DOI: https://doi.org/10.1099/ijsem.0.006595
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39773342
تاريخ النشر: 2025-01-07
المؤلف: Camila Hamond وآخرون
الموضوع الرئيسي: أبحاث ونتائج داء الليبتوسبيروز
نظرة عامة
في هذه الدراسة، تم زراعة عزلات من *Leptospira spp.* من مصادر المياه عبر خمسة مواقع في وسط ولاية آيوا، الولايات المتحدة الأمريكية، وتم تصنيفها من خلال تسلسل الجينوم الكامل. أظهرت العزلات شكل لولبي وحركية، مع تحليل الجينوم الذي كشف عن تصنيفات متميزة ضمن جنس *Leptospira*. على وجه التحديد، تضمنت العزلات نوعًا واحدًا من تحت مجموعة مسببات الأمراض P1، ونوعًا واحدًا من تحت مجموعة P2، وثلاثة من تحت مجموعة السابروفيت S1.
تقترح الأبحاث خمسة أنواع جديدة: *Leptospira gorisiae* sp. nov. (سلالة نوعية WS92.C1)، *Leptospira cinconiae* sp. nov. (سلالة نوعية WS58.C1)، *Leptospira mgodei* sp. nov. (سلالة نوعية WS4.C2)، *Leptospira iowaensis* sp. nov. (سلالة نوعية WS39.C2)، و*Leptospira milleri* sp. nov. (سلالة نوعية WS60.C2). تساهم هذه النتائج في فهم تنوع *Leptospira* وبيئتها في البيئات المائية العذبة.
مقدمة
الليبتوسبيروز هو مرض حيواني زونوتي عالمي مهم يؤثر على صحة الإنسان والحيوان، مما يؤدي إلى معدلات مرضية ووفيات كبيرة. في الحيوانات، يمكن أن يؤثر سلبًا على الإنتاجية الزراعية من خلال مشاكل مثل العقم، والإجهاض، وتقليل إنتاج الحليب. الطريق الرئيسي لانتقال الليبتوسبيروز هو من خلال الاتصال بالتربة أو المياه الملوثة ببول الحيوانات الحاملة للفيروس. يتكون جنس Leptospira من 69 نوعًا، وهو مقسم في النشوء والتطور إلى مجموعتين رئيسيتين: مجموعة S، التي تشمل السابروفيت غير المعدي، ومجموعة P، التي تشمل الأنواع المسببة للأمراض المسؤولة عن العدوى.
لقد قامت التحليلات النشوء الجيني الحديثة بتصنيف هذه المجموعات إلى مجموعات فرعية، حيث تحتوي S1 وS2 على 23 و5 أنواع، على التوالي، وP1 وP2 تحتويان على 20 و21 نوعًا، على التوالي. ومن الجدير بالذكر أنه تم عزل ثلاثة أنواع جديدة من المجموعة الفرعية S1 من الأغشية الحيوية البيئية. إن تحديد أنواع جديدة من Leptospira، لا سيما ضمن المجموعات الفرعية المسببة للأمراض P1 وP2، أمر ضروري لتعزيز طرق الكشف والتشخيص. تفيد هذه الدراسة بعزل خمسة أنواع جديدة من Leptospira من مصادر المياه في وسط آيوا، مع اقتراح النتائج أن اثنين من هذه الأنواع قد تكون مسببة للأمراض بينما الثلاثة الأخرى سابروفيتية.
مناقشة
في هذا القسم، يناقش المؤلفون عزل وتصنيف خمسة سلالات جديدة من Leptospira (WS4، WS39، WS58، WS60، وWS92) تم جمعها من مصادر المياه في آيوا. تم زراعة هذه السلالات في وسائط وظروف محددة، مما أدى إلى تحديد سلالات نوعية من خلال تسلسل الجينوم الكامل. كشفت التحليلات الشكلية عبر المجهر الناقل والمجهر المظلم أن السلالات أظهرت خصائص Leptospira النموذجية، مع أطوال وأقطار متغيرة. ومن الجدير بالذكر أن ظروف النمو أثرت على تكاثرها، حيث ازدهرت السلالات WS4 وWS39 وWS92 عند 29 درجة مئوية، بينما فضلت WS58 وWS60 37 درجة مئوية.
أكد التحليل الجينومي أن هذه السلالات تمثل أنواعًا متميزة، مع جينومات مغلقة تتراوح من حوالي 3.87 إلى 4.53 مليون نيوكليوتيد. أشارت الدراسات النشوء الجيني المستندة إلى 16S rRNA وطرق النشوء الجيني إلى أن الأنواع الجديدة تنتمي إلى كل من المجموعات المسببة للأمراض والسابروفيتية. كانت قيم الهوية النيوكليوتيدية المتوسطة (ANI) أقل من عتبة 95% لتحديد الأنواع، مما يدعم تصنيفها كأنواع جديدة. بالإضافة إلى ذلك، كشفت التحليلات المصلية عن تفاعل محدود، حيث أظهرت السلالة WS60 عيارًا كبيرًا لمجموعة المصل Tarassovi ولكن لم يتم تحديد نوع مصل محدد. يختتم القسم بوصف مفصل لكل نوع جديد، بما في ذلك خصائصها الشكلية والجينومية، مما يساهم في فهم تنوع Leptospira.
DOI: https://doi.org/10.1099/ijsem.0.006595
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39773342
Publication Date: 2025-01-07
Author(s): Camila Hamond et al.
Primary Topic: Leptospirosis research and findings
Overview
In this study, isolates of *Leptospira spp.* were cultured from water sources across five locations in central Iowa, USA, and characterized through whole-genome sequencing. The isolates exhibited a helix shape and motility, with genomic analyses revealing distinct classifications within the genus *Leptospira*. Specifically, the isolates included one species from the pathogen subclade P1, one from subclade P2, and three from the saprophyte subclade S1.
The research proposes five new species: *Leptospira gorisiae* sp. nov. (type strain WS92.C1), *Leptospira cinconiae* sp. nov. (type strain WS58.C1), *Leptospira mgodei* sp. nov. (type strain WS4.C2), *Leptospira iowaensis* sp. nov. (type strain WS39.C2), and *Leptospira milleri* sp. nov. (type strain WS60.C2). These findings contribute to the understanding of *Leptospira* diversity and ecology in freshwater environments.
Introduction
Leptospirosis is a significant global zoonotic disease affecting both human and animal health, leading to considerable morbidity and mortality. In animals, it can adversely impact agricultural productivity through issues such as infertility, abortions, and reduced milk yield. The primary transmission route for leptospirosis is through contact with soil or water contaminated by the urine of infected reservoir animals. The genus Leptospira, comprising 69 species, is phylogenetically divided into two main clades: the S clade, which includes noninfective saprophytes, and the P clade, which encompasses pathogenic species responsible for infections.
Recent phylogenomic analyses have further categorized these clades into subclades, with S1 and S2 containing 23 and 5 species, respectively, and P1 and P2 containing 20 and 21 species, respectively. Notably, three new species from subclade S1 have been isolated from environmental biofilms. The identification of novel Leptospira species, particularly within the pathogenic subclades P1 and P2, is essential for enhancing detection and diagnostic methodologies. This study reports the isolation of five new Leptospira species from water sources in central Iowa, with findings suggesting that two of these species are likely pathogenic while three are saprophytic.
Discussion
In this section, the authors discuss the isolation and characterization of five novel Leptospira strains (WS4, WS39, WS58, WS60, and WS92) collected from water sources in Iowa. These strains were cultured in specific media and conditions, leading to the identification of type strains through whole-genome sequencing. Morphological analysis via transmission and dark-field microscopy revealed that the strains exhibited typical Leptospira characteristics, with varying lengths and diameters. Notably, growth conditions influenced their proliferation, with strains WS4, WS39, and WS92 thriving at 29 °C, while WS58 and WS60 preferred 37 °C.
The genomic analysis confirmed that these strains represent distinct species, with closed genomes ranging from approximately 3.87 to 4.53 million nucleotides. Phylogenetic studies based on 16S rRNA and phylogenomic methods indicated that the new species belong to both pathogenic and saprophytic clades. The average nucleotide identity (ANI) values were below the 95% threshold for species delineation, supporting their classification as new species. Additionally, serotyping revealed limited reactivity, with strain WS60 showing a significant titre for serogroup Tarassovi but no definitive serovar identification. The section concludes with detailed descriptions of each new species, including their morphological and genomic characteristics, thereby contributing to the understanding of Leptospira diversity.