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        基因組學(xué)揭示了細(xì)菌之間的競(jìng)爭(zhēng)如何影響疫苗接種的影響
        
			
        
				2019-05-20 11:06:49
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        肺炎鏈球菌的大規(guī)模遺傳和模擬研究為最近引入的疫苗如何消除該物種中的許多菌株提供了新的見(jiàn)解，以及剩余細(xì)菌競(jìng)爭(zhēng)替代它們的機(jī)會(huì)的多種方式。
        

        基因組學(xué)揭示了細(xì)菌之間的競(jìng)爭(zhēng)如何影響疫苗接種的影響
        

        肺炎鏈球菌通常位于鼻腔后方，通常無(wú)害。然而，它可以移動(dòng)到其他身體部位，導(dǎo)致它在英國(guó)每年導(dǎo)致數(shù)千例嚴(yán)重肺炎球菌疾病，并且在許多低收入或中等收入國(guó)家的疾病負(fù)擔(dān)更大。這些感染導(dǎo)致肺炎，血流感染或腦膜炎，并且在年幼嬰兒和老年人中最常見(jiàn)。作為回應(yīng)，已經(jīng)引入了兩種不同的疫苗來(lái)對(duì)抗英國(guó)的肺炎鏈球菌：2006年的7價(jià)疫苗，在2010年被13價(jià)疫苗取代。自兒童開(kāi)始接種疫苗以來(lái)，疫苗數(shù)量一直在下降。肺炎球菌病的發(fā)病率。
        

        經(jīng)過(guò)幾年的常規(guī)疫苗接種后，許多肺炎鏈球菌菌株，包括最常見(jiàn)的致病菌株，已被淘汰。然而，細(xì)菌在鼻腔后部無(wú)害的棲息地中并沒(méi)有那么普遍。相反，疫苗靶向菌株已經(jīng)被其他較少引起兒童疾病的菌株所取代。發(fā)表在“自然生態(tài)學(xué)與進(jìn)化論”(Nature Ecology&Evolution)上的最新研究為這可能發(fā)生的情況提供了新的解釋。
        

        本研究使用了三個(gè)大型基因組，在Wellcome Trust Sanger研究所測(cè)序，以跟蹤英國(guó)，美國(guó)和荷蘭的疫苗接種效果。研究人員不是關(guān)注單個(gè)菌株本身流行的變化，而是研究了高度多樣化的肺炎鏈球菌群體中基因的頻率。
        

        雖然不同的肺炎鏈球菌菌株在不同的位置占主導(dǎo)地位，但是從全基因組測(cè)序獲得的詳細(xì)信息顯示每個(gè)肺炎鏈球菌群體在基因頻率方面是相似的。在將疫苗接種計(jì)劃開(kāi)始時(shí)的細(xì)菌種群與幾年后的相同位置進(jìn)行比較時(shí)也是這種情況。研究人員的計(jì)算模型顯示，這種可能性很小。
        

        為了準(zhǔn)確探索基因頻率的動(dòng)態(tài)，研究人員呼吁最近收集的大量遺傳數(shù)據(jù)和新的數(shù)學(xué)方法將計(jì)算機(jī)模擬與實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。由桑格研究所的感染基因組學(xué)團(tuán)隊(duì)的Jukka Corander開(kāi)發(fā)的新算法實(shí)現(xiàn)了更精確的建模，并且可以使用此類模型估算速率結(jié)果，最高可達(dá)10,000倍。
        

        結(jié)果表明了特定類型的自然選擇的重要性，其中基因?qū)τ谠谙∮袝r(shí)發(fā)現(xiàn)它們的細(xì)菌更有利 - 因此稱為“負(fù)頻率依賴性選擇”。這可能是由細(xì)菌菌株之間的競(jìng)爭(zhēng)引起的，對(duì)基因組序列的詳細(xì)分析表明了這種情況可能發(fā)生的多種方式。例如，肺炎鏈球菌細(xì)胞分泌化學(xué)物質(zhì)以防止其他菌株的生長(zhǎng)，易受不同病毒感染，采用多種獲取營(yíng)養(yǎng)物的策略，并且它們?nèi)绾伪蝗嗣庖呦到y(tǒng)識(shí)別。這些不同過(guò)程的相對(duì)重要性仍然沒(méi)有得到很好的理解。
        

        該模型有望揭示為什么一些細(xì)菌具有如此復(fù)雜的種群結(jié)構(gòu)，使其難以通過(guò)疫苗接種完全消除。作者推測(cè)，在基因水平上發(fā)生的負(fù)頻率依賴性選擇是不同細(xì)菌種類之間的共同機(jī)制。隨著用于流行病學(xué)監(jiān)測(cè)的全基因組測(cè)序的使用變得更加常規(guī)，這些研究將為設(shè)計(jì)更好的控制策略以及更徹底地了解其后效應(yīng)提供有價(jià)值的基礎(chǔ)。
        
			

			
          
        
			
        
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