Необходимо больше внимания к менее смертоносным пищевым бактериям
Применение передовых методов генетического отслеживания и обмена полученными данными в реальном времени может ограничить распространение бактерий Bacillus cereus, вызывающих пищевые отравления. К такому выводу пришли исследователи, впервые применившие полногеномное секвенирование для расследования вспышки, вызванной этим патогеном.
Исследование было проведено в ответ на вспышку пищевого отравления в северной части штата Нью-Йорк в 2016 году. Это первый случай, когда полногеномное секвенирование использовали для расследования вспышки Bacillus cereus, чтобы связать изоляты от заболевших людей с пищей. Вспышка, длившаяся менее месяца, была вызвана заражённой жареной фасолью, которую подавали в небольшой сети мексиканских ресторанов.
Хотя, по оценкам, эти токсинопродуцирующие бактерии ежегодно вызывают 63 400 случаев заболеваний пищевого происхождения в США, Bacillus cereus не получает такого внимания, как более смертоносные патогены, такие как Listeria и Salmonella.
Поскольку болезнь, вызванная Bacillus cereus, обычно проходит в течение нескольких дней, а вспышки носят самоограничивающийся характер, такие случаи часто остаются неучтёнными. Хотя известны случаи тяжёлых инфекций, приводящих к внезапной смерти, изоляты группы Bacillus cereus, связанные со случаями заболеваний, обычно не подвергаются полногеномному секвенированию, которое становится стандартом для других пищевых патогенов.
В данном случае Департамент здравоохранения штата Нью-Йорк координировал эпидемиологическое расследование. Методы включали когортное исследование, анализ приготовления пищи, отслеживание пищевых продуктов, тестирование окружающей среды, пищи и воды, а также расследование на заводе в Пенсильвании, производившем заражённую фасоль. Большинство изолятов Bacillus cereus (из пищи и от людей) были секвенированы в Genomic Core Facility Университета Пенсильвании.
Полногеномное секвенирование раскрывает полную ДНК организма, позволяя учёным лучше понять вариации как внутри вида, так и между видами. Эти вариации часто связаны со способностью микроорганизмов вызывать разные типы пищевых отравлений.
Токсины Bacillus cereus могут вызывать два типа заболеваний: один характеризуется диареей, а другой (эметическая интоксикация) — тошнотой и рвотой. В исследовании, опубликованном 12 февраля в Frontiers in Microbiology, было установлено, что причиной вспышки в Нью-Йорке был штамм бактерий, продуцирующий эметический токсин.
Полногеномное секвенирование — довольно новый подход в области безопасности пищевых продуктов. Его впервые опробовали для расследования вспышек листериоза в 2013 году. Этот метод позволяет быстрее обнаруживать эпидемиологически связанные изоляты и источники заражения пищи, что помогает раньше остановить вспышки.
Изначально для полногеномного секвенирования выбрали Listeria, так как случаев заболевания им не так много по сравнению с Salmonella, и подход было проще протестировать. Этот патоген также важен для изучения, поскольку инфекции Listeria часто приводят к серьёзным заболеваниям, госпитализации и даже смерти.
Подход оказался настолько успешным в раннем обнаружении вспышек, что в январе этого года все лаборатории общественного здравоохранения в США перешли на полногеномное секвенирование изолятов Listeria, полученных от людей, из окружающей среды или пищи. Следующий шаг — сделать то же самое для других пищевых патогенов.
Уделяя больше внимания группе Bacillus cereus, учёные смогут получить более точные и реалистичные данные о распространённости этих патогенов и лучше оценить экономическое бремя, связанное с вызываемыми ими заболеваниями.
Ключевую роль в профилактике и раннем обнаружении вспышек играет обмен данными полногеномного секвенирования в реальном времени. Когда лаборатория секвенирует изолят, последовательности обычно загружаются в публичную базу данных Национального центра биотехнологической информации (NCBI) и становятся доступными для любой лаборатории в мире.
Это уже помогало в прошлом решать международные вспышки пищевых отравлений, поскольку штаммы патогенов часто несут «географические подписи», дающие ценные подсказки в расследованиях. Обмен данными позволяет лабораториям по всей США одновременно видеть развивающуюся вспышку, и по мере роста числа случаев выше обычного уровня эпидемиологи могут быстрее реагировать, расследуя вспышку и выявляя источник, чтобы ограничить её распространение.