Published May 10, 2022
| Version v1
Publication
Open
A total infectome approach to understand the etiology of infectious disease in pigs
Creators
- 1. Chinese Academy of Agricultural Sciences
- 2. Harbin Veterinary Research Institute
- 3. Sun Yat-sen University
- 4. Shandong Agricultural University
- 5. South China Agricultural University
- 6. Hebei University of Engineering
- 7. Hebei Agricultural University
- 8. Shenyang Agricultural University
- 9. Taronga Conservation Society Australia
- 10. University of Sydney
Description
The global pork industry is continuously affected by infectious diseases that can result in large-scale mortality, trade restrictions, and major reductions in production. Nevertheless, the cause of many infectious diseases in pigs remains unclear, largely because commonly used diagnostic tools fail to capture the full diversity of potential pathogens and because pathogen co-infection is common.We used a meta-transcriptomic approach to systematically characterize the pathogens in 136 clinical cases representing different disease syndromes in pigs, as well as in 12 non-diseased controls. This enabled us to simultaneously determine the diversity, abundance, genomic information, and detailed epidemiological history of a wide range of potential pathogens. We identified 34 species of RNA viruses, nine species of DNA viruses, seven species of bacteria, and three species of fungi, including two novel divergent members of the genus Pneumocystis. While most of these pathogens were only apparent in diseased animals or were at higher abundance in diseased animals than in healthy animals, others were present in healthy controls, suggesting opportunistic infections. Importantly, most of the cases examined here were characterized by co-infection with more than two species of viral, bacterial, or fungal pathogens, some with highly correlated occurrence and abundance levels. Examination of clinical signs and necropsy results in the context of relevant pathogens revealed that a multiple-pathogen model was better associated with the data than a single-pathogen model was.Our data demonstrate that most of the pig diseases examined were better explained by the presence of multiple rather than single pathogens and that infection with one pathogen can facilitate infection or increase the prevalence/abundance of another. Consequently, it is generally preferable to consider the cause of a disease based on a panel of co-infecting pathogens rather than on individual infectious agents. Video abstract.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تتأثر صناعة لحم الخنزير العالمية باستمرار بالأمراض المعدية التي يمكن أن تؤدي إلى وفيات واسعة النطاق وقيود تجارية وانخفاضات كبيرة في الإنتاج. ومع ذلك، لا يزال سبب العديد من الأمراض المعدية في الخنازير غير واضح، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى أن أدوات التشخيص الشائعة الاستخدام تفشل في التقاط التنوع الكامل لمسببات الأمراض المحتملة ولأن العدوى المشتركة لمسببات الأمراض شائعة. استخدمنا نهجًا تناسخيًا لتوصيف مسببات الأمراض بشكل منهجي في 136 حالة سريرية تمثل متلازمات أمراض مختلفة في الخنازير، وكذلك في 12 من الضوابط غير المريضة. وقد مكننا ذلك من تحديد التنوع والوفرة والمعلومات الجينية والتاريخ الوبائي المفصل لمجموعة واسعة من مسببات الأمراض المحتملة في وقت واحد. حددنا 34 نوعًا من فيروسات الحمض النووي الريبي، وتسعة أنواع من فيروسات الحمض النووي، وسبعة أنواع من البكتيريا، وثلاثة أنواع من الفطريات، بما في ذلك عضوان مختلفان جديدان من جنس المتكيسة الرئوية. في حين أن معظم هذه مسببات الأمراض كانت واضحة فقط في الحيوانات المريضة أو كانت بوفرة أعلى في الحيوانات المريضة منها في الحيوانات السليمة، إلا أن البعض الآخر كان موجودًا في ضوابط صحية، مما يشير إلى وجود عدوى انتهازية. الأهم من ذلك، أن معظم الحالات التي تم فحصها هنا تميزت بالعدوى المشتركة مع أكثر من نوعين من مسببات الأمراض الفيروسية أو البكتيرية أو الفطرية، وبعضها له مستويات عالية من التواجد والوفرة. كشف فحص العلامات السريرية ونتائج التشريح في سياق مسببات الأمراض ذات الصلة أن نموذج العامل الممرض المتعدد كان مرتبطًا بالبيانات بشكل أفضل من نموذج العامل الممرض الفردي. توضح بياناتنا أن معظم أمراض الخنازير التي تم فحصها تم تفسيرها بشكل أفضل من خلال وجود مسببات أمراض متعددة بدلاً من مسببات الأمراض الفردية وأن العدوى بمسببات الأمراض يمكن أن تسهل العدوى أو تزيد من انتشار/وفرة مسببات الأمراض الأخرى. وبالتالي، من الأفضل عمومًا النظر في سبب المرض بناءً على لوحة من مسببات الأمراض المصاحبة للعدوى بدلاً من العوامل المعدية الفردية. ملخص الفيديو.Translated Description (French)
L'industrie mondiale du porc est continuellement touchée par des maladies infectieuses qui peuvent entraîner une mortalité à grande échelle, des restrictions commerciales et des réductions majeures de la production. Néanmoins, la cause de nombreuses maladies infectieuses chez les porcs reste incertaine, en grande partie parce que les outils de diagnostic couramment utilisés ne parviennent pas à capturer toute la diversité des agents pathogènes potentiels et parce que la co-infection pathogène est fréquente. Nous avons utilisé une approche méta-transcriptomique pour caractériser systématiquement les agents pathogènes dans 136 cas cliniques représentant différents syndromes de maladie chez les porcs, ainsi que dans 12 témoins non malades. Cela nous a permis de déterminer simultanément la diversité, l'abondance, les informations génomiques et l'histoire épidémiologique détaillée d'un large éventail d'agents pathogènes potentiels. Nous avons identifié 34 espèces de virus à ARN, neuf espèces de virus à ADN, sept espèces de bactéries et trois espèces de champignons, dont deux nouveaux membres divergents du genre Pneumocystis. Alors que la plupart de ces agents pathogènes n'étaient apparents que chez les animaux malades ou étaient plus abondants chez les animaux malades que chez les animaux sains, d'autres étaient présents chez les témoins sains, suggérant des infections opportunistes. Fait important, la plupart des cas examinés ici étaient caractérisés par une co-infection avec plus de deux espèces d'agents pathogènes viraux, bactériens ou fongiques, certains avec des niveaux d'occurrence et d'abondance fortement corrélés. L'examen des signes cliniques et des résultats de l'autopsie dans le contexte des agents pathogènes pertinents a révélé qu'un modèle à agents pathogènes multiples était mieux associé aux données qu'un modèle à agent pathogène unique. Nos données démontrent que la plupart des maladies du porc examinées étaient mieux expliquées par la présence d'agents pathogènes multiples plutôt que simples et que l'infection par un agent pathogène peut faciliter l'infection ou augmenter la prévalence/l'abondance d'un autre. Par conséquent, il est généralement préférable de considérer la cause d'une maladie sur la base d'un panel d'agents pathogènes co-infectants plutôt que sur des agents infectieux individuels. Résumé vidéo.Translated Description (Spanish)
La industria mundial de la carne de cerdo se ve continuamente afectada por enfermedades infecciosas que pueden provocar una mortalidad a gran escala, restricciones comerciales y grandes reducciones en la producción. Sin embargo, la causa de muchas enfermedades infecciosas en cerdos sigue sin estar clara, en gran parte porque las herramientas de diagnóstico comúnmente utilizadas no logran capturar la diversidad completa de patógenos potenciales y porque la coinfección de patógenos es común. Utilizamos un enfoque meta-transcriptómico para caracterizar sistemáticamente los patógenos en 136 casos clínicos que representan diferentes síndromes de enfermedades en cerdos, así como en 12 controles no enfermos. Esto nos permitió determinar simultáneamente la diversidad, la abundancia, la información genómica y la historia epidemiológica detallada de una amplia gama de patógenos potenciales. Identificamos 34 especies de virus de ARN, nueve especies de virus de ADN, siete especies de bacterias y tres especies de hongos, incluidos dos nuevos miembros divergentes del género Pneumocystis. Si bien la mayoría de estos patógenos solo eran evidentes en animales enfermos o tenían una mayor abundancia en animales enfermos que en animales sanos, otros estaban presentes en controles sanos, lo que sugiere infecciones oportunistas. Es importante destacar que la mayoría de los casos examinados aquí se caracterizaron por la coinfección con más de dos especies de patógenos virales, bacterianos o fúngicos, algunos con niveles de ocurrencia y abundancia altamente correlacionados. El examen de los signos clínicos y los resultados de la necropsia en el contexto de los patógenos relevantes reveló que un modelo de múltiples patógenos estaba mejor asociado con los datos que un modelo de un solo patógeno. Nuestros datos demuestran que la mayoría de las enfermedades porcinas examinadas se explicaban mejor por la presencia de múltiples patógenos en lugar de uno solo y que la infección con un patógeno puede facilitar la infección o aumentar la prevalencia/abundancia de otro. En consecuencia, generalmente es preferible considerar la causa de una enfermedad en función de un panel de patógenos coinfectantes en lugar de agentes infecciosos individuales. Video abstract.Files
s40168-022-01265-4.pdf
Files
(6.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:6c99327e389a326bb135369999423b88
|
6.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نهج شامل للعدوى لفهم مسببات الأمراض المعدية لدى الخنازير
- Translated title (French)
- Une approche par infectome total pour comprendre l'étiologie des maladies infectieuses chez les porcs
- Translated title (Spanish)
- Un enfoque de infectoma total para comprender la etiología de las enfermedades infecciosas en cerdos
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4229447313
- DOI
- 10.1186/s40168-022-01265-4
References
- https://openalex.org/W1510602308
- https://openalex.org/W1510714876
- https://openalex.org/W1552365669
- https://openalex.org/W157866657
- https://openalex.org/W159684769
- https://openalex.org/W1703384511
- https://openalex.org/W1966828056
- https://openalex.org/W1967345623
- https://openalex.org/W1968832049
- https://openalex.org/W1981826497
- https://openalex.org/W1982838264
- https://openalex.org/W1993740691
- https://openalex.org/W1994395511
- https://openalex.org/W2003908145
- https://openalex.org/W2004594847
- https://openalex.org/W2011137776
- https://openalex.org/W2014570432
- https://openalex.org/W2016129617
- https://openalex.org/W2017290823
- https://openalex.org/W2021633351
- https://openalex.org/W2023361716
- https://openalex.org/W2027761307
- https://openalex.org/W2030912283
- https://openalex.org/W2034285706
- https://openalex.org/W2039208902
- https://openalex.org/W2040654802
- https://openalex.org/W2045204781
- https://openalex.org/W2048449676
- https://openalex.org/W2053469087
- https://openalex.org/W2067312026
- https://openalex.org/W2074781508
- https://openalex.org/W2075175326
- https://openalex.org/W2080308041
- https://openalex.org/W2086889500
- https://openalex.org/W2089197665
- https://openalex.org/W2092428339
- https://openalex.org/W2094766991
- https://openalex.org/W2095499958
- https://openalex.org/W2097112899
- https://openalex.org/W2111211467
- https://openalex.org/W2112533943
- https://openalex.org/W2113679889
- https://openalex.org/W2115888213
- https://openalex.org/W2119309002
- https://openalex.org/W2120101247
- https://openalex.org/W2121266203
- https://openalex.org/W2124361073
- https://openalex.org/W2137204013
- https://openalex.org/W2142669218
- https://openalex.org/W2144687773
- https://openalex.org/W2145968355
- https://openalex.org/W2147881568
- https://openalex.org/W2151329275
- https://openalex.org/W2153785473
- https://openalex.org/W2160378127
- https://openalex.org/W2164830651
- https://openalex.org/W2165235368
- https://openalex.org/W2166755915
- https://openalex.org/W2166989061
- https://openalex.org/W2167373994
- https://openalex.org/W2167972491
- https://openalex.org/W2169672159
- https://openalex.org/W2169769306
- https://openalex.org/W2180399763
- https://openalex.org/W2331231762
- https://openalex.org/W2398440250
- https://openalex.org/W2407878903
- https://openalex.org/W2412477690
- https://openalex.org/W2465010152
- https://openalex.org/W25910508
- https://openalex.org/W2726784030
- https://openalex.org/W2782513028
- https://openalex.org/W2794573360
- https://openalex.org/W2800868935
- https://openalex.org/W2887875179
- https://openalex.org/W2896801517
- https://openalex.org/W2904488645
- https://openalex.org/W2944362946
- https://openalex.org/W2951541394
- https://openalex.org/W2955185995
- https://openalex.org/W3030515802
- https://openalex.org/W3035564235
- https://openalex.org/W3083050113
- https://openalex.org/W3152715442
- https://openalex.org/W331892562
- https://openalex.org/W4211166897
- https://openalex.org/W4248552215