Tipificación de serotipos y secuencias multilocus de Streptococcus suis de cerdos enfermos en Taiwán

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 8263 (2023) Citar este artículo

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La infección por Streptococcus suis (S. suis) puede causar meningitis, artritis, neumonía y septicemia clínicamente graves en cerdos. Hasta la fecha, los estudios sobre serotipos, genotipos y susceptibilidad antimicrobiana de S. suis en cerdos afectados en Taiwán son escasos. En este estudio, caracterizamos exhaustivamente 388 aislamientos de S. suis de 355 cerdos enfermos en Taiwán. Los serotipos más prevalentes de S. suis fueron los serotipos 3, 7 y 8. La tipificación de secuencias multilocus (MLST) reveló 22 nuevos tipos de secuencias (ST), incluidos ST1831-1852 y un nuevo complejo clonal (CC), CC1832. Los genotipos identificados pertenecieron principalmente a ST27, ST94 y ST1831, y CC27 y CC1832 fueron los principales grupos. Estos aislados clínicos fueron altamente sensibles a ceftiofur, cefazolina, trimetoprim/sulfametoxazol y gentamicina. Las bacterias eran propensas a aislarse del líquido cefalorraquídeo y del líquido sinovial en lechones lactantes y la mayoría pertenecía al serotipo 1 y ST1. Por el contrario, las cepas ST28 que correspondían a los serotipos 2 y 1/2 tenían más probabilidades de existir en los pulmones de los cerdos en crecimiento y finalización, lo que presentaba un mayor riesgo para la seguridad alimentaria y la salud pública. Este estudio proporcionó la caracterización genética, el serotipado y las características epidemiológicas más actuales de S. suis en Taiwán, lo que debería brindar una mejor estrategia de prevención y tratamiento de la infección por S. suis en cerdos de diferentes etapas de producción.

Streptococcus suis (S. suis), un coco grampositivo con cápsula, es uno de los patógenos más importantes en la industria porcina. Como patógeno oportunista, S. suis coloniza el tracto respiratorio superior (amígdalas y cavidad nasal) de los cerdos. Los cerdos infectados manifiestan comúnmente meningitis, artritis, neumonía, septicemia y pueden estar acompañados de muerte aguda1. El antígeno de los polisacáridos capsulares (CPS) de la bacteria se utiliza como base de clasificación y se han identificado 29 serotipos mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR)2. En particular, S. suis es un patógeno bacteriano zoonótico que pone en peligro a las personas en contacto cercano con los cerdos o productos porcinos infectados. Entre los serotipos identificados, el serotipo 2 se considera el serotipo más prevalente y virulento en cerdos y humanos1.

Se pueden aislar diferentes serotipos de S. suis en la misma manada, lo que sugiere que es posible que cepas de S. suis con serotipos idénticos no causen síntomas clínicos similares. Además, la importancia de serotipos específicos puede variar geográficamente. Los métodos de tipificación tradicionales solo identifican las cepas que son un solo serotipo o representan ubicaciones geográficas específicas, lo que dificulta la comparación de los hallazgos entre laboratorios. Por lo tanto, en comparación con la prueba de coaglutinación, los métodos de tipificación genética que pueden usarse para detectar rápidamente los aislados bacterianos con un menor costo son favorables para el análisis de la estructura colonial y la diversidad genética de S. suis. El conocimiento es eminente para la comprensión de la epidemiología de S. suis y para identificar cepas específicas con alta patogenicidad, lo que en última instancia podría contribuir a la prevención de la progresión de la enfermedad2. La tipificación de secuencias multilocus (MLST) se ha utilizado con éxito en muchos estudios de epidemiología molecular en bacterias. Se ha utilizado para identificar los genotipos de S. suis con el fin de confirmar las diferencias entre los tipos de secuencia (ST) y los complejos clonales de ST (CC) de las cepas de S. suis 3.

Entre los serotipos de S. suis identificados, el serotipo 1 está relacionado con los síntomas neurológicos acompañados de microlesión cerebral, mientras que los serotipos 2-8 tienden a causar lesiones pulmonares4. En comparación con las cepas de S. suis que solo causan neumonía, es más probable que las cepas que causan meningitis, septicemia y artritis muestren síntomas clínicos típicos, que pueden atribuirse a la patogenia de diferentes serotipos5. Diferentes cepas también ejercen diferencias significativas en la resistencia a los medicamentos. Las cepas de S. suis aisladas de casos clínicos de cerdos son menos resistentes a ampicilina, ceftiofur, enrofloxacino, florfenicol, penicilina y sulfametoxazol-trimetoprima, mientras que una alta proporción de las cepas es resistente a tetraciclina6. Sin embargo, las cepas aisladas de las amígdalas de animales sanos o del ambiente de las carnicerías suelen ser multirresistentes7,8. En este estudio, nos enfocamos en la epidemiología y los hallazgos de laboratorio de aislamientos clínicos de S. suis en cerdos enfermos en Taiwán, investigando la asociación entre la distribución, los serotipos, los genotipos y la susceptibilidad a los fármacos antimicrobianos.

Todos los cerdos enfermos fueron enviados al Centro de Diagnóstico de Enfermedades Animales en la Universidad Nacional de Chiayi por los propietarios de la granja para la necropsia. El sacrificio de los cerdos enfermos, la recolección de tejidos y el posterior aislamiento e identificación de bacterias fueron esenciales en el proceso estándar para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades. Este proyecto de estudio recolectó las muestras depositadas para un análisis en profundidad. El Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) confirmó que este proyecto no involucraba experimentos con animales y que no se requería la aprobación del protocolo de uso de animales.

Desde marzo de 2017 hasta octubre de 2021, se recolectaron para análisis un total de 388 aislamientos de 355 cerdos enfermos en 289 rebaños infectados enviados al Centro de Diagnóstico de Enfermedades Animales (ADDC), Departamento de Medicina Veterinaria de la Universidad Nacional de Chiayi (Taiwán) para su análisis. Todas las muestras, incluidos el hígado, los pulmones y los bronquios, así como el líquido cefalorraquídeo y el líquido sinovial, se tomaron asépticamente durante la necropsia. Las muestras se cultivaron en una placa de agar sangre de carnero desfibrinada al 5 % (BBL™ Blood Agar Base, Infusion Agar, BD, EE. UU.) y se incubaron a 37 °C durante 18–24 h. Los aislamientos de S. suis fueron sospechosos cuando se observaron colonias hemolíticas α. El ADN bacteriano se extrajo de la colonia sospechosa de S. suis utilizando el kit de extracción de ADN/ARN Taco™ (Taco, Taiwán). El par de cebadores diseñado para el gen gdh de S. suis se utilizó para PCR9. Los productos de PCR de muestras positivas fueron secuenciados en ambas direcciones por Tri-I Biotech Inc (Taipei, Taiwán) y las secuencias fueron analizadas y comparadas utilizando la base de datos de la herramienta básica de búsqueda de alineación local (BLAST) en el Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI) sitio web. Después de la identificación, las bacterias se almacenaron en caldo de infusión de cerebro y corazón (BHIB) que contenía un 10 % de suero de ternera fetal (FCS) y un 20 % de glicerol a -80 °C.

Los pares de cebadores diseñados para genes cps para multiplex PCR10 se usaron para categorizar los aislados de S. suis en el grupo 1 (serotipos 1/2, 1, 2, 3, 7, 9, 11, 14 y 16), grupo 2 (serotipos 4, 5, 8, 12, 18, 19, 24 y 25), grupo 3 (serotipos 6, 10, 13, 15, 17, 23 y 31) y grupo 4 (serotipos 21, 27, 28, 29, y 30). Los productos de la PCR se secuenciaron, analizaron y compararon con la base de datos NCBI BLAST para la confirmación de los serotipos de S. suis. Además, se realizó PCR-restriction fragment length polymorphysim (RFLP) para los aislamientos de S. suis que se identificaron temporalmente como serotipos 1, 1/2, 2 y 14. El gen cpsK de estos aislamientos se amplificó por PCR y los productos de PCR fueron escindidos por la endonucleasa de restricción BstNI (NEB®, EE. UU.) a 60 °C durante 1 h. Los productos de PCR-RFLP se analizaron mediante electroforesis en gel de agarosa al 2%11,12.

De acuerdo con las directrices del Instituto de Estándares Clínicos y de Laboratorio (CLSI), la prueba de susceptibilidad antimicrobiana se realizó para los aislamientos utilizando el método de microdilución en caldo con caldo Mueller-Hinton II (BBL™ Mueller-Hinton II broth, MHB, BD , EE. UU.) que contenía un 5 % de suero fetal bovino (FBS)13. Se seleccionaron dieciséis antimicrobianos, incluidos amoxicilina, cefazolina, ceftiofur, doxiciclina, enrofloxacina, eritromicina, florfenicol, gentamicina, lincomicina, lincospectina, oxitetraciclina, penicilina G, tiamulina, trimetoprim-sulfametoxazol, tilosina y tilvalosina. La concentración de los agentes antimicrobianos osciló entre 0,0625 y 1024 μg/mL, y los valores de punto de corte de la concentración inhibitoria mínima (MIC) para Streptococcus spp. fueron proporcionados por los puntos de corte veterinarios CLSI13, el Comité Europeo para las Pruebas de Susceptibilidad a los Antimicrobianos (EUCAST)14, la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA)15 y los datos informados16. Escherichia coli (ATCC 25 922), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27 853), Enterococcus faecalis (ATCC 29 212), Staphylococcus aureus (ATCC 29 213) y Streptococcus pneumoniae (ATCC 49 619) se utilizaron como cepas de control de calidad siguiendo las directrices del CLSI.

Siete genes domésticos, incluidos aroA, cpn60, dpr, gki, mutS, recA y thrA, se amplificaron mediante PCR para el ácido nucleico extraído de los aislados de S. suis purificados de acuerdo con el método MLST establecido por King et al. y Rehm et al.3,17. Los productos de PCR confirmados se enviaron luego a Tri-I Biotech, Inc. (Taiwán) para la secuenciación de 5' a 3' y de 3' a 5' utilizando un analizador de ADN Applied Biosystems 3730 (Applied Biosystems, EE. UU.). Posteriormente, los resultados de la secuenciación se cargaron en BioNumerics® versión 7.6.3 (Applied Maths, EE. UU.), y los alelos y ST obtenidos se compararon con la base de datos PubMLST. Se cargaron nuevas secuencias de alelos y ST en PubMLST para obtener el perfil de alelos y definir los genotipos18. Mediante el uso del análisis eBURST de PubMLST, los aislamientos de S. suis con los respectivos perfiles de alelos se agruparon según la asociación de ST. Cuando 6 de 7 alelos entre los aislamientos de S. suis eran idénticos, estos aislamientos se identificaron como el mismo grupo. Los aislados que no pertenecieron a ningún cluster fueron los singletons3. El árbol de expansión mínimo (MST) se calculó utilizando BioNumerics® versión 7.6 de acuerdo con el método de grupos de pares no ponderados con un algoritmo de media aritmética (UPGMA). Para comprender la distribución general de los aislamientos de S. suis, MST se estableció como una distancia ≤ 1 para la partición, en la que los nodos involucrados se agruparon como CCs19.

La asociación de los sitios de aislamiento, los serotipos y la resistencia a los antimicrobianos se analizó mediante la prueba de Chi-cuadrado y la prueba exacta de Fisher, según el número de muestras. Se utilizó SPSS para el análisis estadístico y el valor de p < 0,05 se consideró estadísticamente significativo. Si el valor de p < 0,01, hubo una asociación extremadamente significativa.

Este estudio identificó serotipos de 388 aislamientos recolectados de 355 cerdos enfermos (Tabla 1). Los principales serotipos fueron los serotipos 3 (79/388, 20,4%), 7 (12,9%), 8 (11,6%), 2 y 9 (8,2%) y 1 (7,2%), seguidos de los serotipos 4, 5, 1 /2 y 21. Los serotipos de 73 aislados (18,8%) no pudieron ser identificados por PCR. Los principales sitios de aislamiento se muestran en la Tabla 1. Entre los 355 cerdos enfermos, se aisló un solo serotipo de 348 cerdos (348/355, 98,0 %), mientras que se aislaron dos serotipos de siete cerdos (7/355, 2,0 %). Entre los siete cerdos, cinco cerdos tenían una cepa con un serotipo desconocido; y para la otra cepa, había 3 cerdos con los serotipos 4, 7 y 8 individualmente y 2 cerdos con el serotipo 9. Los dos restantes de los siete cerdos eran los serotipos 3 y 8, y los serotipos 7 y 8, respectivamente.

El serotipo 1 se aisló con frecuencia de cerebros, líquido cefalorraquídeo o líquido sinovial en la etapa de lactancia (p < 0,01). Los serotipos 3, 7, 8 y 9 se aislaron principalmente de los pulmones o las luces bronquiales en la etapa de lactancia. Además, lo más probable es que el serotipo 2 se aisló de los pulmones en la etapa de crecimiento y finalización (p < 0,05) (Tabla 1).

Se realizaron pruebas de susceptibilidad a los antimicrobianos en los 388 aislamientos utilizando el método de microdilución en caldo de acuerdo con los estándares CLSI. Los resultados mostraron que S. suis fue altamente susceptible a ceftiofur (96,4%), cefazolina (91,0%), trimetoprima/sulfametoxazol (86,9%) y gentamicina (79,6%). Los aislados mostraron susceptibilidad moderada (40-70%) a florfenicol (68,8%), amoxicilina (61,1%), enrofloxacina (60,1%), tiamulina (60,1%), penicilina G (58,0%) y doxiciclina (54,9%). La susceptibilidad a lincospectina (33,2%), eritromicina (14,7%), tilosina (8,8%), oxitetraciclina (8,0%) y lincomicina (5,2%) fue inferior al 40% (tabla 2). En particular, la mayoría de los aislados de S. suis mostraron sensibilidades bajas (< 10 %) a la tilosina, la oxitetraciclina y la lincomicina en este estudio. Dado que no hubo un punto de corte clínico de S. suis para la tilvalosina, los resultados se mostraron como MIC50 y MIC90, que fueron 256 y 1024 μg/mL, respectivamente. El patrón de resistencia a los antibióticos se analizó de acuerdo con la resistencia de S. suis a diferentes clases de fármacos. Solo 14 aislamientos (14/388, 3,6 %) fueron sensibles a todas las clases de agentes antimicrobianos, 112 aislamientos (112/388, 28,9 %) fueron resistentes a 1 a 3 clases de fármacos, 184 aislamientos (184/388, 47,4 %) fueron resistentes a 4–6 clases de fármacos, 78 aislados (78/388, 20,1 %) fueron resistentes a más de siete clases de fármacos y 8 aislados fueron resistentes a todas las clases de fármacos. El patrón de resistencia antimicrobiana más común fue la resistencia a tetraciclinas, macrólidos y lincosamidas, que se encontró en el 89,9% (349/388) de los aislados de S. suis. (Figura 1).

Mapa de calor que muestra los perfiles de susceptibilidad a los antimicrobianos de los aislamientos de S. suis. Las filas representan aislados bacterianos y las columnas representan antibióticos. Los bloques indican la susceptibilidad a los antibióticos (verde: susceptible, amarillo: intermedio, rojo: resistente). El mapa de calor se generó utilizando Microsoft Excel 2010.

La relación entre la susceptibilidad antimicrobiana y los serotipos indicó que el serotipo 1 fue altamente sensible a penicilina G, amoxicilina, cefazolina, ceftiofur, tiamulina y enrofloxacina. Los serotipos 2 y 3 también tuvieron alta susceptibilidad a penicilina G, amoxicilina, cefazolina, ceftiofur, enrofloxacina, tiamulina; y además eran muy susceptibles a la gentamicina, el florfenciol y la trimetoprima/sulfametoxazol. El serotipo 7 tuvo mejor susceptibilidad solo a cefazolina, ceftiofur y trimetoprima/sulfametoxazol. Los serotipos 8 y 9 fueron muy susceptibles a cefazolina, ceftiofur, gentamicina y trimetoprim/sulfametoxazol (Tabla S1).

Se seleccionaron 80 aislados clínicos de S. suis en números proporcionales a sus serotipos para la MLST, que incluían los serotipos 1 (n = 6), 1/2 (n = 2), 2 (n = 7), 3 (n = 17) , 4 (n = 3), 5 (n = 3), 7 (n = 11), 8 (n = 8), 9 (n = 7), 21 (n = 2) y 14 aislamientos no identificados. Se encontraron diecisiete nuevos alelos de 7 pares de genes domésticos, incluidos 5 alelos del gen aroA, 8 alelos del gen cpn60, 2 alelos del gen dpr y 1 alelo del gen gki y el gen recA. Se enviaron nuevas secuencias del gen doméstico a PubMLST para su verificación y luego se registraron los perfiles de alelos de las nuevas secuencias en PubMLST para definir las 22 nuevas ST descubiertas en este estudio. El resultado de los 80 aislados de S. suis mostró que los genes aroA, cpn60, gki, dpr, mutS, recA y thrA ejercieron respectivamente 16, 15, 13, 9, 11, 9 y 12 alelos diferentes, formando 28 ST diferentes. ST27 (12/80, 15,0 %), ST94 (13,8 %) y ST1831 (13,8 %) fueron los principales ST, seguidos de ST28 (10,0 %), ST1832 (8,7 %), ST1 (6,3 %), ST1833 (3,7 %). ), ST117 (2,5%) y ST1175 (2,5%) (fig. 2). Los 80 aislamientos de S. suis se dividieron en 4 grupos y 9 únicos. Como se muestra en el dendrograma filogenético y MST, 28 ST se dividieron en 4 CC. CC1 estaba compuesto por 6 aislamientos de S. suis y 2 ST. CC27 estaba compuesto por 23 aislamientos de S. suis y 4 ST, y ST27 se predijo como el tipo ancestral de este grupo. CC94 estaba compuesto por 13 aislamientos de S. suis y 2 ST. CC1832 estaba compuesto por 29 aislamientos de S. suis y 11 ST, y ST1832 se predijo como el tipo ancestral de este grupo (Figs. 2 y 3a).

Dendrograma filogenético construido a partir de los perfiles ST de aislados de S. suis. PG: penicilina G, AMO: amoxicilina, CZ: cefazolina, CEF: ceftiofur, GN: gentamicina, OTC: oxitetraciclina, DO: doxiciclina, ERY: eritromicina, TY: tilosina, LN: lincomicina, LS: lincospectina, FFC: florfenicol, TIA : Tiamulina, ENR: Enrofloxacino, SXT: Sulfametoxazol-trimetoprima. El mapa de calor se generó utilizando Microsoft Excel 2010.

El gráfico MST construido a partir de los perfiles ST de aislamientos de S. suis (n = 80). (a) Se caracterizó la relación entre CC y serotipos de aislados de S. suis. Los nodos se etiquetaron en función de los datos de ST y las longitudes de las ramas se mostraron de acuerdo con la discrepancia del perfil de alelos entre los nodos conectados. (b) La relación entre serotipos y ST.

Un análisis más detallado de la asociación entre serotipos y ST entre los 80 aislamientos de S. suis reveló que la mayoría de los aislamientos identificados como serotipos 1, 2 y 3 pertenecían a ST1, ST28 y ST27, respectivamente. Ambos serotipos 2 y 3 se clasificaron en CC27. Además, los aislamientos identificados como serotipos 7, 8 y 9 fueron en su mayoría ST1831 y ST1832, que pertenecían a CC1832 (Cuadro 3 y Fig. 3b). En conjunto, las ST específicas pueden estar relacionadas con los serotipos.

En este estudio, los aislamientos de S. suis fueron en su mayoría los serotipos 3, 7 y 8, seguidos de los serotipos 1, 2 y 9. En comparación con la distribución de serotipos en otros países, el serotipo 2 es el más prevalente en China, Japón, Vietnam y Tailandia. , España, Italia, Francia, Polonia y Rusia Blanca20. El segundo serotipo prevalente varía según los países, que son principalmente los serotipos 3 y 4 en Corea, los serotipos 3, 1/2 y 7 en los EE. UU., el serotipo 9 en los Países Bajos y los serotipos 1 y 14 en Gran Bretaña21,22. Nuestro resultado está cerca de los datos informados en los EE. UU., donde los serotipos 3 y 7 son más prevalentes. Además, nuestros resultados también concuerdan con hallazgos previos de que S. suis aislado de cerdos enfermos estaba compuesto principalmente por serotipos limitados23. En general, el genoma de cps es la región clave de la recombinación de genes, lo que lleva a la transformación de cps entre cepas24. En los últimos años se han encontrado sucesivamente nuevos genomas cps de S. suis25, lo que amplía la diversidad genética y reduce la cantidad de aislados no identificados. En el estudio actual, hay un 18,8% de aislamientos que no pueden identificarse utilizando el gen cps por PCR y RFLP; por lo tanto, se justifica la evaluación del potencial de virulencia y los efectos de estos probables nuevos genomas en la patogenia.

Como se muestra en la Tabla 1, el serotipo 1 se aisló con frecuencia de cerebros, líquido cefalorraquídeo o líquido sinovial en la etapa de lactancia (p < 0,01). Además, se encontró una asociación muy significativa entre el estadio de los lechones y las cepas derivadas del líquido cefalorraquídeo y del líquido sinovial (p < 0,001, Tabla S2). El fenómeno de que los lechones eran más propensos a las infecciones cerebrales y articulares puede atribuirse a las operaciones invasivas como muescas en las orejas, corte de cola, corte de dientes, castración e inyección de fármacos durante la etapa de lactancia, lo que lleva a la exposición de bacterias oportunistas en el medio ambiente, como como S. suis. Además, se identificó una asociación significativa entre las cepas aisladas del tracto respiratorio y las etapas de crecimiento y finalización de los cerdos. S. suis que coloniza en cerdos adultos sanos rara vez causa síntomas; sin embargo, los lechones pueden ser propensos a infectarse de adultos sanos portadores de S. suis a través de crianza cruzada26.

Las pruebas de susceptibilidad antimicrobiana mostraron que los aislamientos eran altamente sensibles a ceftiofur, cefazolina, trimetoprima/sulfametoxazol y gentamicina, y moderadamente sensibles a florfenicol, amoxicilina, enrofloxacina, tiamulina, penicilina G y doxiciclina. Al aplicar los índices PK/PD que se calculan con los datos de susceptibilidad a los antimicrobianos (Fig. S1) en combinación con los parámetros farmacocinéticos de los medicamentos, se puede recomendar razonablemente un tratamiento eficaz. Por ejemplo, los lechones eran propensos a infectarse con el serotipo 1, que causa principalmente meningitis supurativa y/o artritis, por lo que se recomendó el tratamiento con amoxicilina, ceftiofur y tiamulina. Los cerdos en etapa de lactancia fueron especialmente susceptibles a los serotipos 3, 7, 8 y 9, en los que la infección en el sistema respiratorio fue relativamente frecuente. Teniendo en cuenta las características farmacocinéticas, se recomendó como tratamiento cefazolina, ceftiofur o trimetoprima/sulfametoxazol. Entre ellos, los β-lactámicos son agentes antimicrobianos bactericidas dependientes del tiempo. En este estudio, la MIC90 de S. suis serotipo 3, 7, 8 y 9 para ceftiofur fue de 0,25, 2, 0,5 y 0,25 μg/mL, respectivamente. Después de la administración de ceftiofur a 5 mg/kg, el AUC0-24 h se calculó en aproximadamente 358,84 μg•h/mL27. El índice de la relación AUC/MIC se utilizó para describir la actividad antibacteriana de los fármacos dependientes del tiempo. Una relación AUC/MIC > 125 h generalmente se considera una buena actividad antimicrobiana28,29. Dado que el AUC/MIC90 calculado para los serotipos 3, 7, 8 y 9 para ceftiofur osciló entre 179,42 y 1435,36 h (> 125 h), lo que indica que este agente antimicrobiano podría recomendarse para tratar estas infecciones de los cuatro serotipos de S. suis. De manera similar, la infección por S. suis de los cerdos en la etapa de crecimiento y finalización fue principalmente del serotipo 2, que era más probable que estuviera aislado del sistema respiratorio pero que puede causar una infección sistémica. Se obtuvieron los valores de MIC de penicilina G (MIC90 = 0,5 μg/mL), amoxicilina (MIC90 = 0,5 μg/mL), cefazolina (MIC90 = 0,25 μg/mL) y ceftiofur (MIC90 = 0,25 μg/mL). Cuando estos datos se combinaron con la información farmacocinética, la administración oral de amoxicilina a 20 mg/kg o la inyección de ceftiofur a 5 mg/kg pueden dar lugar a AUC/MIC90 ≥ 125 h, por lo que podrían recomendarse para tratar infecciones por serotipo 2. En particular, los parámetros pueden ser diferentes para diferentes fármacos, organismos o bacterias30. Además, cabe señalar que los cerdos sanos asintomáticos son la fuente de infección humana por S. suis, en los que la mayoría de las cepas son del serotipo 2 y el 90,2% de los casos se encuentran en Asia. Por lo tanto, se debe prestar más atención a las cepas de S. suis serotipo 2 que persisten en los cerdos de finalización31.

La resistencia de S. suis a la tetraciclina prevalece en todo el mundo. Se ha informado una alta proporción de resistencia en las Américas (Canadá 80–90 %, Brasil 98 %)32,33, Asia (China 99 %, Corea 98 %, Japón 78–100 %, Tailandia 96 %, Vietnam 100 %)34 ,35,36,37,38 y España (95%)39. Algunos de los países europeos muestran un grado moderado de resistencia a los medicamentos (40,3–73,3 %), y Suecia muestra el grado más bajo (7,7 %)20. La resistencia a la eritromicina es mayor en Taiwán (87 %), Corea del Sur (96 %), Estados Unidos (82 %) y Australia (99 %), y menor en China (68 %) y Japón (55–66 %). %). Aunque los betalactámicos se han utilizado con frecuencia en cerdos en los últimos años, la mayoría de las cepas de S. suis siguen siendo sensibles a ellos y mantienen una baja resistencia a los fármacos. Las tasas de resistencia a la penicilina y la ampicilina son de 0 a 27% y de 0 a 23%, respectivamente.

La proporción de S. suis resistente a macrólidos y lincosamidas está aumentando a nivel mundial20. De acuerdo con los resultados de la resistencia a los medicamentos los resultados de la resistencia a los medicamentos, se puede ver que el 89,9% de los aislados de S. suis fueron resistentes a tres clases de medicamentos, incluidas las tetraciclinas, los macrólidos y las lincosamidas. Li et al. han informado que S. suis resistente a cloranfenicoles, macrólidos, lincosamidas, cloranfenicoles, fluoroquinolonas, aminoglucósidos e hidantoínas es el perfil de resistencia a medicamentos más común en China40. Además, las cepas de S. suis se vuelven resistentes a cinco clases de antimicrobianos, incluidas tetraciclinas, lincosamidas, fluoroquinolonas, sulfonamidas e hidantoínas en Brasil33. El porcentaje de resistencia a múltiples fármacos (resistencia a más de 3 clases de antimicrobianos) de los aislamientos recolectados en este estudio fue tan alto como 93,0 %, y el 39,4 % de los aislamientos fueron resistentes a más de 6 clases de antimicrobianos. Nuestro resultado es similar a los datos de Li et al. (2012) y Soares et al. (2014), que mostró la proporción de aislamientos de S. suis resistentes a más de 3 clases (98,7 %, 99,6 %) y 6 clases (35,9 %, 85,0 %) de antimicrobianos en China y Brasil33,40.

Al comparar el resultado de MLST con los serotipos, se observó que los lechones en etapa de lactancia estaban infectados principalmente con S. suis serotipo 1, que correspondía a ST1 (n = 5) y CC1. S. suis serotipo 2 correspondió principalmente a ST28 (n = 6) (Cuadro 3). Goyette-Desjardins et al. encontraron que la mayoría de las cepas invasoras con alta virulencia pertenecen a CC1, incluidas ST1, ST6, ST7 y ST11, que suelen estar relacionadas con septicemia, meningitis y artritis21. El estudio actual mostró que S. suis aislado de los cerdos enfermos con síntomas del sistema nervioso central y artritis también pertenecía a CC1. Por el contrario, CC27 podría estar más relacionado con las infecciones del tracto respiratorio3. El serotipo 2 de S. suis aislado de los cerdos en crecimiento y finalización fue ST28 perteneciente a CC27 y mayoritariamente aislado del sistema respiratorio. Este resultado es similar al de China, Japón y EE. UU., pero la patogenicidad necesita más investigación21,41. El serotipo 3 de S. suis aislado de los cerdos en la etapa de lactancia fue principalmente ST27 de CC27 (n = 12) de los sistemas respiratorios (79,7%; 63/79). En comparación, el serotipo 8 de S. suis fue propenso a aislarse de los cerdos en la etapa de lactancia (p < 0,01), y se aisló principalmente de los pulmones o las luces bronquiales (82,2 %; 37/45). Estos aislamientos fueron principalmente ST1831 de CC1832 (n = 5). Estos resultados se corresponden bien con los hallazgos previos de que los serotipos 3 y 8 se limitan principalmente a la infección pulmonar42. CC94 incluyó ST94 (n = 11) y ST1175 (n = 2), que correspondieron a los aislados de S. suis no identificados (n = 6), serotipos 4 (n = 3), 7 (n = 2), 3 (n = 1) y 5 (n = 1) (fig. 2). ST94 y CC94 se detectan ampliamente en los EE. UU., y son los cuartos ST y CC más frecuentes en América del Norte. Están relacionados con las cepas patógenas de los serotipos 3, 4, 5, 7 y 24, pero no con los serotipos 1, 2 y 1443. El ST94 detectado en Europa y Asia está relacionado principalmente con los serotipos 4, 16 y cepas no identificadas44. En conjunto, los diferentes serotipos que ejercen una eficacia infecciosa diferente podrían determinar la virulencia o la distribución geográfica de S. suis45.

CC1832 es el CC más grande en este estudio. Consistía en ST1831, ST1832, ST1833, ST1836, ST1837, ST1838, ST1840, ST1841 y ST1844, que correspondían en su mayoría a los serotipos 7, 8 y 9 (n = 23) y fueron aislados en su mayoría de los cerdos en etapa de lactancia (n = 23). Este CC presenta una mayor proporción de farmacorresistencia a penicilina G, amoxicilina, cefazolina, ceftiofur, tiamulina y enrofloxacino que los demás CC. Los cerdos en esta etapa son susceptibles a infecciones virales, como PRRSV y PCV2, que probablemente causen infecciones bacterianas oportunistas/secundarias del tracto respiratorio, por ejemplo, Glaesserella parasuis, Mycoplasma hyorhinis, Bordetella bronchiseptica y S. suis46,47. Los agentes antimicrobianos se usan con frecuencia para los cerdos en esta etapa, lo que lleva a una resistencia a los medicamentos relativamente alta para los serotipos comunes de S. suis. El S. suis aislado de cerdos enfermos en este estudio procedía principalmente del sistema respiratorio, y la mayoría de los aislamientos mostraron resistencia a múltiples fármacos. Por lo tanto, el uso clínico de agentes antimicrobianos debe seleccionarse con precaución en función de las características de los aislamientos clínicos y los resultados de susceptibilidad a los fármacos antimicrobianos.

S. suis es un patógeno zoonótico bacteriano importante con un alto riesgo de infección ocupacional. En este estudio, además de las ST recientemente identificadas de las cepas de S. suis, se encontró que las ST y los serotipos ejercen cierta asociación, que puede relacionarse aún más con las etapas de alimentación de los cerdos y la susceptibilidad a los fármacos antimicrobianos. Este es el primer estudio que informa sobre la distribución de serotipos, la resistencia bacteriana y el análisis epidemiológico molecular de S. suis aislado de cerdos enfermos en diferentes etapas de alimentación en Taiwán. La investigación epidemiológica contribuye a una mejor comprensión del papel de esta bacteria y estrategias de tratamiento más adecuadas.

Los conjuntos de datos generados en el estudio actual están disponibles en PubMLST, enlace web [https://pubmlst.org/bigsdb?db=pubmlst_ssuis_isolates&page=query&prov_field1=f_country&prov_value1=Taiwan&submit=1].

Gottschalk, M. & Segura, M. Estreptococosis. En: Enfermedades de los cerdos. 11ª ed. (Eds. Zimmerman, JJ et al.) 934–950 (John Wiley & Sons Ltd, EE. UU., 2019).

Hatrongjit, R., Fittipaldi, N., Gottschalk, M. & Kerdsin, A. Herramientas para la epidemiología molecular de Streptococcus suis. Patógenos 9, 81 (2020).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Rey, SJ et al. Desarrollo de un esquema de tipificación de secuencias multilocus para el patógeno porcino Streptococcus suis: Identificación de clones virulentos y posible intercambio de serotipos capsulares. J. Clin. Microbiol. 40, 3671–3680 (2002).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Reams, RY, Glickman, LT, Harrington, DD, Thacker, HL & Bowersock, TL Infección por Streptococcus suis en cerdos: un estudio retrospectivo de 256 casos Parte. II. Signos clínicos, lesiones macroscópicas y microscópicas y microorganismos coexistentes. J. Vet. Diagnóstico Invertir. 6, 326–334 (1994).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Allgaier, A., Goethe, R., Wisselink, HJ, Smith, HE y Valentin-Weigand, P. Relación de aislados de Streptococcus suis de varios serotipos y antecedentes clínicos evaluados mediante análisis de macrorestricción y expresión de posibles rasgos de virulencia. J. Clin. Microbiol. 39, 445–453 (2001).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Van Hout, J., Heuvelink, A. & Gonggrijp, M. Monitoreo de la susceptibilidad antimicrobiana de Streptococcus suis en los Países Bajos, 2013–2015. Veterinario. Microbiol. 194, 5–10 (2016).

Artículo PubMed Google Académico

Zhang, CP et al. Distribuciones de tipos capsulares patogénicos y susceptibilidad antimicrobiana in vitro de diferentes serotipos de Streptococcus suis aislados de cerdas clínicamente sanas de 10 provincias de China. Zhonghua Liu Xing Bing Xue Za Zhi 30, 235–238 (2009).

Académico de Google de PubMed

Soares, TC et al. Streptococcus suis en empleados y ambiente de mataderos porcinos en São Paulo, Brasil: Ocurrencia, factores de riesgo, distribución de serotipos y susceptibilidad antimicrobiana. Poder. J. Vet. Res. 79, 279–284 (2015).

CAS PubMed PubMed Central Google Académico

Silva, LM et al. Perfiles de genes asociados a la virulencia de aislados de Streptococcus suis mediante PCR. Veterinario. Microbiol. 115, 117–127 (2006).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Kerdsin, A. et al. Serotipificación de Streptococcus suis mediante una nueva PCR multiplex. J.Med. Microbiol. 63, 824–830 (2014).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Athey, TB et al. Determinación del serotipo de Streptococcus suis a partir de datos de secuenciación del genoma completo de lectura corta. BMC Microbiol. 16, 162 (2016).

Artículo PubMed PubMed Central Google Académico

Matiasovic, J. et al. Resolución de los serotipos 1/2 frente a 2 y 1 frente a 14 de Streptococcus suis mediante el método de polimorfismo de longitud de fragmentos de restricción por PCR. J. Clin. Microbiol. 58, e00480-e520 (2020).

Artículo PubMed PubMed Central Google Académico

Instituto de Normas Clínicas y de Laboratorio. Estándares de rendimiento para pruebas de susceptibilidad de dilución y disco antimicrobiano para bacterias aisladas de animales, 5.ª ed. Suplemento CLSI VET01S. Instituto de Estándares Clínicos y de Laboratorio: Wayne, PA, EE. UU. (2020).

Comité Europeo de Pruebas de Susceptibilidad a los Antimicrobianos. Tablas de puntos de corte para la interpretación de MIC y diámetros de zona, v10. EUCAST: Basilea, Suiza. http://www.eucast.org (2020).

Administración de Alimentos y Medicamentos. Criterios de interpretación de la prueba de susceptibilidad antibacteriana. FDA: Silver Spring, MD, EE. UU. http://www.fda.gov/drugs/development-resources/antibacterial-susceptibility-test-interpretive-criteria (2019).

Lunha, K. et al. Susceptibilidad antimicrobiana de Streptococcus suis aislado de cerdos enfermos en Tailandia, 2018-2020. Antibióticos (Basilea) 11, 410 (2022).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Rehm, T. et al. El polimorfismo de la longitud del fragmento amplificado de las cepas de Streptococcus suis se correlaciona con su perfil de genes asociados a la virulencia y antecedentes clínicos. J.Med. Microbiol. 56, 102–109 (2007).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Jolley, KA, Bray, JE y Maiden, MCJ Genómica de poblaciones bacterianas de acceso abierto: software BIGSdb, PubMLST. org sitio web y sus aplicaciones. Bienvenido Open Res. 3, 124 (2018).

Artículo PubMed PubMed Central Google Académico

Feil, EJ, Li, BC, Aanensen, DM, Hanage, WP & Spratt, BG eBURST: Inferir patrones de descenso evolutivo entre grupos de genotipos bacterianos relacionados a partir de datos de tipificación de secuencias multilocus. J. Bacteriol. 186, 1518–1530 (2004).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Segura, M. et al. Actualización sobre la investigación y prevención de Streptococcus suis en la era de la restricción antimicrobiana: 4.° taller internacional sobre S suis. Patógenos 9, 374 (2020).

Artículo PubMed PubMed Central Google Académico

Goyette-Desjardins, G., Auger, JP, Xu, J., Segura, M. & Gottschalk, M. Streptococcus suis, un importante patógeno porcino y agente zoonótico emergente: una actualización sobre la distribución mundial basada en la tipificación de serotipos y secuencias. emergente Microbios. Infectar. 3, e45 (2014).

Artículo PubMed PubMed Central Google Académico

Bojarska, A. et al. Diversidad de serotipos y nuevas variantes de cps loci entre cepas de Streptococcus suis de cerdos en Polonia y Bielorrusia. Veterinario. Microbiol. 240, 108534 (2020).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Okura, M. et al. Situación taxonómica actual de Streptococcus suis. Patógenos 5, 45 (2016).

Artículo PubMed PubMed Central Google Académico

Mostowy, RJ et al. El locus cps de síntesis de la cápsula neumocócica como punto crítico evolutivo con potencial para generar nuevos serotipos por recombinación. mol. Biol. Evol. 34, 2537–2554 (2017).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Huang, J. et al. Identificación de seis nuevos loci de polisacáridos capsulares (NCL) de Streptococcus suis cepas no tipificables resistentes a múltiples fármacos y la característica patogénica de las cepas portadoras de nuevos NCL. Transfronterizo. emergente Dis. 66, 995–1003 (2019).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Obradovic, MR, Segura, M., Segalés, J. & Gottschalk, M. Revisión del papel especulativo de las coinfecciones en enfermedades asociadas a Streptococcus suis en cerdos. Veterinario. Res. 52, 49 (2021).

Artículo PubMed PubMed Central Google Académico

Sol, D. et al. Regímenes óptimos basados en la evaluación de corte de PK/PD de ceftiofur contra Actinobacillus pleuropneumoniae en cerdos. Veterinario BMC. Res. 16, 366 (2020).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Meinen, JB, Mcclure, JT & Rosin, E. Farmacocinética de la enrofloxacina en perros y ratones clínicamente normales y farmacodinámica de fármacos en ratones neutropénicos con Escherichia-Coli e infecciones estafilocócicas. Soy. J. Vet. Res. 56, 1219–1224 (1995).

CAS PubMed Google Académico

Toutain, PL, Del Castillo, JRE & Bousquet-Melou, A. El enfoque farmacocinético-farmacodinámico para un régimen de dosificación racional de antibióticos. Res. Veterinario. ciencia 73, 105–114 (2002).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Andes, D. & Craig, WA Farmacocinética y farmacodinámica de modelos animales: una revisión crítica. En t. J. Antimicrobiano. Agentes 19, 261–268 (2002).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Dutkiewicz, J. et al. Streptococcus suis: Un patógeno reemergente asociado con la exposición ocupacional a cerdos o productos derivados del cerdo. Parte I—epidemiología. Ana. agricola Reinar. Medicina. 24, 683–695 (2017).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Glass-Kaastra, SK et al. Vigilancia de la resistencia antimicrobiana en aislamientos clínicos de Pasteurella multocida y Streptococcus suis de cerdos de Ontario. Poder. J. Vet. Res. 78, 241–249 (2014).

PubMed PubMed Central Google Académico

Soares, TC et al. Susceptibilidad antimicrobiana de Streptococcus suis aislado de cerdos clínicamente sanos en Brasil. Poder. J. Vet. Res. 78, 145–149 (2014).

CAS PubMed PubMed Central Google Académico

Chen, L. et al. Susceptibilidad antimicrobiana, genes de resistencia a tetraciclina y eritromicina y tipificación de secuencias multilocus de aislamientos de Streptococcus suis de cerdos enfermos en China. J. Vet. Medicina. ciencia 75, 583–587 (2013).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Ichikawa, T., Oshima, M., Yamagishi, J., Muramatsu, C. & Asai, T. Cambios en los fenotipos y genotipos de resistencia a los antimicrobianos en cepas de Streptococcus suis aisladas de cerdos en el área de Tokai de Japón. J. Vet. Medicina. ciencia 82, 9–13 (2020).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Lakkitjaroen, N. et al. Prevalencia y susceptibilidad antimicrobiana de Streptococcus suis aislado de cerdos de matadero en el norte de Tailandia. Kasetsart J. Nat. ciencia 45, 78–83 (2011).

Google Académico

Ngo, TH et al. Los cerdos de matadero son un reservorio importante de Streptococcus suis serotipo 2 capaz de causar infección humana en el sur de Vietnam. PLoS ONE 6, e17943 (2011).

Artículo ADS PubMed Google Scholar

Ah, SI et al. Serotipos capsulares, genes asociados a la virulencia y susceptibilidad antimicrobiana de aislados de Streptococcus suis de cerdos en Corea. J. Vet. Medicina. ciencia 79, 780–787 (2017).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Vela, AI et al. Sensibilidad antimicrobiana de cepas clínicas de Streptococcus suis aisladas de cerdos en España. Veterinario. Microbiol. 105, 143–147 (2005).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Li, LL et al. Resistencia antimicrobiana, serotipos y factores de virulencia de Streptococcus suis aislados de cerdos enfermos. Patógeno transmitido por alimentos. Dis. 9, 583–588 (2012).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Huang, W. et al. Investigación epidemiológica genómica de un brote de Streptococcus suis en Guangxi, China, 2016. Infect. Gineta. Evol. 68, 249–252 (2019).

Artículo PubMed Google Académico

Wei, Z. et al. Caracterización de aislados de Streptococcus suis de cerdos enfermos en China entre 2003 y 2007. Vet. Microbiol. 137, 196–201 (2009).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Lacouture, S., Olivera, YR, Mariela, S. & Gottschalk, M. Distribución y caracterización de serotipos de Streptococcus suis aislados de enero de 2015 a junio de 2020 de cerdos enfermos en Québec, Canadá. Poder. J. Vet. Res. 86, 78–82 (2022).

PubMed PubMed Central Google Académico

Estrada, AA et al. El serotipo y el genotipo (tipo de secuencia multilocus) de los aislados de Streptococcus suis de los Estados Unidos sirven como predictores del patotipo. J. Clin. Microbiol. 57, e00377-e419 (2019).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Berthelot-Hérault, F., Morvan, H., Kéribin, AM, Gottschalk, M. & Kobisch, M. Producción de proteína liberada por muraminidasa (MRP), factor extracelular (EF) y suilisina por aislamientos de campo de tipos capsulares de Streptococcus suis 2, 1/2, 9, 7 y 3 aislados de cerdos en Francia. Veterinario. Res. 31, 473–479 (2000).

Artículo PubMed Google Académico

Ouyang, T., Zhang, X., Liu, X. & Ren, L. Coinfección de cerdos con circovirus porcino tipo 2 y otros virus porcinos. Virus 11, 185 (2019).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Saade, G. et al. Coinfecciones y sus consecuencias moleculares en el tracto respiratorio porcino. Veterinario. Res. 51, 80 (2020).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Descargar referencias

Departamento de Medicina Veterinaria, Universidad Nacional de Chiayi, Ciudad de Chiayi, Taiwán

Ching-Fen Wu, Siou-Hui Chen, Chao-Min Wang, Szu-Wei Huang y Hung-Chih Kuo

Departamento de Medicina Veterinaria, Universidad Nacional Chung Hsing, Ciudad de Taichung, Taiwán

Chi-Chung Chou

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investigación diseñada por HCK; SHC recolectó muestras; CFW, SHC, HCK realizaron investigaciones, analizaron datos y escribieron el borrador del manuscrito. CFW, CCC, CMW, SWH y HCK editaron y revisaron el manuscrito. Todos los autores leyeron y aprobaron el manuscrito final.

Correspondencia a Hung-Chih Kuo.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Wu, CF., Chen, SH., Chou, CC. et al. Serotipo y tipificación de secuencias multilocus de Streptococcus suis de cerdos enfermos en Taiwán. Informe científico 13, 8263 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-33778-9

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Recibido: 15 febrero 2023

Aceptado: 19 de abril de 2023

Publicado: 22 mayo 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-33778-9

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