《新的数据显示,世界各地发现了高水平的抗生素耐药性》

  • 来源专题:生物安全
  • 编译者: yanyf@mail.las.ac.cn
  • 发布时间:2018-12-07
  • 世卫组织首次发布抗生素耐药性监测数据显示,在高收入和低收入国家,对一些严重细菌感染的耐药性都很高。

    世卫组织新的全球抗生素监测系统(GLASS)显示,在22个国家的50万疑似细菌感染患者中普遍存在抗生素耐药性。

    最常报道的抗药细菌大肠杆菌,肺炎克雷伯菌,金黄色葡萄球菌,肺炎链球菌,其次是沙门氏菌spp。系统不包括数据结核分枝杆菌的耐药性,导致结核病(TB),自1994年以来一直跟踪它,并提供年度全球结核病更新报告。

    在疑似血液感染的患者中,细菌对一种最常用抗生素产生耐药性的比例在不同国家之间差异很大,从零到82%不等。在报告的国家中,对青霉素的耐药性范围从零到51%不等。青霉素是几十年来全世界用于治疗肺炎的药物。与泌尿系感染相关的大肠杆菌中,有8%至65%对环丙沙星(一种常用的抗生素)产生了耐药性。

    “报告证实了全世界抗生素耐药性的严重情况,”世卫组织抗生素耐药性秘书处主任Marc Sprenger博士说。

    “一些世界上最常见的——也可能是最危险的——感染正在被证明具有耐药性,”Sprenger补充道。最令人担忧的是,病原体不尊重国界。这就是为什么世卫组织鼓励所有国家建立良好的监测系统来检测耐药性,从而为这一全球系统提供数据。

    迄今为止,已有52个国家(25个高收入、20个中等收入和7个低收入国家)加入了世卫组织的全球抗菌监测系统。在第一份报告中,40个国家提供了关于其国家监测系统的信息,22个国家还提供了关于抗生素耐药性水平的数据。

    “该报告是朝着增进我们对抗菌素耐药性程度的了解迈出的至关重要的第一步。世卫组织协调新监测系统的Carmem Pessoa-Silva博士说:“监测还处于起步阶段,但如果我们要预测并应对全球公共卫生面临的最大威胁之一,发展监测至关重要。”

    第一个玻璃报告中的数据在质量和完整性上有很大的差异。一些国家在建立国家监测系统方面面临重大挑战,包括缺乏人员、资金和基础设施。

    然而,世卫组织支持更多国家建立能够产生可靠、有意义数据的国家抗生素耐药性监测系统。GLASS正在帮助各国标准化收集数据的方式,使人们能够更全面地了解抗菌素耐药性模式和趋势。

    结核病、艾滋病毒和疟疾的可靠耐药监测规划多年来一直在发挥作用,帮助估计疾病负担,规划诊断和治疗服务,监测控制干预措施的有效性,并设计有效的治疗方案以应对和预防未来的耐药。玻璃有望对常见的细菌病原体发挥类似的作用。

    谷歌眼镜的推出已经在许多国家产生了影响。例如,肯尼亚加强了其国家抗菌素耐药性系统的发展;突尼斯开始在国家一级收集关于抗菌素耐药性的数据;大韩民国完全修订了其国家监测系统,以配合玻璃方法,提供了非常高质量和完整的数据;阿富汗或柬埔寨等面临重大结构性挑战的国家已加入该系统,并将玻璃框架作为加强其抗生素耐药性监测能力的机会。一般来说,国家参与玻璃制品被视为支持控制抗菌素耐药性的全球努力的日益增长的政治承诺。

    2014年,世卫组织在《全球监测抗菌素耐药性报告》中强调了建立全球监测系统的必要性。

    2015年10月,世卫组织根据世卫组织其他监测规划的经验,与世卫组织合作中心和现有的抗生素耐药性监测网络密切合作,启动了全球抗生素监测系统(GLASS)。例如,在过去24年中,188个国家实施了结核病耐药性监测。艾滋病毒耐药性监测始于2005年,截至2017年,已有50多个国家报告了预处理数据,并采用标准化调查方法获得耐药性。

    任何国家,在其国家抗菌素耐药性监测系统发展的任何阶段,都可以在玻璃中注册。鼓励各国根据本国优先事项和现有资源,逐步执行监测标准和指标。

    GLASS最终将纳入与人类抗生素耐药性有关的其他监测系统的信息,例如在食物链中、对抗生素消耗的监测、有针对性的监测项目和其他相关数据。

    所有由谷歌眼镜制作的数据都可以在网上免费获得,并将定期更新。

    世卫组织总干事Tedros Adhanom Ghebreyesus博士强调了他的目标,即通过将致力于这一问题的专家聚集在一个新创建的战略行动小组下,使抗菌素耐药性成为世卫组织的最优先事项之一。

    ——文章发布于2018年1月29日

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Science:重磅!发现第三种迄今为止最为有效的细菌抗生素耐药性获得途径---侧向转导 doi:10.1126/science.aat5867; doi:10.1126/science.aav1723 噬菌体是感染细菌并寄生在它们内部的病毒。这些噬菌体能够通过一种称为遗传转导(genetic transduction)的过程将DNA从一个细菌转移到另一个细菌中。这被认为是细菌进化和获得抗生素耐药性和毒力因子的主要手段,其中这些毒力因子加快新的和致病性逐渐增加的菌株出现。到目前为止,人们已经知道两种遗传转导机制:普遍性转导(generalized transduction)和特异性转导(specialized transduction, 也称局限性转导)。60多年来,自从美国科学家和诺贝尔奖获得者Joshua Lederberg发现这两种机制以来,它们一直是遗传转导的唯一机制。图片来自Science, doi:10.1126/science.aat5867。 在一项新的研究中,来自新加坡国立大学、苏格兰格拉斯哥大学、苏格兰爱丁堡大学和西班牙埃雷拉红衣主教大学的研究人员发现了第三种遗传转导模式。这种称为侧向转导(lateral transduction,也称横向转导)的新模式似乎是迄今发现的最有效的转导手段,能够在极高的频率下将大片段细菌染色体(长几十万个碱基)在细菌之间转移。相关研究结果发表在2018年10月12日的Science期刊上,论文标题为“Genome hypermobility by lateral transduction”。论文通信作者为格拉斯哥大学的José R. 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Cell:从结构上揭示转座子扩散抗生素耐药性机制 doi:10.1016/j.cell.2018.02.032 抗生素耐药性在细菌之间扩散的主要促进因素之一是转座子,也被称作跳跃DNA,即能够自主地在基因组中改变位置的遗传因子。当在细菌之间转移时,转座子能够携带抗生素耐药性基因。 在一项新的研究中,来自位于德国海德堡市的欧洲分子生物学实验室(EMBL)的Orsolya Barabas及其团队着重关注转座子及其分子结构。他们首次解析出一种转座酶-DNA复合物的晶体结构。作为一种转座子插入机器,这种复合物将转座子(包括它们携带的耐药性基因)插入到受体菌中。相关研究结果发表在2018年3月22日的Cell期刊上,论文标题为“Transposase-DNA Complex Structures Reveal Mechanisms for Conjugative Transposition of Antibiotic Resistance”。 Barabas团队发现作为转座子插入机器的主力,转座酶具有不同寻常的形状。这使得它在无活性状态下结合到转座子DNA上,从而阻止这种转座子遭受切割和破坏,直到它能够将抗生素耐药性基因导入到新的宿主基因组中。这种转座酶的特殊形状也迫使转座子DNA解螺旋和开放,从而允许这种转座子将它携带的抗生素耐药性基因插入到极其多样化的细菌基因组中的很多位点上。 5. Cell Rep:有意思!细菌或能通过“竞争者”来获取抗生素耐药性 doi:10.1016/j.celrep.2017.12.020 细菌不仅能对抗生素产生耐药性,还会从其竞争对手中获得耐药性,近日,一项刊登在国际杂志Cell Reports上的研究报告中,来自巴塞尔大学的研究人员通过研究发现,一些细菌能将毒性混合剂注射到其竞争者细胞中诱发其细胞裂解和死亡,随后通过整合释放的遗传物质(携带药物耐受性基因),这种捕食细菌的细胞就会获得抗生素耐药性。图片来源:www.ibtimes.co.uk。细菌耐多药的发生和扩散归咎于细菌的特殊技能,首先,细菌能利用VI型分泌系统(T6SS)注射毒性蛋白混合制剂(效应物)来抵御竞争者,第二,其还能够摄入和再利用竞争者细胞所释放的遗传物质,利用不动杆菌模式生物进行研究,研究人员鉴别出了5种不同的活性效应物,其中有些毒性蛋白能够以完全有效的方式来杀灭细菌竞争者,但并不会破坏细胞,其它毒性蛋白则能够损伤细胞膜,诱发细菌裂解死亡,释放细菌细胞内部的遗传物质。 “捕食者”细菌能够摄入释放的DNA片段,如果这些片段携带抗生素耐药基因的话,特殊的耐药性就会传递到细菌细胞中,因此抗生素或许并不总是有效,而耐药性的细菌可以在不受抗生素干扰的情况下不断繁殖生长。抗生素耐药菌是目前医院所面临的主要问题,通过与其它耐药菌的接触,这些细菌可能会产生对多种抗生素的耐药性,从而就会导致多重耐药性细菌的产生,以至于目前多种抗生素疗法变得失效。 6. Nat Commun:细菌抗生素耐药性研究又获重大突破! doi:10.1038/s41467-017-01405-7 当细菌进化出特殊的机制能应对治疗细菌感染的药物时,就预示着细菌抗生素耐药性的开始;近日,一篇刊登在国际杂志Nature Communications 上的题为“The multiple antibiotic resistance operon of enteric bacteria controls DNA repair and outer membrane integrity”的研究报告中,来自英国伯明翰大学的研究人员对大肠杆菌进行研究阐明了细菌保护自身抵御抗生素杀灭效果的新型分子机制。 大肠杆菌能诱发泌尿道和血流感染;这项研究中,在新型实验技术(包括全基因组DNA测序技术等)的帮助下,研究人员鉴别出了细菌保护自身抵御抗生素作用的新型机制或策略。研究者David Grainger教授说道,我们在大肠杆菌中发现了一种特殊基因或许参与了细菌对多种抗生素的耐药产生过程。 尽管这个基因研究者已经熟知很多年了,但目前研究人员还很难清楚阐明该基因到底是如何介导细菌对抗生素产生耐受性的。文章中研究者发现了该基因此前并未阐明的一种关键角色,即能够控制细菌对抗生素产生耐药性。研究者指出,我们发现了两种完全出乎意料的机制,细菌能利用这些机制来保护自身免于抗生素的作用,其中一种能保护细菌DNA免受氟喹诺酮抗生素的有害作用,另一种机制则能抑制名为强力霉素(doxycyline)的抗生素进入细菌细胞发挥作用。 7. Nat Commun:科学家们找到细菌产生抗生素耐药性的根源 doi:10.1038/ncomms15784 随着越来越多的细菌对抗生素产生了耐药性,寻找其耐药性产生的根源便成了当务之急。在来自丹麦的科学家们作出的一项最新研究中,他们找到了细菌产生抗生素耐药性的原因,而负责这一活性的基因与产生抗生素的基因本身竟然存在同源性!图片来自Nature Communications, doi:10.1038/ncomms15784。一些情况下,距离较近的细菌会相互吞噬彼此的遗传物质,主要以质粒传递的方式发生。随着相似的抗生素耐药性机制分别在格兰仕阴性菌以及放线菌中被发现,研究者们提出了"生产者假说",即放线菌是众多细菌产生抗性基因的源头。由此,研究者们进一步观察了一些病原菌中的抗性基因的相似性,他们发现很多不同类型的细菌共享一个相同的抗生素抗性系统。 事实上,革兰氏阴性菌与放线菌存在很多区别,因此难以想象基因在两者之间的跳跃。 此外,虽然两个基因存在清楚的相似性,但由于还是存在一定的区别,因此还不足以说明两个基因是通过横向传递获得的,而非演化而来的。通过对DNA序列进行检测,研究者们证实了这一猜想。 作者们称这一过程叫做"带回模型",即病原菌会利用其注射系统将DNA序列导入临近的放线菌中,之后来自放线菌的抗性基因则与注入序列发生整合。当放线菌死亡之后,遗传物质将会释放到环境中,而另外一个病原菌则会识别该序列并再次吸收为己用。 8. 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