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为探究空肠弯曲杆菌(Campylobacter jejuni)在低收入和中等收入国家的感染来源及传播途径,尤其是对婴幼儿的影响,研究人员分析了埃塞俄比亚东部地区该菌的基因组多样性。结果发现其传播途径复杂且相互依赖,鸡是主要传染源,反刍动物也有贡献。该研究为防控感染提供了重要依据。
在全球范围内,空肠弯曲杆菌(C. jejuni)和结肠弯曲杆菌(C. coli)是引发细菌性肠炎的常见病菌。世界卫生组织数据显示,每年约有 1.66 亿例肠胃炎由它们导致,在低收入和中等收入国家,发病率更是居高不下。而且,这些病菌感染与儿童发育迟缓存在关联,给公共卫生带来极大挑战。在高收入国家,人们对其感染来源和传播途径了解相对较多,知道动物尤其是家禽是主要传染源,通过食物传播是主要途径。但在低收入和中等收入国家,相关研究却十分匮乏,特别是针对婴幼儿这一脆弱群体,我们对其感染来源和传播路径几乎一无所知。正是在这样的背景下,为了填补这一知识空白,来自美国佛罗里达大学、丹麦技术大学、埃塞俄比亚哈拉马亚大学等多个研究机构的研究人员联合开展了一项深入研究。他们的研究成果发表在《Gut Pathogens》上,为我们揭示了空肠弯曲杆菌在埃塞俄比亚农村地区的传播奥秘,对防控该病菌感染、改善婴幼儿健康状况意义重大 。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先是样本采集与菌株分离,从人类粪便和牲畜粪便样本中分离空肠弯曲杆菌。之后进行基因组 DNA 提取和测序,获取菌株的基因组数据。运用多位点序列分型(MLST)和核心基因组多位点序列分型(cgST)等技术对菌株进行基因分型,构建最小生成树(MST)展示菌株间的遗传关系。还利用了多种溯源模型,如不对称岛屿模型、PCO 模型、源 - 汇模型和 k - mer 模型,来确定感染的来源。
研究结果如下:
- 基因组多样性:在 287 株空肠弯曲杆菌分离株中,鉴定出 48 种七基因序列类型(STs),其中 11 种为新发现类型。多数分离株不属于高资源环境中常见的 STs,全球 6 种最常见的 STs 中,该研究区域仅发现 ST50。同一婴儿样本中的分离株基因关系密切,而连续样本中的分离株常呈现不同 STs。
- 感染的多样性和持续性:从 81 个样本中获得多个空肠弯曲杆菌分离株,多数样本中分离株的七基因 ST 相同,但也有少数样本存在不同 STs。同一婴儿不同时间样本中,仅 8% 的样本对分离出相同 ST 的菌株,多数样本对分离出不同 STs 的菌株 ,表明感染存在快速清除和新感染现象。
- 空间聚类:通过 PERMANOVA 分析不同空间和时间尺度下 cgST 类型的分布,发现样本水平聚类显著,同一样本的菌株高度相关;婴儿水平也有显著聚类;在地区层面,部分区域存在聚类现象 。
- 溯源分析:多种模型预测鸡是婴儿感染的主要来源,反刍动物也对感染有贡献,但不同模型对牛和小反刍动物的相对重要性判断存在差异。当考虑其他人类(母亲和兄弟姐妹)作为感染源时,鸡作为感染源的比例下降,但仍为主要来源 。
研究结论和讨论部分指出,该研究中许多空肠弯曲杆菌分离株的 STs 与高资源环境中常见类型不同,表明该地区菌株具有独特性。鸡是婴儿感染的最重要传染源,但反刍动物的作用也不可忽视,而且感染可能通过鸡直接传播给婴儿,也可能通过其他人类作为中间宿主传播。不过,研究存在一定局限性,如样本采集受 COVID - 19 疫情影响,且多数样本来自年龄较大婴儿,可能存在偏差。总体而言,该研究揭示了空肠弯曲杆菌在埃塞俄比亚农村地区传播途径的复杂性和相互依赖性,为制定针对性防控策略提供了关键依据。未来,应注重保护婴儿的直接接触源,如护理人员的手、食物和室内土壤等,加强营养、食品安全以及水、卫生和个人卫生等领域的协同合作,从而有效减少婴儿感染空肠弯曲杆菌,降低儿童发育迟缓的风险。