研究人员开发了“家谱”系统来自动检测传染病的新变种

研究人员提出了一种新的方法来识别开始在人类中传播的病毒或细菌的更具传染性的变体，包括导致流感、新冠肺炎、百日咳和结核病的变体

新方法使用受感染人类的样本来实时监测人群中传播的病原体，并能够快速自动识别躲避疫苗的细菌。这可以为开发更有效预防疾病的疫苗提供信息

该方法还可以快速检测对抗生素有耐药性的新变种。这可以为感染者的治疗选择提供信息，并试图限制疾病的传播

它使用基因测序数据来提供有关新变异出现背后的遗传变化的信息。这对于理解为什么不同的变异在人群中传播不同非常重要

除了既定的新冠肺炎和流感监测计划外，很少有系统可以监测传染病的新变种。这项技术是对现有治疗这些疾病方法的重大进步，该方法依赖于专家组来决定循环细菌或病毒何时发生了足够的变化，从而被指定为新的变种

通过创建“家谱”，新方法可以根据病原体的基因变化程度以及它在人群中传播的容易程度自动识别新的变异，从而不需要召集专家来做这件事

它可以用于广泛的病毒和细菌，只需要从感染者身上采集少量样本，就可以揭示人群中传播的变异。这使得它在资源匮乏的环境中特别有价值

该报告今天发表在《自然》杂志上

“我们的新方法提供了一种令人惊讶地快速显示人群中是否存在新的可传播病原体变体的方法，并且可用于大量细菌和病毒，”该报告的第一作者、剑桥大学遗传学系的Noémie Lefrancq博士说

Lefrancq现在在苏黎世联邦理工学院工作，他补充道：“我们甚至可以用它来开始预测新变种将如何接管，这意味着可以快速做出如何应对的决定。”

“我们的方法提供了一种完全客观的方法来发现新的致病菌株，通过分析它们的遗传学和它们在人群中的传播方式。这意味着我们可以快速有效地发现新的高传染性菌株的出现，”剑桥大学兽医系的研究员Julian Parkhill教授说，他参与了这项研究

测试该技术

研究人员使用他们的新技术分析了百日咳杆菌的样本，百日咳杆菌是引起百日咳的细菌。许多国家目前正在经历过去25年来最严重的百日咳疫情。它立即发现了人群中传播的三种以前未被发现的新变种

巴斯德研究所百日咳国家参考中心主任Sylvain Brisse教授说：“这一新方法对于百日咳病原体来说非常及时，鉴于目前百日咳在许多国家卷土重来，以及令人担忧的抗微生物药物耐药谱系的出现，这需要加强监测。”他提供了百日咳博德特氏菌基因组分析和流行病学的生物资源和专业知识

在第二次测试中，他们分析了导致结核病的结核分枝杆菌样本。它表明，两种对抗生素有耐药性的变种正在传播

该报告的资深作者、剑桥大学遗传学系的Henrik Salje教授说：“这种方法将很快显示出病原体的哪些变体在致病潜力方面最令人担忧。这意味着疫苗可以专门针对这些变体，使其尽可能有效。”

他补充道，“如果我们看到一种抗生素耐药变种迅速扩大，那么我们就可以改变为感染者开具的抗生素，试图限制这种变种的传播。”

研究人员表示，这项工作是公共卫生应对传染病的更大拼图中的重要一环

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一个持续的威胁

导致疾病的细菌和病毒不断进化，在我们之间传播得更好更快。在新冠肺炎疫情期间，这导致了新毒株的出现：最初的武汉毒株传播迅速，但后来被其他变种所取代，包括奥米克隆，它是从最初的毒株进化而来的，更善于传播。这种进化的基础是病原体基因组成的变化

病原体通过遗传变化进化，使其更善于传播。科学家们特别担心的是，尽管我们接种了疫苗，但基因变化会使病原体逃避我们的免疫系统并导致疾病

Salje说：“这项工作有可能成为世界各地传染病监测系统不可或缺的一部分，它提供的见解可能会彻底改变政府的应对方式。” More information: Learning the fitness dynamics of pathogens from phylogenies, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-08309-9

Journal information: Nature