Genomic insights into methicillin-resistant Staphylococcus aureus from Swiss wastewater and clinical samples
2021-2024 के दौरान स्विस MRSA आइसोलेट्स के इस अध्ययन से पता चलता है कि जहाँ अपशिष्ट जल निगरानी (wastewater surveillance) सामुदायिक और पशुधन-जुड़े वंशों (जैसे कि ST97) को प्रभावी ढंग से पकड़ती है और नैदानिक निगरानी का पूरक बनती है, वहीं यह नैदानिक परिसंचरण में सीमित अनूठी अंतर्दृष्टि प्रदान करती है क्योंकि अपशिष्ट जल में पाए जाने वाले अधिकांश प्रमुख आनुवंशिक और प्रतिरोध प्रोफाइल पहले से ही अस्पताल के आइसोलेट्स में प्रतिनिधित्व रखते हैं।
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बैक्टीरिया लगातार लोगों और पर्यावरण के बीच घूमते रहते हैं, जिससे हमारे रहने और काम करने की जगहों पर उनकी उपस्थिति के निशान छूट जाते हैं। जब स्टैफिलोकोकस ऑरियस (Staphylococcus aureus) जैसा बैक्टीरिया उन एंटीबायोटिक्स से बचने की क्षमता विकसित कर लेता है जो आमतौर पर उसे मार देते हैं, तो यह सार्वजनिक स्वास्थ्य के लिए एक गंभीर चिंता का विषय बन जाता है। इस प्रतिरोधी संस्करण को मेथिसिलिन-प्रतिरोधी स्टैफिलोकोकस ऑरियस, या MRSA के रूप में जाना जाता है, जो कठिन-से-इलाज होने वाले संक्रमण पैदा कर सकता है। वैज्ञानिक लंबे समय से यह समझने की कोशिश कर रहे हैं कि ये खतरनाक स्ट्रेन कहाँ से आते हैं और कैसे फैलते हैं। कुछ स्ट्रेन अस्पतालों और स्वास्थ्य देखभाल सेटिंग्स से जुड़े हैं, जबकि अन्य सामान्य समुदाय में स्वतंत्र रूप से घूमते हैं। उन्हें ट्रैक करने के लिए, शोधकर्ता अक्सर बीमार रोगियों से लिए गए नैदानिक नमूनों (clinical samples) को देखते हैं, लेकिन यह केवल हिमशैल का ऊपरी हिस्सा (tip of the iceberg) दिखाता है। एक नया दृष्टिकोण अपशिष्ट जल (wastewater) को देखना है, वह पानी जो घरों और व्यवसायों से उपचार संयंत्रों (treatment plants) में बहकर आता है। क्योंकि यह पानी पूरे मोहल्लों से कचरा लेकर आता है, इसलिए यह एक समुदाय में क्या प्रसारित हो रहा है, उसका एक सामूहिक स्नैपशॉट (snapshot) के रूप में कार्य करता है, जो उन स्ट्रेन को प्रकट कर सकता है जो अभी तक अस्पताल नहीं पहुँच पाए हैं।
स्विट्जरलैंड में, शोधकर्ताओं की एक टीम ने इन दो दुनियाओं की तुलना करने के लिए एक प्रयास किया: अस्पतालों के रोगियों में पाए जाने वाले बैक्टीरिया और नालियों से बहकर आने वाले बैक्टीरिया। उन्होंने 2021 और 2024 के बीच एकत्र किए गए MRSA के 115 नमूनों से जेनेटिक ब्लूप्रिंट (genetic blueprints) जुटाए। इस संग्रह में तीन अलग-अलग अस्पतालों के 89 नमूने और छह अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों से लिए गए 26 नमूने शामिल थे, जो उन्हीं क्षेत्रों की सेवा करते हैं जहाँ वे अस्पताल स्थित हैं। प्रत्येक नमूने के पूर्ण जेनेटिक कोड को पढ़कर, वैज्ञानिक यह देख सके कि उनके बैक्टीरिया एक-दूसरे से कितने निकटता से संबंधित थे। उन्होंने विशिष्ट जेनेटिक मार्करों की तलाश की जो उंगलियों के निशान (fingerprints) की तरह काम करते हैं, जिसमें कोर डीएनए, बैक्टीरिया द्वारा ले जाए जाने वाले प्रतिरोध तंत्र के प्रकार, और उन जीन की उपस्थिति की जांच की गई जो बैक्टीरिया को बीमारी फैलाने में मदद करते हैं।
परिणामों ने दिखाया कि दोनों परिवेशों में पाए जाने वाले बैक्टीरिया आश्चर्यजनक रूप से भिन्न थे। जब शोधकर्ताओं ने 115 नमों के प्रत्येक संभावित जोड़े की तुलना की, तो उन्होंने पाया कि केवल एक बहुत छोटा हिस्सा ही निकट रूप से संबंधित था, जिसका अर्थ है कि अध्ययन में मौजूद अधिकांश बैक्टीरिया अद्वितीय व्यक्ति थे न कि एक घनिष्ठ परिवार का हिस्सा। अस्पतालों के बैक्टीरिया अत्यधिक विविध थे, जो 23 अलग-अलग जेनेटिक वंश (lineages) और पहचान के लिए उपयोग किए जाने वाले सतह प्रोटीन के 46 विभिन्न रूपों का प्रतिनिधित्व करते थे। इसके विपरीत, अपशिष्ट जल के नमूने बहुत अधिक एकसमान थे, जिनमें केवल 6 जेनेटिक वंश और 9 प्रोटीन विविधताएं थीं। यह सुझाव देता है कि जबकि अस्पताल विभिन्न प्रकार के प्रतिरोधी स्ट्रेन का एक विस्तृत मिश्रण रखते हैं, सामुदायिक अपशिष्ट जल प्रकारों के एक छोटे, अधिक विशिष्ट सेट को ले जाता है।
इन अंतरों के बावजूद, जीवित रहने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरणों (tools) में एक मजबूत समानता देखी गई। लगभग सभी अपशिष्ट जल के नमूनों और अधिकांश अस्पताल के नमूनों में एक विशिष्ट जेनेटिक संरचना थी जो सामुदायिक-प्राप्त (community-acquired) स्ट्रेन से जुड़ी होती है, जो आमतौर पर अस्पताल के स्ट्रेन की तुलना में कई दवाओं के प्रति कम प्रतिरोधी होते हैं। इसके अलावा, एक शक्तिशाली टॉक्सिन (toxin) बनाने वाले जीन, जो गंभीर संक्रमण का कारण बनता है, दोनों समूहों के एक महत्वपूर्ण हिस्से में पाए गए। अध्ययन ने अपशिष्ट जल में एक विशिष्ट वंश (lineage) की पहचान की जो अस्पतालों में बिल्कुल भी दिखाई नहीं दिया; यह स्ट्रेन पशुधन (livestock) से जुड़ा हुआ माना जाता है, जो बताता है कि जानवर समुदाय के पानी में बैक्टीरिया के पूल में योगदान दे रहे होंगे।
शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि हालांकि अपशिष्ट जल की जाँच करना यह देखने का एक शक्तिशाली तरीका है कि सामान्य आबादी में क्या प्रसारित हो रहा है, लेकिन यह अस्पतालों के भीतर क्या हो रहा है, इसके बारे में नए रहस्य प्रकट नहीं करता है। अपशिष्ट जल में पाए गए प्रमुख प्रकार के बैक्टीरिया, उनके प्रतिरोध लक्षण और उनके रोग-जनक जीन पहले से ही रोगियों से एकत्र किए गए नैदानिक नमूनों में मौजूद थे। यह इंगित करता है कि पारंपरिक अस्पताल निगरानी सबसे खतरनाक स्ट्रेन को ट्रैक करने के लिए अत्यधिक प्रभावी बनी हुई है। हालाँकि, अपशिष्ट जल के डेटा ने पुष्टि की कि समुदाय विशिष्ट वंशों को ले जा रहा है, जिसमें वे भी शामिल हैं जो कृषि पशुओं से जुड़े हैं, जिन्हें शायद तब अनदेखा कर दिया जाता यदि केवल अस्पताल के रोगियों की निगरानी की जा रही होती। अध्ययन सुझाव देता है कि अपशिष्ट जल मौजूदा तरीकों के एक उपयोगी पूरक (supplement) के रूप में कार्य करता है, जो प्रत्यक्ष नैदानिक अवलोकन की आवश्यकता को प्रतिस्थापित किए बिना समुदाय के प्रसार का एक व्यापक दृश्य प्रदान करता है।
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