手机数据有助于追踪病原体的传播和超级细菌的进化

结合南非 14 年间的基因组数据和人类旅行模式，可以揭示全球肺炎和脑膜炎主要细菌的传播、进化和耐药模式的关键见解。

一种绘制病原体传播和进化以及它们对疫苗和抗生素的反应的新方法将提供关键见解，帮助预测和预防未来的疫情。该方法将病原体的基因组数据与从匿名手机数据中获取的人类旅行模式相结合。

威康桑格研究所、威特沃特斯兰德大学、南非国家传染病研究所、剑桥大学以及全球肺炎球菌测序项目1的合作伙伴的研究人员整合了从南非采集的近 7,000 个 肺炎链球菌 (肺炎球菌) 样本的基因组数据与详细的人类流动数据2。这使他们能够了解这些导致肺炎和脑膜炎3的细菌如何在地区之间移动并随时间演变。

这项研究结果 发表在《自然》杂志上， 表明 2009 年肺炎球菌疫苗引起的抗生素耐药性的初步降低可能只是暂时的，因为对青霉素等抗生素具有耐药性的非靶向菌株获得了 68% 的竞争优势。

这是研究人员首次能够精确量化不同肺炎球菌菌株的适应度(即其生存和繁殖能力)。这一见解可以为疫苗开发提供参考，以针对最有害的菌株，并可能适用于其他病原体。

许多传染病，如结核病、艾滋病毒和 COVID-19，都以多种菌株或变体同时传播，因此很难研究。肺炎球菌是全球范围内导致肺炎、脑膜炎和败血症的主要原因4，它就是一个典型的例子，全球有 100 多种类型和 900 种遗传菌株。仅肺炎每年就导致约 74 万名五岁以下儿童亡5，是儿童亡的最大传染病原因。

肺炎球菌多样性阻碍了控制工作，因为针对主要菌株的疫苗为其他菌株留下了空间来填补空缺。这些细菌如何传播、疫苗如何影响它们的生存以及它们对抗生素的耐药性仍然知之甚少。

在这项新研究中，研究人员分析了 2000 年至 2014 年间在南非收集的 6,910 个肺炎球菌样本的基因组序列，以追踪不同菌株随时间的变化。他们将这些数据与 Meta 2收集的人类旅行模式匿名记录相结合。

研究团队开发的计算模型表明，肺炎球菌菌株需要大约 50 年的时间才能在南非人口中完全混合，这主要是由于局部的人类运动模式所致。

他们发现，虽然 2009 年推出的针对某些类型细菌的肺炎球菌疫苗减少了由这些类型细菌引起的病例数量6，但也使这些细菌的其他非目标菌株获得了 68% 的竞争优势，其中越来越多的菌株对青霉素等抗生素产生了耐药性。这表明疫苗相关的抗生素耐药性保护作用是短暂的。

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