Полногеномное секвенирование улучшает мониторинг бактерий — возбудителей гастроэнтерита

Новое исследование одной из основных причин гастроэнтерита в Великобритании показало, как полногеномное секвенирование (WGS) может улучшить эпиднадзор и контроль за этим заболеванием.

Бактерии Clostridium perfringens являются причиной примерно 80 000 случаев диареи в Великобритании ежегодно, как пищевого происхождения, так и внутрибольничных. У большинства симптомы неприятны, но обычно проходят в течение 24 часов. Однако в очень редких случаях инфекция C. perfringens может перерасти в более тяжелые формы. Для уязвимых групп, например, пожилых людей в домах престарелых, может развиться более длительная изнурительная хроническая инфекция, которая в редких случаях может быть смертельной.

Чтобы помочь в борьбе с этой проблемой, необходима дополнительная информация о том, как эти бактерии распространяются и заражают людей. Исследователи из Института Квадрам совместно с Public Health England проанализировали вспышки C. perfringens пищевого и непищевого происхождения за 7-летний период в Англии и Уэльсе. В сотрудничестве с коллегами из Кембриджского университета они использовали полногеномное секвенирование для детального анализа бактериальных штаммов, связанных с возникновением гастроэнтерита у людей.

Было проведено полногеномное секвенирование 109 образцов C. perfringens, выделенных из случаев заболеваний или подозреваемых в заражении продуктов питания в Англии и Уэльсе в период с 2011 по 2017 год. Это позволило проанализировать гены, ответственные за выработку токсинов, а также связанные с инфекцией характеристики, такие как устойчивость к противомикробным препаратам. Важно, что сравнительный анализ различных геномов позволил исследователям увидеть, насколько родственны разные штаммы, что является ключевым способом отслеживания их возможного происхождения.

Команда, опубликовавшая статью в журнале Microbial Genomics, обнаружила, что девять отдельных вспышек, связанных с домами престарелых на северо-востоке Англии в течение пяти лет, были вызваны очень близкородственными штаммами C. perfringens. Это указывает на потенциальный общий источник, связывающий их, хотя точный источник после события установить невозможно.

Использование полногеномного секвенирования для рутинного эпиднадзора, особенно в таких местах, как дома престарелых, где уязвимые люди нуждаются в защите, может иметь решающее значение для предотвращения будущего распространения вспышек и быстрого определения источников заражения.

Помимо мониторинга вспышек, более широкий эпиднадзор может предоставить жизненно важные данные из различных источников, которые помогут исследователям больше узнать о бактериях, их выживании и причинах вызываемых ими заболеваний.

Доктор Линдси Холл из Института Квадрам отметила: «Это захватывающее исследование, которое подчеркивает силу сотрудничества между академическими институтами, такими как Институт Квадрам, и органами общественного здравоохранения, такими как Public Health England, и то, как передовые подходы могут быть использованы для профилирования и отслеживания важных бактерий, связанных с пищевыми отравлениями».

«Мы надеемся использовать полученную информацию для выявления потенциальных штаммов Clostridium perfringens, которые могут быть связаны со вспышками, чтобы в будущем разработать стратегии вмешательства для предотвращения их распространения».

Исследователи получили поддержку от Совета по биотехнологическим и биологическим исследованиям, Wellcome Trust и Агентства по пищевым стандартам.

Данные, полученные в этом исследовании, показали, что гены, кодирующие ключевой токсин, ответственный за возникновение гастроэнтерита, не ограничены бактериальной хромосомой, но также могут переноситься плазмидами вирулентности, которые могут передаваться между бактериями.

Дальнейшие данные позволят больше узнать о том, как распространяются факторы вирулентности, и помогут выявить резервуары персистирующих бактерий. Это поможет улучшить стратегии вмешательства и способы предотвращения вспышек и инфекций и, в конечном итоге, защитить уязвимые группы населения.