研究人员发现,结核病(结核病)通常在肺部发现,但是有一个古老的结核病血统,专门扩展到骨头上并从内部损坏它们。
由结核病造成的脊柱破坏以前是确定在9000年历史的埃及木乃伊中。今天,只有周围2%美国的结核病病例涉及骨骼结核或波特病。
但是,在2000年代中期在北卡罗来纳州的结核病爆发中发生了一些奇怪的事情。在这次爆发的震中,显然是在越南抓住结核病的人。
该疾病在工作场所环境中传播。在TB感染超过肺部的六个人中,有四个已经到达了骨头。
“这超过两百分之二,”说杜克大学的传染病医师Jason Stout。
随机发生这种情况的机会是天文学的(大约5×10-6)。
这个科学的拼图不断地在斯托特的脑海中努力了几年,直到与杜克大学分子遗传学家戴维·托宾(David Tobin)的偶然相遇揭示了机会。
托宾(Tobin)提出要检查一些在这种不寻常的结核病爆发期间被感染的人所采集的样本。
我们知道引起结核病的细菌(结核分枝杆菌)绕着身体移动入侵巨噬细胞- 吞咽病原体的免疫细胞。 Stout和Tobin希望找出是什么使某些类型的结核病在人体内部比其他类型的结核病更具移动性。
在发表的论文中细胞,研究人员比较了导致北卡罗来纳州爆发的结核病菌株的遗传序列与225种其他结核病菌株。
他们发现爆发是由谱系1菌株引起的,这是最早出现的结核病形式之一。
如今,血统1菌株负责造成巨大的疾病负担,但在地理上仅限于与印度洋接壤的国家。
具体而言,研究人员发现,编码蛋白质的特定基因(ESXM变体)在北卡罗来纳州结核病爆发株中完全存在,但在“现代”结核病菌株中被截断(谱系2、3和4)。
英国先前对1,600多人的研究表明,谱系1 TB与骨骼结核的比率高于“现代”谱系。
为了确认全长ESXM变体是必需的,足以引起TB感染的巨噬细胞进一步旅行,研究人员将斑马鱼感染了北卡罗来纳州结核病爆发株并检查了巨噬细胞的行进程度。
然后,他们用包含突变体ESXM变体的结核病感染了一组单独的斑马鱼。感染突变体结核病菌株的巨噬细胞的行进距离比具有全长ESXM变体的巨噬细胞短两倍。
研究人员还表明,与没有该基因的巨噬细胞相比,具有迁移率基因的巨噬细胞在移动到尾鳍伤口部位的速度要快得多。
研究人员还测序了3,236种不同的菌株,发现所有现代菌株均具有沉默的ESXM基因。这表明该突变具有强大的进化优势。
该小组怀疑,尽管突变限制了体内的结核病,但它还允许“现代”结核病菌株通过留在肺中,从而更广泛地传播,从而通过感染患者的呼吸使其更加集中的空气分散能力。
本文发表在细胞。