新生児のE.コリ感染に対処する
新生児の致死的な大腸菌感染と戦うための努力には、かなりの課題がある。
Eva Heinz, O. Pearse, A. Zuza, E. Tewesa, P. Siyabuh, A. J. Fraser, J. Cornick, K. Kawaza, P. Musicha, N. J. Thomson, N. A. Feasey
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新生児感染症は新生児の死亡率が高い主な原因なんだ。世界中で1,000人の赤ちゃんのうち約18人が生まれてから1ヶ月以内に感染症で亡くなってる。2030年までにこの数字を1,000人の出産に対して12人に減らすのが目標だ。これらの感染症の主な原因の一つは大腸菌(Escherichia coli)で、重篤な健康問題、例えば敗血症を引き起こすことがある。
サハラ以南のアフリカの地域では、抗菌薬に耐性を持つ大腸菌による感染が増加してる。効果的な抗生物質へのアクセスが限られているため、これらの感染はさらに危険だ。マラウイでは、この感染症の治療選択肢が限られていて、ほとんどの細菌が標準治療に抵抗性を持ってる。大腸菌による感染を防ぐ新しい方法が急務で、提案されている方法の一つは母親にワクチンを接種して、新生児が免疫を受け取れるようにすること。
大腸菌感染の問題
大腸菌は健康な人の腸にいる一般的な細菌だ。ただ、特定の株は新生児に重篤な感染を引き起こすことがある。これらの感染は深刻化することがあり、敗血症という命に関わる状態に至ることも。抗生物質が通常は効果的なはずなのに、耐性のせいで効かないことが多いから、問題はさらに悪化してる。
例えば、マラウイでは新生児感染の主な治療法として、2種類の第一選択抗生物質と1種類の第二選択抗生物質がある。でも、多くの大腸菌株がこれらの薬に対して耐性を持っているため、感染の治療が非常に難しくなっている。こういう状況は新生児の死亡率を高め、入院期間も長引かせる。
ワクチン接種の必要性
新生児の大腸菌感染の問題に対抗するための可能な解決策はワクチン接種だ。研究では母親を免疫化する方法を探ってるけど、これは赤ちゃんに大腸菌に対する一定の保護を与えることができる。例えば、百日咳のケースではこのアプローチが成功している。赤ちゃんに受動的免疫を与えることで、感染の数や重症度を減らす助けになる。
研究によると、大腸菌には多くの異なる形があって、全てに効くワクチンを作るのは難しい。大腸菌にはワクチンがターゲットにできる多様な表面構造があるけど、全てが重篤な病気を引き起こすわけじゃない。効果的なワクチンを開発するのは難しいけど、その特定の地域で最も一般的な大腸菌の型に合わせなきゃいけない。
現在のワクチン開発
すでにいくつかの異なる型をターゲットにした大腸菌ワクチンが開発中だ。中には裕福な国の成人に見られる最も一般的な大腸菌感染を防ぐことを目的としたワクチンもある。でも、これらのワクチンがサハラ以南のアフリカの新生児に効果的かどうかは不明だ。
これらの地域に存在する大腸菌株の多様性は、ワクチン開発をさらに難しくしている。例えばマラウイでは、さまざまな表面タイプを持つ大腸菌株がいくつか見つかった。この多様性は、ワクチンが効果的であるためには、さまざまな型をカバーする必要があることを意味している。
マラウイでの研究努力
マラウイでは、病院に入院した新生児から大腸菌のサンプルを集める大規模な研究が行われた。この研究の目的は、地域に存在する大腸菌の種類を理解し、その型が時間とともにどう変わるかを調べることだった。これらの細菌の遺伝的構成を調べることで、重篤な感染を引き起こす最も一般的な型を特定しようとした。
研究が行われたクイーン・エリザベス中央病院は、患者に無料の医療を提供している。毎年、何千人もの患者が入院していて、その中には感染のリスクが高い新生児も多い。感染症の診断のための研究所サービスなど、さまざまな医療資源が利用可能だ。
研究結果
研究では、新生児から取られた何千ものサンプルのうち、かなりの数が大腸菌陽性だった。研究者たちはさまざまな株を分離し、遺伝的および表面のタイプに基づいて分類した。結果は、新生児の間に大腸菌株の多様性が高いことを示し、多くの型が特定の年や特定の集団にしか現れないことがわかった。
興味深いことに、特定の株は髄膜炎のような重篤な感染を引き起こす可能性が高かった。この研究は、これらの株がどのように年を通じて広がるかのパターンも明らかにし、いくつかはより一般的になり、他はあまり現れなくなることがわかった。
抗菌薬耐性
この研究で強調された大きな懸念の一つは、大腸菌株における抗生物質耐性の増加だ。新生児から分離された多くの株が一般的に使用される抗生物質に耐性を持っていて、治療が困難になってる。研究者たちは時間とともに耐性のレベルを追跡し、特定の抗生物質に対する耐性率が上昇していることを発見した。
例えば、第二選択抗生物質であるセフトリアキソンに対する耐性が著しく上昇した。この研究では、大腸菌株のかなりの部分が耐性を示していて、重篤な感染を持つ新生児の治療法を複雑にしている。その結果、新しい治療戦略や予防策が急務となっている。
O型とH型の役割
大腸菌はO抗原とH抗原として知られる表面構造に基づいて分類される。この研究では、分離された株の中に広範囲なこれらの抗原が存在することがわかった。地域の大腸菌のO型およびH型を理解することは、効果的なワクチンを開発するために重要だ。
研究では、60以上の異なるO型とさまざまなH型が分離された株の中で特定された。この情報は、ワクチン接種のターゲットとしてどのタイプが適しているかを示すために重要だ。成功するワクチンは、最も一般的な株をカバーする必要がある。
ワクチン開発への影響
この研究の結果は、マラウイやサハラ以南のアフリカの新生児向けに効果的なワクチンを作るには、特別なアプローチが必要だということを示唆している。大腸菌株の多様性は、地域の細菌タイプを考慮せずに設計されたワクチンが効果的でない可能性を高める。
ワクチンのカバレッジの公平性を確保するために、データ収集とゲノム監視はサハラ以南のアフリカで継続する必要がある。これによって、地域に関連するワクチンの開発が進み、重篤な健康問題を引き起こしている特定の株に対応できる。
課題と今後の方向性
母親をワクチン接種して新生児を守ることは、独自の課題を伴う。ワクチンは様々な大腸菌株に対して効果的である必要があるだけでなく、限られた資源での投与が実現可能でなきゃいけない。文化的、経済的、ロジスティックな要素を考慮しながら、母親ワクチン接種プログラムの実施方法を模索し続ける必要がある。
さらに、大腸菌感染のダイナミクスを理解するための取り組みも重要だ。これには、感染のトレンドや耐性パターン、開発された新しいワクチンの効果を追跡することが含まれる。研究者、医療提供者、公共衛生当局の間でのコラボレーションは、得られた知見が新生児の健康を改善するための意味のある行動に結びつくようにするために役立つ。
結論
大腸菌感染はマラウイのような地域で新生児の健康に大きな脅威を与えている。これらの感染による高い死亡率と抗生物質への耐性の増加は、効果的な解決策を見つける必要性を浮き彫りにしている。母親を対象にしたワクチン接種戦略は期待が持てる。
でも、大腸菌株の多様性はワクチン開発を複雑にしていて、地域の感染パターンを慎重に考慮する必要がある。効果的なワクチンを開発するには、さらなる研究と監視が必要で、実際に新生児感染との戦いに貢献できるワクチンを作ることが求められている。前途は厳しいかもしれないけど、持続的な努力と協力があれば、新生児をこれらの危険な感染から守るための進展が見られるはずだ。
タイトル: High diversity of Escherichia coli causing invasive disease in neonates in Malawi poses challenges for O-antigen based vaccine approach
概要: Escherichia coli is an important cause of neonatal sepsis and the third most prevalent cause of neonatal infection in sub-Saharan Africa, often with negative outcomes. Development of maternally administered vaccines is under consideration, but to provide adequate protection, an understanding of serotypes causing invasive disease in this population is essential. We describe the genomic characteristics of a collection of neonatal E. coli isolates from a tertiary hospital in Blantyre, Malawi, with specific reference to potential protection by vaccines under development. Neonatal blood or cerebrospinal fluid cultures from 2012-2021 identified 205 E. coli isolates, and 170 could be recovered for sequencing. There was very high diversity in sequence types, LPS O-antigen-type and fimbrial H-type, which all showed temporal fluctuations and previously undescribed diversity, including ten putative novel O-types. Vaccines in clinical trials target the O-antigen but would only protect against one third (33.7%) of neonatal sepsis cases in this population (EXPEC9V, in clinical trials). An O-antigen based vaccine would require 30 different O-types to protect against 80% of infections. Vaccines against neonatal sepsis in Africa are of considerable potential value, but their development requires larger studies to establish the diversity and stability over time of relevant O-types for this population. Data summaryAll sequencing data is freely available under the sequencing project IDs ERP120687 (short read data; accessions in Supplementary Table 1) and PRJNA1121524 (long-read data; accessions in Supplementary Table 2), detailed per-isolate information is provided in Supplementary Table 3. Blood culture and CSF data used to show the trends and numbers of E. coli cases per year is available in Supplementary Table 4.
著者: Eva Heinz, O. Pearse, A. Zuza, E. Tewesa, P. Siyabuh, A. J. Fraser, J. Cornick, K. Kawaza, P. Musicha, N. J. Thomson, N. A. Feasey
最終更新: 2024-09-26 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.09.24.24314145
ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.09.24.24314145.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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