Первое широкомасштабное генетическое исследование Escherichia coli (E. coli), выделенного от пациентов с инфекциями кровотока в Англии, показало, что устойчивые к лекарствам «супербактерии» не всегда превосходят другие штаммы. Исследования Wellcome Trust Sanger Institute и их сотрудников показали, что новые типы E.coli встречаются часто, но, в отличие от некоторых других инфекций, лекарственно-устойчивые штаммы не становятся доминирующей причиной инфекции.
В исследовании, опубликованном сегодня в журнале Genome Research, изучалась большая коллекция кишечной палочки, выделенной от пациентов с инфекцией кровотока в течение более десяти лет, некоторые из которых были устойчивы к многочисленным антибиотикам, а другие - нет. Исследователи обнаружили, что инфекция была вызвана более чем 200 различными типами кишечной палочки. Со временем в коллекции появились новые штаммы, в том числе E. coli с множественной лекарственной устойчивостью, но они быстро достигли баланса с другими штаммами в популяции, а не увеличились с течением времени.
Несмотря на то, что кишечная палочка является очень распространенной бактерией, которая естественным образом переносится в желудочно-кишечном тракте человека, она также является основной причиной инфекций кровотока. В 2014 году в Англии было зарегистрировано 35 676 случаев заболевания, которые часто являются результатом распространения инфекции из мочевыводящих путей или желудочно-кишечного тракта.
Некоторые штаммы кишечной палочки были тщательно изучены, например штамм ST131, устойчивый к множеству антибиотиков. Но в этом исследовании использовался другой подход - вместо того, чтобы просто сосредоточиться на устойчивых к антибиотикам штаммах, исследование использовало беспристрастную коллекцию 1509 E. coli, большинство из которых были получены из программы Британского общества антимикробной химиотерапии по наблюдению за бактериемией, собранной за 11 лет. со всей Англии. Используя полногеномное секвенирование, исследователи обнаружили в этой коллекции 228 различных штаммов кишечной палочки.
Исследование зафиксировало год (2002), когда ST131 появился в Англии. За короткий промежуток времени количество изолятов ST131 достигло равновесия с другими типами. Примерно в то же время появился еще один тип (ST69, а не штамм с множественной лекарственной устойчивостью), который снова быстро достиг равновесия в общей популяции.
Профессор Шэрон Пикок из Института Сангера Wellcome Trust и Лондонской школы гигиены и тропической медицины сказала: «Эти результаты свидетельствуют о том, что появление новых типов E.coli не редкость, и за ней обязательно следует успешная конкуренция с другими типами, чтобы стать доминирующей причиной инфекции у людей. Причина такого равновесия может быть связана с тем фактом, что все бактерии постоянно конкурируют с другими за выживание в тех местах, где они переносятся, например, в кишечнике».
Исследование показало, что пять штаммов составляют более половины коллекции изолятов. «Супербактерия» ST131 была вторым наиболее распространенным штаммом, а наиболее часто встречающимся был чувствительный к антибиотикам штамм ST73. Исследователи обнаружили, что разные штаммы несут разные наборы генов, которые могут лежать в основе их успеха. Многие из них были генами вирулентности, которые позволили им выжить в кишечнике или мочевыводящих путях, но некоторые были генами, которые позволили им лучше конкурировать с другими бактериями, либо за счет поглощения питательных веществ, либо путем прямого уничтожения своих конкурентов.
Д-р Джулиан Паркхилл из Института Сангера сказал: «Наше исследование показывает, что существует множество причин успеха различных штаммов E.coli, и к ним относятся конкуренция между бактериями, а также взаимодействие с человеком-хозяином и устойчивость к антибиотикам. Это говорит о том, что основным источником кишечной палочки, вызывающей инфекции кровотока, является разнообразная бактериальная популяция в более широком сообществе».
Разнообразие кишечной палочки контрастирует с другой бактерией, вызывающей распространенную внутрибольничную инфекцию, - метициллин-резистентным золотистым стафилококком (MRSA). Это бактерия с множественной лекарственной устойчивостью, в которой в любой момент времени доминирует один штамм MRSA. Этот микроорганизм передается от пациента к пациенту в условиях больницы, и было показано, что снижение внутрибольничной передачи помогает предотвратить заражение MRSA. Необходимы дальнейшие исследования, но это исследование предполагает, что может потребоваться другая стратегия, чтобы помочь уменьшить инфицирование крови E. coli.
Тим Джинкс, руководитель отдела лекарственно-устойчивых инфекций в Wellcome, сказал: «E. coli является основной причиной инфекций кровотока, и это исследование помогает проиллюстрировать невероятную сложность приобретения и распространения полирезистентных штаммов. Поиск новых эффективных методов лечения штаммов с множественной лекарственной устойчивостью остается важным приоритетом».