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養豚場における家畜関連メチシリン耐性黄色ブドウ球菌の拡散に関する動的モデル
A dynamic model for spread of livestock-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus on a pig farm, incorporating bacterial load and human exposure through air.
PMID: 32663507 DOI: 10.1016/j.jtbi.2020.110402.
抄録
家畜関連メチシリン耐性黄色ブドウ球菌（LA-MRSA）は、多くの国の豚集団に広く分布しており、その存在は望ましくない。現在のところ、農場を空にしてすべての豚を淘汰することなく、養豚場でLA-MRSAを根絶するための成功した方法については、知識が不足しています。いくつかの研究では、牛舎の空気中のLA-MRSAのレベルと、豚舎に入ったり働いたりしている人間の間でのLA-MRSAの感染との間に関連があることが報告されています。したがって、豚が運ぶLA-MRSAの量や牛舎空気中のLA-MRSA濃度を減らすことができる介入は、一般のヒト集団へのLA-MRSAの拡散を減らすことを目的とするならば、非常に重要な意味を持つかもしれない。本研究では、既存のエージェントベースの豚群内におけるLA-MRSAの拡散シミュレーションモデルを、LA-MRSAの負荷と空気中への拡散を含むように拡張した。これにより、豚舎に入ってきた人間のLA-MRSAへの空気曝露を研究するためにモデルを使用することが可能となった。このモデルは、汚染された牛群における様々なタイプの介入をシミュレートするために使用された。現在のところ、LA-MRSAの豚の鼻腔内感染に関する定量的なデータは乏しく、LA-MRSAの伝播に関する多くの知識のギャップが残っている。したがって、このモデルの構築の目的は、リスク低減のための正確な値を提供することではなく、関連するデータがより多く得られるようになれば、様々なタイプの介入の効果を機械論的に研究するために使用できるモデルを利用することである。負荷の影響に関するより多くのデータを収集することは、LA-MRSAがすでに豚の大多数の個体群に広がっている国では、どのような介入戦略がまだ可能性があるのかをよりよく理解するために非常に重要である。
Livestock-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus (LA-MRSA) is widely distributed in the pig population in many countries, where its presence is undesirable, because as an opportunistic human pathogen, it poses a threat to human health. At present, there is a lack of knowledge regarding successful methods for eradication of LA-MRSA on a pig farm, which does not involve emptying the farm and culling all pigs. Some studies have reported an association between levels of LA-MRSA in the barn air and LA-MRSA carriage among humans entering or working in the pig barns. Therefore, interventions that are able to reduce the amount of LA-MRSA carried by the pigs and/or the concentration of LA-MRSA in the barn air, might be highly relevant if aiming for reducing the spread of LA-MRSA into the general human population. In the present study, an existing agent-based simulation model for spread of LA-MRSA within a pig herd was extended to also include LA-MRSA load and spread through air. This makes it possible to use the model for studying the air exposure to LA-MRSA for humans entering the pig barns. The model was used for simulating various types of interventions in contaminated herds. At present quantitative data for nasal carriage of LA-MRSA in pigs are sparse, and many knowledge gaps regarding spread of LA-MRSA remain. Thus, our goal of building this model was not to provide exact values for risk reduction, but to avail a model that can be used for studying the effect of various types of interventions mechanistically, once more relevant data become available. Collection of more data on the influence of load is crucial for getting a better understanding of which possible interventions strategies, that might still have some potential in countries, where LA-MRSA has already spread to the majority of the pig population.
Copyright © 2020. Published by Elsevier Ltd.