致命細菌可能透過人際傳播

一種新的綠膿桿菌菌株感染已導致失明和死亡,凸顯了日益嚴重的抗生素耐藥性危機

Pink single-celled Pseudomonas aeruginosa bacterium on purple background.

綠膿桿菌。

一種新的“超級細菌”去年在美國出現,導致16個州的人們開始患上對抗生素無反應的眼睛、呼吸道和尿路感染。截至3月14日,美國疾病控制與預防中心已確認了68例病例。其中,3名感染者死亡,8人失明,4人不得不透過手術切除眼球。

最終,一個共同的原因變得清晰:在品牌名為 EzriCare 和 Delsam Pharma 的“人工淚液”瓶中發現了細菌汙染,這些滴眼液是從印度一家屬於 Global Pharma Healthcare 公司的工廠進口的。這些滴眼液的一些容器中潛藏著一種具有極強耐藥性的綠膿桿菌,它可以耐受大多數通常用於治療它的藥物。

但美國疾病控制與預防中心抗菌素耐藥性小組的一位發言人表示,在感染者中,有 19 人報告根本未使用過這些滴眼液。其中 9 人是在病例聚集的醫療機構中發現的,包括康涅狄格州的一家長期護理機構。這引發了一種可能性,即細菌是透過直接接觸,或透過醫護人員或受汙染的裝置在人與人之間傳播的。而且,一些感染者沒有表現出任何症狀。


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傳染病專家表示,綠膿桿菌的人際傳播並不令人驚訝,尤其是在醫療機構中。綠膿桿菌是許多耐藥性病原體之一,它們在醫院、診所和長期護理機構等環境中茁壯成長。它可以附著在醫療裝置上,感染免疫系統受損的人。美國疾病控制與預防中心最新資料顯示,其他耐藥性綠膿桿菌菌株在 2020 年估計導致美國28,800 例感染和 2,500 例死亡。該機構將這種細菌歸類為“嚴重”的抗生素耐藥性威脅——其危險程度僅次於耐藥性結核病和耐甲氧西林金黃色葡萄球菌 (MRSA)。

耶魯大學進化生物學家本傑明·陳說:“綠膿桿菌只是那些能夠生存下來的細菌之一”,他曾幫助治療耐藥性綠膿桿菌感染的患者。這種新菌株在美國前所未見,它可以耐受至少 12 種不同的抗生素——包括碳青黴烯類藥物,這是作為最後手段使用的關鍵藥物。幸運的是,然而,新菌株似乎至少對另一種最後手段抗生素敏感。

陳說,綠膿桿菌“在環境中的任何地方都存在”,並且經常在我們的體內和體表發現。它是一種機會性病原體,這意味著它會感染免疫系統受損的人。這種細菌也喜歡潮溼的環境,並且可以耐受許多消毒劑,使其能夠附著在醫療用品和排水管上。這些因素使綠膿桿菌能夠在醫療機構中站穩腳跟,然後在患者之間傳播。

耶魯大學醫學院傳染病專家希夫·甘地說:“無論其抗生素敏感性如何,這絕對是最難治療的感染之一。” 不幸的是,他說,它通常也對多種抗生素具有耐藥性,使其成為“最令人恐懼的”耐藥性生物之一。

醫療機構使綠膿桿菌承受了巨大的壓力,使其產生耐藥性。與其他種類的細菌相比,它特別擅長進化出新的細胞策略來逃避抗生素。

甘地說:“綠膿桿菌有很多絕招。” 其中一個絕招尤其可以保護它免受大量抗生素的侵害:它產生一種叫做 VIM 的酶,可以分解幾乎所有 β-內醯胺類抗生素——一大類藥物,弗吉尼亞大學醫學院傳染病研究員和臨床醫生格雷戈裡·馬登說,這些藥物“通常是治療所有這些感染的支柱”。VIM 是“最難對付的,因為它們幾乎可以分解你扔給它們的任何 β-內醯胺類藥物,包括我們的重型武器,如碳青黴烯類藥物。” 這些酶還可以分解幾種最新的 β-內醯胺類藥物。“這就開始讓人感覺像抗生素前時代,那時你沒有好的抗生素選擇來治療這些感染,”他說。

幸運的是,對新菌株的五個樣本進行的實驗室測試表明,細菌似乎對一種名為頭孢地爾的新一代 β-內醯胺類抗生素敏感。馬登說,這“在某種程度上令人放心”,儘管這並不能保證每種感染都會對該藥物產生反應。根據最近對一位 72 歲婦女的病例研究,這位婦女在使用 EzriCare 滴眼液後左眼幾乎完全失明,頭孢地爾被用於成功治療了該婦女的綠膿桿菌感染,但並未恢復她的視力。

這些新一代 β-內醯胺類抗生素可以挽救生命,但它們都依賴相似的機制來殺死細菌。極少數新抗生素採取了完全新穎的方法來消滅這些微生物。陳說,製藥公司認為抗生素開發基本上是無利可圖的,因為新抗生素通常只用於最耐藥的病例。最近的綠膿桿菌爆發凸顯了在細菌和真菌進化出對我們武器庫中藥物的免疫力時,保持領先地位的重要性,他補充道。

一些科學家看到了噬菌體療法的希望。噬菌體,通常簡稱為噬菌體,是天然靶向並殺死特定細菌菌株的病毒。這些微小的捕食者已被成功用於治療耐藥性綠膿桿菌感染,包括陳在耶魯大學的團隊。美國疾病控制與預防中心表示,加州大學聖地亞哥分校的創新噬菌體應用與治療中心已鑑定出可以對抗新菌株綠膿桿菌的噬菌體。但噬菌體療法在美國僅適用於患有危及生命的疾病的人,並且通常不在保險範圍內。然而,一些噬菌體治療中心提供免費或降低費用的治療。

耐藥性感染在全球範圍內呈上升趨勢。馬登說:“十年前,這些耐碳青黴烯類生物非常罕見,主要在其他國家看到。” “但在過去一兩年裡,我們在美國肯定看到了更多。” 他說,這可能是多種因素和長期趨勢共同作用的結果,例如抗生素使用增加和普通人群中免疫抑制水平升高。

允許細菌產生抗生素耐藥性的基因也可以在不同細菌種類之間傳播,因此在綠膿桿菌中產生的耐藥性可能會跳躍到其他型別的細菌,例如大腸桿菌。馬登說:“您可能會遇到這樣的情況,即您必須帶著[靜脈注射]抗生素回家治療普通的尿路感染。” “我們已經看到過這種情況。所以這是一個真正的問題。而且只會變得更糟。”

甘地說,日益嚴重的危機強調了限制我們使用抗生素的重要性。“這確實是合理使用抗生素的論據。這可能是預防這些感染傳播的主要方法和最佳方法。”

編者注(2023 年 4 月 14 日):本文在釋出後進行了編輯,以更正希夫·甘地姓氏的拼寫。

艾莉森·帕肖爾大眾科學的副新聞編輯,她經常報道生物學、健康、技術和物理學。她編輯該雜誌的“投稿人”專欄和每週線上科學測驗。作為一名多媒體記者,帕肖爾為大眾科學的播客Science Quickly撰稿。她的作品包括一個關於音樂創作人工智慧的三部分迷你劇。她的作品也曾出現在Quanta Magazine和 Inverse 上。帕肖爾畢業於紐約大學亞瑟·L·卡特新聞學院,獲得科學、健康和環境報道碩士學位。她擁有喬治城大學的心理學學士學位。在 X(前身為 Twitter)上關注帕肖爾 @parshallison

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