Distribution and Genotypic Analysis of Enterocytozoon bieneusi in Animals : 동물에서 미포자충 Enterocytozoon bieneusi 분포 및 유전형 분석

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Enterocytozoon bieneusi is an opportunistic microsporidian parasite with zoonotic potential, causing gastrointestinal illness in humans and animals. This study aimed to investigate the presence and genetic diversity of E. bieneusi in cats and raccoon dogs, in which little research has been done, in Korea and to assess the potential public health risks associated with zoonotic genotypes. Among 137 cat fecal samples, four (2.9%) were PCR-positive for the E. bieneusi. Two E. bieneusi genotypes were identified: Type IV, a known zoonotic genotype belonging to Group 1, and KCAT1, a novel genotype with zoonotic potential also classified in Group 1. This is the first report of these genotypes from cats in Korea, most of which were companion cats visiting veterinary clinics. Despite the low detection rate, the presence of zoonotic genotypes in companion cats is a potential public health concern owing to the close physical interaction between cats and their human caregivers. These findings highlight the importance of routine monitoring and molecular characterization of E. bieneusi in companion animals to better understand their zoonotic transmission pattern and to inform future risk assessments and preventive strategies. Of the 97 fecal samples collected from wild raccoon dogs in Korea, 12 (12.4%) tested positive for E. bieneusi through PCR, revealing two genotypes, genotype D and EbpA. Both belong to the zoonotic Group 1. Notably, this study represents the first report of the EbpA genotype in Korea. Although studies on E. bieneusi in raccoon dogs are relatively limited, the findings suggest potential public health concerns.In this study, zoonotic E. bieneusi was molecularly detected and genotypically analyzed in cats and raccoon dogs. The results indicate that although the prevalence of E. bieneusi infection in cats and raccoon dogs was not as high as anticipated, all identified genotypes belonged to the Group 1 zoonotic genotype. This suggests a high possibility of transmission from cats or wild raccoons to livestock or humans, necessitating continuous monitoring and preventative measures.

국문 초록 (Abstract)

인수공통감염 Enterocytozoon bieneusi는 기회감염성 미포자충으로 사람과 동물에 위장 장애를 유발한다. 이 연구는 국내 연구가 거의 수행되지 않은 고양이와 너구리를 대상으로 E. bieneusi 감염 현황과 유전적 다양성을 조사하여 인수공통감염 유전형과 관련된 잠재적 공중보건 위험을 평가하는 것을 목표로 수행되었다. 고양이의 경우, 총 137 분변 시료 중 4시료(2.9%)가 E. bieneusi PCR 양성으로 확인되었고 염기서열분석 결과 두 유전형으로 나타났다. 하나는 Group 1에 속하며 인수공통감염 유전형인 Type IV였고, 다른 하나는 역시 Group 1로 분류되며 인수공통감염 가능성이 있는 새로운 유전형인 KCAT1로 확인되었다. 이는 국내에서 고양이 특히, 동물병원을 내원한 반려묘에서 보고된 첫 사례이다. 낮은 감염율이기는 하지만, 반려묘에서 인수공통감염 유전형의 존재는 고양이와 보호자 간의 밀접한 신체적 접촉으로 인해 잠재적인 공중보건 우려가 예상된다. 이 연구 결과로, 인수공통감염 패턴을 더 잘 이해하고 향후 위험 평가 및 예방전략에 정보를 제공하기 위해 반려동물에서 E. bieneusi에 대한 일상적인 모니터링과 분자 특성 분석의 중요성을 강조한다. 국내 야생 너구리로부터 수집된 97 분변 시료에서 12시료(12.4%)가 E. bieneusi PCR 양성으로 확인되었으며 염기서열 분석 결과, 유전형은 D와 EbpA 두 형으로 확인되었다, 두 유전형 모두 인수공통감염성이 있는 Group 1에 속하며 특히, 국내에서 EbpA 유전형이 보고된 첫 사례가 된다. 너구리에서 E. bieneusi에 대한 연구는 비교적 제한적이지만, 이 연구 결과는 야생 너구리에서도 미포자충인 E. bieneusi의 공중보건학적 우려가 제기된다. 이 연구에서 고양이와 너구리에서 인수공통감염 미포자충을 분자생물학적으로 검출하고 유전적 다양성을 분석하였다. 결과를 종합하면 고양이와 너구리에서 E. bieneusi의 감염율은 비록 예상보다 높지는 않았지만 인수공통감염 유전형인 Group 1에 모든 유전형이 속하였으므로 고양이나 야생 너구리를 통해 가축이나 사람으로 전파 가능성이 예상되어 지속적인 감시와 예방적 조치가 필요하다.

목차 (Table of Contents)

• Chapter 1 1
• Literature Review 1
• ABSTRACT 2
• 1. Characteristics of Enterocytozoon bieneusi 3
• 1.1. Classification and morphology 3
• 1.2. Life cycle 4
• 1.3. Pathogenicity and genotypes 5
• 2. Research and Disease in Humans and Animals 9
• 2.1. Human infection and clinical manifestations 9
• 2.2. Epidemiology and risk factors 10
• 2.3. Diagnosis and treatments 12
• 2.4. Environmental survival, transmission, and the zoonotic transmission cycle 15
• 3. Research Status and Current Situation in South Korea 18
• References 23
• Chapter 2 31
• Distribution and Genotypic Analysis of Enterocytozoon bieneusi from Cats in Korea 31
• ABSTRACT 32
• 1. Introduction 33
• 2. Materials and Methods 35
• 2.1. Study area and fecal collection 35
• 2.2. DNA extraction and PCR assay 37
• 2.3. Statistical and phylogenetic analysis 38
• 3. Results 40
• 3.1. The infection rates calculated using PCR 40
• 3.2. Sequencing and phylogenetic analysis 43
• 4. Discussion 45
• 5. Conclusion 47
• References 48
• Chapter 3 52
• Distribution and Genotypes of Enterocytozoon bieneusi in Raccoon Dogs in Korea 52
• ABSTRACT 53
• 1. Introduction 54
• 2. Materials and Methods 56
• 2.1. Study area and fecal collection 56
• 2.2. DNA extraction and PCR assay 57
• 2.3. Statistical and phylogenetic analysis 58
• 3. Results 59
• 3.1. The infection rates calculated using PCR 59
• 3.2. Sequencing and phylogenetic analysis 62
• 4. Discussion 64
• 5. Conclusion 66
• Reference 67
• (Abstract) 71
• (초 록) 73