随着白喉耐药性的发展,它有再次成为全球主要威胁的风险
来自英国和印度的一个国际研究小组警告说,白喉——一种相对容易预防的感染——正在进化,对多种抗生素产生耐药性,未来可能导致疫苗逃逸。
由剑桥大学的科学家领导的研究人员表示,COVID-19对白喉疫苗接种计划加上感染人数的增加,有可能使该病再次成为一种主要的全球威胁。
白喉是一种高度传染性的感染,可以影响鼻子和喉咙,有时也会影响皮肤。如果不及时治疗,可能会致命。在英国和其他国家高收入国家在美国,婴儿要接种预防感染的疫苗。然而,在低收入和中等收入国家,该病仍可能在未接种疫苗和部分接种疫苗的社区中引起散发感染或暴发。
全球报告的白喉病例数正在逐渐增加。2018年,报告的病例为16651例,是1996-2017年年均(8105例)的两倍多。
白喉主要由白喉棒状杆菌引起,主要通过咳嗽和打喷嚏传播,或通过与感染者的密切接触传播。在大多数情况下,这种细菌会引起急性感染,由白喉毒素(疫苗的主要靶点)驱动。然而,非毒性的白喉梭菌也能引起疾病,通常以全身感染的形式出现。
今天发表在自然通讯在美国,一个由来自英国和印度的研究人员组成的国际团队使用基因组学来绘制感染地图,其中包括来自印度的一个子集,全球报告的病例中超过一半发生在2018年。
通过分析从患者身上分离出的61个细菌的基因组,并将这些基因组与441个公开的基因组相结合,研究人员能够建立一个系统发育树——一棵遗传“家族树”——来了解感染是如何相关的,并了解它们是如何传播的。他们还利用这些信息来评估抗微生物药物耐药性(AMR)基因的存在,并评估毒素变异。
研究人员发现,从多个大陆分离出的基因相似的细菌聚集在一起,最常见的是亚洲和欧洲。这表明白喉梭菌在人类中已经存在了至少一个多世纪,并随着人口迁移在全球范围内传播。
白喉梭菌的主要致病成分是白喉毒素,由毒性基因编码。疫苗所针对的正是这一成分。研究人员总共发现了18种毒素基因的不同变体,其中一些有可能改变毒素的结构。
剑桥治疗性免疫和传染病研究所(CITIID)的戈登·杜根教授说:“白喉疫苗的设计目的是中和毒素,因此任何改变毒素结构的基因变异都可能对疫苗的有效性产生影响。虽然我们的数据并不表明目前使用的疫苗将无效,但我们看到毒素变体的多样性不断增加的事实表明,疫苗和针对毒素的治疗方法需要定期评估。”
白喉感染通常可以用几种抗生素治疗。虽然有白喉梭菌对抗生素耐药的报道,但这种耐药的程度在很大程度上仍不清楚。
当研究小组寻找可能赋予某种程度抗微生物药物耐药性的基因时,他们发现每个基因组的AMR基因的平均数量每十年都在增加。从最近十年(2010-19)的感染中分离出来的细菌基因组显示,每个基因组中AMR基因的平均数量是最高的,几乎是下一个最高的十年——20世纪90年代——的平均数量的四倍。
CITIID的博士生、该研究的第一作者罗伯特·威尔(Robert Will)说:“白喉梭菌的基因组非常复杂,而且非常多样化。它对抗生素产生耐药性,这些抗生素甚至还没有在临床上用于治疗白喉。肯定还有其他因素在起作用,比如无症状感染和接触了大量用于治疗其他疾病的抗生素。”
红霉素和青霉素是传统上推荐的治疗确诊的早期白喉病例的抗生素,尽管有几种不同类别的抗生素可用于治疗感染.该团队在2010年代的分离株中发现了对其中六种类型具有耐药性的变体,比其他任何十年都要高。
世界卫生组织印度国家办事处的Pankaj Bhatnagar博士说:“抗生素耐药性很少被认为是白喉治疗中的一个主要问题,但在世界上的一些地方,细菌基因组对多种抗生素产生了耐药性。这可能有很多原因,包括细菌暴露在抗生素在他们的环境中或在治疗其他感染的无症状患者中。”
研究人员表示,COVID-19对全球儿童疫苗接种计划产生了负面影响,目前报告的病例数量正在上升,2018年的发病率达到22年来的最高水平。
来自CITIID的Ankur Mutreja博士领导了这项研究,他说:“了解白喉是如何进化和传播的比以往任何时候都更重要。基因组测序为我们实时观察这一情况提供了一个强大的工具,使公共卫生机构能够在为时已晚之前采取行动。
“我们不能忽视白喉,否则我们就有可能再次成为一个主要的全球威胁,可能是以一种改良的、适应得更好的形式。”
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