《自然通讯》:不止新冠大流行,死灰复燃的“猩红热”已重出江湖!
中国生物技术网 · 2020/10/12
猩红热是历史上最普遍、最致命的儿童疾病之一。

本文转载自“中国生物技术网”微信公众号。


人嗜中性粒细胞中的A群链球菌。图片来源:NIAD

上个月,青海玉树市第三民族中学陆续出现学生猩红热病例。经过四天后官方确认,该校猩红热聚集性疫情已得到有效控制。

很多8090后可能都没听说过这个疾病。猩红热曾经是西方世界儿童的主要死亡原因,由于20世纪的医学进步,这种疾病几乎已经销声匿迹了。但近年来,在英国和东北亚又暴发了新的疫情,猩红热的再次出现对全球公共卫生构成了新的威胁。

至于它为什么会死灰复燃,仍然是个谜。

近日,发表在《Nature Communications(自然通讯)》上的一项新研究中,来自澳大利亚昆士兰大学圣卢西亚分校、中国疾控中心、香港大学英国剑桥大学的国际研究团队在其中一种致病菌株基因组中发现了线索,揭示了这种传染病家族树的复杂性。


https://www.nature.com/articles/s41467-020-18700-5

猩红热是由人类适应性病原体A群链球菌(即酿脓链球菌)引起的一种超抗原介导的急性传染病。A群链球菌是一种球状微生物,可以产生超抗原的有毒化合物,造成的结果可能是轻微的,如发热伴随令人不适的咽炎或皮疹。弥漫性皮疹和草莓舌是猩红热特有的症状,发病初期可以观察到患者的舌苔发白,舌头上有红色小点。


该疾病最常发生于5至15岁的儿童,但成年人也可以被感染,其中,幼儿园、学校、工厂等是猩红热高发的场所。它也可能导致严重的中毒性休克,并导致器官衰竭。

随着抗生素的出现,猩红热疫情已经可以被很好的控制,甚至从上世纪末以来,已经没有人再听说过这个传染病。

但这一切似乎都在改变。

该研究第一作者、昆士兰大学圣卢西亚分校分子生物学家Stephan Brouwer说:“随着英国2014年开始暴发第二次猩红热疫情后,大流行的全球化趋势变得越发明显,我们现在在澳大利亚也发现了分离株。那次全球范围内再次出现的猩红热,使发病率增加了5倍多,累计病例超过60万例。”

Brouwer领导的这个国际研究团队对A群链球菌的基因进行了研究,并鉴定出来自东北亚的一种特定菌株产生的多种超抗原的特性。

其中一种超抗原似乎为这些细菌入侵者提供了一种使其可以进入宿主细胞内部的巧妙新途径,这在细菌中从未被观察到。

这种新途径意味着这些疫情暴发并非源于几个世纪前在社区中传播的相同细菌的后代。相反,它们是与学会了一两种“新花样”的A群链球菌密切相关的菌群。

相似生物进化出相同特性的一种方式是自然选择以同样的方式独立地微调共享基因。

但其他研究已经表明,这种细菌得到了噬菌体(一种病毒)帮助,可以引起自身感染。

研究通讯作者、昆士兰大学圣卢西亚分校、澳大利亚传染病研究中心和化学与分子生物科学学院的生物科学家Mark Walker说:“当细菌被携带毒素基因的病毒感染时,毒素就会转移到细菌内。我们已经证明,这些获得性毒素可以让A群链球菌更好地在宿主体内定植,这可能会让它们在与其他细菌的竞争中胜出。”

在被称为水平基因转移的过程中,在一种微生物中进化的基因可以被整合到病毒的基因组中,并编辑成新的宿主DNA,从而产生一种原始克隆。

虽然这并不局限于细菌,但对于单细胞微生物来说,这是一种快速且便捷的适应方式。这些被偷走的基因可以为病原体提供进入宿主组织的新途径,或者抵抗阻止它们进入宿主的化学物质。

在这种情况下,它帮助一种不太危险的细菌发展出一种像已经消失的同类那样令人担忧的武器。

为了再次确认获得性超抗原的重要性,研究人员使用基因编辑来禁用其编码。结果,这些菌株失去了在用于测试细菌毒性的动物模型中定植的能力。

目前,我们对更大威胁(新冠病毒)的管控似乎也抑制了最近爆发的猩红热。像新冠病毒一样通过气溶胶传播的A群链球菌在目前的限制下不太可能成为一种大流行。

Walker说:“但是当社交距离最终放松时,猩红热很可能会卷土重来。就像新冠肺炎一样,疫苗将是根除猩红热的关键。猩红热是历史上最普遍、最致命的儿童疾病之一。”

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