Increasing importance of anthelmintic resistance in European livestock: creation and meta-analysis of an open database

Parasite. 2020;27:69. doi: 10.1051/parasite/2020062. Epub 2020 Dec 4.

Abstract

Helminth infections are ubiquitous in grazing ruminant production systems, and are responsible for significant costs and production losses. Anthelmintic Resistance (AR) in parasites is now widespread throughout Europe, although there are still gaps in our knowledge in some regions and countries. AR is a major threat to the sustainability of modern ruminant livestock production, resulting in reduced productivity, compromised animal health and welfare, and increased greenhouse gas emissions through increased parasitism and farm inputs. A better understanding of the extent of AR in Europe is needed to develop and advocate more sustainable parasite control approaches. A database of European published and unpublished AR research on gastrointestinal nematodes (GIN) and liver fluke (Fasciola hepatica) was collated by members of the European COST Action "COMBAR" (Combatting Anthelmintic Resistance in Ruminants), and combined with data from a previous systematic review of AR in GIN. A total of 197 publications on AR in GIN were available for analysis, representing 535 studies in 22 countries and spanning the period 1980-2020. Reports of AR were present throughout the European continent and some reports indicated high within-country prevalence. Heuristic sample size-weighted estimates of European AR prevalence over the whole study period, stratified by anthelmintic class, varied between 0 and 48%. Estimated regional (country) prevalence was highly heterogeneous, ranging between 0% and 100% depending on livestock sector and anthelmintic class, and generally increased with increasing research effort in a country. In the few countries with adequate longitudinal data, there was a tendency towards increasing AR over time for all anthelmintic classes in GIN: aggregated results in sheep and goats since 2010 reveal an average prevalence of resistance to benzimidazoles (BZ) of 86%, macrocyclic lactones except moxidectin (ML) 52%, levamisole (LEV) 48%, and moxidectin (MOX) 21%. All major GIN genera survived treatment in various studies. In cattle, prevalence of AR varied between anthelmintic classes from 0-100% (BZ and ML), 0-17% (LEV) and 0-73% (MOX), and both Cooperia and Ostertagia survived treatment. Suspected AR in F. hepatica was reported in 21 studies spanning 6 countries. For GIN and particularly F. hepatica, there was a bias towards preferential sampling of individual farms with suspected AR, and research effort was biased towards Western Europe and particularly the United Kingdom. Ongoing capture of future results in the live database, efforts to avoid bias in farm recruitment, more accurate tests for AR, and stronger appreciation of the importance of AR among the agricultural industry and policy makers, will support more sophisticated analyses of factors contributing to AR and effective strategies to slow its spread.

Title: Importance croissante de la résistance aux anthelminthiques chez les ruminants européens : création et méta-analyse d’une base de données ouverte.

Abstract: Les helminthes sont omniprésents dans les systèmes de production de ruminants au pâturage et sont responsables de coûts et de pertes de production importants. La résistance aux anthelminthiques (RA) des parasites est maintenant répandue dans toute l’Europe, bien qu’il existe encore des lacunes dans nos connaissances dans certaines régions et certains pays. La RA est une menace majeure pour la pérennité de la production moderne de ruminants, en diminuant la productivité, en compromettant la santé et le bien-être des animaux, et en augmentant les émissions de gaz à effet de serre au travers d’une augmentation du parasitisme et des intrants agricoles. Une meilleure compréhension de l’étendue de la RA en Europe est nécessaire pour développer et préconiser des approches de lutte antiparasitaire plus durables. Une base de données intégrant des informations publiées et non publiées en Europe concernant la RA des nématodes gastro-intestinaux (NGI) et de la douve du foie (Fasciola hepatica) a été compilée par les membres de l’action européenne COST « COMBAR » (« Combattre la résistance aux anthelminthiques chez les ruminants ») et combinée avec les données d’une précédente étude systématique concernant la RA des NGI. Au total, 197 publications sur la RA des NGI étaient disponibles pour analyse, représentant 535 études dans 22 pays et couvrant la période 1980–2020. Des signalements de RA étaient présents sur tout le continent européen et certains rapports indiquaient une forte prévalence nationale. Les estimations heuristiques pondérées par la taille de l’échantillon de la prévalence de la RA en Europe sur toute la période d’étude, stratifiées par classe d’anthelminthiques, variaient de 0 à 48 %. La prévalence régionale (nationale) estimée était très hétérogène, variant entre 0 % et 100 % selon le secteur de l’élevage et la classe d’anthelminthique, et augmentait généralement avec les efforts de recherche dans le pays. Dans les quelques pays disposant de données longitudinales adéquates, il y avait une tendance à l’augmentation de la RA au fil du temps pour toutes les classes d’anthelminthiques des NGI : les résultats agrégés chez les ovins et caprins depuis 2010 révèlent une prévalence moyenne de résistance aux benzimidazoles (BZ) de 86 %, aux lactones macrocycliques sauf moxidectine (ML) de 52 %, au lévamisole (LEV) de 48 % et à la moxidectine (MOX) de 21 %. Tous les genres principaux de NGI ont survécu au traitement dans diverses études. Chez les bovins, la prévalence de la RA variait selon les classes d’anthelminthiques de 0 à 100 % (BZ et ML), 0 à 17 % (LEV) et 0 à 73 % (MOX), et Cooperia et Ostertagia ont survécu aux traitements. Une RA suspectée chez F. hepatica a été signalée dans 21 études portant sur 6 pays. Pour les NGI, et encore plus pour F. hepatica, il y avait un biais d’échantillonnage en faveur des exploitations individuelles suspectées de RA, et l’effort de recherche était biaisé vers l’Europe occidentale et en particulier le Royaume-Uni. La capture continue des résultats futurs dans la base de données, en direct, les efforts pour éviter les biais dans le recrutement des exploitations, des tests plus précis pour la RA et une meilleure appréciation de l’importance de la RA parmi l’industrie agricole et les décideurs politiques, soutiendront des analyses plus sophistiquées des facteurs contribuant à la RA, et des stratégies efficaces pour ralentir sa propagation.

Keywords: Anthelmintic resistance; Database; Europe; Gastrointestinal nematodes; Liver fluke; Maps; Prevalence; Ruminants.

Publication types

  • Meta-Analysis

MeSH terms

  • Animals
  • Anthelmintics* / pharmacology
  • Anthelmintics* / therapeutic use
  • Cattle
  • Drug Resistance*
  • Europe / epidemiology
  • Goats
  • Livestock* / parasitology
  • Nematoda* / drug effects
  • Nematode Infections* / drug therapy
  • Nematode Infections* / epidemiology
  • Nematode Infections* / parasitology
  • Nematode Infections* / veterinary
  • Parasitic Diseases, Animal / drug therapy
  • Parasitic Diseases, Animal / epidemiology
  • Parasitic Diseases, Animal / parasitology
  • Sheep

Substances

  • Anthelmintics