Genomiskā uzraudzība izceļ izaicinājumus, ko rada formu mainošie celmi

Genomiskā uzraudzība izceļ izaicinājumus, ko rada formu mainošie celmi

Revolucionārais genoma uzraudzības pētījums ir sniedzis līdz šim skaidrāko priekšstatu par bruņošanās sacensību starp Streptococcus pneumoniae, baktēriju, kas ir atbildīga par virkni slimību, piemēram, pneimoniju un meningītu, un vakcīnām, kas izstrādātas, lai aizsargātu pret dominējošākajām sugām. Celms, ko sauc par GPSC10, parādījās kā īpašs apdraudējums, pateicoties tā palielinātajai virulencei, spējai mainīt savu struktūru, lai izvairītos no vakcīnām, un rezistenci pret vairākām izplatītām antibiotikām.

Pētījumu, kas šodien (16. augustā) publicēts žurnālā Lancet Microbe, vadīja Wellcome Sanger institūts, Nacionālais pneimokoku references centrs, Francija, un slimnīca Sant Joan de Deu, Spānija, kā daļu no globālās pneimokoku sekvencēšanas (GPS) projekta. Rezultāti parāda genoma uzraudzības nozīmi, lai informētu par vakcīnas izstrādi un izceltu izaicinājumu, ko rada "formu mainošie" celmi, piemēram, GPSC10.

Streptococcus pneumoniae, pazīstams arī kā pneimokoks, ir baktēriju patogēns, kas izraisa dažādas slimības, sākot no ausu infekcijām līdz pneimonijai, sepsi un meningītu. Tas ir atbildīgs par aptuveni deviņiem miljoniem globālo infekciju gadā, īpaši neaizsargāti ir gados vecāki pieaugušie un bērni. Katru gadu no pneimokoku infekcijām mirst vairāk nekā 300 000 bērnu, galvenokārt valstīs ar zemiem un vidējiem ienākumiem (LMIC)1.

Kopš 2000. gada tiek izmantotas vairākas pneimokoku konjugētās vakcīnas (PCV), kuru mērķis ir S. pneumoniae serotipi, kas izraisa lielāko daļu zīdaiņu saslimšanas gadījumu, kā rezultātā visā pasaulē ir samazinājušies gadījumi. Pašlaik PCV-13 mērķis ir 13 serotipi, un tiek izstrādāti PCV, kuru mērķauditorija ir līdz 25 serotipiem. Tomēr ir vairāk nekā 100 dažādu serotipu, kas dažādos veidos var ietekmēt bērnus un pieaugušos. Lai izstrādātu efektīvas globālas vakcinācijas stratēģijas, ir svarīgi zināt, uz kuriem serotipiem attiecas PCV un kāda ietekme tiem varētu būt uz slimību un plašāku pneimokoku populāciju.

GPS projekta darbs kopš 2011. gada ir izveidojis priekšstatu par cirkulējošiem S. pneumoniae serotipiem, ļaujot noteikt baktēriju populācijas tendences. Viens serotips, 24F, pieaug, kā dokumentējis Nacionālais pneimokoku references centrs Francijā un daudzās citās valstīs, piemēram, Kanādā, Dānijā, Vācijā, Izraēlā, Itālijā, Japānā, Libānā, Norvēģijā, Spānijā un Apvienotajā Karalistē.

Šajā jaunajā pētījumā Wellcome Sanger institūta zinātnieki veica visa genoma sekvencēšanu 419 S. pneumoniae serotipa 24F paraugos, kas no 2003. līdz 2018. gadam tika savākti no personām Francijā, ko veica Nacionālais pneimokoku references centrs (NRCP) un asociācija Clinique et Therapeutique Infantile (ValTIAC et Therapeutique Infantile). savākti 24F serotipa pneimokoku izolāti no personām Spānijā no slimnīcas Sant Joan de Deu. Lai nodrošinātu globālu salīdzināšanu, tika pievienota starptautiska citu S. pneumoniae genomu kolekcija no Global Pneumococcal Sequencing (GPS) projekta datubāzes.

Mikrobioloģijas laboratorijā celmu klasifikācija un zāļu rezistences pārbaude ir laikietilpīga un resursietilpīga. Visa genoma sekvencēšana tagad var droši secināt serotipus un antibiotiku rezistences profilus, noteikt, kur var rasties uzliesmojumi, un izsekot, kuri celmi ir starpnieks serotipu apmaiņā. Tātad tas ir tests, kas var atbildēt uz daudziem dažādiem jautājumiem.

Dr Stephanie Lo, pētījuma vadošā autore, Wellcome Sanger Institute

Analīze parādīja, ka 24F bija sastopams daudzās valstīs galvenokārt trīs celmu izplatības dēļ: GPSC10, GPSC16 un GPSC206. Jo īpaši viens celms, GPSC10, bija atbildīgs par straujo 24F pieaugumu Francijā aptuveni četrus gadus pēc PCV-13 ieviešanas. Ir konstatēts, ka tam ir augsts slimības potenciāls un tas ir izturīgs pret vairākām antibiotikām.

Šie rezultāti apstiprina nesenos pētījumus, kas parādīja, ka GPSC10 izraisīja 24F pieaugumu pēc PCV-13 ieviešanas Spānijā un ka 24F ir viens no visbiežāk sastopamajiem pneimokoku slimību cēloņiem bērniem dažādās valstīs. Indijā, valstī, kurā ir vislielākais pneimokoku izraisīto slimību slogs, pētnieki ir prognozējuši, ka GPSC10 ir potenciāls izvairīties no PCV-13. Šie un citi GPS partneru pētījumi visā pasaulē ir apkopoti izdevumā Microbial Genomics.

Iespējams, lielākās bažas, kas radās pētījumā, bija GPSC10 spēja izteikt 17 dažādus serotipus, no kuriem tikai seši ir iekļauti pašreizējās PCV vakcīnās.

Dr. Emanuela Varona, pētījuma vecākā autore no Nacionālā pneimokoku references centra, Center Hospitalier Intercommunal de Créteil, Francija, sacīja: “Streptococcus pneumoniae celms GPSC10 ir kaut kas līdzīgs formas mainītājam, kas spēj izteikt plašu serotipu klāstu un pneimokoku rezistences modeļus, kopš Surve in France. 2001. gads, ir mūsu labākais instruments, lai novērtētu vakcinācijas politikas ietekmi, un tas ļaus mums atklāt citu, ar vakcīnu nesaistītu serotipu parādīšanos.

Zināmā mērā evolucionārā bruņošanās sacensība starp patogēniem un vakcīnu ražotājiem ir neizbēgama. Ja kāda cilts izmirst, jo tai uzbruka vakcīna, tās vietā var rasties citas ciltis. Celms var attīstīties arī tiktāl, ka vakcīnas zaudē savu efektivitāti. Svarīgi ir tas, ka vakcīnu ražotājiem un sabiedrības veselības organizācijām ir vislabākā informācija, kas ļauj sekot līdzi un galu galā glābt dzīvības.

Profesors Stīvens Bentlijs, pētījuma vecākais autors no Wellcome Sanger institūta, teica: "Ir aizraujoši, ka genoma uzraudzība tagad ļauj mums reāli ietekmēt pneimokoku vakcīnu uzlabošanu un, kas ir būtiski, palīdz samazināt bērnu skaitu, kas mirst no saistītām slimībām valstīs ar zemiem un vidējiem ienākumiem. milzīgs kopdarbs, kas iesaistījās šo datu ģenerēšanā.

Avots:

Wellcome Trust Sanger Institute

Atsauce:

Lo, SW u.c. (2022) Vairāku zāļu rezistentas un virulentas Streptococcus pneumoniae līnijas parādīšanās ir starpnieks serotipa aizstāšanai pēc PCV13: starptautisks visa genoma sekvencēšanas pētījums. Lancetes mikrobs. doi.org/10.1016/S2666-5247(22)00158-6.

.