Phylogenomic reconstruction indicates human-to-animal movement in pandemic Klebsiella pneumoniae lineages, with evidence of return in ST11
يكشف التحليل الفيلوجينومي لأربعة سلالات جائحة من بكتيريا الكليبسيلا الرئوية (Klebsiella pneumoniae) أنه في حين أن انتقال العدوى من الإنسان إلى الحيوان هو الاتجاه السائد، فإن سلالات محددة من النمط الجيني ST11 قد انتقلت بنجاح من الحيوانات عائدة إلى المجتمعات البشرية، مما يسلط الضرف على الحاجة إلى مراقبة جينومية متكاملة للكشف عن أحداث الانتقال عبر الأنواع هذه.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي لبحث مسبق لم يخضع لمراجعة الأقران. وهو ليس نصيحة طبية. لا تتخذ أي قرارات تتعلق بصحتك بناءً على هذا المحتوى. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
البكتيريا ليست سكانًا ساكنين في بيئة واحدة؛ بل هي مسافرة تتنقل بحرية بين التربة والمياه والغذاء وأجساد الكائنات الحية. ومن بين هؤلاء المسافرين، تُعد بكتيريا "كليبسيلا الرئوية" (Klebsiella pneumoniae) واحدة من أكثرهم أهمية. وهي بكتيريا تعيش بشكل طبيعي في أمعاء البشر والأشخاص والماشية والحيوانات الأليفة الأصحاء، ولكن يمكنها أيضًا أن تسبب عدوى شديدة، وقد تكون مميتة، عندما تتسلل إلى المكان الخاطئ، مثل أجنحة المستشفيات أو مجرى الدم. ويتمثل أحد المخاوف الرئيسية للأطباء ومسؤولي الصحة العامة في أن العديد من سلالات هذه البكتيريا أصبحت مقاومة للمضادات الحيوية القوية، بما في ذلك فئة تُعرف باسم "الكاربابينيمات"، والتي تُستخدم غالبًا كملجأ أخير عندما تفشل الأدوية الأخرى. ولأن هذه البكتيريا تنتشر في كل من البشر والحيوانات، فقد ناقل العلماء لفترة طويلة اتجاه حركة المرور؛ هل تنتقل المقاومة من المزارع والحيوانات الأليفة إلى المستشفيات، أم أنها تنتقل من المستشفيات إلى عالم الحيوانات الأوسع؟ إن الإجابة على هذا السؤال أمر بالغ الأهمية لتحديد أين يجب تركيز الجهود لوقف انتشار العدوى المقاومة للأدوية.
ولحل هذا اللغز، لجأ الباحثون بقيادة ستيفن فوردهام وزملاؤه في جامعة بورنموث ومستشفيات يونيفرسيتي هوسبيتالز دورت إلى أرشيف رقمي ضخم للحمض النووي البكتيري. لم ينظروا إلى حالات معزولة قليلة، بل فحصوا ما يقرب من 166,000 جينوم لبكتيريا "كليبسيلا الرئوية" جُمعت من جميع أنحاء العالم. وباستخدام طريقة تقارن الاختلافات الجينية الدقيقة بين البكتيريا الفردية، بحثوا عن مجموعات كانت فيها العينات البشرية والحيوانية مترابطة وثيقًا لدرجة أنها لا بد وأنها تشترك في سلف مشترك قريب. وركزوا على أربع سلالات محددة وناجحة للغاية من البكتيريا والمعروفة بتسببها في تفشيات عالمية. ومن خلال إعادة بناء أشجار العائلة لهذه المجموعات الأربع، استطاع الفريق تتبع تاريخ البكتيريا لمعرفة أين بدأت وإلى أين تحركت بمرور الوقت.
كشفت الدراسة عن صورة معقدة تتحدى الافتراضات البسيطة. فبالنسبة لثلاث من السلالات الأربع التي درسوها، أشارت الأدلة بوضوح في اتجاه واحد: البكتيريا نشأت في البشر وانتقلت إلى الحيوانات. وفي هذه الحالات، بدا أن الحيوانات تعمل كـ "مصب" أو نهاية مسدودة، حيث تدخل إليها البكتيريا ولكنها لا تنتشر بالضرورة عائدة للخارج لتصيب البشر مرة أخرى. إحدى هذه السلالات، المعروفة باسم ST147، استقرت بالفعل في وجود مستدام لدى الحيوانات الأليفة، وخاصة القطط والكلاب في الولايات المتحدة، مشكلة مجموعة عائلية متميزة تتداول فيما بينها. ومع ذلك، حتى في هذه الحالة، لم يجد الباحثون دليلًا قويًا على أن هذه الجمهرة الحيوانية قد أعادت إرسال البكتيريا لتصيب البشر.
لكن القصة كانت مختلفة بالنسبة للسلالة الرابعة، ST11. هذه المجموعة، المعروفة بحملها للجينات التي تجعلها مقاومة لمضادات الكاربابينيم الحيوية، أظهرت نمطًا واضحًا من الحركة من الحيوانات عائدة إلى البشر. وجد الباحثون أن نسخة محددة من هذه البكتيريا كانت تتداول في الكلاب في أمريكا الشمالية لعدة سنوات قبل أن تظهر في المرضى البشر. في الواقع، كانت العينات الأقدم لهذه السلالة البكتيرية المحددة مأخوذة من الكلاب في عامي 2019 و2021، بينما لم تُوجد أولى العينات البشرية من نفس العائلة حتى عام 2022. وكانت المسافة الجينية بين العينات الحيوانية والبشرية ضئيلة للغاية، حيث تختلف أحيانًا بحرف جيني واحد فقط، وكانت العينات الحيوانية دائمًا أقدم من العينات البشرية. هذا التسلسل للأحداث يشير بقوة إلى أن البكتيريا انتقلت من الحيوانات الأليفة إلى البشر. علاوة على ذلك، بمجرد دخول البكتيريا إلى المجتمع البشري، لم تظهر كحالة فردية فحسب؛ بل في حالتين، انتشرت من شخص لآخر، مما خلق مجموعات جديدة من الإصابات البشرية.
وقد توخى الباحثون الحذر لاستبعاد احتمال أن تكون هذه النتائج مجرد نتيجة لكيفية جمع البيانات أو تحليلها. فقد اختبروا استنتاجاتهم باستخدام نماذج رياضية مختلفة وتأكدوا من أن النتائج صمدت حتى عند تعديل حقيقة وجود عينات بشرية أكثر من العينات الحيوانية. كما أكدوا أن العينات البشرية والحيوانية جاءت من مشاريع ومختبرات بحثية مختلفة تمامًا، مما يعني أن الارتباط لم يكن نتاج خلط بيانات دراسة واحدة. وبينما لم تستطع الدراسة إثبات أن كل حالة عدوى جاءت مباشرة من حيوان أليف، إلا أن النمط كان متسقًا بما يكفي للاستنتاج أنه بالنسبة لهذه السلالة عالية الخطورة تحديدًا، يمكن للحيوانات أن تكون مصدرًا للعدوى للبشر.
لهذا الاكتشاف آثار هامة على كيفية مراقبة وإدارة مقاومة المضادات الحيوية. لعقود من الزمن، ركزت جهود الصحة العامة بشكل كبير على تقليل استخدام المضادات الحيوية في الحيوانات المنتجة للغذاء، مثل الأبقار أو الدجاج، لحماية صحة الإنسان. وبينما يظل ذلك أمرًا مهمًا، تسلط هذه الدراسة الضوء على أن الحيوانات الأليفة، مثل الكلاب والقطط، تشغل مساحة مختلفة وغالبًا ما يتم تجاهلها. تعيش هذه الحيوانات في اتصال وثيق مع أصحابها، وغالبًا ما تتلقى الرعاية الطبية في المستشفيات البيطرية التي تشبه المستشفيات البشرية في استخدامها للمضادات الحيوية القوية. وتشير الدراسة إلى أنه إذا استقرت بكتيريا خطيرة ومقاومة للأدوية في بيئة بيطرية، فيمكنها البقاء هناك والقفز في النهاية عائدة إلى البشر. لذلك، فإن تضمين العينات البيطرية في أنظمة المراقبة الوطنية يمكن أن يوفر نظام إنذار مبكر، يرصد السلالات الخطيرة في الحيوانات قبل أن تصبح مشكلة في المستشفيات البشرية. لا تشير الأبحاث إلى أن الحيوانات الأليفة هي المصدر الأساسي لكل أنواع مقاومة المضادات الحيوية، لكنها تظهر أيضًا أن تدفق البكتيريا ليس طريقًا ذا اتجاه واحد، وأنه في بعض الحالات، يمكن للحيوانات التي نعيش معها أن تجلب هذه المخاطر إلينا.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.