מחקר מדגיש את הפוטנציאל של שונות מיעוט ושיטות רצף חלופיות כדי לשפר את ההבנה האפידמיולוגית של העברת שחפת
במחקר שפורסם לאחרונה ב המיקרוב Lancetחוקרים חקרו וריאציה בתוך המארח של Mycobacterium שַׁחֶפֶת מורכב (MTBC) והאם הוא מגדיל את מסקנות שידור.
רֶקַע
הפחתת נטל השחפת העולמי מחייבת ירידה באירועי זיהומי MTBC. עם זאת, תקופת ההשהיה הארוכה והמשתנה של הזיהום הופכת את זיהוי מקור השידור והתערבויות מאתגרות.
יתר על כן, גישות מסקנות שידור לרוב אינן מצליחות לזהות את רוב חיבורי השידור בהגדרות של שכיחות גבוהה. לפיכך, יש צורך באסטרטגיות חדשות ונגישות כדי לשרטט דפוסי שידור ברזולוציה גבוהה.
גישות מסקנות להעברת MTBC מסתמכות על גנום קונצנזוס בודד מאנשים נגועים. עם זאת, MTBC מציג קצב התפתחות איטי יחסית, מה שאומר גיוון מוגבל בהתפרצויות. יתרה מכך, גנומים זהים של MTBC בודדו ממספר אנשים, מה שהופך את זה למאתגר לשחזר שרשראות העברה. אמנם דווח על מגוון MTBC בקרב אנשים נגועים, אך לא ברור אם וריאציה זו בתוך המארח משפרת את מסקנות ההעברה.
לגבי המחקר
במחקר הנוכחי, חוקרים כימתו וריאציה של MTBC בתוך המארח וחקרו אם זה משפר את הסקת השידור. הם ניתחו מחדש נתוני רצף ממחקרי שידור ביתי קודמים של MTBC, תוך מינוף של בני משק בית בתור פרוקסי לחיבורי שידור. במסד הנתונים של PubMed בוצע חיפוש אחר מחקרים רלוונטיים עם רצף גולמי ונתונים אפידמיולוגיים זמינים לציבור. נתוני רצף גולמיים עובדו באמצעות צינור זיהוי וריאנט.
החוקרים כימתו גרסאות מיעוט בתוך הגנים פרולין-פרולין-גלוטמית (PPE) וחומצה פרולין-גלוטמית (PE). גרסאות מיעוט הוגדרו כעמדות עם ≥ שני אללים ותדירות אללים מינוריים > 1%. גנים של PPE ו-PE לא נכללו בניתוחים נוספים מכיוון שהם עשויים להיות מועדים יותר לשגיאות. שונות המיעוט הממוצעת למדגם הושוו בין מחקרים באמצעות מבחן סכום הדירוג של Wilcoxon.
מקדם המתאם של פירסון שימש למדידת קשרים בין המספר הכולל של גרסאות מיעוט, תדירות אללים מינוריים ועומק כיסוי חציוני. כמו כן, הוערך מספר גרסאות המיעוט המחולקות בין בני משק בית וגרסאות מיעוט משותפות בין זוגות שאינם קשורים אפידמיולוגית. הותאמו מודלים של רגרסיה לוגיסטית, כולל גרסאות מיעוט משותפות בלבד, חברי אשכול גנטי בלבד, או שניהם.
חברות באשכול גנטי הוגדרה על ידי 5-Single Nucleotide Polymorphism (SNP) ו-12-SNP מרחק גנטי. עקומות מאפיין הפעלה של מקלט (ROC) שימשו להערכת הביצועים של מודלים בסיווג משק בית לעומת זוגות לא קשורים. המתאמים בין המרחק הגנטי בין גרסאות מיעוט משותפות ורצפי קונצנזוס MTBC נבדקו באמצעות מקדם המתאם של פירסון.
ממצאים
בסך הכל, זוהו שלושה מחקרי העברה במשק בית; הם נערכו בברזיל, קנדה ואנגליה, בהתאמה. בהשוואה לצמדי רצף שנבחרו באקראי מהאוכלוסייה, הייתה שונות מוגבלת בין רצפי MTBC בבודדים מאותו משק בית או בין מבודדים מאנשים הקשורים אפידמיולוגית.
יתר על כן, רצפי MTBC קונצנזוס מאנשים עם קשרים אפידמיולוגיים היו שכנים פילוגנטיים הקרובים ביותר. מרחקים גנטיים בין רצפי קונצנזוס היו לרוב גדולים יותר מהסף הנפוצים של 12-SNP ו-5-SNP, כאשר 15.6% ו-44.4% מהזוגות של משקי הבית לא עמדו בתנאי הסף הללו, בהתאמה. גנים PPE ו-PE הציגו מספר גבוה באופן לא פרופורציונלי של גרסאות מיעוט.
היו הבדלים משמעותיים בשונות המיעוט מחוץ לגנים PPE ו-PE על פני מחקרים. גרסאות מיעוט היו ייחודיות במיקומן, ואף אחת מהן לא זוהתה ביותר מחמש דגימות. רק 1.3% מהוריאנטים של המיעוט היו מוטציות עצירה, ו-50% היו גרסאות Missense. יש לציין, חמש הגרסאות הנפוצות ביותר התרחשו באזורים בין-גניים על פני מחקרים.
עומק הכיסוי החציוני היה בקורלציה מובהקת עם מספר גרסאות המיעוט מחוץ לגנים PPE ו-PE. נצפה מתאם שלילי בין תדירות אללים מינורית ועומק כיסוי האתר. וריאציה של מיעוט לכל דגימה הייתה קשורה למבודדים של שושלת MTBC 2 וקשורה שלילית לבידודים של שושלת 3 ו-4.
בנוסף, לבודדים מזוגות ביתיים היו יותר גרסאות מיעוט מחוץ לגנים של PPE ו-PE מאשר זוגות שנבחרו באקראי. ההתפלגות של גרסאות מיעוט משותפות הייתה שונה באופן משמעותי בין זוגות הקשורים אפידמיולוגית לבין זוגות לא מקושרים. וריאציה משותפת בתוך המארח מחוץ לגנים PPE ו-PE הייתה קשורה באופן משמעותי לחברות במשק הבית. אשכול גנומי היה קשור באופן דומה לחברות במשק בית.
עקומות ROC הצביעו על כך שההכללה של וריאציה משותפת בתוך המארח שיפרה את דיוק הניבוי. גרסאות מיעוט משותפות ירדו עם עלייה במרחק הגנטי בין דגימות בקרב זוגות לא מקושרים אפידמיולוגית. עם זאת, עבור זוגות משק בית, לא נצפה מתאם מובהק בין המרחק הגנטי בין רצפי הסכמה לבין מספר גרסאות המיעוט המשותפות.
מסקנות
יחד, המחקר גילה שוריאציה של MTBC בתוך המארח נמשכת בנתוני רצף מהתרבות, כאשר גודלו משתנה בתוך ובין המחקרים. בנוסף, מבודדי MTBC מאנשים הקשורים אפידמיולוגית מציגים רמות גבוהות יותר של שונות מאשר אנשים לא מקושרים.
ממצאים אלה מצביעים על כך ששונות מיעוט יכולה לספק מידע אפידמיולוגי בעל ערך עבור מסקנות העברה. דרושה עבודה נוספת כדי לייעל גישות לרכישה ושילוב של וריאציות בתוך המארח בצינורות אוטומטיים להעברה והסקה פילוגנטית.
