高级疾病模型显示某些肠道细菌传播速度堪比病毒
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高级疾病模型显示某些肠道细菌传播速度堪比病毒
研究表明，人体肠道中常见的大肠杆菌（Escherichia coli）可能以与猪流感相当的速度传播。
惠康桑格研究所、奥斯陆大学、赫尔辛基大学、芬兰阿尔托大学及其合作机构的研究人员首次成功预测了一个人将肠道细菌传播给周围人群的速率。此前，此类计算主要适用于病毒。
该研究于今日（11月4日）发表在《自然·通讯》期刊，重点分析了英国和挪威发现的三种主要大肠杆菌菌株，其中两种对多种常用抗生素具有耐药性。这两种菌株是英国尿路感染和其他血流感染的最常见致病源，在挪威也位列主要病原体。科学家指出，更有效地追踪这些细菌将有助于制定公共卫生措施，预防耐药感染暴发。
未来，深入了解某些大肠杆菌菌株在人群中高效传播的遗传机制，或可助力开发靶向治疗方法，减少广谱抗生素的使用。此外，本研究采用的技术可推广至其他细菌病原体，以进一步理解并控制不同侵入性感染。
大肠杆菌是全球感染的主要致病菌。多数大肠杆菌菌株无害，常见于肠道内。定植细菌（如大肠杆菌）通过直接接触（如亲吻）或间接接触（如共用住所、物品或食物）进入人体。但当细菌侵入尿路并进一步进入血流时，可能引发危及生命的脓毒症，尤其对免疫系统较弱者构成威胁。
医疗领域的额外挑战在于，此类感染中抗生素耐药性日益普遍。全球大肠杆菌耐药率差异显著，英国超过40%的大肠杆菌血流感染对关键抗生素具有耐药性。
基本传染数（R0）是描述单个感染者在人群中平均导致新发感染病例数的指标，常用于预测病毒感染趋势。此前，定植型肠道细菌（如大肠杆菌）无法计算R0，因其通常不致病且多无症状。
本研究团队分析了英国婴儿微生物组研究的数据，并结合惠康桑格研究所先前发布的英国和挪威大肠杆菌血流感染基因组监测数据。研究人员采用名为ELFI（无似然推断引擎）的推断软件平台，构建了可预测英挪两国三种主要大肠杆菌菌株R0的新模型。
研究发现，ST131-A型菌株的传播速度可与全球大流行病毒（如猪流感H1N1）相媲美，尽管大肠杆菌并非通过空气飞沫传播。另两种耐药菌株ST131-C1和ST131-C2在健康个体间传播较慢，但在医院等医疗机构中传播风险显著升高，意味着此类环境可能成为快速传播温床。
R0值的确定使专家得以分析影响传播的因素，识别高风险致病菌株，并制定保护免疫缺陷人群的公共卫生策略。
芬兰阿尔托大学的合著者范尼·奥亚拉（Fanni Ojala）表示："通过系统收集的大量数据，我们成功构建了预测大肠杆菌R0的模拟模型。据我们所知，这不仅是大肠杆菌的首次突破，更是人类肠道微生物组中任何细菌的首次实现。未来该模型或可应用于其他细菌菌株，助力我们理解、追踪并最终预防耐药感染的传播。"
惠康桑格研究所课题组长特雷弗·劳利博士（Trevor Lawley）指出："大肠杆菌是婴儿肠道中最早出现的细菌之一。要理解细菌如何影响人类健康，必须追溯生命起点——这正是英国婴儿微生物组研究的意义所在。很高兴看到我们的数据被用于开拓新方法，这些洞见终将惠及全人类。"
惠康桑格研究所及奥斯陆大学的资深作者尤卡·科兰德教授（Jukka Corander）强调："获得大肠杆菌的R0值使我们能更清晰地观察细菌在人群中的传播动态，并与其他感染进行对比。如今我们已掌握特定菌株的传播速度，亟需探究其遗传驱动机制。理解耐药菌株的遗传特性或可开辟新的诊疗途径，这对多重耐药菌防控尤为重要。"
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