Kansainväliset matkustajat palaavat usein kotiin uusien bakteerikantojen kanssa,

Jo ennen COVID-19-pandemiaa, tiesimme, että kansainvälinen matkailu myötävaikuttaa mikrobilääkeresistenssin nopeaan maailmanlaajuiseen kasvuun ja leviämiseen. Mutta uutta tässä on se, että olemme löytäneet lukuisia täysin uusia geenejä, jotka liittyvät mikrobilääkeresistenssiin ja jotka viittaavat huolestuttavaan ongelmaan horisontissa . "

Alaric D'Souza, MD/PhD -opiskelija, Tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja, Washingtonin yliopisto

Tutkimus julkaistiin 6. kesäkuuta vuonna Genomilääketiede

Tutkimus vahvistaa, että kansainväliset matkustajat palaavat usein kotiin odottamattomalla määrällä uusia bakteerikantoja, jotka pyrkivät sijoittamaan tuhansien ihmisten joukkoon, jotka normaalisti sijaitsevat suoliston mikrobiomissa.

Köyhyys, huono sanitaatio ja muuttuvat maatalouskäytännöt ovat muuttaneet monia pienituloisia, kehittää alueita kuumiksi pisteiksi bakteerien leviämiä sairauksia varten, mukaan lukien infektiot, jotka ovat yhä vastustuskykyisiä useille antibioottilääkkeille.

Suuren väestötiheyden ansiosta näiden bakteerien jakaminen yhteisön asukkaiden ja matkailijoiden kesken on helppoa altistumalla saastuneelle juomavedelle ja elintarvikkeille, tai huonosti puhdistetut vessat, ravintoloita, hotellihuoneita ja julkista liikennettä. Takaisin kotona, matkustajat ovat vaarassa siirtää nämä uudet bakteerit perheelle, ystäviä ja muita asukkaita.

Tutkimus, suoritettu Maastrichtin yliopiston kanssa Hollannissa, osallistui 190 hollantilaisen aikuisen suoliston mikrobiomien bakteeriyhteisöjen analysointiin ennen matkaa ja sen jälkeen yhdelle neljästä kansainvälisestä alueesta, joilla resistenssigeenien esiintyvyys on korkea:Kaakkois -Aasia, Etelä -Aasia, Pohjois -Afrikka ja Itä -Afrikka.

Osana tutkimusta analysoidut ulosteenäytteet valittiin satunnaisesti suuremmasta, monikeskustutkimus noin 2, 000 hollantilaista matkustajaa, joista suurin osa oli turisteja, joka tunnetaan nimellä Carriage Of Multi-resistents Bacteria Travel (COMBAT) -tutkimus.

"Löysimme merkittävää matkustamiseen liittyvää lisäystä resistenssigeenien hankinnassa, vierailualueelle endeemisten bakteerien koodaama runsaus ja monimuotoisuus, "D'Souza sanoi." Nämä havainnot tukevat vahvasti kansainvälistä matkustamista vektorina kliinisesti tärkeiden mikrobilääkeresistenssigeenien maailmanlaajuiselle leviämiselle ja korostavat tarvetta laajempaan mikrobilääkeresistenttien bakteerien seurantaan palaavien matkustajien suoliston mikrobiomeissa. "

Uuden tutkimuksen suunnittelivat vanhemmat kirjailijat John Penders, lääketieteellinen mikrobiologi Maastrichtin yliopistossa, ja Gautam Dantas, PhD, patologian ja immunologian professori Washingtonin yliopistossa. Manish Boolchandani, PhD, Dantas Labin jäsen tutkimuksen aikana ja vuonna 2020 valmistunut yliopiston laskenta- ja systeemibiologian tohtoriohjelmasta, on myös lehden ensimmäinen kirjoittaja.

Maailman terveysjärjestö, Yhdysvaltain tautien torjunta- ja ehkäisykeskukset, ja muut virastot ovat kuvailleet mikrobilääkeresistenssin nopeaa leviämistä yhdeksi vakavimmista kansanterveydellisistä uhista, joita maailma nyt kohtaa-uhkaava lääketieteellinen katastrofi, joka voi olla suurempi kuin COVID-19-pandemian aiheuttama kaaos.

"Vaikka aiemmat tutkimukset ovat skannanneet matkustajien ulosteenäytteistä tunnettuja mikrobilääkeresistenttejä bakteereja, käytimme koko metagenomin haulikon sekvensoinnin ja toiminnallisen metagenomiikan yhdistelmää tunnistamaan sekä tunnetut että uudet geenit, jotka koodaavat mikrobilääkeresistenssiä, "Dantas sanoi.

Perinteisemmät genomitekniikat etsivät yksittäisten patogeenien erityisiä geneettisiä allekirjoituksia. Mutta tällaisilla testeillä voidaan löytää vain tunnettuja taudinaiheuttajia, kun taas metagenominen sekvensointi voi tunnistaa kaikki tietyssä näytteessä olevat organismit:hyvät bakteerit, vaarallisia bakteereja ja jopa täysin uusia.

Kaikkiaan, tutkijat havaitsivat 121 antimikrobisen resistenssin geeniä hollantilaisten 190 matkustajan suoliston mikrobiomeissa. Yli 40% näistä resistenssigeeneistä (niistä 51) löydettiin vain käyttämällä herkempää metagenomiikan tekniikkaa, mikä viittaa siihen, että tavanomaisemmat lähestymistavat kaipaavat mahdollisesti vaarallisia geenejä.

Samoin koskee, tutkimuksen tulokset vahvistivat, että 56 ainutlaatuisesta mikrobilääkeresistenssigeenistä oli tullut osa matkustajien suoliston mikrobiomeja heidän ulkomaanmatkojensa aikana, mukaan lukien useita matkapuhelimia, korkean riskin resistenssigeenit, kuten laajennetun spektrin β-laktamaasit (ESBL) ja plasmidivälitteinen kolistiiniresistenssigeeni, mcr-1.

Vastustuskyky beetalaktaamiantibiooteille on nousemassa maailmanlaajuisesti ja antaa laajan vastustuskyvyn penisilliineille ja muille tärkeille antibiooteille.

McR-1-geenit suojaavat bakteereja toiselta mikrobilääkkeeltä, nimeltään colistin, joka on viimeinen keino monilääkeresistenttien gramnegatiivisten bakteerien aiheuttamien infektioiden hoitoon. Jos kolistiiniresistenssi leviää bakteereille, jotka ovat resistenttejä muille antibiooteille, nämä bakteerit voivat aiheuttaa todella hoitamattomia infektioita, CDC varoitti.

Koska metagenomisen analyysin avulla tutkijat voivat tutkia kaikkia bakteereja ja geenejä suolen mikrobiominäytteiden kokoelmassa yhtenä, suuri eliöyhteisö, se tarjoaa myös mahdollisuuden tutkia monimutkaisia ​​ekologisia vuorovaikutuksia näiden organismien välillä.

Vaikka bakteerit voivat hitaasti kehittyä resistenssiksi toistuvasta altistumisesta antibiooteille ajan myötä, myös erilaiset bakteeriyhteisöt jakavat mikrobilääkeresistenssigeenejä nopeamman prosessin, joka tunnetaan vaakasuorana siirtona, yleensä liikkuvien geneettisten elementtien vaihdon avulla, jotka mahdollistavat DNA -katkelmien siirtymisen bakteerista toiseen.

"Koska geenit, jotka koodaavat resistenssiä eri antibioottiluokille, sijaitsevat usein samoissa liikkuvissa elementeissä, yksi horisontaalinen vaihto voi muuttaa antibiooteille alttiita bakteereja monilääkeresistentiksi organismiksi, "sanoi Dantas.

Tutkijat käyttivät myös metagenomisia tekniikoita kootakseen tärkeitä asiayhteyteen liittyviä tietoja resistenssigeenin sijainnista ja toiminnasta.

"Resistenssigeeneillä oli merkittävä yhteys liikkuviin geneettisiin elementteihin, ensisijainen tapa, jolla resistenssigeenit leviävät bakteereihin, "D'Souza sanoi." Vaikka tutkimuksemme ei pystynyt osoittamaan patogeenisten bakteerien kuljettamia resistenssigeenejä, on selvää, että tämä on mahdollista. Lisäksi, kansainvälisillä matkustajilla on mahdollisuus tuoda vastustusgeenejä omiin yhteisöihinsä palattuaan kotiin, ja tulevat tutkimukset, jotka käsittelevät suoraan tätä mahdollisuutta, ovat etusijalla. "

Lisätty Dantas:"Uusien mikrobilääkeresistenttien bakteerien ja geenien tunnistamisella voi olla tärkeä rooli resistenssin maailmanlaajuisen leviämisen hidastamisessa ja ohjaamaan mahdollisia hoitoja liittyviin sairauksiin. Tutkimuksemme luo perustan näille pyrkimyksille tarjoamalla uutta tietoa geneettisistä mekanismeista, jotka mikrobilääkeresistenssigeenien nopea hankkiminen ja jakaminen ihmisten suoliston mikrobiomien välillä kansainvälisen matkan aikana. "

• Tutkijat tunnistavat bakteerin, jolla on anti-SARS-CoV-2-aktiivisuus in vitro:Dolosigranulum pigrum
• Imeväisiin liittyvä suoliston mikrobiomikoostumus pelkää vasteita