耐药性结核病如何在全球范围内进化和传播
结核分枝杆菌(TB)的最常见形式起源于欧洲,并与欧洲探险家和殖民主义者一起传播到亚洲,非洲和美洲,揭示了由伦敦大学学院和挪威公共卫生研究所领导的一项新研究。
结核病的生命比任何其他传染病都要多,虽然其全球负担在过去十年中缓慢下降,但抗生素耐药性(ABR)的上升是其控制的主要障碍。
这项研究今天发表在Science Advances上,是迄今为止最广泛的结核病形式的最彻底的基因组分析,称为Lineage 4 TB,并且显着增加了我们对最常见结核病形式的起源和随后传播的理解。
该小组还绘制了耐药菌株的进化图,以研究ABR的机制,发现Lineage 4 TB的耐药菌株几乎没有扩散到它们最近发源的国家之外。
“我们的研究结果强烈表明,至少对于第4代,抗生素抗性是多个国家和地区存在的局部挑战,但它们之间的差异很小。因此,成功阻止其境内抗性菌株传播的国家应该期待看到相应的作者Vegard Eldholm博士(挪威公共卫生研究所感染控制与环境健康部门,以前是伦敦大学学院遗传学研究所的成员)解释说,抗药性结核病大量减少。
“这并不是说我们不应该担心抗性菌株的国际传播,因为这些模式在未来可能会发生变化,特别是如果抗生素耐药性负担持续增长的话。”
在这项研究中,研究人员分析了从欧洲,非洲,东南亚,南美洲和北美洲不同时间点采集的1,669个Lineage 4 TB样本的基因组序列。这些包括取自数百年至今的木乃伊的样本。
每个TB菌株定位在遗传家族树上,并且其位置在地理上随时间映射。
在结核病的七大谱系中,只有第2和第4谱系在其分布中真正具有全球性,可能反映了过去的人类迁徙与其相对于其他谱系的更有效的传播。
早期的研究表明,所有血吸虫谱系的祖先在4000 - 6000年前在非洲进化,并从非洲大陆分散到世界其他地区。
新的结果表明,Lineage 4随后在大约一千年前出现在欧洲,然后成为全球主要的结核病形式。
他们表明,最早引入第四世系列至非洲的事件发生在15世纪的刚果共和国,然后在17世纪晚期蔓延到南非,乌干达和马拉维。
这恰好反映了撒哈拉以南非洲的欧洲殖民历史,以及1482年在黄金海岸(现今的加纳)建立的早期葡萄牙堡垒和贸易站,随后是欧洲殖民扩张和非洲内部移民。
“在西部非洲,血统4是结核病的主要形式,但血统5和6也很常见。这些血统导致较轻的疾病负担,也不会传播。很可能随着欧洲血统4的到来取代较少该研究的共同作者Francois Balloux教授(UCL Genetics,Evolution&Environment)表示,该地区的侵略性血统,结核病变得更加普遍和恶化。
该文件进一步表明,欧洲人在1492年欧洲人抵达非洲大陆后不久就将结核病带到了南美洲,在17世纪之交,第四世系列急剧增加。最早进入北美的迁徙事件发生在16世纪左右。
通过对导致抗生素耐药性的每种常见基因突变的出现进行测定和绘图,他们发现在引入用于治疗结核病的各类抗生素后不久就出现了药物特异性抗性突变,如异烟肼,利福平,卡那霉素和氟喹诺酮类药物。
抗生素抗性突变的迅速出现本身并不令人惊讶; 然而,研究小组没有发现任何抗病毒株4株TB在其最初出现的国家之外传播的事件,这表明抗生素抗性的传播往往主要发生在区域范围内。
“成功地将过去的迁移映射到这个细节层次是了解疾病传播的关键第一步,以便预测接下来会发生什么,这是最终目标,”Eldholm博士总结道。
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