根據最近的一項研究,評估了各種菌株如何在國際大都市的混合人群中遷移,暴露者感染結核病的可能性取決於個體和細菌是否具有共同的地理起源。
病原體、地點和宿主之間的獨特相互作用
這項由哈佛醫學院科學家領導的研究提供了證據表明,病原體、地點和人類宿主之間的相互作用獨特的影響感染風險和易感性。
這項研究加強了一個長期存在的假設,即特定細菌及其人類宿主可能在數百或數千年的時間里共同進化。
對結核病預防和治療的潛在影響
根據世界衛生組織的數據,這些發現還可以為結核病提供新的預防和治療方法,結核病是一種持久的病原體,每年影響1000多萬人,並導致全球超過100萬人死亡。
方法論和數據分析
在這項分析中,被認為是結核菌株在混合地理人群中傳染性的首次對照比較,研究人員通過結合紐約市、阿姆斯特丹和漢堡結核病患者的病例檔,創建了一個定製的研究佇列。
這為他們的模型提供了足夠的數據。
主要發現:菌株特異性和感染風險
分析顯示,與暴露於廣泛譜系的結核病菌株的人相比,被診斷患有來自地理限制譜系的結核菌株的個體的密切家庭接觸者的感染率低14%,發展為活動性結核病的比率低45%。
地理親和力影響感染率
該研究還表明,地理範圍狹窄的菌株比來自細菌原生區域以外的人更有可能感染起源於細菌原生區域的人。
具體來說,當接觸者暴露於與其背景不同的地區的受限病原體時,與暴露於自己地區的菌株相比,感染幾率下降了38%。
對於曾經在該地區生活過的人來說,以及對於那些父母將其遺產追溯到該地區的人來說,情況都是如此。
對公共衛生和進化生物學的影響 這種病原體與宿主的親和力表明人類和微生物之間存在共同的進化歷史,使兩者更相容並增加感染風險。
“效應的大小驚人地大,”Maha Farhat,Gilbert S. Omenn,醫學博士’65,HMS布拉瓦特尼克研究所生物醫學資訊學博士副教授說。
“這是一個很好的指標,表明對公共衛生的影響是巨大的。 閱讀更多: 歷史性的第 78 個獨立日:莫迪總理在紅堡舉行全國慶祝活動
多種菌株及其影響
隨著基因測序的進步,研究人員發現並非所有循環結核菌株都是相同的。
一些譜系分佈廣泛,對全球結核病發病率有重大貢獻,而另一些譜系則局限於特定地區。
結核病傳播的複雜性,特別是在具有多種菌株暴露的高發環境中,以前阻礙了在類似條件下對菌株的直接比較。
細菌載量以外的風險因素
許多因素會影響密切接觸感染結核病的風險。
一個關鍵的預測指標是細菌載量,通過痰塗片顯微鏡檢查來測量,該顯微鏡檢查評估一個人呼吸系統中的細菌數量。
然而,這項新研究發現,對於地理上受限制的菌株,具有菌株原生地區的祖先比細菌載量更能預測感染風險。
這種共同祖先的風險甚至超過了與糖尿病等慢性疾病相關的風險。
菌株特異性研究的重要性
研究結果強調,有必要考慮結核菌株之間的廣泛差異及其與不同宿主群體的相互作用。
先前的研究表明,一些結核病基因組更容易產生耐藥性,疫苗在某些地區可能更有效。
還有證據表明,一些治療方案可能更適合特定的結核病菌株。
未來的研究方向
“這些發現強調了理解是什麼使不同的結核病菌株行為如此不同是多麼重要,以及為什麼某些菌株對特定的相關人群具有如此密切的親和力,”Matthias Groeschel說,他是HMS實驗室的Farhat實驗室生物醫學資訊學研究員,該研究的第一作者。
實驗洞察和進一步研究
除了分析臨床、基因組和公共衛生數據外,研究人員還測試了不同結核菌株感染人類巨噬細胞的能力,巨噬細胞是結核病利用引起感染的免疫細胞。
他們發現,來自祖先與細菌原生區域相匹配的人的細胞系更容易受到感染,這反映了流行病學研究結果。
結論:將多樣性納入結核病研究
該實驗強調了使用多種結核菌株和多樣化宿主細胞為治療和預防提供資訊的重要性。
它還指出需要進一步研究細菌和宿主細胞相互作用的基因組和結構差異。
“至關重要的是,要認識到人類和結核病遺傳學的巨大多樣性可以顯著影響對藥物和疫苗的反應,”法哈特說。
“我們需要將這種理解納入我們應對這種疾病的方法中。“我們正處於認識到這種多樣性重要性的最初階段,”Groeschel 補充道。
“關於它對不同菌株的藥物功效、疫苗有效性和疾病進展的影響,還有很多東西需要瞭解。”
協作和數據集成
全基因組測序的使用增強了結核病菌的分析、追蹤疫情和耐藥性。
研究人員推測,高度本地化的菌株傳染性較弱,並且可能與人類宿主共同進化,使某些人群更容易受到特定結核菌株的影響。
這可能意味著,由於結構差異,不同的菌株可能對治療和疫苗有不同的反應。
為了克服研究這種局部菌株的挑戰,研究團隊與美國、荷蘭和德國的公共衛生部門和研究團隊合作。
他們建立了一個綜合資料庫,整合了結核病病例報告、病原體遺傳學特徵和公共衛生記錄,包括有關感染者社交網路的人口統計細節。
這項研究包括5,256例結核病病例和28,889名密切接觸者。
“這項研究體現了與不同合作夥伴合作的重要性,”Groeschel 說。
“我們合併了來自三個主要城市的數據,並利用先進的計算生物學工具來解決一個對公共衛生、進化生物學、疫苗開發和藥物研究具有重大影響的複雜問題。”(除標題外,本文未經 Newsx 工作人員編輯,而是從聯合供稿中發佈。 另請閱讀: 莫迪總理重申印度的決心:準備應對全球挑戰