AI által vezérelt felügyeleti rendszer az újonnan megjelenő fertőző betegségek leküzdésére

AI által vezérelt felügyeleti rendszer az újonnan megjelenő fertőző betegségek leküzdésére

A kutatók új módszert találtak az emberekben terjedő vírusok vagy baktériumok fertőzőbb változatainak azonosítására – beleértve azokat is, amelyek influenzát, COVID-ot, szamárköhögést és tuberkulózist okoznak.

Az új megközelítés fertőzött emberektől származó minták felhasználásával biztosítja az emberi populációkban keringő kórokozók valós idejű monitorozását, és lehetővé teszi a vakcinavírusok gyors és automatikus azonosítását. Ez befolyásolhatja olyan vakcinák kifejlesztését, amelyek hatékonyabbak a betegségek megelőzésében.

A megközelítés gyorsan kimutathatja az antibiotikum-rezisztenciával rendelkező új változatokat is. Ez befolyásolhatja a fertőzött emberek kezelésének megválasztását – és a betegség terjedésének megfékezésére tett kísérleteket.

Genetikai szekvenálási adatokat használ fel az új változatok megjelenésének hátterében álló genetikai változásokra. Ez fontos annak megértéséhez, hogy a különböző változatok miért terjednek eltérően az emberi populációkban.

A bevett COVID- és influenza-megfigyelési programokon kívül nagyon kevés rendszer működik a fertőző betegségek újonnan megjelenő változatainak nyomon követésére. A technika jelentős előrelépést jelent e betegségek kezelésének jelenlegi megközelítéséhez képest, amely szakértői testületekre támaszkodott annak eldöntésében, hogy a keringő baktériumok vagy vírusok mikor változtak meg annyira, hogy új változatnak nevezzék.

Az új megközelítés a "családfák" létrehozásával automatikusan azonosítja az új változatokat az alapján, hogy egy kórokozó mennyit változott genetikailag, és milyen könnyen terjed át az emberi populációban – így nincs szükség szakértők összehívására.

Vírusok és baktériumok széles skáláján használható, és csak néhány minta szükséges a fertőzött emberektől a populációban keringő változatok kimutatásához. Ez különösen értékessé teszi az erőforrásszegény környezetekben.

A jelentés ma megjelent a folyóiratbanTermészet.

„Új módszerünk lehetőséget kínál arra, hogy meglepően gyorsan megmutassuk, vannak-e a kórokozók új, átvihető változatai keringve a populációkban – és a baktériumok és vírusok széles köréhez használható” – mondta Dr. Noémie Lefrancq, a jelentés vezető szerzője, aki a Cambridge-i Egyetem Genetikai Tanszékén végezte a munkát.

Még azt is megjósolhatjuk, hogy az új változatok hogyan fognak érvényesülni, így gyorsan meg lehet hozni a döntéseket a reagálásról.”

Dr. Noémie Lefrancq, ETH Zürich

"Módszerünk teljesen objektív módszert biztosít a patogén bogarak új törzseinek kimutatására genetikájuk elemzésével és a populációban való terjedésükkel. Ez azt jelenti, hogy gyorsan és hatékonyan észlelhetjük az új, erősen fertőző törzsek megjelenését" - mondta Julian Parkhill professzor, a Cambridge-i Egyetem Állatorvosi Intézetének kutatója, aki részt vett a tanulmányban.

A technológia tesztelése

A kutatók új technikájuk segítségével a Bordetella pertussis, a szamárköhögést okozó baktérium mintáit elemezték. Sok országban jelenleg az elmúlt 25 év legrosszabb szamárköhögési kitörése tapasztalható. Azonnal azonosítottak három új változatot, amelyek keringtek a populációban, és amelyeket korábban nem észleltek.

"Az új módszer nagyon időszerűnek bizonyult a pertussis kórokozója tekintetében, amely fokozott felügyeletet igényel, tekintettel a jelenlegi visszatérése számos országban, és az antimikrobiális rezisztencia vonalak aggasztó megjelenése" - mondta Sylvain Brisse professzor, az Institut Pasteur Pertussis Nemzeti Referenciaközpontjának vezetője, aki bioforrásokat és pertusz-epidemiológiát biztosított a genomeissdetella genomiissdetella elemzéséhez és szakértelemhez.

A második teszt során a Mycobacterium tuberculosis, a tuberkulózist okozó baktérium mintáit elemezték. Kiderült, hogy két antibiotikum-rezisztens változat terjed.

"A megközelítés gyorsan megmutatja, hogy egy kórokozó mely változatai jelentik a legnagyobb aggodalomra ad okot a betegség potenciálja szempontjából. Ez azt jelenti, hogy egy vakcinát célba lehet venni ezek ellen a változatok ellen, hogy a lehető leghatékonyabb legyen" - mondta Henrik Salje professzor, a Cambridge-i Egyetem Genetikai Tanszékének munkatársa, a jelentés vezető szerzője.

Hozzátette: "Ha azt látjuk, hogy egy antibiotikum-rezisztens variáns gyorsan terjed, megváltoztathatjuk az ezzel fertőzötteknek felírt antibiotikumot, hogy megfékezzük a változat terjedését."

A kutatók szerint ez a munka fontos eleme a fertőző betegségekre adott közegészségügyi válaszreakciónak.

Állandó fenyegetés

A betegségeket okozó baktériumok és vírusok folyamatosan fejlődnek, hogy egyre jobban és gyorsabban terjedjenek közöttünk. A COVID-járvány idején ez új törzsek megjelenéséhez vezetett: az eredeti Wuhan törzs gyorsan elterjedt, de később más változatok is megelőzték, köztük az Omicron, amely az eredetiből fejlődött ki és jobban terjedt. Ez a fejlődés a kórokozók genetikai felépítésében bekövetkezett változásokon alapul.

A kórokozók genetikai változások révén fejlődnek ki, amelyek elősegítik terjedésüket. A tudósokat különösen aggasztják azok a genetikai változások, amelyek lehetővé teszik a kórokozók számára, hogy kikerüljék immunrendszerünket és betegségeket okozzanak annak ellenére, hogy be vagyunk oltva ellenük.

"Ez a munka képes a fertőző betegségek felügyeleti rendszereinek szerves részévé válni szerte a világon, és az általa nyújtott betekintések teljesen átalakíthatják a kormányok reakcióját" - mondta Salje.

Források: