Международные путешественники часто возвращаются домой с новыми штаммами бактерий,

подтверждает исследование Проводятся как безбилетные пассажиры в кишках международных путешественников, новые и потенциально смертельные штаммы супербактерий, устойчивых к противомикробным препаратам, могут появиться в ближайшем к вам сообществе, предлагает новое исследование Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе.

<цитата>

Еще до пандемии COVID-19 мы знали, что международные поездки способствуют быстрому глобальному росту и распространению устойчивости к противомикробным препаратам. Но что нового здесь, так это то, что мы обнаружили множество совершенно новых генов, связанных с устойчивостью к противомикробным препаратам, которые указывают на тревожную проблему на горизонте. . "

Аларик Д'Суза, Докторант, Соавтор исследования, Вашингтонский университет

Исследование было опубликовано 6 июня в Геномная медицина

Исследование подтверждает, что иностранные путешественники часто возвращаются домой с неожиданным количеством новых бактериальных штаммов, борющихся за положение среди тысяч, которые обычно обитают в микробиоме кишечника.

Бедность, плохие санитарные условия и изменение методов ведения сельского хозяйства привели к тому, что многие люди с низким доходом, превращение регионов в очаги распространения болезней, вызываемых бактериями, включая инфекции, которые становятся все более устойчивыми к целому ряду препаратов антибиотиков.

Высокая плотность населения позволяет легко распространять эти бактерии среди жителей и путешественников из-за контакта с загрязненной питьевой водой и продуктами питания, или плохо продезинфицированные туалеты, рестораны, гостиничные номера и общественный транспорт. Возвратиться домой, путешественники рискуют передать эти новые бактерии семье, друзья и другие жители сообщества.

Исследование, проведено с Маастрихтским университетом в Нидерландах, включал анализ бактериальных сообществ в микробиомах кишечника 190 взрослых голландцев до и после поездки в один из четырех международных регионов, где высока распространенность генов устойчивости:Юго-Восточная Азия, Южная Азия, Северная Африка и Восточная Африка.

Образцы фекалий, проанализированные в рамках исследования, были случайным образом отобраны из более крупных, многоцентровое расследование около 2, 000 голландских путешественников, большинство из которых были туристами, известное как исследование «Перенос мультирезистентных бактерий после путешествия» (БОРЬБА).

"Мы обнаружили значительное увеличение количества приобретенных генов устойчивости, связанных с путешествиями, изобилие и разнообразие, кодируемые бактериями, эндемичными для посещенного региона, Д'Суза сказал:«Эти результаты являются убедительной поддержкой для международных путешествий как вектора глобального распространения клинически важных генов устойчивости к противомикробным препаратам и подчеркивают необходимость более широкого наблюдения за устойчивыми к противомикробным препаратам бактериями в микробиомах кишечника возвращающихся путешественников».

Новое исследование было разработано соавторами Джоном Пендерсом, медицинский микробиолог Маастрихтского университета, и Гаутам Дантас, Кандидат наук, профессор патологии и иммунологии Вашингтонского университета. Маниш Боолчандани, Кандидат наук, участник Dantas Lab во время исследования и выпускник докторской программы университета по вычислительной и системной биологии 2020 года, также является первым автором статьи.

Всемирная организация здравоохранения, Центры США по контролю и профилактике заболеваний, и другие агентства охарактеризовали быстрое распространение устойчивости к противомикробным препаратам как одну из самых серьезных угроз общественному здоровью, с которой сейчас сталкивается мир - надвигающаяся медицинская катастрофа, которая может перевесить хаос, созданный пандемией COVID-19.

"В то время как предыдущие исследования сканировали образцы стула путешественников на предмет хорошо известных устойчивых к противомикробным препаратам бактерий, мы использовали комбинацию полного метагеномного секвенирования и функциональной метагеномики, чтобы идентифицировать как известные, так и новые гены, которые кодируют устойчивость к противомикробным препаратам, "Сказал Дантас.

Более традиционные геномные методы ищут отличительные генетические подписи отдельных патогенов. Но такие тесты могут найти только известные патогены, в то время как метагеномное секвенирование может идентифицировать все организмы, присутствующие в данном образце:хорошие бактерии, опасные бактерии и даже совершенно новые.

В целом, исследователи обнаружили 121 ген устойчивости к противомикробным препаратам в кишечном микробиоме 190 голландских путешественников. Более 40% этих генов устойчивости (51 из них) были обнаружены только с использованием более чувствительной методики метагеномики, предполагая, что потенциально опасные гены упускаются из виду более традиционными подходами.

В равной степени касательно, результаты исследования подтвердили, что 56 уникальных генов устойчивости к противомикробным препаратам стали частью микробиомов кишечника путешественников во время их поездок за границу, в том числе несколько мобильных, гены высокого риска, такие как β-лактамазы расширенного спектра (ESBL) и плазмидный ген устойчивости к колистину, мкр-1.

Устойчивость к бета-лактамным антибиотикам появляется во всем мире и обеспечивает широкую устойчивость к лечению пенициллинами и другими важными антибиотиками.

Гены mcr-1 защищают бактерии от другого противомикробного препарата под названием колистин, который является последним средством лечения инфекций, вызываемых грамотрицательными бактериями с множественной лекарственной устойчивостью. Если устойчивость к колистину распространяется на бактерии, устойчивые к другим антибиотикам, эти бактерии могут вызывать поистине неизлечимые инфекции, CDC предупредил.

Поскольку метагеномный анализ позволяет исследователям изучать все бактерии и гены в коллекции образцов микробиома кишечника как единое целое, большое смешанное сообщество организмов, это также дает возможность исследовать сложные экологические взаимодействия между этими организмами.

В то время как бактерии могут постепенно развить устойчивость в результате многократного воздействия антибиотиков с течением времени, различные бактериальные сообщества также имеют общие гены устойчивости к противомикробным препаратам благодаря более быстрому процессу, известному как горизонтальный перенос, обычно посредством обмена мобильными генетическими элементами, которые позволяют фрагментам ДНК переходить от одной бактерии к другой.

"Поскольку гены, кодирующие устойчивость к различным классам антибиотиков, часто расположены на одних и тех же мобильных элементах, однократный горизонтальный обмен может превратить бактерии, ранее чувствительные к антибиотикам, в организм с множественной лекарственной устойчивостью, "сказал Дантас.

Исследователи также использовали метагеномные методы, чтобы собрать воедино важную контекстную информацию о расположении и функции гена устойчивости.

"Была обнаружена значительная связь генов устойчивости с мобильными генетическими элементами, основной способ распространения генов устойчивости среди бактерий, - сказал Д'Суза. - Хотя наше исследование не смогло продемонстрировать, что гены устойчивости переносятся патогенными бактериями, Понятно, что это возможно. Кроме того, иностранные путешественники имеют возможность привнести гены устойчивости в свои сообщества по возвращении домой, и будущие исследования, непосредственно рассматривающие эту возможность, являются приоритетом ".

Дантас добавил:«Выявление новых бактерий и генов, устойчивых к противомикробным препаратам, может сыграть важную роль в замедлении глобального распространения устойчивости и направить потенциальные методы лечения связанных заболеваний. Наше исследование закладывает основу для этих усилий, предлагая новое понимание генетических механизмов, лежащих в основе быстрое приобретение и распространение генов устойчивости к противомикробным препаратам в микробиомах кишечника людей во время международных поездок ».

• Исследователи идентифицируют бактерии с активностью против SARS-CoV-2 in vitro:Dolosigranulum pigrum.
• Состав кишечного микробиома, связанный с реакциями страха у младенцев