שטיפת עופות מסורתית מפספסת איומים ויראליים מרכזיים-מחקרים חדשים מראים כיצד דגימת אוויר ומשטח מספקת דרך מהירה ובטוחה יותר לעקוב אחר פתוגנים מסוכנים בשווקים של ציפורים חיים.
מחקר: דגימת אוויר לוכדת במדויק את המגוון הנגיפי הזואנוטי המופיע משווקים בעלי חיים חיים. קרדיט תמונה: ג'ס גרג / Shutterstock
*הודעה חשובה: כיכר מחקר מפרסם דוחות מדעיים ראשוניים שאינם בודקים עמיתים, ולכן אין לראות בהם כמשקעים, מדריכים את התנהגות הקלינית/התנהגות הקשורה לבריאות, או לטפל בהן כמידע מבוסס.
מחקר שנערך לאחרונה מגלה כי דגימה סביבתית מגלה בין 70-90% מהנגיפים שנמצאים בספוגיות עופות ומזהה 50 וירוסים נוספים, שרבים מהם מקורם ככל הנראה ממקורות שאינם אויביים, כי דגימת דגימה מסורתית של עופות מסורתיים במסגרות בסיכון גבוה כמו שווקי ציפורי חיים. המחקר זמין כרגע ב- כיכר מחקר שרת הדפסה* ונמצא בבדיקה ב תיק טבעו
רֶקַע
מעקב סביבתי הוא אסטרטגיה חשובה לגילוי מוקדם ומעקב אחר פתוגנים מזיקים, כולל נגיף ה- H5N1 Avian H5N1 הפתוגני ביותר. אסטרטגיה זו חיונית במיוחד למקומות כמו שווקי ציפורים חיים, שם הסיכון להעברת פתוגן מבעלי חיים לבעלי חיים ומחייה לבני אדם (זונוטי Spillover) גבוה מאוד.
התפרצויות נגיף A עופות פתוגניים מאוד מתפרצות נגיף בעופות קשורות לרוב לנטל כלכלי משמעותי, ומשפיעים על מקור ההכנסה של אנשים המסתמכים על ייצור עופות בקנה מידה קטן. לנגיף יש גם שיעור תמותה של יותר מ- 50% בבני אדם.
מעקב פתוגן בשווקי ציפורים חיים מתבצע באופן מסורתי על ידי בדיקה אקראית של בעלי חיים בודדים באמצעות ספוגיות נשימה, פי הטבעת או שתן. עם זאת, אסטרטגיה גוזלת זמן ויקרה זו חסרה את היכולת לתפוס פתוגנים במחזור ומציבה סיכונים משמעותיים של ביו-בטיחות ביולוגית תעסוקתית.
הסביבה סביב שווקי ציפורי חיים יכולה לשמש מאגר פתוגן שכן שפיכת נגיף העופות מזוהמת לעתים קרובות את האוויר. לפיכך, ניתוח דגימות סביבתיות, במיוחד דגימות אוויריות, חיוני לקבלת מידע מקיף יותר על דינמיקת הפתוגן ולהפחתת הסיכון להעברת פתוגן לציפור לציפור ולשפך לבני אדם. המחקר מציע גם סיכון פוטנציאלי אך לא מוכח לעובדי שוק וצרכנים, שכן התגלו וירוסים עולפים בדגימות אוויר שנאספו בסמוך לדוכני מזון הסמוכים לאזורי עיבוד העופות.
במחקר זה, החוקרים השוו את התועלת של דגימות סביבתיות ודגימות ספוגיות עופות מסורתיות למעקב אחר פתוגנים של העופות בשווקי ציפורים חיים בקמבודיה.
המחקר
המחקר השתמש במטגנומיקה מבוססת העשרה של וירוסים, שאושרו באמצעות ניתוחים סטטיסטיים, כדי לנתח דגימות ספוגיות סביבתיות וגם מסורתיות של עופות. שיטה זו נמצאת בשימוש נרחב במעקב פתוגן סביבתי כדי לאתר פתוגנים בעלי שפע נמוך ותדר נמוך במדויק.
דגימות סביבתיות שניתחו במחקר כללו דגימות אוויר שנאספו במשך שלוש שעות תקופות באמצעות דגימות אירוסול (שנאספו משני אזורי אחיזת העופות והן באזורי שחיטה), ספוגיות כלוב ומי שטיפה של פגרים. באופן דומה, ספוגיות גרון וגלוקל מתרנגולות ביתיות וברווזים נכללו כספוגי עופות מסורתיים. המחקר מצא כי נגיפי עוף התגלו בתדירות גבוהה יותר בדגימות סביבתיות בהשוואה לנגיפי ברווז, ונגיפי עוף הנגזרים מהקלואקל היו המקור העיקרי לפתוגנים סביבתיים.
דגימות אלה נאספו במהלך שתים עשרה ביקורי דגימה בשני שווקי ציפורים חיים במשך 15 חודשים.
ממצאי לימוד
הניתוח המטגנומי זיהה 84 וירוסים בספוגי עופות מסורתיים שנאספו משני שווקי ציפורים חיים במהלך תקופת המחקר של 15 חודשים. בערך בין 70-90% מהנגיפים הללו נמצאו גם בדגימות סביבתיות, המאשרות חפיפה חזקה בין שיטות הדגימה.
הנגיפים שהתגלו בתדירות הגבוהה ביותר בדגימות סביבתיות היו נגיף שפעת העופות ונגיף העופות העופות. וירוסים שנותרו שלא התגלו בדגימות סביבתיות היו הרבה פחות בשפע בספוגיות עופות והיו פחות תכופות במחזור בשווקים של ציפורים חיים.
ראוי לציין כי הניתוח המטגנומי הממוקד של דגימות סביבתיות זיהה 50 נגיפים נוספים ממשפחות מפתח פתוגניות (Astroviridae, Coronaviridae, Picornaviridae, וכן Retroviridae) שלא נמצאו באמצעות דגימת ספוגית עופות מסורתית. רבים מהנגיפים הללו היו ככל הנראה ממקורות אלטרנטיביים, כמו ארבו-וירוסים או מארחים שאינם עוסקים, ולא כולם היו איומים זונוטיים.
בנוגע לזיהומים במיני ציפורים שונים, המחקר מצא כי ניתוח מטגנומי של דגימות סביבתיות יעיל יותר לגילוי נגיפי עוף בהשוואה לנגיפי ברווז וכי נגיפי עוף הנגזרים מהקלואקל הם התורמים הדומיננטיים לעומסי פתוגן סביבתיים בשווקי ציפורים חיים.
ראוי לציין כי המחקר מצא כי ניתוח מטגנומי של דגימות סביבתיות היה יעיל יותר מאשר ספוגיות עופות במקרים מסוימים בגילוי נגיף Avian Pathogenic H5N1 מאוד, כולל סיבוב של Clades 2.3.4.4B ו- 2.3.2.1C, שלעתים נמצאו בדגימות סביבתיות אך החמיצו על ידי שביבי עופות. המחקר זיהה גם תת -סוגים אחרים של שפעת, כולל H6, H7 ו- H9, שחלקם התגלו בדגימות סביבתיות כאשר ספוגיות עופות לא הצליחו לזהות אותם, ותמכו עוד יותר ביעילות של מעקב סביבתי.
Metagenomics סביבתי מזהה במדויק את הפתוגנים של עופות. א) מפת חום מעגלית מתארת גילוי נגיף בין ספוגי עופות לסביבה. לפיה נמצא נגיף נתון לפחות במדגם עופות מוצג תא כחול, ולפיו נמצא אותו וירוס לפחות במדגם סביבתי אחד בו זמנית ומיקום מוצג תא ורוד סמוך. כל מסלול של מפת החום מייצג ביקור אחד ב- LBM. ב) מגרש תיבות המציג את ההבדל בשפע הנגיף בין מסים שהתגלו או לא התגלו בהצלחה מהפאנל A. סטטיסטיקות חושבו באמצעות בדיקת Wilcox. ג) עלילת סרגל המציגה את המספר הכולל של הנגיפים הייחודיים שהתגלו בספוגיות עופות בהשוואה לכל מדגם סביבתי בודד בכל תאריך דגימה. הנתונים הסטטיסטיים חושבו באמצעות דייגים במבחן המדויק ביותר בכל הקבוצות. בהתבסס על PCOA באיור 5 משלים, חישבנו את המרחק של כל הדגימות מהקואורדינטות החציוניות של צנטרואיד של D) Cloacal ו- E) ספוגיות אורופרינגיאליות שהושגו מתרנגולות ביתיות כמו גם f) פסגות גרון וגי) שהושגו מברווזים ביתיים. הסטטיסטיקה חושבו באמצעות קרוסקאל-וואליס עם בדיקת דאן לאחר ההוק. ח) עלילת רכס המציגה את ההסתברות של כל ספוגית עופות היא המקור לנגיפים פתוגניים לכל הדגימות הסביבתיות. הסטטיסטיקה חושבו באמצעות קרוסקאל-וואליס עם בדיקת דאן לאחר ההוק. כל ערכי ה- P שהתקבלו תוקנו לשיעור גילוי שווא (FDR) בשיטת בנימיני-הוכברג. ערכי P מצוינים כדלקמן: p <0.05; P <0.01; P <0.001.
משמעות המחקר
המחקר מגלה כי ניתוח מטגנומי של דגימות סביבתיות יעיל באותה מידה כמו מטגנומיקה של דגימת עופות מסורתית בגילוי נגיפי העופות שנמצאים בשווקי ציפורים חיים.
ראוי לציין כי המחקר מגלה כי מטגנומיקה מדגם סביבתי יכולה לאתר נגיף שפעת העופות H5 Clades 2.3.2.1C ו- 2.3.4.4b בתדירות גבוהה יותר מאשר ספוגיות עופות מסורתיות במקרים מסוימים, במיוחד בדגימות ספוגית אוויר וכלוב.
תצפיות אלה מראות כי ניתן לשקול גישה מטגנומית חדשה זו במעקב פתוגן סביבתי כאלטרנטיבה יעילה וחסכונית יותר למעקב פתוגן קונבנציונאלי לתגובות מהירות יותר להתפרצויות מחלות, במיוחד במסגרות בסיכון גבוה כמו שווקים מצפור חיים. גישה זו יכולה גם להפחית סיכונים ביו -בטיחותיים ואת חששות לרווחת בעלי חיים הקשורים לניטור פתוגן.
מחלת Coronavirus האחרונה 2019 (COVID 19) מגיפה לימדה את העולם כי נגיפי נשימה כמו תסמונת נשימה חריפה חמורה Coronavirus 2 (SARS-COV-2) יכולים להישאר זיהומיים במשך תקופה ארוכה מחוץ למארח ויכול לשרוד במצבים ומדיומים סביבתיים שונים, כמו אוויר, משטחים ושפכים. באופן דומה, המחקר עולה כי נגיפי שפעת העופות ופתוגנים אחרים של עופות יכולים להימשך מחוץ למארח בשווקי ציפורים חיים, ולהעלות חששות לגבי מסלולי הולכה עקיפים אפשריים.
תצפיות אלה מדגישות את הצורך במעקב פתוגן מורחב המכסה הן פתוגנים שמקורם בבעלי חיים והן באלה שנמצאים במדיומים סביבתיים שונים. דגימה סביבתית זיהתה גם וירוסים שאינם אוויריים, כמו נגיף דנגה 3 וכן Rhinovirus A1הדגמה נוספת של יכולת השיטה לתפוס מגוון רחב יותר של וירוסים במחזור בשווקים עם ציפורים חיים. כפי שמרמזים על ממצאי המחקר הנוכחי, ניתן להשיג יעדים כאלה באמצעות מטגנומיקה מוערכת על ידי בדיקה ממוקדת על דגימות סביבתיות.
כפי שציינו החוקרים, ניתן להתאים את המסגרת ששימשה במחקר זה לממשקים אחרים-בעלי חיים אחרים לחיזוק מערכות מעקב פתוגן ולהפחתת סיכוני מחלות במסגרות דומות.
*הודעה חשובה: כיכר מחקר מפרסם דוחות מדעיים ראשוניים שאינם בודקים עמיתים, ולכן אין לראות בהם כמשקעים, מדריכים את התנהגות הקלינית/התנהגות הקשורה לבריאות, או לטפל בהן כמידע מבוסס.
