Genominen valvonta korostaa muotoa muuttavien kantojen asettamia haasteita

Genominen valvonta korostaa muotoa muuttavien kantojen asettamia haasteita

Uraauurtava genomivalvontatutkimus on antanut tähän mennessä selkeimmän kuvan asevarustelukilpailusta Streptococcus pneumoniae -bakteerin, joka on vastuussa useista sairauksista, kuten keuhkokuumeesta ja aivokalvontulehduksesta, ja rokotteiden välillä, jotka on kehitetty suojaamaan hallitsevimpia lajeja vastaan. GPSC10-niminen kanta nousi erityisen uhkaksi sen lisääntyneen virulenssin, kyvyn muuttaa rakennettaan välttääkseen rokotteita ja useiden yleisten antibioottien resistenssin vuoksi.

Lancet Microbessa tänään (16. elokuuta) julkaistua tutkimusta johtivat Wellcome Sanger Institute, National Reference Center for Pneumococci, Ranska ja Hospital Sant Joan de Deu, Espanja, osana Global Pneumococcal Sequencing (GPS) -projektia. Tulokset osoittavat genomisen valvonnan arvon rokotteen suunnittelussa ja tuovat esiin "muotoa muuttavien" kantojen, kuten GPSC10, aiheuttaman haasteen.

Streptococcus pneumoniae, joka tunnetaan myös nimellä pneumokokki, on bakteeripatogeeni, joka aiheuttaa sairauksia korvatulehduksista keuhkokuumeeseen, sepsikseen ja aivokalvontulehdukseen. Se on vastuussa noin yhdeksästä miljoonasta maailmanlaajuisesta infektiosta vuosittain, ja vanhemmat aikuiset ja lapset ovat erityisen haavoittuvia. Yli 300 000 lasta kuolee pneumokokki-infektioihin vuosittain, enimmäkseen matalan ja keskitulotason maissa (LMIC)1.

Vuodesta 2000 lähtien on käytetty sarja pneumokokkikonjugaattirokotteita (PCV), jotka on kohdistettu S. pneumoniae -serotyyppeihin, jotka aiheuttavat suurimman osan imeväisten sairaustapauksista, mikä on johtanut tapausten vähenemiseen maailmanlaajuisesti. Tällä hetkellä PCV-13 kohdistuu 13 serotyyppiin, ja PCV:t jopa 25 serotyyppiin on kehitteillä. On kuitenkin olemassa yli 100 erilaista serotyyppiä, jotka voivat vaikuttaa lapsiin ja aikuisiin eri tavoin. Tietäminen, mihin serotyyppeihin PCV:t kohdistuvat ja mikä vaikutus niillä todennäköisesti on tautiin ja laajempaan pneumokokkipopulaatioon, on ratkaisevan tärkeää kehitettäessä tehokkaita maailmanlaajuisia rokotusstrategioita.

GPS-projektin työ vuodesta 2011 lähtien on rakentanut kuvan kiertävistä S. pneumoniaen serotyypeistä, mikä mahdollistaa bakteeripopulaation suuntausten tunnistamisen. Yksi serotyyppi, 24F, on nousussa, kuten on dokumentoitu National Pneumococcal Reference Centerissä Ranskassa ja monissa muissa maissa, kuten Kanadassa, Tanskassa, Saksassa, Israelissa, Italiassa, Japanissa, Libanonissa, Norjassa, Espanjassa ja Yhdistyneessä kuningaskunnassa.

Tässä uudessa tutkimuksessa Wellcome Sanger Instituten tutkijat suorittivat koko genomin sekvensoinnin 419:lle S. pneumoniae serotyypin 24F näytteelle vuosina 2003–2018, jotka oli kerätty Ranskassa olevilta henkilöiltä National Pneumococcal Reference Center (NRCP) ja Association Clinique et Therapeutique Infantile (ValTIAC et Therapeutique Infantile) serotyypin 24F pneumokokki-isolaatit kerättiin Espanjassa olevilta henkilöiltä sairaala Sant Joan de Deu. Globaalin vertailun mahdollistamiseksi lisättiin kansainvälinen kokoelma muita S. pneumoniae -genomeja Global Pneumococcal Sequencing (GPS) -projektitietokannasta.

Mikrobiologian laboratoriossa kantojen luokittelu ja lääkeresistenssitestaus ovat aikaa ja resursseja vievää. Koko genomin sekvensointi voi nyt luotettavasti päätellä serotyyppejä ja antibioottiresistenssiprofiileja, tunnistaa taudinpurkaukset ja seurata, mitkä kannat välittävät serotyyppien vaihtoa. Joten se on testi, joka voi vastata moniin erilaisiin kysymyksiin."

Tri Stephanie Lo, tutkimuksen johtava kirjoittaja, Wellcome Sanger Institute

Analyysi osoitti, että 24F:ää esiintyi monissa maissa pääasiassa kolmen kannan: GPSC10, GPSC16 ja GPSC206 jakautumisen vuoksi. Erityisesti yksi kanta, GPSC10, oli vastuussa 24F:n nopeasta kasvusta Ranskassa noin neljä vuotta PCV-13:n käyttöönoton jälkeen. Sillä on havaittu olevan suuri sairauspotentiaali ja se on vastustuskykyinen useille antibioottihoidoille.

Nämä tulokset tukevat viimeaikaista tutkimusta, joka osoitti, että GPSC10 johti 24F:n nousuun PCV-13:n käyttöönoton jälkeen Espanjassa ja että 24F on yksi yleisimmistä pneumokokkitaudin syistä lapsilla eri maissa. Intiassa, maassa, jossa pneumokokkitautimäärä on suurin, tutkijat ovat ennustaneet, että GPSC10:llä on potentiaalia välttää PCV-13. Nämä ja muut tutkimukset GPS-kumppaneilta ympäri maailmaa on tiivistetty Microbial Genomicsin numerossa.

Ehkä suurin huolenaihe, joka selvisi tutkimuksessa, oli GPSC10:n kyky ilmentää 17 eri serotyyppiä, joista vain kuusi sisältyy nykyisiin PCV-rokotteisiin.

Tohtori Emmanuelle Varon, tutkimuksen vanhempi kirjoittaja National Reference Center for Pneumococci -keskuksesta, Centre Hospitalier Intercommunal de Créteil, Ranska, sanoi: "Streptococcus pneumoniae -kanta GPSC10 on jonkinlainen muodonmuuttaja, joka pystyy ilmentämään monenlaisia ​​serotyyppejä ja monilääkeresistenssimalleja, koska Survo in France on suorittanut keuhkosairauksien vastustuskykyä. 2001, on paras työkalumme arvioida rokotuspolitiikan vaikutusta ja sen avulla voimme havaita muiden kuin rokotteen serotyyppien ilmaantumisen."

Jossain määrin evoluutionaarinen kilpavarustelu patogeenien ja rokotteiden tuottajien välillä on väistämätöntä. Jos heimo kuolee sukupuuttoon rokotteen hyökkäyksen vuoksi, muut heimot voivat nousta tilalle. Kanta voi myös kehittyä niin pitkälle, että rokotteet menettävät tehonsa. Tärkeää on, että rokotteiden valmistajilla ja kansanterveysjärjestöillä on parhaat tiedot pysyäkseen tahdissa ja viime kädessä pelastaakseen ihmishenkiä.

Professori Stephen Bentley, tutkimuksen vanhempi kirjoittaja Wellcome Sanger Institutesta, sanoi: "On jännittävää, että genomivalvonnan avulla voimme nyt todella vaikuttaa pneumokokkirokotteiden parantamiseen ja ennen kaikkea auttaa vähentämään niihin liittyviin sairauksiin kuolevien lasten määrää matalan ja keskitulotason maissa. mahtavaa yhteistyötä vaivaa näiden tietojen tuottamiseen."

Lähde:

Wellcome Trust Sanger Institute

Viite:

Lo, SW, et ai. (2022) Monelle lääkkeelle resistentin ja virulentin Streptococcus pneumoniae -linjan ilmaantuminen välittää serotyypin korvaamista PCV13:n jälkeen: kansainvälinen koko genomin sekvensointitutkimus. Lansettimikrobi. doi.org/10.1016/S2666-5247(22)00158-6.

.