«Наше исследование показало, что вы можете использовать геномное секвенирование, чтобы отличить эпидемические штаммы от эндемичных», — сказал главный исследователь Эндрю Уоллер, доктор философии, руководитель отдела бактериологии Animal Health Trust, Саффолк, Великобритания.Исландская популяция лошадей географически изолирована от животных, завезенных поселенцами в девятом и десятом веках. За последнюю тысячу лет лошадей практически не ввозили. Эта изоляция спасла исландских лошадей от наиболее распространенных заразных болезней лошадей.
В 2010 году респираторное заболевание неизвестного происхождения распространилось почти на все 77 000 местных лошадей Исландии. Заболевание сопровождалось кашлем, выделениями из носа и высокой заболеваемостью. «Исландия была настолько обеспокоена причиной этого, что перестала экспортировать лошадей в остальной мир», — сказал д-р Уоллер. «Это оказало большое влияние на их экономику, поскольку они ежегодно разводят и продают много лошадей».
Группа ученых из Университета Рейкьявика провела микробиологические исследования и исключила известные вирусные агенты, но идентифицировала грамположительные бактерии Streptococcus zooepidemicus почти во всех мазках из носа, взятых у кашляющих лошадей, и из пораженных тканей в некоторых случаях со смертельным исходом. Бактерии обычно выделяются от здоровых лошадей и широко считаются комменсалом, но, поскольку они были настолько распространены во время вспышки, исследователи начали думать, что они могли быть виновником.Ученые из Wellcome Trust Sanger Institute выполнили полногеномное секвенирование 305 изолятов S. zooepidemicus: 257 изолятов эпидемии, включая 100 лошадей, двух кошек, одну собаку и трех человек. Они сравнили недавно полученные изоляты с десятью заархивированными исландскими изолятами S. zooepidemicus от семи лошадей, двух овец и собаки, чтобы получить представление об идентичности исторических изолятов S. zooepidemicus из Исландии, а также с 38 изолятами, которые представляли более широкое популяционное разнообразие. бактерий за пределами Исландии.
Большинство изолятов S. zooepidemicus, выделенных во время эпидемии, распадались на четыре отдельные клады. «По всей видимости, ST209 несет ответственность за эпидемию», — сказал д-р Уоллер. Эпидемический штамм ST209 был также получен у кошки и в образце крови исландской женщины, перенесшей выкидыш.
Сетевой анализ пораженных ферм выявил единую общую тренировочную площадку в качестве основного центра передачи и продемонстрировал, как новый штамм может быстро распространяться среди восприимчивого населения, лишенного достаточного перекрестного защитного иммунитета, несмотря на фон сопутствующей колонизации эндемичными штаммами. Наиболее вероятный путь передачи эпидемического штамма на этом дворе — водная беговая дорожка, которую лошади использовали ежедневно, не содержала дезинфицирующего средства и менялась один или два раза в неделю. Это обеспечивало идеальные условия для передачи S. zooepidemicus между приезжими лошадьми.
Добавление хлора в сочетании с регулярной очисткой и дезинфекцией водных беговых дорожек может минимизировать или исключить передачу S. zooepidemicus или других инфекционных агентов этим путем.Ранее исследователи использовали секвенирование всего генома, чтобы определить, как микробы распространяются в больнице, но это первый раз, когда эта технология была использована для отслеживания вспышки зоонозного заболевания. «Это исследование позволило нам определить, какие штаммы обычно присутствовали в исландской популяции лошадей, а какие были эпидемическими штаммами, вызывающими проблему, и это очень ново», — сказал д-р Уоллер. «Было здорово показать, что этот конкретный штамм так быстро распространился среди всей популяции, и, насколько нам известно, этого не делалось до использования полногеномного секвенирования».