Pētnieki izseko 73% ASV salmonellas gadījumu ar vistu un dārzeņiem

Pētnieki izseko 73% ASV salmonellas gadījumu ar vistu un dārzeņiem

Mūsdienīgs genoma modelis parāda, kur patiesībā ir jūsu risks saslimt ar salmonellu - ja jūs mainīsit vistu un dārzeņus kā galvenos avotus un pārveidosit slimību no pārtikas.

Pētījumā, kas nesen publicēts žurnālāJaunās infekcijas slimībasPētnieku grupa izmantoja genoma sekvencēšanu un mašīnmācīšanos, lai noteiktu primāros pārtikas avotus, kas izraisa cilvēkusSalmonellaInfekcijas Amerikas Savienotajās Valstīs (ASV).

fons

katru gadu,Salmonella entericaInfekcijas izraisa aptuveni 1,35 miljonus slimību, kuru rezultātā Amerikas Savienotajās Valstīs tiek hospitalizēti. Parastie avoti ir piesārņota pārtika, ūdens, dzīvnieki, augsne un inficēti cilvēki. Serotipi, piemēram, Enteritidis un Typhimurium, var inficēt daudzus saimniekus, savukārt citi, piemēram, Dublina, galvenokārt ietekmē liellopus. Tradicionālās metodes zināmos uzliesmojumus attiecina tikai uz aptuveni 5% gadījumu, tāpēc vairums slimību vairs nav. Iepriekšējās pieejas balstījās uz ierobežotām laboratorijas metodēm, bet, ieviešot visa genoma sekvencēšanu (WGS), parādās skaidrāks attēlsSalmonellaVar rasties pārraides ceļi. Uzlabotiem attiecinājuma modeļiem ir izšķiroša nozīme pārtikas nekaitīguma noteikumu un preventīvo pasākumu pilnveidošanā, un tie uzsver nepieciešamību pēc progresīviem pētījumiem, izmantojot progresīvas genoma tehnoloģijas.

Par pētījumu

Pētnieki ir apkopojuši 18 661 datu kopuSalmonellaIzolāti no pārtikas un dzīvnieku paraugiem, kas pieejami Nacionālajā biotehnoloģijas informācijas centrā (NCBI) un papildināti ar metadatiem no ASV valdības aģentūrām, tostarp Pārtikas un zāļu pārvaldes (FDA), ASV Drošības un inspekcijas dienesta (CDC) un Slimību kontroles centriem (CDC). Izolāti tika iedalīti 15 dažādās pārtikas grupās, izņemot jaukta avota paraugus. Sakarā ar vistu izolātu pārpalikumu, 50% tika nejauši atlasīti, lai līdzsvarotu datu kopu, un tika piemērots apgrieztais klases svērums, lai turpmāk labotu nelīdzsvarotību. Lai gan modelis tika izmantots visā pasaulēSalmonellaizolāti, 76% bija no Amerikas Savienotajām Valstīm, padarot tos kopumā reprezentatīvus no vietējiem pārtikas avotiem.

Cilvēku infekcijām 6 470SalmonellaIzolāti ar nezināmiem infekcijas avotiem un bez starptautiskas ceļojumu vēstures tika savākti no aktīvā pārtikas izraisītu slimību uzraudzības tīkla (FoodNet), kas no 2014. līdz 2017. gadam aptvēra aptuveni 15% ASV iedzīvotāju.

Pētnieku grupa apkopoja ģenētiskos datus, izmantojot Spade programmatūru, un izmantoja visa genoma daudzloku sekvences tipēšanu (WGMLST), lai raksturotu gan no pārtikas iegūtos, gan cilvēka izolātus. Serotipa identifikācija izmantoja SEQSERO2 rīku. Meža izlases mašīnmācīšanās algoritms, kas klasificē datus, izmantojot daudzus ģenētiskos marķierus, tika apmācīts izolātos ar zināmiem avotiem. Modeļa precizitāte tika novērtēta, izmantojot savstarpēju validāciju un permutāciju, lai identificētu informatīvākos genoma marķierus. Modelis sasniedza maksimālu precizitāti, izmantojot 7360 ģenētisko lokusu apakškopu, pastiprinot augstas dimensijas genoma datu vērtību klasifikācijas uzdevumiem. Optimizētais modelis paredzēja infekcijas avotus cilvēku gadījumiem ar> 50% varbūtību un attiecināja neparastus gadījumus uz nezināmiem avotiem.

Studiju rezultāti

Nejaušajā meža modelī tika izmantoti genoma dati no 18 661 pārtikas produktiem un dzīvnieku izolātiem, identificētas vistas (31%), dārzeņu (13%), tītara (12%) un cūkgaļas (11%).SalmonellaAvoti. VisbiežākSalmonellaSerotipi bija Kentuki, Typhimurium, Enteritidis un Heidelberga.

Modelis tika izmantots cilvēku infekcijām un analizēja 6470 gadījumus, un 34% slimību attiecināja uz vistu un 30% ar dārzeņiem, kas veido gandrīz divas trešdaļas infekciju. Ja ņēma vērā nenoteiktību (varbūtības <50%), aptuveni 44% gadījumu palika neklasificēti. Izņemot neskaidros gadījumus, modelis atklāja, ka 46% infekciju izraisīja vistas un 27% - dārzeņi, kas kopā veido aptuveni 73% no apstiprinātajiem avotiem.

DažādiSalmonellaSerotipi uzrādīja dažādas avotu asociācijas. Vistas gaļa bija īpaši saistīta ar serotipiem Enteritidis, Typhimurium, Heidelberg un Infantis, savukārt dārzeņi galvenokārt bija saistīti ar Javiana un Newport. Cūkgaļa ir noteikta kā dominējošais Salmonella enterica 4,[5]12:i:- (STM) serotipa avots.

Salmonellas izolātu procentuālais daudzums, kas savākti no zināmiem viena avota pārtikas produktiem Amerikas Savienotajās Valstīs un citās valstīs no 2003. līdz 2018. gadam (izmantoti kā apmācības dati izlases meža modelī) pēc pārtikas kategorijām (n = 18 661, tostarp 613 izolāti pirms 2003. gada).

Modeļa precizitāte bija spēcīga, īpaši identificējot vistu (97% precizitāte), dārzeņus (82%), tītaru (88%), cūkgaļu (83%) un liellopu gaļu (77%). Tomēr tas cīnījās ar mazāk izplatītiem avotiem, piemēram, pienu un medījumu. Genoma loku skaita palielināšana, izmantojot uzlabotu precizitāti, apstiprināja darba grupu un mašīnmācīšanās efektivitāti avotu attiecināšanai.

Salīdzinot ar iepriekšējiem uzliesmojuma pētījumiem, šī analīze parādīja, ka vistas ir daudz plašāks avotsSalmonellaInfekcijas, kas atspoguļo dažādus riska profilus starp sporādiskām infekcijām un uzliesmojumiem. Svarīgi, ka prognozes labi saskan ar zināmajiem epidemioloģiskajiem datiem un apstiprina modeļa piemērojamību reālajā pasaulē.

Šie rezultāti liecina par vajadzību pēc mērķtiecīgiem pasākumiem un uz mājputniem un svaigiem produktiem vērstas politikas, kas ir ļoti svarīgas, lai samazinātuSalmonellaSabiedrības veselības slogs. Tā kā daudzas infekcijas paliek neskartas, datu kopas paplašināšana ar daudzveidīgākiem izolātiem, kas nav vistas, un papildu nepārtikas avotiem, piemēram, vides un savvaļas dzīvnieku paraugiem, varētu vēl vairāk uzlabot precizitāti. FoodNet datu reģionālie ierobežojumi un veselības aprūpes uzvedības atšķirības arī liecina par nepieciešamību pēc plašākas datu vākšanas valsts mērogā.

Secinājumi

Noslēgumā jāsaka, ka šis pētījums parādīja darba grupu efektivitāti apvienojumā ar nejaušu mašīnmācīšanās algoritmu, lai precīzi noteiktu pārtikas avotus.SalmonellaInfekcijas ASV. Vistas gaļa un dārzeņi kļuva par galvenajiem piegādes padomdevējiem, pastiprinot mērķtiecīgu regulatīvo un sabiedrības veselības stratēģiju nozīmi. Šī genoma pieeja piedāvā ievērojamus uzlabojumus salīdzinājumā ar tradicionālajām metodēm un sniedz detalizētu ieskatu, kas ir būtisks pārtikas nekaitīguma politikai, ikdienas uzraudzībai un uzliesmojumu pārvaldībai. Turpinātos pētījumos jāiekļauj plašāka paraugu daudzveidība, jāpaplašina ģeogrāfiskais attēlojums un jāiekļauj nepārtikas avoti, lai vēl vairāk stiprinātu modeļa precizitāti, tādējādi veicinot sabiedrības veselības centienus pret to.Salmonella.

Avoti: