Разнообразие в бактериях тифа связано с более высокой смертностью
Исследователи из Корнеллского университета обнаружили, что во всем мире 20% штаммов бактерий, вызывающих брюшной тиф, имеют генетические вариации в их внешнем слое, называемом Vi-капсулой, которые обеспечивают более высокую вирулентность, заразность и устойчивость к антибиотикам. Это может влиять на распространение болезни и эффективность вакцин.
Исследование, опубликованное 19 июня в Nature Communications, впервые описывает эти варианты Salmonella Typhi (S. Typhi) для науки.
S. Typhi передается через зараженную пищу и воду и ежегодно вызывает 200 000 смертей. Для выживания в организме хозяина S. Typhi полагается на структуру, называемую Vi-капсулой — защитным слоем, покрывающим бактерию. Молекулы, образующие Vi-капсулу (капсулярные полисахариды, CPS), используются для создания противотифозных вакцин.
Несмотря на важность Vi-капсулы, ее генетическое разнообразие и влияние на вирулентность ранее не документировались. Чтобы исследовать эту изменчивость, ученые проанализировали полный геном 5379 штаммов, собранных по всему миру. Два конкретных фермента, участвующих в синтезе Vi-капсулы, несли много генетических вариаций.
Сосредоточившись на 21 наиболее распространенной мутации в этих ферментах, исследователи установили, как генетические вариации влияют на состав CPS. Каждая из этих специфических точечных мутаций приводит к отдельному варианту Vi-капсулы.
На основе структурных свойств варианты S. Typhi были разделены на две основные группы:
- Гипо-Vi-варианты (с меньшим количеством, длиной или измененными химическими свойствами CPS).
- Гипер-Vi-варианты (с большим количеством, длиной или измененными химическими свойствами CPS).
Ключевые различия между вариантами:
- Гипо-Vi-варианты обладают более высокой способностью к заражению хозяина.
- Гипер-Vi-варианты вызывают более тяжелое заболевание у инфицированных мышей и имеют более высокий уровень смертности.
- Бактерии с гипер-Vi-капсулами обладают повышенной способностью колонизировать желчный пузырь. От 2% до 6% выздоровевших пациентов с S. Typhi в желчном пузыре становятся бессимптомными хроническими носителями, выделяя бактерии месяцы или годы, что способствует сохранению болезни.
- Гипер-Vi-штаммы более широко распространены географически, чем гипо-Vi, и демонстрируют большую устойчивость к антибиотикам. Все случаи конкретного гипер-Vi-варианта показали устойчивость к ципрофлоксацину — распространенному средству лечения тифа.
Значение исследования:
- Эпидемиология: Обновление методов обнаружения для идентификации циркулирующих вариантов.
- Клиническое применение: Неизвестно, одинаково ли эффективна существующая тифозная вакцина против всех типов Vi-капсул.
- Будущие исследования: Работа создает основу для изучения вариантов S. Typhi и предоставляет стратегии борьбы с ними. Ученые планируют создать справочную таблицу для научного сообщества, расширяя корреляцию между генетическими вариациями и свойствами капсулы, а также изучать другие виды Salmonella с похожими капсулами.