Genetic Diversity, Population Structure, and Intra-Host Variation of Mycobacterium avium subsp. hominissuis in Fattening Pigs

प्राकृतिक दुनिया के शांत कोनों में, सूक्ष्म बैक्टीरिया हमारे आसपास की मिट्टी, पानी और धूल में रहते हैं। इनमें से अधिकांश जीव हानिरहित होते हैं, लेकिन कुछ परेशानी पैदा कर सकते हैं यदि वे जानवरों या मनुष्यों के शरीर में प्रवेश कर जाएं। एक ऐसा ही बैक्टीरिया, जिसे Mycobacterium avium subspecies hominissuis के रूप में जाना जाता है, एक अवसरवादी रोगजनक (opportunistic pathogen) है। इसका अर्थ यह है कि यह आमतौर पर संक्रमित करने के अवसर का इंतजार करता है, और उन वातावरणों में पनपता है जहाँ यह सुअरों, मनुष्यों और कभी-कभी अन्य जानवरों में प्रवेश कर सकता है। सुअरों में, यह संक्रमण अक्सर बिना किसी स्पष्ट बीमारी के छिपा रहता है जब तक कि जानवर को बूचड़खाने में न भेज दिया जाए, जहाँ निरीक्षक रोग के स्पष्ट संकेतों के लिए लिम्फ नोड्स (lymph nodes) की जांच करते हैं। किसानों के लिए, इन संकेतों को खोजने का अर्थ है आर्थिक नुकसान, क्योंकि मांस को फेंकना पड़ता है। सार्वजनिक स्वास्थ्य के लिए, यह समझना महत्वपूर्ण है कि यह बैक्टीरिया खाद्य आपूर्ति के माध्यम से कैसे फैलता है, विशेष रूप से चूंकि यह प्रजातियों के बीच कूद सकता है। वैज्ञानिकों के लिए बड़ा सवाल हमेशा से रहा है: ये बैक्टीरिया कहाँ से आते हैं, और वे सुअर फार्मों के जटिल नेटवर्क के माध्यम से कैसे फैलते हैं?

ज़्यूरिख विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम ने स्विट्जरलैंड के सुअरों में पाए जाने वाले बैक्टीरिया की आनुवंशिक संरचना को करीब से देखकर इस प्रश्न का उत्तर देने का निर्णय लिया। उन्होंने 2015 और 2022 के बीच मारे गए 120 सुअरों के ऊतकों (tissue) के नमूने एकत्र किए। ये जानवर स्विट्जरलैंड के 13 क्षेत्रों में 64 अलग-अलग जन्म फार्मों और 75 अलग-अलग पालन (fattening) फार्मों से आए थे। शोधकर्ता उन सुअरों में रुचि रखते थे जिनमें ग्रैनुलोमेटस लीशन्स (granulomatous lesions) दिखाई देते थे, जो ऊतकों में छोटे, गांठ जैसे उभार होते हैं जो अक्सर संक्रमण का संकेत देते हैं। उन्होंने शरीर के विभिन्न हिस्सों से नमूने लिए, जिसमें जबड़े और पेट के लिम्फ नोड्स के साथ-साथ लिवर, फेफड़े और यहाँ तक कि मांसपेशियों के ऊतक भी शामिल थे। उनका लक्ष्य केवल बैक्टीरिया की उपस्थिति की पुष्टि करना नहीं था, बल्कि उनके द्वारा पाए गए स्ट्रेन की आनुवंशिक विविधता का मानचित्रण करना था, जो अनिवार्य रूप से एक वंशावली वृक्ष (family tree) बनाने जैसा था ताकि यह देखा जा सके कि वे एक-दूसरे से कितने संबंधित हैं।

इसे करने के लिए, वैज्ञानिकों ने वेरिएबल-नंबर टैंडम रिपीट टाइपिंग (variable-number tandem repeat typing) नामक विधि का उपयोग किया। कल्पना कीजिए कि बैक्टीरिया का डीएनए कोड की एक लंबी डोरी है। इस डोरी के साथ कुछ स्थानों पर, बैक्टीरिया अक्षरों के एक विशिष्ट अनुक्रम को बार-बार दोहराता है। इन अनुक्रमों के दोहराव की संख्या एक बैक्टीरिया से दूसरे में भिन्न हो सकती है, जो एक अद्वितीय फिंगरप्रिंट की तरह कार्य करती है। पंद्रह अलग-अलग स्थानों पर इन दोहरावों को गिनकर और hsp65 नामक एक विशिष्ट जीन को पढ़कर, शोधकर्ता उच्च सटीकता के साथ विभिन्न स्ट्रेन के बीच अंतर कर सके। उन्होंने पाया कि प्रयोगशाला में सफलतापूर्वक उगाए गए 342 बैक्टीरियल नमूनों में से, 84 विशिष्ट आनुवंशिक प्रकार थे। इसने एक ऐसी आबादी का खुलासा किया जो अविश्वसनीय रूप से विविध थी, जो कई दुर्लभ वेरिएंट्स से भरी हुई थी जो केवल एक या दो बार दिखाई देते थे, और कुछ प्रमुख स्ट्रेन के साथ जो बार-बार सामने आते थे।

अध्ययन ने इन संक्रमणों के प्रसार में आश्चर्यजनक स्तर की जटिलता को उजागर किया। लगभग आधे सुअर, यानी 56 में से 117, एक ही समय में बैक्टीरिया के दो या दो से अधिक अलग-अलग स्ट्रेन से संक्रमित थे। कुछ मामलों में, एक ही जानवर में छह अलग-अलग स्ट्रेन तक पाए गए। यह सुझाव देता है कि सुअर केवल एक कीटाणु को पकड़कर उसे रखते नहीं हैं; बल्कि वे अपने पर्यावरण से विभिन्न बैक्टीरियल वेरिएंट्स के निरंतर प्रवाह के संपर्क में आ रहे हैं। शोधकर्ताओं ने पाया कि ये मिश्रित संक्रमण न केवल विभिन्न जानवरों में, बल्कि एक ही जानवर के शरीर के भीतर भी आम थे। उन्होंने पाया कि एक ही स्ट्रेन शरीर के कई अंगों में पाया जा सकता है, जो एक व्यापक संक्रमण का संकेत देता है, लेकिन उन्होंने एक ही ऊतक में अलग-अलग स्ट्रेन को भी सह-अस्तित्व में पाया। यह पैटर्न दृढ़ता से इस विचार की ओर इशारा करता है कि सुअर बार-बार मिट्टी, पानी या फार्मों में बिछी बिछावन (bedding) से बैक्टीरिया के संपर्क में आते हैं, बजाय इसके कि वे एक सुअर से दूसरे सुअर में संक्रमण की श्रृंखला की तरह एक एकल संक्रमण पकड़ते हैं।

जब टीम ने प्रकोप के भूगोल को देखा, तो उन्होंने पाया कि सबसे सामान्य स्ट्रेन किसी एक विशिष्ट क्षेत्र तक सीमित नहीं थे। इसके बजाय, बिखरे हुए विभिन्न कैंटनों (cantons) और वर्षों में भी वही प्रमुख स्ट्रेन पाए गए। हालांकि पास के फार्मों में एक ही स्ट्रेन साझा करने की संभावना थोड़ी अधिक थी, लेकिन अंतर इतना महत्वपूर्ण नहीं था कि यह सिद्ध किया जा सके कि दूरी मुख्य कारक थी। बैक्टीरिया हर जगह मौजूद थे, जो स्विस सुअर पालन की अत्यधिक जुड़ी हुई प्रणाली के माध्यम से घूम रहे थे। शोधकर्ताओं ने अपने निष्कर्षों की तुलना अन्य देशों के मवेशियों और मनुष्यों के डेटा के साथ भी की। उन्होंने पाया कि स्विट्जरलैंड के सुअरों में पाए गए बिल्कुल वही बैक्टीरियल स्ट्रेन स्विट्जरलैंड में मवेशियों और नीदरलैंड तथा जापान में मनुष्यों में भी मौजूद थे। यह साझा आनुवंशिक पहचान "वन हेल्थ" (One Health) की अवधारणा को पुख्ता करती है, जो यह मानती है कि जानवरों, लोगों और पर्यावरण का स्वास्थ्य गहराई से जुड़ा हुआ है।

सबसे चौंकाने वाली खोजों में से एक यह थी कि बैक्टीरिया केवल उन लिम्फ नोड्स तक सीमित नहीं थे जहाँ बीमारी का पता चलता है। शोधकर्ता पांच मांसपेशी नमूनों से सफलतापूर्वक बैक्टीरिया उगा पाए जो देखने में पूरी तरह स्वस्थ लग रहे थे। इन सभी मामलों में, बैक्टीरिया अन्य अंगों जैसे लिवर या फेफड़ों में भी पाए गए। यह पुष्टि करता है कि संक्रमण दृश्यमान बीमारी के संकेतों के बिना भी खाने योग्य मांसपेशी ऊतकों तक फैल सकता है। हालांकि यह अध्ययन यह साबित नहीं करता है कि इस मांस को खाने से मनुष्यों में बीमारी होती है, लेकिन यह जोखिम के एक संभावित मार्ग को उजागर करता है जिसे मांस निरीक्षक मिस कर सकते हैं। अध्ययन ने यह भी नोट किया कि जबकि कुछ अन्य प्रकार के बैक्टीरिया भी पाए गए, लेकिन अधिकांश लीशन्स (lesions) इसी विशिष्ट Mycobacterium स्ट्रेन के कारण थे, जो इन मामलों में इसके प्राथमिक अपराधी होने की पुष्टि करता है।

शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि स्विस सुअरों में इस बैक्टीरिया की आबादी पर्यावरण के साथ बार-बार होने वाले संपर्क से संचालित होती है। उच्च आनुवंशिक विविधता, कई दुर्लभ स्ट्रेन की उपस्थिति, और एक ही जानवर के भीतर विभिन्न स्ट्रेन का बार-बार मिलना, यह सब संकेत देता है कि सुअर अपने जीवनकाल में अपने परिवेश से बैक्टीरिया प्राप्त कर रहे हैं। कुछ प्रमुख स्ट्रेन्स जो हर जगह दिखाई देते हैं, यह सुझाव देते हैं कि कुछ वेरिएंट्स खेती प्रणाली में जीवित रहने और फैलने में विशेष रूप से कुशल हैं, लेकिन वे अद्वितीय, स्थानीय वेरिएंट्स के समुद्र से घिरे हुए हैं। यह अध्ययन इस बैक्टीरिया के संचलन की एक स्पष्ट तस्वीर प्रदान करता है, जो दिखाता है कि वे केवल एक सुअर से दूसरे सुअर में संक्रमण की एक सरल श्रृंखला नहीं हैं, बल्कि पर्यावरणीय जोखिम का एक जटिल जाल है जो दुनिया भर में फार्मों, जानवरों और संभावित रूप से लोगों को छूता है। इस विविधता को समझकर, वैज्ञानिक और किसान इन अदृश्य खतरों को बेहतर ढंग से ट्रैक कर सकते हैं और खाद्य आपूर्ति को सुरक्षित रखने के लिए रणनीतियाँ विकसित कर सकते हैं।