一種繪制病原體傳播和進化及其對疫苗和抗生素反應的新方法，將為幫助預測和預防未來疫情提供關鍵見解。該方法將病原體的基因組數據與從匿名手機數據中獲取的人類旅行模式結合起來。

來自惠康桑格研究所、威特沃特斯蘭德大學和南非國家傳染病研究所、劍橋大學的研究人員以及全球肺炎球菌測序項目的合作伙伴，將在南非收集的近7000個肺炎鏈球菌(肺炎球菌)樣本的基因組數據與詳細的人類流動性數據整合在一起。這使他們能夠看到這些導致肺炎和腦膜炎的細菌是如何在不同地區之間移動并隨著時間進化的。

今天(7月3日)發表在《Nature》雜志上的這一發現表明，與2009年肺炎球菌疫苗相關的抗生素耐藥性的初步下降可能只是暫時的，因為對青霉素等抗生素具有耐藥性的非靶向菌株獲得了68%的競爭優勢。

這是科學家們第一次能夠精確地量化不同肺炎球菌菌株的適應性——它們生存和繁殖的能力。這一發現可以為針對最有害菌株的疫苗開發提供信息，并且可能適用于其他病原體。

許多傳染病，如結核病、艾滋病毒和COVID-19，同時存在多種菌株或變體，使其難以研究。肺炎球菌是一種細菌，是全球肺炎、腦膜炎和敗血癥的主要原因，是一個典型的例子，全球有100多種類型和900多種遺傳菌株。僅肺炎每年就導致約74萬5歲以下兒童死亡，使其成為兒童死亡的最大單一傳染性原因。

肺炎球菌的多樣性阻礙了控制工作，因為針對主要菌株的疫苗為其他菌株填補空缺留下了空間。這些細菌如何傳播，疫苗如何影響它們的生存，以及它們對抗生素的耐藥性仍然知之甚少。

在這項新研究中，研究人員分析了2000年至2014年在南非收集的6910份肺炎球菌樣本的基因組序列，以追蹤不同菌株隨時間的分布。他們將這些數據與Meta收集的人類旅行模式的匿名記錄相結合。

該團隊開發的計算模型顯示，肺炎球菌菌株需要大約50年的時間才能在南非人口中完全混合，這主要是由于局部的人類運動模式。

他們發現，雖然2009年引入的針對某些類型的這些細菌的肺炎球菌疫苗減少了由這些類型引起的病例數量，但它也使這些細菌的其他非靶向菌株獲得了68%的競爭優勢，其中越來越多的菌株對青霉素等抗生素產生耐藥性。這表明疫苗對抗生素耐藥性的保護作用是短暫的。

該研究的第一作者、惠康桑格研究所前博士生、西班牙巴塞羅那超級計算中心施密特科學研究員索菲·貝爾曼博士說:“雖然我們發現肺炎球菌細菌通常傳播緩慢，但疫苗和抗菌劑的使用可以迅速而顯著地改變這些動態。我們的模型可以應用于其他地區和病原體，以便在耐藥性和疫苗有效性的背景下更好地了解和預測病原體的傳播。”

南非約翰內斯堡國家傳染病研究所的研究作者Anne von Gottberg博士說:“盡管努力接種疫苗，肺炎仍然是南非五歲以下兒童死亡的主要原因之一。通過持續的基因組監測和適應性強的疫苗接種策略來對抗這些病原體的顯著適應性，我們可能能夠更好地進行有針對性的干預，以限制疾病負擔。”

Wellcome Sanger研究所這項研究的資深作者Stephen Bentley教授說：“肺炎球菌的多樣性模糊了我們對任何特定菌株如何從一個地區傳播到另一個地區的看法。這種利用細菌基因組和人類旅行數據的綜合方法最終使我們能夠突破這種復雜性，首次以高清方式揭示隱藏的遷徙路徑。這可以讓研究人員預測新出現的高風險菌株接下來可能在哪里出現，使我們在潛在的疫情爆發之前領先一步。”


（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2024-7/20240705070836740.htm）