研究人员绘制了 47 种莱姆病细菌菌株的基因组图谱，从而可以更精确地诊断和治疗。这项研究还揭示了这种细菌的古老起源及其快速适应机制，在莱姆病病例不断增加的情况下提供了重要的见解。
对莱姆病细菌的突破性基因分析为更精准的诊断、治疗和疫苗铺平了道路。
通过对 47 种菌株的基因组进行测序，研究人员现在可以识别导致该疾病的特定细菌，从而可以采取更有针对性的干预措施。
绘制莱姆病的基因图谱
莱姆病细菌的基因分析可能为改善蜱传疾病的诊断、治疗和预防铺平道路。
通过绘制来自世界各地的 47 种莱姆病致病菌的完整基因图谱，该国际团队创建了强大的资源，用于识别感染患者的特定细菌菌株。研究人员表示，这可以实现更准确的诊断测试和针对每个患者致病的细菌类型的定制治疗。
「这项对莱姆病和相关细菌进行的全面、高质量测序研究为推动该领域的发展奠定了基础，」罗格斯新泽西医学院教授、在开放获取期刊【分子生物技术】（mBio）上发表该研究的合著者史蒂文·舒泽尔 (Steven Schutzer) 指出：「每一个现代研究项目——从临床到公共卫生，从生态学和进化到细菌生理学，从医疗工具开发到宿主-细菌相互作用——都将受益于这项工作。
揭开莱姆病细菌进化的面纱
研究人员表示，这项研究发现的遗传信息——解释细菌如何进化和传播以及基因对于生存至关重要——可能有助于科学家开发更有效的莱姆病疫苗。
莱姆病是北美和欧洲最常见的蜱传疾病，每年影响数十万人。这种疾病是由伯 氏疏螺旋体 引起的，通过受感染的蜱叮咬传播给人类。症状通常包括发烧、头痛、疲劳和明显的皮疹。如果不进行治疗，感染可能会恶化，导致影响关节、心脏和神经系统的更严重的并发症。
研究人员表示，病例数量正在稳步增加，美国每年新增病例 476,000 例，而且随着气候变化，病例数量可能会增长得更快。
莱姆病细菌基因组测序
研究小组对莱姆病细菌的全基因组进行了测序，这些细菌代表了该组中所有 23 种已知物种。其中大多数在此之前尚未测序。美国国立卫生研究院资助的该项目包括多种最常与人类感染相关的细菌菌株和以前未知的导致人类疾病的物种。
通过比较这些基因组，研究人员重建了莱姆病细菌的进化史，将其起源追溯到数百万年前。他们发现这种细菌很可能起源于古代超大陆盘古大陆分裂之前，这解释了目前这种细菌在世界范围内的分布。
细菌的遗传交换和适应
这项研究还揭示了这些细菌如何在物种内和物种间交换遗传物质。这个过程被称为重组，它使细菌能够快速进化并适应新环境。研究人员在细菌基因组中发现了这种基因交换最常发生的特定热点，通常涉及帮助细菌与蜱虫和动物宿主相互作用的基因。
纽约城市大学生物学教授、该项研究的资深作者邱伟刚说：「通过了解这些细菌如何进化和交换遗传物质，我们就能更好地预测和应对它们行为的变化，包括它们导致人类疾病的能力的潜在变化。」
未来研究和对抗莱姆病的工具
为了促进正在进行的研究，该团队开发了基于网络的软件工具（BorreliaBase.org），帮助科学家比较伯氏疏螺旋体基因组并确定其感染人类能力的决定因素。
展望未来，研究人员计划分析更多莱姆病细菌菌株，尤其是来自研究不足地区的菌株。他们还计划研究致病菌株特有基因的功能，这可能揭示治疗干预的新目标。
由于气候变化等因素导致莱姆病扩大其地理范围，这项研究为应对这一日益严重的公共卫生威胁提供了宝贵的工具和见解。
「这是一项开创性的研究，这项工作为研究人员提供了数据和工具，使他们能够更好地针对莱姆病的所有病因制定治疗方案，并为针对由病原体引起的其他传染病采取类似方法提供了一个框架。」石溪大学文艺复兴医学院 Edmund D. Pellegrino 医学教授本杰明·卢夫特 (Benjamin Luft) 强调。
参考文献：「宿主相互作用脂蛋白基因座的自然选择和重组驱动莱姆病和相关细菌的基因组多样化」，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
这项研究的其他 20 位作者包括马里兰大学医学院的 Claire Fraser 和 Emmanuel Mongodin ，以及犹他大学医学院的 Sherwood Casjens。这项研究还得到了史蒂夫和亚历山德拉·科恩基金会的支持。
来源：罗格斯大学
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