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# 健康科学# 感染症(HIV/AIDSを除く)

腸チフスの影響と耐性についての洞察

研究が腸チフスの症例における細菌の多様性と抗生物質耐性を明らかにした。

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目次

腸チフスは、世界中で重大な健康問題で、毎年約1430万人の症例が報告されてる。この病気は主に南アジアとサハラ以南のアフリカの人々に影響を与え、リスクが高い。腸チフスを引き起こす主な細菌は、サルモネラ・エンテリカ セロバル タイフィ(通称S. Typhi)と、サルモネラ・エンテリカ セロバル パラチフイ A(S. Paratyphi A)なんだ。S. Typhiはこれらの地域ではよく見られるけど、S. Paratyphi Aはアフリカではあまり見かけないんだ。

効果的な治療がなければ腸チフスは深刻な健康合併症や死亡率の増加を引き起こす可能性がある。抗生物質に耐性のある細菌株が広がってるけど、その抗生物質や耐性の理由は地域によって大きく異なる。多くの場所で古い抗生物質への耐性は減少している一方で、フルオロキノロンなどの新しい抗生物質への耐性は増加している。南アジアでは、セフィクシムやアジスロマイシンなど、一般的に使われる経口抗生物質への耐性が sporadically 報告されていて、今や広範囲に耐性株のS. Typhiが存在する。

S. Typhiに対するワクチンは旅行者向けに長年存在しているけど、病気が流行しているほとんどの地域では大規模なワクチン接種プログラムがまだないんだ。最近、新しい腸チフス結合ワクチン(TCVS)が承認されて、Gaviなどの組織がサポートして、S. Typhi感染の負担を減らすのに役立ってる。試験の結果、これらのワクチンは安全で、9ヶ月以上の子供に対して80%以上の感染防止効果があることがわかってる。パキスタンやジンバブエでは、抗薬剤耐性S. Typhi株の発生を抑えるためにTCVsを使った予防接種キャンペーンが始まった。

これらの新しいワクチンが腸チフスを引き起こす細菌にどのような影響を与えるかを監視することが重要だ。TCVsはS. Paratyphi Aに対しては効果がないから、これが状況を利用してより一般的になる可能性がある。TCVsは一部の薬剤耐性S. Typhi株には効果的だけど、すべての変異株に対して有効かどうか、また新たな耐性株の発生を助長するかどうかはまだ不明だ。だから、病原体の人口に関する基礎データを持つことが重要なんだ。全ゲノムシーケンシングWGS)は、細菌の多様性、耐性メカニズム、そしてそれらがどのように広がるかについての詳細な洞察を提供する。

最近、マラウイのブランタイア、ネパールのカトマンズ、バングラデシュのダッカの3つの都市で腸チフスの負担に関する評価が行われた。これらの場所で腸チフスを引き起こす病原体に関する既存の知識は、以前の健康介入や病院治療で得られたサンプルの研究に基づいている。最近のゲノム研究では、H58という特定のS. Typhi株が南アジアやアフリカの一部で長い間優勢であることが示されている。マラウイでは、この株が1990年代後半からの発生に関連付けられていて、今では一般的な発生となっている。一方、バングラデシュとネパールでは、S. TyphiとS. Paratyphi Aが長年一貫して見つかっていて、より複雑な細菌株の混合をもたらしているんだ。

WGSを使って、研究者たちは上述の都市で腸チフスの原因となる細菌を調査し、一貫したプロトコルのもとで患者からデータを集めて、状況の明確なイメージを作り出した。遺伝子分析を通じて、S. TyphiとS. Paratyphi Aのさまざまな株を特定した。結果は、S. Paratyphi Aが南アジアの二つの都市には存在していたけど、マラウイにはなかったことを確認した。三つのサイトを通じて、S. Typhi株4.3.1(H58)が最も一般的な株だった。

特定の場所では、細菌間で異なる遺伝的パターンが見られた。ブランタイアでは、ほぼ全ての症例が一つの特定の亜型によって引き起こされ、遺伝的多様性が低かった。一方、カトマンズでは多様性が高く、複数の株が患者の間で流通していた。ダッカは最も多様性が高く、S. TyphiとS. Paratyphi Aの多くの株が数多く見つかっていた。

年齢が腸チフスの広がりにどう影響するかを分析するために、研究者は患者を3つのグループに分けた:5歳未満の子供、5歳から15歳の子供、15歳以上の大人。それぞれの年齢グループは、S. TyphiとS. Paratyphi Aの多様な株に対する感受性を示していた。結果は、異なる株の存在が年齢グループ全体で一貫していたことを示していて、すべての年齢層が同じくらいリスクにさらされていることを示唆していた。

研究者たちはまた、重症として分類された症例を追跡していて、これは症状の持続期間や入院と関連していた。これらの重症例は主にS. Typhiに関連していて、異なる都市設定で異なり、カトマンズではダッカやブランタイアよりも少なかった。興味深いことに、病気の重症度は患者の年齢、性別、あるいは特定の細菌株との関連性を示さなかった。

監視期間中、コミュニティ内でさまざまな細菌株が共存していた。優勢な株は以前の研究で確認されたものと一致していて、地域で病原体の変種が確立されていることを示している。ただし、カトマンズでは、他の地域から導入されたと見られる特定の株が現れる例外もあった。

抗生物質耐性の問題は、重大な公衆衛生上の課題を浮き彫りにしている。遺伝子分析では、従来の第一選択抗生物質への耐性がブランタイアやダッカで循環している地元株から生じたことが明らかになり、両都市で耐性変異のケースも観察された。ダッカでは、抗生物質耐性のほとんどは確立された細菌集団に起因している。

観察された耐性メカニズムのほとんどは、細菌における特定の遺伝的変化に関連している。例えば、耐多剤耐性に責任を持つ特定の遺伝子がブランタイアとダッカで分離された株に検出された。また、フルオロキノロン耐性に関連した変異も広がっている。

カトマンズでは、第一選択薬への耐性は稀で、報告されたのはごく少数だった。ほとんどの患者は、監視期間前から地元の病原体集団に既に存在していた変異を持っていた。

病気の伝播ダイナミクスを明らかにするために、研究者たちは遺伝的変異がない患者のクラスターを分析し、共通の曝露や直接的な感染が関連している可能性を示した。このクラスターの約3分の2がこれに該当し、大部分は2人または3人の小さなグループで構成されていた。しかし、より大きなクラスターも観察されていて、中には多くの症例を含み、数ヶ月または数年続くものもあった。

興味深いことに、地理的な分析で、これらのリンクされた症例が集まっていることが明らかになり、局所的な伝染パターンを示唆している。これは、抗生物質耐性の細菌が地域社会や年齢層を通じてどのように広がるかを理解するのに特に重要だ。

全体として、この研究は腸チフスを引き起こす細菌について、高い病気率のある3つの都市設定で詳細に調べたものだ。複数のサイトで一貫した方法を使用して行われたこの共同研究は、比較を可能にし、腸チフスとその関連合併症の管理と予防における継続的な課題を浮き彫りにしている。

この結果は、ワクチンプログラムが病原体集団に与える影響を監視する必要性を強調している。さまざまな株の多様性がある中で、TCVsの成功した実施は、腸チフスの抑制やその負担の軽減に大きな影響を与える可能性がある、特に脆弱な人々にとっては。

この研究は、より良いワクチンと公衆衛生戦略を通じて腸チフスと戦う努力を強化するために重要だ。新しいワクチンが導入される中、病原体の多様性と抗生物質耐性を理解することが、病気を効果的に制御し、高負担地域のコミュニティに対する影響を減らすために重要になる。

オリジナルソース

タイトル: Genomic epidemiology and antimicrobial resistance transmission of Salmonella Typhi and Paratyphi A at three urban sites in Africa and Asia

概要: BackgroundEnteric fever is a serious public health concern. The causative agents, Salmonella enterica serovars Typhi and Paratyphi A, are frequently antimicrobial resistant (AMR), leading to limited treatment options and poorer clinical outcomes. We investigated the genomic epidemiology, resistance mechanisms and transmission dynamics of these pathogens at three urban sites in Africa and Asia. MethodsBacteria isolated from febrile children and adults at study sites in Dhaka, Kathmandu, and Blantyre were sequenced and AMR determinants identified. Phylogenomic analyses incorporating globally-representative genome data, and ancestral state reconstruction, were used to differentiate locally-circulating from imported pathogen variants. FindingsS. Paratyphi A was present in Dhaka and Kathmandu but not Blantyre. S. Typhi genotype 4.3.1 (H58) was common in all sites, but with different dominant variants (4.3.1.1.EA1 in Blantyre; 4.3.1.1 in Dhaka; 4.3.1.2 in Kathmandu). Resistance to first-line antimicrobials was common in Blantyre (98%) and Dhaka (32%) but not Kathmandu (1.4%). Quinolone-resistance mutations were common in Dhaka (99.8%) and Kathmandu (89%) but not Blantyre (2.1%). AcrB azithromycin-resistance mutations were rare (Dhaka only; n=5, 1.1%). Phylogenetic analyses showed that (a) most cases derived from pre-existing, locally- established pathogen variants; (b) nearly all (98%) drug-resistant infections resulted from local circulation of AMR variants, not imported variants or recent de novo emergence; (c) pathogen variants circulated across age groups. Most cases (67%) clustered with others that were indistinguishable by point mutations; individual clusters included multiple age groups and persisted for up to 2.3 years, and AMR determinants were invariant within clusters. InterpretationEnteric fever was associated with locally-established pathogen variants that circulate across age groups. AMR infections resulted from local transmission of resistant strains. These results form a baseline against which to monitor the impacts of control measures. FundingWellcome Trust, Bill & Melinda Gates Foundation, European Unions Horizon 2020, NIHR. Research in contextO_ST_ABSEvidence before this studyC_ST_ABSCurrent knowledge of the enteric fever pathogen populations in Dhaka, Kathmandu, and Blantyre comes from retrospective analysis of isolates captured from routine diagnostics or treatment trials. Due to these study designs, most focus on either adult or paediatric cohorts, which complicates assessment of pathogen variant transmission across age groups. Many studies report prevalence of antimicrobial resistance (AMR) and associated mechanisms amongst enteric fever cases. Genomic studies at these sites and elsewhere have identified the spread of AMR clones, and a recent genomic study quantified the inter- and intra-continental spread of resistant S. Typhi between countries. However, PubMed search of "(typhoid OR (enteric fever)) AND (genom*)" identified no studies quantifying the relative proportion of resistant infections that is attributable to local transmission of resistant variants vs imported strains or de novo emergence of AMR. Added value of this studyWe estimate the vast majority (98%) of drug-resistant enteric fever cases identified in our study resulted from local circulation of resistant variants. Further, we show genetically indistinguishable pathogen variants (either resistant or susceptible) persisting for up to 2.3 years and causing infections across all age groups (under 5 years; 5-15 years; [≥]15 years). Implications of all the available evidenceWhile inter-country transfer of resistant enteric fever pathogens does occur and is concerning, the burden of drug-resistant enteric fever at the study sites is currently caused mainly by transmission of locally-established variants, and transmits across age groups. These data confirm assumptions made in models of vaccine impact regarding heterogeneity of pathogen variants and AMR across age groups, and support that childhood immunisation programmes can be expected to reduce the overall burden of resistant infections in endemic settings.

著者: Zoe Anne Dyson, P. M. Ashton, F. Khanam, A. Chunga, M. Shakya, J. Meiring, S. Tonks, A. Karkey, C. Msefula, J. D. Clemens, S. J. Dunstan, S. Baker, G. Dougan, V. E. Pitzer, B. Basnyat, F. Qadri, R. S. Heyderman, M. A. Gordon, A. J. Pollard, K. E. Holt, the STRATAA Study Group

最終更新: 2023-03-16 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.03.11.23286741

ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.03.11.23286741.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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