Global Population Structure and Evolution of Bordetella pertussis and Their Relationship with Vaccination
Notice bibliographique
Résumé
Bordetella pertussis causes pertussis, a respiratory disease that is most severe for infants. Vaccination was introduced in the 1950s, and in recent years, a resurgence of disease was observed worldwide, with significant mortality in infants. Possible causes for this include the switch from whole-cell vaccines (WCVs) to less effective acellular vaccines (ACVs), waning immunity, and pathogen adaptation. Pathogen adaptation is suggested by antigenic divergence between vaccine strains and circulating strains and by the emergence of strains with increased pertussis toxin production. We applied comparative genomics to a worldwide collection of 343 B. pertussis strains isolated between 1920 and 2010. The global phylogeny showed two deep branches; the largest of these contained 98% of all strains, and its expansion correlated temporally with the first descriptions of pertussis outbreaks in Europe in the 16th century. We found little evidence of recent geographical clustering of the strains within this lineage, suggesting rapid strain flow between countries. We observed that changes in genes encoding proteins implicated in protective immunity that are included in ACVs occurred after the introduction of WCVs but before the switch to ACVs. Furthermore, our analyses consistently suggested that virulence-associated genes and genes coding for surface-exposed proteins were involved in adaptation. However, many of the putative adaptive loci identified have a physiological role, and further studies of these loci may reveal less obvious ways in which B. pertussis and the host interact. This work provides insight into ways in which pathogens may adapt to vaccination and suggests ways to improve pertussis vaccines. IMPORTANCE Whooping cough is mainly caused by Bordetella pertussis, and current vaccines are targeted against this organism. Recently, there have been increasing outbreaks of whooping cough, even where vaccine coverage is high. Analysis of the genomes of 343 B. pertussis isolates from around the world over the last 100 years suggests that the organism has emerged within the last 500 years, consistent with historical records. We show that global transmission of new strains is very rapid and that the worldwide population of B. pertussis is evolving in response to vaccine introduction, potentially enabling vaccine escape.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».