Otevření dveří vakcíně proti četným dětským infekcím

Vakcína, která se vypořádá s bakteriemi, které způsobují až 200 milionů dětských infekcí každý rok, by mohla být možná, říkají odborníci.

V první studii svého druhu mezinárodní tým, včetně těch z Wellcome Sanger Institute, University of Oslo, University of Oxford a Shoklo Malaria Research Unit na Mahidol University v Thajsku, analyzoval nové a existující genomy Haemophilus influenzae (H. influenzae) z globálních vzorků odebraných v letech 1962 až 2023.

H. influenzae je druh bakterií, které mohou způsobit řadu infekcí, které jsou široce léčeny antibiotiky, ale navzdory svému názvu nezpůsobuje chřipku.

Publikováno v Mikrobiologie přírodyodhalili rozsáhlou rezistenci vůči antibiotikům, přičemž některé kmeny jsou rezistentní vůči většině tříd antibiotik a naznačují, že existuje naléhavá potřeba dále zvýšit H. influenzae v globálních monitorovacích systémech.

Tým zjistil, že H. influenzae z celého světa vykazuje překvapivě malé genetické variace, což naznačuje, že by mohla být vyvinuta univerzální vakcína, která se zaměřuje na sdílené vlastnosti. Potenciální kandidáti na vakcínu byli již dříve identifikováni a tato studie pomáhá připravit cestu pro další objevy.

I když existuje vysoce účinná vakcína proti H. influenzae typu b (Hib), která může způsobit dětskou meningitidu a další život ohrožující infekce, tato vakcína nefunguje proti jiným kmenům stejného druhu.

Jedním z těchto kmenů je netypovatelný H. influenzae (NTHi), který je hlavní příčinou akutních ušních infekcí u dětí a způsobuje celosvětově odhadem 175 milionů případů ročně. Může také způsobit sinusitidu a konjunktivitidu a je častou příčinou zápalu plic.

Pneumonie je potenciálně život ohrožující onemocnění, které může také způsobit trvalé poškození plic a je zvláště běžné mezi malé děti v zemích s nedostatečnými zdroji.

V první rozsáhlé studii sekvenování genomu H. influenzae byli vědci Sangerova institutu a jejich spolupracovníci také prvními, kdo použili genomiku ke komplexnímu zkoumání H. influenzae v populacích s vysokou zátěží, jako jsou ty, které žijí na thajsko-myanmarské hranici.

Tým sekvenoval výtěry z nosu od dětí v táboře Maela pro vysídlené osoby v Thajsku, což poskytlo 4 474 genomů, a zkombinoval je s 5 976 dostupnými publikovanými genomy H. influenzae, aby poskytl globální obrázek o evoluci a epidemiologii tohoto druhu.

V táboře Maela bylo více než 95 % H. influenzae souvisejících s pneumonií kmeny NTHi. To zdůrazňuje, jak účinná je tato bakterie při způsobování onemocnění a překonávání jak Hib, tak jiných kmenů tohoto druhu, a to i v populaci neočkované proti Hib. Tým nenašel žádné genetické varianty NTHi, které by byly častější mezi případy pneumonie, což naznačuje, že všechny mají stejnou schopnost způsobit invazivní onemocnění.

U vzorků NTHi z Maela byla běžná rozsáhlá rezistence vůči více léčivům (MDR) a byla také nalezena po celém světě.

Rozsáhlými analýzami celé globální sbírky genomů tým zjistil, že H. influenzae nemá pro danou zemi specifické nebo individuálně se vyvíjející linie, které jsou obvykle pozorovány u jiných hlavních bakterií způsobujících respirační onemocnění.

Místo toho, navzdory extrémně vysokým úrovním genetické rekombinace, kdy se genetický materiál během reprodukce vyměňuje mezi různými bakteriemi, je celková variabilita v genomu nízká.

Toto je příklad všudypřítomné negativní selekce, kdy jsou neustále odstraňovány nové genetické změny a je slibná pro vyhlídky budoucího vývoje vakcíny.

Dr. Neil MacAlasdair, spoluprvní autor dříve na Wellcome Sanger Institute a University of Oslo a nyní v Evropském bioinformatickém institutu EMBL (EMBL-EBI), řekl: „Sekvenování genomu ve velkém měřítku může odhalit vzorce na úrovni populace, které dříve nebylo možné vidět, což z něj činí neocenitelnou techniku ​​pro pochopení šíření, dopadu a vývoje infekčních onemocnění.

„Prostudováním téměř deseti tisíc vzorků Haemophilus influenzae jsme začali budovat základy znalostí o genetické diverzitě celého druhu ve vztahu ke kmeni, pro který máme vakcínu.

„Ačkoli se H. influenzae vysoce rekombinuje, existují evoluční procesy, které zachovávají většinu genomu. Pochopení více o těchto konzervovaných částech může být klíčem k odemknutí účinné vakcíny, která zabrání onemocnění způsobenému všemi kmeny H. influenzae, čímž se sníží naše spoléhání na širokospektrá antibiotika.“

Dr. Anna Pöntinen, spoluautorka z University of Oslo, řekla: „Naše studie ukazuje, že na rozdíl od jiných bakterií, které jsou hlavními příčinami respiračních infekcí, neexistují žádné izolované populace Haemophilus influenzae v různých oblastech. To je dobrá zpráva, protože kdyby existovalo mnoho různých místních variant, bylo by mnohem náročnější vyvinout vakcínu.“

„Naše zjištění potvrzují naši původní hypotézu: že je možné vyvinout univerzální vakcínu na ochranu proti všem typům infekcí způsobených Haemophilem.“

Profesor Paul Turner, spoluautor z Centra pro tropickou medicínu a globální zdraví na Oxfordské univerzitě, řekl: „Infekce uší jsou jedním z nejčastějších důvodů, proč jsou dětem předepisována antibiotika, a Haemophilus influenzae je jednou z nejdůležitějších bakterií, které je způsobují.

„Rozsáhlá antibiotická rezistence v rámci těchto bakteriálních kmenů je vidět jak v naší genomové analýze, tak v praxi ve zdravotnictví, přičemž v některých oblastech světa zbývá pouze jeden typ účinného antibiotika. Musíme najít nové způsoby, jak se s těmito infekcemi vypořádat, například prostřednictvím očkování, abychom zajistili, že každý bude chráněn před dvojím rizikem infekce a rezistence na antibiotika.“

Profesor Jukka Corander, spoluautor z Wellcome Sanger Institute a University of Oslo, řekl: „Naše studie přináší významný pokrok v chápání epidemiologie a evoluce bakteriálních druhů Haemophilus influenzae. Bakterie způsobující onemocnění a infekce odolné vůči léčbě nejsou omezeny hranicemi; zjistili jsme, že jsou přítomny na celém světě, a proto je třeba je monitorovat.“