Comparison of Salmonella genes in stool samples of children aged 5 years and younger in urban and rural areas of Bangladesh

Abstract

배경. 방글라데시에서 어린이의 장티푸스 발병률이 시골 지역보다 도시 지역에서 더 높게 나온다. 본 연구자는 건강한 도시 지역 어린이가 건강한 시골 어린이들 보다 살모넬라 관련 유전자 수치가 더 높은지 조사하였다.

실험방법. 실험을 위해 대도시, 농촌 지역의 어린이 대변 샘플 각 70개를 확보하여 대변 180~200 mg 에서 DNA 를 추출하였다. 건강한 아이의 대번에서 추출한 DNA 에서 중첩 PCR 통해 살모넬라 관련 유전자를 검사하였다. 16S rRNA 와 살모넬라의 유전자인 Salmonella pathogenicity island I gene (hilA), Salmonella enterotoxin gene (stn), invA gene, Fur-regulated gene (iroB), 그리고 histidine transport operon (hisJ) 를 표적으로 증폭시켜 비교하였다.

결과. 도시 어린이의 대변 샘플 (median 4, IQR 3-4) 에서 시골 어린이 (median 3, IQR 3-4) 보다 더 많은 살모넬라 관련 유전자가 검출이 되었다. 이는 방글라데시 도시 지역의 어린이의 장에 시골 지역 아이 보다 살모넬라 유전자가 더 많은 것을 제시한다. 특히 1살 미만의 도시 지역 어린이의 살모넬라 유병률이 우세하였다. 1살 미만의 도시 어린이 (median 4, IQR 4-5) 에게서 같은 나이의 시골 어린이 (median 3, IQR 2.5-4) 보다 더 많은 살모넬라 유전자가 발견되었다. 물의 공급원이 수돗물인 도시 어린이에서 (median 4, IQR 3-5) 관 우물 (median 3, IQR 2-4), 끓인 연못물을 (median 3, IQR 3-3.5) 섭취하는 시골 어린이 보다 더 많은 살모넬라 유전자가 검출되었다. 그러나 도시 어린이 중 수돗물과 우물이 물의 공급원인 군에서는 살모넬라 유전자의 유의성이 없었다 (median 4, IQR 3-4).

결론. 본 연구 결과로 식수 공급 시스템을 포함한 도시 환경으로 인해시골 어린이 보다 도시 어린이에게 장에서의 잠재적 병원성 살모넬라 균의 감염이 높다는 것을 알 수 있었다.

Introduction. Typhoid incidence in children is higher in urban areas than in rural areas of Bangladesh. This study examined whether healthy urban children harbored more increased levels of Salmonella genes than healthy rural children.

Methodology. Stool samples from 140 children were studied: 70 from rural areas and 70 from urban metropolitan areas. DNA was extracted from 180 to 200 mg of stool samples according to the manufacturers instructions using NucleoSpin Stool DNA extraction kit (Macherey-Nagel, Düren, Germany). We used nested PCR with a thermal cycler (Veriti 96-well thermal cycler, Applied Biosystems, Foster City, CA) to screen for the presence of Salmonella genes in healthy childrens stool specimens. Six Salmonella gene targets were used for amplification. Salmonella gene targets included 16S rRNA [75], Salmonella pathogenicity island I gene (hilA) [76], Salmonella enterotoxin gene (stn) [77], invA gene [78], Fur-regulated gene (iroB) [79], and histidine transport operon (hisJ) [80].

Results. The stool samples of urban children contained more Salmonella genes (median 4, IQR 3-4) than rural children (median 3, IQR 3-4). This suggests that urban Bangladeshi children have more Salmonella genes in their guts than rural children. Especially in those under one year of age, the Salmonella gene prevalence in urban children was unique. They had more Salmonella genes (median 4, IQR 4-5) than rural children in the same age group (median 3, IQR 2.5-4). We also found more Salmonella genes in urban children who drank tap water (median 4, IQR 3-5) than in rural children whose water source was tube well water (median 3, IQR 2-4) and boiled pond water (median 3, IQR 3-3.5). However, there was no significant difference in Salmonella genes between urban children who drank tap water and children whose water source was a tube-well (median 4, IQR 3-4).

Conclusions. These data suggest that the urban environment, including the drinking water supply system, increases the likelihood of healthy children in urban areas harboring more potentially pathogenic Salmonella organisms in their gut than found in rural healthy children.