Serogrupy, profile oporności na antybiotyki i czynniki wirulencji nie-O157 szczepów Escherichia coli produkujących toksynę Shiga u owiec i kóz

Dlaczego zwierzęta gospodarskie mają znaczenie dla twojego talerza

Wiele osób spożywa mięso i mleko z owiec i kóz, nie zdając sobie sprawy, że zwierzęta te mogą skrycie nosić szkodliwe bakterie jelitowe. Badanie to analizuje niebezpieczny typ Escherichia coli, drobnoustrój związany z zatru ciem pokarmowym, wśród owiec i kóz w Republice Południowej Afryki. Poprzez ustalenie, gdzie te bakterie występują, jak duże stanowią ryzyko i czy antybiotyki wciąż na nie działają, badanie dostarcza wskazówek istotnych dla rolników, konsumentów i służb ochrony zdrowia publicznego.

Drobnoustroje przemieszczające się ze zwierząt do ludzi

Escherichia coli, czyli E. coli, zwykle żyje bez szkody w jelitach ludzi i zwierząt, jednak niektóre szczepy produkują toksyny Shiga, które mogą powodować silne skurcze brzucha, krwotoczną biegunkę, a w rzadkich przypadkach niewydolność nerek. Te szczepy produkujące toksynę Shiga, określane jako STEC, często przenoszą się ze zwierząt na ludzi przez skażone mięso, mleko lub wodę. Choć bydło jest dobrze znanym rezerwuarem, o owcach i kozach wiadomo znacznie mniej, zwłaszcza w regionach o niskich i średnich dochodach. Niniejsze badanie skupiło się na tych mniejszych zwierzętach gospodarskich i ich otoczeniu, aby określić częstość występowania STEC i potencjalne zagrożenie związane z tymi szczepami.

Co naukowcy zebrali i testowali

Badacze odwiedzili dwa typy gospodarstw w prowincji North West w RPA: jedno wspólnotowe gospodarstwo wiejskie oraz jedno komercyjne. Zebrali 207 próbek, w tym świeże odchody od 114 owiec i 58 kóz, obornik z wybiegów oraz wodę z koryt i pobliskich studni wierconych. W laboratorium próbki wzbogacano w bulionie, hodowano bakterie na specjalnych płytkach agarowych i stosowano testy oparte na DNA, by potwierdzić, które kolonie to E. coli i które niosą geny toksyny Shiga. Sprawdzano również inne cechy ułatwiające przyleganie bakterii do jelita i wywoływanie choroby oraz grupowano szczepy według struktur powierzchniowych zwanych serogrupami O, powiązanych z chorobami u ludzi.

Ukryte wzorce ryzyka u owiec i kóz

Z wszystkich próbek 112 potwierdzono jako E. coli, a 26 z nich nosiło geny toksyny Shiga, czyniąc je STEC. Każdy izolowany w tym badaniu szczep STEC zawierał gen stx1, a mniejsza część miała także stx2 lub gen przylegania eae — kombinacje, które mogą zwiększać ciężkość choroby. Najczęstszą serogrupą była O128, a następnie O26, O121 i O103 — wszystkie typy nie-O157, które nadal są ważne w chorobach ludzi. Znana serogrupa O157 nie została wykryta. STEC częściej wykrywano u owiec niż u kóz oraz częściej u zwierząt starszych i samic, co prawdopodobnie odzwierciedla długość czasu przebywania w stadzie i sposób utrzymania. Te wzorce sugerują, że pozornie zdrowe małe przeżuwacze mogą być cichymi rezerwuarami szczepów, które mogą trafić do łańcucha pokarmowego.

Antybiotyki tracą skuteczność

Zespół następnie zbadał, czy powszechnie stosowane antybiotyki wciąż działają przeciw tym szczepom. Używając standardowych testów dyfuzyjno-krążkowych, stwierdzili wysokie poziomy oporności na ampicylinę oraz znaczną oporność na erytromycynę i streptomycynę, a także pewną oporność na ceftriakson, meropenem i gentamycynę. Niemal wszystkie izolaty STEC były oporne przynajmniej na jeden lek, a około jedna na dziesięć wykazywała oporność na trzy lub więcej klas antybiotyków, spełniając kryteria wielolekooporności. Przy analizie genów oporności w DNA bakterii wykryto, że gen blaSHV, który potrafi unieczynniać niektóre beta-laktamowe antybiotyki, był bardzo powszechny. Inne geny oporności pojawiały się rzadziej, ale ich obecność pokazuje, że te drobnoustroje niosą narzędzia genetyczne mogące osłabić skuteczność ważnych leków.

Co to oznacza dla bezpieczeństwa żywności i zdrowia

Mówiąc prosto, badanie pokazuje, że niektóre owce i kozy w RPA noszą szczepy E. coli, które mogą poważnie zaszkodzić ludziom i które stają się coraz trudniejsze do leczenia rutynowymi antybiotykami. Chociaż tylko część próbek zawierała te wysokiego ryzyka bakterie, ich zestaw genów toksyn, serogrup związanych z chorobami oraz genów oporności budzi niepokój. Ponieważ ludzie, zwierzęta i środowisko są ze sobą ściśle powiązane, autorzy postulują podejście One Health, które monitoruje te drobnoustroje wśród zwierząt gospodarskich, poprawia higienę na farmach i przy uboju oraz wspiera mądrzejsze stosowanie antybiotyków. Działania takie mogą pomóc utrzymać bezpieczeństwo mięsa i mleka oraz zachować skuteczność antybiotyków na przyszłość.

Cytowanie: Howard, J., Thekisoe, O., Ramatla, T. et al. Serogroups, antibiotic resistance profiles and virulence factors of non-O157 Shiga-toxin producing Escherichia coli from ovine and caprine. Sci Rep 16, 14798 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44661-8

Słowa kluczowe: Escherichia coli produkująca toksynę Shiga, owce i kozy, oporność na antybiotyki, patogeny przenoszone drogą pokarmową, One Health