來自威爾康桑格研究所和牛津大學(xué)大數(shù)據(jù)研究所的基因組病原體監(jiān)測(cè)中心的研究人員，一起使用基因組測(cè)序技術(shù)分析質(zhì)粒和從歐洲醫(yī)院病人身上采集的肺炎克雷伯菌樣本中的細(xì)菌染色體。

9月24日發(fā)表在《PNAS》上的這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)揭示了抗生素耐藥基因通過質(zhì)粒在細(xì)菌群體中傳播的三種不同途徑。研究人員說，在追蹤抗生素耐藥性時(shí)，將質(zhì)粒包括在內(nèi)是至關(guān)重要的，這樣才能zui大限度地阻止超級(jí)細(xì)菌。

腸桿菌科細(xì)菌家族的成員可以對(duì)碳青霉烯類抗生素一線抗生素產(chǎn)生耐藥性，并被收入世界衛(wèi)生組織優(yōu)先病原體嚴(yán)重疾病名單。在這個(gè)家族中，肺炎克雷伯菌是一種機(jī)會(huì)性病原體，可引起嚴(yán)重疾病，包括肺炎和腦膜炎。

肺炎克雷伯菌通過獲得抗生素耐藥基因（碳青霉烯酶基因）對(duì)碳青霉烯類抗生素產(chǎn)生耐藥性，該基因編碼一種“吞噬”抗生素的酶。

在肺炎克雷伯菌中，這些碳青霉烯酶基因通常存在于質(zhì)粒上，質(zhì)?？梢栽诓煌旰筒煌N類的細(xì)菌之間“跳躍”，這意味著抗生素耐藥基因可以迅速傳播，并推動(dòng)全世界耐藥細(xì)菌感染的迅速上升。

因此，研究人員在追蹤細(xì)菌的進(jìn)化和傳播時(shí)，必須包括質(zhì)粒，才能真正了解抗生素耐藥基因是如何傳播的。然而，由于基因序列的大小和變異性，以前很難對(duì)其進(jìn)行可靠的測(cè)序。

現(xiàn)在有了長(zhǎng)讀測(cè)序技術(shù)研究人員能夠讀取并重建質(zhì)粒的完整序列。

在一項(xiàng)新研究中，基因組病原體監(jiān)測(cè)中心的研究人員和他們的合作者對(duì)來自歐洲范圍內(nèi)的79份肺炎克雷伯菌樣本進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的基因組測(cè)序。

研究小組從這些樣本中產(chǎn)生了完整的質(zhì)粒序列，并與來自同一調(diào)查的1700多份先前的短讀測(cè)序肺炎克雷伯菌樣本一起進(jìn)行了研究，以了解抗生素耐藥基因是如何在歐洲醫(yī)院的細(xì)菌群中傳播的。

來自基因組病原體監(jiān)測(cè)中心的第1作者Sophia David博士說：“為了全面了解抗生素耐藥性是如何傳播的，我們需要考慮質(zhì)粒的作用。在這項(xiàng)首次在大陸范圍內(nèi)分析質(zhì)粒遺傳序列的研究中，我們發(fā)現(xiàn)了抗生素耐藥基因通過質(zhì)粒在肺炎克雷伯菌群中傳播的三條主要途徑?！卑ㄒ粋€(gè)質(zhì)粒在多個(gè)菌株之間跳躍，多個(gè)質(zhì)粒在多個(gè)菌株之間傳播，以及多個(gè)質(zhì)粒在一個(gè)菌株內(nèi)傳播。

來自德國(guó)弗賴堡大學(xué)的Hajo Grundmann教授說：“這些關(guān)于肺炎克雷伯菌抗生素耐藥基因傳播途徑的新見解對(duì)于控制抗生素耐藥感染的爆發(fā)至關(guān)重要。了解了這些傳播策略，就可以定制干預(yù)措施，要么控制顯性質(zhì)粒，控制優(yōu)勢(shì)菌株，要么在復(fù)雜的情況下，同時(shí)控制兩者。例如，如果醫(yī)院爆發(fā)疫情，而該菌株攜帶了一個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)的質(zhì)粒，那么該質(zhì)粒就有可能跳入其他細(xì)菌菌株或物種中，那么必須對(duì)該菌株或物種進(jìn)行g(shù)eng多監(jiān)測(cè)?！?br />
研究小組還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)碳青霉烯酶基因被高風(fēng)險(xiǎn)菌株獲得時(shí)，此時(shí)，編碼碳青霉烯酶基因的質(zhì)粒zui容易傳播。這加強(qiáng)了在醫(yī)療環(huán)境中通過早期檢測(cè)和嚴(yán)格的感染控制來防止高風(fēng)險(xiǎn)菌株傳播的重要性。

基因組病原體監(jiān)測(cè)中心主任、聯(lián)合首-席作者davidaanensen教授說：“在追蹤某些抗生素耐藥細(xì)菌時(shí)，質(zhì)粒是一個(gè)缺失的部分。分析細(xì)菌染色體和質(zhì)粒的遺傳序列可以讓我們geng詳細(xì)地了解抗生素抗性基因和機(jī)制在人群中的傳播。細(xì)菌的基因組監(jiān)測(cè)應(yīng)包括質(zhì)粒和其他移動(dòng)