Современные больницы и лечение антибиотиками сами по себе не создали все устойчивые к антибиотикам штаммы бактерий, которые мы видим сегодня. Вместо этого давление отбора, существовавшее до широкого использования антибиотиков, повлияло на развитие некоторых из них, как показало новое исследование..
Используя технологию анализа и секвенирования, которая была разработана только в последние годы, ученые из Института Wellcome Sanger, Университета Осло и Кембриджского университета создали график эволюции бактерии Enterococcus faecalis, которая является обычной бактерией. которые могут вызывать устойчивые к антибиотикам инфекции в больницах.
Результаты, опубликованные сегодня (9 марта 2021 г.) в Nature Communications, показывают, что эта бактерия обладает способностью очень быстро адаптироваться к давлению отбора, такому как использование химикатов в сельском хозяйстве, а также разработка новых лекарств, которые привели к тому, что разные штаммы одной и той же бактерии были обнаружены во многих местах по всему миру, от кишечника большинства людей до многих диких птиц. Поскольку он настолько широко распространен, исследователи предлагают проверять людей на этот тип бактерий при поступлении в больницу так же, как и на другие супербактерии, чтобы снизить вероятность развития и распространения инфекции в системе здравоохранения.
Enterococcus faecalis - это распространенная бактерия, которая у большинства людей находится в желудочно-кишечном тракте и не причиняет вреда хозяину. Однако, если у кого-то ослаблен иммунитет и эта бактерия попадает в кровоток, это может вызвать серьезную инфекцию.
В больницах чаще встречаются устойчивые к антибиотикам штаммы E. faecalis, и первоначально считалось, что широкое использование антибиотиков и других мер антибактериального контроля в современных больницах вызвало развитие этих штаммов.
В новом исследовании ученые из Института Wellcome Sanger, Университета Осло и Кембриджского университета проанализировали около 2000 образцов E. faecalis с 1936 года по настоящее время, используя изоляты крови пациентов и образцы стула животных и здоровых людей..
Секвенировав геном (включая хромосомы и плазмиды) с использованием технологии Oxford Nanopore, команда нанесла на карту эволюционный путь бактерии и создала временную шкалу того, когда и где развились различные штаммы, в том числе те, которые в настоящее время оказались устойчивыми к антибиотики. Они обнаружили, что штаммы, устойчивые к антибиотикам, развились раньше, чем считалось ранее, до широкого использования антибиотиков, и, следовательно, не только использование антибиотиков вызвало их появление..
Исследователи обнаружили, что сельскохозяйственные и ранние медицинские методы, такие как использование мышьяка и ртути, повлияли на эволюцию некоторых штаммов, которые мы наблюдаем сейчас. В дополнение к этому штаммы, подобные устойчивым к антибиотикам вариантам, которые мы наблюдаем сейчас в больницах, были обнаружены у диких птиц. Это показывает, насколько адаптируемы и гибки этот вид бактерий при эволюции в новые штаммы перед лицом различных невзгод.
Профессор Юкка Корандер, соавтор и младший преподаватель Института Wellcome Sanger, сказал: «Это первый раз, когда мы смогли наметить полную эволюцию E. faecalis из образцов до 85 лет, что позволяет нам увидеть детальное влияние образа жизни человека, сельского хозяйства и лекарств на развитие различных бактериальных штаммов. Полная хронология эволюционных изменений была бы невозможна без аналитических методов и методов секвенирования, которые можно найти в Sanger Институт."
Д-р Анна Пёнтинен, соавтор и научный сотрудник Университета Осло, сказала: «В настоящее время, когда пациенты поступают в больницу, у них берут мазки на наличие некоторых устойчивых к антибиотикам бактерий и грибков и изолируют, чтобы обеспечить чтобы уровень заражения оставался как можно ниже. Благодаря этому исследованию стало возможным тщательно изучить разнообразие E. faecalis и выявить те из них, которые более склонны к распространению в больницах и, таким образом, могут нанести вред людям с ослабленным иммунитетом. Мы считаем, что было бы полезно также проводить скрининг на E. faecalis при поступлении в больницу».
Профессор Джулиан Паркхилл, соавтор и профессор кафедры ветеринарной медицины Кембриджского университета, сказал: «Это исследование показало, что эти стационарные штаммы устойчивых к антибиотикам бактерий намного старше, чем мы думали ранее, и подчеркнул их невероятную метаболическую гибкость в сочетании с многочисленными механизмами, повышающими их выживаемость в суровых условиях, что позволило им широко распространиться по всему миру».