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一项新的研究表明，来自农场动物中大肠杆菌细菌的遗传物质可能有助于人类致命大肠杆菌菌株的进化。
大肠杆菌通常以无害细菌的形式存在于鸟类和哺乳动物(包括人类)的胃肠道中。它们也独立于宿主居住在水和土壤等环境中，并在包括鸡肉和火鸡肉、生牛奶、牛肉、猪肉和混合沙拉在内的食品中。
如果这些细菌拥有或获得了允许它们在肠道外的人体区域生存的因素，就会导致疾病。
大肠杆菌是尿路感染的主要来源，尿路感染是住院的常见原因。它还会导致败血症，每年全球有1100万人死于败血症，以及脑膜炎，一种影响大脑和脊髓的感染。
来自悉尼科技大学的卡梅隆·里德博士说，这项最近发表在《自然通讯》上的研究的目的是为了更好地了解一种名为ST58的新出现的大肠杆菌菌株的进化和基因组特征。
ST58已经从世界各地的患者血液感染中分离出来，包括法国，在那里，这种菌株的感染数量在12年的时间里增加了一倍。ST58也比其他菌株更耐药。
Reid博士说:“我们的团队分析了来自世界各地700多个人类、动物和环境来源的大肠杆菌ST58的基因组，以寻找线索，解释为什么它是败血症和尿路感染的新病因。”
他说:“我们发现来自猪、牛和鸡的大肠杆菌ST58含有被称为ColV质粒的遗传物质片段，这是导致大肠杆菌的这种疾病的特征。”
质粒是微小的双链DNA分子，从细菌染色体中分离出来，可以独立复制，并在不同的大肠杆菌菌株间转移，帮助进化毒性。
研究表明，ColV质粒的获得可能会引发大肠杆菌菌株引起人类的肠道外感染，也会增加抗微生物药物耐药性的可能性。
“人畜共患病，尤其是与大肠杆菌有关的人畜共患病，不应该被简单地视为病原体从动物转移到人身上，”研究合著者Steven Djordjevic教授说。
他说:“相反，它应该被理解为一种复杂的现象，源于大肠杆菌(和其他细菌)群体之间的巨大互动网络，以及它们在人类和动物身上遇到的选择压力。”
这些发现表明，食用动物生产的所有三个主要部门(牛、鸡和猪)都是这种病原体进化和出现的背景。
Reid博士说:“非人类来源对人类传染性疾病的贡献通常知之甚少，其潜在的重要性也未得到充分重视，就像有关SARS-CoV2病毒生态起源的辩论所证明的那样。”
“在一个非常容易受到病原体迅速传播的全球化世界中，积极管理微生物对公共卫生的威胁的重要性不容低估。”
这项研究对跨越食品工业、兽医和临床环境的公共卫生政策具有广泛的影响。
Reid博士说:“迄今为止，传染病公共卫生一直是一个反应性学科，只有在病原体出现并造成一些损害之后才能采取行动。”
“理想情况下，随着基因组测序技术的出现和广泛应用，未来的传染病公共卫生可以转变为一门主要是主动的学科，基因组监测系统能够预测病原体的出现，并为有效的干预措施提供信息。”
里德博士说，要想让这样的系统发挥作用，需要进行持续的研究，并与政府、公共卫生机构、食品生产商和临床医生合作，还需要对各种非人类微生物来源进行监测。
“这将包括家畜和野生动物——特别是鸟类——食品、污水和水道，即所谓的‘同一健康’方法。有些微生物，如ST58大肠杆菌，对这些相互联系日益紧密的宿主和环境之间的屏障知之甚少。
“一个健康基因组病原体监测系统将是公共卫生领域的一场革命，并在很大程度上打破以往以人类为中心、与我们周围的世界缺乏联系的方法。”
Journal Reference:
Cameron J. Reid, Max L. Cummins, Stefan Börjesson, Michael S. M. Brouwer, Henrik Hasman, Anette M. Hammerum, Louise Roer, Stefanie Hess, Thomas Berendonk, Kristina Nešporová, Marisa Haenni, Jean-Yves Madec, Astrid Bethe, Geovana B. Michael, Anne-Kathrin Schink, Stefan Schwarz, Monika Dolejska, Steven P. Djordjevic. A role for ColV plasmids in the evolution of pathogenic Escherichia coli ST58. Nature Communications, 2022; 13 (1) DOI: 10.1038/s41467-022-28342-4
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