Population Structure and Antimicrobial Resistance Gene Transfer of Respiratory Escherichia coli Isolated from Swine in China
यह अध्ययन प्रकट करता है कि पूरे चीन में सूअरों के श्वसन संबंधी एस्चेरिचिया कोली (Escherichia coli) आइसोलेट्स, विविध और अत्यधिक हस्तांतरणीय रोगाणुरोधी प्रतिरोध जीन का एक महत्वपूर्ण भंडार हैं, जो मुख्य रूप से प्लास्मिड जैसे मोबाइल जेनेटिक एलिमेंट्स द्वारा ले जाए जाते हैं, जो 'वन हेल्थ' ढांचे के तहत मनुष्यों और पर्यावरण में मल्टीड्रग रेजिस्टेंस के प्रसार के लिए पर्याप्त जोखिम पैदा करते हैं।
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सूअर भी मनुष्यों की तरह निमोनिया और अन्य श्वसन संक्रमणों के प्रति संवेदनशील होते हैं जो घातक हो सकते हैं। जब ये जानवर बीमार पड़ते हैं, तो किसान अक्सर उपचार के लिए एंटीबायोटिक्स का सहारा लेते हैं, जो वैश्विक स्वाइन उद्योग में एक मानक प्रक्रिया बन गई है। हालांकि, इन दवाओं के व्यापक उपयोग का एक छिपा हुआ परिणाम है: यह बैक्टीरिया को रक्षात्मक क्षमता विकसित करने के लिए प्रोत्साहित करता है, जिससे ऐसे स्ट्रेन (प्रजाति) बनते हैं जो अब उपचार के प्रति प्रतिक्रिया नहीं देते हैं। यह घटना, जिसे एंटीमाइक्रोबियल रेजिस्टेंस (रोगाणुरोधी प्रतिरोध) के रूप में जाना जाता है, सार्वजनिक स्वास्थ्य के लिए एक बढ़ता हुआ संकट है। इन संक्रमणों के लिए जिम्मेदार बैक्टीरिया केवल फार्म तक ही सीमित नहीं हैं; वे जानवरों, पर्यावरण और मनुष्यों के बीच घूम सकते हैं, और अपने साथ अपनी नई रक्षात्मक क्षमताओं को भी ले जा सकते हैं। यह कैसे होता है, इसे समझने के लिए वैज्ञानिक इन बैक्टीरिया के जेनेटिक कोड (आनुवंशिक कोड) का अध्ययन करते हैं, उन विशिष्ट निर्देशों की तलाश करते हैं जो उन्हें एंटीबायोटिक्स से बचने में सक्षम बनाते हैं और उन वाहनों की तलाश करते हैं जो उन्हें अपने पड़ोसियों को वे निर्देश पास करने में मदद करते हैं।
हुअज़ोंग एग्रीकल्चरल यूनिवर्सिटी, चीन के शोधकर्ताओं की एक टीम ने बीमार सूअरों के फेफड़ों में पाए जाने वाले एक विशिष्ट समूह के बैक्टीरिया का परीक्षण करके इस समस्या की गहराई से जांच की है। उन्होंने 'एक्स्ट्राइंट्रास्टिनल पैथोजेनिक एस्चेरिचिया कोलाई' (extraintestinal pathogenic Escherichia coli), या ExPEC नामक बैक्टीरिया पर ध्यान केंद्रित किया। हालांकि यह बैक्टीरिया अक्सर आंत से जुड़ा होता है, लेकिन शोधकर्ता उन स्ट्रेन में रुचि रखते थे जो श्वसन प्रणाली पर आक्रमण करते हैं और सूअरों में निमोनिया का कारण बनते हैं। उन्होंने 442 बैक्टीरियल नमूनों का एक विशाल संग्रह एकत्र किया, जिसमें 2022 और 2024 के बीच मध्य चीन के सूअर फार्मों से प्राप्त 54 नए पृथक स्ट्रेन और सार्वजनिक वैज्ञानिक डेटाबेस में पाए गए 388 अतिरिक्त स्ट्रेन शामिल थे। इन बैक्टीरिया के संपूर्ण आनुवंशिक मेकअप को अनुक्रमित (sequence) करके, टीम ने उनके पारिवारिक वृक्षों (family trees) का मानचित्र तैयार किया और उनके द्वारा ले जाए जाने वाले प्रत्येक प्रतिरोध जीन (resistance gene) को सूचीबद्ध किया, जिसका उद्देश्य यह देखना था कि ये खतरनाक लक्षण कैसे व्यवस्थित होते हैं और वे कितनी आसानी से फैल सकते हैं।
जांच से पता चला कि चीनी सूअरों में फेफड़ों के संक्रमण पैदा करने वाले बैक्टीरिया अत्यधिक विविध हैं, जो कई अलग-अलग आनुवंशिक परिवारों से संबंधित हैं, फिर भी उनमें एक परेशान करने वाली समानता है: वे प्रतिरोध जीनों से भरे हुए हैं। शोधकर्ताओं ने पाया कि 111 अलग-अलग प्रकार के जीन बैक्टीरिया को एंटीबायोटिक्स से बचाते हैं। सबसे आम बचाव सल्फोनामाइड्स (sulfonamides), क्लोरैम्फेनिकॉल (chloramphenicol) और टेट्रासाइक्लिन (tetracyclines) के विरुद्ध थे, जो कृषि में अक्सर उपयोग की जाने वाली दवाओं के वर्ग हैं। अधिक चिंताजनक बात यह है कि टीम ने "लास्ट-रिसॉर्ट" (अंतिम विकल्प) एंटीबायोटिक्स, जिनमें कार्बापेनेम्स (carbapenems) और कोलिस्टिन (colistin) शामिल हैं, के प्रति प्रतिरोध प्रदान करने वाले जीन का पता लगाया, जो मनुष्यों में गंभीर संक्रमणों के इलाज के लिए महत्वपूर्ण हैं। हालांकि ये विशिष्ट उच्च-स्तरीय प्रतिरोध जीन हर एक नमूने में नहीं पाए गए, लेकिन सूअर की आबादी में उनकी उपस्थिति एक गंभीर जोखिम का संकेत देती है। बैक्टीरिया केवल एक दवा के प्रति प्रतिरोधी नहीं हैं; वे अक्सर कई दवाओं के प्रति प्रतिरोधी होते हैं, एक एकल स्ट्रेन में औसतन 13 अलग-अलग प्रतिरोध जीन होते हैं, जबकि कुछ में 25 तक हो सकते हैं।
जो स्थिति को विशेष रूप से खतरनाक बनाता है वह केवल इन जीनों की उपस्थिति नहीं है, बल्कि उनकी गतिशीलता की क्षमता है। शोधकर्ताओं ने प्रत्येक प्रतिरोध जीन के जेनेटिक संदर्भ का विश्लेषण किया कि क्या वह डीएनए के एक गतिशील टुकड़े पर स्थित है, जैसे कि एक प्लाज्मिड (plasmid), जो एक शटल की तरह कार्य करता है जो बैक्टीरिया के बीच आनुवंशिक सामग्री को स्थानांतरित कर सकता है। उन्होंने पाया कि पहचाने गए सभी प्रतिरोध जीनों में से लगभग 77 प्रतिशत इन गतिशील तत्वों पर स्थित थे। इसका अर्थ है कि बैक्टीरिया के पास अपनी रक्षात्मक क्षमताओं को अन्य बैक्टीरिया, यहाँ तक कि विभिन्न प्रजातियों के साथ साझा करने के लिए एक अंतर्निहित तंत्र है। इस हस्तांतरण के प्राथमिक वाहन प्लाज्मिड थे, विशेष रूप से IncF नामक एक परिवार, जो एक साथ कई प्रतिरोध जीनों को ले जाने में उत्कृष्ट है। अध्ययन ने चार विशिष्ट प्रतिरोध जीनों के एक घनिष्ठ समूह की भी पहचान की जो अक्सर एक साथ चलते हैं, जिससे एक शक्तिशाली संयोजन बनता है जो बैक्टीरिया को एमिनोग्लाइकोसाइड्स (aminoglycosides), सल्फोनामाइड्स और क्लोरैम्फेनिकॉल के प्रति एक साथ प्रतिरोधी बनाता है।
यह देखने के लिए कि ये जीन वास्तव में कैसे चलते हैं, शोधकर्ताओं ने एक प्रतिनिधि बैक्टीरियल स्ट्रेन का चयन किया और उसके प्लाज्मिडों को उच्च विवरण के साथ अनुक्रमित (sequence) किया। उन्होंने दो पूर्ण प्लाज्मिडों की खोज की, एक जिसमें आठ अलग-अलग प्रतिरोध जीन थे और दूसरा जिसमें चार थे। ये प्लाज्मिड अन्य बैक्टीरिया से मिले प्लाज्मिडों के अत्यधिक समान पाए गए, जो विभिन्न मेजबानों (hosts) से जुड़े थे, जिससे यह संकेत मिलता है कि ये आनुवंशिक शटल जीव जगत में स्वतंत्र रूप से घूम रहे हैं। अध्ययन पुष्टि करता है कि श्वसन संक्रमण वाले सूअर केवल एक स्थानीय बीमारी से पीड़ित नहीं हैं; वे जटिल और गतिशील एंटीबायोटिक प्रतिरोध जीनों के भंडार (reservoirs) के रूप में कार्य कर रहे हैं। चूंकि ये बैक्टीरिया अपशिष्ट के माध्यम से पर्यावरण में छोड़े जा सकते हैं या खाद्य श्रृंखला में प्रवेश कर सकते हैं, इसलिए उनके द्वारा ले जाए जाने वाले प्रतिरोध लक्षण मनुष्यों तक पहुँचने की क्षमता रखते हैं। निष्कर्ष इस बात पर जोर देते हैं कि सूअरों के फेफड़ों में रहने वाले बैक्टीरिया आनुवंशिक सामग्री का एक महत्वपूर्ण स्रोत हैं जो मानव संक्रमणों के इलाज के लिए उपयोग किए जाने वाले एंटीबायोटिक्स की प्रभावशीलता को कम कर सकते हैं, जो स्वाइन उत्पादन में बेहतर निगरानी और नियंत्रण उपायों की तत्काल आवश्यकता को रेखांकित करता है।
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