《Anaerobe》：Spatial Distribution and Ecological Niche Modeling of Toxigenic
Clostridium perfringens in Ruminants: Integrating Environmental Drivers with an ELISA-Based Toxinotyping Approach
编辑推荐：
•Ag-ELISA 筛查741份反刍动物样本，产气荚膜梭菌阳性率为40.08%。•产气荚膜梭菌A型和C型被确认为优势菌株。•广义线性混合模型（GLMM）分析证实，土壤湿度和温度是关键的流行风险因素。•核密度估计（KDE）建模揭示了产气荚膜梭菌生态位中的双峰适应机制。•A型和C
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Ag-ELISA 筛查741份反刍动物样本，产气荚膜梭菌阳性率为40.08%。
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产气荚膜梭菌A型和C型被确认为优势菌株。
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广义线性混合模型（GLMM）分析证实，土壤湿度和温度是关键的流行风险因素。
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核密度估计（KDE）建模揭示了产气荚膜梭菌生态位中的双峰适应机制。
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A型和C型的盛行率凸显了制定针对性区域疫苗接种策略以减轻反刍动物损失的必要性。
引言
肠毒血症是一种以牲畜高死亡率为特征的感染性疾病，主要发生于绵羊、山羊和牛，由产气荚膜梭菌产生的毒素引起。该菌为革兰氏阳性、产芽孢的厌氧菌。该病在人类中以食源性疾病的形式出现，凸显了该疾病在兽医学和公共卫生领域的双重重要性。该病原体的一个显著特征是其在土壤和污水等环境储库中广泛存在，同时又是动物肠道菌群的天然组成部分。此外，产气荚膜梭菌的产芽孢能力使其对恶劣环境条件具有高度抵抗力，包括极端温度、高渗透压、化学物质、辐射和pH波动。这种韧性促成了该病原体在环境中的长期存活，并赋予了其广泛的传播潜力——这些是使感染流行病学复杂化的关键因素[1]、[2]、[3]、[4]。
肠毒血症的发生与多种因素相关，如突然的饲料变化、富含碳水化合物的高能量日粮、影响肠道运动的因素以及环境条件。这表明该疾病具有多因素性质，不仅受微生物学因素影响，还受环境和管理因素的影响。此外，疾病发病机制中涉及的强效毒素产生是加重感染严重程度的主要因素之一。这也构成了将该病原体分为七个不同类型的依据，即A、B、C、D、E、F和G型，取决于其产生α（alpha）、β（beta）、ε（epsilon）、ι（iota）毒素、产气荚膜梭菌肠毒素和坏死性肠炎B样毒素的能力[5]。除F型和G型外，所有类型均可能导致反刍动物严重感染和死亡[6]。除临床和病理学检查外，该疾病的确诊依赖于对肠道内容物中毒素的检测。酶联免疫吸附测定（ELISA）、聚合酶链反应（PCR）和毒素中和试验（NT）用于毒素检测[7]。在这些检测中，ELISA被公认为快速且特异性的诊断方法，诊断准确率约为95%，具有高灵敏度（96.5%–97.4%）和高特异性（94.6%–95.2%），可检测肠道内容物中极低量的毒素[8]、[9]。确定该细菌，特别是其毒素类型的空间分布，对于制定最适当的区域特异性控制和治疗策略至关重要[10]。近年来，遥感数据、地理信息系统和高级统计建模方法在理解传染病流行病学和制定控制与干预策略方面的使用稳步增加。
特别是，时空分析在揭示疾病的区域分布、识别环境风险因素和开发早期预警系统方面具有显著优势。然而，我国现有肠毒血症文献表明，研究主要集中在病原体的分离、毒素定型和分子特征分析上；而将环境和非生物变量对疾病动态的影响与流行病学数据相结合的研究则极为有限。即使在国际文献中，值得注意的是，将遥感数据（如植被指数）和气象参数结合起来，通过高级统计建模方法考察肠毒血症环境决定因素的研究也极为稀少。据我们所知，无论是在土耳其还是国际文献中，都尚未有将肠毒血症的毒素类型空间分布与环境气候变量整合，并通过时空分析和广义线性混合模型（GLMM）等高级方法进行分析的综合研究。
本研究的主要目的是通过调查土耳其黑海中部地区及其周边省份反刍动物肠毒血症的流行病学，填补这一文献空白，从而揭示产毒产气荚膜梭菌的空间分布和毒素类型多样性。为实现全面的流行病学理解，该特定地理区域被选定为目标研究区域，因其独特的农业生态基础。该地区在潮湿沿海地区与半干旱内陆地区之间具有显著的小气候梯度[11]，并伴有富含有机质的广泛冲积土壤[12]。这些环境特征为研究产芽孢厌氧菌的存活、双峰适应和传播动态提供了理想的天然模型。在此范围内，采用基于负二项分布的广义线性混合模型分析了基于ELISA毒素检测结果获得阳性病例与环境/气候变量之间的关系，该模型能更好地弥补流行病学研究中常见的问题，如零膨胀和过度分散。本研究旨在为基于环境因素的早期预警和风险估计模型的创建、早期预警系统的开发以及区域特异性预防医学策略的规划提供科学贡献。
章节摘要
样本
本研究的材料包括从疑似肠毒血症的1至6岁绵羊、山羊、牛和水牛中收集的741份肠道内容物样本。这些样本于2021年至2024年间由萨姆松省、锡诺普省、奥尔杜省、吉雷松省、阿马西亚省、托卡特省、锡瓦斯省、特拉布宗省、乔鲁姆省、约兹加特省和里泽省送交萨姆松兽医控制研究所。肠道内容物样本从小肠（空肠和回肠）采集至无菌容器中
肠毒血症的流行病学现状与时间趋势
ELISA分析结果显示，741份受检样本中有297份（40.08%）被确定为产气荚膜梭菌及其毒素阳性。按年度评估病例数时，检测到2021年至2024年间病例数呈现明显的变化趋势（图1）。在2021年至2023年的三年期间，病例数的总增长率计算为75.4%。然而，2024年病例数相比
讨论
产气荚膜梭菌是一种在自然界中广泛存在的革兰氏阳性、产芽孢的专性厌氧菌，可作为正常微生物群的一员存在于人类和动物的胃肠道中。该细菌的毒力依赖于广泛的毒素库，包含多种强效毒素，在发病机制中发挥基本作用[5]。本研究是少数几项综合调查之一，同时涉及
研究局限性
本研究的一个局限性在于缺乏平行的分子检测方法，如多重PCR，以直接对肠道内容物中的毒素基因型进行遗传学确认。尽管我们的快速冷链运输方案最大限度地降低了蛋白水解降解的风险，但仅依赖ELISA可能导致低产量或处于晚期降解阶段的毒素被忽略。未来结合PCR基因型分析和表型毒素检测的临床样本研究
结论
通过揭示病原体传播中起作用的环境非生物因素，本研究为其流行病学和适应动态提供了全面视角。展示了研究区域中特定动物种类的毒素类型分布，使区域疫苗接种策略得以重新评估。此外，确定环境非生物因素在病原体传播中发挥关键作用，表明这种情况可被用于
作者贡献声明
Ya?ar Fatih GüLER：撰写——审阅与编辑、方法学、正式分析、数据管理。Yunus KILI?O?LU：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、方法学、正式分析、数据管理。ONUR TA?；：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、方法学、正式分析、数据管理、概念化。Rah?an KO? AKPINAR：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、监督、正式分析、数据管理。Zekeriya KELE?；：资源、方法学，
伦理审批
本研究无需伦理审批，因为所有肠道内容物样本均来自常规诊断程序，没有专门为研究目的采集动物样本。
免责声明
本文表达的观点和意见仅代表作者本人，不一定反映土耳其共和国农业和林业部的观点。土耳其共和国农业和林业部不对此承担责任。
资助
本研究由土耳其共和国农业和林业部资助，因为本研究的肠毒血症诊断和控制工作属于萨姆松兽医控制研究所的法定职责范围。
利益冲突声明
作者声明在本研究、作者身份和/或本文发表方面不存在潜在利益冲突。
致谢
作者感谢土耳其共和国农业和林业部对本研究的资助，因为本研究的肠毒血症诊断和控制工作属于萨姆松兽医控制研究所的法定职责范围。
Onur TA?|Yunus KILI?O?LU|Ya?ar Fatih GüLER|Sedat ORMANCI|Volkan YILMAZ|Zekeriya KELE?|Rah?an KO? AKPINAR
