研究人員分析了致命的抗藥性病原體的基因組
細(xì)菌和真菌等微生物感染對可用的抗菌治療無效,對全世界的公共衛(wèi)生威脅構(gòu)成了越來越危險的威脅。僅在美國,這種感染每年導(dǎo)致23,000人死亡。為了更好地理解抗藥性背后的分子驅(qū)動因素,佐治亞州亞特蘭大疾病控制和預(yù)防中心(CDC)的研究人員最近對美國一名患者培養(yǎng)的一種不尋常的細(xì)菌菌株進(jìn)行了全基因組分析。他們的研究結(jié)果將于本周發(fā)表在美國微生物學(xué)會的開放獲取期刊mBio上。
該菌株是肺炎克雷伯氏菌的一種分離物,是由內(nèi)華達(dá)州一名患者的髖部感染培養(yǎng)而來的,該患者對抗生素治療無效并于2016年死亡。該微生物是向CDC報告的首批肺炎克雷伯菌菌株之一。研究負(fù)責(zé)人CDC的生物信息學(xué)專家Tom de Man說,這種抗生素可以治療所有26種抗生素。細(xì)菌和其他病原體在反復(fù)接觸后會產(chǎn)生對藥物的抵抗力,這意味著增加這些治療的使用實際上可以使存活的菌株更強(qiáng)。
“適當(dāng)劑量的合適藥物,在適當(dāng)?shù)臅r間內(nèi)服用,是挽救生??命的,”疾病預(yù)防控制中心的分子流行病學(xué)家艾莉森哈爾平說,他的實驗室完成了這項研究。“但過度使用會導(dǎo)致不利的事件,包括阻力的發(fā)展。”
De Man及其合作者發(fā)現(xiàn)了四種已知可賦予對β-內(nèi)酰胺類抗性的基因,這是一種廣譜抗生素,通常用于治療革蘭氏陽性和革蘭氏陰性感染。例如,青霉素衍生的藥物是β-內(nèi)酰胺類。在染色體上發(fā)現(xiàn)了其中兩個基因,這意味著它們屬于微生物的遺傳遺傳物質(zhì)。在質(zhì)粒上發(fā)現(xiàn)了兩個,它們是圓形的DNA,很容易從胚芽轉(zhuǎn)移到胚芽,并且通常負(fù)責(zé)抗性。在分析中鑒定的其他基因與磷霉素,四環(huán)素和其他抗生素的抗性相關(guān)。
新研究中心的分離株屬于一種遍布全球的菌株。該研究中鑒定的質(zhì)粒也表明,這種微生物可能與其他國家(包括中國,尼泊爾,印度和肯尼亞)報道的抗性細(xì)菌有關(guān),這些細(xì)菌可以讓研究人員了解分離株可能來自何處。
de Man說,基因組分析將為公共衛(wèi)生工作者提供更好的抗感染信息。了解哪些菌株具有哪些基因可以幫助指導(dǎo)可以在醫(yī)院和保健中心使用的更精確測試的開發(fā)。“我們可以找到新的阻力機(jī)制,”他說。通過全基因組分析進(jìn)行的測試可能有助于流行病學(xué)家在將耐藥菌株傳播給其他患者之前識別并控制其。雖然現(xiàn)在不可能,但未來基因組信息可能有助于指導(dǎo)治療決策和策略。
“我們可能會從這些信息中了解哪些藥物有效,哪些無效,”德曼說。
在過去兩年中,疾病預(yù)防控制中心在美國各地建立了一個實驗室網(wǎng)絡(luò),用于追蹤耐藥性病原體如肺炎克雷伯菌的出現(xiàn)和傳播。Halpin表示,這些中心旨在快速識別危險的微生物,目的是盡快停止傳播。然而,抗菌素耐藥性的威脅并沒有消失,對它的反應(yīng)需要全球努力。
“細(xì)菌將繼續(xù)發(fā)展,”哈爾平說。“我們不能阻止抵抗,因為它是生物學(xué)的一部分。但我們確實希望減緩它。”
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