Nauji tyrimai rodo, kad Escherichia coli (E. coli), dažniausiai žmogaus žarnyne aptinkama bakterijų rūšis, gali plisti taip pat greitai, kaip kiaulių gripas.
Pirmą kartą Wellcome Sanger instituto, Oslo universiteto, Helsinkio universiteto, Suomijos Aalto universiteto mokslininkai ir jų bendradarbiai gali numatyti greitį, kuriuo vienas žmogus gali perduoti žarnyno bakterijas aplinkiniams, o tai anksčiau buvo įmanoma daugiausia dėl virusų.
Tyrimas, paskelbtas m Gamtos komunikacijosištyrė tris pagrindines JK ir Norvegijoje aptiktas E. coli padermes, iš kurių dvi yra atsparios kelioms dažniausiai naudojamoms antibiotikų klasėms. Dvi iš šių padermių yra dažniausios šlapimo takų infekcijos ir kitų kraujotakos infekcijų priežastys JK, taip pat vienos dažniausiai pasitaikančių Norvegijoje.
Mokslininkai teigia, kad veiksmingesnis šių bakterijų stebėjimas galėtų padėti informuoti apie visuomenės sveikatos priemones ir užkirsti kelią gydymui atsparių infekcijų protrūkiams.
Ateityje geriau suprasdami apie genetinius įrankius, kuriuos kai kurios E. coli padermės naudoja veiksmingai plisti visoje populiacijoje, galėtų padėti sukurti tikslinį gydymą ir sumažinti plataus spektro antibiotikų naudojimą. Be to, šiame tyrime naudojama technika gali būti pritaikyta kitiems bakterijų patogenams, kad būtų galima geriau suprasti ir kontroliuoti įvairias invazines infekcijas.
Bakterija E. coli yra pagrindinė infekcijų priežastis visame pasaulyje. Dauguma E. coli padermių yra nekenksmingos ir dažniausiai randamos žarnyne. Kolonizuojančios bakterijos, tokios kaip E. coli, patenka į mūsų kūnus tiesioginio kontakto metu, pavyzdžiui, bučiuojantis, arba netiesioginio kontakto metu, kai dalijamasi namų ūkiais, daiktais ar maistu.
Tačiau jei bakterija patenka, pavyzdžiui, į šlapimo takus ir toliau į kraują, ji gali sukelti gyvybei pavojingą sepsį, ypač žmonėms, kurių imuninė sistema nusilpusi.
Kaip papildomas iššūkis sveikatos priežiūros paslaugų teikėjams, atsparumas antibiotikams tapo dažna tokių infekcijų savybė. E. coli atsparumo antibiotikams rodikliai skiriasi visame pasaulyje, o JK daugiau nei 40 % E. coli kraujotakos infekcijų yra atsparios pagrindiniam antibiotikui.
Pagrindinis reprodukcijos skaičius arba R0 yra metrika, nurodanti, kiek naujų infekcijos atvejų vidutiniškai tiesiogiai sukėlė vienas asmuo populiacijoje. Jis dažnai naudojamas virusams apibūdinti ir gali būti naudojamas nuspėti, ar infekcija toliau plis, ar išnyks.
Iki šiol nebuvo įmanoma duoti kolonizuojančių žarnyno bakterijų, tokių kaip E. coli, R0, nes jos ne visada sukelia infekciją, bet dažniausiai gyvena žmoguje, nesukeldamos simptomų.
Šiame naujame tyrime komanda išanalizavo E. coli kolonizacijos rodiklius pagal JK Baby Biome Study duomenis ir sujungė juos su genominės E. coli kraujotakos infekcijos stebėjimo duomenimis iš JK ir Norvegijos, anksčiau paskelbtų Wellcome Sanger instituto.
Tyrėjai naudojo išvadų programinės įrangos platformą ELFI (Engine for Likelihood-Free Inference), kad sukurtų naują modelį, galintį numatyti R0 trims pagrindinėms E. coli padermėms JK ir Norvegijoje.
Jie nustatė, kad vienas tipas, ST131-A, gali plisti taip pat greitai, kaip virusai, sukėlę didelius protrūkius visame pasaulyje, pavyzdžiui, kiaulių gripas (H1N1), nepaisant to, kad E. coli nėra perduodama oro lašeliais.
Jie taip pat nustatė, kad kitos dvi E. coli padermės ST131-C1 ir ST131-C2, atsparios kelioms antibiotikų klasėms, nėra greitai perduodamos tarp sveikų asmenų. Tačiau, kai yra ligoninėse ir kitose sveikatos priežiūros įstaigose, jie greičiausiai yra daug labiau perduodami, o tai reiškia, kad šios padermės gali greitai plisti tokioje aplinkoje, bet ne už jos ribų.
Turėdami R0, ekspertai gali susidaryti supratimą apie veiksnius, turinčius įtakos plitimui, nustatyti padermes, kurios turi didžiausią ligų riziką, ir informuoti apie visuomenės sveikatos priemones, skirtas apsaugoti tuos, kurių imuninė sistema nusilpusi.
Fanni Ojala, magistrė, vienas iš pirmųjų autorių iš Aalto universiteto Suomijoje, sakė: „Turint daug sistemingai surinktų duomenų, buvo galima sukurti modeliavimo modelį, leidžiantį prognozuoti E. coli R0. Mūsų žiniomis, tai buvo ne tik pirmas E. coli, bet ir visų bakterijų, gyvenančių mūsų žarnyno mikrobiome, atveju.
„Dabar, kai turime šį modelį, ateityje jį būtų galima pritaikyti kitoms bakterijų padermėms, kad galėtume suprasti, sekti ir, tikiuosi, užkirsti kelią antibiotikams atsparių infekcijų plitimui.
Dr. Trevor Lawley, Wellcome Sanger instituto grupės vadovas, kuris nedalyvavo šiame tyrime, bet kartu vadovavo JK kūdikių biomo tyrimui Wellcome Sanger institute, sakė: „E. coli yra viena iš pirmųjų bakterijų, kurias galima rasti kūdikio žarnyne, ir norėdami suprasti, kaip mūsų bakterijos formuoja mūsų sveikatą, turime žinoti, kodėl JK yra toks svarbus bio tyrimas. mūsų JK Baby Biome tyrimo duomenis kiti naudoja siekdami atskleisti naujų įžvalgų ir metodų, kurie, tikimės, bus naudingi mums visiems.
Profesorius Jukka Corander, Wellcome Sanger instituto ir Oslo universiteto vyresnysis autorius, sakė: „Turėdami E. coli R0, galime daug aiškiau pamatyti bakterijų plitimą populiacijoje ir palyginti tai su kitomis infekcijomis. Dabar, kai matome, kaip greitai plinta kai kurios iš šių bakterijų padermių, būtina suprasti jų genetinius veiksnius.
„Konkrečių padermių genetikos supratimas gali paskatinti naujus būdus diagnozuoti ir gydyti juos sveikatos priežiūros įstaigose, o tai ypač svarbu bakterijoms, kurios jau yra atsparios kelių tipų antibiotikams.”
Šis tyrimas buvo įmanomas tik dėl to, kad buvo gauti išsamūs genominiai duomenys iš JK ir Norvegijos, visi sekvenuoti Wellcome Sanger institute, pabrėžiant didelio masto duomenų rinkinių svarbą kovojant su infekcijomis.
Šie stebėjimo duomenys buvo paskelbti dviejuose anksčiau Lancetas mikrobas dokumentai ir šie tyrimai kartu su JK Baby Biome duomenimis padėjo pagrindus naujiems tyrimams.