Predominance of fabG1 -15C>T in Mycobacterium tuberculosis isolates in Slovenia (2020 – 2024): A Whole genome sequencing study of drug resistance and transmission

तपेदिक (टीबी) एक प्राचीन जीवाणु संक्रमण है जो आज भी दुनिया भर में लाखों लोगों की जान लेता है, फिर भी कई स्थानों पर यह एक प्रबंधनीय स्थिति बन गया है। इसे प्रबंधित करने की कुंजी इस बात को समझने में निहित है कि बीमारी का कारण बनने वाले बैक्टीरिया का विशिष्ट स्ट्रेन (प्रभेद) क्या है और क्या उस स्ट्रेन ने उन दवाओं के प्रति प्रतिरोधक क्षमता विकसित कर ली है जिनका उपयोग उसे मारने के लिए किया जाता है। दशकों तक, डॉक्टर प्रयोगशाला में बैक्टीरिया को उगाकर यह देखते थे कि कौन सी दवाएं उसकी वृद्धि को रोकती हैं, जो कि हफ्तों की एक लंबी प्रक्रिया है। आज, वैज्ञानिक बैक्टीरिया के संपूर्ण आनुवंशिक कोड को पढ़ सकते हैं, जिसे 'होल-जीनोम सीक्वेंसिंग' कहा जाता है। यह विधि एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन मानचित्र की तरह कार्य करती है, जो शोधकर्ताओं को डीएनए में उन सूक्ष्म परिवर्तनों को पहचानने की अनुमति देती है जो दवा प्रतिरोध का संकेत देते हैं और यह पता लगाने में मदद करती है कि बैक्टीरिया कैसे एक व्यक्ति से दूसरे व्यक्ति में फैलता है। इन आनुवंशिक मानचित्रों की तुलना करके, सार्वजनिक स्वास्थ्य अधिकारी यह अंतर कर सकते हैं कि यह समुदाय में फैल रहा नया प्रकोप है या वर्षों की सुप्तावस्था से जागने वाले पुराने संक्रमण।

स्लोवेनिया में, जहाँ तपेदिक आम तौर पर नियंत्रण में है, शोधकर्ताओं ने हाल ही में इस आनुवंशिक मानचित्रण का उपयोग 2020 और 2024 के बीच निदान किए गए रोगियों के एक विशिष्ट समूह की जांच करने के लिए किया। उन्होंने नए निदान किए गए मामलों वाले लोगों से एकत्र किए गए 342 विशिष्ट बैक्टीरिया नमूनों के आनुवंशिक कोड का विश्लेषण किया। हालांकि यह बीमारी सामान्य आबादी में दुर्लभ बनी हुई है, लेकिन यह विशिष्ट समूहों, जैसे निर्माण श्रमिकों और सामाजिक कल्याण केंद्रों के निवासियों को प्रभावित करती रहती है। इस अध्ययन का उद्देश्य यह देखना था कि क्या बैक्टीरिया मानक उपचारों के प्रति प्रतिरोधी थे, उस प्रतिरोध के लिए जिम्मेदार आनुवंशिक उत्परिवर्तन (म्यूटेशन) की पहचान करना था, और यह निर्धारित करना था कि क्या मामले हालिया संचरण श्रृंखलाओं (ट्रांसमिशन चेन्स) से जुड़े थे।

जांच से पता चला कि दवा प्रतिरोध असामान्य था, जो केवल लगभग 7.6 प्रतिशत मामलों में दिखाई दिया। उन प्रतिरोधी मामलों में, सबसे आम समस्या आइसोनियाज़िड (isoniazid) के प्रति प्रतिरोध थी, जो तपेदिक के इलाज के लिए उपयोग की जाने वाली एक प्राथमिक दवा है। जब शोधकर्ताओं ने कारण खोजने के लिए आनुवंशिक कोड की जांच की, तो उन्हें एक उल्लेखनीय पैटर्न मिला। सबसे आम आनुवंशिक परिवर्तन fabG1 नामक जीन में एक विशिष्ट बदलाव था। यह उत्परिवर्तन, जो एक सटीक स्थान पर एक रासायनिक निर्माण खंड को दूसरे से बदल देता है, लगभग 40 प्रतिशत प्रतिरोधी बैक्टीरिया में पाया गया। यह विशिष्ट परिवर्तन ज्ञात रूप से बैक्टीरिया की आइसोनियाज़िड द्वारा मारे जाने की क्षमता को कम करता है और इसे इथियोनामाइड (ethionamide), जो कि एक संबंधित दवा है, के प्रति भी प्रतिरोधी बनाता है। हालांकि अन्य उत्परिवर्तन भी मौजूद थे, लेकिन यह एकल आनुवंशिक बदलाव क्षेत्र में प्रतिरोध के प्रमुख चालक के रूप में उभरा।

शोधकर्ताओं ने यह भी जांचा कि बैक्टीरिया कैसे फैलता है। उन्होंने पाया कि अधिकांश स्ट्रेन 'लीनिएज 4' (lineage 4) नामक एक परिवार से संबंधित थे, जो पूरे यूरोप और दुनिया में आम है। इस परिवार के भीतर, 'हारलेम' (Haarlem) नामक एक विशिष्ट उपसमूह सबसे अधिक प्रचलित था। आनुवंशिक विश्लेषण से पता चला कि लगभग 19 प्रतिशत मामले हालिया संचरण का परिणाम थे, जिसका अर्थ है कि बैक्टीरिया पिछले कुछ वर्षों के भीतर सीधे एक व्यक्ति से दूसरे व्यक्ति में स्थानांतरित हुआ था। शेष मामले पुराने संक्रमणों के पुनर्सक्रियन या अन्य क्षेत्रों से आए मामलों के थे। अध्ययन ने जुड़े हुए मामलों के कई समूहों की पहचान की, जिसमें निर्माण श्रमिकों के बीच एक प्रकोप और परिवारों के भीतर संचरण शामिल था, जिससे पुष्टि हुई कि बैक्टीरिया अभी भी विशिष्ट सामाजिक नेटवर्क के माध्यम से घूम रहा है।

चर्चा का एक बड़ा हिस्सा इस बात पर केंद्रित था कि fabG1 उत्परिवर्तन इतना प्रचलित क्यों था। अन्य सामान्य प्रतिरोध उत्परिवर्तनों के विपरीत, जो बैक्टीरिया को कमजोर कर सकते हैं और जीवित रहने के लिए उसकी क्षमता को कम कर सकते हैं, यह विशिष्ट परिवर्तन बैक्टीरिया को दवा के प्रति प्रतिरोधी बनाने के साथ-साथ उसकी शक्ति बनाए रखने की अनुमति देता है। यह सुझाव देता है कि एक बार जब यह उत्परिवर्तन जनसंख्या में आया, शायद दशकों पहले, तो यह प्रभावी ढंग से फैला क्योंकि इसने बैक्टीरिया को अक्षम नहीं किया। शोधकर्ताओं ने नोट किया कि यह उत्परिवर्तन लगभग विशेष रूप से अपने आप (स्वतंत्र रूप से) दिखाई दिया, बिना किसी अन्य सहायक आनुवंशिक परिवर्तनों के, जो संचरण के एक अद्वितीय स्थानीय इतिहास की ओर संकेत करता है। उन्होंने यह भी पाया कि जबकि अधिकांश प्रतिरोधी मामले इसी उत्परिवर्तन से जुड़े थे, अत्यधिक प्रतिरोधी मामलों का एक छोटा समूह एक अलग आनुवंशिक परिवार, 'लीनिएज 2' (lineage 2) से संबंधित था, जो वैश्विक स्तर पर अधिक गंभीर दवा प्रतिरोध से जुड़ा होता है।

अध्ययन ने निष्कर्ष निकाला कि हालांकि स्लोवेनिया में तपेदिक काफी हद तक नियंत्रण में है, लेकिन रोग का आनुवंशिक परिदृश्य विशिष्ट स्थानीय गतिशीलता द्वारा आकार लेता है। fabG1 उत्परिवर्तन की प्रधानता क्षेत्र-विशिष्ट प्रतिरोध पैटर्न का सुझाव देती है जो देश के भीतर विकसित और फैला है। होल-जीनोम सीक्वेंसिंग का उपयोग करके, शोधकर्ता यह पुष्टि करने में सक्षम थे कि आनुवंशिक डेटा लगभग हर मामले में दवा प्रतिरोध के लिए लैब परीक्षणों से मेल खाता है, जिसमें केवल तीन मामूली विसंगतियां थीं। सहमति का यह उच्च स्तर रोग की निगरानी के लिए आनुवंशिक अनुक्रमण (जेनेटिक सीक्वेंसिंग) के उपयोग को एक विश्वसनीय उपकरण के रूप में प्रमाणित करता है। ये निष्कर्ष रेखांकित करते हैं कि कम प्रसार वाले देशों में भी, संचरण श्रृंखलाओं को जल्दी पकड़ने और यह समझने के लिए कि समुदाय में दवा प्रतिरोध कैसे उभरता है और बना रहता है, विशिष्ट जोखिम समूहों की लक्षित निगरानी आवश्यक है।