Новый подход использует образцы инфицированных людей, что позволяет в режиме реального времени отслеживать вспышки инфекционных заболеваний, циркулирующих в человеческих популяциях, и быстро и автоматически выявлять бактерии, не поддающиеся вакцинации. Это может послужить основой для разработки вакцин, которые будут более эффективно предотвращать заболевания.

Подход также позволяет быстро обнаруживать новые разновидности, обладающие устойчивостью к антибиотикам. Это может стать основой для выбора лечения заразившихся людей — и попытки ограничить распространение болезни.

Результаты опубликованы в издании Nature.

Постоянная адаптация к новым угрозам

Вспышки инфекционных заболеваний постоянно эволюционируют, становясь все более эффективными и быстро распространяясь между нами.

Во время пандемии COVID это привело к появлению новых штаммов: оригинальный штамм Wuhan быстро распространился, но позже его обогнали другие варианты, в том числе Omicron, который развился из оригинального и лучше распространялся.

В основе этой эволюции лежат изменения в генетическом составе патогенов.

Патогены развиваются благодаря генетическим изменениям, которые делают их более эффективными в распространении. Ученые особенно обеспокоены генетическими изменениями, которые позволяют патогенам обходить нашу иммунную систему и вызывать заболевания, несмотря на вакцинацию против них.

Генетическое секвенирование выявляет новые варианты инфекционных заболеваний

Новая система использует данные генетического секвенирования для получения информации о генетических изменениях, лежащих в основе появления новых вариантов инфекционных заболеваний. Это важно для того, чтобы понять, почему различные варианты по-разному распространяются в человеческих популяциях.

В настоящее время существует очень мало систем, позволяющих следить за появляющимися вариантами инфекционных заболеваний, помимо уже существующих программ по надзору за COVID и гриппом.

Эта методика является значительным шагом вперед по сравнению с существующими подходами к вспышкам инфекционных заболеваний, когда группы экспертов решали, когда циркулирующая бактерия или вирус изменились настолько, чтобы их можно было назвать новым вариантом.

Создавая «семейные деревья», новый подход автоматически определяет новые варианты, основываясь на том, насколько сильно патоген изменился генетически и насколько легко он распространяется в человеческой популяции, что избавляет от необходимости собирать экспертов для этого.

Его можно использовать для широкого спектра вирусов и бактерий, а для выявления вариантов, циркулирующих в популяции, требуется лишь небольшое количество образцов, взятых у инфицированных людей. Это делает его особенно ценным для стран с ограниченными ресурсами.

Наш новый метод позволяет удивительно быстро определить, циркулируют ли в популяции новые трансмиссивные варианты патогенов. Его можно использовать для огромного количества бактерий и вирусов, — говорит доктор Ноэми Лефранк, первый автор доклада, который проводил работу на кафедре генетики Кембриджского университета.

Профессор Джулиан Паркхилл, научный сотрудник факультета ветеринарной медицины Кембриджского университета, добавил:

Наш метод позволяет совершенно объективно выявлять новые штаммы болезнетворных жуков, анализируя их генетику и то, как они распространяются в популяции.

Это означает, что мы можем быстро и эффективно выявлять появление новых штаммов инфекционных заболеваний с высокой степенью передачи.

Востребованная методика в сфере инфекционного контроля

Исследователи использовали свою новую методику для анализа образцов Bordetella pertussis, бактерии, вызывающей коклюш.

В настоящее время в нескольких странах наблюдаются самые сильные вспышки коклюша за последние 25 лет. Метод сразу же выявил три новых вспышки инфекционных заболеваний, циркулирующих среди населения, которые ранее не были известны.

Новый метод оказался очень своевременным для возбудителя коклюша, который требует усиленного наблюдения, учитывая его нынешнее возвращение во многие страны и тревожное появление устойчивых к противомикробным препаратам линий, — пояснил профессор Сильвен Бриссе, руководитель Национального референс-центра по коклюшу Института Пастера, который предоставил биоресурсы и экспертные знания по геномному анализу и эпидемиологии Bordetella pertussis.

Во втором тесте они проанализировали образцы Mycobacterium tuberculosis, бактерии, вызывающей туберкулез. Он показал, что распространяются две разновидности, обладающие устойчивостью к антибиотикам.

Профессор Хенрик Салье из отделения генетики Кембриджского университета и старший автор доклада сказал:

Этот подход позволит быстро определить, какие варианты патогена вызывают наибольшее беспокойство с точки зрения возможности заболевания людей.

Это означает, что вакцина может быть специально направлена против этих вариантов, чтобы сделать ее максимально эффективной.

Он заключил:

Если мы увидим быстрое распространение антибиотикорезистентного варианта, то сможем изменить антибиотик, который назначается людям, зараженным этим вирусом, чтобы попытаться ограничить распространение этого варианта.

Ранее ученые заявили, что ларингит — это не болезнь, а последствия образа жизни.