一种鲜为人知的细菌——与引起结核病和麻风病的微生物是远亲——正在成为一种公共卫生威胁，能够在免疫力低下或肺功能下降的脆弱人群中引起严重的肺部感染。

最近的研究发现，脓肿分枝杆菌的不同菌株在基因上是相似的，这引发了人们对它在人与人之间传播的担忧。但哈佛医学院研究人员5月22日发表在《美国国家科学院院刊》上的一项新研究对这些发现提出了质疑，为临床群集的遗传相似性提供了另一种解释。这表明，这种病原体可能并不那么容易在人与人之间传播。“我们的发现为不同菌株之间观察到的遗传相似性背后的不同解释提供了强有力的证据，”该研究的资深作者马哈·法哈特(Maha Farhat)说，他是HMS生物医学信息学吉尔伯特·s·奥曼(Gilbert S. Omenn)副教授，也是马萨诸塞州总医院的肺病专家。法哈特与埃里克·鲁宾在哈佛大学陈曾熙公共卫生学院的实验室合作进行了这项工作。Farhat补充说，研究结果反对在临床环境中直接人际传播，而是指出脓肿分枝杆菌感染是通过家庭或其他环境暴露获得的。

除了对医院采取预防措施防止疫情爆发有影响外，这是了解一种相对未知的病原体行为的重要新线索，这种病原体对弱势群体构成严重风险。

这项研究的第一作者Nicoletta Commins说，这项研究不仅有助于理解脓肿分枝杆菌的传播，而且还表明，当科学家们在更普遍的病原体中看到遗传相似性时，他们应该谨慎地假设人类传播，他作为HMS的博士候选人进行了这项研究，现在是Broad研究所的博士后。她说:“我们的结果当然不能否认在某些情况下脓肿分枝杆菌人际传播的可能性，需要更多的研究来为易感患者提供最佳的临床实践。”“然而，我们的工作支持一种模型，在这种模型中，人与人之间的传播可能不像有时认为的那样普遍。”

脓肿分枝杆菌是一种耐寒的微生物，对抗生素具有高度耐药性，可感染免疫功能低下者的肺部。虽然它不会对大多数健康人构成威胁，但它可能会导致免疫力低下或肺功能受损的人严重感染，比如囊性纤维化患者，这是一种以复发性肺部感染和肺瘢痕为特征的遗传性疾病。值得注意的是，感染这种微生物的CF患者没有资格进行挽救生命的肺移植。

早期的研究敲响了人与人之间传播的警钟，该研究基于从美国、澳大利亚和包括英国在内的欧洲诊所的囊性纤维化患者身上获得的脓肿分枝杆菌样本的基因测序。研究人员在样本中发现了很少的基因突变——这可能是病原体直接在人类之间传播的迹象。Farhat解释说，例如，对于许多病原体，例如结核病，最近的人与人之间的传播在任何一对样本之间只导致很少的突变或没有突变，这仅仅是因为病原体没有太多时间获得基因突变。“可以理解的是，观察脓肿分枝杆菌样本之间的遗传相似性引起了人们对这些有机体如何传播的极大焦虑和恐惧，”她说。临床医生，特别是治疗囊性纤维化患者的诊所，开始采取额外的预防措施来避免传播。然而，后续调查未能找到支持证据表明人与人之间的传播正在发生，这引发了对样本之间遗传相似性的其他可能解释的质疑。

法哈特的团队着手调查一种假设，即这些样本在基因上相似，因为病原体的进化速度非常慢。“我们认为，是的，你观察到少量突变，但我们不知道这些突变获得的速度有多快，”她解释说。“它可能比我们想象的要慢，最近出现的样本之间的联系可能不是。科学家们首先使用了一个大型的脓肿分枝杆菌基因组数据集来创建一个“生命之树”，这是一种细菌的遗传家谱。

他们观察了这棵树的分支上有基因相似的菌株簇，然后试图计算它们的进化速度。他们发现，这些基因相似的集群的进化速度比典型的脓肿分枝杆菌菌株慢10倍左右。接下来，他们使用计算机建模来确定遗传相似性是否可以用这些细菌相对较小的种群规模来解释。但即使他们模拟了极端的种群规模，结果也没有改变。这表明，较慢的进化速度可以最好地解释高遗传相似性。最后，研究人员进行了实验，看看不同菌株的脓肿分枝杆菌在实验室暴露于抗生素时进化出耐药性的速度有多快。他们发现，基因相似的菌株比其他菌株进化得慢得多。

法哈特说:“这是三个独立的证据线，支持这种观点，即这些聚集性分离的脓肿分枝杆菌正在以较慢的速度进化。”除了减少人们对人际传播的担忧外，这些发现还为人们对一种知之甚少的病原体提供了新的认识。

特别是，这些结果提供了一些线索，说明主要在环境中发现的细菌在进入人体后是如何适应和变化的——这些信息可以帮助科学家最终了解如何预防和治疗感染。

法哈特现在正计划进行后续研究，将环境中的细菌与从患者身上采集的样本进行比较，以更好地了解某些患者感染的原因。

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Mutation rates and adaptive variation among the clinically dominant clusters of Mycobacterium abscessus