《Microbial Pathogenesis》：Pathogenomic Insights and Prevalence of the Big Six Enterohemorrhagic
Escherichia coli from Cattle and Sheep
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EHEC在土耳其牛羊中的流行病学调查及分子特征分析，检测到4.2%的阳性率，发现O121和O45两种新血清型，并揭示多重耐药性和基因同源性特征。
Muammer G?ncüo?lu|Naim Deniz Ayaz|Hamit Kaan Mü?tak|G?rkem Cengiz|Bahar Onaran Acar|?nci Ba?ak Mü?tak|Gültekin ünal|Güzin ?plik?io?lu Aral|Ergün ?mer G?ksoy|Ayd?n Vural|Ali Gücüko?lu|Erhan Keyvan|Tolga Kahraman|Bü?ra Ta?|Ufuk Kaya
土耳其安卡拉大学兽医学院食品卫生与技术系
摘要
肠出血性大肠杆菌（EHEC），尤其是O157:H7血清型，对公共卫生构成了重大风险，并可能导致严重并发症。最近的研究确定了六种主要的非O157血清型，统称为“六大血清型”，它们是导致EHEC相关疾病的重要因素。本研究旨在确定这六种EHEC血清型在土耳其六个地区的牛和羊中的流行情况，并分析分离株的表型和毒力基因特征，以评估其公共卫生意义。在屠宰过程中从720头牛和720只羊中收集了总共4,320个样本。从这些样本中分离出了5,829个疑似EHEC菌落，通过聚合酶链反应（PCR）分析确认了182个为EHEC。EHEC的总体流行率为约4.2%，这些分离株至少含有一个stx基因。血清型鉴定显示有两个分离株（O121:H19和O45:H2），均来自牛的直肠-肛门黏膜拭子（RAMS）样本。抗生素敏感性测试表明，O45分离株对大多数抗生素敏感，但对阿兹treonam和imipenem表现出中度耐药性，而O121分离株对环丙沙星、阿兹treonam和庆大霉素表现出多重耐药性。脉冲场凝胶电泳（PFGE）和全基因组测序（WGS）分析表明O121分离株之间存在高度遗传相似性。这些发现为了解土耳其EHEC菌株的遗传多样性、抗生素耐药性谱和流行情况提供了宝贵信息。因此，本研究为土耳其动物宿主体内EHEC的流行情况和基因组特征提供了基础数据，也是建立全面监测系统的第一步。
引言
< />大肠杆菌（STEC）是全球范围内一个重要的公共卫生问题，导致了大量的食源性疾病。由于其致病性，这些微生物也被归类为肠出血性大肠杆菌（EHEC）。EHEC是STEC的一个亚群，其特征是特定的血清型，常与暴发事件相关，并与严重的临床疾病（如出血性结肠炎和溶血性尿毒综合征）有关。EHEC的主要宿主是反刍动物，尤其是牛和羊，它们通过粪便排出细菌，从而污染环境、屠宰场和食品供应，进而对食品安全构成持续挑战。美国农业部食品安全检验局（FSIS）和欧洲食品安全局（EFSA）均认为牛肉是这些血清型的主要污染源。在肉类加工过程中，从处理尸体到生产绞肉和肉制品的过程中，污染风险进一步增加。EHEC的低感染剂量、耐酸性以及强大的毒力因子使其成为食品安全和公共卫生的严峻挑战。根据美国农业部的数据，六种EHEC血清型——O26、O45、O103、O111、O121和O145——被称为“六大血清型”，占美国非O157 STEC感染的80%以上，其中估计82%的感染是通过食物传播的。虽然E. coli O157:H7仍然是与严重疾病最常相关的血清型，但由于非O157 EHEC血清型具有类似的临床影响，它们对食品安全构成了日益增长的威胁。美国疾病控制与预防中心（CDC）2019年的FoodNet报告显示，非O157 EHEC感染病例增加，而O157病例则有所下降。2019年，STEC感染病例比2016-2018年增加了34%，主要原因是非O157病例的增加。
鉴于其公共卫生重要性，EFSA和美国农业部食品安全检验局建议对牛肉产品中的这些血清型进行常规监测。2012年，美国农业部食品安全检验局对生牛肉中的E. coli O157:H7实施了零容忍政策，后来由于公共卫生问题的加剧，这一政策扩展到了非O157 EHEC血清型。然而，在土耳其，土耳其食品法典目前仅针对E. coli O157制定了标准，尽管修订工作正在进行中。同时，关于EHEC暴发的数据仍然有限。
尽管一些研究调查了土耳其的非O157 EHEC，但关于其传播来源的数据仍然有限，其致病潜力往往被忽视。鉴于缺乏关于“六大血清型”在反刍动物中流行情况的全面研究，本研究首次对土耳其六个地区的屠宰场中牛和羊样本中的EHEC存在情况、毒力基因和抗生素耐药性进行了全面分析。本研究旨在提供土耳其牛和羊中EHEC流行情况的全国性数据。为了进一步阐明这些分离株的流行病学特征，采用了脉冲场凝胶电泳（PFGE）和全基因组测序（WGS）分析来确定克隆关系并促进进一步的研究。
STEC的食品安全监测系统通常从动物宿主的特征描述开始，然后调查食物链污染情况，并在可能的情况下将其与人类临床病例联系起来。在此背景下，本研究重点关注土耳其屠宰场中牛和羊的EHEC流行情况和基因组特征。作为土耳其牲畜中六大主要EHEC血清型的首次全面调查，它为食品安全监测系统的后续发展提供了必要的基础动物数据。
研究设计与样本收集
样本收集过程涵盖了四个不同的时间段：2019年秋季、2020年冬季、2020年夏季和2021年春季。在每个采样期间，从土耳其六个地理区域（马尔马拉、爱琴海、地中海、安纳托利亚中部、黑海和安纳托利亚东南部）的每个参与屠宰场的30头牛和30只羊中收集了皮肤/毛发样本、直肠-肛门黏膜拭子（RAMS）和尸体拭子样本。总共收集了4,320个样本。
牛和羊中EHEC的流行情况
< />< />
stx1呈阳性，62个仅对stx2呈阳性，48个同时对stx1和stx2呈阳性。大约4.2%的4,320个样本对EHEC呈阳性。讨论
< />E. coli O157:H7流行率（6.4%）高于牛（3.9%）。由于研究条件和季节性的差异，估计牛中的EHEC流行率较为困难。尽管我们的研究提供了土耳其EHEC的全国性数据，但还需要进一步的研究。结论
< />作者贡献声明
Güzin ?plik?io?lu Aral：撰写 – 审稿与编辑、调查、数据分析。Ergün ?mer G?ksoy：数据分析。Ayd?n Vural：数据分析。Ali Gücüko?lu：数据分析。Erhan Keyvan：数据分析。Muammer G?ncüo?lu：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、可视化、验证、监督、软件使用、资源获取、项目管理、方法论、资金获取、数据管理、概念构思。Tolga Kahraman：数据分析。Naim Deniz Ayaz：撰写 –数据可用性
< />资助
< />利益冲突声明
