即時基因組學有望在“超級細菌”爆發前將其扼殺

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耐藥細菌的基因序列幫助科學家更好地瞭解這些可怕的感染是如何進化並逃避治療的。但是,這些超級細菌仍在奪走許多在醫院、診所和療養院感染它們的人的生命。最近,這些難以治療的感染在醫療環境中很容易傳播開來。

研究人員可能很快就能即時追蹤疫情爆發,這要歸功於測序技術的進步。這是澳大利亞昆士蘭大學化學與分子生物科學學院以及澳大利亞傳染病研究中心的馬克·沃克和斯科特·比斯頓在11月29日發表於《科學》雜誌線上版的一篇文章中提出的。“基因組測序可以提供資訊,使醫療機構在實施預防措施方面佔據領先地位,”他們寫道。

目前的預防措施,如增加醫護人員洗手和隔離感染患者,已幫助減少了許多醫療相關感染的傳播。但是,這些可預防的感染每年仍在美國導致約10萬患者死亡。


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沃克和比斯頓認為,基因組學有能力“徹底改變臨床微生物學的當前實踐”,目前臨床微生物學主要依賴於在實驗室中培養病原體來研究菌株差異——這是一個耗時的過程。一些有希望的例子已經出現。

2011年,美國國立衛生研究院臨床中心爆發了對大多數已知抗生素具有耐藥性的肺炎克雷伯菌(KPC),導致11名患者死亡,並感染了許多其他患者。對患者和醫護人員的樣本進行基因測序使流行病學家能夠將疫情追溯到一名患者,並追蹤其傳播途徑

KPC 分析甚至查明瞭一起傳播事件,其中一臺受汙染的呼吸機被用於一名新患者。研究人員指出,這種詳細程度表明了“基於基因組測序的流行病學影響醫院管理實踐的能力”。

然而,這些發現是在疫情爆發後做出的。“在即時臨床情況下,這些資訊將能夠對其他患者或醫護人員進行進一步的定向檢測,以識別中間攜帶者,”沃克和比斯頓寫道。

為了更接近即時追蹤,研究人員對英國劍橋一家新生兒重症監護病房 2011 年爆發的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌 (MRSA)的菌株進行了測序和分析,當時疫情仍在發生。當地的臨床微生物學家想知道,感染超級細菌的嬰兒的菌株是否與目前在其他診所和醫院區域傳播的菌株有關。一個團隊對樣本進行了測序,發現並非所有菌株都相關,但新生兒病房確實存在明顯的疫情爆發群。然後,微生物學家能夠追蹤潛在的傳播途徑,從而降低進一步傳播的風險。在臺式測序儀上完成的基因測序還提供了有關菌株的毒性和其抗生素耐藥性性質的資訊。

沃克和比斯頓指出,這些例項“指出了未來直接對臨床樣本進行測序可以實現當天診斷、抗生素耐藥基因譜分析和毒力基因檢測”。這種測序和分析對於大多數醫療機構來說仍然過於昂貴和勞動密集。但是,隨著技術的進步,將工具納入可及範圍,臨床微生物學家可能很快就能夠在這些超級細菌爆發之前將其扼殺。

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