Mycobacterium tuberculosis remains a major cause of morbidity and mortality worldwide. Studies have reported human pathogens to have geographically structured population genetics, some of which have been linked to ancient human migrations. However, no study has addressed the potential evolutionary consequences of such longstanding human-pathogen associations. Here, we demonstrate that the global population structure of M. tuberculosis is defined by six phylogeographical lineages, each associated with specific, sympatric human populations. In an urban cosmopolitan environment, mycobacterial lineages were much more likely to spread in sympatric than in allopatric patient populations. Tuberculosis cases that did occur in allopatric hosts disproportionately involved high-risk individuals with impaired host resistance. These observations suggest that mycobacterial lineages are adapted to particular human populations. If confirmed, our findings have important implications for tuberculosis control and vaccine development.

Shortening the course of treatment for tuberculosis would be a major improvement for case management and disease control. This phase 3 trial assessed the efficacy and safety of a 4-month gatifloxacin-containing regimen for treating rifampin-sensitive pulmonary tuberculosis.We conducted a noninferiority, randomized, open-label, controlled trial involving patients 18 to 65 years of age with smear-positive, rifampin-sensitive, newly diagnosed pulmonary tuberculosis in five sub-Saharan African countries. A standard 6-month regimen that included ethambutol during the 2-month intensive phase was compared with a 4-month regimen in which gatifloxacin (400 mg per day) was substituted for ethambutol during the intensive phase and was continued, along with rifampin and isoniazid, during the continuation phase. The primary efficacy end point was an unfavorable outcome (treatment failure, recurrence, or death or study dropout during treatment) measured 24 months after the end of treatment, with a noninferiority margin of 6 percentage points, adjusted for country.A total of 1836 patients were assigned to the 4-month regimen (experimental group) or the standard regimen (control group). Baseline characteristics were well balanced between the groups. At 24 months after the end of treatment, the adjusted difference in the risk of an unfavorable outcome (experimental group [21.0%] minus control group [17.2%]) in the modified intention-to-treat population (1356 patients) was 3.5 percentage points (95% confidence interval, -0.7 to 7.7). There was heterogeneity across countries (P=0.02 for interaction, with differences in the rate of an unfavorable outcome ranging from -5.4 percentage points in Guinea to 12.3 percentage points in Senegal) and in baseline cavitary status (P=0.04 for interaction) and body-mass index (P=0.10 for interaction). The standard regimen, as compared with the 4-month regimen, was associated with a higher dropout rate during treatment (5.0% vs. 2.7%) and more treatment failures (2.4% vs. 1.7%) but fewer recurrences (7.1% vs. 14.6%). There was no evidence of increased risks of prolongation of the QT interval or dysglycemia with the 4-month regimen.Noninferiority of the 4-month regimen to the standard regimen with respect to the primary efficacy end point was not shown. (Funded by the Special Program for Research and Training in Tropical Diseases and others; ClinicalTrials.gov number, NCT00216385.).

Generalist and specialist species differ in the breadth of their ecological niches. Little is known about the niche width of obligate human pathogens. Here we analyzed a global collection of Mycobacterium tuberculosis lineage 4 clinical isolates, the most geographically widespread cause of human tuberculosis. We show that lineage 4 comprises globally distributed and geographically restricted sublineages, suggesting a distinction between generalists and specialists. Population genomic analyses showed that, whereas the majority of human T cell epitopes were conserved in all sublineages, the proportion of variable epitopes was higher in generalists. Our data further support a European origin for the most common generalist sublineage. Hence, the global success of lineage 4 reflects distinct strategies adopted by different sublineages and the influence of human migration.

Bedaquiline (BDQ), an ATP synthase inhibitor, is the first drug to be approved for treatment of multi-drug resistant tuberculosis in decades. In vitro resistance to BDQ was previously shown to be due to target-based mutations. Here we report that non-target based resistance to BDQ, and cross-resistance to clofazimine (CFZ), is due to mutations in Rv0678, a transcriptional repressor of the genes encoding the MmpS5-MmpL5 efflux pump. Efflux-based resistance was identified in paired isolates from patients treated with BDQ, as well as in mice, in which it was confirmed to decrease bactericidal efficacy. The efflux inhibitors verapamil and reserpine decreased the minimum inhibitory concentrations of BDQ and CFZ in vitro, but verapamil failed to increase the bactericidal effect of BDQ in mice and was unable to reverse efflux-based resistance in vivo. Cross-resistance between BDQ and CFZ may have important clinical implications.

Abstract Human tuberculosis is caused by members of the Mycobacterium tuberculosis Complex (MTBC). The MTBC comprises several human-adapted lineages known as M. tuberculosis sensu stricto as well as two lineages (L5 and L6) traditionally referred to as M. africanum . Strains of L5 and L6 are largely limited to West Africa for reasons unknown, and little is known on their genomic diversity, phylogeography and evolution. Here, we analyzed the genomes of 365 L5 and 326 L6 strains, plus five related genomes that had not been classified into any of the known MTBC lineages, isolated from patients from 21 African countries. Our population genomic and phylogeographical analyses show that the unclassified genomes belonged to a new group that we propose to name MTBC Lineage 9 (L9). While the most likely ancestral distribution of L9 was predicted to be East Africa, the most likely ancestral distribution for both L5 and L6 was the Eastern part of West Africa. Moreover, we found important differences between L5 and L6 strains with respect to their phylogeographical substructure, genetic diversity and association with drug resistance. In conclusion, our study sheds new light onto the genomic diversity and evolutionary history of M. africanum, and highlights the need to consider the particularities of each MTBC lineage for understanding the ecology and epidemiology of tuberculosis in Africa and globally.

Abstract Some anti‐mycobacterial drugs are known to cause QT interval prolongation, potentially leading to life‐threatening ventricular arrhythmia. However, the highest leprosy and tuberculosis burden occurs in settings where electrocardiographic monitoring is challenging. The feasibility and accuracy of alternative strategies, such as the use of automated measurements or a mobile electrocardiogram (mECG) device, have not been evaluated in this context. As part of the phase II randomized controlled BE‐PEOPLE trial evaluating the safety of bedaquiline‐enhanced post‐exposure prophylaxis (bedaquiline and rifampicin, BE‐PEP, versus rifampicin, SDR‐PEP) for leprosy, all participants had corrected QT intervals (QTc) measured at baseline and on the day after receiving post‐exposure prophylaxis. The accuracy of mECG measurements as well as automated 12L‐ECG measurements was evaluated. In total, 635 mECGs from 323 participants were recorded, of which 616 (97%) were of sufficient quality for QTc measurement. Mean manually read QTc on 12L‐ECG and mECG were 394 ± 19 and 385 ± 18 ms, respectively ( p < 0.001), with a strong correlation ( r = 0.793). The mean absolute QTc difference between both modalities was 11 ± 10 ms. Mean manual and automated 12L‐ECG QTc were 394 ± 19 and 409 ± 19 ms, respectively ( n = 636; p < 0.001), corresponding to moderate agreement ( r = 0.655). The use of a mECG device for QT interval monitoring was feasible and yielded a median absolute QTc error of 8 ms. Automated QTc measurements were less accurate, yielding longer QTc intervals.

Species belonging to the

In this work, we validated raw results of the new version of Xpert MTB/RIF, Xpert Ultra, and found that unique combinations of Ultra probe and melting temperature shift (ΔTm) can discriminate between rifampicin-resistance (RR) conferring rpoB mutations and identify specific RR mutations including disputed mutations commonly missed in rapid phenotypic drug susceptibility tests. Negative ΔTm was associated with all mutations except those in codon 450. The combination of ΔTm values with the capturing probes enabled to differentiate mutations in codons 428, 430, 431, 432, 434, 435, 441, 445, 446, and 452, including disputed mutations. Mutation Asp435Tyr was unambiguously distinguished from Asp435Val through probe rpoB2 |ΔTm|, while mutations Ser441Gln and Ser441Leu were discriminated from the rest by |ΔTm| values of probes rpoB2 and rpoB3. Mutations His445Asp and His445Tyr were distinguished from disputed mutations His445Leu and His445Asn through probe rpoB3 |ΔTm|. Ser450Leu was distinguished from Ser450Trp by probe rpoB4A |ΔTm| except for one strain with an outlier rpoB4A Tm of 70.9°C in contrast to the other 13 strains with rpoB4A Tm of 73.3-73.8°C. The indeterminate result associated with His445Arg may be caused by its |ΔTm|=1.8°C compared with |ΔTm| typically exceeding 2°C for other mutations. With these findings, we propose potential full utilization of Ultra results for RR tuberculosis (RR-TB) surveillance in association with the growing number of digitally linked Xpert MTB/RIF machines in more than half of high TB burden countries worldwide. Our findings may guide end-users to rapidly identify underlying RR mutations that will flag the national TB control program to investigate suspected cases of RR-TB transmission based on epidemiologic linking. This, in turn, may rule-out transmission between RR-TB patients in a specific setting. Discriminatory results of Ultra could also distinguish relapse from reinfection, and resolve discordance between an RR Ultra result and a low-level RS phenotypic result due to a disputed mutation.

Abstract Proteins encoded by the ESX-1 genes of interests are essential for full virulence in all Mycobacterium tuberculosis complex (MTBc) lineages, the pathogens with the highest mortality worldwide. Identifying critical regions in these ESX-1 related proteins could provide preventive or therapeutic targets for MTB infection, the game changer needed for tuberculosis control. We analysed a compendium of whole genome sequences of clinical MTB isolates from all lineages from >32,000 patients and identified single nucleotide variations (SNV). When mutations corresponding to all nonsynonymous SNPs were mapped on the surface of known and AlphaFold-predicted ternary protein structures, fully conserved regions emerged. Some could be assigned to known quaternary structures, whereas others could be predicted to be involved in yet-to-be-discovered interactions. Some mutants had clonally expanded (found in >1% of the isolates): these were mostly located at the surface of globular domains, remote from known intra- and inter-molecular protein–protein interactions. Fully conserved intrinsically disordered regions (IDRs) of proteins were found, suggesting that these are crucial for the pathogenicity of the MTBc. Altogether, our findings provide an evolutionary structural perspective on MTB virulence and highlight fully conserved regions of proteins as attractive vaccine antigens and drug targets. Extending this approach to other pathogens can provide a novel critical resource for the development of innovative tools for pathogen control.

This study explored Mycobacterium tuberculosis (MTB) growth from tongue swabs, both experimentally infected after sampling from healthy controls, or sampled from patients with smear-microscopy confirmed pulmonary tuberculosis (PTB). For both, we evaluated the performance of NALC-NaOH/MGIT960 (MGIT), Kudoh-Ogawa (KO), and cetylpyridinium chloride-Löwenstein-Jensen (CPC/LJ) culture processing methods. Experimentally spiked swabs from 20 participants exhibited 94.4% MTB growth when inoculated within 7 days of CPC exposure, declining significantly after 14-21 days (p<0.00001). KO-processed specimens showed 100% MTB growth, with a non-significant reduction after storage (94.1%; p=0.21), and all spiked swabs yielded growth in MGIT. In the field evaluation on 99 PTB patients, MGIT isolated MTB from 89% of tongue swabs, with an 8% contamination rate, compared to 99% MGIT positivity from sputum. Solid media had lower positivity, 62% for KO and 49% for CPC/LJ, suggesting MGIT as optimal for growing MTB from tongue swabs. Further testing of presumptive PTB patients is recommended.