2.1 Растенията като среда на местообитание за човешки патогени

Земеделските растения са се превърнали в източник на човешки патогени, особено за бързоразвиващите се видове, които принадлежат към групата на шига токсин продуциращите бактерии. Опасността от човешки патогени в свежи продукти от растителен произход, предназначени за директна консумация, се проявява при избухването на инфекция, причинена от Escherichia coli O104:H4, в Германия и Франция през 2011 г., когато почти 4000 души са заразени и се стига до 54 жертви и над 900 случаи на хемолитично-уремичен синдром. Най-вероятният път на предаване на патогена е бил чрез продукти за пряка консумация, като източник са кълнове от семена на сминдух, които са били транспортирани от Египет до Ротердам (Холандия) около 17 месеца преди появата на първите заболели в Хамбург и околностите. Интересен факт е, че патогенът не е изолиран в кълновете сминдух, но епидемиологични факти показват, че е бил свързан със семената в продължение на относително дълъг период от време.

Възникват въпроси за условията, при които един човешки патоген може да се задържи като жизнеспособен субект във враждебна среда за толкова дълъг период от време, и защо подобни наблюдения не са били правени преди. Дали това е била първа поява на огнище на заболяване, причинено от човешки патогенни бактерии, които се адаптират към растителната среда? За да отговорим на този въпрос, трябва да разгледаме естеството на причиняващия агент, който е нетипичен за патогенните щамове на E.coli, най-често срещащи се в Европа и САЩ. Избухването на инфекцията се дължи на ентероагрегативен щам E. coli O104: H4, който не се развива в животните, за разлика от други щамове E. coli тип O, и само хората са основен резервоар. Епидемии, причинени от този вид патоген, са рядкост в западните общества, докато тези, причинени от E. coli O157:H7 и S. enterica, са по-чести. Това показва, че конкретните функции на тези човешки патогени вече са налице, а жизненият им път в растителната среда е удължен. Въпросът е дали тези функции са присъщи на определени подгрупи на човешките патогени, или са наскоро придобити – например чрез хоризонтален трансфер на гени. Щамът, причиняващ избухването на инфекция в района на Хамбург, трябва да се разглежда като силно вирулентен патоген, който е придобил своята вирулентност и антибиотична резистентност чрез хоризонтален трансфер на гени посредством механизмите на трансдукция (фаг инфекция) и конюгация (прехвърляне на плазмид). Придобиването на нови вирулентни характеристики е един от аспектите от еволюцията на нов патоген, а селективният подбор е друг, като огнищният щам може би е еволюирал чрез увеличаване на своята вирулентност в резултат на пасиране през хора и едновременно с това е настъпило подобряване на екологичната му компетентност в растенията. При това развитие има риск от появата на нови видове силно вирулентни човешки бактериални патогени, които са напълно адаптирани за живот в близост до или във вътрешността на селскостопански растения.