在病原体多样性调查中发现的耐药性

WellcomeSanger研究所、牛津大学、Shoklo疟疾研究所和伦敦帝国理工学院的新研究揭示了对肺炎链球菌(每年导致数十万婴儿死亡的细菌)秘密生活的无与伦比的见解。

今天发表在《自然微生物学》上的这项研究详细介绍了单个婴儿体内病原体的遗传多样性，包括隐藏的多重耐药菌株和毒性菌株。研究结果表明，只有使用群体深度测序(PDS)方法才能检测到这种抗性变体，并且它们的存在可能是由于个体接受了抗生素治疗。

该研究强调了PDS有可能提高我们对肺炎链球菌等病原体的了解，并在关注抗菌素耐药性时为治疗策略提供信息。

肺炎链球菌，也称为肺炎球菌，是一种细菌病原体，可引起从耳部感染到肺炎、败血症和脑膜炎等多种疾病。它每年造成约900万次全球感染，老年人和儿童尤其容易受到感染。每年有超过300,000名儿童死于肺炎球菌感染，主要发生在低收入和中等收入国家(LMIC)。

并非所有被肺炎链球菌定殖的个体都会生病。高达60%的儿童和较小比例的成人携带这种细菌时没有症状。儿童通常被常见菌株定殖，这使我们的免疫系统能够识别和防范它们。作为成年人，我们倾向于被我们以前可能没有遇到过的稀有菌株定殖。

在这项新研究中，威康桑格研究所、牛津大学和伦敦帝国理工学院的研究人员着手记录儿童和成人中肺炎链球菌的多样性。

在两年内从婴儿和母亲那里收集的近4,000个样本进行了全基因组测序，以测试是否可以绘制出肺炎链球菌谱系的全部多样性。与之前的研究类似，常见的血清型如19F和23F更可能在婴儿中发现。导致成人疾病的血清型3是唯一在母亲中更常见的血清型。

重要的是，与标准测试相比，这种基于基因组学的方法的敏感性更高，表明婴儿中存在与疾病相关的罕见血清型，但水平较低。

来自WellcomeSanger研究所的该研究的第一作者GerryTonkin-Hill博士说：“大多数细菌研究只关注每个人的一个基因组，但这意味着我们所定殖的细菌的全部多样性未记录。我们想通过同时分析从同一个人身上提取的许多基因组来了解我们遗漏了什么。”

“这项研究的结果证实，细菌基因组群的全基因组测序是一种高度准确和有效的方法，正如在婴儿中检测到少量与疾病相关的血清型所表明的那样。”

还将基因组序列数据与参与研究时生病的个体接受的抗生素治疗进行了比较。分析表明，婴儿在治疗后被多药耐药谱系定植的风险更高。

相比之下，在未接受抗生素治疗的婴儿中，发现对治疗敏感的常见谱系胜过这些多重耐药谱系。

来自泰国Shoklo疟疾研究中心的该研究的第一作者ClareLing博士说：“人类，尤其是儿童，经常同时携带许多肺炎球菌菌株，这些菌株相互竞争，并与来自其他物种的菌株竞争。”

“在某种程度上，我们可以用抗生素治疗的菌株在正常情况下比耐药菌株更具优势是个好消息，但治疗给多重耐药菌株带来优势的事实令人担忧。”

与经常感染人类的​​其他病原体类似，对常用药物不敏感的肺炎链球菌耐药菌株的威胁越来越大。人们认为过度使用抗生素会导致耐药性，但这些药物可以挽救生命，并且仍然是我们抵御传染性细菌的最佳手段。改善我们使用抗生素的一种方法是通过精准医学，确定引起感染的菌株，以便使用最合适的药物。

惠康桑格研究所的高级作者斯蒂芬本特利教授说：“这项研究的高分辨率使我们能够追踪肺炎链球菌感染的过程，最终为我们提供解决此类问题所需的数据。就像药物敏感菌和耐药菌如何相互竞争一样。”

“这种方法向我们展示了，凭借足够的资源和专业知识，基因组监测如何提供我们需要的信息，以了解导致感染的菌株以及哪些治疗最有可能成功。”