休斯顿卫理公会传染病科学家发现了一个以前未知的诱因,该诱因将相对较普通的感染转变为毁灭性的贪食性,食肉性疾病。
A族链球菌是一种每年在全球范围内引起超过7亿例人类感染病例的生物。尽管大多数情况是大多数人患有链球菌性喉炎,但这也是造成严重侵袭性疾病的常见原因。
一种这样的疾病是儿童发烧,在分娩后会袭击母亲及其新生儿。链球菌性喉咙的这种丑陋,卑鄙的表亲并不怎么熟悉,但是它会以非常讨厌的方式变得严重,从而使受害者没有四肢或更糟。
医学博士詹姆斯·M·穆瑟(James M. Musser)医学博士说:“脓毒症,通常被称为儿童床热,在全球范围内导致正在分娩或分娩后不久的妇女死亡。” 2月18日发表在《自然遗传学》杂志上的一篇论文的通讯作者。“据估计,所有发烧儿童的妇女中约有10%会死亡。这是毁灭性的,有时还可能导致孩子死亡。
视频:Musser博士解释了这项研究:https://vimeo.com/309151434 [密码:HM_V!DEO](单击此处下载)
休斯顿卫理公会病理学和基因组医学系主任穆瑟(Musser)和他的研究小组在研究这种食肉病原体方面做了空前的研究。他们研究了A组链球菌的三个独立实体之间的关系。他们首先在这种规模的细菌研究领域中研究了基因组,转录组和毒力之间的相互作用。这产生了大量的数据,这些数据使自己能够使用人工智能进行分析。
“通过了解基因组,转录组和毒力之间的关系和相互作用,我们有更大的机会成功地为受感染的患者创造新的疫苗和疗法,并找到其他方法来预防或至少将损害最小化它们会导致人类死亡。”
一次处理所有这三种关系,使他们对生物体如何tick以及其如何真正发挥作用以成为病原体并引起疾病的理解更加深入。
“我们和其他人研究这个问题已有100多年了,我们仍然没有有效的A组链球菌疫苗。我相信许多细菌致病机理研究的未来在于生成和分析更大的数据集,并利用它们更好地了解疾病。”“我们为该细菌病原学论文产生的数据规模是空前的。它为我们打开了使用诸如人工智能之类的新颖且更复杂的工具进行检查的大门。通过这些新型分析,我们正在朝着最终拥有一种有效的疫苗从地表消灭A组链球菌迈出重要的一步。”
能够将人工智能应用于数据的能力导致他们意外地发现,从而有可能获得关于甲类链球菌如何引起人类感染的新见解。
穆瑟说:“我们发现的一种非常意外和令人兴奋的事情是一种链球菌,它用于引起人类严重疾病。“我们发现这种新机制可以控制毒力,并确定该生物体是病原体还是真正生气的食肉病原体。如果没有这个异常大的数据集可用于人工智能分析,那将是不可能的。”
为此,他们研究了A组链球菌的M28株,该株引起大量侵袭性病例,尤其是儿童床热的高发。在许多国家/地区,它是导致人类严重侵袭性疾病的前五种最常见的A组链球菌菌株。
他说:“通常,M28是引起人类感染的非常重要的原因,因此我们希望获得新的见解,因为如果您开始了解分子发病机理,那么您就有能力开始潜在地开发新的疗法和诊断方法。” 。“与过去相比,我们现在能够使用这些非常大的数据集对它们进行更广泛的分析,并且使用不同的眼睛。”
Musser及其同事使用的总体策略是癌症研究中常用的策略。
“历史告诉我们,我们对癌细胞的作用了解得越多,我们就越有能力产生新的方法来抑制癌细胞引起人类疾病。直到20年前,我们才了解导致癌症的大多数遗传变化。由于对癌症基因的广泛研究和分析,我们现在更加详细地了解这些基因。”“在癌症中,您将不仅仅分析一个方面(例如癌细胞的基因组),而且分析癌细胞正在制造的蛋白质,然后确切地了解癌症的方式,这将非常重要。正在入侵身体的其他部位。”
Musser的团队通过一次分析A组链球菌的三个实体,采取了类似的方法。他指出,像在本研究中一样,以合理的成本生成这些大数据集的能力甚至在五年前是不可能的。
他说:“我们能够清楚地显示有关A型链球菌M28菌株如何引起感染的新途径,这为我们提供了了解该生物体如何引起产妇败血症的路线图。”“我们现在所拥有的广泛知识使我们能够洞悉人们如何开始攻击重要的下游研究,例如开发疫苗或新方法来对抗这种生物并在将来消灭它。”
他们生成的数据将被编目,以供其他人在基因组数据库中使用,该数据库已在全球范围内提供。他们的希望是,通过将其免费提供给其他研究人员,其他人可以以崭新的眼光看它,并看到他的团队没有注意到的东西。