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# Biología# Microbiología

Aumento de la amenaza de infecciones por Streptococcus pyogenes

La fiebre escarlatina y las infecciones severas han aumentado en los últimos años.

― 8 minilectura


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Streptococcus pyogenes, conocido como estreptococo del grupo A (GAS) o StrepA, es un germen común que puede causar varias infecciones en humanos. Estas infecciones van desde problemas leves en la garganta, como dolor de garganta y amigdalitis, hasta problemas en la piel como el impétigo. En los niños, el germen a menudo provoca infecciones en la garganta que pueden convertirse en Fiebre Escarlatina, que se caracteriza por una erupción roja y una lengua hinchada. Aunque es raro, el S. pyogenes también puede causar enfermedades severas como neumonía o enfermedad de los tejidos blandos.

En Inglaterra, los casos de fiebre escarlatina e infecciones severas relacionadas con S. pyogenes deben ser reportados a las autoridades de salud. En septiembre de 2022, los funcionarios de salud notaron un aumento significativo en los casos de fiebre escarlatina, mucho más alto que en años anteriores. Los informes mostraron que hubo casi cuatro veces más notificaciones que el promedio de las cinco temporadas anteriores. A medida que aumentaban los casos, también hubo muchos informes de infecciones severas, especialmente en niños.

En un período específico desde mediados de septiembre hasta finales de noviembre de 2022, se reportaron casi 9,000 casos de fiebre escarlatina. El pico de casos de fiebre escarlatina se observó a finales de diciembre. Los expertos encontraron que una cepa específica de la bacteria, conocida como emm1, fue la causa más común de infecciones severas en personas mayores. Sin embargo, un porcentaje aún más alto de casos severos ocurrió en niños menores de 15 años, lo que llevó a trágicas fatalidades.

Patrones Estacionales de la Fiebre Escarlatina

La fiebre escarlatina suele mostrar patrones estacionales, con los casos generalmente aumentando a finales del invierno y alcanzando su punto máximo a principios de la primavera. En Inglaterra, un aumento notable en los casos de fiebre escarlatina apareció por primera vez en 2013-14. Los casos aumentaron drásticamente y alcanzaron más de 13,000 notificaciones, en comparación con menos de 3,000 en años anteriores. El número de informes se mantuvo alto hasta que la pandemia de COVID-19 provocó una fuerte disminución en los casos.

A pesar de la caída en los casos de fiebre escarlatina, las infecciones severas se reportaron con más frecuencia después de 2015. El aumento en los casos de fiebre escarlatina y las infecciones severas parece estar vinculado a una nueva variante de la cepa emm1, conocida como M1UK. Esta variante había estado ganando terreno desde 2010 y se encontró que era la causa de un aumento significativo en las infecciones en años anteriores. M1UK ha sido vinculada a varios países en Europa y más allá, lo que indica su potencial para causar enfermedades generalizadas.

Importancia de los Aislados No Invasivos

Mientras que las infecciones severas se monitorean en varios países, incluidos los casos de fiebre escarlatina, aún se sabe poco sobre las infecciones no invasivas de lugares como la piel y la garganta. Reunir información sobre estos casos es esencial, ya que podrían indicar un aumento en los casos de nuevos tipos de germenes que podrían llevar a problemas más severos. Debido a que no se suelen recolectar Muestras no invasivas, esta falta de conocimiento limita nuestra comprensión de qué cepas están causando infecciones en la garganta o la piel.

Sheffield, una gran ciudad en el norte de Inglaterra, ha visto tasas especialmente altas de infecciones severas por S. pyogenes. Para entender mejor estos patrones, un laboratorio comenzó a recolectar muestras no invasivas desde noviembre de 2022 hasta febrero de 2023. Esta recolección tenía como objetivo comparar datos de años anteriores, específicamente de 2016-17 cuando se reportaron menos casos severos. Esta información ayudará a aclarar la diversidad y comportamiento de diferentes cepas.

Recolección y Análisis de Muestras

Durante el aumento de casos de 2022-23, se recolectaron un total de 384 muestras no invasivas de personas en Sheffield. Las muestras se tomaron de varias fuentes, incluidos hisopos de garganta y piel. Se recopilaron datos clínicos para cada muestra, incluida la fuente del hisopo, la fecha de muestreo, la edad, el sexo y el tipo de Infección. Los casos se clasificaron como relacionados con fiebre escarlatina si un profesional de la salud lo había anotado en sus registros.

Además de las muestras recientes, también se analizaron muestras archivadas recolectadas en 2016-17. Estos datos históricos proporcionaron un punto de referencia para comparación. Las muestras de ambos años fueron examinadas detalladamente para evaluar la diversidad de cepas y su capacidad para causar infecciones.

Secuenciación del Genoma

El material genético de las muestras recolectadas fue extraído y secuenciado para identificar las cepas específicas de S. pyogenes presentes. Se utilizaron técnicas avanzadas para asegurar datos de alta calidad, lo que permitió a los investigadores construir una imagen completa de las cepas involucradas en el brote actual.

El análisis de las secuencias genéticas reveló que la cepa dominante durante el período 2022-23 fue nuevamente la variante emm1. Sin embargo, también hubo aumentos notables en otras cepas, mostrando un cambio en los tipos de S. pyogenes que causan infecciones en comparación con años anteriores.

Hallazgos Clave del Estudio

El estudio encontró que en total, se examinaron 341 secuencias genómicas de la colección de 2022-23. De estas, un significativo 61% provenía de muestras de garganta, mientras que el 29% eran de muestras de piel. El estudio destacó patrones de infección entre diferentes grupos de edad, señalando que los niños menores de 9 años fueron los más afectados. En 2022-23, el número de casos entre los niños de 5-9 años aumentó, sugiriendo que la asistencia escolar podría ser un factor en la propagación de infecciones.

El análisis también reveló que las infecciones de garganta estaban principalmente impulsadas por las cepas emm1 y emm12, con una proporción significativa de los casos vinculados a fiebre escarlatina. En contraste, las infecciones de piel mostraron una gama más amplia de cepas, incluyendo algunas que eran menos comunes en las infecciones de garganta. Esta variación sugiere que diferentes cepas pueden preferir diferentes tipos de infecciones.

Resistencia al Tratamiento

Los investigadores también analizaron la presencia de genes de resistencia antimicrobiana dentro de las cepas recolectadas. En general, un pequeño porcentaje de los aislados mostraron genes de resistencia, lo que indica que la mayoría de las cepas todavía son potencialmente tratables con antibióticos. El estudio identificó genes de resistencia específicos, pero encontró que no eran tan prevalentes, lo cual es una buena noticia para las opciones de tratamiento.

Cambios Genéticos y Sus Implicaciones

Curiosamente, algunas cepas mostraron cambios genéticos que podrían afectar su capacidad para producir una cápsula protectora. Aproximadamente el 40% de los aislados se predijo que perderían la capacidad de formar esta cápsula, lo que podría influir en cómo las bacterias interactúan con el sistema inmunológico del cuerpo. El estudio también examinó la expresión de toxinas producidas por las cepas, que juegan un papel en cómo se desarrollan y progresan las infecciones.

El análisis reveló diferencias sustanciales en la expresión de toxinas según el sitio de infección. Los altos niveles de expresión de toxinas estaban principalmente asociados con infecciones de garganta, mientras que las cepas de piel tendían a tener una menor expresión. Esta diferencia puede reflejar las adaptaciones específicas de las bacterias a sus entornos.

Implicaciones Más Amplias de los Hallazgos

El aumento significativo en las infecciones por S. pyogenes y la aparición de nuevas cepas subraya la importancia del monitoreo y la investigación continua. Es crucial entender cómo se propagan y evolucionan estas infecciones, especialmente en entornos cambiantes. Los hallazgos de Sheffield tienen implicaciones más amplias para las estrategias de salud pública, ya que destacan la importancia de recopilar datos sobre infecciones tanto invasivas como no invasivas.

Al continuar monitoreando estas infecciones y sus causas, los proveedores de atención médica pueden adaptar sus respuestas y tratamientos de manera más efectiva. Comprender las características genéticas y el comportamiento de estas bacterias será clave para manejar y prevenir futuros brotes.

Conclusión

El aumento en las infecciones por Streptococcus pyogenes, particularmente durante el inusual aumento de 2022-23, plantea muchas preguntas sobre cómo monitoreamos y respondemos a estas enfermedades. Al examinar tanto las infecciones de garganta como las de piel, los investigadores pueden obtener valiosos conocimientos sobre el comportamiento de diferentes cepas y sus implicaciones para la salud pública. Los esfuerzos continuos para recolectar y analizar muestras serán cruciales para adelantarse a posibles amenazas y asegurar que las opciones de tratamiento efectivas sigan estando disponibles para estas infecciones.

Fuente original

Título: Molecular characterisation of Streptococcus pyogenes (StrepA) non-invasive isolates during the 2022-23 UK upsurge

Resumen: At the end of 2022 into early 2023 the UK Health Security Agency reported unusually high levels of scarlet fever and invasive disease caused by Streptococcus pyogenes (StrepA or group A Streptococcus). During this time, we collected and genome sequenced 341 non-invasive throat and skin S. pyogenes isolates identified during routine clinical diagnostic testing in Sheffield, a large UK city. We compared the data with that obtained from a similar collection of 165 isolates from 2016-17. Numbers of throat-associated isolates collected peaked in early December 2022, reflecting the national scarlet fever upsurge, while skin infections peaked later in December. The most common emm-types in 2022-23 were emm1 (28.7%), emm12 (24.9%), and emm22 (7.7%) in throat; and emm1 (22%), emm12 (10%), emm76 (18%), and emm49 (7%) in skin. Whilst all emm1 isolates were the M1UK lineage, comparison with 2016-17 revealed diverse lineages in other emm-types, including emm12, and emergent lineages within other types including a new acapsular emm75 lineage, demonstrating that the upsurge was not completely driven by a single genotype. Analysis of the capsule locus predicted only 51% of throat isolates would produce capsule compared to 78% of skin isolates. 90% of throat isolates were also predicted to have high NADase and Streptolysin O (SLO) expression, based on the promoter sequence, compared to only 56% of skin isolates. Our study has highlighted the value in analysis of non-invasive isolates to characterise tissue tropisms, as well as changing strain diversity and emerging genomic features which may have implications for spillover into invasive disease and future S. pyogenes upsurges. Data summaryAll new genome sequence data is available on the NCBI short read archive under the bioproject PRJNA1062601 and individual accession numbers are listed in Supplementary Table 1 and Table 2. Impact statementThe human bacterial pathogen Streptococcus pyogenes, also known as group A Streptococcus or StrepA, caused a dramatic and sudden upsurge in scarlet fever in the UK at the end of 2022 into early 2023. We present molecular characterisation of this upsurge, through genome sequence analysis of throat, skin and other types of non-severe infection isolates collected by the microbiology diagnostic lab at the Northern General Hospital in Sheffield, England. We found that, whilst two strain types were the predominant cause of infections during the upsurge, other types had emerged or changed when compared to a similar collection from 2016-17. We also identified differences between throat-associated isolates and skin-associated isolates and highlighted important bacterial factors that might influence infection types. Isolates from non-severe throat/skin types of infections are rarely saved and therefore our knowledge of them is limited. However, here we demonstrate that study of such isolates may be key to understanding upsurges of more severe infections.

Autores: Claire E Turner, J. N. Hall, S. Y. Bah, H. O. Khalid, A. Brailey, S. Coleman, T. Kirk, N. Hussain, M. Tovey, R. R. Chaudhuri, S. Davies, L. Tilley, T. de Silva

Última actualización: 2024-05-03 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.02.592214

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.02.592214.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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