Whole Genome Sequence (WGS) of Bordetella pertussis Strains in Amhara Regional State, Ethiopia
इस अध्ययन में अम्हारा क्षेत्रीय राज्य, इथियोपिया के बोर्डेटेला पर्टुसिस उपभेदों (strains) के होल जीनोम सीक्वेंसिंग का उपयोग किया गया ताकि उभरते हुए ptxP3 उपभेदों का पता लगाते हुए ptxP1 एलील्स की प्रधानता की पहचान की जा सके, जो एक संभावित जीनोटाइप परिवर्तन का सुझाव देता है जिसके लिए वैक्सीन प्रकारों के साथ इसके संबंध की आगे जांच करने की आवश्यकता है।
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हूपिंग कफ (whooping cough), जिसे चिकित्सकीय रूप से पर्टुसिस (pertussis) के रूप में जाना जाता है, एक गंभीर श्वसन संक्रमण है जो छोटे बच्चों को सबसे अधिक प्रभावित करता है। दशकों से, दुनिया इस बीमारी को नियंत्रित रखने के लिए टीकों पर निर्भर रही है, फिर भी इसे फैलाने वाले बैक्टीरिया, बॉर्डेटेला पर्टुसिस (Bordetella pertussis), समाप्त नहीं हुए हैं। वास्तव में, कई स्थानों पर इसके मामले बढ़ रहे हैं, जिससे वैज्ञानिकों को संदेह है कि बैक्टीरिया बदल रहा है। जिस तरह एक नए ताले की चाबी से ताला खोला जा सकता है, उसी तरह बैक्टीरिया विकसित होकर उन रक्षा प्रणालियों से बच निकलने की कोशिश कर रहा है जो हमारे शरीर टीकों से बनाते हैं। यह विकास बैक्टीरिया के आनुवंशिक कोड (genetic code) में होता है, जहाँ डीएनए के विशिष्ट खंड बदल सकते हैं, जिससे जीव अधिक विषाक्त पदार्थ (toxins) पैदा कर सकता है या प्रतिरक्षा प्रणाली से छिप सकता है। इन आनुवंशिक परिवर्तनों को समझना महत्वपूर्ण है क्योंकि इससे हमें पता चलता है कि क्या हमारे वर्तमान टीके अभी भी उस दुश्मन से मेल खाते हैं जिसका हम सामना कर रहे हैं।
इथियोपिया के अमहरा क्षेत्रीय राज्य में, शोधकर्ताओं के एक दल ने यह देखने के लिए काम किया कि वास्तव में किस प्रकार का बॉर्डेटेला पर्टुसिस वहां प्रसारित हो रहा है। उन्होंने उस क्षेत्र पर ध्यान केंद्रित किया जहां होल-सेल वैक्सीन (whole-cell vaccine), जो एक पुराना लेकिन मजबूत प्रकार का टीकाकरण है, मानक के रूप में उपयोग किया जाता है। वैज्ञानिकों ने लक्षणों वाले रोगियों से नाक के स्वाब (nasal swabs) एकत्र किए। इन नमूनों से, उन्होंने बैक्टीरिया के आनुवंशिक पदार्थ को अलग किया और पूरे आनुवंशिक ब्लूप्रिंट को पढ़ने के लिए उन्नत अनुक्रमण तकनीक (sequencing technology) का उपयोग किया। इस प्रक्रिया ने उन्हें उन विशिष्ट जीनों को करीब से देखने की अनुमति दी जो यह नियंत्रित करते हैं कि बैक्टीरिया कितना टॉक्सिन बनाता है और वह कौन से सतह प्रोटीन प्रदर्शित करता है।
परिणामों ने स्थानीय बैक्टीरिया आबादी की एक स्पष्ट तस्वीर पेश की। अधिकांश स्ट्रेन, विशेष रूप से पंद्रह में से ग्यारह जिन्हें पूरी तरह से विश्लेषण किया जा सका था, एक आनुवंशिक हस्ताक्षर (genetic signature) ले जाते हैं जिसे ptxP1 एलील (allele) कहा जाता है। यह संस्करण आम तौर पर कम टॉक्सिन उत्पादन से जुड़ा है और लंबे समय से दुनिया के कई हिस्सों में प्रमुख रहा है। इन स्ट्रेन में अन्य जीनों के विशिष्ट संस्करण भी थे, जैसे fim4 और prn1, जो बैक्टीरिया को मानव कोशिकाओं से चिपकने में मदद करते हैं। हालांकि, अध्ययन में चार स्ट्रेन का एक छोटा लेकिन महत्वपूर्ण समूह भी पाया गया जो एक अलग आनुवंशिक हस्ताक्षर, ptxP3 एलील ले जाता है। यह वेरिएंट अधिक मात्रा में टॉक्सिन पैदा करने के लिए जाना जाता है और अन्य क्षेत्रों में, विशेष रूप से उन क्षेत्रों में अधिक आम होता जा रहा है जहाँ एक अलग, नए प्रकार के टीके का उपयोग किया जाता है।
जो बात इन निष्कर्षों को विशेष रूप से दिलचस्प बनाती थी, वह यह थी कि दो समूहों को कैसे अलग किया गया था। शोधकर्ताओं ने देखा कि ptxP1 एलील ले जाने वाले बैक्टीरिया में कभी भी ptxP3 समूह में पाए जाने वाले अन्य आनुवंशिक मार्कर नहीं थे, और इसके विपरीत भी। जब वैज्ञानिकों ने इन बैक्टीरिया का एक वंशावली वृक्ष (family tree) बनाया ताकि यह देखा जा सके कि वे एक-दूसरे से कैसे संबंधित हैं, तो दोनों समूहों ने अलग-अलग क्लस्टर बनाए, जिससे पता चला कि वे आनुवंशिक रूप से काफी भिन्न हैं। जबकि इथियोपिया के अधिकांश स्ट्रेन संयुक्त राज्य अमेरिका के पुराने संदर्भ स्ट्रेन (reference strains) के समान ही दिख रहे थे, चार ptxP3 स्ट्रेन ने अपना अलग शाखा बनाया, जो उसी देश के विभिन्न संदर्भ स्ट्रेन के करीब था।
इथियोपिया में ptxP3 स्ट्रेन की उपस्थिति एक उल्लेखनीय खोज है क्योंकि इस क्षेत्र में ऐतिहासिक रूप से केवल होल-सेल वैक्सीन का उपयोग किया जाता रहा है, जबकि ptxP3 स्ट्रेन को पहले मुख्य रूप से नए एसुलर (acellular) वैक्सीन का उपयोग करने वाले क्षेत्रों में उभरने वाला माना जाता था। शोधकर्ताओं ने पाया कि इन स्ट्रेन से संक्रमित कुछ रोगी पूरी तरह से टीकाकृत थे, जबकि अन्य नहीं थे, जिससे यह संकेत मिलता है कि बैक्टीरिया टीकाकरण की स्थिति की परवाह किए बिना लोगों को संक्रमित करने में सक्षम है। हालांकि, चूंकि ptxP3 स्ट्रेन की संख्या कम थी, इसलिए टीम निश्चित रूप से यह नहीं कह सकी कि टीके ने ही इस बदलाव को जन्म दिया है। उन्होंने उल्लेख किया कि हालांकि ptxP3 स्ट्रेन अधिक घातक (virulent) होने के लिए जाना जाता है, लेकिन छोटे नमूना आकार का अर्थ है कि यह समझने के लिए कि क्या यह परिवर्तन सीधे वैक्सीन के दबाव का परिणाम है या बैक्टीरिया की आबादी में एक स्वाभाविक बदलाव है, और अधिक शोध की आवश्यकता है।
अंततः, यह अध्ययन इथियोपिया के इस हिस्से में हूपिंग कफ बैक्टीरिया की आनुवंशिक संरचना पर पहली विस्तृत दृष्टि प्रदान करता है। यह पुष्टि करता है कि हालांकि कम आक्रामक स्ट्रेन अभी भी सबसे आम है, लेकिन अधिक शक्तिशाली ptxP3 स्ट्रेन आ चुका है। यह खोज एक चेतावनी के रूप में कार्य करती है कि बीमारी का परिदृश्य बदल रहा है। शोधकर्ता इस बात पर जोर देते हैं कि यह निर्धारित करने के लिए आगे की जांच आवश्यक है कि क्या क्षेत्र में उपयोग किए जाने वाले टीके के प्रकार के कारण बैक्टीरिया विकसित हो रहा है, या अन्य कारक काम कर रहे हैं। जब तक अधिक डेटा एकत्र नहीं किया जाता, इस नए स्ट्रेन की उपस्थिति यह सुझाव देती है कि स्वास्थ्य अधिकारियों को सतर्क रहना चाहिए, क्योंकि बैक्टीरिया अनुकूलित होने के तरीकों में बदलाव कर रहा है जो इस आबादी को मिलने वाले सुरक्षा कवच की प्रभावशीलता को प्रभावित कर सकते हैं।
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