Mobiliojo telefono duomenys padeda sekti patogeno plitimą ir superbakterijų evoliuciją

Mobiliojo telefono duomenys padeda sekti patogeno plitimą ir superbakterijų evoliuciją

Ligos, sindromai

Naujas būdas nustatyti patogenų plitimą ir evoliuciją bei jų reakciją į vakcinas ir antibiotikus suteiks pagrindinių įžvalgų, padėsiančių numatyti ir užkirsti kelią būsimiems protrūkiams. Šis metodas sujungia patogeno genominius duomenis su žmonių kelionių modeliais, paimtais iš anoniminių mobiliojo telefono duomenų.

Tyrėjai iš Wellcome Sanger instituto, Witwatersrand universiteto ir Nacionalinio užkrečiamųjų ligų instituto Pietų Afrikoje, Kembridžo universiteto ir partneriai visame pasaulyje Pneumococcal Sequencing projekte integravo genominius duomenis iš beveik 7000 Streptococcus pneumoniae (pneumokoko) mėginių, surinktų pietuose. Afrika su išsamiais žmonių mobilumo duomenimis. Tai leido jiems pamatyti, kaip šios bakterijos, sukeliančios pneumoniją ir meningitą, juda tarp regionų ir laikui bėgant vystosi.

Išvados, paskelbtos m Gamtarodo, kad pradinis atsparumo antibiotikams sumažėjimas, susijęs su 2009 m. pneumokokine vakcina, gali būti tik laikinas, nes netikslinės padermės, atsparios antibiotikams, pavyzdžiui, penicilinui, įgijo 68 % konkurencinį pranašumą.

Tai pirmas kartas, kai mokslininkai sugebėjo tiksliai kiekybiškai įvertinti įvairių pneumokokų padermių tinkamumą – jų gebėjimą išgyventi ir daugintis. Ši įžvalga galėtų padėti kurti vakcinas, kad būtų nukreipta į labiausiai kenksmingas padermes, ir gali būti taikoma kitiems patogenams.

Daugelis infekcinių ligų, tokių kaip tuberkuliozė, ŽIV ir COVID-19, egzistuoja keliomis padermėmis arba variantais, kurios cirkuliuoja vienu metu, todėl jas sunku tirti. Pneumokokas, bakterija, kuri yra pagrindinė pneumonijos, meningito ir sepsio priežastis visame pasaulyje, yra puikus pavyzdys, turintis daugiau nei 100 tipų ir 900 genetinių padermių visame pasaulyje. Vien nuo pneumonijos kasmet miršta apie 740 000 vaikų iki penkerių metų, todėl tai yra didžiausia vaikų mirties priežastis.

Pneumokokų įvairovė trukdo kontroliuoti pastangas, nes vakcinos, skirtos pagrindinėms padermėms, palieka vietos kitiems užpildyti laisvas nišas. Kaip šios bakterijos plinta, kaip vakcinos veikia jų išgyvenimą ir jų atsparumas antibiotikams vis dar menkai suprantamas.

Šiame naujame tyrime mokslininkai išanalizavo genomo sekas iš 6910 pneumokokų mėginių, surinktų Pietų Afrikoje nuo 2000 iki 2014 m., kad galėtų stebėti skirtingų padermių pasiskirstymą laikui bėgant. Jie sujungė šiuos duomenis su anoniminiais „Meta“ surinktais žmonių kelionių modelių įrašais.

Komanda sukūrė skaičiavimo modelius, kurie atskleidė, kad pneumokokų padermės visiškai susimaišo visoje Pietų Afrikos populiacijoje maždaug 50 metų, daugiausia dėl lokalizuotų žmogaus judėjimo modelių.

Jie nustatė, kad nors 2009 m. įvedus pneumokokinę vakciną nuo tam tikrų šių bakterijų tipų sumažėjo tų tipų sukeliamų atvejų skaičius, dėl to kitos netikslinės šių bakterijų padermės įgijo 68 procentų konkurencinį pranašumą, o jų dalis didėja. jie tampa atsparūs antibiotikams, tokiems kaip penicilinas. Tai rodo, kad su vakcina susijusi apsauga nuo atsparumo antibiotikams yra trumpalaikė.

Dr. Sophie Belman, pirmoji tyrimo autorė, buvusi Ph.D. Wellcome Sanger instituto studentas, o dabar Schmidto mokslo darbuotojas Barselonos superkompiuterių centre, Ispanijoje, sakė: „Nors mes nustatėme, kad pneumokokinės bakterijos paprastai plinta lėtai, vakcinų ir antimikrobinių medžiagų naudojimas gali greitai ir reikšmingai pakeisti šią dinamiką. Mūsų modeliai galėtų būti taikomi kitiems regionams ir patogenams, siekiant geriau suprasti ir numatyti patogenų plitimą, atsižvelgiant į atsparumą vaistams ir vakcinų veiksmingumą.

Dr. Anne von Gottberg, Nacionalinio užkrečiamųjų ligų instituto Johanesburge (Pietų Afrika) tyrimo autorė, sakė: „Nepaisant pastangų vakcinuoti, pneumonija išlieka viena iš pagrindinių vaikų iki penkerių metų mirties priežasčių Pietų Afrikoje. Nuolat stebint genomą ir pritaikomas vakcinacijos strategijas, skirtas kovoti su nepaprastu šių patogenų prisitaikymu, galime geriau nukreipti intervencijas, kad apribotume ligų naštą.

Profesorius Stephenas Bentley, vyresnysis Wellcome Sanger instituto tyrimo autorius, sakė: „Pneumokoko įvairovė užtemdė mūsų požiūrį į tai, kaip bet kuri padermė plinta iš vieno regiono į kitą. Šis integruotas metodas, naudojant bakterijų genomą ir žmonių kelionių duomenis, pagaliau leidžia mums reikia įveikti šį sudėtingumą ir pirmą kartą didelės raiškos atskleidžiant paslėptus migracijos kelius.

„Tai leistų tyrėjams numatyti, kur gali įsitvirtinti atsirandančios didelės rizikos padermės, o tai leidžia mums būti žingsniu priekyje galimų protrūkių“.