За последнее десятилетие единственный штамм Escherichia coli, или E. coli, стала основной причиной бактериальных инфекций у женщин и пожилых людей, вторгаясь в мочевой пузырь и почки, согласно исследованию, опубликованному сегодня в журнале открытого доступа Американского общества микробиологов mBio.
Помимо того, что штамм H30-Rx стал более устойчивым к антибиотикам, он приобрел беспрецедентную способность распространяться из мочевыводящих путей в кровь, что привело к самой смертельной форме бактериальных инфекций – сепсису – и представляло надвигающуюся угрозу для более чем 10 миллионов американцев. которые ежегодно страдают инфекциями мочевыводящих путей (ИМП).
По словам Лэнса Б., это новое исследование может помочь проследить эволюционную историю этого супербактерия и, возможно, привести к разработке вакцины. Цена, Ph.D., ведущий автор исследования. Прайс является профессором окружающей среды и гигиены труда в Школе общественного здравоохранения и служб здравоохранения Университета Джорджа Вашингтона (SPHHS) и доцентом отдела геномики патогенов Исследовательского института трансляционной геномики (TGen).
Предыдущие исследования показали, что группа E ST131. coli – семейство многих генетически связанных штаммов бактерий – независимо приобрело устойчивость к антибиотикам в результате отдельных генетических событий. Группа ST131 была определена как основной источник супербактерий – микробов, устойчивых к нескольким антибиотикам – среди бактерий ИМП. Согласно новому исследованию, если это правда, существование множества различных устойчивых штаммов окажется серьезной угрозой с множеством способов уклонения от иммунной системы и лечения.
Используя передовые геномные методы, Прайс и соавторы – Джеймс Р. Джонсон из Медицинского центра по делам ветеранов и Университета Миннесоты, и Евгений В. Сокуренко из Медицинской школы Вашингтонского университета – обнаружил, что штаммы ST131 представляют собой генетические клоны, внезапно произошедшие от одного штамма E. кишечная палочка.
Получив мутации в двух генах, штамм под названием H30 более десяти лет назад дал начало клону H30-R, который стал полностью устойчивым к тогдашнему чудо-препарату, известному как Cipro. Вскоре после этого из H30-R произошел новый клон под названием H30-Rx, устойчивый к нескольким антибиотикам расширенного спектра действия, таким как цефалоспорины третьего поколения.
Используя полногеномное секвенирование с указанием каждой молекулы ДНК по порядку, исследователи проанализировали геномы E. coli от пациентов и животных в пяти странах за 44 года, 1967-2011 гг. Они создали генеалогическое древо, отслеживая, как клоны супербактерий появились в результате дискретных генетических событий.
"Поразительно, но мы обнаружили, что все сопротивление можно отнести к одному предку," Цена сказала. "Наши исследования показывают, что этот супербактерий затем распространился и теперь вызывает множество устойчивых к лекарствам инфекций."
H30-Rx, кажется, намного более искусен, чем другие E. coli поднимается из мочевого пузыря в почки, а затем в кровоток, где он может быть летальным, и исследование предполагает, что H30-Rx может быть ответственным за 1.5 миллионов ИМП и десятки тысяч смертей ежегодно в США.
Это исследование показывает, что, сосредоточив внимание на H30-Rx, исследователи могут найти вакцину, которая может предотвратить многие инфекции. По словам Прайса, вакцины от высокорезистентных штаммов супербактерий могут защитить людей от болезней.
"Этот штамм E. coli передается от человека к человеку и кажется особенно опасным," Джонсон сказал. "Это исследование может помочь нам разработать более совершенные инструменты для выявления, остановки или предотвращения его распространения, путем поиска более эффективных способов блокирования передачи супербактерии или путем поиска диагностического теста, который поможет врачам выявить такую инфекцию на ранней стадии – до того, как она сможет проявиться. шанс стать смертельным."
Сокуренко добавил, "Теперь мы знаем, что имеем дело с одним врагом и что, сосредоточив внимание на этом штамме, мы можем оказать существенное влияние на эту всемирную эпидемию."
Исследование «Эпидемия ESBL-продуцента Escherichia coli ST131, вызванная одним высокопатогенным субклоном, H30-Rx», опубликовано сегодня в рецензируемом научном онлайн-журнале mBio – ведущем журнале Американского общества микробиологии и Американского общества микробиологии. Американская академия микробиологии.