מחקר גנומי בפריסה ארצית מראה שלמרות שסלמונלה דבלין נראית אחידה גנטית, היא מסתירה תכונות התנגדות עוצמתיות המאיימות על בקר, אנשים ואספקת המזון כאחד.
לִלמוֹד: התפתחות גנומית של סלמונלה דבלין בבקר ובני אדם בארצות הברית. קרדיט תמונה: Parilov/Shutterstock.com
הפתוגן הנישא במזון סלמונלה דבלין מציגה התנגדות אנטי -מיקרוביאלית הולכת וגוברת (AMR). זה מתפשט גם ברשת המזון האמריקאית, מתפשר על בטיחות המזון ומאיים על ביטחון המזון. מאמר שפורסם לאחרונה בפורסם מיקרוביולוגיה יישומית וסביבתית בחנו נתוני ביו -סעיר גו דבלין כדי להבין כיצד זה משתנה במארחים אנושיים ולא אנושיים שונים.
מָבוֹא
שִׁפּוּס דבלין היא מיקרוב זואנוטי שהתאים היטב לבקר. זה מזהם את שרשרת המזון האנושית ויכול לגרום למחלה קשה בבקר ובעלי חיים. שמו המדעי הוא סלמונלה enterica תת. enterica סרובאר דבלין (גו דבלין). זהו הזן השכיח ביותר המתקבל מהגשות מקרה של בקר קליני, והשני הנפוץ ביותר מהגשות בקר לא קליניות, ולא מכל הזיהומים הקליניים.
שִׁפּוּס דבלין מזהם בקר או בני אדם אחרים בעיקר דרך המסלול הפקו-אוראלי אך ניתן לשאת אותו גם דרך רוק או חלב. עגלים נגועים חולים קשה. חלק גבוה מפתח ספיגה ומחלות נשימה, מה שמוביל למוות. ניצולים עשויים להפוך לנשאים בריאים ולהשיל את החיידק במרווחים בהמשך החיים.
בקר בוגר מפתח גסטרואנטריטיס בעקבות זיהום, ירידה בייצור חלב הנקה. שוב, לעתים קרובות הם הופכים לנשאים בריאים, עם שיעורי שפיכה המשתנים עם גורמים פיזיולוגיים, סביבתיים ומחלות. סביר להניח כי העגלים שלהם נגועים ולפתח ספיגה.
ארה"ב היא יצרנית הבקר הגדולה בעולם ובין השלושה הראשונים למוצרי חלב גדולים. כָּךש ' לדבלין השפעה מתועדת על ייצור החלב והבקר.
חלב גולמי, גבינות רכות ובשר בקר מזוהם הם המקורות העיקריים למזון שִׁפּוּס התפרצויות דבלין ומגע עם בקר נגוע. זה מהווה סכנה תעסוקתית עבור וטרינרים ועובדי בקר. בני אדם סובלים יותר קשה ודורשים אשפוז לעתים קרובות יותר עם שִׁפּוּס זיהום בדבלין מאשר מסרוברים אחרים, וסביר יותר שהוא יגרום למחלות הדורשות אשפוז.
התנגדות אנטי-מיקרוביאלית (AMR) והתנגדות רב תרופית (MDR) משפרים את חומרתו של שִׁפּוּס זיהומים בדבלין, הענקת עמידות בפני פלואורוקינולונים כמו ציפרופלוקסין, או צפלוספורינים כמו Ceftriaxone. מערכת ניטור ההתנגדות האנטי-מיקרוביאלית הלאומית (NARMS) עוקבת אחר AMR בפתוגנים זה ובפתוגנים אחרים הידועים כדביקים בני אדם ברחבי ארה"ב, במיוחד בטכניקות רצף של גנום שלם (WGS).
זה הניב כמות גדולה של נתונים זמינים לציבור, אשר סיפקו תובנות לגבי השכיחות או עלייתו של AMR על ידי מינים, אזורים או תקופות זמן, באופן יחיד או בשילוב. המחקר הנוכחי התמקד ב גו דבלין AMR ונגיף באמצעות נתונים גנומיים ציבוריים במסגרת הבריאות האחת.
על המחקר
המחקר כלל נתונים על 2,150 זנים של שִׁפּוּס דבלין שנאספה מחלקים שונים של ארה"ב בין 2002 ל 2023. בערך 580 היו מבקר נגוע, 664 מבני אדם נגועים, אך רובם ממקורות סביבתיים. לאחר מכן ניתחו החוקרים את הגנום, ובמיוחד את הפלסמידים, גורמי הנגיף וגנים AMR. הם העריכו קשרים פילוגנטיים באמצעות הבדלי פולימורפיזם חד-נוקלאוטידים (SNP) כדי להשוות את הגנומים.
ממצאי לימוד
דגימות שור, אנוש וסביבה הציגו תכונות ייחודיות, המציגות וריאציות בפוטנציאל AMR ובחוקה הגנומית. היו 116 גנים שקבעו היבטים שונים של נגיפות חיידקים. מרבית הגנים הללו (99) היו קיימים ב 99% או יותר זנים.
גנים עמידות לאנטיביוטיקה היו קיימים ב 1-10 לכל זן, מתוך 49 גנים ייחודיים שזוהו. הרוב העניקו התנגדות לתרופות ספציפיות, כמה למתכות כמו נחושת או זהב, ושניים לביוצ'דים. שני גנים היו משותפים כמעט לכל הזנים.
שכיחות AMR
מעניין, בניגוד לתמונה הגלובלית, ש. דבלין מראה פוטנציאל AMR גבוה יותר בארצות הברית, במיוחד בדגימות שור שנאספו מבקר נגוע קלינית.
גו זני דבלין מבקר נגוע באופן גלוי הייתה השכיחות הגבוהה ביותר של גני AMR הספציפיים לתרופות שונות. זה כולל התנגדות לשיעור Cephalosporin קריטי המשמש לטיפול במחלות פולשניות וחמורות אצל ילדים ועגלים. דגימות אלה הראו לעתים קרובות התנגדות לפלורפניקול, המשמשת לטיפול בדלקת ריאות עגל.
עמידות הקינולון הייתה נפוצה ביותר בזנים סביבתיים, ככל הנראה קשורה לזיהום שרשרת אספקת המזון ולחצים סלקטיביים עקיפים, אך לא מיוחסת ישירות לשימוש בסמים אנושיים למבוגרים.
התנגדות רב -תרופתית
לזנים מבקר נגוע היו גם הרמות הגבוהות ביותר של פלסמיד עמידות בפני תרופות תרופות inca/c2, והמגוון המשמעותי ביותר של הגנים. עלות הכושר של רכישת מוטציות של נקודת AMR היא פחותה מזה של פלסמידים. יתרה מזאת, רכישת פלסמיד מחייבת חשיפה לסביבות מגוונות פלסמיד ומיקרוביאליות. לפיכך, חשיפה סביבתית פחות מגוונת יכולה להסביר את ההבדלים הללו בין שור למקורות אחרים.
יציבות גנומית
זה נתמך על ידי מקורות סביבתיים בעלי שיעור גבוה יותר של גני הליבה ופחות גנים אביזרים (מעטפת וענן) מאשר זנים קליניים. לזנים סביבתיים, אנושיים ולבנים היו מאפיינים ייחודיים, כמו חלק גבוה של גני הליבה לסביבה לעומת הפרופורציה הנמוכה ביותר עבור זני השור. ההפך היה נכון לגנים בענן ופגזים. מרבית הגנים התפקודיים חולקו בכל הזנים, ללא קשר למקור.
זה מצביע על כך שזנים הגורמים למחלות קליניות ניתנים להתאמה יותר. הם חוצים מחסומים סביבתיים ומארחים, מתמודדים עם הגנות חיסוניות ועליהם לשלב בקהילות מיקרוביאליות שונות.
לעומת זאת, זנים סביבים פחות הניתנים להתאמה מבקר בריא לכאורה עשויים לזהם ביתר קלות את שרשראות אספקת המזון שלאחר הקציר. שרשרת אספקת המזון היא גם סביבה מבוקרת יותר, ומפחיתה את הצורך בהתאמה מיקרוביאלית.
זנים אנושיים מכסים את נקודת האמצע בין זני שור קליני לסביבה, אולי מייצגים תערובת. זה יכול להצביע על התאמה מספקת של S. דבלין כדי לגרום למחלה אנושית פולשנית לאחר העברת העברת לא אנושית. לחלופין, הם יכולים לייצג את הזנים הסבירים יותר לגרום למחלות סימפטומטיות, מכיוון שאחרים עשויים להימלט מהכרה.
דמיון פילוגנטי
באופן מפתיע, 72% מהזנים דמו מקרוב זן אחד או יותר עם פחות מ 20 הבדלים של SNP, ללא קשר למקור, לתקופה או למיקום הגיאוגרפי. העץ הפילוגנטי הראה שרובם באותו תא המטען.
לפיכך, המיקרובה מציגה דמיון גנומי חוצה-שרתים גבוהים, אך המחקר אינו קובע העברה ישירה באופן כיווני בין בני אדם, בקר ומאגרי סביבה. התוצאה היא התפלגות הנרחבת של גו דבלין מעל ארה"ב דרך זנים קשורים זה לזה על שטח עצום ובמשך תקופה ארוכה.
זה "מדגיש את החשיבות של בחינת מקור המתח בעת הערכה ומעקב אחר התנגדות אנטי -מיקרוביאלית. " המחקר מדגיש גם את הצורך בשיפור מסדי נתונים זמינים לציבור לצורך ניתוח פילוגנטי ופונקציונלי טוב יותר.
מסקנות
"הניתוחים שלנו של סלמונלה דבלין חושפים מידה בולטת של דמיון גנומי בקרב זנים המסתובבים במאגרי הבקר, האנושיים והסביבה בארה"ב. עם זאת, הומוגניות לכאורה זו מסווה הבדלים ביציבות הגנומית ובאלמנטים של התנגדות אנטי -מיקרוביאלית, ומדגישים מסלולי אבולוציה מובחנים בתוך כל מאגר. "
יש ליישם באופן אחיד על מדיניות הדיילות האנטי -מיקרוביאלית על נוהלי בריאות אנושיים ובעלי חיים. הבטחת בטיחות מזון וביטחון ביולוגי נשארים תחום חשוב של בריאות הציבור.
הורד את עותק ה- PDF שלך עכשיו!
