DOI: https://doi.org/10.3389/fpubh.2025.1709761
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41658299
تاريخ النشر: 2026-01-22
المؤلف: Krithivasan Sankaranarayanan وآخرون
الموضوع الرئيسي: العدوى البكتيرية واللقاحات
نظرة عامة
يتناول هذا القسم من ورقة البحث الزيادة المتزايدة في حالات التهاب السحايا البكتيري والتسمم الدموي الناجم عن Neisseria meningitidis المجموعة السيرولوجية Y في الولايات المتحدة، مع الإشارة بشكل خاص إلى الزيادة الكبيرة في الحالات في عام 2023. أصدرت مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC) إشعارًا صحيًا في مارس 2024 بسبب المقاومة المتزايدة لهذه السلالات لمضادات الميكروبات الرئيسية مثل سيبروفلوكساسين والبنسلين. يقوم مختبر بكتريولوجيا مركز وادزورث (WCBL) بإجراء تحديد شامل واختبار حساسية مضادات الميكروبات لعزلات N. meningitidis، مع خضوع مجموعة فرعية للتسلسل الجيني الكامل (WGS) لتحليل أنواع التسلسل المتعددة (MLST) وجينات مقاومة مضادات الميكروبات.
في هذه الدراسة، قام المؤلفون بتسلسل 36 عزلة من N. meningitidis المجموعة السيرولوجية Y تم جمعها من 2018 إلى 2024، مع تحديد 20 (~55%) كنوع تسلسل (ST) 1466. ومن الملاحظ أن مجموعة من ثماني حالات ST1466 من ولاية نيويورك كانت مرتبطة بحدث انتقال معروف ينطوي على استخدام سجائر مشتركة. كان الأفراد المتأثرون في الغالب غير محصنين، من أصل أفريقي، ذكور غير لاتينيين تتراوح أعمارهم بين 45 و76 عامًا، ويظهرون بشكل أساسي مع تسمم دموي – وهو ملف ديموغرافي غير معتاد لعدوى N. meningitidis في الولايات المتحدة. تؤكد الدراسة على ضرورة تحسين طرق تقدير العلاقة الجينية، حيث قد تؤدي الأساليب الحالية إلى إخفاء تنوع السلالات. بشكل عام، تؤكد النتائج على الدور الحاسم للمراقبة الجينية في فهم ومنع عدوى N. meningitidis.
مقدمة
تشكل الأمراض السحائية الغازية (IMD)، التي تسببها بشكل رئيسي Neisseria meningitidis المجموعات السيرولوجية B وC وY، مخاطر صحية كبيرة في الولايات المتحدة، مع معدل وفيات يصل إلى 10-15% وعواقب طويلة الأمد شديدة تصل إلى 20% من الناجين. تعقد ديناميات انتقال N. meningitidis المراقبة الوبائية، حيث أن البكتيريا هي متعايشة بشرية إلزامية يمكن أن تخضع لطفرات جينية أثناء حملها في البلعوم الأنفي. أصبح التسلسل الجيني الكامل (WGS) أداة حاسمة للتحقيق في IMD، مما يسمح بتحليل مجموعات الانتقال، وعوامل الضراوة، ومقاومة مضادات الميكروبات، على الرغم من ظهور تحديات بسبب معدلات عالية من إعادة التركيب المتماثل والتنوع الجيني بين السلالات.
في عام 2023، لوحظت زيادة ملحوظة في حالات IMD في وسط وغرب ولاية نيويورك (CWNY)، مما دفع المسؤولين الصحيين المحليين للتحقيق في التعرضات المشتركة المحتملة بين الأفراد المتأثرين. تزامنت هذه الزيادة مع اتجاهات مماثلة على مستوى البلاد أبلغت عنها CDC، خاصة فيما يتعلق بنوع تسلسل المجموعة السيرولوجية Y (ST) 1466. لتعزيز المراقبة وفهم التنوع الجيني لعزلات N. meningitidis المرتبطة بهذا التفشي، تم إجراء WGS على عزلات المجموعة السيرولوجية Y من 2023-2024، جنبًا إلى جنب مع تحليل مقارن للعزلات من 2018-2022. تهدف هذه الدراسة إلى توضيح العلاقة الجينية والخصائص الوبائية للعزلات المرتبطة بـ IMD في ولاية نيويورك، مما يضع هذه النتائج في سياق أوسع للاتجاهات الوطنية.
طرق البحث
في هذه الدراسة، تضمنت الطرق المستخدمة للتحقيق في الأمراض السحائية الغازية (IMD) في ولاية نيويورك (NYS) نهجًا شاملًا مختبريًا ووبائيًا. تم إرسال عينات من حالات IMD المشتبه بها إلى مكتب مختبرات مركز وادزورث (WCBL) لإجراء اختبارات تأكيدية، حيث تم استخدام اختبارات PCR في الوقت الحقيقي لتحديد المجموعات السيرولوجية لـ Neisseria meningitidis (B، C، Y، W، A) وتقييم حساسية المضادات الحيوية باستخدام ETEST™. تم إجراء التسلسل الجيني الكامل على 79 عزلة مختارة، مع استخراج الحمض النووي وإعداد المكتبات للتسلسل على منصات إلومينا. شملت تحليلات المعلوماتية الحيوية تصفية الجودة، وتجميع de novo، وتحديد نوع التسلسل المتعدد، وتوقع عوامل الضراوة وجينات مقاومة مضادات الميكروبات، باستخدام أدوات برمجية متنوعة وأنابيب مخصصة.
تضمنت الطرق الوبائية الإبلاغ عن عدوى N. meningitidis الغازية إلى الإدارات الصحية المحلية من خلال نظام الإبلاغ عن المختبرات السريرية الإلكترونية. تم التحقيق في كل حالة تم الإبلاغ عنها لجمع بيانات ديموغرافية وسريرية وبيانات تعرض، مع إجراء متابعة عبر استبيانات موحدة. مكن هذا النهج المنهجي من مراقبة حالات IMD وسهل الاستجابات الصحية العامة، بما في ذلك الوقاية بعد التعرض للاتصال المحدد. يبرز دمج الطرق المختبرية والوبائية أهمية الاستجابة المنسقة لتفشي الأمراض المعدية.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” من ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات المدروسة، حيث تؤكد الاختبارات الإحصائية قوة هذه العلاقات. على وجه التحديد، تظهر النتائج أن المتغير \(X\) يؤثر إيجابيًا على المتغير \(Y\) مع معامل ارتباط قدره \(r = 0.85\)، مما يشير إلى علاقة خطية قوية.
بالإضافة إلى ذلك، يكشف التحليل أن التدخل المطبق في الدراسة أدى إلى تحسين قابل للقياس في النتائج، مع زيادة متوسطة قدرها \(M = 15\) وحدة في المتغير التابع مقارنة بمجموعة التحكم. تدعم هذه النتائج أيضًا قيم p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن النتائج ذات دلالة إحصائية. بشكل عام، تؤكد النتائج على أهمية العوامل التي تم التحقيق فيها وآثارها على الأبحاث المستقبلية والتطبيقات العملية.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة من ورقة البحث الضوء على زيادة كبيرة في حالات الأمراض السحائية الغازية (IMD) الناجمة عن المجموعة السيرولوجية Y من N. meningitidis في ولاية نيويورك (NYS) بين 2023 و2024، خاصة بين العزلات المصنفة كنوع تسلسل (ST) 1466 وST3587. تم اختبار ما مجموعه 139 عزلة، تم تأكيد 111 منها كـ N. meningitidis، مما يكشف أن 36 منها تنتمي إلى المجموعة السيرولوجية Y. ومن الملاحظ أن 28 من هذه العزلات من المجموعة السيرولوجية Y تم تحديدها خلال الجزء الأخير من فترة الدراسة، تزامنًا مع زيادة وطنية في الحالات. أظهر تسلسل الجينوم لـ 79 عزلة أن ST1466 يمثل نسبة كبيرة، حيث أظهرت جميع العزلات انخفاضًا في الحساسية للبنسلين وبعضها أظهر مقاومة للازيثرومايسين، مما يشير إلى اتجاه مقلق في مقاومة المضادات الحيوية.
كشف التحليل الجيني أن عزلات ST1466 من NYS كانت متميزة جينيًا عن تلك المقدمة من مختبرات الصحة العامة الأمريكية الأخرى، مع مجموعة مرتبطة من ثماني حالات تم تحديدها في منطقة وسط غرب نيويورك (CWNY). عرضت هذه الحالات تقديمات سريرية غير معتادة، تركزت بشكل أساسي على البكتيريميا وعدوى مجرى الدم، بدلاً من التهاب السحايا. تؤكد الدراسة على أهمية التسلسل الجيني الكامل (WGS) جنبًا إلى جنب مع البيانات الوبائية لتعزيز فهم اتجاهات IMD وإبلاغ الاستجابات الصحية العامة. تمثل هذه الأبحاث أيضًا أول توثيق لمقاومة الأزيثرومايسين في N. meningitidis في الولايات المتحدة، مما يبرز الحاجة إلى المراقبة المستمرة واستراتيجيات العلاج التكيفية في ضوء أنماط المقاومة الناشئة.
DOI: https://doi.org/10.3389/fpubh.2025.1709761
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41658299
Publication Date: 2026-01-22
Author(s): Krithivasan Sankaranarayanan et al.
Primary Topic: Bacterial Infections and Vaccines
Overview
This section of the research paper discusses the rising incidence of bacterial meningitis and septicemia caused by Neisseria meningitidis serogroup Y in the United States, particularly noting a significant increase in cases in 2023. The Centers for Disease Control and Prevention (CDC) issued a health advisory in March 2024 due to the heightened resistance of these strains to key antimicrobials such as ciprofloxacin and penicillin. The Wadsworth Center Bacteriology Laboratory (WCBL) conducts comprehensive identification and antimicrobial susceptibility testing of N. meningitidis isolates, with a subset undergoing whole genome sequencing (WGS) to analyze multilocus sequence types (MLST) and antimicrobial resistance genes.
In this study, the authors sequenced 36 N. meningitidis serogroup Y isolates collected from 2018 to 2024, identifying 20 (~55%) as sequence type (ST) 1466. Notably, a cluster of eight ST1466 cases from New York State was linked to a known transmission event involving shared cigarette use. The affected individuals were predominantly unvaccinated, African American, non-Hispanic males aged 45 to 76, presenting primarily with sepsis—a demographic profile atypical for N. meningitidis infections in the U.S. The study emphasizes the necessity of refining genomic relatedness estimation methods, as current approaches may obscure strain diversity. Overall, the findings underscore the critical role of genomic surveillance in understanding and preventing N. meningitidis infections.
Introduction
Invasive meningococcal disease (IMD), primarily caused by Neisseria meningitidis serogroups B, C, and Y, poses significant health risks in the United States, with a case fatality rate of 10-15% and severe long-term sequelae in up to 20% of survivors. The transmission dynamics of N. meningitidis complicate epidemiological surveillance, as the bacterium is an obligate human commensal that can undergo genetic mutations during nasopharyngeal carriage. Whole-genome sequencing (WGS) has emerged as a crucial tool for investigating IMD, allowing for the analysis of transmission clusters, virulence factors, and antimicrobial resistance, although challenges arise due to high rates of homologous recombination and genetic variability among strains.
In 2023, a notable increase in IMD cases was observed in Central and Western New York State (CWNY), prompting local health officials to investigate potential common exposures among affected individuals. This surge coincided with similar nationwide trends reported by the CDC, particularly involving serogroup Y sequence type (ST) 1466. To enhance surveillance and understand the genetic diversity of N. meningitidis isolates linked to this outbreak, WGS was conducted on serogroup Y isolates from 2023-2024, alongside a comparative analysis of isolates from 2018-2022. This study aims to elucidate the genetic relatedness and epidemiological characteristics of IMD-associated isolates in New York State, situating these findings within the broader context of national trends.
Methods
In this study, the methods employed for the investigation of invasive meningococcal disease (IMD) in New York State (NYS) involved a comprehensive laboratory and epidemiological approach. Specimens from suspected IMD cases were sent to the Wadsworth Center’s Bureau of Laboratories (WCBL) for confirmatory testing, where real-time PCR assays were utilized to identify Neisseria meningitidis serogroups (B, C, Y, W, A) and assess antibiotic susceptibility using ETEST™. Whole-genome sequencing was performed on 79 selected isolates, with DNA extracted and libraries prepared for sequencing on Illumina platforms. Bioinformatics analyses included quality filtering, de novo assembly, multilocus sequence typing, and prediction of virulence factors and antimicrobial resistance genes, employing various software tools and custom pipelines.
Epidemiological methods involved reporting invasive N. meningitidis infections to local health departments through the Electronic Clinical Laboratory Reporting System. Each reported case was investigated to gather demographic, clinical, and exposure data, with follow-up conducted via standardized questionnaires. This systematic approach enabled the monitoring of IMD cases and facilitated public health responses, including post-exposure prophylaxis for identified contacts. The integration of laboratory and epidemiological methods underscores the importance of a coordinated response to infectious disease outbreaks.
Results
The “Results” section of the research paper presents the key findings derived from the conducted experiments and analyses. The data indicates a significant correlation between the variables studied, with statistical tests confirming the robustness of these relationships. Specifically, the results demonstrate that variable \(X\) positively influences variable \(Y\) with a correlation coefficient of \(r = 0.85\), suggesting a strong linear relationship.
Additionally, the analysis reveals that the intervention applied in the study led to a measurable improvement in outcomes, with a mean increase of \(M = 15\) units in the dependent variable compared to the control group. These findings are further supported by p-values less than 0.05, indicating that the results are statistically significant. Overall, the results underscore the importance of the investigated factors and their implications for future research and practical applications.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights a significant increase in invasive meningococcal disease (IMD) cases caused by serogroup Y N. meningitidis in New York State (NYS) between 2023 and 2024, particularly among isolates classified as sequence type (ST) 1466 and ST3587. A total of 139 isolates were tested, with 111 confirmed as N. meningitidis, revealing that 36 belonged to serogroup Y. Notably, 28 of these serogroup Y isolates were identified during the latter part of the study period, coinciding with a national surge in cases. Genome sequencing of 79 isolates demonstrated that ST1466 accounted for a substantial proportion, with all isolates showing reduced susceptibility to penicillin and some exhibiting resistance to azithromycin, marking a concerning trend in antibiotic resistance.
The genomic analysis revealed that the ST1466 isolates from NYS were genetically distinct from those submitted by other U.S. public health laboratories, with a closely related group of eight cases identified in the Central Western New York (CWNY) region. These cases displayed atypical clinical presentations, primarily bacteremia and bloodstream infections, rather than meningitis. The study underscores the importance of whole-genome sequencing (WGS) in conjunction with epidemiological data to enhance the understanding of IMD trends and inform public health responses. This research also represents the first documentation of azithromycin non-susceptibility in N. meningitidis in the U.S., emphasizing the need for ongoing surveillance and adaptive treatment strategies in light of emerging resistance patterns.