研究人員繪制了 47 種萊姆病細菌菌株的基因組圖譜，從而可以更精確地診斷和治療。這項研究還揭示了這種細菌的古老起源及其快速適應機制，在萊姆病病例不斷增加的情況下提供了重要的見解。
對萊姆病細菌的突破性基因分析為更精準的診斷、治療和疫苗鋪平了道路。
透過對 47 種菌株的基因組進行測序，研究人員現在可以辨識導致該疾病的特定細菌，從而可以采取更有針對性的幹預措施。
繪制萊姆病的基因圖譜
萊姆病細菌的基因分析可能為改善蜱傳疾病的診斷、治療和預防鋪平道路。
透過繪制來自世界各地的 47 種萊姆病致病菌的完整基因圖譜，該國際團隊建立了強大的資源，用於辨識感染患者的特定細菌菌株。研究人員表示，這可以實作更準確的診斷測試和針對每個患者致病的細菌型別的客製治療。
「這項對萊姆病和相關細菌進行的全面、高品質測序研究為推動該領域的發展奠定了基礎，」羅格斯紐澤西醫學院教授、在開放獲取期刊【分子生物技術】（mBio）上發表該研究的合著者史蒂文·舒澤爾 (Steven Schutzer) 指出：「每一個現代研究計畫——從臨床到公共衛生，從生態學和前進演化到細菌生理學，從醫療工具開發到宿主-細菌交互作用——都將受益於這項工作。
揭開萊姆病細菌前進演化的面紗
研究人員表示，這項研究發現的遺傳資訊——解釋細菌如何前進演化和傳播以及基因對於生存至關重要——可能有助於科學家開發更有效的萊姆病疫苗。
萊姆病是北美和歐洲最常見的蜱傳疾病，每年影響數十萬人。這種疾病是由伯 氏疏螺旋體 引起的，透過受感染的蜱叮咬傳播給人類。癥狀通常包括發燒、頭痛、疲勞和明顯的皮疹。如果不進行治療，感染可能會惡化，導致影響關節、心臟和神經系統的更嚴重的並行癥。
研究人員表示，病例數量正在穩步增加，美國每年新增病例 476,000 例，而且隨著氣候變遷，病例數量可能會增長得更快。
萊姆病細菌基因組測序
研究小組對萊姆病細菌的全基因組進行了測序，這些細菌代表了該組中所有 23 種已知物種。其中大多數在此之前尚未測序。美國國立衛生研究院資助的該計畫包括多種最常與人類感染相關的細菌菌株和以前未知的導致人類疾病的物種。
透過比較這些基因組，研究人員重建了萊姆病細菌的前進演化史，將其起源追溯到數百萬年前。他們發現這種細菌很可能起源於古代超大陸盤古大陸分裂之前，這解釋了目前這種細菌在世界範圍內的分布。
細菌的遺傳交換和適應
這項研究還揭示了這些細菌如何在物種內和物種間交換遺傳物質。這個過程被稱為重組，它使細菌能夠快速前進演化並適應新環境。研究人員在細菌基因組中發現了這種基因交換最常發生的特定熱點，通常涉及幫助細菌與蜱蟲和動物宿主交互作用的基因。
紐約城市大學生物學教授、該項研究的資深作者邱偉剛說：「透過了解這些細菌如何前進演化和交換遺傳物質，我們就能更好地預測和應對它們行為的變化，包括它們導致人類疾病的能力的潛在變化。」
未來研究和對抗萊姆病的工具
為了促進正在進行的研究，該團隊開發了基於網路的軟體工具（BorreliaBase.org），幫助科學家比較伯氏疏螺旋體基因組並確定其感染人類能力的決定因素。
展望未來，研究人員計劃分析更多萊姆病細菌菌株，尤其是來自研究不足地區的菌株。他們還計劃研究致病菌株特有基因的功能，這可能揭示治療幹預的新目標。
由於氣候變遷等因素導致萊姆病擴大其地理範圍，這項研究為應對這一日益嚴重的公共衛生威脅提供了寶貴的工具和見解。
「這是一項開創性的研究，這項工作為研究人員提供了數據和工具，使他們能夠更好地針對萊姆病的所有病因制定治療方案，並為針對由病原體引起的其他傳染病采取類似方法提供了一個框架。」石溪大學文藝復興醫學院 Edmund D. Pellegrino 醫學教授本傑明·盧夫特 (Benjamin Luft) 強調。
參考文獻：「宿主交互作用脂蛋白基因座的自然選擇和重組驅動萊姆病和相關細菌的基因組多樣化」，作者：Saymon Akther、Emmanuel F. Mongodin、Richard D. Morgan、Lia Di、Xiaohua Yang、Maryna Golovchenko、Natalie Rudenko、Gabriele Margos、Sabrina Hepner、Volker Fingerle、Hiroki Kawabata、Ana Cláudia Norte、Isabel Lopes de Carvalho、Maria Sofia Núncio、Adriana Marques、Steven E. Schutzer、Claire M. Fraser、Benjamin J. Luft、Sherwood R. Casjens 和 Weigang Qiu，2024 年 8 月 15 日，mBio。DOI ：10.1128/mbio.01749-24
這項研究的其他 20 位作者包括馬里蘭大學醫學院的 Claire Fraser 和 Emmanuel Mongodin ，以及猶他大學醫學院的 Sherwood Casjens。這項研究還得到了史蒂夫和亞歷山卓·科恩基金會的支持。
來源：羅格斯大學
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