Международная группа ученых проанализировала 502 изолята Corynebacterium diphtheriae из 16 стран, собранных в последние 122 года.
Исследование показало, что число аллельных вариантов гена токсина tox увеличивается, а значит, C. diphtheriae может приобрести способность уходить от действия вакцины. Возросло также число копий генов устойчивости к противомикробным препаратам в недавно выделенных изолятах. В России заболеваемость пока не растет, однако лабораторную диагностику дифтерии необходимо совершенствовать.
Уже несколько десятилетий существует вакцина от дифтерии, и в странах с высоким уровнем дохода эта болезнь почти не встречается. Однако в странах с низким и средним уровнем дохода дифтерия вызывает периодические вспышки в невакцинированных или частично вакцинированных сообществах. В мире в целом дифтерия снова распространяется, в 2018 году был зафиксирован 16 651 случай, что в два раза больше, чем в 1996–2017 годах (в среднем 8105 случаев в год). Половина диагнозов, поставленных в 2018-м году, приходилась на Индию.
Международная группа ученых секвенировала 61 новый изолят из Индии и проанализировала их совместно с 441 публично доступным геномом Corynebacterium diphtheriae. Полученные 502 генома были собраны в 16 странах на протяжении 122 лет.
На основе всех геномов было построено филогенетическое дерево. Одна субклада распространилась по нескольким европейским странам, граничащим между собой, в основном по Республике Беларусь и Германии. Некоторые кластеры содержали группы, выделенные на разных континентах, преимущественно в Европе и Азии. Это показало, что C. diphtheriae был патогеном человека по крайней мере век и распространялся с миграциями населения.
Главный фактор вирулентности дифтерии — ее токсин, который кодируется геном tox. Этот ген был обнаружен у 291 изолята. Исследователи отметили 18 аллельных вариантов, восемь из которых содержали SNP, среди них шесть приводили к замене аминокислоты. Мутации в вариантах 15, 17 и 18 с высокой вероятностью влияли на структуру белка-токсина. Самым распространенным является вариант 16, на его основе создана вакцина PW8. Но в последнее время разнообразие вариантов увеличилось.
Гордон Дуган, профессор Кембриджского института терапевтической иммунологии и инфекционных заболеваний, один из руководителей исследования, заявил: «Вакцина от дифтерии создана, чтобы нейтрализовать токсин, так что генетические варианты, которые изменяют структуру токсина, могут повлиять на эффективность вакцины. Пока нет данных, что применяемая в настоящее время вакцина будет неэффективной, но факт, что мы видим все большее разнообразие вариантов tox, свидетельствует о том, что вакцину и лекарства, таргетирующие токсин, необходимо регулярно проверять».
Ученые оценили также гены устойчивости к противомикробным препаратам C. diphtheriae. В более поздних изолятах таких генов было намного больше. Самыми распространёнными оказались гены резистентности к сульфаниламиду (sulI), аминогликозидам (aadA4, aph3_Ia, strA и strB), хлорамфениколу (cmr) и триметоприму (dfrA1). В изолятах, собранных в 2010–2019 годах, было почти в четыре раза больше генов устойчивости к противомикробным препаратам, чем в собранных в 1990-х.
Авторы работы подчеркивают важность носительства C. diphtheriae у вакцинированных и бессимптомных индивидов для эволюции патогена. Именно сейчас, когда COVID-19 препятствует своевременной вакцинации, особенно важно не допустить, чтобы дифтерия снова стала глобальной угрозой.
