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解密霍乱基因组学历史!国际顶尖机构联手发表两篇Science

2017/11/13 来源:生物探索
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导读
英国著名基因组测序中心Wellcome Trust Sanger研究所、法国巴斯德研究所的研究人员和来自世界各地的合作者,研究了过去的60年里爆发在非洲和拉丁美洲的霍乱病菌,解密了霍乱基因组学历史,这对于改进霍乱控制策略有积极意义。


霍乱作为一种古老的疾病,对人类带来过巨大灾害。仅19世纪以来,全球发生了七次霍乱大流行,造成数百万人死亡。即使从今天看,它仍然影响着世界上47个国家,每年有将近10万人死于这一疾病。

11月10日发表在Science上的两项研究成果,融合了全基因组测序和流行病学,来估计引起霍乱流行的不同霍乱菌株的风险。

不同大陆有不同霍乱菌的变种

上述研究中,科学家们分析了1200多个霍乱样本的遗传数据,这些数据了来自世界各地的历史性霍乱样本,可追溯到上世纪50年代。

研究人员把重点放在非洲和拉丁美洲,因为这些地区发生了大量流行病:第七次霍乱大流行于1970首次来到非洲,从此非洲成为受该疾病影响最严重的大陆;霍乱在1991年后出现在拉丁美洲,100年后出现在美国。    研究人员分别发表了非洲和拉丁美洲霍乱研究的两篇文章以表明:大陆之间存在着惊人的多样性;拉丁美洲和非洲有不同的霍乱毒素变种,它们的传播动力和生态位是不同的。

在非洲

在关于非洲的研究中,研究小组发现:目前正在进行的从上世纪60年代开始的大流行,是由一个单一种系的霍乱弧菌引起的,称为7PET。此后不断被引入非洲的两个主要区域——西非和中东/南部非洲。

非洲研究文章(Genomic history of the seventh pandemic of cholera in Africa)的第一作者François-Xavier Weill说:“我们的研究结果表明,各种7PET菌的新版本自上世纪70年代以来进入非洲。一旦被引入,霍乱暴发遵循类似的路径时在非洲大陆蔓延。这一结果让我们有了一个想法,即我们可以针对非洲的那些特定地区加强监测和控制。”

科学家们还研究了霍乱中抗生素耐药性的演变。研究小组发现,最近进入非洲的霍乱细菌已经对抗生素产生了耐药性。利用基因组数据,他们能够追溯到抗生素耐药性的来源是南亚。

在拉美

在拉丁美洲的研究文章中,研究团队不仅着眼于7PET菌株引起的传染病,也包括霍乱弧菌的其他株引起的散发性低水平疾病。他们发现,霍乱弧菌的不同菌株可以被赋予不同的风险,导致大暴发。这对全世界的霍乱控制工作有重大影响。

拉丁美洲研究文章(Integrated view of Vibriocholerae in the Americas)的第一作者Daryl Domman说:“我们的数据表明,当一个7PET流行病株从其他地方进入拉丁美洲,它可以造成大规模的流行,就像1990年在秘鲁和2010年在海地那样。然而,我们现在知道,已经存在这个地区的其他菌株仍然可以使人生病,但似乎没有这种流行病的潜力。了解是哪种病菌造成的,能使区域或国家政府做出适当的公共卫生反应。”

意义和应用价值

文章通讯作者,来自Wellcome Trust Sanger研究所和伦敦大学的Nick Thomson教授说:“这些研究结果会为霍乱大流行的控制产生影响。我们现在真正了解了霍乱是如何在全球各地传播的。通过掌握这些信息,我们可以了解基础科学上的知识以及改进的控制策略,以便更好地了解一种对人类健康构成如此威胁的简单的细菌。”

参考资料

1) Genomic history of the seventh pandemic of cholera in Africa

2) Integrated view of Vibrio cholerae in the Americas

3) Risk of cholera epidemics estimated with new rule-book

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