Мониторинг внутри

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 12529 (2023) Цитировать эту статью

50 доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Campylobacter jejuni и Campylobacter coli являются важными зоонозными патогенами пищевого происхождения и вызывают обеспокоенность в связи с растущей тенденцией к росту устойчивости к противомикробным препаратам. Долгосрочное эпиднадзорное исследование было проведено на животных разных возрастных групп на пяти фермах молочного скота с целью изучения разнообразия внутри фермы и динамики передачи резистентного Campylobacter с течением времени. Фенотип устойчивости циркулирующих изолятов (170 C. jejuni и 37 C. coli) определяли путем микроразведения в бульоне, а отобранные 56 изолятов секвенировали весь геном с использованием технологии секвенирования длинных фрагментов Oxford-Nanopore, что привело к полностью разрешенным и кольцевым геномам. (как хромосомы, так и плазмиды). C. jejuni был выделен на всех фермах, тогда как C. coli был выделен только на двух фермах, но уровень резистентности у C. coli был выше, чем у C. jejuni, и у телят, чем у взрослых животных. Некоторые генотипы (например, ST-48, gyrA_T86I/tet(O)/blaOXA-61 в ферме F1; ST-12000, aadE-Cc/tet(O)/blaOXA-489 в F4) сохранялись на протяжении всего исследования, в то время как другие проявлялись лишь спорадически. обнаружен. Приобретение внеклеточных генов от других изолятов и внутриклеточные мутационные события были идентифицированы как процессы, которые привели к появлению устойчивых генотипов, которые распространились внутри стада. Мониторинг с помощью секвенирования Oxford Nanopore Technologies помог расшифровать сложную молекулярную эпидемиологию, лежащую в основе распространения резистентного Campylobacter внутри фермы.

Кампилобактериоз является основной причиной бактериального гастроэнтерита человека в промышленно развитых странах, при этом основными возбудителями являются виды Campylobacter jejuni и Campylobacter coli. После домашней птицы крупный рогатый скот считается основным источником передачи Campylobacter человеку при употреблении зараженной пищи и/или воды или при прямом контакте с животными или их фекалиями1. Поскольку инфекции Campylobacter обычно проходят самостоятельно, антимикробная терапия показана только при системных и тяжелых инфекциях. Тем не менее, устойчивые к противомикробным препаратам кампилобактерии вызывают беспокойство, поскольку они ставят под угрозу варианты лечения инфекции. Фторхинолоны (ФХ) и тетрациклины, часто назначаемые в качестве эмпирической терапии диареи2, имеют пониженную эффективность из-за высокого уровня резистентности. Таким образом, макролиды стали препаратами выбора при лабораторно подтвержденных случаях тяжелого кампилобактериоза3,4.

Наши предыдущие результаты, основанные на перекрестных эпидемиологических исследованиях, проведенных в Стране Басков (север Испании), показали, что молочный скот представляет собой важный резервуар резистентных Campylobacter5,6 и что распространенность устойчивости к критически важным с медицинской точки зрения противомикробным препаратам, таким как FQ, увеличивается, тогда как устойчивость к макролидам остается низкой6,7. Приобретение определенных признаков устойчивости к противомикробным препаратам связано с повышенной приспособленностью бактерий (например, точечная мутация C257T в гене gyrA)8,9, тогда как другие приводят к снижению приспособленности (например, точечная мутация 2075G в гене 23S рРНК)10,11. В некоторой степени это может объяснить наблюдаемые в настоящее время высокие показатели устойчивости к FQ и низкие показатели устойчивости к макролидам у Campylobacter spp. от домашнего скота12.

В нескольких исследованиях сообщалось о вариабельности характера выделения Campylobacter с фекалиями, связанной с возрастом, а также о различиях в устойчивости отдельных генотипов внутри фермы 13,14,15. Однако динамика передачи устойчивых генотипов внутри стада до конца не выяснена, и все еще существуют пробелы в отношении распространения устойчивости к антибиотикам. Учитывая высокую корреляцию между выводами об устойчивости, основанными на фенотипе с использованием минимальных ингибирующих концентраций (MIC) и генотипе с использованием полногеномного секвенирования (WGS) у Campylobacter16, и эффективностью WGS для углубленной геномной характеристики бактерий17, здесь было проведено продольное исследование. на пяти фермах молочного скота в течение 16 месяцев, чтобы выяснить, могут ли определенные устойчивые генотипы быть более адаптированными к долгосрочной колонизации стада. Фенотипическое тестирование чувствительности к противомикробным препаратам и WGS были объединены для характеристики изолятов, выделенных от животных разных возрастных групп (телят, телок и лактирующих коров), собранных с течением времени. Для обеспечения полной сборки кольцевых бактериальных геномов и плазмид и получения точной информации о местонахождении генов устойчивости к противомикробным препаратам (ARG) было использовано секвенирование длинного считывания на основе технологии Oxford Nanopore (ONT). Понимание сложной эпидемиологии и динамики приобретения и распространения устойчивости к антибиотикам у C. jejuni и C. coli на фермах молочного скота поможет определить исходные данные для рекомендаций по методам управления на фермах.