4–6 h post tuberculin injection. This is a potential cause of false negative reactions, as mentioned by de la Rua‐Domenech et al (2006). 

No standard procedure in Belgium (Humblet et al., 2011b)  

Rather well applied in Belgium (Humblet et al., 2011b)  

 

   

Page 72: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            72/104 

Appendix IV: Advantages and disadvantages of equipment which is used by Belgian field veterinarians for the injection of tuberculin during the intradermal skin test 

Classical syringe  Dermojet 

More risk of spreading infections 

Less maintenance 

Tuberculin remains intact (particularly when using carpules)1 

Invites the veterinarian to check if the tuberculin is situated intradermally 

Less spread of infections 

Needs regular, strict maintenance 

Has to be emptied and washed after each administration 

Gives the impression that the tuberculin always is situated intradermally, although this is not always the case2 

1 Carpules can be removed from the syringe after administration, stored in the refrigerator and used again (over a short period). However, carpules are currently not available on the market.   2Experience from veterinary practice: when injecting several animals, one can feel a small swelling on the  injection  spot  of  the  cattle  first  injected.  In  contrast,  after  serial  injection  of  5‐6  cattle,  this swelling  is not present anymore. This observation might suggest that  the  tuberculin  is not situated intradermally in those animals. Nevertheless, it is the responsibility of the veterinarian to check if the tuberculin is situated intradermally and if not to repeat the injection.  It can be concluded that the dermojet might offer a false sense of security. Because, 

o veterinarians  do  not  check  if  the  tuberculin  is  situated  intradermally,  as  they  trust  the dermojet more than a syringe. 

o the dermojet is not always emptied and washed after use o the dermojet often is not well maintained  

 In theory, the dermojet  is more reliable.  In practice, the  instrument  is often not properly used and therefore, it loses its advantage over the syringe.    

Page 73: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            73/104 

Appendix V: On which species, other than cattle, can the SIT be applied? 

Introduction Several  diagnostic  tests  are  used  to  ascertain  individual  and  flock  bTB  status.  Amongst  others, diagnostic tests measuring the CMI (cell‐mediated immunity) using the single intradermal tuberculin test (SIT) or the single intradermal comparative tuberculin test (SICT) and/or the IFN‐γ test. Serology detection is also available.  In  cattle,  the  cell mediated  immunity  tests have usually higher  sensitivity  and  specificity  than  the antibody  detection  although  Ab  ELISAs  have  the  capacity  to  detect  anergic  animals  in  advanced stages of  infection. Sensitivity of the  Intradermal Skin Test was evaluated between 53% (27.3‐81.5, 95% CI) and 69.4% (40.1‐92.2, 95% CI) depending on cattle (fighting bulls vs other), and the specificity between 55.1% and more than 99% showing a median value over 95% (Bezos et al., 2014a; Schiller et al., 2010).  Tuberculosis  is usually a chronic debilitating disease  in cattle, but  it can occasionally be acute and rapidly progressive. Early infections are often asymptomatic. In countries with eradication programs, most infected cattle are identified early and symptomatic infections are uncommon.  In the late stages, common symptoms include progressive emaciation, a low–grade fluctuating fever, weakness  and  inappetence  which  are  not  pathognomonic  and  depend  on  the  organs  affected. Animal with pulmonary disease usually have a moist cough and may have dyspnea or tachypnea. In the  terminal  stages,  animals  may  become  extremely  emaciated  and  develop  acute  respiratory distress. bTb in the veterinary species is primarily a respiratory disease and transmission is mainly by the airborne route.  Depending  on  animal  species,  clinical  signs  could  be  absent  (ex.  elephant),  subacute  or  chronic disease with  very  few  symptoms  (ex.  cervids)  or  disseminated with  rapid  and  fulminating  course (http://www.cfsph.iastate.edu/Factsheets/pdfs/bovine_tuberculosis.pdf). Moreover  the distribution of  tuberculous  lesions of  the various wildlife  species  reviewed  indicates  that M. bovis may  spread through infected aerosol droplet inhalation, but contamination of feed sources and pastures, as well as  omnivores  feeding  on  infected  carcasses,  have  been  reported  as  important  routes  of  BTB transmission (Fitzgerald and Kaneene, 2013).  

Domesticated animals Goat Tuberculosis  in  goat  is  mainly  caused  by M.  bovis  and M.  caprae  (Pesciaroli  et  al.,  2014).  The transmission between  cattle and goats  can occur as watering and grazing points are often  shared (Bezos et al., 2012).  In some European countries,  including Greece,  Italy, Spain and Portugal, which have high small ruminant census figures and are not officially TB‐free (OTF), the transmission risk  is present and surveillance of tuberculosis in goats in these countries is therefore important (Zanardi et al., 2013). Given its zoonotic potential, goats used for raw milk production living in mixed cattle‐goat herds must be tested for TB by the official tuberculin test in these not‐OTF countries (Regulation (EC) 853/2004). In Spain, goats co‐existing with cattle are subjected to the official tuberculin test.  Pathology/ Clinical Signs Tuberculosis  clinic  signs  in  goat  are  not  very  specific  and  could  induce  chronic  loss  and  appetite, reduced milk  yield  and  debiliting  disease with  or without  respiratory  signs  (DEFRA,  access  2015) occasional diarrhoea and death (Pesciaroli et al., 2014) A chronic cough can be a sign of tuberculosis even more if goat when an antibiotic treatment for a respiratory infection fails to response (DEFRA, access 2015). Post‐mortem studies have shown that in the affected tuberculosis goats in the 2008 outbreak (many of which were subjected to detailed post mortem examination), tubercle lesions did not develop, and instead  large abscesses were produced with more  liquid pus, which often eroded quickly  into  the 

Page 74: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            74/104 

airways,  in  such way  that  they were quickly able  to  “cough up” and  “breath out” M. bovis  (or M. caprae) organisms into the environment (http://www.goatvetsoc.co.uk/goat‐health/tuberculosis/). Post‐mortem  examination  of  goats  infected  with M.  bovis  frequently  reveals  circumscribed  pale yellow, white, caseous or caseo‐calcareus  lesions of various sizes, often encapsulated, especially  in the lungs and mediastinal lymph nodes, or in the mesenteric lymph nodes (Bezos et al., 2012).  Tuberculin skin test The Se and Sp known for the skin test in goat were calculated on a limited panel of animals (Cf. tables 21 and 22 below). The sensibility of SIT was evaluated as between 54.2 ‐ 93.8% and the specificity as 87.5% (Cf. Table 21). The sensibility of SICT was evaluated as between 29.2‐83.7% and the specificity 100%  (Cf.  Table  22).  However,  studies  use  a  small  sample  number  for  the  estimation  of  Sp  in comparison of Se.  Table 21. Sensitivity  and  specificity  of  diagnostic  assays  based  on  CMI  and  antibody  production (ELISA)  in  some  studies  performed  in  goats  (from  (Bezos  et  al.,  2012)).  Standard  interpretation  of  SIT: Negative  if  reaction  <2 mm;  Inconclusive:  If  reaction  >2  and  <4 mm;  Positive  if  reaction  ≥4 mm.  Severe interpretation: Considering inconclusive result (>2 and <4 mm) as positive result. 

Table 22. Sensitivity  and  specificity  of  diagnostic  assays  based  on  CMI  and  antibody  production (ELISA)  in  some  studies  performed  in  goats  (from  (Bezos  et  al.,  2012)).  SICT,  Standard  interpretation: Negative  if no  reaction with PPDB or  if  it  is positive or  inconclusive but equal or  lower  than a positive or inconclusive  reaction with PPDA;  Inconclusive: Positive or  inconclusive  reaction with PPDB >1 and <4 mm greater than the reaction with PPDA. Positive: Positive reaction with PPDB >4 mm higher than the reaction with PPDA. Severe interpretation: Considering inconclusive result as positive result. 

More recently a study was performed using data from 17,450 goats (54 different flocks) classified as Tb‐infected  in  the  control  programmes  (2010‐2011).  Data  from  1237  goats  from  7  dairy  flocks depopulated  after  the  first  intradermal  testing  were  used  to  estimate  the  sensitivity  (Se)  using bacteriology as the gold‐standard. The overall Se of the SIT test using the severe interpretation was 43.9%  (CI  95%,  40.4–47.4)  and  decreased  to  38.8%  (CI  95%,  35.5–42.3)  using  the  standard interpretation. The overall Se of the SCIT test ranged between 21.3% (CI 95%, 17.6–25.4) and 7% (CI 

Test  Number of goats 

True status (bacterial species) Sensitivity Specificity Comments  Reference

SIT a  97  M. bovis (natural infection)  93.8 87.5 – (García Marín, 

1993) 

87  M. bovis (natural infection)  44.6/53.2 – Standard/severe interpretation 

(Liebana et al.,1998)  

131  M. caprae (natural infection) 71 – Severe interpretation  (Alvarez et al.,2008)  24  M. caprae and M. avium subsp. 

paratuberculosis (natural infection) 54.2

45  M. caprae and M. avium subsp. paratuberculosis (natural infection) 

88.8 – Severe interpretation  (Bezos et al.,2009)  

Test  Number of goats 

True status (bacterial species) Sensitivity Specificity Comments Reference

SICT b 

49  M. bovis (natural infection) or M.avium subsp. paratuberculosis (natural infection) 

83.7 – Severe interpretation  (Gutierrez etal., 1998)  

25  Culture negative goats  ND 100 Specificity value was calculated using culture negative animals (n = 12) from the positive herd 

131  M. caprae (natural infection)  42.7 – Severe interpretation  (Alvarez etal., 2008)  24  M. caprae and M. avium subsp. 

paratuberculosis (natural infection) 

29.2

Page 75: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            75/104 

95%, 4.9–9.8) depending of  the  interpretation  criteria  (Cf. Table 23). There  is no  indication of  the specificity in this paper.  Results from this study yielded, in general, low Se values than previously described probably due to (Bezos et al., 2014b).: 

i) The  systematic  detection  and  slaughter  of  reactors  as  a  consequence  of  the  eradication programme in previous years, meaning that less positive goats were available. 

ii) And/or the presence of factors that may  interfere  in the diagnosis. For example the SICT  is not  recommended  when  there  is  mixed  infection  with  Mycobacterium  avium paratuberculosis (MAP) due to decreased sensitivity (Alvarez et al., 2008).  

Therefore,  these  results  suggest  the  necessity  of  including  ancillary  diagnostic  tools  and/or  strict interpretation criteria to maximize detection of positive animals in infected settings Among ancillary diagnostic  tools,  the  IFN‐γ  assay,  although  not  included  as  routinely  diagnostic  tool  in  caprine eradication programmes, show promising results (Cf. next question). Ab ELISA could also be used but it  is evaluation was performed on a  limited number of animals (Cf. serology question) (Bezos et al., 2014b).  Table 23. Summary of the number of positive reactors (R+), sensitivity (Se, Wilson CI 95%) detected in the 7 dairy caprine flocks subjected to depopulation using single and comparative intradermal tuberculin test (SIT and SCIT tests respectively (Bezos et al., 2014b). 

 

Conclusion:  Tuberculosis Skin test can be applied in goats and help to control Tb disease. However, there is a lack of standardization of SICT and SICTT in this species, and certain aspects like the site of injection (neck or shoulder) or the interpretation of the results vary between the studies and are usually applied just following the standards developed in cattle. SICT should be used with caution on herd with presence of MAP.   

Sheep Tuberculosis  in  sheep  is mainly  caused by M. bovis  and M.  caprae,  and TB  transmission  to  sheep seems to occur through aerosols. Tuberculosis  in sheep  is  infrequently diagnosed, however, several outbreaks  in  Spain  have  been  reported  with  epidemiological  links  with  TB‐infected  cattle  herds (Munoz‐Mendoza  et  al.,  2015).  The  infection  has  also  been  described  in  UK,  New  Zealand  and Ethiopia (Pesciaroli et al., 2014). Single cases or outbreaks have been reported and M. bovis infection was  typically detected at  slaughter or at a diagnostic post‐mortem examination where  the  lesions have often been incidental findings (van der Burgt et al., 2013).  

Page 76: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            76/104 

Pathology/ Clinical Signs  In the UK sheep outbreaks, detected on post‐mortem examination, M. bovis cause no specific clinical disease as gradual weight loss in adult sheep of variable ages and bruxism, no coughing was observed in  this  outbreak  and  diarrhoea  was  not  a  feature.  Infected  flock  reported  that  some  ewes  had showed  chronic  ill  thrift  for  4  year  before  diagnostic  (2004‐2008)  (van  der  Burgt  et  al.,  2013). However, coughing and dyspnoea were observed  in another outbreak  in Spain (Munoz Mendoza et al., 2012). Necropsy  of  ewes  showed  enlarged  purulent mediastinal  lymph  nodes,  and  enlarged mesenteric nodes  in  one  ewe.  Post‐mortem  findings  included multiple  lung  abscesses  and  caseous/purulent lesions in liver, spleen, hepatic, inguinal and mesenteric nodes (van der Burgt et al., 2013) TB lesions were mostly confined to the respiratory tract, no lesion extended to the gastrointestinal tract  Sensibility and Specificity of skin test Spain: 897 suspected of infected goat belonging to 23 flocks (Munoz‐Mendoza et al., 2015)  

 SIT: out of 606 sheep, 151 were positive (24.92%; 95% CI: 21.52–28.56%) and the presence of clinical signs such as oedema and necrosis was recorded in 135 sheep. In  this  study  they  also  compared  the  Skin  test with  other  diagnostic  tests.  The  SIT  shows  a  low sensitivity and depends on the type of lesion observed (Table 6).  

 Two other studies have shown higher  sensitivity  results but  this was based on a small sample size (Cordes et al., 1981; van der Burgt et al., 2013)   Conclusion There is few data on the efficacy of the skin test in sheep. However, the SIT and SICT are regarded as first option in case of suspicion. The SIT and ELISA are recommended as the simplest and most cost‐effective initial approaches for the diagnosis of TB in sheep under field conditions (Munoz‐Mendoza et al., 2015).  

Pig/ wild boar  

Page 77: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            77/104 

Before  implementation of control and eradication of tuberculosis  in cattle, M. bovis was commonly found  in pigs and prevalence  in pig population was usually  correlated  to  that  in  cattle. Nowadays tuberculosis in pig is mainly related to feral pigs and wild boars (Pesciaroli et al., 2014). Pigs/ wild board are susceptible to M. bovis  infection and the oral route  is considered as the most important way of infection (ingestion of milk, milk product or offal from infected cows) (Pesciaroli et al., 2014).  The  European  wild  boar  (Sus  scofa)  is  widely  distributed  throughout  Eurasia  and  Africa  and subsequently  has  been  introduced  by  humans  to many  other  areas,  as well  as  giving  rise  to  our domestic pigs. Wild boar is a significant wildlife reservoir of BTB (Fitzgerald and Kaneene, 2013).  Pathology/ Clinical Signs As observed  in other  animal  species  the proportion of M. bovis  infected pigs  and pigs with  gross lesions increases with age, as already observed in wild boars. Lesions in feral pigs can be localized in the  mandibular  lymph  nodes  or  may  be  generalized  with  involvement  of  mandibular, retropharyngeal and thoracic lymph nodes. The involvement of those lymph nodes, whose afferents drain  the  nasal  cavities,  the  nasopharynx,  the  auditory  tubes  and  the  lung,  suggests  that  both respiratory and food‐borne transmission may occur (Pesciaroli et al., 2014).  Tuberculin skin test There is only few data on the feasibility and the performance of the skin test in pig, only two studies have been published on this topic on a limited number of animals: Nugent et al.,: tested the feasibility of using a more wide ranging species, feral pig (Sus scrofa), as an alternative  sentinel  capable  of  indicating  TB  presence.  Before  the  17  pigs were  release,  SIT was performed to the pinna and tested negative as expected (Nugent et al., 2002).  Joroso et al., have tested the specificity of the skin test, in Spain, in Eurasian wild boar (Sus scrofa). They found the Sp at 77.4% (24/31), using the broadest criteria (PPDB response larger than 2mm and PPDB response larger than PPDA response). In this experiment, animals were injected intradermally in the inguinal region, separated 10 cm from each other (Jaroso et al., 2010).  Conclusion Although the ante‐mortem test currently used in pigs in GB is the comparative intradermal tuberculin test applied at the base of the pinna, few data exist on its diagnostic accuracy. The diagnosis of pig is mainly base on the post mortem examination and the bacterial isolation of M. bovis coupled with the detection by histology or/and PCR (Broughan et al., 2013).  Ab ELISA or IFN‐γ have been suggested for the diagnosis although the specificity of these tests may be compromised by the high degree of exposure to nontuberculous mycobacteria (Pesciaroli et al., 2014), for example M. hominissuis (Barandiaran et al., 2015; Vyt et al., 2013).  

Camelids/llama/alpaca Tuberculosis is mainly caused by M. bovis and M. microtti and gained greater importance in Europe in the  last decades, because of the growing number of animals (mainly  llamas – Lama glama – and alpacas  –  Vicugna  pacos)  being  imported  into  several  European  countries  to  serve  as  pets,  pack animals or for production purposes. Risk factors for the transmission of tuberculosis consist in close contact with infected cattle or sharing pasture combined to the intensive condition management, the introduction  of  undiagnosed  M.  bovis‐infected  alpaca  (clearly  demonstrated  in  3  alpaca  herds) (Alvarez et al., 2012).  Pathology/ Clinical Signs Tuberculosis is a chronic debilitating disease. The clinical signs in camelids include wasting, anorexia, and respiratory distress, enlargement of superficial lymph nodes, recumbency and eventually death. Clinical signs are often associated with extensive respiratory pathology, and it is surprising that overt 

Page 78: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            78/104 

respiratory  distress  is  sometimes  not  observed  in  animals with  severe  lung  lesions.  Animals  are occasionally found dead with no previous clinical observations (Wernery and Kinne, 2012).  “Lesions are mainly located in lung, pleura and associated lymph nodes, usually in the form of small multifocal white‐yellowish  caseous  nodules,  although  larger  abscesses  have  been  also  described. However, generalized disease is not uncommon, and additional locations of macroscopical pathology include the pericardial sac, liver and bronchial and mediastinal lymph nodes” (Alvarez et al., 2012).   Tuberculin Skin test  In the UK, surveillance for TB  in camelids  is primarily done by post‐mortem examination of routine casework  or  carcasses  of  suspect  clinical  cases.  The  disease  is  notifiable  to  AHVLA;  however,  no regular control program  is applied. Ante mortem TB  testing of camelid usually  takes place only  for export certification purposes and in response to TB outbreaks that are confirmed by positive culture of M. bovis (Rhodes and Vordermeier, 2012).  In UK,  as  for  the  rest  of  the  EU  and many  other  countries,  the  tuberculin  skin  test  remains  the primary official test for TB and  is recommended for the trading between Member States of the EU (Directive  92/65/EEC).  The  skin  test,  although  specific,  lacks  sensitivity  (Cf.  table  below:  studies summarized by (Alvarez et al., 2012)). However, the sensitivity and specificity in this summary were based on studies where animals have a known  infection status,  limiting  their accuracy. Large scale evaluation should be necessary to evaluate the Se and Sp of skin test (Cf. Table below).  Table 24. Sensitivity and specificity of skin test on camelid (Alvarez et al., 2012). 

  Animal species tested (n) 

True status (bacterial species) 

Sensitivity (95% CI) 

Specificity (95% CI) 

Comments Reference 

Single intrad

erm

al tuberculin

 (SIT) test 

Alpaca (16)  Experimentally infected (M. bovis) 

100 (79.4–100) 

ND No data on site of inoculation and interpretation criteria 

R. de la Rua‐Domenech, personal communication (cited in Cousins and Florisson, 2005)

Llama (5)  Experimentally infected (M. bovis) 

80 (28.4–99.5) 

ND Axillary site, day 80 post‐challenge, readings at 96 h post‐inoculation 

Stevens et al., 1998 

Llama (3)  Experimentally infected (M. bovis) 

100 (29.2–100) 

ND Axillary site, day 143 post‐challenge, readings at 96 h post‐inoculation 

Stevens et al., 1998 

Dromedary (2)  Naturally infected (M. bovis) 

100 (15.8–100) 

ND Axillary site, reading 5 days post‐inoculation, standard interpretation 

Wernery et al., 2007 

Alpaca (12)  Non‐infected  ND  100 (73.5–100) 

No data on site of inoculation and interpretation criteria 

R. de la Rua‐Domenech, personal communication (cited in Cousins and Florisson, 2005)

Llama (2)  Non‐infected  ND  100 (15.8–100) 

Axillary site, performed twice in both animals 

Stevens et al., 1998 

Single comparative intraderm

al tuberculin

 (SCIT) test  Alpaca (2)  Naturally 

infected (M. bovis) 

0 (0–84.2) ND Test performed in the month before the onset of clinical signs. 

Garcia‐Bocanegra et al., 2010 

Alpaca (21)  Experimentally infected (M. bovis) 

76.2 (52.8–91.8) 

ND No data on site of inoculation and interpretation criteria 

R. de la Rua‐Domenech, personal communication (cited in Cousins and Florisson, 2005)

Llama (14)  Naturally infected (M. bovis) 

14.3 (1.8–42.8) 

ND Axillary site, no data on interpretation criteria (standard?) 

Dean et al., 2009 

Llama (7)  Naturally infected (M. microti) 

0 (0–41) ND Axillary site, standard interpretation 

Lyashchenko et al., 2007 

Llama (24)  Experimentally infected (M. bovis) 

87.5 (67.6–97.3) 

ND No data on site of inoculation and interpretation criteria 

F. Stuart, personal communication (cited in Cousins and Florisson, 2005) 

Alpaca (5)  Naturally  0 (0–52.18) ND Axillary and cervical sites  Ryan et al., 2008 

Page 79: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            79/104 

  Animal species tested (n) 

True status (bacterial species) 

Sensitivity (95% CI) 

Specificity (95% CI) 

Comments Reference 

infected (M. bovis) 

assayed. No data on site of inoculation 

Dromedary (2)  Naturally infected (M. bovis) 

100 (15.8–100) 

ND Axillary site, day 143 post‐challenge, readings at 96 h post‐inoculation 

Wernery et al., 2007 

Alpaca (12)  Non‐infected  ND  100 (73.5–100) 

No data on site of inoculation and interpretation criteria 

R. de la Rua‐Domenech, personal communication (cited in Cousins and Florisson, 2005)

Llama (12)  Non‐infected  ND  100 (73.5–100) 

No data on site of inoculation and interpretation criteria 

F. Stuart, personal communication (cited in Cousins and Florisson, 2005) 

 Conclusion There is a clear difference of the skin test performances between experimentally vs naturally infected alpaca.  Se  and  Sp  in experimental  infection were higher  than  those obtained  in natural  infection. There  is  a  lack  of  records  in  naturally  and  non‐infected  camelid.  Skin  test  is  usually  performed following  cattle  protocols,  and  further  evaluation  is  needed  to  define  the  best  dosage  and  time interval of reading. For example, a better performance was observed when the skin test is performed at the axillary sites (Broughan et al., 2013; Wernery and Kinne, 2012) and read after 5 days, but this was only performed on two animal (Wernery et al., 2007). However  it  is recommended to perform SIT in order to increase the production of antibody and to combine then skin test with Ab ELISA after 2 weeks (Rhodes et al., 2012) (Cf. Point 5). Despite the poor sensitivity of skin tests in camelids, two consecutive  negative  skin‐test  results  90  days  apart  remains  the minimum  requirement  for  the removal  of  movement  restrictions  in  camelid  herds  in  GB.  However,  this  approach  is  typically complemented by the voluntary use of in vitro tests (Broughan et al., 2013). Horses Pathology/ Clinical Signs Tuberculosis  in  horses  relies  on  histopathological  examination  and  culture,  as  the  disease  can manifest as a range of nonspecific clinical signs. The clinical signs of TB in horses could be, as in other animals, weight  loss, anorexia, pyrexia, diarrhoea or  chronic  cough. Ultimately,  the  infected horse could die (Keck et al., 2010; Sarradell et al., 2015). Bovine TB infection in horses is assumed to be acquired by ingestion, leading to the development of a primary complex  in the mesenteric  lymph nodes. However, primary respiratory  infection could also occur  in  situations  where  animals  are  exposed  to  a  high  infection  pressure  (Keck  et  al.,  2010; Sarradell et al., 2015).  Tuberculin skin test / Conclusion The  intradermal  tuberculin  test  is  considered as unreliable  in horses and  false positive  results are common (Broughan et al., 2013; Pesciaroli et al., 2014).  

Cats and Dogs In Great Britain,  isolations of M. bovis, M. microti, and M. avium  in  cats appear  to have discrete, almost entirely non‐overlapping geographical distributions, with M. bovis  isolations concentrated  in areas  where  the  bTB  is  endemic  in  cattle  (Chomel,  2014;  Roberts  et  al.,  2014).  When  bovine tuberculosis  is uncontrolled  in cattle, a high  incidence of disease may be seen  in cats; up to 50% of the cats may be infected on affected farms. (http://www.cfsph.iastate.edu/Factsheets/pdfs/bovine_ tuberculosis.pdf) Few cases of infection of dogs with M. bovis and M. tuberculosis are reported throughout the world. For example, in UK, only 7 cases of infected dog have been reported between 2004‐2010 (Broughan 

Page 80: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            80/104 

et al., 2013). There are no documented  cases of M.  tuberculosis  infection  spreading  from dogs  to humans, thus this disease is known to be an anthropo‐zoonosis (Engelmann et al., 2014).   Pathology/ Clinical Signs In cats and dogs, the clinical signs of TB infection are non‐specific and diagnosis is difficult and based primarily  on mycobacterial  culture  (Broughan  et  al.,  2013).  Clinical  signs  in  cat  include  dyspnea, tachypnea, hyporexia, and lethargy (Ramdas et al., 2015). Cats commonly present single or multiple cutaneous lesions (74%), which were sometimes ulcerated or discharging, located most frequently on the  head  (54%).  Lymph  nodes  were  usually  involved  (47%),  typically  the  submandibular  nodes. Systemic or pulmonary signs and/or respiratory infection were rarely seen (10%–16%) and (Broughan et al., 2013; Chomel, 2014). In dogs, all reported cases of infections with M. tuberculosis were localized in the pulmonary system however  some other  localisation  could be observed  as  for  example  abdominal  (Engelmann  et  al., 2014). At the end, animal could presented progressive weight  loss, anorexia, nonproductive cough, melena, hematemesis, epistaxis, mild diarrhea, and dyspnea (Martinho et al., 2013).   Tuberculin skin test  In  cat,  the  SIT  is  considered  as  unreliable,  however  others  tests  like  IFN‐g  and  serology  could  be considered (Broughan et al., 2013; Fenton et al., 2010; Gunn‐Moore, 2014; Ramdas et al., 2015). In dogs the use of SIT has produced inconsistent results and to date, there does not appear to be any published assessment of the use of the IFN‐γ or of antibody tests to detect bTB in dogs (Broughan et al., 2013).  Conclusion Skin test in Cat and Dog is not applied.  Wild and zoo animals Introduction Mycobacterium  bovis  has  an  extraordinary  host  range,  especially  when  compared  to  other  M. tuberculosis complex species. The  list of animals susceptible to M. bovis  is extensive: domesticated animals (see part 1) and a variety of wildlife species, both  in the wild and  in captivity (Cousins and Florisson, 2005). (Cf. Table Annex)  Skin test in wildlife species The  SIT  test  appears  to  work  well  in  some  wildlife  species,  such  as  deer  but  is  unreliable  as  a diagnostic test  in other species  infected with M. bovis, such as Eurasian badgers possums, oryx and large zoo mammals, and  is  impractical for free‐ranging wildlife because of the need to measure the cutaneous  reaction  some  24‐72h  after  the  injection  of  tuberculin  (Cf.  table  5)  (Chambers,  2009, 2013).  Table 25. Summary  of  CMI  assays  employed  in  different  non‐bovid wildlife  since  2009  (Chambers, 2009, 2013).  Species  Reference(s)  (E)xperimentally 

or (N)aturally infected 

Mycobacteriumspecies 

Method employed 

Stimulatory antigen(s)

Eurasian wild boar (Sus scrofa) 

Jaroso et al. (2010a) 

N M. bovis SICT PPD‐B, PPD‐A 

 Fallow Deer (Dama dama) 

Boadella et al. (2012) and Waters et al. (2011b) 

N M. bovis SIT/SICT PPD‐B, PPD‐A 

 Red/Elk Deer (Cervus elaphus) 

Palmer et al. (2011) and Waters et al. (2011b) 

N M. bovis SIT PPD‐B 

Page 81: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            81/104 

Buddle et al. (2010) 

N/E M. bovis (MAP) SIT/SICT PPD‐B, PPD‐A 

Pygmy hippopotamus (Hexaprotodon liberiensis) 

Bouts et al. (2009) 

Unconfirmed M. interjectum SIT PPD‐B, PPD‐A 

Lion (Panthera leo)  Keet et al. (2010)  N M. bovis SIT/SICT PPD‐B, PPD‐A 

Non‐human primates Rhesus macaque (Macaca mulatta) 

Parsons et al. (2010) 

N M. tuberculosis, M. kansasii  

SIT, QFG‐IT PPD‐B Proprietary peptides 

Cynomolgus macaque (Macaca fascicularis) 

Panarella and Bimes (2010) 

N M. bovis SIT MOT 

Silvered langur (Trachypithecus cristatus ultima) 

Georoff et al. (2010) 

NT SIT/SICT MOT, AOT, PPD‐B, PPD‐A

Chacma baboon (Papio ursinus) 

Parsons et al. (2009) 

N M. tuberculosis SIT, QFG‐ITELISA

PRO 

PPD‐B Proprietary peptides Proprietary peptides 

Elephant (Elaphus maximus)  

Mikota et al. (2001) 

N M.tb SICT PPDA‐PPDB 

Black rhinoceros (Diceros bicornis) 

Mann et al. (1981) 

N M. bovis SICT PPDA‐PPDB 

Seal (Phocidae)  Cousins (1987)  N M. bovis  SICT PPDA‐PPDB 

Arabian oryx (Oryx leucoryx)  

Flamand et al. (1994) 

N M. bovis  SICT PPDA‐PPDB 

 

Elephant Tuberculosis  in elephant  is mainly caused by M. tuberculosis followed by M. bovis. Due to the close contact between human and elephant, M. tuberculosis is the major cause of tuberculosis in elephant. For example, US reported 34 cases of tuberculosis between 1994 and 2005 and 33 were caused by M. tuberculosis and only one by M. bovis (Mikota and Miller, 2005).  Pathology/ clinical signs M. tuberculosis is the main causative agent of tuberculosis and diagnosis is limited: clinical signs are typically absent until  the disease  is well advanced and  chest  radiographs are not  feasible  in adult elephants. On post‐mortem, some elephants have significant abscess formation and caseation of the lungs, thoracic and abdominal lymph nodes, and liver. (Mikota et al., 2006).   Zoo Elephant The trunk wash, the elephant equivalent of a sputum sample, has poor sensitivity due to  inefficient sample collection, contamination of samples by microbial contaminants  in the trunk, or  low and/or intermittent  bacterial  shedding.  In  one  outbreak  in  Sweden,  only  7  of  189  trunk  wash  samples sequentially collected from 5 elephants diagnosed with TB at the end by post‐mortem analysis were culture  positive  (very  poor  sensitivity method)  (Maslow  and Mikota,  2015; Mikota  and Maslow, 2011).  However, serology works very well, better than in another mammalian host. The particularly striking performance of serodetection of TB in elephants may in part be due to the fact that most elephants with active TB display no clinical signs and therefore are  likely to progress undetected to advanced stages of diseases with high bacterial burden and commensurate circulating antibodies in the blood (Chambers, 2013). Lyanchchenko  et  al,  have  demonstrated  that  elephants  diagnosed  with M.  tuberculosis  produce robust antibody responses to multiple antigens  long before positive cultures can be detected  from trunk washes (Lyashchenko et al., 2006). The ElephantTB STAT‐PAK, Dual Path Platform [DPP] VetTB, and multiantigen print  immunoassay  [MAPIA], have  thus proven valuable  in  the diagnosis of TB  in elephants (Cf. Question on serology) (Maslow and Mikota, 2015; Mikota and Maslow, 2011)(ANSES, 2013).  Conclusion  

Page 82: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            82/104 

One  study  evaluated  the  Se  to  16.7 %  (6  elephants  affected)  and  the  Sp  to  74.2%  (8/31  healthy elephants) (Mikota et al., 2001). The intradermal tuberculin test is not unreliable as a screening test and correlation between the  intradermal tuberculin test (skin test) and culture results (excretion of M.  tuberculosis) has not been established. The Skin  test  is not  recommended  in elephant  (ANSES, 2013; Mikota et al., 2006).   

Badgers Tuberculosis  in badgers  is a chronic  infection and  in a naturally‐infected population  the severity of disease can vary widely, from  latent  infection (infection without clinical signs and no visible lesions) or severe disease with generalized pathology through mild disease with small pulmonary and extra‐pulmonary  lesions, to severe disease with generalized pathology, cachexia and death (Corner et al., 2011; Fitzgerald and Kaneene, 2013). Tuberculosis  is present  in badgers  in parts of England and can be transmitted among cattle, among badgers, and between  the 2 species. Skin  test  in badgers was not used because of handle animals twice over 2‐3 days  interval.  In addition badgers produce unreliable delayed  type hypersensitivity (DTH) responses to skin test (Corner et al., 2011). Other tests, IFN‐γ test and serology were used (Cf. next questions) (Corner et al., 2011).  

Conclusion Skin  test both  the  single  (SIT) and  comparative  intradermal  tuberculin  (SICT)  tests have been  first developed  to  control  and  eradicate  bovine  tuberculosis  in  domestic  ruminants  (mainly  cattle). Although the skin test appears to work in goats and sheeps, and also in some wildlife species such as deer,  it  appeared  unreliable  as  diagnostic  test  in  other  species  infected  with M.  bovis,  such  as Eurasian badgers possums,  swine, wild board, oryx and  large  zoo mammals, and  is  impractical  for free‐ranging animals.  The performance of  the skin  test can vary considerably depending on  the circumstances of  its use and the population of animals used for study (Chambers, 2013). All the variations observed in cattle depends on quality of tuberculin, materials used for injecting tuberculin, localization….and have also an impact on the quality of this test in non‐bovine animals. Therefore, the fact that the skin test was first  developed  and  interpreted  according  to  the  “bovine  standards”, without  adaptation  to  non‐bovine  species  could  explain  that  estimated  Se  and  Sp  were  generally  lower  than  in  cattle. Interference of MAP  infection observed  in cattle could also have a strongest negative effect on the skin test as observed in goat.  

Annex  Table 26. Summary  of  Key  Features  of  Bovine  Tuberculosis  in Wildlife  Reservoirs  (Fitzgerald  and Kaneene, 2013). 

Page 83: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            83/104 

 

 

Table 27. Examples  of  free  living wildlife  or  captive wildlife  reported with M.  bovis  (Cousins  and Florisson, 2005). 

Page 84: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            84/104 

   

Page 85: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            85/104 

Appendix VI: Diagnostics strategies for bTB in other countries 

The Netherlands (OTF) No routine test performed for bTB surveillance SIT is used on known infected herds and the IFN‐γ is performed after the skin test in positive herds in order to increase the specificity.  Problem of possible cross reaction with presence of MAP has been reported (EFSA, 2012b). 

Poland (OTF) SIT  are  performed  every  5  years.  If  positive,  animals  are  culled  and  if  inconclusive  the  SICT  is performed 42 days later. The IFN‐γ BA is used in a serial way in case of inconclusive results with the tuberculin skin test (SIT) (EFSA, 2012b). 

Germany (OTF) In Germany no routine testing is performed. Disease monitoring is performed at the slaughterhouse with the clinical ante‐mortem and postmortem inspection. When positive  cases are  identified,  skin  tests are performed  in  the  corresponding herds. To avoid false positive results, SICT is the test choice  IFN‐γ BA tests are performed in some regions in herds where positive cases were identified. IFN‐ γ BA test has been used as an ancillary  test while performing comparative skin  test on suspect animals, parallel use of the test (EFSA, 2012b). 

Hungary (Non‐OTF) Routine tests are performed once a year, SIT test for all animals older than 3 months and SICT test for confirmation in officially free herds. Since 2010, the SICT test is recommended as a first test in herds with a high number of non‐confirmed reactors. IFN‐γ poorly  used due  to  its high  cost  supported by  farmer  and  lack of  agreement with  the  SICT (EFSA, 2012b). 

UK (non‐OTF) Scotland is an officially tuberculosis free region since October 2009. England and Wales are not free. The SICT skin test, with avian and bovine tuberculins from Prionics  is the primary screening test for bovine TB (EFSA, 2012b). The  test  IFN‐γ  test  is  routinely  used  in  parallel  to  the  comparative  skin  test  (SICT)  in  specified circumstances  e.g.  where  there  is  a  suspicion  of  spread  of  disease  to  a  new  area  and  on  a discretionary basis where there are high disease incidences. Only animal over 6 month were tested. On occasion the  IFN‐γ test  is also used as a serial test to the SICT to  improve test specificity where there  are  suspicions  of  non‐specific  skin  test  reactions  or  where  there  is  suspicion  of  skin  test interference. The test is also used in two other circumstances using defined antigens.  

- The  first  is  in  apparent  chronic  herd  infections which  fail  to  have  TB  confirmed  either by bacteriology or by histopathology. In these cases an IFNg test can be applied using ESAT6 and CFP10  antigens  to maximise  the  specificity  of  the  test.  Results  from  this  are  used  by  the competent authority to assess whether there is likely to truly be infection in the herd and if so to identify any animals apparently infected but not detected by the SCIT.  

- The  second  circumstance  is where  there  is  suspicion  that positive  SCIT  results  are due  to interference with the test (Coad et al., 2008; Strain et al., 2012).  

Republic of Ireland (non‐OTF)  In Ireland routines SICT tests are performed. The  IFNg test  is applied  in parallel to the SICT  in high prevalence herds, typically on the first day of the follow‐up skin test following infection disclosure (a minimum of 60 days after the first skin test, SIT). Sampling is also permitted 10 days following the initial skin test (SIT) to allow for the more rapid removal of test positive animals (EFSA, 2012b; Strain et al., 2012). 

Page 86: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            86/104 

New Zealand  Situation: presence of M. bovis in wild life and livestock, but under a strong control program  (http://www.tbfree.org.nz/bovine‐tuberculosis‐information.aspx). The IFN‐γ test is available to be used as both a serial and a parallel test of skin test. 

- The  IFN‐γ test can be used as parallel with the SIT still animals were tested negative to the CFT (based on history of infection). All animals testing IFNg positive are declared reactors and slaughtered. 

- As a  serial  test  it  is only used  in animals positive  to  the  caudal  fold  test  (CFT)  in order  to confirm positivity. In these cases it is used 13 to 33 days following the skin test.  

The  SICT  is  available  to  be  used  as  a  primary  or  a  serial  test  but  only  following  approval  of  the National Disease Control Manager (Strain et al., 2012). 

Spain (non‐OTF) Spain performs routine tests (SIT) on  live animals, complemented by monitoring at slaughterhouse. SICT test can be used only in those herds in low prevalence regions and where there could be some cross‐reactions and low risk of bovine TB. The IFN‐γ is used as a parallel test for the detection of the maximum number of infected animals.. It is  usually  applied  in  regions with  a  perceived  high  incidence  of  TB  infection  (herd  prevalence  of greater  than  1%)  although  it  can  be  applied  in  herds  in  other  regions  at  the  discretion  of  the competent authority. Only animal over 6 month were tested (EFSA, 2012b; Strain et al., 2012). 

France  Situation: OTF but high prevalence in some regions including Côte d’Or, Dordogne, Landes, Pyrénées Atlantique and Camargue (Fediaevsky et al., 2011). The general bovine TB testing protocol  includes  initially a SIT test, after 6 weeks,  if positive; a SICT test  is also performed.  If the result  is also positive the animal  is culled and after 3 month histology and culture results are also available. A PCR test was also introduced for direct diagnosis. IFN‐γ BA  test was  introduced  in parallel  to skin  test  for  increasing diagnosis sensitivity  in detecting positive animals  in  infected herds and  in a  serial manner  to discriminate within positive  skin  tests (EFSA, 2012b) Bloods are taken no later than at the time of the skin test reading.  It is applied as a serial test following either a single or a comparative intradermal test. The IFN‐γ test is used  to  clarify  the  status of all  SIT  inconclusive  animals and  any positive  SIT  test  results where there is a query over the validity of the skin test result after considering the epidemiological context of the result. If the animal tests positive the herd’s official TB status is classified as withdrawn. If the animal tests negative the herd’s status is suspended and all animals within the herd are required to undertake  one  comparative  skin  test. Where  the  comparative  skin  test  is  applied,  animals  with inconclusive reactions are subjected to a follow‐up interferon‐gamma test (Strain et al., 2012).  In Côte d’or  (France) an experimental  serial  testing scheme based on  the combination of SICT and gamma‐interferon  (IFN‐γ)  tests  have  been  initiated  in  order  to  shorten  the  interval  between suspicion and its invalidation in herds with false‐positive results to skin tests.  Figure 7. Experimental serial testing scheme based on the combination of SICT and gamma‐interferon (IFN‐γ) tests according to Praud et al. (2015). 

 

Page 87: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            87/104 

This  study  includes 1768  animals and  the  Se and  Sp were estimated by a Bayesian approach  in  a French area with low bTB prevalence but numerous false‐positive results to skin tests. In farm where non‐negative  results  (i.e.  positive  or  doubtful  results)  to  SICT  were  observed,  an  IFN‐γ  test was performed between 74h  and 5 days  after  the  tuberculin  injections, on  a batch of  cattle  including animals  showing non‐negative  results by  SICT,  in order  to  confirm or  invalidate  the  suspicion. No significant difference could be demonstrated between  the sensitivities of  the serial  testing scheme used in Côte d'Or (73•1%, 95% CrI 41•1‐100) and the European Union serial testing scheme using SIT and SICT (70•1%, 95% CrI 31•5‐100•0) (Praud et al., 2015).  

Italy  The  distribution  of  bTB  is  highly  regionalized.  SIT  tests  are  performed  with  different  frequency according to the regions situation: no routine tests (Friuli Venezia Giulia), every year, every 2‐3 or 4 years.  In  Lombardia  and  Valle D’Aosta  the  test  is  applied  in  parallel  to  herds where  there  is  confirmed presence of bTB (i.e. culture positive) and any test positive animals are slaughtered. In some region, farmer applied private  IFNg and slaughtering or selling positive test animals before an official test can be undertaken (Strain et al., 2012).  Table 28. Brief  overview  of  bTB  status  and  diagnostic  strategies  in  the  USA,  in  various  European countries and in New Zealand (Schiller et al., 2010a). 

1Herd  prevalence  numbers  of  bTB  in  2007  (Anon,  2009c,d;  Wilson  et  al.,  2009;  P. Livingstone, Animal Health Board, personal communication, 2009). 2 Maintenance hosts, ‘‘in brackets’’ spillover or sentinel hosts (Corner, 2006). 3 A serial IFN‐γ test is used for re‐testing TST‐positive cattle, and a parallel test is used for testing TST (= SIT) ‐negative animals. 

 

Page 88: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            88/104 

Table 29. Summary of the application of IFN‐g test internationally (Strain et al., 2012). 

Page 89: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            89/104 

Appendix VII: The use of the IFN‐y test in non‐bovine animals 

IFN‐γ is a cytokine playing a major function in the innate and adaptive immunity against viral, some bacterial and protozoal infections and (Savan et al., 2009). The principles used to individuate infected bovines have been translated also to other animal species as  cervids,  African  buffalo  (Syncerus  caffer),  goat,  etc.  and  proved  to  be  valuable  in  detecting Eurasian wild boar  (Sus scrofa scrofa)  infected with M. bovis  in experimental settings  (Pesciaroli et al., 2012).  Domesticated animal 

Goat  The few studies on IFN‐γ test in goats have yielded a wide range of data on sensitivity and specificity use  in  goat.  The  BOVIGAM  IFN‐γ  kits  was  used  in  these  studies  and  the  cut‐off  used  for  the interpretation is the same as in cattle.  Table 30. Summary of different Se and Sp estimates for the use of the IFN‐y test in goats 

Number of goats 

True status (bacterial species) Se Sp Comments Reference 

49   M. bovis (natural  infection) or M.  avium  subsp. paratuberculosis  (natural infection) 

83.7 – PPD  CZ  Veterinaria.  Goat positive  if  bovine  PPD  OD  was ⩾1.5  times  to  the  no  antigen sample (Nil) OD and ⩾avian PPD OD 

Gutierrez et  al., 1998  

25  Culture negative goats  – 96 Specificity  value was  calculated using  culture  negative  animals (n = 12) from a positive herd 

ND  

M. bovis (natural infection)  Remark: 97 randomly selected goats from 19 infected herds 

91.6 100 Blood sampling before and 5–10 d following intradermal test 

García Marín, 1993 

48  M. bovis (natural infection)  87.2 – Goat positive  if bovine PPD OD minus  no  antigen  sample OD ⩾ 0.05  and  bovine  PPD OD > avian PPD OD 

Liébana et  al. (1998) 

131  M. caprae (natural infection)  58/71 – Standard/severe interpretation  Álvarez et  al. (2008) 

24  M.  caprae/M.  avium  subsp. paratuberculosis  (natural infection) 

58.3/66.7

45  M.  caprae/M.  avium  subsp. paratuberculosis  (natural infection) 

92.9 – Severe interpretation  Bezos  et al. (2009) 

35  M. caprae (natural infection)  85.7/82.9 – Standard/severe interpretation  Bezos  et al. (2010a) 

Few  data  exists  regarding  the  specificity  of  diagnostic  assays  for  Tb  in  goats  based  on  the  CMI response, since this parameter has been estimated mostly in animals from positive herds or with low numbers of animals. There is a need for further studies using larger numbers of animals from herds that are historically Tb negative, with confirmation of their Tb‐free status by culture. The sensitivity of the  IFN‐γ assay  in goats  is similar to or higher than that obtained with the SIT test  (Bezos et al., 2012). 

Sheep 

Page 90: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            90/104 

Although rarely applied to sheep, the  IFN‐γ assay yielded results  in agreement with the SICT, being able to recognize 4/4 skin reactors from which 3/4 had visible TB lesions at necroscopy (Pesciaroli et al., 2014). A  recent  report an evaluation of  IFN‐γ  test  in Spain outbreaks.  In  this  study, 453  sheep  that were tested by the IFN‐γ test, 22 were positive (4.86%; 95% CI: 3.07–7.26%, Table 31, below).  Interpretation of the  test: all animals  in which mean optical density  (OD) of the sample stimulated with bovine PPD minus, the mean OD of nil antigens was >0.05 and greater than the OD of the avian PPD‐stimulated sample were considered positive (Munoz‐Mendoza et al., 2015).  Table 31. Results  of  diagnostic  test  for  TB  in  suspicious  sheep  cohabiting  with  TB‐infected  cattle and/or goats (Munoz‐Mendoza et al., 2015) 

  In  this study, only 23 sheep were also subjected  to all  the diagnostic  technique  (ELISA, SIT, culture and histopathology). Two type of ELISA were used: one for the detection of bovine TB (use of bovine PPD) and PPA‐3 (for detection of Johnes disease). In this small group, ELISA and the  IFN‐γ test provided moderate or good sensitivity whereas the SIT provide low sensitivity. The poor result of SIT and the moderate result of ELISA results are influenced by  the presence of MAP  infection.  In  the  IFN‐γ  test,  the use of  the  two PPDs  (avium and bovine) explained the results of IFN‐γ test (Table 32, below) (Munoz‐Mendoza et al., 2015).  Table 32. Evaluation  of  diagnostic  techniques  in  TB‐infected  sheep.  Concordance  (Cohen’s  Kappa), sensitivity and specificity of techniques performed using both culturen and histopthology as ‘gold standards’ (Munoz‐Mendoza et al., 2015) 

  As  for  goat,  few  data  exits  on  Se  and  Sp  values  of  the  IFN‐γ  test  in  sheep. However,  the  single intradermal  tuberculin  test and ELISA were  the simplest and most cost‐effective  initial approaches for  the  diagnosis  of  TB  in  flocks  of  sheep  under  field  conditions. However, when  possible,  IFN‐γ should be applied to increase sensitivity (Munoz‐Mendoza et al., 2015) 

Pig/wild boar Pesciaroli and al., were  the one  to make an evaluation on  the  capability of  the  interferon‐gamma (IFN‐γ) assay to identify pigs infected with M. bovis (Pesciaroli et al., 2012) In pig, the criteria for interpretation of IFN‐y assay was describe below: 

Page 91: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            91/104 

 Table 33. Criteria for interpretation of the IFN‐y assay in pigs (Pesciarolli et al., 2012) 

  The IFN‐γ assay correctly identified all the 31 healthy pigs enrolled in the study as negative, giving a specificity of 100%. That Sp value is higher than observed in others animal including cattle. The Se was evaluated on 100 pigs at risk of infection. The IFN‐γ assay identified 15 out of 19 animals positive to the bacterial culture and 22 out of 26 animals with tuberculosis  lesions. The  IFN‐γ assay displayed, therefore, a sensitivity of 84.6% (CI 95% 52.6–100%) and 78.9% (CI 95% 44.8–100%) when compared to data from post mortem inspection and bacterial culture, respectively.  Table 34. Comparison  between  the  results  of  the  IFN‐y  assay  and  the  results  of  post  mortem inspection (lesions) and bacterial culture (microbiology) (Pesciaroli et al., 2012) 

 

Camelids/llama/alpaca In camelids, the IFN‐γ test is considered unsuitable when whole heparinized blood (as used for cattle IFN‐γ testing) is used: production of IFN‐γ obtained in these conditions is too low to be in a diagnostic assay (Rhodes et al., 2012; Rhodes and Vordermeier, 2012; Wernery and Kinne, 2012). Rhodes  and  Vordermeier  have  developed  and  evaluated  a  adapted method  of  the  IFN‐γ  test  in camelids (Rhodes et al., 2012; Rhodes and Vordermeier, 2012): To perform the  IFN‐γ test  in camelids, a preparation of PBMC (peripheral blood mononuclear cells) from  the whole blood sample should be applied. The principle  is  to separate  the PBMC out of  the whole blood using a density gradient (i.e.: histopaque), and then to wash the cells and to resuspend them in complete culture medium at a concentration of 10e6 Cells/ml. In opposite to cattle, the time of incubation should be increase to 3 days at 37°C in 5% CO2 in a humidified incubator. In  this  study,  the  ELISA  used  to  quantify  the  production  of  IFN‐γ  is  homemade  and  based  on  a commercial  kit with  cross  reagents  for  bovine,  ovine,  or  equine  IFN‐γ  (from Mabtech,  cat  3115, Sweden).   Table 35. title 

Test resulta 

VL alpacas (n = 55)  TB‐free alpacas (n = 257)

n/55  % sensitivity  95% CI  n/257 % specificity 95% CI

PPD+  35  63.6  50.9–76.3 28 89.1 85.3–92.9

EC+  27  49.1  35.9–62.3 26 89.9 86.2–93.6

EC+ PPD−  8  14.5  5.2–23.8 21 91.8 88.4–95.2

PPD+ EC+  19  34.6  22.0–47.2 5 98.1 96.4–99.8

PPD+ or EC+  44  80.0  69.4–90.6 49 80.9 76.1–85.7

Page 92: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            92/104 

aPPD, PPDB − PPDA; EC, ESAT6‐CFP10 peptide cocktail.  

VL: with typical gross visible lesions. 

 The results show that while the Se value of the IFN‐γ and antibody tests were similar (range of 57.7% to 66.7%), the specificity of the IFN‐γ test (89.1%) was lower than those of any of the antibody tests (range  of  96.4%  to  97.4%).  This  lower  specificity  of  the  IFN‐γ  test  was  at  least  in  part  due  to undisclosed  Mycobacterium  microti  infection  in  the  TB‐free  cohort,  which  stimulates  a  positive purified protein derivative (PPD) response.  Remark: M. microti is an another member of the TB complex that causes clinical TB in camelids In a confirmed TB outbreak situation, data of this study provide options for combinations of tests to maximize  the  detection  of  infected  animals,  to  accelerate  the  resolution  of  TB  outbreaks,  and thereby  to  substantially  reduce or  remove  the  risk of  residual  infection,  recurrent outbreaks,  and further spread. Combining one antibody  test with  the  IFN‐γ  test offered significant  increase  in  the sensitivity  of  VL  detection  over  the  use  of  either  the  IFN‐γ  test  alone  or  an  antibody  test  alone (Rhodes et al., 2012; Rhodes and Vordermeier, 2012).  Table 36. title 

Test combination 

VL alpacas (n = 48) TB‐free alpacas (n = 257) 

 

n/48  % sensitivity 95% CI n/257 % specificity 95% CI 

IFN‐γ + Stat‐Pak  45  93.8  87.0–100 52 79.2 74.2–84.2 

IFN‐γ + Idexx  44  91.7  83.9–99.5 55 78.6 73.6–83.6 

IFN‐γ + DPP  44  91.7  83.9–99.5 58 77.4 72.3–82.5 

IFN‐γ + Enferplex  45  93.8  87–100 58 77.4 72.3–82.5 

IFN‐γ + Stat‐Pak + Idexx  48  100  92.6–100 57 77.8 72.7–82.9 

IFN‐γ + Stat‐Pak + DPP  48  100  92.6–100 60 76.7 71.5–81.9 

IFN‐γ + Stat‐Pak + Enferplex 47  97.9  93.8–100 60 76.7 71.5–81.9 

IFN‐γ + Idexx + DPP  45  93.8  87.0–100 62 75.9 70.0–81.2 

IFN‐γ + Idexx + Enferplex  44  91.7  83.9–99.5 62 75.9 70.0–81.2 

IFN‐γ + Enferplex + DPP  47  97.9  93.8–100 65 74.7 69.4–80 

aIFN‐γ positive, PPDB‐PPDA > 0.1 or EC‐nil > 0.1. 

Horses Some IFN‐γ kits for use in horses are available on the market as for example from Sigma‐Aldrich, and R&D Systems. However, no data has been published about  the use of  IFN‐γ  test  in a TB outbreak context.  

Cats/ feline tuberculosis Infection of domestic cats in the UK is thought to occur via their contact with the relevant reservoir of infection, e.g. cattle and badgers for M. bovis, and rodents for M. microti (Rhodes et al., 2008). Rhodes  et  al.  (2008)  have  investigated  the  application  of  antigen‐specific  IFN‐γ  production  as  a potential  diagnostic  test  for  feline  tuberculosis  using  both  ELISA  and  ELISPOT  techniques  (not discussed here).  As  for  camelids,  they  work  with  PBMC  at  2  ×  106  cells/ml  in  tissue  culture medium  and  with incubation for 4 days. ELISA homemade with commercial AB: 

Page 93: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            93/104 

- ELISA plates (Meso Scale Discovery, U.S.A.) were coated with 25 μl/well of 1 μg/ml capture antibody (AF764, R&D Systems Europe Ltd., U.K.) diluted in PBS and incubated overnight at 4 °C.  

- A recombinant feline IFNγ (764‐FG/CF, R&D Systems)  - cocktail of biotinylated secondary antibody at 1 μg/ml (BAF764, R&D Systems) plus 1 μg/ml 

streptavidin‐alkaline phosphatase (0369, DAKO, U.K.) - Plates were washed,  the  colour  developed  using  1‐step™PNPP  (Pierce,  USA),  and  results 

determined at 405 nm on an ELISA reader  

Table 37. IFN‐γ  ELISA  results  for  a  total  of  17  cats  (numbered  sequentially)  submitted  to  the  TB Diagnostic section of the VLA plus five healthy control cats (Rhodes et al., 2008) 

Cat no. IFN‐γ response [mean ng/ml (±S.D.)] 

Un‐stimulated PPDA  PPDB  E6/CFP  PMA/Ca 

M. bovis‐positive 

1  0.3(0)  0.3(0)  1.7 (0.9)  0.3 (0)  5.2 (2.8) 

2  0.6(0)  9(3.8)  9.8(1)  18.8 (7.9) 9.1(0) 

3  0(0)  26.2 (1.4) 28.5 (5.5) 18.9 (1.1) 37(0.1) 

5  0(0)  0.3(0)  1.2 (0.2)  1.1(0)  6.4 (1.1) 

M. microti‐positive 

6  0(0)  0(0)  0.3 (0.1)  0(0)  8.7 (2.5) 

7  0(0)  0(0)  1.1(0)  0(0)  1.1(0) 

8  0(0)  2.5(0)  6.2 (0.5)  0(0)  7.4 (0.6) 

M. avium‐positive 

9  1.0 (0.3)  0.8(0)  0.8(0)  0.6 (0.3)  29.4(9.9)

10  0(0)  0(0)  0(0)  0(0)  47.9(5.2)

Culture‐negative 

11  0(0)  0(0)  0(0)  0(0)  44.4(0.6)

12  0(0)  0(0)  0(0)  0(0)  7.6(6.2) 

13  0(0)  0(0)  0(0)  0(0)  3.5(0.9) 

14  0(0)  0(0)  0(0)  0(0)  26.7(7.3)

15  0.8(0.6)  4(0)  1.9(0.2)  1(0.3)  3.6(0.6) 

16  0(0)  2.2(0.1)  2.5(0)  0.3(0.2)  0.6(0.1) 

17  0(0)  0(0)  3.9(0.9)  0(0)  33.1(7.4)

18  0(0)  0.3(0.2)  2.1(0.1)  0(0)  0.75(0) 

Control cats 

19  0(0)  1.5(0.6)  0(0)  0(0)  48(2) 

20  0(0)  0.5(0.4)  0(0)  0(0)  160(24.5)

21  0(0)  0(0)  0(0)  0(0)  20(15) 

22  0(0)  0(0)  0(0)  0(0)  29.2(6.4)

23  0(0)  0(0)  0(0)  0(0)  26(7.2) Cats  are  divided  into  sections  depending  upon  the mycobacterial  culture  result  of  the  co‐submitted  biopsy.  The mean 

concentration  of  IFN‐γ  in  ng/ml  of  PBMC  culture  supernatant  is  shown  plus  the  standard  deviation  (S.D.)  of  duplicate 

samples  for each culture condition,  i.e. un‐stimulated, PPDA‐stimulated, PPDB‐stimulated and PMA/Ca‐stimulated PBMC. 

Results  in bold  type  (cats 16–18) highlight  IFN‐γ results  that suggested M. bovis or M. microti  infection, but nothing was 

isolated from the co‐submitted biopsy material. A positive response was considered as a mean IFN‐γ concentration greater 

than the mean plus 3S.D. of the un‐stimulated PBMC control. 

 

Page 94: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            94/104 

This test could distinguish M. bovis from M. microti infection when positive responses to the specific proteins ESAT6/CFP10 (present only by M. bovis) were detected (Rhodes et al., 2008). ELISA Made home with commercial AB: 

- ELISA plates (Meso Scale Discovery, U.S.A.) were coated with 25 μl/well of 1 μg/ml capture antibody (AF764, R&D Systems Europe Ltd., U.K.) diluted in PBS and incubated overnight at 4 °C.  

- A recombinant feline IFNγ (764‐FG/CF, R&D Systems)  - a cocktail of biotinylated secondary antibody at 1 μg/ml (BAF764, R&D Systems) plus 1 μg/ml 

Streptavidin‐Sulfo‐Tag (MSD, U.S.A.)  - 150 μl/well of MSD Read Buffer T (diluted 1:1 in dH2O)  - Plates were read on the MSD electro‐chemiluminescence platform and data analysed using 

MSD software.  Table 38. IFN‐γ  response  rates  (%)  in  study  groups  using  different  test  interpretation  criteria. Percentage  of  cats  in  each  group  that were  IFN‐γ  test‐positive  to mycobacterial  antigens  (Rhodes  et  al., 2011). 

Cat group  PPDB > PPDA ESAT6/CFP10+PPDB > PPDA  andESAT6/CFP10+ 

PPDB > PP‘DA  or ESAT6/CFP10+ 

PPDA ≥ PPDB

M. bovis+ (n = 10)  90.0  80.0  70.0  100.0  10.0 

M. microti+ (n = 12)  83.3  0.0  0.0  83.3  16.7 

Non‐TBC+ (n = 11)  0.0  0.0  0.0  0.0  54.5 

Negative  controls (n = 12) 

0.0  0.0  0.0  0.0  16.7 

Dangerous  contacts (n = 3) 

100.0  66.7  66.7  100.0  0.0 

 In  this  study,  the  IFN‐γ  test  (PPDB‐biased  responses)  detected  90% M.  bovis‐confirmed  cats  and 83.3%  M.  microti‐confirmed  cats  as  having  TB  Complex  infection.  Using  the  PPDB‐bias‐based interpretation with  or without  ESAT6/CFP10  responses  demonstrated  100%  test  specificity  in  this study, as no positive results were obtained in the negative or non‐TBC groups (Rhodes et al., 2011). 

Dogs Parsons et al. (2012) have  investigate a novel IFN‐γ test to determine the risk of transmission of M. tuberculosis from infectious human TB patients to contact dogs.  Twenty‐four dogs at high risk of M. tuberculosis infection (i.e. TB‐exposed animals) were identified as animals living on the same property as a person being treated for sputum smear‐positive pulmonary TB. Within two hours of collection, blood was diluted 1:5 in RPMI 1640 complete medium, and 5 days of incubation.  ELISA  based  on  Quantikine®  canine  IFN‐γ  Immunoassay,  R&D  Systems,  Minneapolis,  USA). Conversely, an IFN‐γ‐based assay was able to effectively recognize dogs with a previous exposure to TB human patients (Parsons et al., 2012). The IGRA proved a useful test of M. tuberculosis infection in dogs and the high levels of transmission of this pathogen from humans to companion dogs should be considered when assessing the zoonotic risks associated with such animals. IFN‐γ test detects immunological sensitization to M. tuberculosis antigens,  they  identified  a  50%  infection  rate  in  dogs  in  contact with  smear‐positive  TB  patients (Parsons et al., 2012). One of the advantages of  IFN‐γ test  is that sedation of dogs, which  is required to perform the skin test, is not required for the IFN‐γ test.  Wild and Animals 

Page 95: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            95/104 

Elephant Angkawanish et al.  (2013) have described an  IFN‐γ assay applicable  for diagnosis of  tuberculosis  in elephants. Whole  blood was  diluted  1/2 with  complete medium  RPMI1640  and  incubated  in  24‐well  tissue culture plates at 37°C, 5% CO2 for 48 h The ELISA was homemade including the specific monoclonal antibodies.  Table 39. title 

Stimulant Non‐infected elephant 1 

Non‐infected elephant 2 

TB‐suspected elephant 

M. tb‐infected elephant 

PWM  1.577 ± 0.24 1.058 ± 0.19 1.867 ± 0.19 2.569 ± 0.43 

PMA/I  2.021 ± 0.02 1.976 ± 0.05 2.563 ± 0.12 2.572 ± 0.55 

EC  0.103 ± 0.00 0.196 ± 0.03 0.129 ± 0.00 1.208 ± 0.02 

PPDB  0.127 ± 0.03 0.164 ± 0.04 0.104 ± 0.03 0.530 ± 0.02 

PPDA  0.132 ± 0.00 0.206 ± 0.01 0.123 ± 0.00 1.141 ± 0.10 

Medium  0.080 ± 0.00 0.151 ± 0.03 0.062 ± 0.00 0.119 ± 0.00 

IFN‐γ,  interferon gamma; M. tb, Mycobacterium tuberculosis; MTBC, Mycobacterium tuberculosis complex; PPD‐B PPD‐A, 

protein extracts of mycobacteria. (Angkawanish et al., 2013) 

 

Availability of MoAbs specific for rEpIFN‐γ and native elephant IFN‐γ is an important pre‐requisite for the  development  of  an  IFN‐γ  release  assay  for  the  diagnosis  of  tuberculosis  in  elephants. Angkawanish et al.  (2013) have now developed an  IFN‐γ test  for both Asian and African elephants, but this test needs further validation for  its use  in diagnosis, which relies on  its application  in  large populations of non‐infected, suspected and infected elephants. 

Lion (Cf. cat) Ingestion of infected prey animals has been commonly accepted to be the main route of infection for lions.  However,  research  is  needed  to  find  other  possible  sources  and  routes  of  infection.  For example,  in  South  Africa,  African  buffalo  are  a maintenance  host  of M.  bovis  and  lion M.  bovis infection has been link to the ingestion of infected buffalo (Viljoen et al., 2015). The  diagnosis  of  M.  bovis  infection  in  lions  may  involve  gross  post  mortem  examination  with associated  histopathology,  bacteriological  examination  of  clinical  and  post mortem  samples,  and immunological assays (Viljoen et al., 2015)  Serology Some serological  test as ELISA/EIA and ELISA based on MPB70 have  too  low sensitivity  to serve as reliable antemortem diagnostic tests for individual animals but could complement the SIT (Viljoen et al., 2015) Unfortunately,  the  IFN‐γ  test does not distinguish  between  infection  status  (e.g.  recent,  latent or advanced/diseased).   Skin test could be applied with modifications (Keet et al., 2010): 1.  use of 0.2 ml tuberculin per injection site (double the volume prescribed for cattle); 2.  while both avian and bovine tuberculin were injected at separate sites, they only considered the result of the bovine tuberculin reaction This test  identified over 86.5% of  lions  (n = 52)  in which M. bovis  infection was confirmed through mycobacterial culture. However, 13.5% of culture positive  lions tested negative (false negative) and 18.8% of true negative animals tested positive (false positive) 

Page 96: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            96/104 

 Table 40. Sensitivity and Specificity of the skin test in Lions (Keet et al., 2010) 

 Total  Sensitivity 

false negative 

reactors; 

TP: true 

positive 

reactors. 

SIT  52  0.865  7 45

SICT  52  0.808  10 42

 Total  Specificity 

false negative 

reactors; 

TP: true 

positive 

reactors. 

SIT  44  1  44 0

SICT  44  1  44 0

 IFN‐y test (Maas et al., 2012) The genetic  sequence of  lion,  cheetah and domestic  IFN‐γ were  compared and  the  sequences are highly conserved between these species: This may suggest that a lion or cat specific IFN‐γ ELISA could be used for other feline species (Maas et al., 2010). Figure 8. Genetic sequence of lion and cheetay IFN‐y (Maas et al., 2010) 

 Maas et al. (2010) developed antibodies needs to the developpement of  IFN‐γ dosage and this test shows potential as a diagnostic assay for bTB in lions (Cf. Table 41).  Table 41. Mean OD450 values of whole blood samples of 11  lions from BTB‐free areas (Maas et al., 2012) 

 

Rhinoceros Rhinoceroses are susceptible to infection by M. bovis. However, there is a need for diagnostic assays able to support the monitoring of the bTB‐free status of these animals (Morar et al., 2013). While traditional tests for diagnosing bTB  include microscopy, bacterial culture techniques and SIT, these are of little value for screening purposes in rhinoceroses (Morar et al., 2013). 

Page 97: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            97/104 

The SIT  is not practical due  to difficulties  in defining suitable  injection sites  in pachyderm animals, and culture techniques, although presumably the most reliable and specific, are performed on either post‐mortem or  clinical  specimens, which  require  invasive  sampling  and  results  are obtained only after 6–8 weeks. The lack of bTB diagnostic tools for use in rhinoceroses led to the development of a rhinoceros‐specific IFN‐γ assay (Morar et al., 2013). Morar et al, developed reagents to set up a rhinoceros  IFN‐γ assay (RhIFN‐gamma) assay (Morar et al., 2007). Heparinized bloods of 52  rhinoceroses  from bTB‐free areas were used. Whole blood  sample were incubated at 37°C in 5% CO2 for 48 h. Results of IFN‐γ responses are shown below (Figure 11) for the 51 rhinoceroses (1 excluded), expressed as OD490 nm or as ng/ml.  Figure 9. Results of the IFN‐γ responses for the 51 rhinoceroses (1 excluded), expressed as OD490 nm or as ng/ml (Morar et al., 2013). 

 

  

Badger They have  compared 2  “sandwich ELISA”  for a badger  IFN‐γ  test with a monoclonal antibody pair based on a monoclonal pair (mEIA) or based on a rabbit polyclonal antiserum (pEIA). The Protocol used is the following :whole heparinised blood was mixed in 24 well culture plates, in a 1:1 or 1:5 ratio with RPMI 1640 medium (Invitrogen) and antibiotics. Cultures were  incubated at 37 °C plus 5% CO2 for 16–24 h. For the pEIA, a cut‐off of 0.0365 gave a sensitivity of 74.5% (95% CI, 59.6–86.1%) and a specificity of 93.6%  (95% CI, 89.1–96.7%).  For  the mEIA, a  cut‐off of 0.044 gave a  sensitivity of 80.9%  (95% CI, 66.7–90.9%) and a specificity of 93.6% (95% CI, 89.1–96.7%).  

Page 98: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            98/104 

Figure 10. title 

Dalley  et  al.  (2008)  have  developed  a  sensitive  IFN‐γ mEIA  that  can  be  used  to  detect M.  bovis infection  in badgers  in a way analogous to the measurement of IFN‐γ  in cattle. With a sensitivity of 80.9% for the mAb‐based EIA and a specificity of 93.6%, this represents a significant improvement in the immunodiagnosis of TB in the badger and was better than a recently developed quantitative real‐time PCR method for measurement of badger IFNγ mRNA (Dalley et al., 2008).  Tomlinson and al. (2015) used this IFNγ mEIA test on samples collected from free‐living, wild badgers to investigate whether there was any evidence for correlation of the cell‐mediated immune response at the incident event with the degree of subsequent disease progression. They have shown that the magnitude  of  the  early  IFN‐γ  responses  of  badgers  to M.  bovis  arising  from  naturally  acquired infection  is positively correlated with subsequent progressive disease. In addition, they have shown that  IFN‐γ  responses  in  all  badgers  reduce  over  time,  for  which  they  offer  several  hypotheses (Tomlinson et al., 2015).  Conclusion   To conclude, sheep/goat or others domesticated animals cohabiting with TB‐positive cattle in similar conditions  should  be  tested  for  their  TB  status,  as  they may  represent  a  potential  risk  to  other susceptible species (Munoz‐Mendoza et al., 2015).  The  IFN‐y  assay  has  the  principal  advantage  to  require  a  single  intervention  on  the  animals,  it  is promptly  repeatable  and  it  is  able  to  diagnose  M.  bovis  and  M.  tuberculosis  infection  more precociously  than SIT.  In  this context  the  IFN‐y assay can  represent a valuable  tool  in areas where surveillance plans  in  livestock, other  than  cattle,  are  strongly  envisaged.  The  IFN‐γ  assay has  also proven useful for the detection of TB in wildlife.  For some species, the protocol should be adapted in comparison with the protocol used for bovines ( e.g. camelids, dog, cat, elephant..).    

Page 99: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            99/104 

Appendix VIII: Serological diagnostic tests to be used in non‐bovine animals 

RT/Stat Pak Since  the  first  publication  in  2003  for  the  detection  of  TB  in  Eurasian  badgers  (Greenwald  et  al., 2003),  the rapid  test  (RT)  (marketed as a Stat‐Pak assay by Chembio Diagnostics Systems,  Inc.) has become an extremely popular tool  for the serodiagnosis of TB  in a wide variety of wildlife species. The range of species for which data have been published has been extended considerably during a survey  of  bovine  TB  in  Ethiopian wildlife,  South American  camelids,  black  rhinoceros,  lions  and  a single pygmy hippopotamus (Chambers, 2013).  Figure 11. Rapid test called also Stat‐Pak assay by Chembio Diagnostics Systems, Inc 

  The  test employs a unique cocktail of M.  tuberculosis or M. bovis antigens and a blue  latex bead‐based signal detection system (Waters et al., 2006). The Vet‐TB STAT‐PAK has been tested with sera from experimental  infection of cattle. In this study, 60% (15/25) of sera from experimentally infected cattle were reactive by the VetTB STAT‐PAK test by 7 weeks after challenge, and 96% (24/25) of the sera were reactive by 18 weeks (Waters et al., 2006). 

DPP vetTB Recently, a new‐generation of immunochromatographic tests for rapid serological detection of TB in multiple  animal  species has been described  (Greenwald  et  al., 2009). Called  the DPP VetTB  assay (Chembio,  Medford,  NY,  USA),  it  uses  a  dual‐path  platform  (DPP)  technology,  whereby  two nitrocellulose strips are connected  in a T‐shape  inside  the device  to allow  independent delivery of test  sample and antibody‐detecting  reagent. The principle advantages of  the DPP assay are  that  it includes two diagnostic targets  (MPB83 and CFP10/ESAT‐6) producing 0, 1 or 2  lines  in the reading window  and  that  the  strength  of  the  positive  test  result(s)  can  be  quantified  by  placing  the  test cassette in a proprietary optical reading device. The device generates a reading in relative light units (RLU) based on the reflectance of the two test and one control reactions. The  latter feature means that  the  RLU  corresponding  to  a  positive  test  result  can  be  determined  and  optimized  for  each species and situation (Chambers, 2013; Lyashchenko et al., 2013).  Figure 12. DPP (Dual‐path platform) system. 

  

Page 100: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            100/104 

Published data have demonstrated that antibody detection assays may provide useful ancillary tools for improved bovine TB control in both cattle and cervids (Lyashchenko et al., 2013). The DPP VetTB assay detected antibody responses in 58.1% of experimentally infected animals within 8 to 16 weeks post‐inoculation and in 71.9% of naturally infected deer, resulting in an estimated test sensitivity of 65.1% and a specificity of 97.8%.(Lyashchenko et al., 2013). 

MAPIA: Multiantigen print immunoassay  The antigen panel consisted of 12  recombinant proteins of M.  tuberculosis and  two native antigen preparations  of M.  bovis  as  follows:  the  ESAT‐6  and  CFP10  proteins,  CFP10/ESAT‐6, Acr1/MPB83, MPB59,  MPB64,  MPB70,  MPB83  proteins,  PPDB,  M.  bovis  culture  filtrate  (MBCF),  Mtb8  and polyepitope  fusion TBF10, alpha‐crystallin  (Acr1) and the 38‐kDa protein  (Lyashchenko et al., 2013; Waters et al., 2004). The use of multiple antigens enabled a detailed analysis of the antibody profiles observed in infected white‐tailed  deer.  The  figure  below  shows  typical  antigen  reactivity  patterns  obtained  with representative sera from deer experimentally  inoculated with M. bovis as example (Lyashchenko et al., 2013) 

Se and Sp in Alpaca for MAPIA and Rapid test  Table 42. Se and Sp of serological test performed in camelids with known infectious status (Alvarez et al., 2012). 

 

Cat, goats, pigs and llamas Eighteen out of 743 blood samples tested seropositive (2.4%, CI: 1.5‐3.9%) by ELISA, and the results for 61 animals previously assessed using culture and PCR indicated that this serological test was not 100% specific  for M. bovis, cross‐reacting with M. microti. Nevertheless, serology appears to be an appropriate  test  methodology  in  the  harmonisation  of  wild  boar  testing  throughout  Europe.  In accordance with previous findings, the low seroprevalence found in wild boar suggests wildlife is an unlikely  source  of  the M.  bovis  infections  recently  detected  in  cattle  in  Switzerland.  This  finding contrasts with the epidemiological situation pertaining in southern Spain (Beerli et al., 2015).  

Page 101: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            101/104 

Table 43. Reported Se and Sp estimates for currently available serological test for the diagnosis of TB in non‐bovines species (Broughan et al., 2013). 

 

Summary of serological tests employed in different non‐bovid wildlife published since 2009   Table 44. Summary of serological tests employed in different non‐bovid wildlife published since 2009. More  species  tested,  but  not  listed  here  as  belonging  to  bovid  family.  NT,  not  tested;  RT,  rapid 

(immunochromatographic)  test  (Stat‐Pak,  Chembio  Diagnostics  Systems,  Inc.);  ELISA,  enzyme‐linked  immunosorbent 

assay;  DPP,  dual‐path  platform  (Chembio  Diagnostics  Systems,  Inc.);  FPA,  flouresence  polarization  assay;  MAPIA, 

multiantigen  print  immunoassay;  LAM,  lipoarabinomannan; MBCF, M.  bovis  culture  filtrate).  From  Chambers,  2013 

(Chambers, 2013) 

Species Reference(s) (E)xperimentallyor (N)aturally infected

Mycobacteriumspecies

Method employed

Target antigen(s)

Eurasian badger (Meles meles)

Drewe et al. (2010) N M. bovis RT CFP10/ESAT‐6, MPB83

Chambers et al. (2010)

  RT CFP10/ESAT‐6, MPB83

Chambers et al. (2009)

  RT, ELISA MPB83

Boar (Sus scrofa) Boadella et al. (2011b)

N M. bovis DPP, ELISA CFP10/ESAT‐6, MPB83, PPD‐B

Boadella et al. (2011a) MTC ELISA

Deer

Fallow (Dama dama)

Gowtage‐Sequeira et al. (2009), Waters et al. (2011b) and 

Boadella et al. (2012)

N M. bovis RT MAPIA, RT, 

DPP DPP, ELISA

CFP10/ESAT‐6, MPB83 Multiple 

CFP10/ESAT‐6, MPB83 (PPD‐B for 

ELISA)

Roe (Capreolus capreolus)

Gowtage‐Sequeira et al. (2009)

N M. bovis RT CFP10/ESAT‐6, MPB83

Red/Elk (Cervus elaphus)

Gowtage‐Sequeira et al. (2009), Waters et al. (2011b) and Buddle et al. (2010)

N/E M. bovis RT CFP10/ESAT‐6, 

MPB83

Surujballi et al. (2009)     RT, DPP CFP10/ESAT‐6, MPB83

White‐tailed (Odocoileus virginianus)

O'Brien et al. (2009), Nol et al. (2009)

N/E M. bovis FPA RT, MAPIA, immunoblot, 

Multiple (including LAM for ELISA)

Page 102: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            102/104 

Species Reference(s) (E)xperimentallyor (N)aturally infected

Mycobacteriumspecies

Method employed

Target antigen(s)

ELISA

Pygmy hippopotamus (Hexaprotodon liberiensis)

Bouts et al. (2009) N M. interjectum RT, MAPIA MBCF, MPB59, MPB83, CFP‐10

Elephant

African (Loxodonta africana)

Greenwald et al. (2009) and 

Lyashchenko et al. (2012)

N M. tuberculosis RT, DPP, MAPIA

Multiple

Tschopp et al. (2010)a   NT RT CFP10/ESAT‐6, 

MPB83

Asian (Elaphus maximus)

Greenwald et al. (2009) and 

Lyashchenko et al. (2012)

N M. tuberculosis RT, DPP, MAPIA

Multiple

Lion (Panthera leo) Miller et al. (2012) N M. bovis RT, DPP CFP10/ESAT‐6, MPB83

Non‐human primates

Cynomolgus macaque (Macaca 

fascicularis)

Panarella and Bimes (2010)

N M. bovis RT CFP10/ESAT‐6, 

MPB83

Silvered langur (Trachypithecus cristatus ultima)

Georoff et al. (2010) N NT RT CFP10/ESAT‐6, 

MPB83

Blick's grass rat (Arvicanthis blicki)

Tschopp et al. (2010)a N NT RT CFP10/ESAT‐6, 

MPB83

Black rhinoceros (Diceros bicornis)

Duncan et al. (2009) N M. tuberculosis RT, MAPIA Multiple

South American camelids

Llama (Lama glama) Lyashchenko et al. (2011)

N M. bovis RT, DPP MAPIA, RT Multiple, including 

two commercial ELISA tests (Idexx, 

Enferplex) Alpaca (Vicugna 

pacos) Dean et al. (2009), Rhodes et al. (2012)

N M. bovis RT, DPP

M. microti ELISA

 Table 45. Commercial availability of tests referred to by Chambers, 2013 

Test Commercial name For use in species Source

RT

ElephantTB STAT‐PAK

Asian and African elephants (licensed by USDA) and other exotic/zoo species (off‐label use) for which supportive data are published (tapirs, sea lions, rhinoceros, camelids, felids, wild boar, etc.)

Chembio Diagnostic Systems, Inc.

CervidTB STAT‐PAK USDA‐approved for use in elk, red deer, white‐tailed deer, fallow deer and reindeer

Chembio Diagnostic Systems, Inc.

BrockTB STAT‐PAK Eurasian badger (manufactured by Chembio, marketed by AHVLA under its brand name)

AHVLA

DPP DPP VetTB USDA‐licensed for use in elephants (Asian and African) and cervids (elk, red deer, white‐tailed deer and fallow deer); off‐label use in other cervid species

Chembio Diagnostic Systems, Inc.

Page 103: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            103/104 

Test Commercial name For use in species Source

MAPIA Elephant TB MAPIA Asian and African elephants (confirmatory testing services performed by Chembio laboratory for US customers only)

Chembio Diagnostic Systems, Inc.

FPA Not currently available for TB

N/A Diachemix, LLC

ELISAPRO ELISA

PRO kit NHP (rhesus and/or cynomolgus macaque) Mabtech AB

ELISA

Tuberculosis (Myc. bovis) ELISA Kit

Swine Vacunek, S.L.

The Enferplex™ TB assay

Eurasian badgers, goats, deer, cattle, wild boar, llamas, and Alpacas Enfer Group

IDEXX M. bovis Ab Test

Currently only sold for cattlea IDEXX Laboratories, Inc.

  Llamas, and alpacas Available through AHVLA in the UK

ETB (IgG1 ELISA for TB in deer)

For National deer herd TB testing in New Zealand DRL

QFG‐IT QuantiFERON

®‐TB 

Gold In‐Tube Sold for human testing Cellestis Inc.

IGRA

PRIMAGAM® NHP Prionics AG

N/A Eurasian badgers Antibodies available from AHVLA

  South American camelids Antibodies (anti‐bovine) available from Mabtech AB

Validated and certified by the OIE for cattle (registration number 20120107). 

Chembio  Diagnostics,  Inc.  –  www.chembio.com;  AHVLA  –  www.defra.gov.uk/ahvla‐en/;  Diachemix,  LLC  – 

www.diachemix.com;  Mabtech  AB  –  www.mabtech.com;  Vacunek,  S.L.  –  www.vacunek.com;  Enfer  Group  – 

www.enfergroup.com; IDEXX Laboratories, Inc. – www.idexx.co.uk; Disease Research Laboratory, University of Otago, New 

Zealand – http://139.80.82.2/; Cellestis Inc. – www.cellestis.com; Prionics AG – www.prionics.com). 

Page 104: Advies 12-2016 van het Wetenschappelijk Comité van het FAVV · Annex I of opinion 12‐2016 Subject: Evaluation of the Belgian bovine tuberculosis control program dossier SciCom

Annex I of Opinion 12‐2016                        bovine tuberculosis 

 

                                                                            104/104 

Appendix IX: Occurrence of M. bovis in domestic and wild animals worldwide – literature overview. 

For readability purposes a bigger Table will be put on the website of the Scientific Committee.  

 

Continent Country Region Location Official TB free statusj Status Prevalence (%)

Domesticated (farmed) animal 

species summaryAlpaca buffalo cattle cats deer dog donkey goats horses lama pigs sheep

wild 

boarLatin name Wild animal  species summary badger bear black birds bison bobcat buffalo cat feral coyote Deer Axis

Deer 

Fallow

Deer 

mule

Deer 

Red

Deer 

Si lka

Deer 

Roe

Deer 

white‐

tai led

elk ferret fox red hare kafue kudu letchwe lynx mink mole mouflon mouse oppossum rabbit raccoon ratseal  

(grey)

squirrel  

(grey)

swine 

ferralvole warthog

wild 

boarwolf Reference article I Reference article II

Austria y Cattle# x

Belgium y Cattle# x

Bulgaria n Wild boar# x

Cyprus y x

Czech Republic y Deerg,h,i x Red deer

g,h,i

Denmark y

Estonia y

Finland y

Francey

Pigs#, Cattle

#, Goats

#, Cats

#, 

Horsest

x x x x xRed deer

#, Wild boar

#, Roe 

deer#, Red Fox

a, Badger

qx x x x x

Ardennes North‐East Cattle, Badger x

Ariège Middle‐South‐West Cattle, Wild boar x

Côte  d’Or Middle‐East Cattle, Badger, Deer, Wild boar x x x

Corsica  Island Mediterranean Isle Cattle, Wild boar x

Dordogne  & Charente Middle‐West Cattle, Badger, Deer, Wild boar x x x

Dordogne Cattle, Badger, Wild boar x x

Normandy Middle‐North Cattle, Wild boar x

Atlantic Pyrenees South‐West Cattle, Badger, Wild boar x x

Landes South‐West Cattle, Badger x

Lot et Garonne South‐Middle‐West Cattle, Badger x

Germany y Sheep#, Pigs

#, Cats

#, Cattle

#f x x x x

Greece n Cattle#,p x

Hungaryn Deer

#, Cattle

g,h,i, Pigs

# x x xFox

#, Roe deer

#, Fal low Deer

#, 

Wild boar#, Red deer

g,h,ix x x x x

Ireland*

n

Cattle#, Cats

#, Donkey

#, Goat

#, 

Sheepr, Alpaca

#, Red

s, Fallow

s  

and Sika deerm,

x x x x x x Badger#, Red deer

s

x x

Italy*Some provinces y

Cattle#, Buffalo

#, Goats

#, Pigs

sw, 

Dogs#, Sheep

#x x x x x x Birds

#, Wild boar

#, Roe deer

v

x x

Latvia y

Lithuania n

Luxembourg y

Malta y

Netherlands y

Norway y

Poland y Cattle#, Pigs

#, Sheep

#, Dog

g,h,i x x x x Bison, Roe deerg,h,i

, Badgerx

x x x

Portugal* n Cattle#, Pigs

#, Sheep

#, Goats

e x x x x Red deere, Wild boar

e, Rabbit

#x x x

Romania n Cattle# x

Slovakia y Cattleg,h,i x Wild boar

g,h,ix

Slovenia y Cattleg,h,i x

Spain*

nCattle

#, Goats

#, Free‐ranging 

Iberian Pigso

x x x

Red deer#, Wild boar

#, Fal low 

deer#, Lynx

d, Hare

d, Badger

d, Red 

foxd, Mouflon

#, Roe deer

Vx x x x x x x x x

Sweden y Deerb x

Switzerland y

U.K.*

n, Scotland yCattle

#, Cats

#, Dogs

k, Llama

l, 

Deer#, Pigs

#, Sheep

#, Alpaca

#x x x x x x x x

Wild Boaru, Badger

#, Fallow

#, 

Roe#, Sika deer

#, Fox

#, Mink

c,d, 

Molec,d, Brown Rat

c,d, Ferret

c,d, 

Bank volec,d, Stoat

n, Common 

shrewn, Field vole

n, Grey 

squirreln, Yellow‐necked

n and 

Wood micen, Grey seal

y. x x x x x x x x x x x x x

Endemic <5∙0 Axis  deer x

Endemic 20∙0–3∙8 Feral  swine x

Endemic 4∙9–0∙2 White‐tailed deer x

Endemic 52–4∙8 Coyote x

Endemic 4∙6–2∙4 Raccoon x

Endemic 3∙3–2∙4 Black bear x

Endemic 12∙5–7∙0 Bobcat x

Endemic 16∙6–10∙0 Red fox x

Endemic 2∙4 Opossum x

Endemic 0∙3 Rocky Mountain elk x

Endemic n.a. Feral cat x

 Minnesota Below detection level <1∙2 White‐tailed deer x

Reported 4∙9 Mule deer x

4∙3 Coyote x

 New York Reported n.a. White‐tailed deer x

Endemic 5∙5 Manitoban elk x

Endemic 5∙6 Canadian moose x

Endemic 0∙8 Mule deer x

Endemic 49∙0–42∙0 Wood bison x

Endemic 53∙7 Plains  bison x

Endemic n.a. Plains  bison x

Endemic n.a. Wolf (pups) x

Endemic 3∙6–0∙4 Manitoban elk x

Endemic <0∙5 White‐tailed deer x

 Ontario Reported 0∙2 White‐tailed deer x

 Tamaulipas Unconfirmed 8∙8 White‐tailed deer x

 Nuevo León Unconfirmed 8∙5 White‐tailed deer x

 Coahui la Unconfirmed 6∙0–18∙7 White‐tailed deer x

Eastern Cape 

Province

Free State Province

Gauteng Province

KwaZulu–Natal  

Province

Limpopo Province

Mpumalanga  

Province (KNP)

MP (Non‐KNP)

Northern Cape 

Province

North West Province

Western Cape 

Province

Mozambique

African buffalos (Syncerus 

caffer), Kudu, Warthogx x x

UgandaAfrican buffalos (Syncerus 

caffer), Kudu, Warthogx x x

Zambia Kafue basin Cattle Kafue lechwe antelopes x

Mycobacterium bovis  infection at the 

interface between domestic and wild 

animals  in Zambia (Suzuki  et al ., 2012)

ovis  from Wildl i fe to Livestock, So

Ethiopia Camels, Cattle, Goats

Pathology of Camel Tuberculosis and 

Molecular Characterization of Its 

Causative Agents in Pastoral  Regions of 

Ethiopia  (Ameni et al ., 2011)

en Pastoral ists  and Their Livestoc

Ratón de campo (Akodon sp.)

Laucha de campo (Calomys sp.)

Ratón col ilargo (Oligoryzomys sp.)

Rata (Rattus norvegicus)

Ratón común (Mus musculus)

Cuis  común (Cavia aperea)

Comadreja overa (Didelphys albiventris)

Peludo (Chaetophractus vellosus)

Zorro gris (Lycolapex gimnocercus)

Hurón menor (Galictis cuja)

Liebre europea (Lepus europaeus)

Laos Elephant

Tuberculosis  in Laos, who is at risk: the 

mahouts or their elephants? (Bouchard et 

al ., 2014)

China Northeast China Sika deer

Evaluation of MIRU‐VNTR for typing of 

Mycobacterium bovis  isolated from Sika 

deer in Northeast China  (Wang et al ., 

2015)

Cattle, Porcine

USA

Canada

Cattle, Eland

Europe

North America

Africa

 Hawaii

 Michigan

 Montana

 Alberta

 Manitoba

South America

Asia

Mexico

South Africa

Argentinia Santa Fe

Evidence of increasing intra and inter‐

species transmission of Mycobacterium 

bovis  in South Africa: Are we losing the 

battle? (Michel  et al ., 2015)

Spi llover of Mycobacterium bovis from 

Wildl i fe to Livestock, South Africa (Michel  

et al., 2015)

Mycobacterium bovis en fauna si lvestre 

de la cuenca lechera de Santa Fe, 

Argentina (Tarabla  et al ., 2015)

Evaluating the tuberculosis hazard posed 

to cattle from wildl ife across Europe 

(White et al., 2015)

Genetic Evolution of Mycobacterium bovis 

Causing Tuberculosis in Livestock and 

Wildl ife in France since 1978 (Boschiroli  

et al., 2015)

Evaluating the tuberculosis hazard posed 

to cattle from wildl ife across Europe 

(White et al., 2015)

Mycobacterium bovis  (bovine 

tuberculosis) infection in North American 

wildl ife: current status and opportunities 

for mitigation of risks of further infection 

in wildl ife populations (Mil ler & 

Sweeney, 2013)

Cattle, Buffalo

Cattle

Cattle

Cattle, Buffalo, Baboon

Cattle, Buffalo, Cheetah, Lion, Nyala, Rhino, Warthog

Buffalo, Baboon, Impala, Kudu, Leopard, Lion, Warthog

Cattle, Buffalo, Bushbuck, Hyena, Impala, Kudu, Lion, Warthog, Waterbuck, Wildebeest

Cattle