Isolation and identification of non-tuberculous mycobacteria from dead edible fish in Iran

Problemstellung
Nichttuberkulöse Mykobakterien (NTM) sind umweltbedingte opportunistische Pathogene, die weit verbreitet in aquatischen und terrestrischen Lebensräumen vorkommen und sowohl für Fische als auch für Menschen Risiken darstellen. Die Fischmykobakteriose (Fischtuberkulose) ist eine granulomatöse Erkrankung, die über 200 Fischarten betrifft und häufig zu Lethargie, schlechtem Wachstum, Organomegalie und Mortalität führt. Während Mycobacterium marinum, M. chelonae und M. fortuitum als bekannte häufige Verursacher gelten, sind traditionelle phänotypische Identifizierungsmethoden zeitaufwendig, komplex und scheitern häufig daran, eine präzise Identifizierung auf Speziesebene zu liefern. Darüber hinaus unterstreicht das zoonotische Potenzial dieser Pathogene die Notwendigkeit einer schnellen und genauen Detektion in essbaren Fischen, insbesondere in Aquakultursystemen, in denen sie als Infektionsquelle für Menschen dienen können.

Methodik
Die Studie untersuchte das Vorkommen und die Identifizierung von NTM in 123 toten essbaren Fischproben, die zwischen Januar 2024 und Februar 2025 aus verschiedenen Fischzuchtteichen in Ilam, Westiran, gesammelt wurden. Drei gesunde Fische pro Teich dienten als Kontrollen.

• Probenverarbeitung: Gewebeproben wurden homogenisiert, mit Ziehl-Neelsen (ZN) auf säurefeste Stäbchen gefärbt und mittels NaOH und HCl dekontaminiert.
• Kultivierung: Sedimente wurden auf Lowenstein-Jensen (LJ)-Medien inokuliert und sowohl bei 25 °C als auch bei 37 °C für 8 Wochen inkubiert.
• Phänotypische Charakterisierung: Positive Kolonien wurden basierend auf morphologischen Merkmalen, Wachstumsrate, Pigmentbildung und biochemischen Tests (Niacinproduktion, Nitratreduktion, Katalase, Urease und Arylsulfatase-Aktivität) gemäß CDC-Protokollen ausgewertet.
• Molekulare Identifizierung: Die DNA wurde unter Verwendung eines kommerziellen Kits extrahiert. Die Identifizierung der Spezies erfolgte mittels PCR-Amplifikation und Sequenzierung zweier Housekeeping-Gene: eines 441-bp-Fragments des hsp65-Gens und eines 750-bp-Fragments des rpoB-Gens.
• Analyse: Die Sequenzierungsergebnisse wurden mittels BLASTn gegen NCBI-Datenbanken analysiert. Phylogenetische Bäume wurden mit dem Neighbor-Joining (NJ)-Ansatz unter Verwendung des Kimura-Zwei-Parameter (K2P)-Distanzmodells und 1000 Bootstrap-Replikationen in der Software MEGA 7 erstellt.

Zentrale Ergebnisse

• Prävalenz: NTM wurden aus 19 von 123 Proben isoliert (15,44 %). Alle Kontrollproben waren negativ.
• Klinische Anzeichen: Unter den infizierten Fischen wiesen 47,36 % (9/19) Hautulzerationen auf, 26,32 % (5/19) Schuppenverlust und 5,26 % (1/19) eine schwere Auszehrung (Emaziation); 21,05 % (4/19) zeigten keine klinischen Anzeichen.
• Wachstumseigenschaften: 73,68 % (14/19) der Isolate waren schnell wachsende Mykobakterien (RGM), während 26,32 % (5/19) langsam wachsende Mykobakterien (SGM) waren.
• Identifizierung-Diskrepanzen: Phänotypische Methoden identifizierten 14 Isolate als den M. fortuitum-Komplex, konnten jedoch die Spezies in 7 Fällen (53,8 % des Komplexes) nicht unterscheiden.
• Molekulare Befunde: Die Sequenzierung der hsp65- und rpoB-Gene ermöglichte eine präzise Differenzierung der Spezies. Das hsp65-Gen wies höhere Ähnlichkeitswerte auf als rboB. Die endgültige Speziesverteilung war:
  • Mycobacterium fortuitum: 9 Isolate (47,36 %)
  • Mycobacterium chelonae: 5 Isolate (26,32 %)
  • Mycobacterium marinum: 5 Isolate (26,32 %)
    (Hinweis: Der Abstract-Text enthält einen Tippfehler, der „M. fortuitum“ zweimal in der Zusammenfassung auflistet; die detaillierten Ergebnisse und Tabelle 1 klären die Präsenz von M. chelonae auf).

Bedeutung und Ansprüche
Die Autoren behaupten, dass diese Studie im Vergleich zu früheren qualitativen Beschreibungen umfassendere quantitative Daten über die Häufigkeit und Verteilung spezifischer klinischer Anzeichen im Zusammenhang mit Fischtuberkulose liefert. Die Forschung unterstreicht die Einschränkungen phänotypischer Methoden, die keine Identifizierung auf Speziesebene für einen signifikanten Teil der Isolate erreichen konnten, während molekulare Methoden sich als signifikant genauer erwiesen.

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass essbare Fische in der Region NTM-Spezies (M. fortuitum, M. chelonae und M. marinum) beherbergen, die sowohl für Fische als auch für Menschen pathogen sind. Folglich betonen die Autoren die Wichtigkeit der Implementierung schneller und genauer molekularer Detektionsmethoden in Aquakultursystemen, um potenzielle Gesundheitsrisiken für menschliche Verbraucher zu mindern und das Krankheitsmanagement in der Fischzucht zu verbessern. Die Arbeit fordert weitere molekulare Studien, um die Epidemiologie dieser Pathogene besser zu verstehen.