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Aktuelles Highlight der Infektionsprävention und Klin. Mikrobiologie
Differential rates of Mycobacterium tuberculosis transmission associate with host-pathogen sympatry
Matthias I Gröschel #1,2 ,3 , Francy J Pérez-Llanos #4,5,6 , Roland Diel7,8 , Roger Vargas Jr9 , Vincent Escuyer10 , Kimberlee Musser10 , Lisa Trieu11 , Jeanne Sullivan Meissner11 , Jillian Knorr11 , Don Klinkenberg12 , Peter Kouw13 , Susanne Homolka14 , Wojciech Samek15 ,16 , Barun Mathema17 , Dick van Soolingen12 , Stefan Niemann#,4 ,18 , Shama Desai Ahuja11 , Maha R Farhat # 9 ,20
Nature Microbiology, 2024, Volume 9, Pages2 113–2127
Link zum vollständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39090390/
Matthias Gröschel (links), Francy J. Pérez-Llanos (rechts)
Abstract:
Several human-adapted Mycobacterium tuberculosis complex (Mtbc) lineages exhibit a restricted geographical distribution globally. These lineages are hypothesized to transmit more effectively among sympatric hosts, that is, those that share the same geographical area, though this is yet to be confirmed while controlling for exposure, social networks and disease risk after exposure. Using pathogen genomic and contact tracing data from 2,279 tuberculosis cases linked to 12,749 contacts from three low-incidence cities, we show that geographically restricted Mtbc lineages were less transmissible than lineages that have a widespread global distribution. Allopatric host-pathogen exposure, in which the restricted pathogen and host are from non-overlapping areas, had a 38% decrease in the odds of infection among contacts compared with sympatric exposures. We measure tenfold lower uptake of geographically restricted lineage 6 strains compared with widespread lineage 4 strains in allopatric macrophage infections. We conclude that Mtbc strain-human long-term coexistence has resulted in differential transmissibility of Mtbc lineages and that this differs by human population.
Kommentar:
Die unterschiedliche Verbreitung der genetischen Linien („lineages“) des Mycobacterium tuberculosis complexes ist eine ungelöste Frage. Während Stämme von manchen Linien, wie z.B. die Euro-American Linie 4, überall auf der Welt vorkommen, bleiben andere Linien (z.B. M. africanum Linie 5 und 6) nur auf einige wenige Weltregionen beschränkt. Aufgrund dieser unterschiedlichen globalen Verteilung stand bereits früh die Hypothese der Co-Adaptation zwischen Mensch und Wirt im Raum.
Wir nutzen einen großen Datensatz an Tuberkulose Patientendaten, exponierten Kontaktpersonen sowie Pathogen Sequenzdaten um etwaige Unterschiede in der Übertragbarkeit dieser unterschiedlichen Stämme dar zu stellen. Durch die integrierte Analyse der Patienten und Pathogengenomdaten mit den sozialen Netzwerken, konnten wir Übertragungseffekt in einem Case-Control Design untersuchen: einige Kontaktpersonen werden infiziert während andere nicht infiziert sind nach Exposition. Wir konnten so den Effekt von global verteilten und lokalen Linien quantifzieren.
Zusätzlich untersuchten wir, wie verschiedene TB-Stämme menschliche Makrophagen infizieren. Unter Verwendung von Zellen von Spendern unterschiedlicher Herkunft stellten wir fest, dass Makrophagen von Personen, deren Herkunftsregion der Ursprungsregion eines TB-Stammes entsprach, anfälliger für eine Infektion waren. Dies bestätigte unsere epidemiologischen Ergebnisse. Dieser Ansatz ist neuartig, da frühere Studien selten die Interaktion zwischen TB und Immunzellen aus verschiedenen Bevölkerungen oder Regionen (sympatrisch und allopatrisch Wirt-Pathogen-Interaktionen) verglichen haben.
Schließlich konnten wir auch erstmals auch darüberhinaus erstmal einen Effekt von sogenannter Wirts-Pathogen Sympatry auf die Übertragungsrate aufzeigen: Wenn Wirt und Pathogen aus der selben Weltregion stammen, ist die Wahrscheinlichkeit einer Übertragung höher.
Kontaktadresse der Autor:innen:
Dr. Dr. Matthias Gröschel,
Klinik für Infektiologie und Intensivmedizin
Charité –Universitätsmedizin Berlin
Phone: 030 450 656 034
Mail: Matthias.groeschel@charite.de
Dr. rer. nat Francy Johanna Pérez-Llanos,
Universitätsklinikum Düsseldorf- Heinrich-
Heine-Universität Düsseldorf
West German Genome Center
Genomics & Transcriptomics Labor-
Universitätsstrasse 1,
40225 Düsseldorf
Phone: 0211-81- 14127
Mail: Francy.Perez.Llanos@hhu.de /
FrancyJohanna.PerezLlanos@med.uniduesseldorf.
de
Autor:innen Informationen:
1 Department of Biomedical Informatics, Harvard Medical School, Boston, MA, USA. matthias_groeschel@hms.harvard.edu.
2 Department of Infectious Diseases and Respiratory Medicine, Charité-Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany. matthias_groeschel@hms.harvard.edu.
3 Berlin Institute of Health at Charité-Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany. matthias_groeschel@hms.harvard.edu.
4 Molecular and Experimental Mycobacteriology, Research Center Borstel, Borstel, Germany.
5 West German Genome Center, Heinrich Heine University Düsseldorf, Düsseldorf, Germany.
6 Institute of Human Genetics, The University Hospital of Düsseldorf, Düsseldorf, Germany.
7 Institute for Epidemiology, University Medical Hospital Schleswig-Holstein, Kiel, Germany.
8 Lungenclinic Grosshansdorf, Airway Research Center North (ARCN), Member of the German Center for Lung Research (DZL), Grosshansdorf, Germany.
9 Department of Biomedical Informatics, Harvard Medical School, Boston, MA, USA.
10 Wadsworth Center, New York State Department of Health, Albany, NY, USA.
11 New York City Department of Health and Mental Hygiene, New York, NY, USA.
12 Center for Infectious Disease Control, National Institute for Public Health and the Environment (RIVM), Bilthoven, The Netherlands.
13 Department of Tuberculosis, Public Health Service, Amsterdam, The Netherlands.
14 Diagnostic Mycobacteriology, National and Supranational Reference Center for Mycobacteria, Research Center Borstel, Borstel, Germany.
15 Department of Electrical Engineering and Computer Science, Technical University Berlin, Berlin, Germany.
16 Department of Artificial Intelligence, Fraunhofer Heinrich Hertz Institute, Berlin, Germany.
17 Mailman School of Public Health, Columbia University, New York City, NY, USA.
18 German Center for Infection Research, Partner Site Hamburg-Lübeck-Borstel-Riems, Borstel, Germany.
19 Department of Biomedical Informatics, Harvard Medical School, Boston, MA, USA. maha_farhat@hms.harvard.edu.
20 Division of Pulmonary and Critical Care Medicine, Massachusetts General Hospital, Boston, MA, USA. maha_farhat@hms.harvard.edu.
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Link zum vollständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34186490/
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J Antimicrob Chemother. 2021 May 12;76(6):1392-1405.doi: 10.1093/jac/dkab058.Link zum vollständigen Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33864082/
Prevalence of SARS-CoV-2 IgG antibodies in a large prospective cohort study of elite football players in Germany (May-June 2020): implications for a testing protocol in asymptomatic individuals and estimation of the rate of undetected cases
(*are joint first authors)
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Link zum vollständigen Artikel: pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33285279/
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Genome Medicine, 2020, 12:113
Link zum vollständigen Artikel: pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33298160/