Genoomiline seire toob esile kuju muutvate tüvede tekitatud väljakutsed

Genoomiline seire toob esile kuju muutvate tüvede tekitatud väljakutsed

Murranguline genoomse seireuuring on andnud seni selgeima pildi võidurelvastumisest Streptococcus pneumoniae, paljude haiguste, nagu kopsupõletik ja meningiit, eest vastutav bakter ning vaktsiinide vahel, mis on välja töötatud kaitseks kõige domineerivamate liikide eest. Tüvi nimega GPSC10 tõusis erilise ohuna esile selle suurenenud virulentsuse, võime tõttu muuta oma struktuuri, et vältida vaktsiine, ja resistentsuse tõttu mitmete levinud antibiootikumide suhtes.

Täna (16. augustil) ajakirjas Lancet Microbe avaldatud uuringut juhtisid Global Pneumococcal Sequencing (GPS) projekti raames Wellcome Sanger Institute, National Reference Center for Pneumococci, Prantsusmaa ja Hospital Sant Joan de Deu, Hispaania. Tulemused näitavad genoomse seire väärtust vaktsiinide kujundamisel ja rõhutavad "kuju muutvate" tüvede, nagu GPSC10, väljakutset.

Streptococcus pneumoniae, tuntud ka kui pneumokokk, on bakteriaalne patogeen, mis põhjustab haigusi alates kõrvapõletikest kuni kopsupõletiku, sepsise ja meningiidini. See põhjustab igal aastal umbes üheksa miljonit ülemaailmset nakkust, kusjuures vanemad täiskasvanud ja lapsed on eriti haavatavad. Igal aastal sureb pneumokokkinfektsioonidesse üle 300 000 lapse, peamiselt madala ja keskmise sissetulekuga riikides (LMIC)1.

Alates 2000. aastast on kasutatud pneumokoki konjugeeritud vaktsiinide (PCV) seeriat, mis on suunatud S. pneumoniae serotüüpidele, mis põhjustavad enamiku imikute haigusjuhtumeid, mis on viinud haigusjuhtude vähenemiseni kogu maailmas. Praegu on PCV-13 sihtmärgiks 13 serotüüpi ja PCV-d, mis on suunatud kuni 25 serotüübile, on väljatöötamisel. Siiski on rohkem kui 100 erinevat serotüüpi, mis võivad mõjutada lapsi ja täiskasvanuid erineval viisil. Tõhusate ülemaailmsete vaktsineerimisstrateegiate väljatöötamisel on oluline teada, millised serotüübid on PCV-de sihtmärgiks ja milline on nende tõenäoline mõju haigusele ja laiemale pneumokokkide populatsioonile.

GPS-projekti töö alates 2011. aastast on loonud pildi ringlevatest S. pneumoniae serotüüpidest, võimaldades tuvastada bakteripopulatsiooni suundumusi. Üks serotüüp, 24F, on tõusuteel, nagu on dokumenteerinud riiklik pneumokokkide tugikeskus Prantsusmaal ja paljudes teistes riikides, nagu Kanada, Taani, Saksamaa, Iisrael, Itaalia, Jaapan, Liibanon, Norra, Hispaania ja Ühendkuningriik.

Selles uues uuringus viisid Wellcome Sangeri Instituudi teadlased läbi kogu genoomi järjestuse 419 S. pneumoniae serotüübi 24F proovis, mis koguti aastatel 2003–2018 Prantsusmaalt National Pneumococcal Reference Centre (NRCP) ning ValTIque et Therapeutique Infantile ja duutique Infantile'i kliinikute (Association Clinique et Therapeutique Infantile) poolt. koguti serotüübi 24F pneumokoki isolaadid isikutelt Hispaanias Sant Joan de Deu haigla poolt. Globaalse võrdluse võimaldamiseks lisati projekti Global Pneumococcal Sequencing (GPS) andmebaasist S. pneumoniae teiste genoomide rahvusvaheline kogu.

Mikrobioloogia laboris on tüvede klassifitseerimine ja ravimiresistentsuse testimine aeganõudev ja ressursimahukas. Terve genoomi järjestamine võib nüüd usaldusväärselt järeldada serotüüpe ja antibiootikumiresistentsuse profiile, tuvastada, kus haiguspuhangud võivad tekkida, ja jälgida, millised tüved vahendavad serotüüpide vahetust. Nii et see on test, mis võib vastata paljudele erinevatele küsimustele.

Dr Stephanie Lo, uuringu juhtiv autor, Wellcome Sanger Institute

Analüüs näitas, et 24F esines paljudes riikides peamiselt kolme tüve: GPSC10, GPSC16 ja GPSC206 leviku tõttu. Eelkõige üks tüvi, GPSC10, põhjustas 24F kiire tõusu Prantsusmaal ligikaudu neli aastat pärast PCV-13 kasutuselevõttu. On leitud, et sellel on suur haiguspotentsiaal ja see on resistentne mitme antibiootikumiravi suhtes.

Need tulemused toetavad hiljutisi uuringuid, mis näitasid, et GPSC10 põhjustas 24F tõusu pärast PCV-13 kasutuselevõttu Hispaanias ja et 24F on üks levinumaid pneumokokkhaiguste põhjustajaid lastel erinevates riikides. Indias, riigis, kus on hinnanguliselt suurim pneumokokkide põhjustatud haigus, on teadlased ennustanud, et GPSC10 võib PCV-13-st kõrvale hoida. Need ja muud GPS-i partnerite uuringud üle maailma on kokku võetud ajakirjas Microbial Genomics.

Võib-olla suurim probleem, mis uuringust ilmnes, oli GPSC10 võime ekspresseerida 17 erinevat serotüüpi, millest ainult kuus sisalduvad praegustes PCV vaktsiinides.

Prantsusmaal Center Hospitalier Intercommunal de Créteilis asuva riikliku pneumokokkide tugikeskuse uuringu vanemautor dr Emmanuelle Varon ütles: "Streptococcus pneumoniae tüvi GPSC10 on kujumuutja, mis on võimeline väljendama laia valikut serotüüpe ja mitme ravimiresistentsuse mustreid pneumokokkide vastu. Prantsusmaa alates 2001. aastast on meie parim vahend vaktsineerimispoliitika mõju hindamiseks ja võimaldab meil tuvastada teiste vaktsiiniväliste serotüüpide teket.

Mingil määral on evolutsiooniline võidurelvastumine patogeenide ja vaktsiinitootjate vahel vältimatu. Kui mõni hõim sureb välja vaktsiini rünnaku tõttu, võivad selle asemele tõusta teised hõimud. Tüvi võib areneda ka nii kaugele, et vaktsiinid kaotavad oma tõhususe. Oluline on see, et vaktsiinitootjatel ja rahvatervise organisatsioonidel oleks parim teave, millega sammu pidada ja lõpuks elusid päästa.

Wellcome Sangeri Instituudi uuringu vanemautor professor Stephen Bentley ütles: "On põnev, et genoomne seire võimaldab meil praegu reaalselt mõjutada pneumokokivaktsiinide täiustamist ja, mis kõige tähtsam, aitab vähendada laste arvu, kes surevad sellega seotud haigustesse madala ja keskmise sissetulekuga riikides. Suruumocooco kogu ülemaailmne konsortsium peaks olema ka kogu Suruumococo's. tohutu nende andmete genereerimiseks tehtud koostöö.

Allikas:

Wellcome Trust Sanger Institute

Viide:

Lo, SW et al. (2022) Mitme ravimiresistentse ja virulentse Streptococcus pneumoniae liini tekkimine vahendab serotüübi asendamist pärast PCV13: rahvusvaheline kogu genoomi järjestuse uuring. Lanceti mikroob. doi.org/10.1016/S2666-5247(22)00158-6.

.