クレブシエラ・ニューモニエ感染の増加
クレブシエラ・ニューモニエの人間の健康への影響を詳しく見てみよう。
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目次
クレブシエラ・ニューモニエは、治療が難しい感染症を引き起こす可能性のある細菌の一種で、特にこれらの細菌が多くの薬に耐性を持つようになると問題が深刻化する。一部の株は非常に病原性が高く、深刻な病気を引き起こすことがある。最近では、薬剤耐性と高い病原性を持つ株が増えてきていることが懸念されている。
細菌の理解
クレブシエラ・ニューモニエ種複合体(KpSC)には、この細菌のいくつかの異なるタイプが含まれている。これらは特性に基づいてさらに小さなグループに分けることができる。KpSCの細菌は機会感染性病原体として知られていて、体内に入ると感染を引き起こすことがある。多くは無害に人間の体内に住み着いたり、環境から来たりする。
これらの細菌は動物や食べ物など、さまざまな環境で見つけられ、どのようにして人間に感染するかについての懸念が高まっている。しかし、人間に見られるKpSCの異なる集団が、動物や他のソースで見られるものとどのように異なるかは完全には明らかではない。感染を引き起こす細菌のための宿主として、非人間的なソースがどのように機能するかを理解することが重要だ。
細菌特性に影響を与える要因
KpSCの特性は、その環境に応じて変わることがある。例えば、異なる種類の栄養素や抗生物質、金属への曝露が、これらの細菌の成長や治療への耐性に影響を与えるかもしれない。これらの特性がさまざまな環境でどのように異なるかを研究することで、これらの細菌がどこに存在するかと、どのソースが人間の健康にリスクをもたらすかについての理解が深まる。
ワンヘルスアプローチを使ったKpSCの研究
KpSCが異なる環境でどのように広がっているかを理解するために、研究者たちはワンヘルスアプローチを使っている。この方法は、人間、動物、環境の健康のつながりを見ている。全ゲノムシーケンシングのような高度な技術を使って、科学者たちは異なるソースからの細菌サンプルを比較することができる。
これらの研究は公衆衛生担当者が感染の広がりを理解し、動物から人間、または環境から人間への細菌の移動を見つけるなど、感染を防ぐ方法を特定するのに役立つ。
現在の研究と発見
これまでのところ、KpSCをワンヘルス法で研究した例はあまり多くない、特にこれらの細菌が異なる環境に適応する方法について。ほとんどの既存の研究は、KpSCが動物や環境からではなく、臨床設定内でより一般的に伝播されることを示している。しかし、これは他のソースが人間の感染に寄与していないということではない。
稀なスピルオーバーイベント、つまり細菌が動物から人間に移動することが人間の健康に大きな影響を与える可能性がある。過去のアウトブレイク、例えばCOVID-19パンデミックは、稀な感染でも広範な病気を引き起こすことがあると示している。
KpSC集団を理解する重要性
KpSCを研究する上での大きな課題は、利用可能な遺伝データのほとんどが人間の感染から来ていることだ。これにより、人間に見られる株と動物に由来する可能性がある株との関係を理解することが制限される。動物における薬剤耐性に関連する遺伝物質が人間に移転した例もあり、感染を治療するのが難しくなることがある。
KpSCの株とその遺伝要素が人間の間でどのように移動するかを理解することは、病気を防ぎ、病院への訪問を減らすための効果的な公衆衛生対策を作成するのに役立つ。
研究方法
異なるソースのKpSCとの関係を調査するために、研究者たちはノルウェーの人間、動物、海洋環境から3,000以上の細菌分離株を集め、配列決定を行った。この広範なコレクションは、KpSCが異なる環境に及ぼす影響を測定するために設計され、特に薬剤耐性や病原性に焦点を当てていない。
研究からの観察結果
異なるソースにおけるKpSCの存在
3,255のKpSCゲノムを調べると、3分の2以上が主に血液と尿サンプルからの人間の感染からだった。動物からのものも少しあったし、海水サンプルにもKpSCが見つかった。これらの発見は、KpSCがさまざまな環境に存在する可能性があることを示している。
KpSC株の多様性
K.ニューモニエは人間の感染で見つかった最も一般的なタイプのKpSCであり、高い遺伝的多様性を持っていた。この研究では、ほとんどが非常に少ない代表を持つさまざまな遺伝的系統が数百識別された。遺伝的多様性は高かったが、多くの株は異なるソース間で共有されていて、いくつかの株は特定の環境に制限されていないことを示している。
抗菌耐性パターン
抗菌耐性(AMR)は主に人間の分離株で見つかった。動物や海洋の分離株の少数は薬剤耐性を示し、これはノルウェーの抗生物質の使用が少ないことと一致している。ほとんどのAMR決定因子は人間に見つかり、動物の分離株ではごくわずかだった。海洋由来の環境サンプル内でも、薬剤耐性を示す分離株は非常に少なかった。
病原因子と重金属耐性
病原因子も研究された。AMRとは異なり、病原因子は人間のニッチに集中しているのではなく、さまざまなソースに見られた。重金属耐性はすべてのニッチに存在したが、異なる普及パターンを示していた。
ニッチ間の共有遺伝的特徴
パンゲノム分析は、KpSC内の多くの遺伝子が生態ニッチ間で共有されていることを明らかにした。しかし、特定のニッチ内で豊富な特性もあった。人間のニッチには、動物や環境に比べて見つかる株の範囲が広いため、より多くのユニークな遺伝子が存在する可能性が高い。
ニッチ間の株の共有
研究者たちは異なるニッチ間の株の遺伝的類似性を評価した。最も密接に関連する株は同じニッチ内で見つかったが、異なるソースの株が類似性を持つケースもあった。いくつかの株は異なるソース間で関連していることが確認され、環境間での交差汚染や移動がある可能性を示している。
公衆衛生への影響
KpSC感染は、人間の間で循環する株から生じることもあれば、動物や環境から導入されることもある。この広範な研究からの発見は、細菌伝播の可能性や新しい株の出現に対処するためのワンヘルスアプローチの必要性を強調している。
結論
この研究はKpSCの複雑さを浮き彫りにしていて、人から人への感染が一般的である一方で、動物や環境からのソースもこれらの細菌の広がりに役割を果たしている可能性があることを示している。これらのつながりを理解することは、感染のリスクを減らすための公衆衛生対策を情報提供する上で重要だ。人間、動物、環境の相互作用が増える中で、有害な細菌の出現と広がりを防ぐために、継続的な監視と研究が不可欠だ。
タイトル: A genome-wide One Health study of Klebsiella pneumoniae in Norway reveals overlapping populations but few recent transmission events across reservoirs
概要: Members of the Klebsiella pneumoniae species complex (KpSC) are opportunistic pathogens that cause severe and difficult-to-treat infections. KpSC are common in non-human niches, but the clinical relevance of these populations is disputed. Utilising 3,255 whole-genome sequenced isolates from human, animal and marine sources collected during 2001-2020 in Norway, we showed the KpSC populations in different niches were distinct but overlapping. Notably, human infection isolates showed greatest connectivity with each other, followed by isolates from human carriage, pigs, and bivalves. Nearly 5% of human infection isolates had close relatives ([≤]22 substitutions) amongst animal and marine isolates, despite temporally and geographically distant sampling of these sources. Infection prevention measures are essential to limit transmission within human clinical settings and reduce disease burden. However, as colonisation often precedes infection, preventing transmission that leads to colonisation, e.g. transmission between animals and humans in the community, and in the food chain, could also be beneficial.
著者: Marit A. K. Hetland, M. A. Winkler, H. Kaspersen, F. Hakonsholm, R.-J. Bakksjo, E. Bernhoff, J. F. Delgado-Blas, S. Brisse, A. Correia, A. Fostervold, M. M. C. Lam, B.-T. Lunestad, N. P. Marathe, N. Raffelsberger, O. Samuelsen, M. Sunde, A. Sundsfjord, A. M. Urdahl, R. R. Wick, I. H. Lohr, K. E. Holt
最終更新: 2024-09-11 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.11.612360
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.11.612360.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。
参照リンク
- https://github.com/FelixKrueger/TrimGalore
- https://bitbucket.org/genomicepidemiology/plasmidfinder_db.git
- https://github.com/tseemann/abricate
- https://bigsdb.pasteur.fr/klebsiella/
- https://github.com/katholt/RedDog
- https://github.com/tseemann/snp-dists
- https://github.com/Thie1e/cutpointr
- https://github.com/rrwick/Verticall
- https://github.com/marithetland/KGWP1_crossniche