Internasjonale reisende reiser ofte hjem med nye bakteriestammer,

bekrefter studie Båret som stowaways i tarmen til internasjonale reisende, nye og potensielt dødelige stammer av antimikrobiell resistente superbugs kan komme til et samfunn nær deg, foreslår ny forskning fra Washington University School of Medicine i St. Louis.

Selv før COVID-19-pandemien, vi visste at internasjonale reiser bidro til den raske globale økningen og spredningen av antimikrobiell resistens. Men det nye her er at vi har funnet mange helt nye gener assosiert med antimikrobiell resistens som antyder et bekymringsfullt problem i horisonten . "

Alaric D'Souza, MD/PhD -student, Studer medforfatter, Washington University

Studien ble publisert 6. juni i Genemedisin

Forskningen bekrefter at internasjonale reisende ofte vender hjem med en uventet mengde nye bakteriestammer som kjemper etter posisjon blant de tusenvis som normalt bor i tarmmikrobiomet.

Fattigdom, dårlig sanitet og endrede landbrukspraksis har gitt mange lavinntekter, utvikle regioner til hot spots for sykdommer spredt av bakterier, inkludert infeksjoner som i økende grad er resistente mot en rekke behandlinger med antibiotika.

Høy befolkningstetthet gjør det enkelt for disse bakteriene å bli delt mellom innbyggerne og reisende gjennom eksponering for forurenset drikkevann og mat, eller dårlig sanerte toaletter, restauranter, hotellrom og offentlig transport. Hjemme, reisende risikerer å overføre disse nye bakteriene til familien, venner og andre innbyggere.

Forskningen, utført med Maastricht University i Nederland, involvert i å analysere bakteriesamfunn i tarmmikrobiomene til 190 nederlandske voksne før og etter reise til en av fire internasjonale regioner der forekomsten av resistensgener er høy:Sørøst -Asia, Sør-Asia, Nord -Afrika og Øst -Afrika.

Fekale prøver analysert som en del av studien ble tilfeldig valgt fra en større, multisenterundersøkelse av om lag 2, 000 nederlandske reisende, hvorav de fleste var turister, kjent som studien Carriage Of Multi-resistent Bacteria After Travel (COMBAT).

"Vi fant betydelige reiselaterte økninger i oppkjøpet av resistensgener, overflod og mangfold kodet av bakterier som er endemiske for den besøkte regionen, "D'Souza sa." Disse funnene gir sterk støtte for internasjonale reiser som en vektor for den globale spredningen av klinisk viktige antimikrobielle resistensgener og fremhever behovet for en bredere overvåking av antimikrobielle resistente bakterier i tarmmikrobiomene hos tilbakevendende reisende. "

Den nye studien ble designet av med senior forfattere John Penders, en medisinsk mikrobiolog ved Maastricht University, og Gautam Dantas, PhD, professor i patologi og immunologi ved Washington University. Manish Boolchandani, PhD, medlem av Dantas Lab under forskningen og en kandidat fra 2020 ved universitetets doktorgradsprogram i databehandling og systembiologi, er også en første forfatter på papiret.

Verdens helseorganisasjon, de amerikanske sentrene for sykdomskontroll og forebygging, og andre byråer har beskrevet den raske spredningen av antimikrobiell resistens som en av de alvorligste folkehelsetruslene verden nå står overfor-en truende medisinsk katastrofe som kan oppveie kaoset som skapes av COVID-19-pandemien.

"Mens tidligere studier har skannet reisendes avføringsprøver etter kjente antimikrobielle resistente bakterier, vi brukte en kombinasjon av hele metagenome hagle -sekvensering og funksjonell metagenomikk for å identifisere både kjente og nye gener som koder for antimikrobiell resistens, "Sa Dantas.

Mer tradisjonelle genomiske teknikker ser etter særegne genetiske signaturer til individuelle patogener. Men slike tester kan bare finne kjente patogener, mens metagenomisk sekvensering kan identifisere alle organismer som er tilstede i en gitt prøve:gode bakterier, farlige bakterier og til og med de som er helt nye.

I alt, forskerne oppdaget 121 antimikrobielle resistensgener over tarmmikrobiomene til de 190 nederlandske reisende. Mer enn 40% av disse resistensgenene (51 av dem) ble bare oppdaget ved bruk av den mer følsomme metagenomiske teknikken, antyder at potensielt farlige gener blir savnet av de mer konvensjonelle tilnærmingene.

Like angående, studiens resultater bekreftet at 56 unike antimikrobielle resistensgener hadde blitt en del av de reisendes tarmmikrobiomer under deres utenlandsreiser, inkludert flere mobiler, høyrisikoresistensgener, slik som utvidet spektrum β-laktamaser (ESBL) og det plasmidbårne kolistinresistensgenet, mcr-1.

Motstand mot beta-laktam antibiotika dukker opp over hele verden og gir bred motstand mot behandling med penicilliner og andre viktige antibiotika.

MCR-1-genene beskytter bakterier mot et annet antimikrobielt stoff som kalles kolistin, som er siste utvei for infeksjoner av multiresistente gramnegative bakterier. Hvis kolistinresistens sprer seg til bakterier som er resistente mot andre antibiotika, disse bakteriene kan forårsake ubehandlede infeksjoner, CDC har advart.

Fordi metagenomisk analyse lar forskere studere alle bakterier og gener i en samling av tarmmikrobiomprøver som én, stort blandet samfunn av organismer, det gir også mulighet til å utforske komplekse økologiske interaksjoner mellom disse organismer.

Selv om bakterier sakte kan utvikle resistens fra gjentatt eksponering for antibiotika over tid, forskjellige bakteriesamfunn deler også antimikrobielle resistensgener gjennom en raskere prosess kjent som horisontal overføring, vanligvis via utveksling av mobile genetiske elementer som gjør at DNA -utdrag kan hoppe fra en bakterie til en annen.

"Siden gener som koder for resistens mot forskjellige klasser av antibiotika ofte er lokalisert på de samme mobile elementene, en enkelt horisontal utveksling har potensial til å konvertere bakterier som tidligere var utsatt for antibiotika til en multiresistent organisme, "sa Dantas.

Forskere brukte også metagenomiske teknikker for å sette sammen viktig kontekstuell informasjon om resistensgenets plassering og funksjon.

"Det var en signifikant tilknytning av resistensgener til mobile genetiske elementer, en primær måte at resistensgener sprer seg blant bakterier, "D'Souza sa." Selv om vår studie ikke var i stand til å påvise resistensgener bæres av patogene bakterier, det er klart at dette er mulig. I tillegg internasjonale reisende har potensial til å introdusere motstandsgener i sine egne lokalsamfunn når de kommer hjem, og fremtidige studier som direkte tar for seg denne muligheten er en prioritet. "

Dantas la til:"Identifisering av nye antimikrobielle resistente bakterier og gener kan spille en viktig rolle i å bremse den globale spredningen av resistens og veilede potensielle behandlinger for beslektede sykdommer. Vår studie legger grunnlaget for denne innsatsen ved å tilby ny innsikt i de genetiske mekanismene som ligger til grunn for rask oppkjøp og deling av antimikrobielle resistensgener på tvers av tarmmikrobiomer fra mennesker under internasjonale reiser. "

• Forskere identifiserer en bakterie med anti-SARS-CoV-2-aktivitet in vitro:Dolosigranulum pigrum
• Tarmmikrobiom -sammensetning assosiert med spedbarn frykter respons