军团病爆发是否可以通过基因组测序更好地识别?(维基媒体:美国疾病控制中心)
简而言之:新南威尔士州卫生部和悉尼大学的研究人员正在探讨快速基因组监测是否可以加快对军团病爆发的响应速度。
由于军团病的症状延迟出现以及病原体传播的复杂性,军团病爆发往往难以识别。研究人员表示,基因组测序通常用于快速诊断遗传疾病,也可以用于测试确认样本,以判断是否存在潜在的爆发。
随着军团病爆发频率的增加,一组新南威尔士州科学家正在研究基因组测序是否可以帮助更快地确定感染源。自7月以来,新南威尔士州病理学研究所、威斯特米德医院和悉尼大学的研究人员一直在研究快速基因组测序技术,该技术可以揭示一个生物体的全部DNA特征。
这项由新南威尔士州卫生部资助的新研究旨在创建一种监测工具,分析临床和环境样本,以便更快地确认爆发源,这通常是公共卫生当局面临的一项挑战和耗时的任务。
“从广义上讲,基因组学已经长期用于确认爆发并将临床病例与环境来源联系起来,”悉尼大学和新南威尔士州卫生部的微生物学家、该研究的共同调查员Vitali Sintchenko说。“该研究的目标是应用基因组技术将环境样本中的军团菌培养物与临床病例中的培养物联系起来,更快地识别这些潜在的集群。”
“我们谈论的是建立一个前瞻性系统,而不是对已知的爆发做出反应。你希望有一个前瞻性系统来调查临床病例和环境分离株,并识别它们之间的联系。”Vitali Sintchenko及其同事认为,基因组测序可以实现更快的识别和应对可能的军团病爆发。
过去三十年中,这种潜在致命疾病变得越来越普遍。根据联邦数据,确诊病例数从1997年的33例增加到2023年的237例。今年7月和8月,墨尔本发生了一起军团病爆发,导致超过100人感染,两人死亡。
“如果成功,这项研究将使公共卫生当局能够更快地确认病例集群,有助于他们识别感染源并防止进一步在社区内传播,”新南威尔士州医学研究部长David Harris说。
军团病感染的难点在于其传播方式。军团菌不是通过人际传播,而是通过水传播,受污染的冷却塔(包括办公楼或酒店空调系统中的冷却塔)是最常见的爆发原因。
“这是一种偶然的人类病原体。它没有进化到可以在人与人之间传播。实际上,这是一种机会性的、不幸的偶然获得的感染,”哈德森医学研究所的微生物学家、主任兼首席执行官Elizabeth Hartland说。“当一个受污染的水源被大规模气溶胶化并扩散到大片区域时,就会被视为爆发。”
医生和微生物学家早就了解军团病的传播方式以及冷却塔在此过程中的作用。更困难的是确定爆发的确切源头。军团病的症状可能在感染后一周多才出现,这使得识别变得更为复杂。一旦怀疑军团菌感染,实验室确认大约需要七天时间。
“一旦有人开始出现症状,许多临床医生可能不会立即想到军团菌是原因,”Hartland教授说。
“这些爆发可能非常复杂,某个区域内可能有数百或数千个冷却塔需要测试和调查,”墨尔本大学微生物诊断单元公共卫生实验室的副主管Norelle Sherry说。“如果我们要等待7到10天才能获得培养物和测序数据,并将这些信息整合在一起,这对公共卫生团队来说是一个很长的等待时间。”
目前,公共卫生当局定位爆发源的方法依赖于对感染者进行访谈,以确定潜在的兴趣区域。如果使用基因组测序,则是在怀疑爆发或集群后发现病例之间的潜在联系。
“我们可以采取任何措施缩短这段时间,意味着更早的公共卫生行动,可能会减少病例数量,”Sherry博士说。
近年来,研究人员试图开发新的工具以加速爆发的调查和确认过程,包括人工智能和生物传感技术。Sintchenko教授认为,基因组测序可以成为帮助在军团病爆发期间减少感染曲线的工具。
“如果成功,我的研究将使临床医生能够常规测试样本,快速准确地识别多个感染是否由同一菌株引起,即使这些联系不明显,”他说。“我们将有一个系统,能够比现在更快、更少地利用公共卫生资源识别感染的共同来源。因此,我们可以预防暴露案例。”
“关键在于尽可能快地在初期识别这些集群。不是在高峰期,而是在初期,从而压平曲线。”
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