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Title: Shiga toxin-producing Escherichia coli isolated from hunted wild boar (Sus scrofa) in Switzerland.
Author: Nüesch-Inderbinen M, Barmettler K, Stevens MJA, Cernela N.
Journal: Schweiz Arch Tierheilkd; 2024 Mar; 166(3):131-140. PubMed ID: 38419484.
Abstract:
Shiga toxin-producing Escherichia (E.) coli (STEC) are zoonotic foodborne pathogens of significant public health importance. While ruminants are considered the main reservoir, wild animals are increasingly acknowledged as carriers and potential reservoirs of STEC. The aim of this study was to determine the occurrence of STEC in a total of 59 faecal samples of hunted wild boars (Sus scrofa) from two different regions in Switzerland (canton Thurgau in northern Switzerland and canton Ticino in southern Switzerland), and to characterise the isolates using a whole genome sequencing approach. After an enrichment step, Shiga-toxin encoding genes (stx) were detected by real-time PCR in 41 % (95 % confidence interval (95 %CI) 0,29 - 0,53) of the samples, and STEC were subsequently recovered from 22 % (95 %CI 0,13 - 0,34) of the same samples. Seven different serotypes and six different sequence types (STs) were found, with O146:H28 ST738 (n = 4) and O100:H20 ST2514 (n = 4) predominating. Subtyping of stx identified isolates with stx1c/stx2b (n = 1), stx2a (n = 1), stx2b (n = 6), and stx2e (n = 6). No isolate contained the eae gene, but all harboured additional virulence genes, most commonly astA (n = 10), hlyE (n = 9), and hra (n = 9). STEC O11:H5, O21:H21, and O146:H28 harboured virulence factors associated with extra-intestinal pathogenic E. coli (ExPEC), and STEC O100:H20 and O155:H26 possessed sta1 and/or stb and were STEC/enterotoxigenic E. coli (ETEC) hybrid pathotypes. Our results show that wild boars are carriers of STEC which may be distributed in the environment, possibly leading to the contamination of agricultural crops and water sources. The serogroups included STEC O146 which belongs to the most common non-O157 serogroups associated with human illness in Europe, with implications for public health. Since Stx2e-producing STEC have frequently been reported in swine and pork, STEC O100:H20 harbouring stx2e in faeces of wild boars may be relevant to free-range systems of pig farming because of the potential risk of transmission events at the wildlife-livestock interface. Shigtoxin produzierende Escherichia (E.) coli (STEC) sind zoonotische, lebensmittelbedingte Krankheitserreger von grosser Bedeutung für die öffentliche Gesundheit. Während Wiederkäuer als Hauptreservoir gelten, gelten Wildtiere zunehmend als Überträger und potenzielle Reservoire von STEC. Ziel dieser Studie war es, das Vorkommen von STEC in insgesamt 59 Kotproben von gejagten Wildschweinen (Sus scrofa) aus zwei verschiedenen Regionen der Schweiz (Kanton Thurgau in der Nordschweiz und Kanton Tessin in der Südschweiz) zu bestimmen und die Isolate mittels vollständiger Genomsequenzierung zu charakterisieren. Nach einem Anreicherungsschritt wurden Shigatoxin-kodierende Gene (stx) durch eine Echtzeit-PCR in 41 % (95 %-Konfidenzintervall (95 %-KI) 0,29 – 0,53) der Proben nachgewiesen, wovon aus 22 % (95 % CI 0,13 – 0,34) derselben Proben STEC gewonnen wurden. Es wurden sieben verschiedene Serotypen und sechs verschiedene Sequenztypen (STs) gefunden, wobei hauptsächlich O146:H28 ST738 (n = 4) und O100:H20 ST2514 (n = 4) vorkamen. Die stx-Subtypen stx1c/stx2b (n = 1), stx2a (n = 1), stx2b (n = 6) und stx2e (n = 6) wurden identifiziert. Kein Isolat enthielt das eae-Gen, aber alle enthielten zusätzliche Virulenzgene, am häufigsten astA (n = 10), hlyE (n = 9) und hra (n = 9). STEC O11:H5, O21:H21 und O146:H28 enthielten Virulenzfaktoren, die mit extraintestinalen pathogenen E. coli (ExPEC) assoziiert sind, und STEC O100:H20 und O155:H26 besassen sta1 und/oder stb und waren STEC/enterotoxigene E. coli (ETEC)-Hybridpathotypen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Wildschweine Träger von STEC sind und diese somit in der Umwelt verbreitet werden können, was möglicherweise auch zur Kontamination landwirtschaftlicher Nutzpflanzen und Wasserquellen führt. Zu den Serogruppen gehörte STEC O146, einer der häufigsten nicht-O157-Serogruppen, welche europaweit von kranken Menschen isoliert wird und ein Risiko für die öffentliche Gesundheit darstellt. Da bei Schweinen häufig über Stx2e-produzierende STEC berichtet wurde, kann angenommen werden, dass Wildschweine ein potenzielles Risiko zur Übertragung von STEC O100:H20, die stx2e enthalten, auf Schweine in Freilandhaltungssysteme darstellen könnten. Les Escherichia (E.) coli producteurs de shiga-toxine (STEC) sont des agents pathogènes zoonotiques d’origine alimentaire qui revêtent une grande importance pour la santé publique. Alors que les ruminants sont considérés comme le principal réservoir, les animaux sauvages sont de plus en plus souvent reconnus comme porteurs et réservoirs potentiels de STEC. L’objectif de cette étude était de déterminer la présence de STEC dans un total de 59 échantillons fécaux de sangliers (Sus scrofa) chassés provenant de deux régions différentes de Suisse (canton de Thurgovie dans le nord de la Suisse et canton du Tessin dans le sud de la Suisse) et de caractériser les isolats en utilisant une approche de séquençage du génome entier. Après une étape d’enrichissement, les gènes codant pour la Shiga-toxine (stx) ont été détectés par PCR en temps réel dans 41% (intervalle de confiance à 95% (95%CI) 0,29 - 0,53) des échantillons, et les STEC ont ensuite été récupérés dans 22% (95%CI 0,13 - 0,34) des mêmes échantillons. Sept sérotypes différents et six types de séquence (ST) différents ont été trouvés, avec une prédominance de O146:H28 ST738 (n = 4) et O100:H20 ST2514 (n = 4). Le sous-typage des stx a permis d’identifier des isolats avec stx1c/stx2b (n = 1), stx2a (n = 1), stx2b (n = 6) et stx2e (n = 6). Aucun isolat ne contenait le gène eae, mais tous hébergeaient d’autres gènes de virulence, le plus souvent astA (n = 10), hlyE (n = 9) et hra (n = 9). Les STEC O11:H5, O21:H21 et O146:H28 présentaient des facteurs de virulence associés à des E. coli pathogènes extra-intestinaux (ExPEC), et les STEC O100:H20 et O155:H26 possédaient sta1 et/ou stb et étaient des pathotypes hybrides STEC/E. coli entérotoxinogène (ETEC). Gli Escherichia coli (E. coli) che producono la tossina Shiga (STEC) sono patogeni di origine alimentare di notevole importanza per la salute pubblica. Anche se i ruminanti sono considerati come il serbatoio principale, gli animali selvatici sono sempre più spesso identificati come portatori e potenziali serbatoi della STEC. Lo scopo di questo studio è di determinare la presenza della STEC in 59 campioni fecali di cinghiali selvatici cacciati (Sus scrofa) provenienti da due regioni differenti della Svizzera, il canton Turgovia nella Svizzera settentrionale e il canton Ticino nella Svizzera meridionale, e di caratterizzare gli isolati mediante un sequenziamento del genoma completo. Dopo una fase di arricchimento, i geni che codificano la tossina Shiga (stx) sono stati rilevati mediante PCR in tempo reale nel 41% (intervallo di confidenza al 95% (IC 95%) 0,29 - 0,53) dei campioni, e le STEC sono state successivamente recuperate nel 22% (IC 95% 0,13 - 0,34) degli stessi campioni. Sono stati identificati sette diversi sierotipi e sei diversi tipi di sequenza (ST), con O146:H28 ST738 (n = 4) e O100:H20 ST2514 (n = 4) predominanti. La sottotipizzazione di stx ha identificato isolati con stx1c/stx2b (n = 1), stx2a (n = 1), stx2b (n = 6) e stx2e (n = 6). Nessun isolato conteneva il gene eae, ma tutti contenevano geni di virulenza aggiuntivi, di cui i più comuni che sono stati rilevato sono astA (n = 10), hlyE (n = 9) e hra (n = 9). Le STEC O11:H5, O21:H21 e O146:H28 possedevano fattori di virulenza associati patogeni extra-intestinali di E. coli (ExPEC), e le STEC O100:H20 e O155:H26 possedevano sta1 e/o stb e appartenevano a patotipi ibridi STEC/E. coli enterotossigenici (ETEC).

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