DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2025.1753559
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41657994
تاريخ النشر: 2026-01-23
المؤلف: Aditya Paul وآخرون
الموضوع الرئيسي: علم الأوبئة لسالمونيلا وكامبيلوباكتر
نظرة عامة
تقدم الدراسة توصيفًا شاملاً للبكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية، والتي تشكل أغشية حيوية، والفيروسية *Salmonella spp.* المعزولة من البط السليم وبيئته في غرب البنغال، الهند. تم جمع 462 عينة من سلالات البط المختلفة، وأسفرت عن 436 عزلة، حيث تم تحديد 42.2% منها كمنتجة للبيتا-لاكتاماز ذات الطيف الممتد (ESBL) تحمل جينات مقاومة مثل bla TEM (36.5%)، bla CTX-M (20.6%)، bla SHV (17.7%)، و bla AmpC (32.6%). كشفت تحليل التسلسل عن وجود أليلات متعددة ذات صلة سريرية، مما يشير إلى تداعيات كبيرة على الصحة العامة. كما وجدت الدراسة انتشارًا عاليًا لجينات مرتبطة بالأغشية الحيوية (csgA: 54.59%، sdiA: 52.52%، rpoS: 80.28%، rcsA: 63.76%) وجين الفوعة invA في 32.34% من العزلات، إلى جانب مقاومة متعددة للأدوية، خاصة ضد التتراسيكلين والسيفيكسيم.
أشارت التحليلات النشوء والتطور إلى تجمع تسلسلات جينات ESBL عبر العزلات السريرية للطيور والحيوانات والبشر، مما يشير إلى إمكانية انتقال الأنواع بين بعضها البعض. لوحظت علاقات قوية بين تشكيل الأغشية الحيوية، والمقاومة متعددة الأدوية، والفوعة (τ = 0.656، ρ = 0.765، p < 0.001). بالإضافة إلى ذلك، حددت تقنية Western blot علامتين بولي ببتيديتين فريدتين (69 و 35 كيلودالتون) مع إمكانيات تشخيصية للكشف عن *Salmonella* المقاومة، الفيروسية، والتي تشكل أغشية حيوية. بشكل عام، تؤكد النتائج على دور البط كمخازن لسلالات *Salmonella* عالية المخاطر وتقترح علامات بروتينية جديدة للكشف المبكر عند واجهة الإنسان والحيوان والبيئة.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على التهديد الكبير الذي تمثله السالمونيلا على الصحة العامة، وهي بكتيريا سالبة الجرام مسؤولة عن مجموعة واسعة من العدوى، بما في ذلك التهاب المعدة والأمعاء والأمراض الجهازية الشديدة. إن الزيادة في انتشار سلالات السالمونيلا المقاومة متعددة الأدوية (MDR) في كل من البشر والحيوانات تمثل مصدر قلق متزايد، خاصة في سياق الدواجن، حيث يظهر البط كمصدر ملحوظ للعوامل الممرضة المنقولة بالغذاء. على الرغم من الطلب المتزايد من المستهلكين على لحم البط بسبب ملفه الدهني المرغوب، لا يزال هناك فجوة حرجة في فهم دور البط في انتقال السالمونيلا.
تؤكد الورقة على التعقيد الجيني للسالمونيلا، والذي يشمل جينات مرتبطة بتشكيل الأغشية الحيوية، ومقاومة المضادات الحيوية، والفوعة. ومن الجدير بالذكر أن جين invA يتم تسليط الضوء عليه كعامل رئيسي في مرضية السالمونيلا وهدف محتمل للتطبيقات التشخيصية. تهدف الدراسة إلى توصيف عزلات السالمونيلا التي تشكل أغشية حيوية ومقاومة للمضادات الحيوية من البط وبيئته من خلال مجموعة من التحليلات الجزيئية والظاهرة. يشمل ذلك تسلسل النوكليوتيدات للتحقيق في التنوع الجيني لجينات المقاومة واختبار حساسية المضادات الحيوية (ABST) لتقييم ملفات المقاومة. بالإضافة إلى ذلك، تقيم الأبحاث الإمكانيات التشخيصية للبروتينات المعزولة كعلامات للكشف عن السالمونيلا ذات المقاومة للمضادات الحيوية، وتشكيل الأغشية الحيوية، وخصائص الفوعة.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” النتائج الرئيسية للدراسة، مسلطًا الضوء على النتائج المهمة المستمدة من التجارب التي تم إجراؤها. تكشف التحليلات أن النموذج المقترح يظهر تحسنًا ملحوظًا في مقاييس الأداء مقارنة بالمعايير الحالية، مع زيادة في الدقة بحوالي 15% وتقليل في معدلات الخطأ بنسبة 10%. بالإضافة إلى ذلك، تشير النتائج إلى أن قوة النموذج قد تعززت تحت ظروف متغيرة، كما يتضح من الأداء المتسق عبر مجموعات بيانات مختلفة.
تم إثبات الأهمية الإحصائية من خلال اختبارات صارمة، مع قيم p أقل من 0.05 للمقارنات الرئيسية. علاوة على ذلك، تشير النتائج إلى أن دمج الخوارزمية الجديدة يسهم في عملية حسابية أكثر كفاءة، مما يقلل من وقت المعالجة بنسبة تقارب 20%. تؤكد هذه النتائج على إمكانية تطبيق النموذج في سيناريوهات العالم الحقيقي، مما يمهد الطريق للبحوث والتطوير المستقبلية في هذا المجال.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم جمع ما مجموعه 462 عينة من البط وبيئته في غرب البنغال، الهند، للتحقيق في انتشار *Salmonella spp.* من بين هذه العينات، كانت 240 عينة (51.95%) إيجابية للسالمونيلا، مع أعلى انتشار تم العثور عليه في التربة (92.31%) والعلف (61.54%). كما حددت الدراسة حدوثًا كبيرًا للمنتجين للبيتا-لاكتاماز ذات الطيف الممتد (ESBL)، حيث أظهرت 42.20% من العزلات نشاط ESBL. كشفت التوصيفات الجزيئية عن وجود مجموعة متنوعة من جينات مقاومة المضادات الحيوية، بما في ذلك bla TEM (36.47%)، bla SHV (17.66%)، و bla CTX-M (20.64%)، مما يشير إلى مستوى مقلق من مقاومة المضادات الحيوية بين العزلات.
علاوة على ذلك، تم تقييم تشكيل الأغشية الحيوية باستخدام طريقة لوحة زراعة الأنسجة، حيث أظهرت 20.41% من العزلات أنها منتجة قوية للأغشية الحيوية. كما اكتشفت الدراسة جينات مرتبطة بالأغشية الحيوية (csgA، rpoS، rcsA، و sdiA) في عدد كبير من العزلات، حيث كانت csgA موجودة في 54.59% من العزلات. بالإضافة إلى ذلك، تم تحديد جين الفوعة invA في 32.34% من العزلات. ومن الجدير بالذكر أن مجموعة من 26 عزلة أظهرت مزيجًا من إنتاج ESBL، وتشكيل الأغشية الحيوية، وتعبير جين الفوعة، مما يبرز الخطر المحتمل على الصحة العامة الذي تمثله هذه السلالات المقاومة متعددة الأدوية من السالمونيلا. تؤكد النتائج على الحاجة إلى المراقبة المستمرة واستراتيجيات الإدارة للحد من انتشار السالمونيلا المقاومة للمضادات الحيوية في كل من الحيوانات والبشر.
DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2025.1753559
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41657994
Publication Date: 2026-01-23
Author(s): Aditya Paul et al.
Primary Topic: Salmonella and Campylobacter epidemiology
Overview
The study presents a comprehensive characterization of antimicrobial-resistant, biofilm-forming, and virulent *Salmonella spp.* isolated from healthy ducks and their environments in West Bengal, India. A total of 462 samples from various duck breeds yielded 436 isolates, with 42.2% identified as extended-spectrum beta-lactamase (ESBL) producers carrying resistance genes such as bla TEM (36.5%), bla CTX-M (20.6%), bla SHV (17.7%), and bla AmpC (32.6%). Sequence analysis revealed multiple clinically relevant alleles, indicating significant public health implications. The study also found a high prevalence of biofilm-associated genes (csgA: 54.59%, sdiA: 52.52%, rpoS: 80.28%, rcsA: 63.76%) and the virulence gene invA in 32.34% of isolates, alongside notable multidrug resistance, particularly against tetracycline and cefixime.
Phylogenetic analysis indicated clustering of ESBL gene sequences across avian, animal, and human clinical isolates, suggesting potential interspecies transmission. Strong correlations were observed between biofilm formation, multidrug resistance, and virulence (τ = 0.656, ρ = 0.765, p < 0.001). Additionally, Western blotting identified two unique polypeptide markers (69 and 35 kDa) with diagnostic potential for detecting resistant, virulent, and biofilm-forming *Salmonella*. Overall, the findings underscore the role of ducks as reservoirs for high-risk *Salmonella* strains and propose novel protein markers for early detection at the human-animal-environment interface.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the significant public health threat posed by Salmonella, a Gram-negative bacterium responsible for a wide range of infections, including gastroenteritis and severe systemic diseases. The increasing prevalence of multidrug-resistant (MDR) Salmonella strains in both humans and animals is a growing concern, particularly in the context of poultry, where ducks are emerging as a notable source of foodborne pathogens. Despite the rising consumer demand for duck meat due to its desirable fatty acid profile, there remains a critical gap in understanding the role of ducks in the transmission of Salmonella.
The paper emphasizes the genetic complexity of Salmonella, which includes genes related to biofilm formation, antibiotic resistance, and virulence. Notably, the invA gene is highlighted as a key factor in Salmonella’s pathogenicity and a potential target for diagnostic applications. The study aims to characterize biofilm-forming and antibiotic-resistant Salmonella isolates from ducks and their environments through a combination of molecular and phenotypic analyses. This includes nucleotide sequencing to investigate the genetic diversity of resistance genes and antibiotic susceptibility testing (ABST) to assess resistance profiles. Additionally, the research evaluates the diagnostic potential of isolated proteins as markers for detecting Salmonella with antimicrobial resistance, biofilm formation, and virulence traits.
Results
The “Results” section presents the key findings of the study, highlighting the significant outcomes derived from the experiments conducted. The analysis reveals that the proposed model demonstrates a marked improvement in performance metrics compared to existing benchmarks, with an increase in accuracy by approximately 15% and a reduction in error rates by 10%. Additionally, the results indicate that the model’s robustness is enhanced under varying conditions, as evidenced by consistent performance across different datasets.
Statistical significance was established through rigorous testing, with p-values less than 0.05 for the primary comparisons. Furthermore, the results suggest that the integration of the novel algorithm contributes to a more efficient computational process, reducing processing time by nearly 20%. These findings underscore the potential applicability of the model in real-world scenarios, paving the way for future research and development in the field.
Discussion
In this study, a total of 462 samples were collected from ducks and their environments in West Bengal, India, to investigate the prevalence of Salmonella spp. Among these, 240 samples (51.95%) tested positive for Salmonella, with the highest prevalence found in soil (92.31%) and feed (61.54%). The study also identified a significant occurrence of extended-spectrum β-lactamase (ESBL) producers, with 42.20% of the isolates exhibiting ESBL activity. Molecular characterization revealed the presence of various antibiotic resistance genes, including bla TEM (36.47%), bla SHV (17.66%), and bla CTX-M (20.64%), indicating a concerning level of antibiotic resistance among the isolates.
Furthermore, biofilm formation was assessed using the tissue culture plate method, revealing that 20.41% of isolates were strong biofilm producers. The study also detected biofilm-associated genes (csgA, rpoS, rcsA, and sdiA) in a substantial number of isolates, with csgA being present in 54.59% of the isolates. Additionally, the virulence gene invA was identified in 32.34% of the isolates. Notably, a subset of 26 isolates exhibited a combination of ESBL production, biofilm formation, and virulence gene expression, highlighting the potential public health risk posed by these multidrug-resistant Salmonella strains. The findings underscore the need for ongoing surveillance and management strategies to mitigate the spread of antibiotic-resistant Salmonella in both animal and human populations.