Japonia: Bakteria E. albertii ukryta w rzekach. Badanie wskazuje na rolę dzikich zwierząt

Bakteria Escherichia albertii, uznawana za wschodzący patogen wywołujący ciężkie zatrucia pokarmowe i biegunki wymagające hospitalizacji, może rozprzestrzeniać się pomiędzy dzikimi zwierzętami, środowiskiem wodnym i ludźmi. Naukowcy z Osaka Metropolitan University wykazali, że inwazyjne szopy pracze stanowią istotny rezerwuar tego drobnoustroju, a skażone rzeki mogą być ważnym ogniwem w łańcuchu transmisji prowadzącym do zakażeń u ludzi.

W artykule:

• Dlaczego Escherichia albertii budzi coraz większe obawy epidemiologów
• Jaką rolę w rozprzestrzenianiu bakterii odgrywają szopy pracze
• Wyniki badań próbek wody z rzek w prefekturze Osaka
• Analiza genomowa bakterii i jej znaczenie dla zdrowia publicznego
• Dlaczego wykryte szczepy mogą stanowić zagrożenie dla ludzi
• Koncepcja „One Health” jako odpowiedź na nowe zagrożenia zoonotyczne

Szopy pracze jako potencjalne źródło zakażeń

Nowe badanie przeprowadzone przez naukowców z Osaka Metropolitan University dostarcza przekonujących dowodów na istnienie środowiskowego cyklu transmisji bakterii Escherichia albertii, obejmującego dzikie zwierzęta, rzeki oraz ludzi. Patogen ten jest uznawany za wschodzący czynnik chorobotwórczy odpowiedzialny za ogniska ciężkich zatruć pokarmowych związanych ze skażoną wodą oraz żywnością, między innymi składnikami sałatek.

Szczególną uwagę badaczy zwróciły szopy pracze (Procyon lotor), które w Japonii należą do gatunków inwazyjnych. Zwierzęta te doskonale przystosowują się do życia zarówno w środowisku naturalnym, jak i na terenach rolniczych oraz w gęsto zaludnionych obszarach miejskich. Coraz częściej poszukują pożywienia w pobliżu ludzi, zwierząt gospodarskich i cieków wodnych, zwiększając ryzyko przedostawania się ich odchodów do systemów nawadniających, pasz oraz rzek.

Zakrojone na szeroką skalę badania środowiskowe

Zespół kierowany przez prof. Atsushiego Hinenoyę z Graduate School of Veterinary Science Osaka Metropolitan University przeprowadził szeroko zakrojone badania środowiskowe w prefekturze Osaka, gdzie liczebność populacji szopów praczy jest szczególnie wysoka.

Analiza próbek wykazała obecność E. albertii w 77% badanych próbek wody. Bakterię wykryto w sześciu spośród ośmiu analizowanych systemów rzecznych. Co istotne, wszystkie próbki ujemne pochodziły z okresu zimowego i wczesnowiosennego, kiedy liczba szopów praczy będących nosicielami bakterii naturalnie spada.

Naukowcy zwrócili uwagę na nietypowy rozkład bakterii w środowisku. Zwykle mikroorganizmy przenoszone przez rzeki gromadzą się głównie w dolnych odcinkach cieków wodnych. Tymczasem E. albertii wykrywano również w górnych biegach rzek oraz w pobliżu źródeł wody, często z dala od terenów mieszkalnych, gospodarstw rolnych i obiektów rekreacyjnych.

Według autorów badania stanowi to silny argument wskazujący, że źródłem skażenia nie była działalność człowieka, lecz dzikie zwierzęta.

Ponad połowa badanych szopów była nosicielami bakterii

Dodatkowym potwierdzeniem tej hipotezy była analiza 122 dzikich szopów praczy. Wyniki wykazały, że aż 56% badanych zwierząt było nosicielami Escherichia albertii.

Tak wysoki odsetek zakażonych osobników wskazuje, że gatunek ten może stanowić ważny rezerwuar bakterii w środowisku. W praktyce oznacza to możliwość ciągłego zanieczyszczania wód powierzchniowych oraz terenów rolniczych przez odchody zwierząt.

Analiza genomowa ujawniła szczepy niebezpieczne dla ludzi

Kluczowym elementem projektu była analiza całych genomów wyizolowanych bakterii. Badacze stwierdzili obecność wielu różnych szczepów, z których liczne były identyczne lub bardzo podobne do szczepów wykrywanych w próbkach środowiskowych pobranych z rzek.

Tak duża różnorodność genetyczna sugeruje, że bakteria jest trwale zakorzeniona w lokalnym ekosystemie i nie stanowi jedynie następstwa pojedynczego incydentu epidemiologicznego.

Szczegółowa analiza wykazała ponadto, że wszystkie sekwencjonowane szczepy posiadały geny wirulencji związane z chorobotwórczością wobec człowieka. Wśród nich znajdowały się czynniki wcześniej identyfikowane u pacjentów cierpiących na ciężkie biegunki. Część szczepów była również bardzo podobna do izolatów pochodzących bezpośrednio od zakażonych pacjentów.

Zdaniem autorów badania jest to silny dowód wskazujący, że bakterie obecne w środowisku naturalnym mogą stanowić realne zagrożenie dla zdrowia publicznego.

Trudniejsze wykrywanie źródeł ognisk epidemicznych

Badacze podkreślają, że utrzymywanie się szczepów E. albertii zarówno w populacjach dzikich zwierząt, jak i w środowisku wodnym może prowadzić do wielokrotnych ekspozycji ludzi poprzez skażoną wodę lub żywność.

Taki model krążenia patogenu w środowisku znacząco utrudnia identyfikację źródeł zakażeń. W przypadku wystąpienia ognisk epidemicznych ustalenie pierwotnego miejsca skażenia może być znacznie bardziej skomplikowane niż w klasycznych przypadkach związanych z pojedynczym źródłem żywności.

Potrzeba podejścia „One Health”

Autorzy badania podkreślają, że monitorowanie wyłącznie zakażeń u ludzi nie jest już wystarczające. Ich zdaniem konieczne jest wdrażanie strategii opartych na koncepcji „One Health”, która traktuje zdrowie ludzi, zwierząt, środowiska oraz systemów rolniczych jako elementy jednego, wzajemnie powiązanego systemu.

Zespół planuje obecnie dalsze badania mające na celu dokładne określenie dróg transmisji pomiędzy szopami praczami, wodami środowiskowymi, produktami rolnymi i żywnością. Naukowcy podkreślają również, że metodologia wykorzystana w tym projekcie może znaleźć zastosowanie w badaniach wielu innych chorób odzwierzęcych.

Źródło: Applied and Environmental Microbiology, Integrated study on the occurrence and genomic features of Escherichia albertii in environmental water and raccoons in Japan
DOI: http://dx.doi.org/10.1128/aem.00076-26

Sytuacja w Polsce

Szop pracz jest w Polsce inwazyjnym gatunkiem obcym, a Generalna Dyrekcja Ochrony Środowiska wskazuje, że może przenosić patogeny i pasożyty istotne dla hodowli zwierząt oraz zdrowia człowieka. Populacja szopa pracza w Polsce się powiększa, szczególnie w województwie lubuskim, ale zwierzęta te są spotykane także w innych regionach kraju. Istotne jest też to, że Escherichia albertii była już badana w północno-wschodniej Polsce; w pracy z lat 2015–2018 wykryto 42 izolaty w próbkach od ludzi, ptaków, żywności, wody i wśród szczepów podobnych do E. coli. Nie oznacza to jednak, że mamy w Polsce potwierdzony analogiczny, „japoński” szlak transmisji: szop pracz → rzeki → żywność/woda → człowiek. Najrozsądniejszy wniosek dla Polski jest taki, że warto rozszerzać monitoring środowiskowy i weterynaryjny w duchu One Health, zwłaszcza w regionach z dużą populacją szopów, przy ciekach wodnych i terenach rolniczych.