結核 (TB) は通常、肺に見られますが、骨に広がり、内部から損傷することを専門とする TB の古代系統が存在することが研究者によって発見されました。
結核による脊髄破壊は、9,000 年前のエジプトのミイラで以前に確認されています。今日、米国の結核症例の約 2% のみが骨結核またはポット病に関係しています。
しかし、2000 年代半ばにノースカロライナ州で結核が流行した際に、奇妙なことが起こりました。この集団発生の震源地にいたのは、明らかにベトナムで結核にかかった人でした。
この病気は職場環境で伝染しました。結核感染が肺を超えて広がった 6 人のうち、4 人は骨に達していました。
「これは 2% をはるかに超えています」と、デューク大学の感染症医ジェイソン スタウトは言います。
これがランダムに発生する可能性は天文学的 (約 5×10) でした。
「私は疫学者で臨床試験の専門家ですが、頭を悩ませていました」とスタウトは言います。
この科学的なパズルは、デューク大学の分子遺伝学者デイビッド・トービンとの偶然の出会いが機会を明らかにするまで、スタウトの心の奥底で数年間くねくねしていました.
トービンは、この異常な結核の流行中に感染した人々から採取したサンプルを検査することを申し出ました.
結核の原因となる細菌 (結核菌) 病原体を飲み込む免疫細胞であるマクロファージに侵入することで体内を移動します。スタウトとトービンは、あるタイプの結核が他のタイプの結核よりも人体の中で移動しやすい理由を知りたがっていました.
Cell に掲載された論文で 、研究者は、ノースカロライナ州の流行の原因となった結核菌株の遺伝子配列を、225 の他の結核菌株と比較しています。
彼らは、発生の原因がリネージュ 1 株であることがわかりました。これは、最初に発生した結核の形態の 1 つです。
今日、リネージュ 1 株は大きな病気の原因となっていますが、地理的にインド洋に接する国に限られています。
具体的には、タンパク質をコードする特定の遺伝子である EsxM バリアントが、ノースカロライナ州で発生した結核菌株に完全に存在するが、「現代の」結核菌株 (系統 2、3、および 4) では切断されていることを研究者らは発見した。
英国で 1,600 人以上を対象とした以前の研究では、リネージュ 1 TB は「現代の」リネージよりも骨格結核の発生率が高いことが示唆されました。
結核に感染したマクロファージをさらに移動させるには、完全長の EsxM バリアントが必要かつ十分であることを確認するために、研究者はゼブラフィッシュにノースカロライナ州の結核発生株を感染させ、マクロファージが移動する距離を調べました。
次に、別のグループのゼブラフィッシュに、EsxM の変異体を含む TB 株を感染させました。突然変異結核菌株に感染したマクロファージの移動距離は、全長 EsxM バリアントに感染したマクロファージの 2 分の 1 でした。
研究者はまた、可動性遺伝子を持つマクロファージは、この遺伝子を持たないマクロファージよりも、尾びれの傷の部位への移動がはるかに速いことを示しました.
研究者らはまた、3,236 の異なる菌株の配列を決定し、現代のものはすべてサイレンシングされた EsxM 遺伝子を持っていることを発見しました。これは、突然変異が強力な進化上の利点を持っていることを示唆しています.
チームは、突然変異が体内の結核を制限する一方で、「現代の」結核株が肺にとどまり、感染した患者の呼吸を介してより集中的な空気分散能力を与えることで、より広く広がることを可能にしたのではないかと考えています.
この論文は Cell に掲載されました .
