《Nature丨肺炎链球菌的地理迁移和适应动态》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-07-07
  • 2024年7月3日,剑桥大学的研究人员在Nature上发表了题为Geographical migration and fitness dynamics of Streptococcus pneumoniae的文章。

    肺炎链球菌是全球肺炎和脑膜炎的主要致病菌。在任何一个地方,许多不同的血清型都会共同流行。肺炎链球菌的传播范围和机制以及疫苗驱动的适应性和抗菌药耐药性的变化在很大程度上仍未得到量化。

    该研究利用南非的地理定位基因组序列(n = 6910,收集于 2000 年至 2014 年),将详细的人类流动数据与基因组数据配对,建立了重建传播的模型。另外,研究人员还估算了肺炎球菌结合疫苗(2009 年首次在南非实施)中包含(疫苗型 (VT))和不包含(非疫苗型 (NVT))的菌株在种群水平上的适应性变化。

    研究人员还评估了对青霉素耐药和不耐药的菌株之间的适应性差异。研究人员发现,经过 50 年的传播后,肺炎球菌才在南非各地均匀混合,而人类流动的集中性则导致了缓慢的传播。此外,在疫苗接种后的几年中,NVT 菌株与 VT 菌株相比,相对健康度有所提高(相对风险为 1.68;95% 置信区间为 1.59-1.77),其中越来越多的 NVT 菌株对青霉素产生抗药性。该研究结果表明,这种传播方式根深蒂固,传播速度缓慢,并表明最初与疫苗相关的抗菌素耐药性下降可能是短暂的。

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41586-024-07626-3
相关报告
  • 《冯婕研究团队合作揭示我国肺炎链球菌多耐药克隆的形成和演化规律》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2023-07-10
    •   近日,微生物研究所冯婕团队与北京大学第一医院临床药理研究所李耘团队合作在Genome medicine发表题为Phylogenomic insights into evolutionary trajectories of multidrug resistant S. pneumonia CC271 over a period of 14 years in China 的文章,系统阐释了我国肺炎链球菌多重耐药克隆群CC271的产生和演化历史。   肺炎链球菌可导致肺炎、脑膜炎等多种疾病,多重耐药肺炎链球菌的流行增大了其感染的治疗难度,了解多重耐药菌的形成和发展规律对于耐药的控制至关重要。目前我国缺少大规模的肺炎链球菌分子流行病学及全基因组数据分析,对于多耐药克隆在我国形成和演化规律的研究仍不充分。   研究团队对时间跨度14年的1312株肺炎链球菌进行了基因组测序及耐药表型分析,与来自全球肺炎链球菌基因组测序计划(GPS)的数据相结合,进行系统基因组学分析。结果显示,当前在CC271克隆群中主导的两个克隆(19F ST271-B和19A ST320),均是从同一个低耐药的祖先克隆(19F ST271-A)中分别独立演化而来。其中第一优势耐药克隆为19F ST271-B,它对β-内酰胺高水平耐药,且对头孢菌素类药物具有尤为高的耐药性。贝叶斯分析显示19F ST271-B在1995年至2000年间迅速扩散,这可能与1990年代头孢菌素在中国的广泛使用相关;CC271中占比第二的19A ST320耐药克隆是疫苗逃逸株,贝叶斯分析显示19A ST320于2001年在中国开始迅速扩散,与2000年美国推出PCV7疫苗的时间点较为吻合,展现了疫苗接种对全球耐药克隆流行的影响。该研究结果对于理解肺炎链球菌耐多药克隆的形成机制及开发有效的防控策略具有重要意义。       微生物研究所冯婕研究员和北京大学第一医院临床药理研究所李耘研究员为共同通讯作者,冯婕团队硕士生曾元、助理研究员宋宇琴及李耘团队助理研究员崔兰卿为本文共同第一作者。该研究工作得到了科技部重点研发计划以及中国科学院国际伙伴计划“全球共性挑战”专项等项目支持。 文章链接:https://link.springer.com/content/pdf/10.1186/s13073-023-01200-8.pdf.
  • 《链球菌躲避免疫系统机制查明》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2019-12-16
    • 12月3日发表在《细胞报告》上的一项研究显示,一种导致链球菌性咽喉炎等疾病的细菌病原体能将自己隐藏在红细胞碎片中,以逃避宿主免疫系统的检测。研究人员发现,A群链球菌(GAS)会产生一种不典型蛋白质,名为S蛋白。这种蛋白质能与红细胞膜结合,以避免被吞噬性免疫细胞吞噬和破坏。通过这种形式的免疫伪装,S蛋白增强了细菌毒性,降低了感染小鼠的存活率。 “我们的研究描述了一种全新的免疫逃避机制。”论文通讯作者、美国加州大学圣迭戈分校的David Gonzalez说,“我们认为,这一先前被忽视的毒性因子S蛋白的发现,有助于开发对抗GAS的策略。” GAS是一种人类特有的病原体,可引起许多不同的感染,例如链球菌性喉炎、猩红热等。据估计,全球每年有7亿人感染该病原体,并导致50多万人死亡。尽管科学家进行了积极研究,保护性疫苗仍然难以找到。迄今为止,青霉素仍然是对抗GAS感染的首选药物。但在世界某些地区,青霉素治疗的失败率已上升到近40%。另一种方法则是开发新的抗病毒疗法。 为了解决该问题,Gonzalez和同事Igor Wierzbicki、Anaamika Campeau使用了仿生病毒组学技术,识别由GAS分泌并与红细胞结合的蛋白质。他们发现了一种以前未被鉴定的蛋白质,即S蛋白,因为这种类型的蛋白质仅存在于链球菌属成员中。 研究人员发现,与未突变菌株相比,缺乏S蛋白的突变菌株在人体血液中生长的能力更弱,与红细胞结合能力也更弱。突变株也更容易被名为巨噬细胞和中性粒细胞的吞噬性免疫细胞捕获和杀死。此外,S蛋白的缺失极大重塑了细菌蛋白结构,降低了许多已知致病因子的丰度。 此外,感染了涂有红细胞的GAS细胞的小鼠死亡率为90%,而未涂有红细胞的感染小鼠死亡率为40%。Gonzalez说:“这些发现表明,S蛋白协同红细胞膜进行分子模拟,或模仿宿主分子,以逃避免疫反应。” 目前,Gonzalez团队正在研究S蛋白与红细胞结合的机制及其在其他人类病原体中所起的作用,包括肺炎链球菌、B组链球菌或无乳链球菌。无乳链球菌是导致新生儿出生第一周严重感染的常见原因。