Population Structure and Antimicrobial Resistance Gene Transfer of Respiratory Escherichia coli Isolated from Swine in China
تكشف هذه الدراسة أن عزلات بكتيريا الإشريكية القولونية (Escherichia coli) التنفسية من الخنازير في جميع أنحاء الصين تشكل مستودعاً كبيراً لجينات مقاومة مضادات الميكروبات المتنوعة وعالية الانتقال، والتي تحملها بشكل أساسي عناصر وراثية متنقلة مثل البلازميدات، مما يشكل مخاطر جسيمة لانتشار مقاومة تعدد الأدوية إلى البشر والبيئة في ظل إطار نهج "الصحة الواحدة".
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
تتعرض الخنازير، مثل البشر، للإصابة بالالتهاب الرئوي والعدوى التنفسية الأخرى التي يمكن أن تكون قاتلة. وعندما تمرض هذه الحيوانات، غالباً ما يلجأ المزارعون إلى المضادات الحيوية لعلاجها، وهي ممارسة أصبحت معياراً في صناعة الخنازير العالمية. ومع ذلك، فإن الاستخدام الواسع لهذه الأدوية له عاقبة خفية: فهو يشجع البكتيريا على تطوير دفاعات، مما يخلق سلالات لا تستجيب للعلاج بعد الآن. هذه الظاهرة، المعروفة باسم مقاومة مضادات الميكروبات، هي أزمة متزايدة للصحة العامة. والبكتيريا المسؤولة عن هذه العدوى ليست معزولة في المزرعة؛ بل يمكنها الانتقال بين الحيوانات والبيئة والبشر، حاملةً معها دفاعاتها الجديدة. ولفهم كيف يحدث هذا، يبحث العلماء في الشفرة الوراثية لهذه البكتيريا، بحثاً عن التعليمات المحددة التي تسمح لها بالبقاء على قيد الحياة رغم المضادات الحيوية، وعن المركبات التي تساعدها على نقل تلك التعليمات إلى جيرانها.
لقد تعمق فريق من الباحثين من جامعة هواتزونغ الزراعية في الصين في هذه المشكلة من خلال فحص مجموعة محددة من البكتيريا الموجودة في رئتي الخنازير المريضة. وقد ركزوا على نوع من البكتيريا يسمى الإشريكية القولونية المسببة للأمراض خارج المعوية، أو ExPEC. وبينما ترتبط هذه البكتيريا غالباً بالأمعاء، كان الباحثون مهتمين بالسلالات التي تغزو الجهاز التنفسي وتسبب الالتهاب الرئوي في الخنازير. وقد جمعوا مجموعة ضخمة مكونة من 442 عينة بكتيرية، حيث دمجوا 54 سلالة معزولة حديثاً من مزارع الخنازير في وسط الصين بين عامي 2022 و2024 مع 388 سلالة إضافية تم العثور عليها في قواعد البيانات العلمية العامة. ومن خلال تسلسل التركيبة الوراثية الكاملة لهذه البكتيريا، رسم الفريق خرائط لأشجار عائلاتها وفهرس كل جين مقاومة تحمله، بهدف معرفة كيف يتم تنظيم هذه السمات الخطيرة ومدى سهولة انتشارها.
وكشف التحقيق أن البكتيريا المسببة لالتهابات الرئة في الخنازير الصينية متنوعة للغاية، وتنتمي إلى عائلات وراثية مختلفة، ومع ذلك فهي تشترك في سمة مقلقة: فهي محملة بجينات المقاومة. ووجد الباحثون 111 نوعاً مختلفاً من الجينات التي تحمي البكتيريا من المضادات الحيوية. وكانت الدفاعات الأكثر شيوعاً هي ضد السلفوناميدات، والكلورامفينيكول، والتتراسايكلينات، وهي فئات من الأدوية تُستخدم بكثرة في الزراعة. والأمر الأكثر إثارة للقلق هو أن الفريق رصد جينات تمنح مقاومة للمضادات الحيوية "التي تُستخدم كملجأ أخير"، بما في ذلك الكاربابينيمات والكولستين، وهي أدوية حيوية لعلاج العدوى الشديدة لدى البشر. ورغم أن هذه الجينات المحددة ذات المستوى العالي من المقاومة لم توجد في كل عينة، إلا أن وجودها في مجتمع الخنازير ينذر بخطر جسيم. فالبكتيريا ليست مقاومة لدواء واحد فحسب، بل غالباً ما تكون مقاومة لأدوية عديدة، حيث تحمل في المتوسط 13 جيناً مختلفاً للمقاومة في السلالة الواحدة، وبعضها يحمل ما يصل إلى 25 جيناً.
وما يجعل هذا الوضع خطيراً بشكل خاص ليس مجرد وجود هذه الجينات، بل قدرتها على الحركة. فقد حلل الباحثون السياق الوراثي لكل جين مقاومة لمعرفة ما إذا كان يقع على قطعة من الحمض النووي المتحرك، مثل البلازميد، الذي يعمل كحافلة يمكنها نقل المادة الوراثية بين البكتيريا. ووجدوا أن ما يقرب من 77 بالمائة من جميع جينات المقاومة التي تم رصدها كانت تقع على هذه العناصر المتحركة. وهذا يعني أن البكتيريا لديها آلية داخلية لمشاركة دفاعاتها مع البكتيريا الأخرى، حتى الأنواع المختلفة منها. وكانت المركبات الأساسية لهذا الانتقال هي البلازميدات، وتحديداً عائلة تُعرف باسم IncF، وهي ممتازة في حمل جينات مقاومة متعددة في آن واحد. كما حددت الدراسة مجموعة مترابطة من أربعة جينات مقاومة محددة تسافر معاً بشكل متكرر، مما يخلق مزيجاً قوياً يجعل البكتيريا مقاومة للأمينوغليكوزيدات والسلفوناميدات والكلورامفينيكول في وقت واحد.
ولرؤية كيفية انتقال هذه الجينات بدقة، اختار الباحثون سلالة بكتيرية ممثلة وقاموا بتسلسل بلازميداتها بتفصيل عالٍ. واكتشفوا بلازميدين كاملين، أحدهما يحمل ثمانية جينات مقاومة مختلفة والآخر يحمل أربعة. وقد وُجد أن هذه البلازميدات متشابهة للغاية مع تلك التي شوهدت سابقاً في بكتيريا أخرى من مضيفين مختلفين، مما يشير إلى أن هذه الحافلات الوراثية تتحرك بحرية عبر المملكة الحيوانية. وتؤكد الدراسة أن الخنازير المصابة بالالتهابات التنفسية لا تعاني فقط من مرض محلي؛ بل تعمل كمستودعات لمجموعة معقدة ومتنقلة من جينات مقاومة المضادات الحيوية. ولأن هذه البكتيريا يمكن أن تُفرز في البيئة من خلال الفضلات أو تدخل في السلسلة الغذائية، فإن سمات المقاومة التي تحملها لديها القدرة على الوصول إلى البشر. وتؤكد النتائج أن البكتيريا التي تعيش في رئتي الخنازير هي مصدر هام للمادة الوراثية التي قد تقوض فعالية المضادات الحيوية المستخدمة لعلاج العدوى لدى البشر، مما يسلط الضوء على الحاجة الملحة لتدابير مراقبة وضبط أفضل في إنتاج الخنازير.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.