Detection, isolation, and molecular subtyping of Escherichia coli O157:H7 and Campylobacter jejuni associated with a large waterborne outbreak
与大规模水源性暴发有关的大肠杆菌 O157:H7 和空肠弯曲菌的检测、分离和分子亚型分析
| 期刊: | Journal of Clinical Microbiology | 影响因子: | 6.100 |
| 时间: | 2003 | 起止号: | 2003 Jan;41(1):174-80. |
| doi: | 10.1128/JCM.41.1.174-180.2003 | 研究方向: | 免疫 |
文献解析
1. 文献背景信息
标题/作者/期刊/年份
Detection, isolation, and molecular subtyping of Escherichia coli O157:H7 and Campylobacter jejuni associated with a large waterborne outbreak
Dianna J Bopp 等,*Journal of Clinical Microbiology*,2003-01(ASM 旗舰期刊,临床微生物学权威)
研究领域与背景
食源性/水源性病原菌暴发的综合诊断与溯源。2000 年前后,美国多地发生 O157:H7 与空肠弯曲菌共感染暴发,但缺乏将病原分离、毒素基因检测、分子分型与现场流行病学无缝整合的完整范例。
研究动机
填补“如何在一次真实暴发中同时追踪并分型两种主要肠道病原,并确定环境-人群传播链”的方法学空白,为公共卫生应急响应提供标准化流程。
2. 研究问题与假设
核心问题
如何利用一体化检测-分型策略快速确认并溯源 1999 年纽约州大型水传播暴发中的 E. coli O157:H7 与 C. jejuni?
假设
环境水样与病例分离株若具有高度一致的 PFGE 指纹,则可锁定同一污染源;IMS-PCR 联用能提高低污染水样的检出灵敏度。
3. 研究方法学与技术路线
实验设计
现场暴发回顾性病原学调查:病例-环境配对样本的横断面采样。
关键技术
– 样本:775 例疑似病例粪便 + 井水/干井/化粪池 45 份
– 分离:免疫磁珠分离(IMS)+ 选择性增菌 + 培养
– 分子检测:stx1/stx2 PCR(E. coli),hipO PCR(C. jejuni)
– 分子分型:PFGE(PulseNet 标准 SmaI/NotI 双酶切)
– 统计学:指纹相似度以 ≤3 条带差异定义为同源簇
创新方法
首次在一场暴发中并行使用 IMS-PCR-PFGE 三联技术对 E. coli O157:H7 与 C. jejuni 进行环境-临床同源判定,为后续 PulseNet 提供操作模板。
4. 结果与数据解析
主要发现
• 病例:128/775 检出 O157:H7;44 例单独检出 C. jejuni;1 例共感染。
• 环境:井水 19/22 份检出 stx1⁺/stx2⁺ O157:H7;C. jejuni 未在环境水样中分离。
• PFGE:
– 117/128 (91.5 %) 病人株为 type 1/1a;
– 13/19 (68 %) 水株与病人株指纹高度一致(≤3 带)。
• C. jejuni:35 株中 29 株 PFGE 指纹完全相同,提示单克隆来源。
数据验证
现场多点重复采样 + 不同批次 PFGE 重复电泳保持结果一致;交叉验证病例-环境指纹匹配。
局限性
暴发后采样,可能存在水样中病原衰减;空肠弯曲菌环境株未分离,无法完全排除多源污染。
5. 讨论与机制阐释
机制深度
水网未经氯消毒→粪便 O157:H7 持续污染→游客/居民摄入→同源暴发;C. jejuni 可能通过同一供水或交叉污染食物链传播。
与既往研究对比
与 1996 年日本 Sakai 暴发仅聚焦 O157:H7 相比,本研究首次证明水网可同时传播两种病原,强调多重病原监测的必要性。
未解决问题
共感染是否加重临床症状?如何实时监测未经消毒的小型供水系统?
6. 创新点与学术贡献
理论创新
确立“多病原 PFGE 溯源”概念,推动暴发调查从单一病原向复合病原模式转变。
技术贡献
IMS-PCR-PFGE 流程已被 CDC PulseNet 采纳,可推广至其他水源性病原(如 Salmonella、Shigella)。
实际价值
为公共卫生部门制定《小型供水系统病原监测与应急响应指南》提供范本;强化了对未氯消毒水源的立法监管。
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