流行病学实验室交互作用开发对未来传染病的抗御能力

细菌是与食物和水传播疾病相关公共卫生负担的主要原因之一生物膜编组等净化方法抗生素抗药性上升和气候变化还驱动细菌扩散,需要采取新办法减轻传染病的公共卫生负担美国田纳西州立大学公共卫生微生物实验室Aliyar Cyrus Fouladkhah教授探索细菌生物膜生态学和反微生物干预法以对抗食物传播细菌研究组使用新兴技术,如高压应用和新式基于计划反微生物开发食物链抗菌能力

微生物生物 — — 包括细菌、真菌和病毒 — — 已经存在于地球约35亿年,远比人类约30万年前出现前还早30万年。部分原因 生物如此成功 归结于方式使用 他们的遗传素细菌有多种方式进化以克服新挑战并鼓励多样性和适配性 即适应能力 生存能力 胜过环境中其他菌株二元裂变就是例子一例,它允许一种细菌增生成两种细菌-在某些情况下,这只需要20分钟。也就是说,在最优条件下,单细菌能够在24小时空间内增量到500多亿细菌

某些细菌是有益的,例如作为人类胃肠道微生物生态系统一部分的生生菌,而另一些则可能对人类健康和疾病产生严重后果。

微生物病原体快速复制率和在否则不适宜的条件下生存能力引起公众重大健康问题。世界卫生组织估计每年有420 000人因全球受污染食品感染而死亡,另有200万人因水传播腹泻病死亡。

田纳西州立大学公共卫生微博实验室教程Aliyar Fouladkhah教授研究食物传播细菌和水传播细菌如何引起疾病并生存于挑战性环境理解细菌生存技术时,可考虑新式净化处理方法来减少这些传染病的公共卫生负担。

气候变化加重传染病的公共卫生负担
目前在防治传染病方面存在两大挑战:抗生素抗药性上升和气候变化细菌持续寻找新方法推回现有药法, 即当开发新疗法时, 细菌可能已经开始开发抗药性研究人员必须先行一步,考虑更多新式治疗方法,以确保我们拥有有效治疗传染病的工具。

气候变化正在增强微生物病原体和传染病的传播和扩散Fouladkhah解释说,虽然可能难以预测变化气候对传染性疾病的影响,但众所周知,环境温度上升会导致细菌扩散并可引起传染性疾病例例一^欧市C增温可能导致5-10%由疾病引起的增量沙门氏菌细菌(沙门氏菌)这可能相当于每年在美国多发5万至10万例

最优条件下 单细菌能在24小时空间内 增生500多亿细菌

Fouladkhah强调需要新的方法来考虑气候变化对抗生素抗药性和传染病的影响他还解释说,应当考虑的并不仅仅是食物传播病原体雨量增加加上气候变化引起的环境变化,可能促成藻类增量率提高和各种水传播传染病扩散

细菌生物膜
细菌能组成复杂结构或社区,称为生物膜,例如在牙上积聚细菌组成牙套内聚物内, 细菌相互交流 和生物膜外细菌交流 通过进程被称为 法定人数感知算法感知为细菌提供传递消息的优势一种细菌获取基因变换使其对药物产生抗药性时,可在整个蚁群传播基因变换对细菌有明显好处,但也提供有吸引力的治疗目标:中断通信路径使细菌易受抗菌处理

生物胶片还帮助细菌抗某些干预活动,包括使用食品和饮料制造中使用的杀菌剂Fouladkhah曾探索次氯酸钠等物质对不同生物膜的有效性研究结果显示次氯酸钠无法完全消除一至二周使用生物膜,这意味着净化策略可能比前所想效果差。

细菌类克罗诺比策sakazakii可以在干燥环境生存,如编织婴儿配方奶,并可能导致早产或新生儿致命感染Fouladkhah解释道,在生产婴儿配方程时需要干预以最小化细菌污染风险其中包括现有实践,如定期采样测试沾染,确保护理员在编程婴儿公式时遵守指令,以及更多新手法,如使用高压处理

食物和水传播传染病
细菌感染是绝大多数食物传播疾病的原因最常见的病原体包括esherichia大肠杆菌,一些菌株沙门氏菌,Listeria单细胞原和某些种类克隆算法,如上所述沙门氏菌单是美国食物传播疾病致死的主要原因,每年造成约100万例疾病

细菌能编造生物膜, 因此不适当清洗与食物接触的表层可促成食物传播疾病Fouladkhah比较生物膜编译E.西里岛并沙门氏菌并响应温度变化 和接触 不同的反微生物研究者发现温度提高导致生物膜生产增强,而细菌如果接触高温,在卫生后更有可能生存这可能表示不同环境条件需要不同的卫生协议

目前在防治传染病方面存在两大挑战:抗生素抗药性上升和气候变化

除食物传播疾病外,细菌还可能造成水传播疾病。最有名的例子也许是霍乱暴发,Vibrio霍乱.今天,水传播疾病往往最常与许多同一种细菌相关联,这些细菌引起食物传播疾病等沙门氏菌单元体复加毒源E.西里岛.

特别是因为他们生存并开发生物膜的能力田纳西州立大学公共卫生微生物实验室的研究人员通过调查这些细菌在不同温度(5、25和37)存储地表水中生存的优异程度^欧市C)和正常或高压条件发现所有三种病原体都显示相似生存能力沙门氏菌拥有最佳生存机这对于公共卫生和食品处理有重要影响,因为它表示这些细菌即使在不利和低素条件下也能长期持久存在。

新兴技术
因为他们有能力生存当前许多净化方法,所以需要新技术和新兴技术来减少粮食和水传播传染病的公共卫生负担。实现这一点的一个方法就是使用静水食品处理

传统食品处理法使用高温停止微生物作用可影响生成食品质量使用非热高静态压力可提供有吸引力的替代物。这种方法涉及对食物施压极高,约600兆帕或87千兆瓦10分钟高压处理技术已经用于许多产品,但这种方法可能代价昂贵。因此,可能使用略微低压并仍见益效果Fouladkhah和同事进行的一项研究使用温和加压消毒法处理牛奶和橙汁,并显示使用温和加压处理最有效果

鉴于抗生素抗药性上升和气候变化对细菌生存和扩散的影响,有必要制定新的预防措施。Fouladkhah建议通过综合流行病学工具与实验室技术实现这一点,如细菌基因排序整体基因组排序技术使科学家能够快速检测并描述传染病暴发特征使用新技术和新疗法将有助于减轻气候变化对传染病的一些影响,但最终避免未来暴发可部分通过采取行动减少对环境的影响而避免。