UNSW Sidnėjaus ir Sidnėjaus technologijos universiteto (UTS) mokslininkai sukūrė naują genomo testą, kuris gali nustatyti specifines kokliušo (bakterijos Bordetella pertussis) padermes.
Ši nauja technologija suteikė įžvalgų apie dvi ankstesnes kokliušo epidemijas Australijoje ir užsienyje, o rezultatai buvo paskelbti Klinikinės mikrobiologijos žurnalas.
Komanda, vadovaujama profesoriaus Ruiting Lan iš UNSW ir dr. Laurence'o Luu iš UTS ir UNSW, tikisi panaudoti šį tyrimą, kad nustatytų padermę, kuri sukėlė dabartinį protrūkį Australijoje.
2024 m. visose valstijose ir teritorijose, palyginti su ankstesniais metais, padaugėjo kokliušo atvejų. Išsami informacija apie susijusią padermę gali atlikti lemiamą vaidmenį gerinant protrūkio valdymą ir būsimą vakcinų kūrimą.
„Šis tyrimas atveria kelią kokliušo padermių stebėjimui realiuoju laiku, įveikiant dabartinius tyrimų apribojimus“, – sako tyrimui vadovavęs UTS kanclerio mokslinis bendradarbis dr. Laurence'as Luu. „Mūsų rezultatai suteikia svarbių pradinių duomenų, kad suprastume, kaip kokliušas pasikeitė Australijoje, ir galėtų būti panaudotas siekiant padėti mums įveikti dabartinį protrūkį.
100 dienų trunkantis kosulys
Kokliušas yra sunki kvėpavimo takų liga, kurios simptomai apima nuolatinį kosulį, kuris gali trukti iki 100 dienų. Liga yra labai užkrečiama, nes vienas užsikrėtęs asmuo be vakcinacijos gali ją perduoti 17–18 imlių asmenų.
„Jis prasideda kaip ir visi kiti peršalimo ir gripo simptomai – sloga, lengvas kosulys ir nedidelis karščiavimas, tačiau laikui bėgant, maždaug per savaitę ar dvi, kosulys pradeda vis intensyvėti“, – sako dr. Luu, taip pat UNSW biotechnologijų ir biomolekulinių mokslų mokyklos asocijuotasis dėstytojas.
„Tai gali sukelti kosulio priepuolius, po kurių staigus įkvėpimas, o tai yra pastebimas girdimas triukšmas.
Skiepijimas nuo kokliušo labai rekomenduojamas kūdikiams ir nėščiosioms, siekiant sumažinti infekcijos ir komplikacijų riziką. Nėščiųjų nuo 20 iki 32 savaičių imunizacija suteikia svarbią apsaugą naujagimiams jų pažeidžiamiausiais ankstyvaisiais mėnesiais, prieš pradedant skiepytis.
Protrūkio modeliai
Ankstesni komandos tyrimai rodo, kad kokliušas gali išsivystyti dėl vakcinos spaudimo, panašiai kaip matėme su COVID-19. „Mūsų ankstesni tyrimai rodo, kad kokliušas vystosi prieš vakciną“, – sako dr. Luu. „Atsižvelgiant į tai, vakcina vis dar labai veiksmingai apsaugo nuo sunkių ligų.
Istoriniai duomenys rodo, kad nepaisant plačiai paplitusio vakcinos naudojimo, kokliušo atvejų padaugėja kas ketverius ar penkerius metus.
Po protrūkio 2019 m. dėl sienų uždarymo ir COVID-19 užblokavimo kokliušo atvejų sumažėjo rekordiškai. Tačiau neseniai Australijoje kilęs protrūkis sukėlė maždaug 39 000 laboratorinių patvirtintų atvejų – tai didžiausias skaičius per metus nuo vakcinų įvedimo.
Ataskaitose nurodoma, kad 2024 m. atvejų buvo daugiau nei 10 kartų, palyginti su visais 2023 m., o vaikai nuo 9 iki 12 metų sudarė beveik 40% visų atvejų, apie kuriuos pranešta.
„Mūsų sukurtas metodas, žinomas kaip mPCR sekos nustatymo tyrimas, gali tiesiogiai sekti likusią kokliušo DNR, likusią po PGR testo, ir norint veiksmingai veikti, reikia vos keturių bakterijų DNR kopijų. Tam nereikia augti. bakterijų“, – sako daktaras Laurence’as Luu.
Kokliušo nustatymo sekos kūrimas
Daugelį metų kokliušas buvo diagnozuojamas auginant sukėlėjas bakterijas, kol buvo pereita prie PGR tyrimo, kuriam nebereikia kultivuoti (auginti) gyvų bakterijų.
„Šis diagnostikos praktikos pasikeitimas reiškia, kad nebeatgauname bakterijų stebėjimui ir negalime stebėti, kokios padermės cirkuliuoja bendruomenėje, ar jos vis dar yra taikomos dabartinės vakcinos ar antibiotikų taikiniui“, – sako dr. Luu.
Siekdama aiškesnės informacijos apie padermes, sukeliančias kokliušą, komanda nusprendė sukurti labai jautrų padermės testą be būtinybės auginti bakterijas.
„Paprastai norint suprasti, kokios padermės cirkuliuoja bendruomenėje, reikia auginti bakterijas, kad jų pakaktų jų DNR sekai nustatyti“, – sako dr. Luu.
Klinikinių kokliušo tepinėlių DNR sekos nustatymas yra visų rūšių DNR, tiek iš žmonių, tiek iš visų kitų žmogaus kvėpavimo takų bakterijų, kokteilis. „Paprastai dėl to labai sunku nustatyti seką“, – sako dr. Luu.
„Tačiau mūsų sukurtas metodas, žinomas kaip mPCR sekos nustatymo tyrimas, gali tiesiogiai sekti likutinę kokliušo DNR, likusią po PGR tyrimo, ir norint veiksmingai veikti, reikia vos keturių bakterijų DNR kopijų. Tam nereikia auginti bakterijas“.
Grupė išbandė savo tyrimą su 178 likusiais diagnostiniais DNR mėginiais iš visos Australijos iš dviejų ankstesnių protrūkių, o mėginiai buvo paimti 2010–2012–2019 m.
Ankstesnių epidemijų stebėjimas
Rezultatų analizė suteikė precedento neturinčios informacijos apie kokliušo padermių, kurios cirkuliavo Australijoje iki pandemijos, raidą.
Viena iš pagrindinių išvadų atskleidė, kad 2012 m. protrūkis pasižymėjo iki penkių skirtingų B. pertussis padermių arba linijų. „Mes nustatėme, kad padermės, kurios buvo susijusios su didžiule 2008–2012 m. epidemija, išsivystė ir nebegamina vieno iš trijų komponentų, kuriems skirta vakcina.
Iki 2019 m. viena iš šių atmainų tapo dominuojančia.
„Nuostabu, kad mes taip pat nustatėme daugybę atvejų, kai infekciją sukėlė ne kokliušas, o kita glaudžiai susijusi bakterija, vadinama Bordetella holmesii“, – sako dr. Luu.
„Klinikinėse laboratorijose abi bakterijos turi tą patį diagnostinį žymenį, tačiau matome, kad 2019 m. iš tikrųjų buvo dvi rūšys, kurios sukėlė infekciją, ir netgi atvejai, kai jos buvo užkrėstos dviem skirtingomis bakterijomis.
„Svarbu turėti ankstesnius duomenis, kad suprastume, kaip bakterijos laikui bėgant galėjo keistis, pavyzdžiui, ar jos vystosi prieš vakcinas, ar išsivysto atsparumas antibiotikams.
Reguliarus kokliušo stebėjimas
Auksinis ligų protrūkių stebėjimo standartas yra COVID-19, aiškina dr. Luu. „Mes žinojome tikslų laiką, kada buvo pradėtos platinti delta ir omikrono padermės, o tai padėjo mums toliau kurti vakciną ir reaguoti taikant atitinkamas strategijas“, – sako jis.
Nors šis naujausias dokumentas atskleidė, kad jų tyrimas yra veiksmingas ir jautrus, kiti dr. Luu ir jo komandos žingsniai apima savo metodų taikymą dabartiniam protrūkiui.
Komanda bendradarbiauja su patologijos paslaugų teikėjais, kad šis tyrimas būtų įprastos visuomenės sveikatos priežiūros priemonės, siekiant nustatyti, kokios kokliušo atmainos cirkuliuoja bendruomenėje. „Žinodami, kokios padermės perduodamos bendruomenėje, tai leis mums greičiau pastebėti protrūkius ir į juos reaguoti“.