Διερεύνηση των παθογόνων Bartonella και Rickettsia σε διαβιβαστές και τον άνθρωπο στην Αττική

Abstract

The present dissertation focused on the molecular investigation of common pet fleas for pathogenic bacteria and the assessment of the IgG antibody vector in the population against Rickettsia typhi, Bartonella henselae and B. quintana, in the area of Attica, Greece.The flea samples from animals were collected from veterinary clinics and the human samples from private microbiological laboratories. Conventional and real-time PCR and next-generation sequencing of the 16S rDNA gene were used for the molecular investigation of fleas. Serological tests were performed by indirect immunofluorescence test (Vircell ™, Santa Fé, Spain), according to the manufacturer's instructions. The characterization of bacteria with potential health significance was based on the International Statistical Classification of Diseases and Related Health Problems by WHO (ICD-11, 2019 version).Of the flea samples, 100 consisting of only female fleas were selected for analysis, which included 96 samples with Ctenocephalides felis, two samples with Ctenocephalides canis and two samples with Pulex irritans, collected from 67 cats and 33 dogs.Rickettsia genus was confirmed in 16 specimens of which 14 were confirmed for R. felis; eight belonged to cats and six to dogs.Bartonella spp. was detected in 32 samples. Of these, species was determined in 27: B. clarridgeiae in 12, B. henselae in seven, B. koehlerae in one, while the remaining seven had a mixed infection with more than one Bartonella species. All positive samples came from cats except from one in which the species was not identified.The sensitivity of the molecular methods for the genus Rickettsia ranged from 62.5% to 93.8% and the specificity from 65.0% to 100%. R. felis-specific molecular tests showed 92.9% to 100% sensitivity while specificity ranged from 65.0% to 100%.Bacterial genera with potential health importance in the flea microbiome were: Acinetobacter, Actinomyces, Bacillus, Bacteroides, Bartonella, Bifidobacterium, Brucella, Campylobacter, Clostridium, Corynebacterium, Coxiella, Haemophilus, Enterococcus, Legocellus, Enterococcus, Moraxella, Morganella, Mycobacterium, Neisseria, Nocardia, Pasteurella, Propionibacterium, Proteus, Pseudomonas, Rickettsia, Salmonella, Serratia, Staphylococcus, Stenotrophomonas and Streptococcus. The distribution of these genera did not differ between cats and dogs except in Bartonella spp. which was most frequently found in cat fleas (OR=27.6, p<0.001). The genera Coxiella, Campylobacter, Legionella, Spirochaeta, Salmonella, Brucella were found only in cats however without statistical significance. The bacterial species of health importance were 40 and included Acinetobacter baumannii, Bacteroides fragilis, Clostridium perfringens, Enterococcus faecalis, E. mundtii, Fusobacterium nucleatum, Haemophilus aegyptius, Kingella kingae, Klebsiella pneumoniae, Leptotrichia buccalis, L. hofstadii, Moraxella lacunata, Pasteurella multocida, Propionibacterium acnes, P. propionicum, Proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa, Rickettsia australis, R. hoogstraalii, Salmonella enterica, and various Bartonella, Staphylococcus, and Streptococcus species. IgG antibodies for B. henselae were detected in 14.3% and for R. typhi in 1.0% while IgG for both pathogens in 3.5% of participants (N=202). A positive correlation of seropositivity for IgG for B. henselae with residency in sea port area was found (X2(6)=17.737, p=0.009).According to the findings of the dissertation a significant percentage of the pet fleas in Attica carry pathogenic bacteria, whereas cat fleas are more often infected with Bartonella. The great variety of bacteria of health importance in fleas and the complex interface of contact of these insects with humans, necessitate a more extensive investigation on the flea pathogen potential. A percentage of the population of Attica has exposure to Bartonella and Rickettsia while especially for the Bartonella bacterium the probability of exposure appears increased in the area of the largest commercial / passenger port of the country. Epidemiological surveillance and laboratory diagnostic capacity for Rickettsia and Bartonella infections should be strengthened. Special attention should be paid to the adverse impact to the cardiovascular health of the population caused in the long run by the Bartonella bacterium.

Η παρούσα διατριβή επικεντρώθηκε στην περιοχή της Αττικής, εστιάζοντας στη μοριακή διερεύνηση κοινών ψύλλων ζώων συντροφιάς για παθογόνα βακτήρια και στην εκτίμηση της φορείας IgG αντισωμάτων στον πληθυσμό έναντι των Rickettsia typhi, Bartonella henselae και B. quintana. Τα δείγματα ψύλλων προήλθαν από κτηνιατρικές κλινικές και τα δείγματα ανθρώπων από ιδιωτικά μικροβιολογικά εργαστήρια στην Αττική. Για την μοριακή διερεύνηση των ψύλλων χρησιμοποιήθηκαν συμβατικές και real-time PCR και αλληλούχιση επόμενης γενεάς του γονιδίου 16S rDNA. Οι ορολογικές δοκιμές έγιναν με έμμεσο ανοσοφθορισμό (Vircell™, Santa Fé, Spain), σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή. Ο χαρακτηρισμός των βακτηρίων με δυνητική υγειονομική σημασία βασίστηκε στο International Statistical Classification of Diseases and Related Health Problems by WHO (ICD-11, 2019 version).Από τα δείγματα ψύλλων, 100 αποτελούμενα μόνο από θηλυκούς ψύλλους επιλέχθηκαν για ανάλυση, στα οποία περιλαμβάνονταν 96 δείγματα με Ctenocephalides felis, δύο δείγματα με Ctenocephalides canis και δύο δείγματα με Pulex irritans, που συλλέχθηκαν από 67 γάτες και 33 σκύλους.Επιβεβαιωμένα για το γένος Rickettsia βρέθηκαν 16 δείγματα εκ των οποίων 14 επιβεβαιώθηκαν για R. felis εκ των οποίων οκτώ ανήκαν σε γάτα και έξι σε σκύλο. Bartonella spp. ανιχνεύθηκε σε 32 δείγματα. Από αυτά σε 27 ανιχνεύθηκε το είδος: 12 είχαν B. clarridgeiae, επτά B. henselae, ένα B. koehlerae ενώ τα υπόλοιπα επτά είχαν μικτή μόλυνση με περισσότερα από ένα είδη Bartonella. Όλα τα θετικά δείγματα προήλθαν από γάτα εκτός από ένα στο οποίο δεν ταυτοποιήθηκε το είδος. Η ευαισθησία των μοριακών μεθόδων για το γένος Rickettsia κυμάνθηκε από 62,5% έως 93,8% και η ειδικότητα από 65,0% έως 100%. Οι ειδικές για R. felis μοριακές δοκιμές εμφάνισαν 92,9% έως 100% ευαισθησία ενώ η ειδικότητα κυμάνθηκε από 65,0% έως 100%. Δυνητική υγειονομική σημασία στο μικροβίωμα των ψύλλων είχαν 33 γένη βακτηρίων και συγκεκριμένα τα Acinetobacter, Actinomyces, Bacillus, Bacteroides, Bartonella, Bifidobacterium, Brucella, Campylobacter, Clostridium, Corynebacterium, Coxiella, Enterococcus, Fusobacterium, Haemophilus, Kingella, Klebsiella, Legionella, Leptotrichia, Moraxella, Morganella, Mycobacterium, Neisseria, Nocardia, Pasteurella, Propionibacterium, Proteus, Pseudomonas, Rickettsia, Salmonella, Serratia, Staphylococcus, Stenotrophomonas και Streptococcus. Η κατανομή αυτών των γενών δεν διέφερε ανά είδος ζώου ξενιστή παρά μόνο στην Bartonella spp. η οποία ανευρέθηκε συχνότερα σε ψύλλους από γάτες (OR=27,6, p<0,001). Τα γένη Coxiella, Campylobacter, Legionella, Spirochaeta, Salmonella, Brucella ανευρέθησαν μόνο σε γάτες χωρίς όμως να στοιχειοθετείται στατιστική σημαντικότητα. Τα βακτηριακά είδη υγειονομικής σημασίας ήταν 40 και περιλάμβαναν τα εξής: Acinetobacter baumannii, Bacteroides fragilis, Clostridium perfringens, Enterococcus faecalis, E. mundtii, Fusobacterium nucleatum, Haemophilus aegyptius, Kingella kingae, Klebsiella pneumoniae, Leptotrichia buccalis, L. hofstadii, Moraxella lacunata, Pasteurella multocida, Propionibacterium acnes, P. propionicum, Proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa, Rickettsia australis, R. hoogstraalii, Salmonella enterica, και διάφορα είδη Bartonella, Staphylococcus και Streptococcus. IgG αντισώματα για B. henselae ανιχνεύθηκαν σε 14,3% και για R. typhi σε 1,0% ενώ IgG και για τα δύο παθογόνα σε 3,5% των συμμετεχόντων (Ν=202). Εντοπίστηκε θετική συσχέτιση οροθετικότητας για IgG έναντι B. henselae με κατοίκηση σε παραλιμάνια περιοχή (X2(6)=17,737, p=0,009).Από τα ευρήματα της διατριβής προκύπτει ότι οι ψύλλοι των ζώων συντροφιάς στην Αττική φέρουν σε σημαντικό ποσοστό παθογόνα βακτήρια ενώ οι ψύλλοι από γάτες είναι συχνότερα μολυσμένοι με Bartonella. Η πληθώρα βακτηρίων υγειονομικής σημασίας στους ψύλλους και η αυξημένη και πολύπτυχη διεπαφή του εντόμου αυτού με τον άνθρωπο, ωθούν σε εκτενέστερη διερεύνηση του το κατά πόσο και πως ο ψύλλος σχετίζεται με τη μετάδοση λοιμωδών παραγόντων στον άνθρωπο πέρα από τα γνωστά παθογόνα. Ο πληθυσμός της Αττικής εμφανίζει σε ένα ποσοστό έκθεση σε Bartonella και Rickettsia ενώ ιδιαίτερα για το βακτήριο της Bartonella η πιθανότητα έκθεσης είναι υψηλότερη στην περιοχή του μεγαλύτερου εμπορικού/επιβατικού λιμανιού της χώρας. Συνεπώς, θα πρέπει να ενισχυθεί η επιδημιολογική επιτήρηση και η εργαστηριακή δυνατότητα διάγνωσης για λοιμώξεις οφειλόμενες σε Rickettsia και Bartonella. Παράλληλα θα πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή σε βλάβες στο καρδιαγγειακό σύστημα που προκαλεί το βακτήριο της Bartonella σε βάθος χρόνου.