抗生素對抗耐藥細菌的最後一道防線可能被攻破。根據《柳葉刀感染性疾病》雜誌18日在線發布的一項最新研究,一種對多粘菌素高度耐藥的新型基因(mcr-1),廣泛分布於中國華南地區的豬身上和患者體內。
研究人員發現,mcr-1基因存在於質粒和移動DNA中,在不同的細菌之間可以很容易地複製和轉移(transferred),表明它在不同菌群之間具有驚人的傳播潛力和多樣性。
“這是非常令人擔憂的結果。多粘菌素(多粘菌素E和多粘菌素B)是最後一類抗生素,它使得細菌無法在細胞與細胞之間傳播耐藥性。直到現在,染色體突變所造成的多粘菌素耐藥,其耐藥機製仍不穩定,並且不能傳播至其他細菌,”該研究作者、中國廣州華南農業大學獸醫學院教授劉建華(Jian-Hua Liu)稱。
“我們的研究結果揭示,在常見細菌如大腸杆菌和肺炎克雷伯菌中易於傳播的首個多粘菌素耐藥基因的出現,表明從普遍耐藥性(extensive drug resistance)發展至泛耐藥性(pan drug resistance)是不可避免的。”
在對中國的食品動物進行常規的耐藥性檢測中,劉教授和他的同事從上海一家患有重症疾病的豬農場中分離出的大腸杆菌株(SHP45)顯示對多粘菌素耐藥,而且其耐藥性可轉移到另一種菌株中。
2011~2014年,研究人員從廣州的27個超市和30個開放市場上出售的豬肉和雞肉,以及4個省份的屠宰場中的豬身上收集了細菌樣本。他們還分析了在廣東和浙江省兩家醫院感染患者的細菌樣本。他們應用聚合酶鏈式反應(PCR)和基因測序,對樣本的抗生素敏感性和mcr-1基因進行了檢測。
研究人員發現,在動物和生肉樣本中分離的大腸杆菌中mcr-1基因很常見(分別占166/804,78/523)。令人擔憂的是,樣本陽性率還逐年增加(見表2)。此外,從1322例住院患者中分享的16大腸杆菌和肺炎克雷伯菌中也發現了mcr-1基因。
重要的是,mcr-1在大腸杆菌菌株中的轉移率非常高(在不同菌株間mcr-1基因的拷貝和轉移率)。此外,研究人員還發現,mcr-1基因具有傳播至其他流行病原菌屬如肺炎克雷伯菌和綠膿杆菌的潛力。後兩者可造成一係列疾病,肺炎乃至嚴重的血液感染,這表明mcr-1很可能會迅速地傳播至人類病原體中。
“由於從人體中獲得的陽性樣本率低於動物的陽性樣本率,因此mcr-1介導的多粘菌素E耐藥性可能來源於動物,繼而傳播至人類,”該研究共同作者、中國農業大學動物醫學院教授沈建忠(Jianzhong Shen)稱。“中國農業大量使用多粘菌素E的情況不斷增加,由此造成的選擇性壓力可能導致大腸杆菌獲得mcr-1基因。”
出於農業和獸藥用途,中國是世界上最大的多粘菌素應用和生產國之一。預計到2015年底,全球農業每年多粘菌素的需求量預計將達到1.2萬噸,至2021年將增至1.65萬噸。
根據作者介紹,“mcr-1基因的出現,預示著最後一組抗生素防線被衝破。雖然目前mcr-1僅限於中國,但是它很可能效仿其他耐藥基因如 blaNDM-1,蔓延至全球。
因此,迫切需要重新評估多粘菌素在動物中的應用,對人用藥品和獸藥中mcr-1進行非常嚴密的國際監測和監督。
沈教授補充道,“為應對中國動物中快速增加的多粘菌素耐藥菌,中國農業部已緊急應對,發布了關於動物飼料添加劑中使用多粘菌素的風險評估文件。這一負責任和積極的反應,反映出中國政府何對這些研究發現是何其的重視。我們仍將與政府部門進行密切合作,評估mcr-1的影響。應該指出的是,中國並非唯一一個在養殖業中使用多粘菌素的國家,許多國家包括歐洲國家在農業中也使用多粘菌素。因此,認識和解決整個人類和獸藥部門中抗生素應用問題也必須是全球性的。”
來自澳大利亞昆士蘭州裏斯班大學 的David Paterson和Patrick Harris 發表評論稱,“現在,農業中應用多粘菌素,屠宰場動物身上出現多粘菌素耐藥性,食品中出現多粘菌素耐藥性,以及人類中的多粘菌素耐藥性之間的關聯(研究)已經完成。解開這些關聯為數不多的解決方案是,限製或停止農業中多粘菌素的應用。這需要強烈的政治意願,我們呼籲中國領導人采取迅速果斷的行動。如果不這樣做,將造成廣泛的公共衛生問題。”