转自：生物探索  文|苏煜静

图片来源：梅林达•盖茨基金会官网

比尔•盖茨夫妇怀着“我们可以通过向最需要的人提供最新的科学技术来拯救生命”的信念，致力于提供有效的疫苗、药物和诊断，并开发创新方法为最需要的人提供健康服务。由比尔和梅林达•盖茨基金会(Bill & Melinda Gates Foundation)资助的全球肺炎球菌测序（GPS）项目在全球范围内对肺炎链球菌进行基因组监测，以帮助制定下一代肺炎疫苗。

DOI: 10.1016/S1473-3099(19)30297-X

近日，研究人员绘制出全球最常见的肺炎细菌基因组图谱。这项研究发表在《Lancet Infectious Diseases》杂志上。 同时，发表在《EBioMedicine》杂志上的一篇姐妹论文揭示了哪些肺炎链球菌在世界各地流行，并解释了尽管有疫苗，但肺炎球菌导致的肺炎发病率仍然很高。

可怕的肺炎链球菌

每年全球因肺炎死亡的人数高达数十万，同时肺炎也是5岁以下儿童死亡的最大单一传染性疾病。而肺炎链球菌则是细菌性肺炎的常见病因。虽然健康的成年人不会因携带肺炎链球菌而生病，但是这些细菌在儿童中可能会造成致命的感染。

肺炎球菌也会引起身体其他部位的疾病，例如感染大脑或血液，引起脑膜炎或血液感染，这些都能导致败血症的进一步发生。

各种肺炎球菌菌株 图片来源：GPS官网

在过去的十年里，世界上许多国家都研发出针对肺炎链球菌外壳的疫苗——肺炎球菌结合疫苗(PCV)。婴儿接种PCV也可以预防这些肺炎球菌感染。虽然PCV对多达13种重要的肺炎链球菌亚型非常有效，但已知的肺炎链球菌亚型却超过了100种。

全球首个肺炎链球菌基因地图出炉

美国亚特兰大埃默里大学韦康桑格研究所和美国疾病控制和预防中心的研究人员与世界各地的科学家们合作，对来自51个国家的2万多份肺炎链球菌样本进行了DNA测序。这将有助于预测哪些菌株对新型肺炎球菌疫苗至关重要。

图片来源：Wellcome Trust Sanger Institute

研究人员收集了疫苗注射前后的样本，进行DNA序列比较，来观察细菌变化。这些变化可能会影响疫苗对肺炎球菌的预防效果，以及新菌株的出现是否会影响疾病的严重程度和治疗的难易程度。

研究人员在全球范围内发现了621种菌株亚型，每一种都与一种或多种衣壳类型有关。他们还发现，在PCV被引入后，非疫苗型菌株亚型的水平有所上升，这表明细菌对疫苗做出了反应而进化。

Rebecca Gladstone 图片来源：Wellcome Trust Sanger Institute

威康桑格研究所的Rebecca Gladstone博士说:“我们的研究首次对世界上的肺炎链球菌种群进行了基因组描述。这在以前是不可能的，因为以前只对个别群体的样本进行了研究。现在我们有了全球数据，显示每个国家都有哪些菌株，可以用这些数据来了解全球范围内的肺炎球菌感染。”

肺炎链球菌基因地图多重要？

比尔和梅林达•盖茨基金会肺炎研究小组的负责人Keith Klugman教授说:“我们必须继续为世界各地的儿童接种疫苗，因为接种疫苗是降低肺炎风险的唯一最佳途径，因为它可以防止儿童与成人之间传播肺炎链球菌。然而，我们正在与细菌的进化作斗争。这项研究表明，持续进行的全球基因组监测的重要性，以了解哪些菌株可能造成威胁，帮助重新制定下一代疫苗。”

来自阿根廷、孟加拉国、巴西、印度，俄罗斯和南非的全球肺炎球菌测序合作科学家

美国疾病控制与预防中心链球菌实验室的Lesley McGee博士也表示，这项基因组研究不仅让我们看到当前全球范围内最重要的肺炎链球菌菌株类型，而且还有助于理解它们的进化。这一信息将为开发预测工具打开大门，以识别可能因使用疫苗而出现的毒株。

肺炎链球菌的基因地图已经问世，这为攻克肺炎、提高人们生活质量奠定了基础。基因测序已经成为一个新时代的焦点，在这个新时代，基因组学和公共卫生的交叉能够优化预防策略，同时提供非常有价值的信息用于预测和应对未来的新挑战。

参考资料：

[1] Pneumonia mapped in largest genomic survey of any disease-causing bacterium

[2] Pneumococcal lineages associated with serotype replacement and antibiotic resistance in childhood invasive pneumococcal disease in the post-PCV13 era: an international whole-genome sequencing study