研究人员上周在《临床传染病》杂志上报告称,马萨诸塞州针对多药耐药细菌引起的人类和动物感染开展的调查揭示了遗传联系,暗示宠物与主人之间可能存在传播。
该论文描述了两项最初看似独立的调查,最终通过流行病学和分子溯源工作被联系起来。一项调查始于马萨诸塞州伍斯特市的一所兽医教学医院,2022年末该院首次在猫狗中发现产碳青霉烯酶大肠杆菌(Escherichia coli)感染群集。另一项调查则涉及数月后在该县发生的同类细菌引起的人类感染群集。
数月间,这两项调查之间并无已知关联。但对两组样本的分子分析最终揭示了隐秘的"同一健康"(One Health)联系。
宾夕法尼亚大学兽医学院临床微生物学助理教授斯蒂芬·科尔博士(Stephen Cole, DVM)向CIDRAP新闻表示:"一旦我们将分离株放入同一数据库,就发现它们全部聚集成簇。"
兽医领域日益严峻的问题
产碳青霉烯酶肠杆菌目细菌(CPE)是一类多药耐药病原体,主要导致医院患者难以治疗甚至致命的感染。
世界卫生组织和美国疾病控制与预防中心(CDC)均将其列为高优先级病原体。CDC近期报告显示,过去5年美国CPE医院感染显著上升,其中携带NDM(新德里金属β-内酰胺酶)基因的CPE增速尤为惊人。
令人担忧的是,CPE正从医院蔓延至社区环境。由于使碳青霉烯类抗生素失活的碳青霉烯酶由可在菌株和物种间共享的移动基因携带,传播风险随之增加。此外,宠物携带CPE定植和感染的零星报告也日益增多。
参与兽医调查的塔夫茨大学卡明斯兽医学院临床副教授伊恩·德斯特凡诺博士(Ian DeStefano, DVM)认为,CPE正成为兽医领域的新兴问题。但普通兽医对其知之甚少,很可能从未识别出此类病原体。
他表示:"我认为有些兽医发现的分离株很可能就是CPE,却不知其真实身份。"
在发现CPE爆发的兽医教学医院,马萨诸塞州公共卫生部(MDPH)联合开展的进一步调查显示,医院环境表面存在污染,住院动物出现定植现象。
一旦我们将分离株放入同一数据库,就发现它们全部聚集成簇。
医院表面、犬类和猫类的分离株随后被送至宾夕法尼亚大学"碳青霉烯耐药肠杆菌目细菌动物检测与流行病学"(CREATE)实验室进行深入分析,明尼苏达州卫生部完成了全基因组测序(WGS)。
数月后,马萨诸塞州公共卫生实验室启动独立调查,以探明三名尿路感染患者的潜在关联。这些患者感染的同样是兽医医院发现的产blaNDM-5基因大肠杆菌。三名患者(79岁女性、63岁男性和23岁女性)均居住在伍斯特县,但无共同医疗暴露、近期国际旅行或医疗旅游等流行病学联系。
德斯特凡诺表示:"三个人类分离株彼此高度相关,但患者之间如何关联仍不清楚。"
答案在两组测序分离株上传至美国国家生物技术信息中心(NCBI)病原体检测数据库,并由CREATE实验室分析后显现。人类、动物和环境分离株的单核苷酸多态性均在0至10个范围内——表明它们高度同源。
科尔解释道:"一个团队在人类样本上做全基因组测序,另一个在动物样本上进行。正是数据共享能力帮助我们发现了这种隐秘联系,否则绝无可能。"
尽管对三名CPE感染患者的初步访谈未能发现任何流行病学关联,但测序结果促使开展回访。调查显示,所有患者家中均有宠物,且在感染发生前数月均在该兽医教学医院接受过诊疗。
德斯特凡诺指出,虽然动物从未接受CPE筛查,但基因结果、访谈记录和时间线表明,宠物在医院爆发CPE期间接受诊疗时已被定植,随后将细菌传播给主人。
他表示:"时间线吻合——宠物住院正值CPE问题爆发期,这早于主人后续发病或检出CPE分离株。"他还强调,由于传播具有双向性,兽医医院的CPE爆发可能源自一名被CPE定植的宠物主人。
他补充道:"这对我而言就是'同一健康'理念的完美诠释。"
人类与兽医健康部门需加强协作
先前研究已提示耐药细菌可能在伴侣动物与主人间传播。2019年一项针对荷兰宠物主人及其宠物的细菌样本分析发现,部分家庭中狗和主人携带的耐药大肠杆菌分离株几乎完全相同。
但科尔指出,多数研究仅涉及定植状态且缺乏流行病学背景。而本论文描述了一项针对性调查,揭示了引发临床感染的相关细菌背后隐藏的流行病学机制。科尔与德斯特凡诺均认为,这凸显了人类医疗与兽医健康部门协作遏制重大公共卫生威胁的必要性。
他们在论文中写道:"鉴于宠物公园、兽医医院和寄养设施中大量动物的接触,暴露于CPE的宠物与人类面临显著的传播放大风险,可能导致零星病例、群集或爆发。"
这对我而言就是"同一健康"理念的完美诠释。
实践中应如何应对?首先需在兽医环境及人宠共享环境中加强CPE实时监测,并推动州公共卫生部门与动物卫生机构合作利用检测基础设施。他们还建议人类医疗从业者在追溯耐药感染来源时纳入伴侣动物因素。
德斯特凡诺表示:"我们知道这并非孤立事件,遗憾的是,我看不到这个问题会消失。"
瑞士伯尔尼大学研究者在同期配发的社论中呼应了这一观点,指出本调查及其他研究"凸显了兽医诊所引发的惊人'同一健康'隐患,亟需迅速应对"。
他们写道:"在本领域及其他领域的渐进式努力,有助于遏制CPE向人类和动物群体的快速扩散,预防可避免感染的失控增长。"
科尔坦言,此类工作需要目前多数州严重短缺的公共卫生资金与支持,但他视其为"保护人类与动物健康的黄金机遇"。
他表示:"我们深知宠物通常帮助人类过上更幸福、更健康的生活。因此抗菌素耐药性(AMR)不仅是人类健康的威胁,也是我们宠物健康的威胁。我们能够战胜它。"
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