莱姆病于1975年首次在康涅狄格州的莱姆镇被确定,但科学家对于导致某些人遭受严重症状折磨数年的细菌还有更多的疑问,而对其他人只造成相对轻微的疾病。检测莱姆病的误诊率很高,特别是在感染早期,所以即使检测该疾病也具有挑战性。
在发表在PLOS Pathogens上的一篇论文中,一组国际研究人员报告了迄今为止对博氏伯氏菌基因组的最全面分析,这为导致更严重疾病形式的原因以及为开发更好的诊断测试和治疗奠定了基础。 数据来自对美国东北部和中西部以及中欧的299例莱姆病患者的样本,主要从感染早期典型的靶环状皮疹的皮肤活检中提取。 科学家首先从活检皮肤样本中分离出细菌,然后将细菌的遗传特征与患者的健康结果相关联。 这使他们能够识别与更严重症状相关的基因,并了解为什么美国患者往往会出现不同于欧洲患者的症状。
“这些信息是开发诊断、疫苗和治疗的基础,” 哈佛大学MIT和哈佛大学广泛研究所、马萨诸塞州总医院的帕迪斯·萨贝蒂(Pardis Sabeti)说,她是该论文的高级作者之一。 “知道存在的基因,我们可以开始看到存在的多样性,并表征它们的功能。 这就像人类基因组计划——这种遗传信息是我们在开发更好的诊断和治疗之前所需要的。”
在论文中,科学家证实了此前对B. burgdorferi的更小规模的遗传研究,这些研究将细菌基因组上的遗传标记与人类的疾病症状相关联。 他们发现与更严重疾病相关的特定遗传变异,这些变异未来可能用于确定某种感染是否涉及可能导致更严重疾病的细菌株。
他们还发现了与细菌通过血液扩散到感染部位(即蜱叮咬部位)之外的能力相关的特定细菌表面蛋白。马萨诸塞州总医院和哈佛大学MIT广泛研究所的雅各布·莱米厄博士(Jacob Lemieux)说,他是这项研究的第一作者:“当大多数有问题的莱姆病症状开始时,这就是发生的情况。” “细菌可能会进入神经系统,导致神经莱姆病,或者如果它进入关节,可能会导致莱姆关节炎。 因为它可能意味着轻症和重症之间的区别,所以扩散是一个分水岭事件。”
这些标志物是否也与人们在感染数月或数年后继续出现持续症状的后莱姆病综合征有关还不清楚。 但它可以帮助弄清是什么导致了该综合征。 “有扩散性莱姆病的患者确实有更高的后莱姆病综合征发生率,”莱米厄说。 “我们假设某些莱姆病菌株更可能导致治疗后莱姆病综合征,我们希望识别这些菌株。 因此,知道哪些患者感染了更有可能扩散的菌株可以帮助我们研究后莱姆综合征的新治疗和干预措施。”
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通过突出与细菌在感染后在体内游走的能力相关的可能的遗传标记,科学家希望催生对测试和响应这些标记以减少严重症状的进一步研究。
这项广泛的遗传信息研究还提供了关于为什么美国人体验与欧洲人不同的莱姆病症状以及为什么美国的测试可能无法检测到海外感染的线索。 “我们发现遗传学因区域而异,”莱米厄说。 在美国,特别是在该国东北部,菌株倾向于更具侵袭性并在感染后在体内扩散,这可能导致更严重的疾病。 欧洲更常见的细菌版本倾向于导致慢性皮肤病和神经系统症状。
莱米厄说,这种遗传数据库代表的知识“我们才刚刚触及表面”。 他和他的团队将其上传到公共遗传研究数据库GenBank,来自国立卫生研究院,供其他科学家学习和分析。 “这篇论文是基础的一块砖,是这个领域的有价值工具。”
