Дифтерия - относительно легко предотвратимая инфекция - эволюционирует, становясь устойчивой к ряду классов антибиотиков, и в будущем может привести к ускользанию вакцины, предупреждает международная группа исследователей из Великобритании и Индии.
Исследователи во главе с учеными из Кембриджского университета говорят, что влияние COVID-19 на графики вакцинации против дифтерии в сочетании с ростом числа инфекций рискуют снова превратить болезнь в серьезную глобальную угрозу.
Дифтерия - это очень заразная инфекция, которая может поражать нос и горло, а иногда и кожу. Если его не лечить, это может привести к летальному исходу. В Великобритании и других странах с высоким уровнем дохода детей прививают от инфекции. Однако в странах с низким и средним уровнем дохода это заболевание по-прежнему может вызывать спорадические инфекции или вспышки в невакцинированных и частично вакцинированных сообществах.
Число случаев дифтерии, зарегистрированных во всем мире, постепенно увеличивается. В 2018 году было зарегистрировано 16 651 случай, что более чем вдвое превышает среднегодовой показатель за 1996-2017 годы (8 105 случаев).
Дифтерия в первую очередь вызывается бактерией Corynebacterium diphtheriae и в основном распространяется при кашле и чихании или при тесном контакте с инфицированным человеком. В большинстве случаев бактерии вызывают острые инфекции, вызываемые дифтерийным токсином - ключевой мишенью вакцины. Однако нетоксигенный C. diphtheria также может вызывать заболевание, часто в виде системных инфекций.
В исследовании, опубликованном сегодня в Nature Communications, международная группа исследователей из Великобритании и Индии использовала геномику для картирования инфекций, в том числе в Индии, где в 2018 году произошло более половины случаев, зарегистрированных во всем мире.
Проанализировав геномы 61 бактерии, выделенной от пациентов, и объединив их с 441 общедоступным геномом, исследователи смогли построить филогенетическое древо - генетическое «родословное древо», - чтобы увидеть, как инфекции связаны, и понять как они распространяются. Они также использовали эту информацию для оценки наличия генов устойчивости к противомикробным препаратам (AMR) и оценки вариации токсинов..
Исследователи обнаружили кластеры генетически сходных бактерий, выделенных с нескольких континентов, чаще всего из Азии и Европы. Это указывает на то, что C. diphtheriae присутствует в человеческой популяции по крайней мере более века, распространяясь по всему миру по мере миграции популяций.
Основной болезнетворный компонент C.diphtheriae представляет собой токсин дифтерии, который кодируется геном tox. Именно на этот компонент нацелены вакцины. В общей сложности исследователи обнаружили 18 различных вариантов гена tox, некоторые из которых потенциально могли изменить структуру токсина.
Профессор Гордон Дуган из Кембриджского института терапевтической иммунологии и инфекционных заболеваний (CITIID) сказал: «Вакцина против дифтерии предназначена для нейтрализации токсина, поэтому любые генетические варианты, изменяющие структуру токсина, могут повлиять на то, как эффективна вакцина. Хотя наши данные не предполагают, что используемая в настоящее время вакцина будет неэффективной, тот факт, что мы наблюдаем постоянно растущее разнообразие вариантов токсина, предполагает, что вакцина и методы лечения, нацеленные на токсин, нуждаются в регулярной оценке."
Дифтерийные инфекции обычно можно лечить с помощью ряда классов антибиотиков. Несмотря на то, что C. diphtheriae обладает устойчивостью к антибиотикам, степень такой устойчивости остается в значительной степени неизвестной.
Когда команда искала гены, которые могли бы придать некоторую степень устойчивости к противомикробным препаратам, они обнаружили, что среднее количество генов AMR на геном увеличивается каждое десятилетие. Геномы бактерий, выделенных из инфекций последнего десятилетия (2010-2019 гг.), показали самое высокое среднее количество генов AMR на геном, в среднем почти в четыре раза больше, чем в следующем десятилетии, 1990-х годах.
Роберт Уилл, аспирант CITIID и первый автор исследования, сказал: «Геном C. diphtheriae сложен и невероятно разнообразен. Он приобретает устойчивость к антибиотикам, которые даже клинически не используются при лечении дифтерии. Должны действовать и другие факторы, такие как бессимптомная инфекция и воздействие большого количества антибиотиков, предназначенных для лечения других заболеваний».
Эритромицин и пенициллин являются традиционно рекомендуемыми антибиотиками выбора для лечения подтвержденных случаев дифтерии на ранней стадии, хотя существует несколько различных классов антибиотиков, доступных для лечения инфекции. Команда выявила варианты, устойчивые к шести из этих классов в изолятах 2010-х годов, больше, чем в любые другие десятилетия.
Д-р Панкадж Бхатнагар из странового офиса Всемирной организации здравоохранения в Индии сказал: «УПП редко рассматривают как серьезную проблему при лечении дифтерии, но в некоторых частях мира бактериальные геномы приобретают устойчивость к многочисленные классы антибиотиков. Этому, вероятно, может быть ряд причин, в том числе воздействие антибиотиков на бактерии в окружающей их среде или у бессимптомных пациентов, лечащихся от других инфекций».
Исследователи говорят, что COVID-19 оказал негативное влияние на графики вакцинации детей во всем мире и появился в то время, когда число зарегистрированных случаев заболевания растет, а 2018 год показал самый высокий уровень заболеваемости за 22 года.
Д-р Анкур Мутрежа из CITIID, руководивший исследованием, сказал: «Как никогда важно, чтобы мы понимали, как развивается и распространяется дифтерия. Секвенирование генома дает нам мощный инструмент для наблюдения за этим в режиме реального времени, позволяя учреждениям общественного здравоохранения принимать меры, пока не стало слишком поздно.
"Мы не должны спускать глаз с дифтерии, иначе мы рискуем снова превратить ее в серьезную глобальную угрозу, потенциально в измененной, лучше адаптированной форме."
Исследование финансировалось в основном Советом по медицинским исследованиям при дополнительной поддержке Кембриджского центра биомедицинских исследований NIHR.