DNA测序如何改变了跟踪李斯特菌暴发的方式

医学评论
卫生官员现在能够使用整个基因组测序技术来跟踪危险的李斯特菌暴发的传播。
卫生官员现在能够使用整个基因组测序技术来跟踪危险的李斯特菌暴发的传播。 安德鲁·布鲁克斯/盖蒂图像

当您听到有关新闻中的李斯特氏症爆发时,公共卫生官员已经在努力工作,追踪该爆发回到其来源。确定来源的速度越快,卫生当局越早可以控制它 - 生病的人越少。

不久前,专家们很大程度上依靠患者面试来识别任何被污染的食物或食物李斯特菌,这是引起人疾病的李斯特菌种。卫生官员会问患有李斯特氏菌感染的患者吃什么,这些食物原木将被比较以识别潜在的罪魁祸首。((1

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卫生官员还使用一种称为脉冲场凝胶电泳或PFGE的分析形式来识别相关菌株李斯特菌。他们查看通过其通过其发送电流后的可疑污染食品或分子的DNA片段,然后将其与已知的分子进行比较李斯特菌。((2

但是这种分析形式并不总是准确的。((3)“与PFGE无关李斯特菌细菌有时会看起来相似,并且密切相关的细菌看起来不同。(3)

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尽管患者访谈和PFGE仍然是爆发管理的重要组成部分,但卫生官员在其武器库中拥有强大的新工具:整个基因组测序。vwin app((4

自2013年以来,卫生官员一直在使用整个基因组测序来跟踪李斯特菌暴发

“有许多不同的遗传变异李斯特菌,”解释说珍妮特·唐纳森(Janet Donaldson)博士,位于哈蒂斯堡南密西西比大学的细胞和分子生物学教授。“一些不同的变体李斯特菌,称为菌株,可以促进胃肠道生长的港口基因,而其他菌株则没有。”

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这些菌株中的每一个都有微妙的遗传蓝图。自2013年以来,公共卫生官员能够使用整个基因组测序检查该蓝图,以精确确定确切的应变李斯特菌那使一个人生病。(3)

为什么这有帮助?并非所有与李斯特菌有关的暴发都与特定食品有关。有些可能会从处理多种食物的食品处理设备上开始。如果然后将这些污染的食物包括在不同的食品中并在全国各地发送,那么专家可能很难跟踪那些看似无关的李斯特氏病病例,回到他们的共同来源。

疾病预防控制中心报道:“如果李斯特菌疾病发生较远,当前的方法会导致卫生官员浪费时间弄清楚哪些疾病是疫情的一部分。”(3)

整个基因组测序使官员可以以前所未有的方式连接点。如果相同的精确应变李斯特菌官员们知道更深入地挖掘出来的人(尚未吃过相同食物的人),在俄亥俄州和内华达州的李斯特氏病的人中出现。在至少一个情况下,专家已经使用了整个基因组测序来揭示持续五年持续存在的裂开李斯特菌暴发,如果没有整个基因组测序,可能就无法识别。(3)

多亏了测序技术,“已经发现了更多的爆发案例,而在食物中,不再是调查的焦点”。食品控制。((5)疾病预防控制中心的整个基因组测序计划非常成功,以至于该机构扩大了其计划,包括其他引起疾病的细菌 - 包括弯曲杆菌大肠杆菌。(3)

整个基因组测序也可以帮助鉴定更好的李斯特菌疗法

健康专家正在使用基因组测序不仅仅是爆发次数。李斯特菌细菌DNA的地图也可以帮助他们开发新的,更有效的疗法。唐纳森博士说:“我在实验室里正在研究的是,利斯特菌如何应对胃肠道的不同环境生存。”

大多数细菌无法承受胃和上肠的酸性环境。但李斯特菌是不同的。尽管在这些细胞内部没有营养,但它不仅可以在上胃肠道的危险中幸存下来,而且能够侵入其宿主的细胞并繁殖。从那里开始,李斯特菌可以进入患者的血液中,从而引起侵入性甚至致命的感染。((6

唐纳森说,她的研究部分调查了导致疾病的方式李斯特菌细菌胃肠道的“感官”氧气变化,以及这如何帮助它们生存(并引起其宿主问题)。

如果您不了解它的运作方式,很难击败敌人。因此,了解李斯特菌细菌成功背后的所有这些过程很重要。

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唐纳森(Donaldson)的工作和使用整个基因组测序的他人的研究应有助于告知新的和更好的治疗方法。她说:“如果我们能弄清楚李斯特菌如何应对胃肠道,我们可以设计针对这些机制的治疗剂,以阻止李斯特菌进入血液的能力。”

整个基因组测序可能有一天有助于阻止李斯特菌的暴发

最后,整个基因组测序也可以帮助官员们弄清楚如何李斯特菌能够在防止其他类型细菌传播的条件下生存和繁荣 - 这可以帮助揭示策略预防李斯特菌爆发首先。

即使食物被李斯特菌细菌污染,其有害细菌的水平通常不够高,无法引起人类的疾病 - 至少起初没有。但李斯特菌即使在冷藏温度下,也能够保持生命和传播。因此,由于受污染的食物坐在冰箱或冰箱中,其李斯特菌细菌继续繁殖,直到其水平足以引起感染。((7

使用整个基因组测序,专家可以更好地了解李斯特菌如何在冷藏条件下生存和传播。他们还可以深入了解李斯特菌污染食品加工设备的方式 - 即使该设备被彻底清洁和用消毒剂处理。有了这些见解,它们可能能够防止食物污染,从而防止人们接触到有害细菌水平。

编辑资料和事实检查

  1. 李斯特菌整个基因组测序项目。疾病控制与预防中心(CDC)。2017年6月5日。
  2. 脉冲场凝胶电泳(PFGE)。CDC。2018年3月8日。
  3. AMD项目:向李斯特菌学习。CDC。2017年4月24日。
  4. 国家肠道疾病监测:李斯特菌倡议。CDC。2016年2月。
  5. 布坎南RL等。评论李斯特菌:有关暴发,毒力,剂量反应,生态学和风险评估的最新消息。食品控制。2017年5月。
  6. Joseph B等。识别李斯特菌单核细胞增生基因通过表达分析和突变筛选有助于细胞内复制。细菌学杂志。2006年1月。
  7. Chan YC,Wiedmann M.单核细胞增生李斯特菌的生理学和遗传学生存和生长在寒冷的温度下。食品科学和营养的批判性评论。2008年12月17日。
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