DOI: https://doi.org/10.3389/fcimb.2025.1603234
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40964059
تاريخ النشر: 2025-09-02
المؤلف: Weixiang Wang وآخرون
الموضوع الرئيسي: بروسيلا: التشخيص، الوبائيات، العلاج
نظرة عامة
تستكشف الدراسة عودة داء البروسيلات البشري في مقاطعة جيانغسو، مع التركيز على مصادر وديناميات انتقال سلالات بروسيلة ميلتينسيس. باستخدام البيوتيب التقليدي، وتحليل تسلسل الجينوم الكامل، وتحليل تعدد أشكال النوكليوتيدات الفردية (WGS-SNP)، ونمط تسلسل الجينوم الأساسي (cgMLST)، قام الباحثون بتحليل 89 عينة، مؤكدين جميعها كـ B. melitensis—16 كنوع حيوي 1 و73 كنوع حيوي 3. أظهرت السلالات توزيعًا واسع النطاق عبر 15 مدينة، مما يشير إلى انتشار إقليمي واسع. كانت جميع العينات تنتمي إلى نوع التسلسل 8 (ST8) ومجموعة النمط الجيني II، متجمعة ضمن سلالة شرق البحر الأبيض المتوسط، وتم تصنيفها إلى خمسة مجموعات SNP و17 نمطًا جينيًا قائمًا على SNP، مما يكشف عن هيكل تطوري شبيه بالسلم دون تجمع جغرافي مميز، مما يشير إلى انتقال متكرر عبر المناطق، من المحتمل أن يكون بسبب حركة الماشية المصابة.
تؤكد النتائج على التهديد الذي يشكله B. melitensis على الصحة العامة في جيانغسو والمناطق المحيطة بها، المدفوع بتجارة الماشية وانتقال سلالات متعددة تساهم في تفشي داء البروسيلات البشري المحلي. تبرز الدراسة أهمية التحليل الوبائي الجيني لفهم أنماط انتقال B. melitensis، داعية إلى اتخاذ تدابير تحكم مخصصة للتخفيف من الوباء. يُوصى بمزيد من البحث على نطاق إقليمي ووطني أوسع لتعزيز فهم ديناميات انتقال داء البروسيلات من شمال إلى جنوب الصين.
مقدمة
داء البروسيلات، وهو مرض حيواني المنشأ تسببه بكتيريا بروسيلة سلبية الغرام، يشكل تحديات كبيرة للصحة العامة والاقتصاد على مستوى العالم. تم التعرف على المرض لأول مرة في خمسينيات القرن التاسع عشر، وينتقل بشكل أساسي إلى البشر من خلال الاتصال بالحيوانات المصابة أو استهلاك منتجات الألبان غير المبسترة. من بين 12 نوعًا من بروسيلة تم التعرف عليها، تعتبر B. melitensis الأكثر عدوى للبشر، إلى جانب B. suis وB. abortus، مع تقارير حديثة عن إصابات من B. cetaceae. يُقدّر حدوث داء البروسيلات البشري عالميًا بـ 2.1 مليون حالة جديدة سنويًا، مع أعلى المعدلات المسجلة في الشرق الأوسط وآسيا الوسطى. في مقاطعة جيانغسو، الصين، تم الإبلاغ عن 1,347 حالة بين عامي 2006 و2021، مما يبرز انتشار المرض المتزايد عبر المنطقة.
تستخدم هذه الدراسة تحليل تسلسل الجينوم الكامل وتعدد أشكال النوكليوتيدات الفردية (WGS-SNP) ونمط تسلسل الجينوم الأساسي (cgMLST) للتحقيق في أنماط الانتقال والعلاقات التطورية لسلالات B. melitensis المعزولة من مرضى بشريين في مقاطعة جيانغسو. تهدف هذه المنهجيات إلى تعزيز فهم وبائيات داء البروسيلات، وبالتالي إبلاغ استراتيجيات المراقبة والتحكم المستهدفة للتخفيف من تأثيره.
الطرق
يستعرض قسم “المواد والطرق” في ورقة البحث التصميم التجريبي والإجراءات المستخدمة للتحقيق في سؤال البحث. يوضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، معدات، وعينات بيولوجية، مما يضمن إمكانية تكرار الدراسة. تشمل المنهجية التقنيات المطبقة لجمع البيانات وتحليلها، مثل الاختبارات الإحصائية أو النماذج الحاسوبية، والتي تعتبر حاسمة للتحقق من النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، قد يصف القسم الإعداد التجريبي، بما في ذلك ظروف التحكم وأي متغيرات تم التلاعب بها خلال الدراسة. يسمح هذا النهج الدقيق بفهم واضح لكيفية الحصول على النتائج ويدعم موثوقية الاستنتاجات المستخلصة من البحث. بشكل عام، تعتبر الطرق المستخدمة حاسمة لتقييم قوة نتائج الدراسة.
النتائج
يقدم قسم النتائج نتائج حول الأنواع وأنواع الحيوية لعدد إجمالي من 89 عينة تم تحليلها. يشير توزيع هذه العينات إلى تمثيل متنوع للأنواع، مما يبرز التباين البيئي داخل البيئة المدروسة. تم تحديد أنواع حيوية محددة، مما يظهر خصائص مميزة قد تؤثر على أدوارها البيئية وتفاعلاتها.
تم إجراء تحليلات إحصائية لتقييم أهمية التوزيعات الملحوظة، مما يكشف عن أنماط تشير إلى تأثيرات بيئية محتملة على انتشار الأنواع. تسهم هذه النتائج في فهم أعمق للتنوع البيولوجي في سياق النظام البيئي المدروس وقد تُوجه اتجاهات البحث المستقبلية وجهود الحفظ.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم عزل 89 سلالة من بروسيلة spp. من عينات دم مرضى مشتبه بهم بداء البروسيلات في نانجينغ، مما يكشف عن هيمنة بروسيلة ميلتينسيس، وخاصة الأنواع الحيوية 1 و3. أظهرت السلالات حفظًا جينيًا عاليًا مع B. melitensis 16M، حيث تشارك هوية النوكليوتيد المتوسطة (ANI) بنسبة 99.86-99.89%. أشار تسلسل الجينوم الكامل وتحليل الجينوم الشامل إلى هيكل جيني مستقر، مع تحديد 2,884 جينًا أساسيًا ووجود محدود لجينات مقاومة المضادات الحيوية. صنفت التحليلات التطورية السلالات إلى خمس مجموعات SNP متميزة، مما يشير إلى انتقال واسع النطاق عبر المناطق، وخاصة من المقاطعات الشمالية، مما ساهم في زيادة حدوث داء البروسيلات البشري في جيانغسو.
تسلط النتائج الضوء على الوبائيات المعقدة لـ B. melitensis في جيانغسو والمناطق المحيطة بها، مع التأكيد على دور تجارة الماشية في تسهيل انتشار سلالات متعددة. يشير غياب التجمع الجغرافي بين السلالات إلى أحداث انتقال متكررة عبر المناطق. تؤكد الدراسة على الحاجة إلى نهج متكامل للصحة الواحدة لإدارة مخاطر انتقال داء البروسيلات، داعية إلى تعزيز مراقبة الماشية، والمراقبة الجينية، والتثقيف الصحي العام للتخفيف من انتشار المرض. بشكل عام، توفر هذه الأبحاث رؤى حاسمة حول ديناميات انتقال داء البروسيلات وضرورة اتخاذ تدابير تحكم مخصصة في المناطق المتأثرة.
DOI: https://doi.org/10.3389/fcimb.2025.1603234
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40964059
Publication Date: 2025-09-02
Author(s): Weixiang Wang et al.
Primary Topic: Brucella: diagnosis, epidemiology, treatment
Overview
The study investigates the resurgence of human brucellosis in Jiangsu Province, focusing on the sources and transmission dynamics of Brucella melitensis strains. Utilizing conventional biotyping, whole-genome sequencing single-nucleotide polymorphism (WGS-SNP) analysis, and core genome multilocus sequence typing (cgMLST), the researchers analyzed 89 isolates, confirming all as B. melitensis—16 as biovar 1 and 73 as biovar 3. The strains exhibited a widespread distribution across 15 cities, indicating extensive regional dissemination. All isolates belonged to sequence type 8 (ST8) and genotype group II, clustering within the East Mediterranean lineage, and were classified into five SNP clades and 17 SNP-based genotypes, revealing a ladder-like phylogenetic structure without distinct geographic clustering, suggesting frequent cross-regional transmission likely due to the movement of infected livestock.
The findings underscore the public health threat posed by B. melitensis in Jiangsu and surrounding areas, driven by livestock trade and transfer of multiple lineages that contribute to local human brucellosis outbreaks. The study highlights the importance of genomic epidemiological analysis for understanding the transmission patterns of B. melitensis, advocating for tailored control measures to mitigate the epidemic. Further research on a broader regional and national scale is recommended to enhance understanding of the dynamics of brucellosis transmission from northern to southern China.
Introduction
Brucellosis, a zoonotic disease caused by the Gram-negative bacterium Brucella spp., poses significant public health and economic challenges globally. First identified in the 1850s, the disease is primarily transmitted to humans through contact with infected animals or consumption of unpasteurized dairy products. Among the 12 identified Brucella species, B. melitensis is the most infectious to humans, alongside B. suis and B. abortus, with recent reports of infections from B. cetaceae. The global incidence of human brucellosis is estimated at 2.1 million new cases annually, with the highest rates observed in the Middle East and Central Asia. In Jiangsu Province, China, 1,347 cases were reported between 2006 and 2021, highlighting the disease’s expanding prevalence across the region.
This study employs whole-genome sequencing single-nucleotide polymorphism (WGS-SNP) analysis and a core genome multilocus sequence typing (cgMLST) scheme to investigate the transmission patterns and phylogenetic relationships of B. melitensis strains isolated from human patients in Jiangsu Province. These methodologies aim to enhance understanding of the epidemiology of brucellosis, thereby informing targeted surveillance and control strategies to mitigate its impact.
Methods
The “Materials and Methods” section of the research paper outlines the experimental design and procedures employed to investigate the research question. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, ensuring reproducibility of the study. The methodology encompasses the techniques applied for data collection and analysis, such as statistical tests or computational models, which are crucial for validating the findings.
Additionally, the section may describe the experimental setup, including control conditions and any variables manipulated during the study. This rigorous approach allows for a clear understanding of how the results were obtained and supports the reliability of the conclusions drawn from the research. Overall, the methods employed are critical for assessing the robustness of the study’s outcomes.
Results
The results section presents findings on the species and biovars of a total of 89 samples analyzed. The distribution of these samples indicates a diverse representation of species, highlighting the ecological variability within the studied environment. Specific biovars were identified, showcasing distinct characteristics that may influence their ecological roles and interactions.
Statistical analyses were conducted to assess the significance of the observed distributions, revealing patterns that suggest potential environmental influences on species prevalence. These findings contribute to a deeper understanding of biodiversity in the context of the studied ecosystem and may inform future research directions and conservation efforts.
Discussion
In this study, 89 Brucella spp. strains were isolated from blood samples of suspected brucellosis patients in Nanjing, revealing a predominance of Brucella melitensis, particularly biovars 1 and 3. The strains exhibited high genomic conservation with B. melitensis 16M, sharing an Average Nucleotide Identity (ANI) of 99.86-99.89%. Whole-genome sequencing and pangenome analysis indicated a stable genomic structure, with 2,884 core genes identified and a limited presence of antimicrobial resistance genes. Phylogenetic analysis categorized the strains into five distinct SNP clades, suggesting extensive cross-regional transmission, particularly from northern provinces, which contributed to the rising incidence of human brucellosis in Jiangsu.
The findings highlight the complex epidemiology of B. melitensis in Jiangsu and surrounding areas, emphasizing the role of livestock trade in facilitating the spread of multiple lineages. The absence of geographical clustering among strains points to recurrent cross-regional transmission events. The study underscores the need for an integrated One Health approach to manage brucellosis transmission risks, advocating for enhanced livestock monitoring, genomic surveillance, and public health education to mitigate the disease’s spread. Overall, this research provides critical insights into the dynamics of brucellosis transmission and the necessity for tailored control measures in affected regions.