基因测序揭示了洪水中意想不到的病原体来源

研究人员在期刊中报告地球健康当地河流2018 年佛罗伦萨飓风过后，溪流是北卡罗来纳州沿海地区肠道沙门氏菌污染的来源，而不是之前怀疑的该地区大量养猪场。

这些发现对于控制洪水事件后由耐抗生素病原体引起的疾病传播具有重要意义，特别是在发展中国家的沿海地区，这些地区正受到抗生素耐药性病原体增加的严重影响热带风暴。

这项研究由土木与环境工程教授 Helen Nguyen 和研究生 Yuqing Mao 领导，利用基因追踪技术从北卡罗来纳州沿海的环境样本中追踪肠沙门氏菌的存在和起源。

“由抗生素耐药性病原体引起的感染仅在美国每年就造成约 280 万人患病和 36,000 人死亡， ”阮说。 “这些感染很容易在全球范围内传播，是新兴医疗保健系统的主要负担，但通过缓解措施是可以预防的。”

研究报告称，由于人类和动物粪便遗传标记经常在洪水中发现，因此通常认为废水源是化粪池系统，而畜牧场则负责将抗生素耐药细菌和遗传物质传播到环境中。然而，目前还没有已知的研究能够最终确定污染源点。

“北卡罗来纳州沿海地区是一个很好的案例研究区域，因为那里有高度集中的养猪场和私人化粪池系统，而且由热带风暴引起的沿海洪水相当常见，”阮说。

飓风“佛罗伦萨”发生三周后，Nguyen 团队从农业生产养猪场下游的水体中采集了 25 个水样北卡罗来纳州的地区，其中 23 个地区含有肠沙门氏菌。

“我们使用高保真全基因组测序分析了自由浮动的遗传标记——染色体和质粒，发现飓风佛罗伦萨后收集的样本中的肠沙门氏菌并非来自动物或粪便，”他说。阮说。

研究小组从基因上追踪细菌的起源于该地区许多当地的小河流和溪流，这意味着这些病原体已经在自然环境中扎根。

“随着气候变化带来温度升高(细菌在其中繁殖)以及可能更大、更频繁的热带风暴，我们的重要性研究结果需要由研究人员和政策制定者来实现，”阮说。 “在设计缓解计划以防止飓风后病原菌传播时，农业和人类废水不应成为唯一考虑的来源。”

Nguyen 的团队计划将这项研究扩展到沿海地区之外，并与其他校园研究人员合作研究病原体的传播来自伊利诺伊州的加拿大鹅粪便。