Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà nghiên cứu cho biết, một loại vi khuẩn kháng thuốc cao phổ biến trong bệnh viện, Klebsiella pneumoniae, là một mối đe dọa kháng kháng sinh đáng kể và cần được theo dõi trên toàn cầu. Cảnh báo sau các phân tích di truyền mới tiết lộ cách thức K. pneumoniae có thể nhanh chóng tiến hóa để thay đổi cấu trúc di truyền của chúng. Điều này có ý nghĩa đối với việc hiểu làm thế nào một số loài vi khuẩn – được gọi là Enterobacteriaceae – có thể nhanh chóng thích nghi với bất kỳ loại kháng sinh nào hiện đang được sử dụng trong điều trị.
Đối với nghiên cứu, được công bố hôm nay trên Microbial Genomics , một nhóm các nhà khoa học tại Viện Di truyền UCL và Bệnh viện Nhân dân Đại học Bắc Kinh ở Bắc Kinh đã theo dõi sự lây lan của K. pneumoniae trong một bệnh viện Bắc Kinh sau khi bệnh nhân tử vong do ngộ độc máu vào năm 2016.
Bằng cách phân tích di truyền 100 chủng vi khuẩn K. pneumoniae được lấy mẫu từ bệnh nhân mắc bệnh, người mang mầm bệnh không có triệu chứng và môi trường bệnh viện trong thời gian 14 tháng, họ phát hiện ra rằng vi khuẩn này có khả năng lây truyền cao và có thể thích nghi với bất kỳ loại kháng sinh nào có sẵn trong thời gian rất ngắn khoảng thời gian.
Các chủng vi khuẩn K. pneumoniae đã được phát hiện có khả năng kháng thuốc rất cao, với tất cả các chủng được phân tích cho thấy khả năng kháng nhiều nhóm thuốc, bao gồm cả Carbapenems – kháng sinh được sử dụng như là phương sách cuối cùng trong điều trị nhiễm trùng nặng.
Với số ca tử vong do nhiễm trùng kháng thuốc được dự đoán sẽ tăng từ 700.000 đến 10 triệu mỗi năm vào năm 2050, Enterobacteriaceae kháng Carbapenem được liệt kê là một trong ba mối đe dọa khẩn cấp của Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh và là một vấn đề quan trọng toàn cầu ưu tiên ‘của Tổ chức Y tế Thế giới.
“Vi khuẩn phổ biến trong các bệnh viện trên toàn thế giới có số lượng công cụ gen trong kho vũ khí ngày càng tăng và gây nhiễm trùng chết người. Carbapenem là loại thuốc chúng ta sử dụng khi không có gì khác hoạt động, vì vậy sự gia tăng vi khuẩn kháng Carbapenems là một công chúng thực sự quan trọng Tác giả nghiên cứu, giáo sư Francois Balloux (Viện di truyền học UCL) giải thích về sức khỏe. Điều đó có nghĩa là chúng ta không còn lựa chọn điều trị và cần tăng cường nghiên cứu và giám sát toàn cầu về những vi khuẩn này.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng toàn bộ dữ liệu trình tự DNA bộ gen để tái tạo sự tiến hóa của vi khuẩn kháng thuốc cao, bao gồm theo dõi sự lây truyền của chúng trong bệnh viện, trải dài ba cơ sở, 19 phường và hai đơn vị chăm sóc đặc biệt.
“Sử dụng dữ liệu di truyền trên toàn bộ gen, chúng tôi có thể theo dõi rõ ràng sự lây lan của chúng xung quanh bệnh viện. Thật đáng chú ý khi thấy những vi khuẩn này di chuyển dễ dàng giữa các bệnh nhân, đặc biệt là những người trong các đơn vị chăm sóc đặc biệt, nhưng chúng tôi cũng thấy rằng chúng đang truyền qua các địa điểm bệnh viện khác nhau thông qua thiết bị phường, bao gồm đường ray giường bệnh và thiết bị y tế “, tiến sĩ Lucy van Dorp (Viện di truyền UCL), tác giả đầu tiên và là nhà nghiên cứu chính của nhóm nghiên cứu Anh cho biết.
“Chúng tôi phát hiện ra rằng những vi khuẩn đã có mặt tại lưu hành tại bệnh viện ít nhất một năm trước khi chúng tôi bắt đầu chủ động giám sát của chúng tôi, cho thấy bệnh nhân đầu tiên có lẽ không tham gia vào bất kỳ truyền tiếp theo cho bệnh nhân khác. Thật vững dạ, các K. pneumoniae bùng nổ sau đó đã được được kiểm soát bởi các can thiệp của toàn bệnh viện bao gồm cải thiện việc làm sạch các phường bị nhiễm bệnh và một quy trình khử trùng không khí mới. “
Cùng với việc truy tìm sự lây lan của ổ dịch, các nhà nghiên cứu cũng xem xét bộ phận nào trong bộ gen của vi khuẩn mang gen cần thiết để trốn tránh liệu pháp kháng sinh.
“Vi khuẩn như Klebsiella mang DNA bổ sung được đóng gói thành các yếu tố di động được gọi là plasmid,” Giáo sư Balloux giải thích. “Các vi khuẩn từ đợt bùng phát này có sự đa dạng phi thường trong các plasmid mà chúng mang theo và chính các đơn vị này đã giữ các gen giúp vi khuẩn tiếp tục lây nhiễm cho bệnh nhân, ngay cả khi đối mặt với việc điều trị bằng Carbapenems.”
Plasmid cho phép vi khuẩn dễ dàng chuyển thông tin di truyền giữa các sinh vật và có mặt trong nhiều loài vi khuẩn vừa phổ biến trong bệnh viện vừa là nguyên nhân gây ra các bệnh nhiễm trùng ngày càng khó điều trị trên toàn cầu.
Trong nghiên cứu này, dữ liệu genomic tiết lộ rằng hầu hết các chủng vi khuẩn K. pneumoniae đã bùng phát đều mang nhiều bản sao của plasmid kháng thuốc. Điều này cho phép họ chia sẻ và trao đổi một số lượng lớn các gen kháng kháng khuẩn rất khác nhau, chỉ với một gen kháng kháng sinh duy nhất được công nhận – fosA – có mặt trong tất cả các chủng.
“Chúng tôi đã tìm thấy vi khuẩn mang nhiều plasmid kháng thuốc và trong một số trường hợp, các plasmid này có mặt trong nhiều bản sao. Chúng tôi đã chứng minh rằng số lượng bản sao đã giúp dự đoán cách điều trị thành công của vi khuẩn. Điều này có nghĩa là nó không chỉ là sự hiện diện của một gen gây kháng thuốc rất quan trọng, nhưng cũng là sự phong phú của nó trong một chủng truyền nhiễm “, tiến sĩ van Dorp giải thích.
“Hầu hết các chẩn đoán dựa trên trình tự DNA được sử dụng để theo dõi các vụ dịch hiện không xem xét thực tế này, điều này cho thấy trình tự bộ gen có giá trị như một công cụ để điều tra các vụ dịch bệnh viện đa kháng thuốc.”
Nghiên cứu được thực hiện bởi sự tham gia của bệnh nhân và nhân viên tại Bệnh viện Nhân dân Đại học Bắc Kinh. Nghiên cứu được tài trợ bởi sáng kiến NSFC của Newton Trust UK-China.
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học College London . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :