How surveillance can detect shape-shifting bacteria to stop them evading vaccines
肺炎球菌结合疫苗拯救了数百万人的生命，但一些细菌菌株已经进化到可以逃避它们。基因测序可以帮助疫苗制造商领先病原体一步。
- 2022年8月18日
- 经过普里亚·约伊
一项全球基因组监测研究指出了一些菌株肺炎链球菌导致肺炎和脑膜炎等疾病的致命细菌能够逃避疫苗——现在正在为制造下一代疫苗的人提供有价值的数据。
“最令人兴奋的成果之一是，我们在2011年开始的工作现在已经真正成熟，可以影响疫苗设计，这可以对降低婴儿死亡率产生巨大影响。”
这项研究发表在2006年8月16日柳叶刀微生物，由法国国家肺炎球菌参考中心Wellcome Sanger Institute和西班牙Sant Joan de Deu医院领导，作为全球肺炎球菌测序(GPS)项目的一部分，该项目由Wellcome Sanger Institute的Stephen Bentley教授和Emory大学的Keith Klugman教授构思，两人都是该研究的作者。
的负担肺炎链球菌意义重大。它每年在全球范围内造成900万例感染，每年有30多万人死于肺炎球菌感染，主要是在低收入和中等收入国家。GPS项目的建立是为了绘制和调查肺炎链球菌在世界范围内传播的菌株。它既寻找它们抵抗抗生素等抗菌剂的能力，也寻找是否有菌株可以逃避疫苗。后者可以帮助调整新的疫苗，使其更好地瞄准目标。
全基因组测序
2009年左右出现的下一代测序技术是理解基因动力学能力飞跃的原因肺炎链球菌全球范围内。
本特利教授表示，在实验室用标准微生物学技术研究耐药性和毒力既费力又复杂。全基因组测序的优势是“我们可以研究一种分离物，并立即确定它是什么血清型，它有什么耐药基因，然后告诉你可能的毒力水平，这可以非常快地完成”。
由GPS项目开创的监视现在正被更广泛地使用。英国和美国的公共卫生实验室越来越多地使用基因组学来监测和调查所有细菌病原体的种群。
变形应变
一种被称为24F的血清型(具有相似特征的菌株的集合)已被证明在几个国家呈上升趋势，其高流行率首先在法国被记录。通过已经收集数据十年的全球定位系统联盟，本特利教授和他的同事们能够观察其他国家。他们发现这种血清型在加拿大、丹麦、德国、印度、以色列、意大利、日本、黎巴嫩、挪威、西班牙和英国等国家呈上升趋势。
这项最新研究发现，一种名为GPSC10的菌株正在推动24F的上升。这一发现证明了病原体和疫苗之间不可避免的“军备竞赛”,其中生物体可以进化以逃避疫苗，但疫苗很少能够针对病原体的所有潜在菌株。
本特利教授说，这使得疫苗没有针对的菌株取而代之，改变了传播菌株的动态。“在疫苗部署后，有几个菌株在等待接管，但很难预测哪一个会出现。他解释说:“抗药性会使一个菌株更有可能成功。
GPSC10毒性强，耐药性强，可逃避目前使用的肺炎球菌结合疫苗PCV-13疫苗；这使它成为一个主要的公共健康威胁。“我们有充分的证据表明，GPSC10将来会成为印度的一个高风险菌株，”本特利教授说。
下一代疫苗
由于GPSC10既可以逃避当前的疫苗，又不能被抗生素控制，因此现在迫切需要开发针对该菌株的新疫苗。
这些发现已经通过资助这项研究的比尔和梅林达盖茨基金会传达给疫苗制造商；盖茨基金会目前正在资助24F针对目标菌株的疫苗试验。
这种类型的全基因组测序也适用于其他病原体，如高度耐药的革兰氏阴性病原体，如大肠杆菌(大肠杆菌)和克雷伯氏沙门菌本特利教授表示。
他补充说:“最令人兴奋的成果之一是，我们在2011年开始的工作现在已经真正成熟，可以影响疫苗设计，这可以对降低婴儿死亡率产生重大影响”。