由纽约市立大学研究生中心生物学家领导的团队对莱姆病细菌进行了基因分析,这可能为改善蜱传疾病的诊断、治疗和预防铺平道路。
纽约市立大学研究生中心和亨特学院生物学教授邱伟刚 (Weigang Qiu) 和一个国际团队(包括主要作者、纽约市立大学研究生中心前生物学博士生 Saymon Akther)绘制了来自世界各地的 47 种莱姆病相关细菌的完整基因组成图,为识别感染患者的细菌菌株创造了一种强大的工具。研究人员表示,这可以使诊断测试和针对每个患者致病细菌的治疗更加准确。
通过了解这些细菌如何进化和交换遗传物质,我们就能更好地监测它们的传播,并应对它们在人类中引发疾病的能力。”
邱伟刚,纽约市立大学研究生中心和亨特学院生物学教授
该研究发表在mBio期刊上。
研究人员表示,研究中发现的基因信息可能有助于科学家研制出更有效的莱姆病疫苗。
莱姆病是北美和欧洲最常见的蜱传疾病,每年影响数十万人。该病由伯氏疏螺旋体细菌引起,该细菌通过受感染的蜱叮咬感染人类。症状包括发烧、头痛、疲劳和特征性皮疹。如果不及时治疗,感染会扩散到关节、心脏和神经系统,导致更严重的并发症。
研究报告的作者表示,病例数正在稳步增加,美国每年新增病例 476,000 例,而且随着气候变化,病例数可能会增长得更快。
该研究小组由纽约市立大学研究生中心、亨特学院、罗格斯大学、石溪大学和十几家其他研究机构的科学家领导,对莱姆病细菌的全部 23 种已知菌种进行了全基因组测序。大多数菌种在此之前尚未测序。美国国立卫生研究院资助的该项目包括许多与人类感染最相关的细菌菌株和未知会导致人类疾病的菌种。
通过比较这些基因组,研究人员重建了莱姆病细菌的进化史,将其起源追溯到数百万年前。他们发现这种细菌很可能起源于古代超大陆盘古大陆分裂之前,这解释了目前这种细菌在世界范围内的分布。
该研究还揭示了这些细菌如何在物种内和物种间交换遗传物质。这个过程被称为重组,它使细菌能够快速进化并适应新环境。研究人员在细菌基因组中发现了这种基因交换最常发生的特定热点,通常涉及帮助细菌与蜱虫和动物宿主相互作用的基因。
为了促进正在进行的研究,该团队开发了基于网络的软件工具(BorreliaBase.org),帮助科学家比较伯氏疏螺旋体基因组并确定人类致病性的决定因素。
展望未来,研究人员表示,他们计划扩大分析范围,纳入更多莱姆病细菌菌株,尤其是来自研究不足地区的菌株。他们还计划研究致病菌株特有基因的功能,这可能为治疗干预发现新的靶点。随着莱姆病因气候变化而扩大其地理范围,这项研究为应对这一日益严重的公共卫生威胁提供了宝贵的工具和见解。