Gesundheit

Die sich schnell verändernden Genetik Schlüssel zu Krankenhaus superbug überleben

Für die Studie, heute veröffentlicht in der Mikrobiellen Genomik, ein team von Wissenschaftlern an der UCL Genetics Institute und der Universität Peking People ‚ s Hospital in Peking verfolgt die Ausbreitung von K. pneumoniae in einem Pekinger Krankenhaus nach einem Patienten Tod durch Blutvergiftung im Jahr 2016.

Durch genetisch analysieren 100 Stämme von K. pneumoniae Bakterien Stichprobe von infizierten Patienten, die Träger ohne Symptome und die Krankenhaus-Umgebung über einen Zeitraum von 14 Monaten fanden Sie heraus, dass die Bakterien waren hoch übertragbaren und in der Lage, sich genetisch anzupassen, um alle verfügbaren Antibiotika innerhalb sehr kurzer Zeit.

Die Krankenhaus-outbreak-Stämme von K. pneumoniae gefunden wurden, sehr hoch resistente, mit allen Isolaten analysiert, die zeigen, Resistenz gegen mehrere wirkstoffklassen, einschließlich der Carbapeneme-Antibiotika als letztes Mittel bei der Behandlung schwerer Infektionen.

Mit der Zahl der Todesfälle durch Medikamenten-resistenten Infektionen prognostizierte Anstieg von 700.000 auf 10 Millionen pro Jahr bis 2050, Carbapenem-beständige Enterobacteriaceae aufgeführt sind, als eine der drei akuten Bedrohung durch die Centers for Disease Control and Prevention und einer der globalen ‚kritische Priorität‘, die von der World Health Organisation.

„Bakterien, die Häufig in Krankenhäusern weltweit eine steigende Anzahl von genomischer Werkzeuge in Ihrem arsenal, um sich ausbreiten und zu tödlichen Infektionen. Carbapeneme sind die Drogen, die wir verwenden, wenn nichts anderes funktioniert, also eine Zunahme von Bakterien mit Resistenz gegen Carbapeneme ist eine wirklich erhebliche Bedrohung der Gesundheit. Das heißt, wir sind aus der Behandlung von Optionen und müssen erhöhen unsere Globale Studie und überwachung dieser Bakterien“, erklärt Studienautor Professor Francois Balloux (UCL Genetics Institute).

Das team ganze Genom-DNA-Sequenz-Daten zu rekonstruieren, die Entwicklung des äußerst resistenten Bakterien, einschließlich der Verfolgung Ihrer übertragung innerhalb des Krankenhauses, die sich über drei Campus, 19 Pflegestationen und zwei Intensivstationen.

„Verwendung von genomweiten genetischen Daten konnten wir klar Folgen Ihrer Verbreitung rund um das Krankenhaus. Es ist bemerkenswert zu sehen, wie leicht diese Bakterien bewegten sich zwischen Patienten, insbesondere in Intensivstationen, aber wir fanden auch, dass Sie die übertragung über die verschiedenen Krankenhaus-Standorten über Gemeinde-Ausrüstung, einschließlich der Gemeinde-Bett-Schienen und medizinische Geräte“, sagte Dr. Lucy van Dorp (UCL Genetics Institute), der erste Autor und der leitende Forscher auf der britischen Mannschaft.

„Wir haben festgestellt, dass diese Bakterien im Umlauf gewesen wäre im Krankenhaus für mindestens ein Jahr, bevor wir begannen unsere surveillance initiative, was auf der index-patient war wohl auch nicht beteiligt jede nachfolgende übertragung auf andere Patienten. Beruhigend, das K.-pneumoniae – Ausbruch wurde anschließend unter Kontrolle gebracht, indem hospital-wide Interventionen einschließlich verbesserte Reinigung der infizierten Gemeinden und ein neues Luft Desinfektion-Protokoll.“

Sowie Verfolgung der Ausbreitung der Epidemie, haben die Forscher auch berücksichtigt werden, welche Teile des bakteriellen Genoms tragen die Gene, die erforderlich sind, um Antibiotika-Therapie entziehen.

„Bakterien wie Klebsiella tragen zusätzliche DNA-verpackt in mobile übertragbare Elemente, die Plasmide genannt“, erklärt Professor Balloux. „Die Bakterien von diesem Ausbruch hatte eine außerordentliche Vielfalt in der Plasmide, die Sie trugen, und es waren diese Einheiten, die Gene, die dabei halfen, die Bakterien weiterhin infizieren die Patienten, auch im Angesicht der Behandlung mit Carbapenemen.“

Plasmide, Bakterien, einfache übertragung von genetischer information zwischen Organismen und sind in vielen Arten von Bakterien, die beide Häufig in Krankenhäusern und sind verantwortlich für Infektionen, die sind immer schwer zu behandeln, weltweit.

In dieser Studie, genomische Daten ergab, dass die meisten des Ausbruchs Isolate von K. pneumoniae waren, die mehrere Kopien von Resistenz-Plasmiden. Dieses erlaubt Ihnen zu teilen und auszutauschen, eine große Anzahl von sehr verschiedenen Antibiotikaresistenz-Gene, mit nur einer einzigen anerkannten antimikrobiellen Resistenz-gen — fosA — in allen von den Strapazen.

„Wir fanden, wurden die Bakterien tragen viele Resistenz-Plasmiden, und in einigen Fällen wurden diese Plasmide vorhanden waren, in mehrere Kopien. Wir haben gezeigt, dass die Anzahl der Kopien geholfen vorherzusagen, wie erfolgreich die Behandlung war ausgewichen, indem die Bakterien. Dies bedeutet, es ist nicht nur das Vorhandensein eines Gens eine Resistenz, die wichtig ist, aber auch seine fülle in einem Stamm infizieren“, erklärt Dr. van Dorp.

„Die meisten DNA-Sequenzierung-basierte Diagnostik verwendet, um zu verfolgen Ausbrüche derzeit nicht in Betracht ziehen, diese Tatsache, die zeigt, wie wertvoll die Genom-Sequenzierung als Werkzeug für die Untersuchung von multi-drug-resistente Krankenhaus-Epidemien.“

Die Forschung wurde möglich durch die Beteiligung von Patienten und Personal an der Universität Peking People ‚ s Hospital. Die Studie wurde gefördert durch das Newton Trust-Großbritannien-China-NSFC-initiative.