バクテリオファージを使ったチフス熱の新しい追跡方法
研究が細菌に感染するウイルスを使ってチフスを監視することを提案してるよ。
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チフスは、サルモネラ・エンテリカ・セロバール・ティフィという細菌が原因で起こる病気だ。この細菌は、汚染された水を通じて広がることが多く、低所得国では深刻な問題になってる。毎年、世界中で約135,000人が亡くなり、約1400万人が感染してると言われてる。世界保健機関（WHO）みたいな健康組織は、特にチフスが一般的な地域で、チフスを防ぐための特別なワクチンを使うことを勧めてる。今、多くの国がこのワクチンを使い始めてるよ。
いくつかのケースでは、これらのワクチンは非常に効果的で、病気になる確率を80〜85%も減少させることができるんだ。例えば、パキスタンのハイデラバードでは、通常の薬では治療が難しいサルモネラ・ティフィによるアウトブレイクに対抗するために、今ワクチンが使われてる。
でも、ワクチンが利用可能でも、国々は特定の地域でどれだけ人が病気になってるかの情報をもっと必要としてる。現在のデータは、限られた情報を使って行われた研究に頼っていて、地域コミュニティに焦点を当ててないから、効果的な健康対策を計画するのが難しいんだ。
伝統的監視の課題
一つの大きな問題は、血液検査を通じてチフスを追跡する伝統的な方法が多くの資源を必要とすることなんだ。高度な研究所や訓練を受けたスタッフが必要だから、低所得国の中でこれらの検査を定期的に行ってる国はほんの少ししかない。行ってる国も、大都市しかチェックしないことが多く、医療システムの標準部分として維持するのが難しい。
これらの課題のため、研究者たちは、信頼性のある情報を提供しつつ、チフスを監視する新しくてコスト効果の高い方法を探してる。一つの有望な方法は、環境監視として知られる方法で、汚水などの水源にチフスの細菌がいるかを調べることだ。このタイプの監視は、過去にSARS-CoV-2やポリオウイルスの追跡に成功して使われてきた。
バクテリオファージ：新しいアプローチ
面白いアイデアの一つは、水のサンプルの中で、バクテリアを感染させるウイルス、つまりバクテリオファージを探すことなんだ。これらのウイルスは攻撃するバクテリアに非常に特異的なので、サルモネラ・ティフィがいるかどうかを知るために使えるんだ。
サルモネラ・ティフィをターゲットにしたバクテリオファージは1940年代から知られてたけど、最近の数年間ではあまり研究されてこなかった、特にチフスが一般的な国では。研究者たちは、バングラデシュの2つの地域、チフスのケースが多い大都市ダッカと、ケースが少ない田舎のミルザプールから水のサンプルを検出できるかどうかを調べるためにパイロット研究を始めることにした。
データ収集プロセス
この研究は、チフスや他の病気を監視している病院のデータに依存してた。患者から採取した血液サンプルは、彼らの通常の医療の一部として集められた。研究者たちはまた、下水道、川、池、静止した水域など、さまざまな場所から水サンプルを集めた。目的は、これらの水源にファージが存在するかどうかをテストすることだった。
ダッカからは合計211個の水サンプルが収集され、ミルザプールからは92個のサンプルが取られた。研究者たちは、サンプルが汚染されないように慎重な技術を使って、水を処理しバクテリオファージを探した。
環境サンプルからの結果
結果はかなり興味深かった。ダッカでは、31%のサンプルが活発なバクテリオファージの兆候を示したが、ミルザプールからのサンプルではその割合はわずか3%だった。これは、チフスのケースが多い地域で、これらのウイルスがはるかに多く存在することを示してる。研究者たちはまた、いろんな種類の水源で細菌が見つかっていることを発見し、廃水を監視することでチフスを追跡できる可能性を示している。
さらに、サンプルから得られたバクテリオファージを調べると、サルモネラ・ティフィに非常に特異的であることがわかった。他のバクテリアに対しては活動が見られず、これらのファージがチフスの存在を推定する信頼できる手段になりうることを示唆してる。
バクテリオファージの多様性を理解する
バクテリオファージの多様性をもっと学ぶために、研究者たちは86種類の異なる分離ファージを調べた。これらのファージをさまざまなサルモネラ・ティフィの株に対してテストした。結果は、ファージの効果に幅があり、一部の株は他の株よりもファージによって簡単に殺されることが示された。
この情報は、すべての株が同じように治療に反応するわけではないことを示唆していて、将来の治療や制御対策に影響を与える可能性がある。また、ファージがチフスの管理において重要な役割を果たす可能性を示している。
環境監視の可能性
このパイロット研究は、環境水源でサルモネラ・ティフィ特異的バクテリオファージを探すことが、コミュニティでのチフス追跡において迅速で効果的な方法になる可能性があることを示唆している。チフスのケースが多いダッカでのバクテリオファージの存在率の高さは、二者間の強い関連を示してる。
この種の監視を設定するコストは非常に低いため、リソースが限られた地域でも実行可能だ。テストに必要な材料は手頃で、高度な設備なしでも入手できる。これにより、方法がさまざまな場所で広く使われる可能性があり、チフス監視の実用的な解決策になるかもしれない。
結論
要するに、この研究はバクテリオファージの環境監視を通じてチフスを追跡する新しいアプローチを強調してる。水の中にこれらのウイルスがいることで、サルモネラ・ティフィの広がりに関する貴重な情報が得られ、保健当局がチフスのアウトブレイクに対してより良い対応策を計画するのに役立つ。
もっと多くの国がこの病気に対処する効果的な方法を探している中で、ファージの利用は特に伝統的な方法が実行不可能な地域で重要な一歩になるかもしれない。さらなる研究とテストによって、この方法を洗練させ、世界的にチフスを管理する新しい方法につながる可能性がある。
タイトル: Old tools, new applications: use of environmental bacteriophages for typhoid surveillance and evaluating vaccine impact
概要: Typhoid-conjugate vaccines (TCVs) provide an opportunity to reduce the burden of typhoid fever, caused by Salmonella Typhi, in endemic areas. As policymakers design vaccination strategies, accurate and high-resolution data on disease burden is crucial. However, traditional blood culture-based surveillance is resource-extensive, prohibiting its large-scale and sustainable implementation. Salmonella Typhi is a water-borne pathogen, and here, we tested the potential of Typhi-specific bacteriophage surveillance in surface water bodies as a low-cost tool to identify where Salmonella Typhi circulates in the environment. In 2021, water samples were collected and tested for the presence of Salmonella Typhi bacteriophages at two sites in Bangladesh: urban capital city, Dhaka, and a rural district, Mirzapur. Salmonella Typhi-specific bacteriophages were detected in 66 of 211 (31%) environmental samples in Dhaka, in comparison to 3 of 92 (3%) environmental samples from Mirzapur. In the same year, 4,620 blood cultures at the two largest pediatric hospitals of Dhaka yielded 215 (5%) culture-confirmed typhoid cases, and 3,788 blood cultures in the largest hospital of Mirzapur yielded 2 (0.05%) cases. 75% (52/69) of positive phage samples were collected from sewage. All isolated phages were tested against a panel of isolates from different Salmonella Typhi genotypes circulating in Bangladesh and were found to exhibit a diverse killing spectrum, indicating diverse bacteriophages were isolated. These results suggest an association between the presence of Typhi-specific phages in the environment and the burden of typhoid fever, and the potential of utilizing environmental phage surveillance as a low-cost tool to assist policy decisions on typhoid control. Highlights- Typhi-specific bacteriophages can be isolated from surface waters in endemic countries using low-cost methods - More Typhi-specific bacteriophages are obtained in areas with higher typhoid cases - Typhi-specific bacteriophages exhibit diverse activity spectrum against a panel of Salmonella Typhi isolates circulating in Bangladesh - Environmental surveillance can be used as a tool to predict typhoid burden Graphical abstract O_FIG O_LINKSMALLFIG WIDTH=200 HEIGHT=110 SRC="FIGDIR/small/23285884v1_ufig1.gif" ALT="Figure 1"> View larger version (32K): [email protected]@1093eedorg.highwire.dtl.DTLVardef@25e0aorg.highwire.dtl.DTLVardef@16bfb25_HPS_FORMAT_FIGEXP M_FIG C_FIG
著者: Senjuti Saha, Y. Hooda, S. Islam, R. Kabiraj, H. Rahman, K. E. daSilva, R. S. Raju, S. P. Luby, J. R. Andrews
最終更新: 2023-02-22 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.02.14.23285884
ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.02.14.23285884.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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