Мартовскую вспышку менингококковой инфекции в Англии мог вызвать штамм с чужими генами
Авторы нового исследования полагают, что недавняя вспышка тяжелой менингококковой инфекции в Кенте могла быть связана с появлением нового варианта Neisseria meningitidis, который приобрел участки ДНК от других нейссерий, обитающих в носоглотке. Если гипотезу подтвердят экспериментально, результаты будут означать, что новые штаммы менингококка могут возникать не только вследствие мутаций и других изменений в собственном геноме, но и за счет горизонтального переноса генетического материала от других бактерий, обитающих в носоглотке. Такой механизм может привести к появлению высокоинвазивных вариантов, способных вызывать локальные вспышки.
В начале марта 2026 года в английском графстве Кент произошла вспышка менингококковой инфекции — острого и крайне опасного инфекционного заболевания, которое может привести к тяжелым осложнениям или смерти. Всего врачи зарегистрировали 21 случай. Большинство заразившихся составляли студенты университетов, посещавшие ночной клуб Chemistry в Кентербери. Всех пациентов госпитализировали, девяти потребовалась интенсивная терапия, двое умерли.
По данным Агентства по безопасности здравоохранения Великобритании (UKHSA), все 21 случая были связаны с менингококком серогруппы B (MenB). Возбудителем послужила бактерия Neisseria meningitidis (менингококк), которая обычно мирно обитает в носоглотке, но в редких случаях может проникнуть в кровь и вызвать тяжелую инвазивную инфекцию, в том числе менингит или сепсис. Какие именно свойства позволяют ей сделать такой переход, зависит от сочетания нескольких факторов, включая особенности самого микроорганизма и состояние иммунитета человека.
Для Великобритании такая скорость развития эпидемической вспышки менингококковой инфекции оказалась нетипичной. Обычно подобного рода вспышки развиваются в течение двух-трех недель, только один или два случая заканчиваются госпитализацией. В Кенте всего за 48 часов врачи зарегистрировали 15 случаев, что насторожило ученых.
Менингококк — далеко не редкий обитатель организма человека. Примерно у 5-10 процентов молодых людей он живет в носоглотке, не вызывая проблем со здоровьем. Однако отдельные изменения в геноме бактерии могут сделать ее опаснее. Тогда она получает способность проникать в кровь и вызывать инвазивную менингококковую инфекцию.
Вариант из Кента относится к серогруппе MenB и имеет субтип P1.12-1,16-183, который выявляют в Англии с 2020 года. Его уже находили у пациентов с инвазивной менингококковой инфекцией: в частности, в 2023 году — у двух заболевших, в 2025 и 2026 годах — еще во время двух небольших вспышек.
Британские исследователи под руководством Мартина Мейдена (Martin Maiden) из Оксфордского университета попытались разобраться, почему именно штамм, связанный с кентской вспышкой, за короткое время привел к такому большому числу тяжелых случаев. Ведь генетически близкие к нему штаммы уже несколько лет встречались у пациентов с инвазивной менингококковой инфекцией, но прежде не вызывали настолько крупных вспышек.
Чтобы ответить на этот вопрос, Мейден и его коллеги провели геномный анализ. Сперва они взяли образцы крови шести заболевших, включая двух умерших пациентов, и выделили штаммы, которые сравнили между собой. Штаммы оказались практически идентичными — между ними было менее двух различий в основных участках генома. Это указало на общий источник заражения и позволило связать случаи с одним исходным вариантом возбудителя.
Затем геном варианта из Кента сравнили с геномами двух его ближайших родственников — штаммов, выделенных от пациентов в Англии в 2022 и 2023 годах — и обнаружили различия в 92 генах. Часть этих изменений была связана с горизонтальным переносом генов, то есть бактерия приобрела генетический материал от другой бактерии, а не унаследовала его от родительской клетки.
Бактерии способны получать генетический материал не только от родительских клеток, но и от других микроорганизмов. Такой процесс называют горизонтальным переносом генов. У нейссерий одним из его механизмов служит естественная трансформация: бактерия захватывает свободную ДНК из окружающей среды, после чего ее фрагменты могут встроиться в собственный геном. В Кенте этот обмен дал менингококку сразу несколько преимуществ.
Часть полученных генов усилила способность бактерии извлекать железо из крови, которое необходимо ей для роста и размножения. Чем больше железа бактерия получает из крови, тем быстрее она может расти и размножаться в организме.
Другие изменения затронули пили — тонкие нитевидные структуры на поверхности бактерии. Они помогают менингококку взаимодействовать с окружающей средой и клетками хозяина, а также участвуют в захвате свободной ДНК при естественной трансформации. Исследователи обнаружили изменения в генах, связанных с этими структурами, которые могли повлиять на взаимодействие бактерии с другими клетками и окружающей средой.
Такие способности помогли менингококку противостоять иммунной системе. Нейтрофилы — главная группа белых кровяных клеток, которые защищают организм от бактерий и грибков, обычно захватывают и уничтожают микроорганизмы по отдельности. Но когда менингококки собираются в плотные группы, иммунным клеткам сложнее справиться с ними. Поэтому новый штамм получил дополнительную защиту от организма.
Однако вспышка закончилась довольно быстро. Люди с тяжелым течением болезни попадали в больницы или оставались дома, поэтому почти не контактировали с окружающими. Это снижало вероятность дальнейшей передачи инфекции.
Получилось необычное сочетание: бактерия легко передавалась при тесном контакте, но тяжелое течение болезни мешало ей распространяться дальше. Ученые пока не знают, когда именно бактерия приобрела все опасные изменения. Вероятно, они накапливались постепенно, а решающее значение сыграли тесные социальные контакты.
Если выводы команды Мейдена верны, получается интересная картина: относительно безвредная бактерия может передать менингококку отдельные гены. В удачном сочетании они способны помочь возбудителю лучше противостоять иммунной системе и быстрее размножаться в организме.
Выводы исследователей представлены на сайте архива препринтов по биологии bioRxiv.org.
