超级细菌的秘密:科学家发现了你不知道的因素

最近在英国和挪威进行的一项历时20年的研究将抗生素的使用与耐抗生素大肠杆菌的传播联系起来，表明其影响因抗生素类型和细菌遗传而异。这些发现强调了抗生素耐药性的复杂性，强调了持续研究的必要性，以充分了解和对抗超级细菌的传播。

　　

研究人员研究了过去二十年来英国和挪威抗生素耐药性的升级，强调耐药性的激增并不仅仅归因于抗生素的使用。

一项研究首次调查了过去20年来英国和挪威抗生素消费对耐药细菌生长的影响。研究结果表明，尽管抗生素使用的增加导致了超级细菌的扩散，但其他因素也在起作用。

来自威康桑格研究所、奥斯陆大学和剑桥大学的研究人员及其合作者对细菌进行了高分辨率的基因比较。他们将700多个新血液样本与近5000个先前测序的细菌样本进行了比较，以回答影响耐抗生素大肠杆菌传播的因素。

最近发表在《Lancet Microbe》杂志上的这项研究表明，在某些情况下，抗生素的大量使用确实会导致耐药细菌的增加。然而，研究人员证实，这取决于所使用的广谱抗生素的类型。他们还发现，抗生素抗性基因的成功取决于携带它们的细菌的基因组成。

了解抗生素耐药性

认识到抗生素耐药性背后的所有主要因素可以帮助我们更深入地了解这些细菌如何传播以及是什么阻碍了它们的传播。这样就可以更好地为公共卫生干预提供信息，利用对环境的全面了解来帮助阻止耐药感染的传播。

大肠杆菌是世界范围内血液感染的常见原因。导致这些感染的大肠杆菌通常在肠道中发现，在那里它不会造成伤害。然而，如果由于免疫系统减弱而进入血液，就会导致严重的危及生命的感染。

抗生素耐药性，特别是多药耐药性(MDR)已成为此类感染的常见特征，这对医疗保健提供者构成了额外的挑战。在英国，超过40%的大肠杆菌血液感染对医院用于治疗严重感染的一种关键抗生素有抗药性。

抗生素使用和耐药性变异性

大肠杆菌的抗生素耐药率在全球各不相同。例如，对不同抗生素(一种通常用于治疗大肠杆菌引起的尿路感染的抗生素)的耐药率根据国家的不同，从8.4%到92.9%不等。

抗生素耐药性一直是几十年来研究的一个主题，以前研究的监测数据一致表明，抗生素使用与世界范围内细菌耐多药发生率增加之间存在关联，包括在英国。

以前的研究表明，耐药和非耐药大肠杆菌菌株稳定共存，在某些情况下，非耐药细菌更成功。然而，由于缺乏无偏的大规模纵向数据集，以前不可能评估遗传驱动因素的作用。

这项由奥斯陆大学威康桑格研究所及其合作者进行的新研究，是第一次有可能直接比较挪威和英国两国不同大肠杆菌菌株的成功情况，并解释了基于全国范围内抗生素使用水平的差异。

国别抗生素耐药性

通过分析近20年的数据，他们发现抗生素的使用在某些情况下与耐药性增加有关，这取决于抗生素的类型。其中一种抗生素，非盘尼西林-内酰胺类抗生素，在英国的人均使用量是挪威的三到五倍。这导致了某种多重耐药大肠杆菌菌株感染的更高发生率。

然而，英国也更频繁地使用抗生素甲氧苄氨嘧啶，但在比较两国发现的常见大肠杆菌菌株时，分析并未发现英国的耐药性水平更高。

研究发现，耐多药细菌的存活取决于周围环境中的大肠杆菌菌株。由于该地区的这种和其他选择压力，研究人员得出结论，不可能假设广泛使用一种抗生素会对在不同国家传播的耐抗生素细菌产生相同的效果。

持续研究的重要性

科学家们强调，他们的结果需要持续的研究努力，以确定在一系列生态环境中驱动大肠杆菌和其他临床重要细菌传播的其他因素。需要进一步研究，以充分了解抗生素、旅行、粮食生产系统和影响一国耐药性水平的其他因素的综合影响。

更多地了解能够战胜耐抗生素大肠杆菌的菌株，可以找到帮助阻止传播的新方法。例如，试图增加一个地区非抗性、无害细菌的数量。

来自挪威奥斯陆大学的第一作者之一、威康桑格研究所的访问科学家Anna Pöntinen博士说:“我们的大规模研究使我们能够开始回答一些长期存在的问题，即是什么导致了人群中的多重耐药细菌。由于英国和挪威对细菌性病原体进行了全国性的系统监测，这项研究才有可能进行。如果没有这样的系统，科学家们在利用基因组学的力量所能学到的东西方面将受到相当大的限制。”

来自剑桥大学的合著者Julian Parkhill教授说:“我们的研究表明，抗生素是耐抗生素大肠杆菌成功的调节因素，而不是唯一的原因。我们的研究追踪了几种不同的广谱抗生素的影响，并表明这些影响因国家和地区而异。总的来说，我们的综合遗传分析表明，在不知道该环境中细菌菌株的遗传组成的情况下，预测抗生素的使用对该地区的影响并不总是可能的。”

来自威康桑格研究所和挪威奥斯陆大学的资深作者Jukka Corander教授说:“耐药大肠杆菌是一个重大的全球公共卫生问题。虽然长期以来人们都认为过度使用抗生素是超级细菌兴起和传播的原因，但我们的研究强调，广泛存在的大肠杆菌菌株的耐药性水平可能存在很大差异。抗生素的使用将是一种选择性压力，我们的研究表明，这不是影响这些细菌成功的唯一因素。如果我们要控制超级细菌的传播，继续使用基因组学来详细了解细菌成功的潜在驱动因素至关重要。”

参考文献:

“Modulation of multidrug-resistant clone success in Escherichia coli populations: a longitudinal, multi-country, genomic and antibiotic usage cohort study” by Anna K Pöntinen, Rebecca A Gladstone, Henri Pesonen, Maiju Pesonen, François Cléon, Benjamin J Parcell, Teemu Kallonen, Gunnar Skov Simonsen, Nicholas J Croucher, Alan McNally, Julian Parkhill, Pål J Johnsen, Ørjan Samuelsen and Jukka Corander, 11 January 2024, The Lancet Microbe.