Genomski nadzor poudarja izzive, ki jih predstavljajo sevi, ki spreminjajo obliko

Genomski nadzor poudarja izzive, ki jih predstavljajo sevi, ki spreminjajo obliko

Prelomna študija genomskega nadzora je zagotovila najbolj jasno sliko oboroževalne tekme med Streptococcus pneumoniae, bakterijo, odgovorno za vrsto bolezni, kot sta pljučnica in meningitis, in cepivi, razvitimi za zaščito pred najbolj prevladujočo vrsto. Sev, imenovan GPSC10, se je pojavil kot posebna grožnja zaradi svoje povečane virulence, sposobnosti spreminjanja svoje strukture, da se izogne ​​cepivom, in odpornosti na več običajnih antibiotikov.

Študijo, objavljeno danes (16. avgusta) v Lancet Microbe, so vodili Inštitut Wellcome Sanger, Nacionalni referenčni center za pnevmokoke v Franciji in bolnišnica Sant Joan de Deu v Španiji v okviru projekta Globalno pnevmokokno sekvenciranje (GPS). Rezultati prikazujejo vrednost genomskega nadzora za obveščanje o oblikovanju cepiva in poudarjajo izziv, ki ga predstavljajo sevi, ki spreminjajo obliko, kot je GPSC10.

Streptococcus pneumoniae, znan tudi kot pnevmokok, je bakterijski patogen, ki povzroča bolezni, od vnetja ušes do pljučnice, sepse in meningitisa. Vsako leto je odgovoren za približno devet milijonov okužb po svetu, pri čemer so še posebej ranljivi starejši odrasli in otroci. Več kot 300.000 otrok vsako leto umre zaradi pnevmokoknih okužb, večinoma v državah z nizkim in srednjim dohodkom (LMIC)1.

Od leta 2000 se uporablja vrsta pnevmokoknih konjugiranih cepiv (PCV), ki ciljajo na serotipe S. pneumoniae, ki so odgovorni za večino primerov bolezni pri dojenčkih, kar je povzročilo zmanjšanje primerov po vsem svetu. Trenutno PCV-13 cilja na 13 serotipov, PCV-ji, ki ciljajo na do 25 serotipov, pa so v razvoju. Vendar pa obstaja več kot 100 različnih serotipov, ki lahko na različne načine vplivajo na otroke in odrasle. Poznavanje, kateri serotipi so tarča PCV in kakšen vpliv bodo verjetno imeli na bolezen in širšo populacijo pnevmokokov, je ključnega pomena pri razvoju učinkovitih globalnih strategij cepljenja.

Delo projekta GPS od leta 2011 je ustvarilo sliko krožečih serotipov S. pneumoniae, kar je omogočilo prepoznavanje trendov v populaciji bakterij. En serotip, 24F, je v porastu, kot je dokumentiral nacionalni referenčni center za pnevmokoke v Franciji in številnih drugih državah, kot so Kanada, Danska, Nemčija, Izrael, Italija, Japonska, Libanon, Norveška, Španija in Združeno kraljestvo.

V tej novi študiji so znanstveniki na inštitutu Wellcome Sanger izvedli sekvenciranje celotnega genoma na 419 vzorcih S. pneumoniae serotipa 24F, ki sta jih med letoma 2003 in 2018 pri posameznikih v Franciji zbrala Nacionalni pnevmokokni referenčni center (NRCP) in Združenje Clinique et Therapeutique Infantile du Val-de-Marne (ACTIV), in na 91 izolati pnevmokokov serotipa 24F, ki jih je od posameznikov v Španiji zbrala bolnišnica Sant Joan de Deu. Da bi omogočili globalno primerjavo, je bila dodana mednarodna zbirka drugih genomov S. pneumoniae iz zbirke podatkov projekta Global Pneumococcal Sequencing (GPS).

V mikrobiološkem laboratoriju je razvrščanje sevov in testiranje odpornosti na zdravila dolgotrajno in zahteva veliko sredstev. Sekvenciranje celotnega genoma lahko zdaj zanesljivo sklepa o serotipih in profilih odpornosti na antibiotike, ugotovi, kje bi lahko prišlo do izbruhov, in sledi, kateri sevi posredujejo pri izmenjavi serotipov. To je torej test, ki lahko odgovori na veliko različnih vprašanj.«

Dr. Stephanie Lo, glavna avtorica študije, Wellcome Sanger Institute

Analiza je pokazala, da je 24F prisoten v številnih državah predvsem zaradi razširjenosti treh sevov: GPSC10, GPSC16 in GPSC206. Zlasti en sev, GPSC10, je bil odgovoren za hitro povečanje 24F v Franciji približno štiri leta po uvedbi PCV-13. Ugotovljeno je bilo, da ima velik potencial bolezni in je odporen na več zdravljenj z antibiotiki.

Ti rezultati podpirajo nedavno raziskavo, ki je pokazala, da je GPSC10 povzročil povečanje 24F po uvedbi PCV-13 v Španiji in da je 24F eden najpogostejših vzrokov pnevmokokne bolezni pri otrocih v različnih državah. V Indiji, državi, ki ima po ocenah največje breme pnevmokokne bolezni, so raziskovalci predvideli, da ima GPSC10 potencial, da se izogne ​​PCV-13. Te in druge študije partnerjev GPS po vsem svetu so povzete v številki Microbial Genomics.

Morda je bila največja skrb, ki je izhajala iz študije, sposobnost GPSC10, da izraža 17 različnih serotipov, od katerih jih je le šest vključenih v trenutna cepiva proti PCV.

Dr. Emmanuelle Varon, višja avtorica študije iz Nacionalnega referenčnega centra za pnevmokoke, Centre Hospitalier Intercommunal de Créteil, Francija, je dejala: "Sev Streptococcus pneumoniae GPSC10 je nekakšen spreminjalec oblike, ki lahko izraža širok razpon serotipov in vzorcev odpornosti na več zdravil. Nadzor pnevmokokne bolezni, kot se izvaja v Francija od leta 2001, je naše najboljše orodje za ocenjevanje vpliva politike cepljenja in nam bo omogočilo odkrivanje pojava drugih serotipov, ki niso povezani s cepivom.«

Do neke mere je evolucijska oboroževalna tekma med patogeni in izdelovalci cepiv neizogibna. Če pleme izumre, ker ga je napadlo cepivo, lahko na njegovo mesto pridejo druga plemena. Sev se lahko razvije tudi do te mere, da cepiva izgubijo učinkovitost. Pomembno je, da imajo proizvajalci cepiv in javne zdravstvene organizacije najboljše informacije, s katerimi lahko sledijo in na koncu rešujejo življenja.

Profesor Stephen Bentley, višji avtor študije z inštituta Wellcome Sanger, je dejal: "Vznemirljivo je, da nam genomski nadzor zdaj omogoča resničen vpliv na izboljšanje pnevmokoknih cepiv in, kar je bistveno, pomaga zmanjšati število otrok, ki umirajo zaradi sorodnih bolezni v državah z nizkim in srednjim dohodkom. Celoten konzorcij Global Pneumococcal Survey bi moral biti ponosen tudi na izjemno sodelovanje ki je šlo za ustvarjanje teh podatkov."

Vir:

Dobrodošel inštitut Trust Sanger

Referenca:

Lo, SW, et al. (2022) Pojav na več zdravil odporne in virulentne linije Streptococcus pneumoniae posreduje pri zamenjavi serotipa po PCV13: mednarodna študija sekvenciranja celotnega genoma. Lancetni mikrob. doi.org/10.1016/S2666-5247(22)00158-6.

.