대만의 질병에 걸린 돼지에서 얻은 Streptococcus suis의 혈청형 및 다발성 서열 분석

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 8263(2023) 이 기사 인용

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Streptococcus suis(S. suis) 감염은 돼지에게 임상적으로 심각한 수막염, 관절염, 폐렴 및 패혈증을 유발할 수 있습니다. 현재까지 대만에서 감염된 돼지에서 S. suis의 혈청형, 유전자형 및 항균제 감수성에 대한 연구는 드물다. 본 연구에서 우리는 대만의 병든 돼지 355마리로부터 분리된 S. suis 388종을 종합적으로 특성화했습니다. S. suis의 가장 널리 퍼진 혈청형은 혈청형 3, 7, 8이었습니다. MLST(Multilocus 서열 유형 분석)를 통해 ST1831-1852와 하나의 새로운 클론 복합체(CC)인 CC1832를 포함하여 22개의 새로운 서열 유형(ST)이 밝혀졌습니다. 확인된 유전자형은 주로 ST27, ST94 및 ST1831에 속했으며, CC27 및 CC1832가 주요 클러스터였습니다. 이들 임상 분리균은 세프티오푸르, 세파졸린, 트리메토프림/설파메톡사졸 및 젠타마이신에 매우 감수성이 있었습니다. 이 박테리아는 젖먹이 돼지의 뇌척수액과 윤활액에서 분리되는 경향이 있었고 대부분은 혈청형 1과 ST1에 속했습니다. 대조적으로, 혈청형 2 및 1/2에 해당하는 ST28 계통은 성장 비육돈의 폐에 존재할 가능성이 더 높았으며, 이는 식품 안전 및 공중 보건에 더 높은 위험을 나타냈습니다. 이 연구는 대만에서 S. suis의 유전적 특성, 혈청형 분석 및 최신 역학적 특징을 제공했으며, 이는 다양한 생산 단계의 돼지에서 S. suis 감염에 대한 더 나은 예방 및 치료 전략을 제공해야 합니다.

캡슐이 있는 그람 양성 구균인 Streptococcus suis(S. suis)는 양돈 산업에서 가장 중요한 병원체 중 하나입니다. 기회감염 병원체인 S. suis는 돼지의 상부 호흡기관(편도선 및 비강)에 서식합니다. 감염된 돼지는 일반적으로 수막염, 관절염, 폐렴, 패혈증을 나타내며 급성 사망을 동반할 수 있습니다1. 박테리아의 협막 다당류(CPS) 항원은 분류의 기초로 사용되며 중합효소연쇄반응(PCR)을 사용하여 29개의 혈청형이 확인되었습니다2. 특히, S. suis는 감염된 돼지 또는 돼지고기 제품과 밀접하게 접촉하는 사람들을 위험에 빠뜨리는 동물성 세균성 병원체입니다. 확인된 혈청형 중에서 혈청형 2는 돼지와 인간에서 가장 널리 퍼져 있고 독성이 강한 혈청형으로 간주됩니다1.

S. suis의 다양한 혈청형이 동일한 무리에서 분리될 수 있으며, 이는 동일한 혈청형을 가진 S. suis 균주에 의해 유사한 임상 증상이 발생하지 않을 수 있음을 시사합니다. 또한 특정 혈청형의 중요성은 지리적으로 다를 수 있습니다. 전통적인 타이핑 방법은 단일 혈청형이거나 특정 지리적 위치를 나타내는 균주만 식별하므로 연구실 전체에서 결과를 비교하기가 어렵습니다. 따라서 응집시험과 비교하여, 저렴한 비용으로 분리된 박테리아를 신속하게 스크리닝하는 데 사용할 수 있는 유전자형 분석 방법은 S. suis의 군체 구조 및 유전적 다양성 분석에 유리합니다. 이 지식은 S. suis의 역학을 이해하고 궁극적으로 질병 진행을 예방하는 데 기여할 수 있는 병원성이 높은 특정 균주를 식별하는 데 탁월합니다2. MLST(Multilocus Sequence Typing)는 박테리아의 분자 역학에 대한 많은 연구에서 성공적으로 사용되었습니다. 이는 S. suis 균주 3의 서열 유형(ST)과 ST 클론 복합체(CC) 간의 차이를 확인하기 위해 S. suis 유전자형을 식별하는 데 사용되었습니다.

확인된 S. suis 혈청형 중 혈청형 1은 뇌 미세 병변을 동반하는 신경학적 증상과 관련이 있는 반면, 혈청형 2~8은 폐 병변을 유발하는 경향이 있습니다4. 폐렴만을 유발하는 S. suis 균주와 비교하여, 수막염, 패혈증 및 관절염을 유발하는 균주는 전형적인 임상 증상을 나타낼 가능성이 더 높으며, 이는 다양한 혈청형의 발병에 기인할 수 있습니다5. 다양한 균주는 또한 약물 저항성에 상당한 차이를 나타냅니다. 돼지의 임상 사례에서 분리된 S. suis 균주는 ampicillin, ceftiofur, enrofloxacin, florfenicol, penicillin 및 sulfamethoxazole-trimethoprim에 대한 저항성이 낮은 반면, 높은 비율의 균주는 tetracycline에 저항성을 나타냅니다. 그러나 건강한 동물의 편도선이나 도살장의 환경에서 분리된 균주는 일반적으로 다제 내성을 가지고 있습니다7,8. 본 연구에서는 대만의 질병에 걸린 돼지에서 S. suis의 임상 분리주에 대한 전염병학 및 실험실 소견에 중점을 두고 분포, 혈청형, 유전자형 및 항균제 감수성 간의 연관성을 조사했습니다.

125 h is generally considered good antimicrobial activity28,29. As AUC/MIC90 calculated for serotype 3, 7, 8 and 9 for ceftiofur ranged from 179.42–1435.36 h (> 125 h), indicating that this antimicrobial agent could be recommended for treating these infection of the four S. suis serotypes. Similar in rationale, the S. suis infection of pigs at the growing-finishing stage was mainly serotype 2, which was most likely to be isolated from the respiratory system but may cause systemic infection. The MIC values of penicillin G (MIC90 = 0.5 μg/mL), amoxicillin (MIC90 = 0.5 μg/mL), cefazolin (MIC90 = 0.25 μg/mL) and ceftiofur (MIC90 = 0.25 μg/mL) were obtained. When these data were combined with the pharmacokinetic information, oral administration of amoxicillin at 20 mg/kg or injection of ceftiofur at 5 mg/kg can give rise to AUC/MIC90 ≥ 125 h, and thus could be advised to treat serotype 2 infections. Notably, the parameters might be different for different drugs, organisms or bacteria30. In addition, it should be noted that healthy asymptomatic pigs are the source of human S. suis infection, in which most of the strains are serotype 2 and 90.2% of the cases are in Asia. Therefore, more attention should be paid to S. suis serotype 2 strains persisting in finishing pigs31./p>