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真的会传染给人吗,中国科学家发现新耐药基因

改变刻不容缓。我们很快就没有可用的抗生素了!

20世纪20年代开始,包括青霉素、链霉素在内的多种天然抗生素相继被发现,由此打开了抗生素时代,让人类与致病细菌之间的抗争得以保持优势。但是,随着抗生素的使用,抗药性问题却日益凸显。随机变异的耐药性细菌被筛选并富集,抗生素的滥用等等原因,使得一代代抗生素药物威力减弱、甚至失效。生物医学家们从未间断对更优化抗生素的挖掘,从头孢菌素、碳青霉烯到复合抗生素,人类与细菌的战争围绕“抗药性”问题逐渐转入“持久战”的局面。

——2018年WHO“世界提高抗生素认识周”主题语

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超级细菌的威胁愈来愈近

2015年11月18日,来自于华南农业大学的研究团队在柳叶刀子刊《The Lancet Infectious Diseases》上在线发表了一篇关于发现新型耐药基因的文章,再一次给抗生素问题敲响警钟。MCR-1基因,研?a href=';

近年来,关于超级细菌的报道频频出现。2017年末,四川一男孩感染超级细菌,病情危重;2018年,杭州女大学生感染超级细菌,另外还有浙江老农因感染超级细菌死亡等案例。

MCR-1基因:发现于动物和人的细菌样本,能转移至多种常见细菌

随着超级细菌的威胁不断加强,自2015年以来,每年11月的第三周成为世界卫生组织确定的“世界提高抗生素认识周”(World Antibiotic Awareness Week)。有国际机构预测,如果不去改变,没法控制耐药菌的蔓延,到2050年全球因耐药菌死亡的人数将达1000万左右。

研究人员以上海农贸市场猪身上采集的大肠杆菌为研究样本,第一次发现特殊MCR-1基因的存在。而且,携带有该基因的细菌对多粘菌素表现出抗性,这种抗性还能够快速转移至其他不同菌种。

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随后连续4年(2011-2014年),研究人员从广州屠宰场的猪、农贸市场的生猪肉、鸡肉上采集细菌样本,同时,他们还选取广东、浙江省的两家医院,从医院的病人身上采集细菌样本。

提纯后可使用的抗生素。图片:Pixabay

细菌分析结果显示,804份动物大肠杆菌样本中,有166份细菌携带有MCR-1基因,523份人细菌样本中,78份样本含有MCR-1基因。同时,在1322个医院患者身上采集的大肠杆菌和克雷伯菌样本中,有16个样本含有MCR-1基因。

养殖场是超级细菌的根据地?

他们发现,MCR-1基因在不同菌种间扩增和转移速度极快,且阳性样本的比例逐年增加。研究人员表示,由MCR-1调控的多粘菌素抗性反应很有可能起源于动物,且已经开始蔓延至人。

超级细菌的出现与抗生素的大量使用有关系。而除了医院治疗使用抗生素外,另一个抗生素使用大户就是养殖场。数据显示,2013年,中国有一半以上的抗生素用到了养殖业中。那么,养殖场使用抗生素会不会成为超级细菌的一个传播途径,给人类健康带来威胁呢?

抗药性基因的威胁:以质粒为载体存在于细菌中,直击多粘菌素

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水平基因转移模式,打破亲缘关系,在多种菌株间快速传播

吃我还嫌我中转疾病?图片:图虫创意

研究人员发现问题的关键在于,MCR-1基因以质粒为载体存在于细菌中,能够以水平基因转移方式在不同菌株间进行遗传物质的交换。这种转移模式打破亲缘关系的界限,能够在不同细菌之间传播,且速度快。

早在20世纪中叶,英国人就首先发现当地沙门氏菌病的爆发可能与牛场使用抗生素有关;随后一些食源性疫情也被认为与养殖场使用抗生素有关。然而这些研究大多是凭观察推断的,缺乏直接的实验证据。因此,养殖场使用抗生素与一些人类疾病的关联,还不是很确定。

这一特性与几年前在印度发现的抗药性基因NDM-1情况类似,而携带有NDM-1的细菌几乎能够抵抗所有的抗生素,包括“杀手锏”碳青霉烯类。

超级细菌传播途径的新证据

文章通讯作者刘建华教授表示,MCR-1基因的发现,预示着抗生素最后一道防线——多粘菌素已然遭到威胁。尽管目前的研究局限于中国,但是并不意味着,MCR-1基因没有效仿NDM-1的可能,成为全球性抗生素耐药问题。

然而,2018年末,由美国乔治华盛顿大学领导的研究团队,证明了超级细菌可以通过养殖场出产的鸡肉转移到人类上。这说明养殖场大量使用抗生素确实与人类疾病是有直接关系的,该研究已发表在美国微生物协会旗下的杂志mBio上。

过去,对多粘菌素抗药性的研究仅仅发现,抗药性细菌通过染色体突变的形式繁殖、富集,并没有发现基因水平的感染和传播。研究人员解释,当细菌局限染色体突变时,其抗药性细菌群量不稳定,且不会大范围传播至其他菌株。

他们研究的是一种分型为ST131的大肠杆菌。21世纪初以来,这种菌已成为当今最重要的多重耐药性尿路病原体。它的特点是可以从肠道中逃出来,感染身体其他部位。不仅如此,ST131对多种抗生素具有耐药性,对人类健康有很大威胁。

最新的研究证实,MCR-1基因以质粒为载体,能够从基因水平在多种常见细菌间传播,包括大肠杆菌和克雷伯菌(导致肺炎和其他感染)。

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MCR-1基因:意味着细菌从“广泛耐药”往“泛耐药”转变的情势严重

只有特定菌株的大肠杆菌才会致病,图为致病性大肠杆菌在美国引发的流行案例。图片:healthline.com

建议:农业限制或停止使用多粘菌素

大肠杆菌ST131是否由动物性产品传播到人类还不清楚,前期的一些研究认为大肠杆菌ST131不是食品传播的致病菌。而该研究团队经过本次研究得出了不同的结果。

抗生素的出现,拯救了无数生命。但是细菌对于抗生素产品的耐药性问题也逐年加重,新药研发的速度远跟不上细菌耐药的速度。

那么,研究者们是如何证实大肠杆菌ST131传播方式的呢?首先,他们在当地超市购买了鸡肉和猪肉,从中分离病原菌。同时在当地的医院中选择患有膀胱炎和肾盂肾炎的病人,从他们的血液和尿液中分离病原菌。为了获得更可靠的结果,这样的操作整整进行了一年。然后,他们通过多种技术手段确定了肉制品和病人来源的病原菌的相关性,结果发现——鸡肉和病人中都出现了同一种病原菌,那就是大肠杆菌ST131。

世界卫生组织表示,抗生素耐药不仅仅加重医疗卫生的负担,还会对经济、发展造成巨大威胁。中国作为抗生素使用大国,每年约消耗13000吨抗生素类药物,且这种比例以每年4.75%的速率增长。

之后,为了进一步探究病人中的这类病原菌是否从家禽上传播来的,他们还筛查了病原菌ST131中是否含有禽类相关标记——这个质粒已被认为是禽类致病性大肠杆菌的标志,即带有这个质粒的大肠杆菌来源于家禽。

研究人员强调,中国并不是唯一一个将粘菌素运用于农业、畜牧业的国家。许多其他国家,包括一些欧洲国家,也在农业上使用多粘菌素药物,所以,认清、解决抗生素耐药性问题是一个全球性问题。

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