《环球科学》追踪流行病起源

　　2005 年和 2006 年，南非一家乡村医院有 53 名患者被诊断出患有广泛耐药结核病。 事实证明，这些细菌对抗生素完全免疫，并最终杀死了其中 52 名患者。夸祖鲁-纳塔尔省的大流行爆发是迄今为止最大的广泛耐药结核病事件。 目前，全省近80%的结核病感染是由耐药菌引起的。 2019 年 10 月，《美国国家科学院院刊》发表了一篇论文，揭示了这种致命菌株的起源。 它首先出现在 400 公里外的一个地区，比第一例有记录的病例早了 10 多年。 发表该研究的科学家表示，可以使用多学科工具集分析该菌株的起源，该工具集还可以在早期识别其他耐药病原体，防止它们进一步传播。“本质上，这种病原体与许多其他病原体一样，需要一段时间才能形成，”哥伦比亚大学流行病学家、该论文的通讯作者 Barron Mattema 说。 这些突变，并采取行动。”Matema 及其同事对来自夸祖鲁-纳塔尔省的 300 多名结核病患者的基因组进行了测序，其中大部分是在 2011 年至 2014 年间收集的。他们发现 78% 的样本与 Tugrafri 护理研究组织的菌株有遗传相关性。 系统发育重建是一种用于推断进化历史的统计方法，它揭示了突变出现并在菌株中扩展的时间点。 此外，科学家们建立了细菌蛋白质结构的 3D 模型，以了解每个突变如何帮助细菌建立抵抗力和适应性。

　　他们了解到，该毒株经历了三个重要的突变，第一个是在 1980 年代初，最后一个是在 1993 年左右。在 1990 年代中期，南非的艾滋病流行导致大量免疫系统缺陷的人出现， 这促进了细菌的传播。 从相关的 GPS 数据中，研究人员查看了样本的地理分布。 在使用人口遗传学和地理空间模型后，确定了遗传变化如何从一个地方传播到另一个地方。 他们发现该菌株起源于远离图格拉弗里的地方，并沿着繁忙的当地旅游路线迁移。 “所有这些因素加在一起，导致了疫情的最初爆发，”马说。耐药性是一个日益严重的世界性问题。 马泰马表示，如果能够实时对从患者身上采集的样本进行全基因组测序，结合多管齐下的分析方法，或许可以在突变引发突发公共卫生事件之前发现突变。 很多地方（伦敦、纽约等）都有公共卫生机构已经在小范围进行全基因组测序，但由于资金、专业和能力等问题，这种方法一直未能迅速推广。 .“许多业内人士认为事情应该朝这个方向发展，但这需要公共卫生机构的资助，”哈佛医学院生物医学信息学研究员、肺部和重症监护医师 Maha Farhat 说。