Исследование функционального микробиома в контексте респираторного синдрома свиней: вирусно-бактериальные коинфекции и профилирование факторов вирулентности
Респираторные инфекции оказывают одно из наиболее значимых воздействий на здоровье свиней и экономическую продуктивность отрасли. Тем не менее, детальные данные о микробном сообществе нижних отделов дыхательных путей в настоящее время ограничены, что связано в первую очередь с трудностями обработки респираторных образцов. В данном исследовании охарактеризована микробиота нижних отделов дыхательных путей у свиней на откорме в возрасте 3–5 месяцев с респираторными симптомами, используя для вирусного и бактериального компонентов ранее валидированный метагеномный диагностический анализ и подход полногеномного секвенирования гена 16S рРНК соответственно. Функциональная характеристика была проведена с помощью метагеномного шотган-секвенирования (shotgun sequencing), выявившего присутствие специфических факторов вирулентности.
Вирус репродуктивно-респираторного синдрома свиней (PRRSV) и вирус гриппа A свиней (swIAV) были наиболее распространёнными вирусами, выявляясь в 30% и 23% исследованных образцов соответственно. Mesomycoplasma hyopneumoniae, Glaesserella parasuis и Pasteurella multocida являлись тремя наиболее представленными бактериальными таксонами по данным обоих методов секвенирования, в то время как другие детектированные бактериальные таксоны были представлены в основном видами родов Streptococcus, Clostridium и Rothia. Обнаруженные факторы вирулентности принадлежали преимущественно Mesomycoplasma и Pasteurella и включали адгезивные факторы, такие как p102, p97, p146, mhp108, mhp107, и ген, кодирующий гемолизин hlyA, для Mesomycoplasma, а также ген адгезина ptfA и ген lpxC, связанный с эндотоксином, для Pasteurella.
Полученные данные демонстрируют, что микробное сообщество нижних отделов дыхательных путей у свиней с респираторными симптомами включает ключевые вирусные (PRRSV, swIAV) и бактериальные патогены (M. hyopneumoniae, G. parasuis и P. multocida), а также специфические факторы вирулентности, вероятно, способствующие развитию заболевания. Результаты дают новое представление о составе микрофлоры дыхательных путей свиней, открывая перспективы для изучения её взаимосвязи с вирусными инфекциями, функциональными характеристиками и общим состоянием здоровья. Данное исследование представляет технический прогресс в возможности экстракции и амплификации бактериальной ДНК из респираторных образцов с низкой биомассой, что позволяет идентифицировать факторы вирулентности и глубже понять их вклад в патологическое состояние, а также открывает возможности для будущих исследований, направленных на повышение точности диагностики и совершенствование стратегий лечения респираторных заболеваний как в ветеринарной, так и в медицинской практике.
