Геномното наблюдение подчертава предизвикателствата, породени от променящите формата щамове

Геномното наблюдение подчертава предизвикателствата, породени от променящите формата щамове

Революционно проучване за геномно наблюдение предостави най-ясната картина досега на надпреварата във въоръжаването между Streptococcus pneumoniae, бактерията, отговорна за редица заболявания като пневмония и менингит, и ваксините, разработени за защита срещу най-доминиращите видове. Щам, наречен GPSC10, се очертава като особена заплаха поради повишената си вирулентност, способността да променя структурата си, за да избегне ваксини, и резистентността към няколко често срещани антибиотици.

Проучването, публикувано днес (16 август) в Lancet Microbe, е ръководено от Wellcome Sanger Institute, Национален референтен център за пневмококи, Франция, и болница Sant Joan de Deu, Испания, като част от проекта Global Pneumococcal Sequencing (GPS). Резултатите демонстрират стойността на геномното наблюдение за информиране на дизайна на ваксината и подчертават предизвикателството, породено от „променящи формата“ щамове като GPSC10.

Streptococcus pneumoniae, известен също като пневмокок, е бактериален патоген, който причинява заболявания, вариращи от ушни инфекции до пневмония, сепсис и менингит. Той е отговорен за около девет милиона глобални инфекции годишно, като по-възрастните хора и децата са особено уязвими. Повече от 300 000 деца умират от пневмококови инфекции всяка година, предимно в страните с ниски и средни доходи (LMIC)1.

От 2000 г. се използват серия от пневмококови конюгирани ваксини (PCV), насочени към серотипове S. pneumoniae, отговорни за повечето случаи на заболяване при кърмачета, което води до намаляване на случаите в световен мащаб. В момента PCV-13 е насочен към 13 серотипа, а PCV, насочени към 25 серотипа, са в процес на разработка. Има обаче повече от 100 различни серотипа, които могат да засегнат деца и възрастни по различни начини. Знаейки кои серотипове са насочени към PCVs и какво е вероятно да имат въздействие върху болестта и по-широката пневмококова популация е от решаващо значение за разработването на ефективни глобални стратегии за ваксиниране.

Работата по проекта GPS от 2011 г. насам изгради картина на циркулиращите серотипове на S. pneumoniae, което позволява да се идентифицират тенденциите в бактериалната популация. Един серотип, 24F, се увеличава, както е документирано от Националния референтен център за пневмококи във Франция и много други страни като Канада, Дания, Германия, Израел, Италия, Япония, Ливан, Норвегия, Испания и Обединеното кралство.

В това ново проучване учени от Wellcome Sanger Institute извършиха секвениране на целия геном на 419 проби от S. pneumoniae серотип 24F, събрани между 2003 и 2018 г. от индивиди във Франция от Националния референтен център за пневмококи (NRCP) и Асоциацията Clinique et Therapeutique Infantile du Val-de-Marne (ACTIV) и върху 91 събрани са пневмококови изолати от серотип 24F от лица в Испания от болница Sant Joan de Deu. За да се даде възможност за глобално сравнение, беше добавена международна колекция от други геноми на S. pneumoniae от базата данни на проекта Global Pneumococcal Sequencing (GPS).

В една микробиологична лаборатория класифицирането на щамове и тестването за лекарствена резистентност отнема много време и ресурси. Секвенирането на целия геном вече може надеждно да направи извод за серотипове и профили на резистентност към антибиотици, да идентифицира къде могат да възникнат огнища и да проследи кои щамове медиират обмена на серотипове. Така че това е тест, който може да отговори на много различни въпроси.

Д-р Стефани Ло, водещ автор на изследването, Wellcome Sanger Institute

Анализът показа, че 24F присъства в много страни главно поради разпространението на три щама: GPSC10, GPSC16 и GPSC206. По-специално един щам, GPSC10, е отговорен за бързото нарастване на 24F във Франция приблизително четири години след въвеждането на PCV-13. Установено е, че има висок потенциал за заболяване и е устойчив на множество антибиотични лечения.

Тези резултати подкрепят скорошни изследвания, които показват, че GPSC10 е довел до увеличаване на 24F след въвеждането на PCV-13 в Испания и че 24F е една от най-честите причини за пневмококови заболявания при деца в различни страни. В Индия, страната, за която се смята, че има най-голямо бреме на пневмококова болест, изследователите прогнозират, че GPSC10 има потенциала да избегне PCV-13. Тези и други проучвания от GPS партньори по целия свят са обобщени в брой на Microbial Genomics.

Може би най-голямото безпокойство, което се появи от проучването, беше способността на GPSC10 да експресира 17 различни серотипа, само шест от които са включени в настоящите PCV ваксини.

Д-р Еманюел Варон, старши автор на изследването от Националния референтен център за пневмококи, Centre Hospitalier Intercommunal de Créteil, Франция, каза: "Щамът Streptococcus pneumoniae GPSC10 е нещо като шейпшифтър, способен да изразява широк спектър от серотипове и модели на резистентност към множество лекарства. Наблюдение на пневмококова болест, както се извършва във Франция от 2001, е най-добрият ни инструмент за оценка на въздействието на политиката за ваксиниране и ще ни позволи да открием появата на други неваксинни серотипове.

До известна степен еволюционната надпревара във въоръжаването между патогените и производителите на ваксини е неизбежна. Ако едно племе изчезне, защото е било атакувано от ваксина, други племена може да се издигнат, за да заемат мястото му. Щамът може също да се развие до степен, в която ваксините губят своята ефективност. Важното е, че производителите на ваксини и обществените здравни организации разполагат с най-добрата информация, с която да са в крак и в крайна сметка да спасяват животи.

Професор Стивън Бентли, старши автор на изследването от Wellcome Sanger Institute, каза: „Вълнуващо е, че геномното наблюдение сега ни позволява да окажем реално въздействие върху подобряването на пневмококовите ваксини и, което е изключително важно, да спомогнем за намаляване на броя на децата, умиращи от свързани заболявания в страните с ниски и средни доходи. Целият консорциум на Global Pneumococcal Проучването също трябва да се гордее с огромното съвместни усилия, вложени в генерирането на тези данни.“

източник:

Добре дошли в института Trust Sanger

Справка:

Lo, SW и др. (2022) Появата на мултирезистентна и вирулентна линия на Streptococcus pneumoniae медиира заместването на серотипа след PCV13: международно проучване за секвениране на целия геном. Ланцетният микроб. doi.org/10.1016/S2666-5247(22)00158-6.

.