Genetic Diversity and Epidemiological Overlap of Staphylococcus aureus at the Animal-Food-Environment-Human Interface Within a One Health Framework.

چکیده اصلی

This study aimed to assess the genetic diversity and potential epidemiological overlap of Staphylococcus aureus using molecular (spa and SCCmec typing) and phenotypic characterization of 108 isolates obtained along the farm-to-fork continuum (dairy and meat chains) and 50 human clinical isolates. Forty-four spa types, including 17 novel patterns, were identified, with t11284 and t127 predominating among animal-related MRSA and clinical MRSA, respectively. Six SCCmec types (I-VI) were detected in the majority of isolates (85.2%), with SCCmec IVa prevalent in farm-to-fork isolates (67%) and SCCmec III dominant in clinical isolates (28%). Spa repeat-based MST analysis revealed a heterogeneous distribution of isolates across clusters, with identical spa types detected in multiple source categories, indicating genetic relatedness rather than direct transmission events. Overall, 54.6% of isolates exhibited a multidrug-resistant phenotype. Farm-to-fork isolates showed mainly β-lactam resistance (≥ 85%), whereas clinical MRSA exhibited broader resistance profiles, including high fluoroquinolone resistance (≥ 92%). PVL was detected in 41 isolates (38%), predominantly in MRSA, and was associated with SCCmec IV/V and diverse spa types. Toxin genes (tst-1, sea, seb, and sed) were mainly confined to clinical MRSA, suggesting source-associated distribution of virulence determinants. Biofilm formation was observed in 49 isolates (45.3%), more frequently among farm-to-fork isolates. Our study demonstrate marked genetic and phenotypic diversity of S. aureus across farm-to-fork and human clinical sources and suggest the presence of shared genetic lineages among isolates from different sources. The results support the importance of integrated One Health surveillance for monitoring antimicrobial-resistant and virulent S. aureus populations across interconnected ecological compartments.

ترجمه فارسی چکیده

این مطالعه به ارزیابی تنوع ژنتیکی و همپوشانی اپیدمیولوژیک بالقوه استافیلوکوکوس آئورئوس با استفاده از توصیف مولکولی (تایپ‌های spa و SCCmec) و فنوتیپی ۱۰۸ ایزوله به دست آمده در طول زنجیره مزرعه تا لقمه (زنجیره‌های لبنی و گوشتی) و ۵۰ ایزوله بالینی انسانی پرداخت. چهل و چهار نوع spa، از جمله ۱۷ الگوی جدید شناسایی شد، با t11284 و t127 که به ترتیب غالب در MRSA مرتبط با حیوانات و MRSA بالینی بودند. شش نوع SCCmec (I-VI) در اکثر ایزوله‌ها (۸۵.۲٪) شناسایی شد، با SCCmec IVa که در ایزوله‌های مزرعه تا لقمه غالب بود (۶۷٪) و SCCmec III که در ایزوله‌های بالینی غالب بود (۲۸٪). تحلیل MST مبتنی بر تکرارهای spa توزیع ناهمگون ایزوله‌ها را در خوشه‌ها نشان داد، با شناسایی انواع spa یکسان در چندین دسته منبع، که نشان‌دهنده هم‌خونی ژنتیکی به جای رویدادهای انتقال مستقیم است. در مجموع، ۵۴.۶٪ از ایزوله‌ها پدیده مقاومت چند دارویی را نشان دادند. ایزوله‌های مزرعه تا لقمه عمدتاً مقاومت بتالاکتام (≥ ۸۵٪) را نشان دادند، در حالی که MRSA بالینی پروفایل‌های مقاومت وسیع‌تری را از جمله مقاومت بالا به فلوکینولون (≥ ۹۲٪) نشان دادند. PVL در ۴۱ ایزوله (۳۸٪)، عمدتاً در MRSA، شناسایی شد و با SCCmec IV/V و انواع spa متنوع مرتبط بود. ژن‌های سمی (tst-1، sea، seb، sed) عمدتاً محدود به MRSA بالینی بودند، که نشان‌دهنده توزیع مرتبط با منبع عوامل ویروسی است. تشکیل بیوفیلم در ۴۹ ایزوله (۴۵.۳٪)، بیشتر در ایزوله‌های مزرعه تا لقمه مشاهده شد. این مطالعه تنوع ژنتیکی و فنوتیپی برجسته S. aureus را در منابع مزرعه تا لقمه و بالینی انسانی نشان می‌دهد و حضور خطوط ژنتیکی مشترک را بین ایزوله‌های منابع مختلف پیشنهاد می‌کند. نتایج اهمیت نظارت یکپارچه سلامت یکپارچه را برای پایش جمعیت‌های S. aureus مقاوم به آنتی‌بیوتیک و ویروسی در جعبه‌های اکولوژیک متصل به هم پشتیبانی می‌کند.

متن کامل اصلی