全基因组测序揭示意大利北部牛群中M. caprae的遗传变异与传播链分析

本研究通过全基因组测序(WGS)技术，对意大利北部牛群中由M. caprae引起的结核病疫情进行了深入分析。研究人员结合传统分型方法和SNP分析，揭示了SB0418基因型菌株的传播路径，证实了从奥地利/德国通过不同途径传入意大利的独立事件。该研究为理解M. caprae的分子流行病学提供了新见解，并验证了5 SNP作为意大利疫情调查的最佳阈值，对结核病防控策略具有重要指导意义。论文发表在《Veterinary Research》杂志。

　　

牛结核病(bTB)作为一种重要的人畜共患病，长期以来对畜牧业和公共卫生构成严重威胁。虽然主要由牛分枝杆菌(M. bovis)引起，但山羊分枝杆菌(M. caprae)作为结核分枝杆菌复合群(MTBC)成员，近年来在欧洲多地引发关注。这种病原体最初被认为主要感染山羊，但现已证实可感染包括牛、猪、鹿、野猪等多种家畜和野生动物，甚至可传播给人类，显示出显著的人畜共患潜力。在意大利北部地区，M. caprae引发的疫情持续存在，但其传播路径和分子机制尚不清楚。

意大利动物卫生研究所(IZSLER)国家牛结核病参考中心的研究人员开展了一项开创性研究，利用全基因组测序(WGS)技术对2001-2022年间意大利北部21个牛场34株M. caprae分离株进行了系统分析。这些菌株均具有SB0418基因型和特定的MIRU-VNTR(分枝杆菌散在重复单元-可变数目串联重复)图谱。研究还整合了12株奥地利红鹿分离株的基因组数据，通过单核苷酸多态性(SNP)分析揭示了菌株间的进化关系。

研究人员采用多项关键技术：1)从ITAN-TB国家数据库中筛选特定基因型菌株；2)使用Illumina平台进行全基因组测序；3)通过MTBseq流程进行SNP分析；4)结合流行病学调查数据验证基因组结果；5)利用中值连接网络(MJN)分析传播路径。特别值得注意的是，研究团队获得了来自奥地利健康与食品安全局(AGES)的12株红鹿分离株作为重要参照。

研究结果显示，所有意大利和奥地利分离株均属于Lechtal亚群，在RD4区域具有特征性38 kb缺失。系统发育分析将欧洲M. caprae菌株分为四个主要簇，其中意大利菌株形成两个独立簇(A和B)，簇间SNP差异为6-16个。簇A主要包含来自伦巴第大区的菌株，而簇B则包含来自艾米利亚-罗马涅大区和部分伦巴第大区的菌株。

流行病学调查揭示了复杂的传播网络：伦巴第大区的疫情可能起源于2002年从奥地利/德国进口的感染牛只，通过特伦蒂诺-上阿迪杰大区的集散中心传播至当地农场；而艾米利亚-罗马涅大区的疫情则通过另一独立途径传入。研究还发现，牧场间共用牧场、人员往来和动物交易是造成疫情扩散的重要因素。特别值得注意的是，一头2011年分离自红鹿的菌株与牛群分离株高度相似，提示野生动物可能在传播中发挥作用。

通过测试不同SNP阈值，研究发现5 SNP是区分意大利疫情簇的最佳阈值，这与流行病学调查结果高度一致。这一发现为未来疫情调查提供了重要参考标准。相比之下，6-12 SNP阈值会导致所有菌株被归为一组，无法反映实际的传播路径。

这项研究首次在意大利应用全基因组测序技术解析M. caprae疫情，证实了该病原体通过不同途径从阿尔卑斯山地区传入意大利北部的假设。研究不仅揭示了具体的传播链条，还验证了基因组流行病学在结核病防控中的实用价值。特别重要的是，研究提出了适用于意大利疫情调查的SNP阈值标准，为未来疫情监测和防控策略制定提供了科学依据。该研究也强调了跨国动物贸易在病原传播中的关键作用，提示需要加强边境检疫和动物移动监管。这些发现对完善意大利乃至欧洲的牛结核病 eradication 计划具有重要意义。