伤寒细菌的多样性与较高的死亡率有关

康奈尔大学的研究人员发现，在全球范围内，20%的导致伤寒的细菌菌株在其外层（称为Vi胶囊）具有遗传变异，这提供了更高的毒力、更高的传染性和高抗生素耐药性，可能会影响该疾病的传播和疫苗的疗效

这项研究于6月19日发表在《自然通讯》上，标志着这些伤寒沙门氏菌变种首次被科学描述

“通过结合流行病学、基因组学和分子研究，我们能够为伤寒沙门氏菌Vi胶囊变体的各种类型和后果提供急需的见解，”兽医学院微生物学和免疫学系副教授宋正民说，他领导了这项研究

Song实验室的博士后研究员Gi-Young Lee与人合著了这篇论文

伤寒沙门氏菌通过受污染的食物和水传播，每年造成20万人死亡。为了在宿主中茁壮成长，伤寒沙门氏菌依赖于一种称为Vi囊的结构，Vi囊是一层覆盖细菌外部的保护层，可以抵御宿主的免疫系统。形成Vi荚膜的分子称为荚膜多糖（CPS），用于制造伤寒疫苗

尽管Vi荚膜很重要，但直到现在，它的遗传多样性及其如何影响毒力还没有被记录下来。宋说：“以前，我们认为只有一种类型。”。“我们很想知道在不同时间和地点发现的伤寒沙门氏菌临床菌株中是否存在Vi胶囊变异。”为了研究Vi胶囊的潜在变异性，Lee和Song分析了全球收集的5379株菌株的全基因组。参与Vi荚膜合成的两种特殊酶携带了大量的遗传变异

Lee和Song重点研究了这些酶中发现的21种最常见的突变，确定了这种遗传变异如何影响形成Vi荚膜的CPS的组成。宋说：“我们有一个有趣的发现。”。“这些特定的点突变中的每一个都会导致Vi的不同变体形式。”

基于这些结构特性，Lee和Song根据CPS的数量、长度或化学特性，将伤寒沙门氏菌的变体分为两大类，即低Vi和高Vi荚膜变体

与唯一已知的Vi胶囊类型相比，带有低Vi胶囊的伤寒沙门氏菌感染宿主的能力更高。反过来，使用超Vi胶囊的伤寒沙门氏菌会使感染的小鼠病情加重，死亡率更高

此外，具有超Vi胶囊的细菌在胆囊中定植的能力增强。重要的是，胆囊中2%至6%的伤寒沙门氏菌康复患者成为无症状的慢性携带者，并可能在数月或数年内传播伤寒沙门氏杆菌，导致疾病持续存在。“这就像伤寒玛丽的故事，”宋说

同样令人担忧的是Lee和Song的发现，高Vi菌株比低Vi菌株在地理上分布更广，并且表现出更多的抗生素耐药性。宋说：“令人担忧的是，所有特定的超Vi胶囊变体都对环丙沙星产生了耐药性，环丙沙星是临床上治疗伤寒患者的常用药物。”

宋的发现对流行病学有着广泛的意义。例如，宋说，更新当前的检测方法以识别循环变异可能是有益的。她的发现也开辟了可能的临床应用。她说，我们不知道伤寒疫苗是否对所有类型的Vi胶囊都同样有效

作为下一步，Song正在将遗传变异与荚膜特性之间的相关性扩展到她论文中描述的21种以外的所有发现的变异。她说：“我们想为科学界制作一个参考图表。”。她还在研究其他种类的沙门氏菌，这些沙门氏菌会产生类似于超型的胶囊，包括副伤寒沙门氏菌C，它会引起类似于伤寒的疾病，以及都柏林沙门氏菌可以感染人类和牛

宋说：“总的来说，我们的研究提高了人们对科学界内外存在许多Vi胶囊型伤寒沙门氏菌的认识。”。“这是未来研究伤寒沙门氏菌胶囊变体的框架，它提供了对抗[这些类型]细菌的策略。”