抗菌素耐药性基因通过少数显性谱系传播

跨越29个国家和欧盟委员会的全球合作——抗微生物药物耐药性联合规划倡议(JPIAMR)——在了解超广谱头孢菌素耐药性(ESC-R)的传播方式方面取得了新进展。该研究指出了不同生物区室中质粒和克隆扩增对ESCR基因传播的贡献差异。

该研究的主要作者RoxanaZamudio博士说：“抗菌素耐药性(AMR)是一个全球性问题，只有与多个国家的合作伙伴合作，我们才能全面了解AMR的传播地点和方式”

世界卫生组织(WHO)将超广谱头孢菌素(ESC)归类为人类和兽医保健中极为重要的抗菌剂，因为它们是治疗多重耐药细菌的“最后手段”。然而，在一个不祥的全球趋势中，随着不同的致病菌对胚胎干细胞产生耐药性，它们的功效持续下降。如果没有全球统一的努力，ESC-R将使数百万人容易感染目前可治疗的感染。

尽管ESC在医学中具有重要意义，但ESC-R基因在不同生态位中传播的机制尚不清楚。在这项研究中，QuadramInstitute和东英吉利大学的科学家与来自法国、加拿大、德国和英国的合作者一起，分析了近2000种肠杆菌目耐药细菌的全基因组序列(WGS)数据，这些细菌是杆状-异形、无芽孢、兼性厌氧菌。

“通过组装如此庞大和多样化的基因组集合，我们能够识别出对这些至关重要的药物产生耐药性的关键基因。我们还能够证明，大多数对广谱头孢菌素的耐药性仅通过有限数量的主要质粒和细菌谱系传播，”Quadram研究所和东英吉利大学的组长AlisonMather博士说，该研究的资深作者。“了解传播机制是设计减少AMR传播的干预措施的关键。”

研究人员采用OneHealth方法，收集了来自不同地理区域和不同宿主的细菌，包括人类、动物、食物(肉类)和环境(废水)，以了解相关因素如何影响ESC-R的动态及其机制。抗性基因被传播。研究人员主要关注2008年至2016年间从欧洲和北美的人类和动物样本中收集的大肠杆菌，发现一些ESC-R基因最初在北美发现并传播到欧洲，而另一些则从欧洲传播到北美。

细菌通过产生两种使ESC失活的β-内酰胺酶获得对ESC的抗性：超广谱β-内酰胺酶(ESBL)和AmpCβ-内酰胺酶(AmpCs)。研究人员表明，AmpCβ-内酰胺酶最初在北美人类和农场动物中更占优势，后来传播到欧洲。另一方面，特定的ESBLs最初在欧洲的动物中很常见，后来出现在北美。AmpC和ESBL由细菌染色体编码，它们通过克隆扩增从亲本传播到后代(垂直遗传传递)，或者由可以直接从一种细菌移动到另一种细菌的质粒编码(水平遗传传递)。

要设计有效的干预措施来遏制ESC-R的全球传播，关键是要了解ESC-R基因的传播机制。目前的研究朝着这个方向迈出了一步。