Почти одновременное появление гена, ответственного за выработку карбапенемаз - ферментов, убивающих самые сильные антибиотики, используемые против опасных для жизни бактериальных инфекций с множественной лекарственной устойчивостью, - в сочетании с введением бактериального клона, который распространялся между пациентами, создал «идеальный шторм», который привел к сегодняшней эпидемии устойчивости к антибиотикам в Колумбии. Результаты этого исследования, проведенного исследователями из Центра медицинских наук Техасского университета в Хьюстоне (UTHe alth), Университета Эль-Боске и Университета Кейс Вестерн Резерв, были опубликованы в Journal of Infectious Diseases.
Старший автор Сезар Ариас, доктор медицинских наук, профессор и директор Центра устойчивости к противомикробным препаратам и микробной геномики в Медицинской школе Макговерна при UTHe alth, и его коллеги-исследователи обнаружили, что эпидемия началась с того, что он описал как «неразборчивый» ген карбапенемазы, который горизонтально распространяется среди определенного типа грамотрицательных бактерий. Этот ген вырабатывал фермент, расщепляющий мощные карбапенемы, надежные антибиотики «последней надежды», используемые для лечения грамотрицательных бактерий. Происхождение гена до сих пор неизвестно, но он быстро распространялся от пациента к пациенту по всей стране.
Исследователи секвенировали геномы 133 образцов Klebsiella pneumoniae, бактерии, которая может вызывать серьезные заболевания, включая инфекции кровотока, раневые инфекции, пневмонию и менингит. Образцы, извлеченные из 24 больниц Колумбии, были собраны в период с 2002 по 2014 год, до и после появления у этих организмов резистентности к карбапенемам. Колумбия имеет высокую плотность устойчивых к антибиотикам организмов по сравнению с другими странами и, как и многие другие страны, борется с эпидемией.
Чтобы усугубить кризис, вскоре после распространения гена в страну был завезен бактериальный клон, несущий аналогичный ген, убивающий антибиотики, скорее всего, через инфицированного пациента, приехавшего из США, где клон был уже присутствует. Эта бактериальная линия несла множественные детерминанты устойчивости к антибиотикам и быстро распространялась от человека к человеку, как это уже случалось ранее в других странах.
«При наличии этих данных мы могли точно определить основные факторы эпидемии: когда был идентифицирован первый штамм, как он распространился и как он достиг такого уровня эпидемии», - сказал Ариас, который также директор Центра инфекционных заболеваний Школы общественного здравоохранения UTHe alth.
Подход, использованный в этой статье, может помочь Колумбии и другим странам в борьбе с устойчивостью к антибиотикам.
«Если у вас есть бактерии, передающиеся от одного пациента к другому, вы можете принять очень строгие меры инфекционного контроля, чтобы остановить эпидемию», - сказал Ариас. «Но как остановить передачу гена от бактерии к бактерии, если вы его не видите? Распространению гена способствовало чрезмерное использование антибиотиков, потому что его было трудно лечить».
По словам Ариаса, этот подход потенциально может помочь исследователям и поставщикам медицинских услуг ориентироваться на конкретные клинические условия, в которых распространяется ген, а не на то, где находится клон, и принять меры либо по инфекционному контролю, либо по контролю за антибиотиками.
«Отслеживая молекулярную эпидемиологию такой эпидемии, Лаура Рохас и ее команда извлекли важные уроки, которые помогут нам бороться с другими устойчивыми бактериями», - сказал Роберт А. Бономо, доктор медицинских наук, соавтор статьи и профессор медицины в Кливлендском медицинском центре штата Вирджиния и Медицинской школе Университета Кейс Вестерн Резерв. Лаура Рохас была первым автором статьи и является аспирантом Медицинской школы Университета Кейс Вестерн Резерв.