Похоже, пришло время заплатить за пайпера. Первый штамм Salmonella typhimurium названный ST313 sublineage II.1, экстенсивно лекарственно устойчивый (XDR), возник в Демократической Республике Конго (ДРК). Это не отвечает ни на один из антибиотиков, которые обычно используются в ДРК, за исключением ципрофлоксацина. И что еще хуже, был выделен один образец, который показывает неполный ответ даже на этот последний препарат.

Бактерия

S. Typhimurium который, как утверждают многие исследователи, возник в Африке к югу от Сахары несколько десятилетий назад, в последние десятилетия демонстрирует все более широкую устойчивость к антибиотикам. Согласно новому исследованию, в котором сообщается о появлении этого нового штамма S. Typhimurium в журнале Nature Communications от 19 сентября 2019 года, это угроза, которая потребует тесного сотрудничества микробиологов, генетиков и эпидемиологов, в дополнение к клиницистам и другим специалистам, если это быть идентифицированным и контролируемым в разных местах.

Сальмонелла как известно, вызывает пищевое отравление, не обязательно опасное для жизни, хотя и очень неприятное. Однако, когда дело доходит до с. typhimurium и родственные штаммы, которые, как известно, вызывают две трети инфекций кровотока в этом регионе. Фактически, они получили свое собственное название: инвазивные нетифозные сальмонеллы (iNTS) инфекции. Такие инфекции поражают почти 3,5 миллиона человек в год, и почти 700 000 тысяч человек встречают свою смерть таким образом, причем наибольшую опасность представляет S. Typhimurium . Хуже всего то, что инфекции iNTS распространены в тех самых местах, где медицинское обслуживание крайне низкое, плохо оборудованная система и низкий уровень иммунитета. В этих местах основной удар несут дети в возрасте до 5 лет.

Точная деформация S . typhimurium продуцирующий iNTS в этом регионе, обычно представляет собой ST313, который, как известно, устойчив к лекарствам. Это также привело к появлению двух новых вариантов, названных линиями I и II, которые независимо распространились и охватывают большую часть Африки, чему способствуют два фактора: распространенность ВИЧ и множественная лекарственная устойчивость (MDR). Инфекции Lineage II в настоящее время являются основной причиной iNTS.

Что означает XDR?

Возбудители MDR устойчивы к ампициллину, триметоприму / сульфаметоксазолу и хлорамфениколу. Это не должно создавать проблемы с iNTS, который обычно лечится фторхинолоновым антибиотиком ципрофлоксацином. С другой стороны, для сложных iNTS требуется цефтриаксон – но линия ST313 II в настоящее время демонстрирует присутствие бета-лактамазных ферментов расширенного спектра, что означает, что они также не реагируют на новые цефалоспорины, такие как цефтриаксон. Это соответствует определению XDR применительно к S. typhi, то есть устойчив к пяти лекарствам.

Это означает, что бактерии проявляют MDR наряду с устойчивостью к двум лекарствам второй линии, цефтриаксону (посредством ферментов бета-лактамазы расширенного спектра) и азитромицину. Это оставляет только фторхинолоны. Тем не менее, один образец уже был выделен, который также не чувствителен к этому – пан-устойчивый патоген. Этот развивающийся штамм, получивший название линии II.1, ответственен за более чем 10% изолятов в центральной части ДРК.

Новые инвазивные изменения

Самая тревожная часть еще впереди. Бактерия не только становится все более устойчивой ко всем антибиотикам, но и становится основным патогеном кровотока. В первом случае исследователи обнаружили, что одна плазмида несла все гены устойчивости. Плазмида представляет собой пакет генетического материала, который может передаваться из клетки в клетку. Более того, новый штамм Lineage II претерпевает некоторые изменения как в своем геноме, так и в своем поведении, что означает, что он становится все более и более приспособленным к инфекциям кровотока – иными словами, становится «инвазивным»

.

Инвазивные характеристики были обнаружены как в лабораторных экспериментах, так и благодаря инновационному использованию алгоритмов машинного обучения. Эти методы помогли выявить характерные паттерны в ДНК, которые указывают, какие штаммы становятся инвазивными. Они включают в себя меньшую стимуляцию иммунной системы хозяина, снижение метаболизма, потерю одного типа жгутиков и большую склонность к образованию биопленок.

Почему это произошло?

Это может быть связано с чрезмерным использованием антибиотиков, говорится в исследовании. Азитромицин недавно использовался в массовой кампании, чтобы уничтожить трахому, инфекционную причину слепоты, а также широко используется у детей. Плазмида, обнаруженная в штаммах линии II, ранее была обнаружена в других iNTS-ассоциированных S. Typhimurium .

Взгляд в будущее

За последнее десятилетие все инфекции кровообращения находились под наблюдением двух учреждений, Национального института медицинских исследований ДРК (INRB) и Института тропической медицины (ITM) в Антверпене. Обычная изоляция возбудителей от пациентов по всей стране доказала большую помощь в выявлении самых ранних признаков инфекций кровотока с этим штаммом XDR S. Typhimurium . С появлением сотен образцов крови у пациентов в ДРК, у которых подозревался сепсис, возникла лекарственная устойчивость к S. тифимуриум по порядку, который никогда прежде не предполагался, становится ясным. Ученые предприняли глобальные усилия, чтобы отследить продолжающееся развитие ST313 и оценить его устойчивость к антибиотикам.

Биоинформатика становится все более важной, поскольку она помогает обнаруживать эти признаки инвазивности. Исследователь Николь Уилер говорит: «Надеюсь, что в ближайшем будущем мы сможем развернуть машинное обучение в более прогностической роли, чтобы помочь контролировать появление и распространение устойчивых к лекарствам штаммов бактерий, таких как S. Typhimurium .»

Кембриджский профессор Гордон Дуган комментирует: «Подобные исследования уникальны, поскольку мы прокладываем мост между наиболее важными проблемами здравоохранения, наблюдаемыми в больницах по всему миру, с помощью глубоких биологических исследований, для которых мы применяем самые современные технологии. Такое сотрудничество является ключевым и будет иметь важное значение в будущем для дальнейшего понимания возникающих болезней ».