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Ameaça Crescente de Infecções por Streptococcus pyogenes

A febre escarlatina e infecções severas aumentaram nos últimos anos.

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Streptococcus Pyogenes, também conhecido como estreptococo do grupo A (GAS) ou StrepA, é um germes comum que pode causar várias infecções em humanos. Essas infecções vão de problemas leves de garganta, como dor de garganta e amigdalite, a problemas de pele, como impetigo. Nas crianças, esse germes geralmente causa infecções na garganta que podem evoluir para Febre Escarlatina, caracterizada por uma erupção cutânea vermelha e língua inchada. Embora raro, o S. pyogenes também pode causar doenças severas, como pneumonia ou doenças que devoram carne.

Na Inglaterra, os casos de febre escarlatina e infecções graves relacionadas ao S. pyogenes precisam ser reportados às autoridades de saúde. Em setembro de 2022, as autoridades de saúde notaram um aumento significativo nos casos de febre escarlatina, muito maior do que nos anos anteriores. Relatórios mostraram que houve quase quatro vezes mais notificações do que a média dos cinco anos anteriores. Com o aumento dos casos, também surgiram muitos relatos de infecções graves, especialmente em crianças.

Em um período específico, de meados de setembro até o final de novembro de 2022, foram registrados quase 9.000 casos de febre escarlatina. O pico de casos foi observado no final de dezembro. Especialistas descobriram que uma cepa específica da bactéria, conhecida como emm1, era a causa mais comum de infecções graves em pessoas mais velhas. No entanto, uma porcentagem ainda maior de casos graves ocorreu em crianças menores de 15 anos, resultando em fatalidades trágicas.

Padrões Sazonais da Febre Escarlatina

A febre escarlatina normalmente apresenta padrões sazonais, com os casos geralmente aumentando no final do inverno e atingindo o pico no início da primavera. Na Inglaterra, um aumento notável nos casos de febre escarlatina apareceu pela primeira vez em 2013-14. Os casos aumentaram dramaticamente e chegaram a mais de 13.000 notificações, comparado a menos de 3.000 em anos anteriores. O número de relatos permaneceu alto até que a pandemia de COVID-19 causou uma queda acentuada nos casos.

Apesar da queda nos casos de febre escarlatina, infecções graves foram reportadas com mais frequência após 2015. O aumento nos casos de febre escarlatina e infecções graves parece estar ligado a uma nova variante da cepa emm1, conhecida como M1UK. Essa variante vinha ganhando força desde 2010 e foi a causa de um aumento significativo nas infecções em anos anteriores. M1UK foi ligada a vários países da Europa e além, indicando seu potencial para causar doenças em larga escala.

Importância dos Isolados Não Invasivos

Enquanto infecções graves são monitoradas em vários países, incluindo casos de febre escarlatina, ainda há muito que se desconhece sobre infecções não invasivas de lugares como pele e garganta. Coletar informações sobre esses casos é essencial, pois podem indicar o aumento de novos tipos do germes que poderiam levar a problemas mais graves. Como Amostras não invasivas não são frequentemente coletadas, essa falta de conhecimento limita nossa compreensão de quais cepas estão causando infecções na garganta ou na pele.

Sheffield, uma grande cidade no norte da Inglaterra, viu taxas particularmente altas de infecções graves por S. pyogenes. Para entender melhor esses padrões, um laboratório começou a coletar amostras não invasivas de novembro de 2022 até fevereiro de 2023. Essa coleta tinha o objetivo de comparar dados de anos anteriores, especificamente de 2016-17, quando menos casos graves foram relatados. Essas informações ajudarão a esclarecer a diversidade e o comportamento de diferentes cepas.

Coleta e Análise de Amostras

Durante o aumento de casos de 2022-23, um total de 384 amostras não invasivas foram coletadas de pessoas em Sheffield. As amostras foram tiradas de várias fontes, incluindo swabs de garganta e pele. Informações clínicas foram reunidas para cada amostra, incluindo a fonte do swab, data da coleta, idade, sexo e o tipo de Infecção. Os casos foram classificados como relacionados à febre escarlatina se um profissional de saúde tivesse observado isso em seus registros.

Além das amostras recentes, amostras arquivadas coletadas em 2016-17 também foram analisadas. Esses dados históricos forneceram um ponto de referência para comparação. As amostras de ambos os anos passaram por uma análise detalhada para avaliar a diversidade das cepas e sua capacidade de causar infecções.

Sequenciamento do Genoma

O material genético das amostras coletadas foi extraído e sequenciado para identificar as cepas específicas de S. pyogenes presentes. Técnicas avançadas foram usadas para garantir dados de alta qualidade, permitindo que os pesquisadores construíssem uma imagem abrangente das cepas envolvidas no surto atual.

A análise das sequências genéticas revelou que a cepa dominante durante o período de 2022-23 foi novamente a variante emm1. No entanto, também houve aumentos notáveis em outras cepas, mostrando uma mudança nos tipos de S. pyogenes que estão causando infecções comparado aos anos anteriores.

Principais Descobertas do Estudo

O estudo descobriu que, no total, 341 sequências genômicas da coleta de 2022-23 foram analisadas. Destas, uma porcentagem significativa de 61% veio de amostras de garganta, enquanto 29% eram de amostras de pele. O estudo destacou padrões de infecção entre diferentes faixas etárias, observando que crianças menores de 9 anos foram as mais afetadas. Em 2022-23, o número de casos entre crianças de 5 a 9 anos aumentou, sugerindo que a frequência escolar pode ser um fator na disseminação das infecções.

A análise também revelou que as infecções de garganta foram principalmente impulsionadas pelas cepas emm1 e emm12, com uma proporção significativa de casos ligados à febre escarlatina. Em contraste, as infecções de pele mostraram uma gama mais ampla de cepas, incluindo algumas que eram menos comuns em infecções de garganta. Essa variação sugere que diferentes cepas podem preferir diferentes tipos de infecções.

Resistência ao Tratamento

Os investigadores também analisaram a presença de genes de Resistência Antimicrobiana dentro das cepas coletadas. No geral, uma pequena porcentagem dos isolados exibiu genes de resistência, indicando que a maioria das cepas ainda era potencialmente tratável com antibióticos. O estudo identificou genes de resistência específicos, mas constatou que eles não eram tão prevalentes, o que é uma boa notícia para as opções de tratamento.

Mudanças Genéticas e Suas Implicações

Curiosamente, algumas cepas mostraram mudanças genéticas que podem afetar sua capacidade de produzir uma cápsula protetora. Cerca de 40% dos isolados foram previstos para perder a capacidade de formar essa cápsula, o que pode influenciar como as bactérias interagem com o sistema imunológico do corpo. O estudo também examinou a expressão de toxinas produzidas pelas cepas, que desempenham um papel em como as infecções se desenvolvem e progridem.

A análise revelou diferenças substanciais na expressão de toxinas com base no local da infecção. Altos níveis de expressão de toxinas estavam principalmente associados a infecções de garganta, enquanto as cepas de pele tendiam a ter uma expressão mais baixa. Essa diferença pode refletir as adaptações específicas das bactérias aos seus ambientes.

Implicações Mais Amplas das Descobertas

O aumento significativo nas infecções por S. pyogenes e o surgimento de novas cepas ressaltam a importância do monitoramento contínuo e da pesquisa. É crucial entender como essas infecções se espalham e evoluem, especialmente em ambientes em mudança. As descobertas de Sheffield têm implicações mais amplas para as estratégias de saúde pública, pois ressaltam a importância de coletar dados sobre infecções invasivas e não invasivas.

Ao continuar monitorando essas infecções e suas causas, os profissionais de saúde podem ajustar suas respostas e tratamentos de maneira mais eficaz. Compreender as características genéticas e o comportamento dessas bactérias será fundamental para gerenciar e prevenir futuros surtos.

Conclusão

O aumento nas infecções por Streptococcus pyogenes, particularmente durante o incomum surto de 2022-23, levanta muitas questões sobre como monitoramos e respondemos a essas doenças. Ao examinar tanto infecções de garganta quanto de pele, os pesquisadores podem obter insights valiosos sobre o comportamento de diferentes cepas e suas implicações para a saúde pública. Esforços contínuos para coletar e analisar amostras serão cruciais para ficar à frente de potenciais ameaças e garantir que opções de tratamento eficazes continuem disponíveis para essas infecções.

Fonte original

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

Resumo: 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 atualização: 2024-05-03 00:00:00

Idioma: English

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

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

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

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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