E. coli O157:H7: Bakterien, die mit Infektionen bei Rindern in Verbindung gebracht werden
Studie zeigt, dass lokale Rinderpopulationen einen grossen Einfluss auf E. coli O157:H7-Infektionen haben.
Gillian A.M. Tarr, L. Chui, K. Stanford, E. W. Bumunang, R. Zaheer, V. Li, S. Freedman, C. R. Laing, T. A. McAllister
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Inhaltsverzeichnis
E. coli O157:H7 ist eine Art von Bakterien, die bei Menschen ernsthafte Krankheiten verursachen können. Dieses Keimchen findet man oft bei Rindern und anderen Nutztieren. In manchen Gegenden, wie Alberta in Kanada, Schottland, Irland und Argentinien, sind Infektionen mit diesem Bakterium viel häufiger. Dort gibt's viele Nutztiere, besonders Rinder, die die Hauptquelle für dieses Keim sind. Aber es gibt auch andere Orte mit ähnlich vielen Rindern, wo E. coli O157:H7-Infektionen nicht so häufig vorkommen, und der Grund für diesen Unterschied ist unklar.
Wie sich E. coli O157:H7 verbreitet
E. coli O157:H7 kann auf verschiedene Arten übertragen werden. Menschen können sich anstecken, wenn sie kontaminierte Lebensmittel essen, unsicheres Wasser trinken oder direkten Kontakt mit infizierten Tieren haben. Die häufigsten Tiere, die dieses Keim tragen, sind Rinder, Schafe und Ziegen. Es gab auch Fälle, in denen andere Tiere wie Rehe und Schweine mit Ausbrüchen in Verbindung gebracht wurden, aber es ist unklar, wie bedeutend ihre Rolle im Vergleich zu Rindern ist.
Manchmal kann dieser Keim auch von Mensch zu Mensch übertragen werden, aber das passiert nicht sehr oft. Studien legen nahe, dass etwa 15 % der E. coli O157:H7-Fälle möglicherweise auf Mensch-zu-Mensch-Übertragung zurückzuführen sind, aber das reicht nicht aus, damit das Keimchen länger in der menschlichen Bevölkerung bleibt.
Die Rolle von Rindern bei E. coli O157:H7-Infektionen
In der Nähe von Rindern zu leben, erhöht nachweislich die Chancen, sich mit E. coli O157:H7 anzustecken. Das deutet darauf hin, dass die lokalen Rinderpopulationen ein wichtiger Faktor sind, wie sich dieses Keim auf Menschen ausbreitet. Um den Zusammenhang zwischen Rindern und menschlichen Infektionen besser zu verstehen, haben Forscher untersucht, wie sich E. coli O157:H7 in Alberta verhält, wo die Fälle dieser Infektion besonders hoch sind.
Studienüberblick
Eine Studie in Alberta wollte das Verhältnis zwischen Rindern und menschlichen Infektionen durch E. coli O157:H7 verstehen. Die Forscher analysierten Bakterien von sowohl Rindern als auch Menschen, die von 2007 bis 2015 erkrankt waren. Sie konzentrierten sich auf 123 Proben von Rindern und 123 Proben von Menschen, die während dieser Zeit den Gesundheitsbehörden gemeldet wurden.
Die Forscher schlossen auch zusätzliche Bakterienproben ein, die zwischen 2009 und 2019 in Alberta gesammelt wurden, sowie Proben aus den USA und anderen Ländern. Sie verwendeten genetische Tests, um zu sehen, wie verwandt die Bakterien aus verschiedenen Quellen waren.
Wie die Forscher die Bakterien analysierten
Die Forscher sequenzierten die DNA der Bakterien von Rindern und Menschen mit moderner Technologie, um einen detaillierten Blick auf deren genetische Informationen zu bekommen. So konnten sie sehen, welche Bakterien eng verwandt waren und wie sie möglicherweise von Rindern auf Menschen übergegangen sind. Sie entdeckten, dass viele menschliche Infektionen mit bestimmten Stämmen in Verbindung standen, die ebenfalls von lokalen Rindern stammen.
Erkenntnisse über lokale Linien
Die Studie fand heraus, dass eine grosse Anzahl menschlicher Infektionen mit dem, was sie "lokale persistente Linien" nannten, verbunden war. Das sind Gruppen von Bakterien, die schon eine Weile in der Umgebung sind und weiterhin Krankheiten verursachen. In Alberta waren 44 menschliche Fälle mit diesen Linien verbunden, was eine signifikante Zahl ongoing E. coli O157:H7-Infektionen widerspiegelt.
Im Laufe der Jahre, die untersucht wurden, gab es bestimmte Stämme, die konstant Infektionen verursachten. Tatsächlich identifizierte die Studie 11 dieser Linien, die für viele Krankheitsfälle verantwortlich waren. Die meisten dieser Fälle standen in direktem Zusammenhang mit Rindern, was darauf hindeutet, dass die Kontrolle von Infektionen bei Rindern helfen könnte, menschliche Fälle zu reduzieren.
Veränderungen der bakteriellen Stämme über die Zeit
Im Laufe der Studie bemerkten die Forscher, dass die Stämme, die Krankheiten verursachten, gefährlicher wurden. In den späteren Jahren wurde ein neuer Stamm, der nur ein spezifisches Toxin-Gen, stx2a, mit sich trug, häufiger. Dieser Stamm wurde mit schweren Krankheiten, einschliesslich Nierenversagen, in Verbindung gebracht. Der Anstieg dieses gefährlichen Stammes war besorgniserregend für die öffentliche Gesundheit und wies auf die Notwendigkeit einer intensiveren Überwachung von Infektionen hin.
Die Bedeutung lokaler Quellen
Die Forschung hob auch hervor, dass die meisten Fälle von E. coli O157:H7 in Alberta nicht auf Bakterien zurückzuführen waren, die aus anderen Gebieten stammten. Nur ein kleiner Prozentsatz der Fälle konnte auf importierte Bakterien zurückverfolgt werden. Das bedeutet, dass das lokale Agrarsystem eine grosse Rolle spielt, wie sich die Bakterien verbreiten, und das Verständnis dieses lokalen Systems wichtig ist, um zukünftige Ausbrüche zu verhindern.
Fazit
E. coli O157:H7 ist eine echte Bedrohung in Gegenden mit vielen Nutztieren, besonders Rindern. In Alberta sind viele Infektionen mit lokalen Rinderpopulationen verbunden. Die Studie zeigte, dass die meisten menschlichen Infektionen von Bakterien stammen, die lokal entstanden sind, anstatt aus anderen Regionen importiert zu werden. Das weist auf die dringende Notwendigkeit hin, Infektionen bei Rindern zu kontrollieren, um die öffentliche Gesundheit zu schützen.
Je mehr Menschen sich des Zusammenhangs zwischen Rindern und menschlichen Infektionen bewusst werden, desto grösser ist die Chance, dass wir Strategien entwickeln können, um das Risiko, krank zu werden, zu minimieren. Indem wir uns auf lokale Quellen der Bakterien konzentrieren, können Gemeinschaften daran arbeiten, die Häufigkeit von E. coli O157:H7-Infektionen zu reduzieren und die Lebensmittelsicherheit zu gewährleisten.
Zusammenfassend ist es wichtig, die Beziehung zwischen Rindern und E. coli O157:H7 zu verstehen. Durch sorgfältige Studien und Überwachung können wir uns und unsere Gemeinschaften besser vor diesem gefährlichen Keim schützen.
Titel: Persistent cross-species transmission systems dominate Shiga toxin-producing Escherichia coli O157:H7 epidemiology in a high incidence region: a genomic epidemiology study
Zusammenfassung: BackgroundSeveral areas of the world suffer notably high incidence of Shiga toxin-producing Escherichia coli, among them Alberta, Canada. We assessed the impact of persistent cross-species transmission systems on the epidemiology of E. coli O157:H7 in Alberta. MethodsWe sequenced and assembled 229 E. coli O157:H7 isolates originating from collocated cattle (n=108) and human (n=121) populations from 2007-2015 in Alberta. We constructed a timed phylogeny using BEAST2 using a structured coalescent model. We then extended the tree with human isolates through 2019 (n=430) to assess the long-term disease impact of locally persistent lineages. Shiga toxin gene (stx) profile was determined for all isolates. ResultsDuring 2007 to 2015, we estimated 108 (95% HPD 104, 112) human lineages arose from cattle lineages, and 14 (95% HPD 5, 23) from other human lineages; i.e., 88.5% of human lineages arose from cattle lineages. We identified 11 persistent lineages local to Alberta, which were associated with 38.0% (95% CI 29.3%, 47.3%) of human isolates. Of 117 isolates in locally persistent lineages, 6.0% carried only the Shiga toxin gene stx2a and the rest both stx1a and stx2a. During the later period, six locally persistent lineages continued to be associated with human illness, including 74.7% (95% CI 68.3%, 80.3%) of reported cases in 2018 and 2019. The stx profile of isolates in locally persistent lineages shifted from the earlier period, with 51.2% encoding only stx2a. ConclusionsOur study identified multiple locally evolving lineages transmitted between cattle and humans persistently associated with E. coli O157:H7 illnesses for up to 13 years. Of concern, there was a dramatic shift in locally persistent lineages toward strains with the more virulent stx2a-only profile. Locally persistent lineages may be a principal cause of the high incidence of E. coli O157:H7 in locations such as Alberta and offer opportunities for understanding the disease ecology supporting E. coli O157:H7 persistence, as well as for local prevention efforts.
Autoren: Gillian A.M. Tarr, L. Chui, K. Stanford, E. W. Bumunang, R. Zaheer, V. Li, S. Freedman, C. R. Laing, T. A. McAllister
Letzte Aktualisierung: 2024-11-01 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.05.588308
Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.05.588308.full.pdf
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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