Ndm-1 gén szuperbugokban: tünetek és kezelés

Mi az NDM-1?

• Az NDM-1 rövidítése a New Delhi metallo-béta-laktamáz megírásához, amely a 2009-ben felfedezett enzim neve, amelyet több baktérium nemzetség képes előállítani, amelyek a baktériumokat sok közös antibiotikumra rezisztenssé teszik használja az egész világon.
• Ez az enzim azon enzimek (béta-laktamázok) csoportjába tartozik, amelyek képesek megbontani a béta-laktám gyűrű kémiai kötéseit, amely számos antibiotikum, például a penicillin, a cefalosporin és a karbapenem csoport fontos alkotóeleme.
• A béta-laktamáz enzimek többsége hatásos az idősebb antibiotikumok némelyikére vagy a legtöbbjére, például a penicillinekre és a cefalosporinokra. Az NDM-1 hatásos mind a régi antibiotikumok, mind az újabb karbapenem antibiotikumok, például az imipenem esetében, amelyek béta-laktám gyűrűt tartalmaznak.
• A Klebsiella volt az első olyan baktérium, amelyet 2009-ben azonosítottak NDM-1 előállítására egy olyan betegnél, aki Indiából Angliába utazott olyan fertőzéssel, amely sok antibiotikumra nem reagált. A szervezet rezisztens volt a béta-laktámokkal szemben, és a szervezet genetikai és antibiotikus rezisztencia mechanizmusainak tanulmányozása után felfedezték az NDM-1-et és annak genetikai forrását. A genetikai forrás egy " bla _NDM-1 " elnevezésű plazmid volt, és e felfedezés óta más baktérium nemzetségekről kimutatták, hogy a bla _NDM-1 integrálódik más plazmidokba vagy a baktérium kromoszómájába, lehetővé téve ezzel a baktériumok számára az NDM-1 termelését. .
• Az NDM-1, bár szinte az összes béta-laktám gyűrűvel rendelkező antibiotikummal szemben hatásos, nem eredményes antibiotikum-rezisztencia kialakításában más típusú antibiotikumok, például fluorokinolonok (például ciprofloxacin és levofloxacin) vagy aminoglikozidok (például gentamicin és streptomycin) ellen.
• Sajnos az NDM-1-et tartalmazó baktériumtörzsek többsége ezen (és más) antibiotikumokkal szemben is plazmid- vagy kromoszóma-rezisztenciát mutat. A "szuperbug" kifejezést gyakran lazán használják, hogy általában két vagy több, általában hatékony antibiotikummal szemben rezisztens organizmusokat írjanak le. Mivel az NDM-1-et tartalmazó baktériumok gyakran rezisztensek szinte minden antibiotikummal szemben, az NDM-1-et tartalmazó baktériumokat szuperbugnak nevezik. Egyes kutatók úgy vélik, hogy ezek a baktériumok az eddig kifejlesztett összes legveszélyesebb superbug-ot képviselik.
• Noha 2009-ben újonnan fedezték fel, és valószínűleg a plazmidok vagy más kromoszómális szegmensek genetikai transzferje miatt, az NDM-1-et legalább négy különféle nemzetségi gramm-negatív baktériumban ( Klebsiella, Escherichia, Enterobacter és Acinetobacter ) találták meg. Ezenkívül Indiában, Pakisztánban, Angliában, Kanadában, Svédországban, Ausztráliában, Japánban és az Egyesült Államokban találtak fertőzést NDM-1-et termelő baktériumtörzsekkel.
• A kutatók azt gondolják, hogy az NDM-1 rendkívül gyors elterjedése oka lehet azoknak a betegeknek, akik orvosi ellátást keresnek a saját országukon kívül (például látogatók vagy indiai utazók). Mások azt sugallják, hogy az antibiotikumok széles körű és ellenőrizetlen használata elősegíti az NDM-1-tartalmú baktériumtörzsek túlélését.
• A gyors elterjedés másik lehetséges oka az, hogy az Escherichia coli ( E. coli ), az emberi bélben található normál baktériumok része, könnyen kicseréli a plazmidokat. Valójában, az NDM-1-et tartalmazó Klebsiella -val fertőzött első azonosított betegnél később azt találták, hogy a székletből izolált E. coli törzs képes NDM-1 előállítására.

Mi okozza az NDM-1 termelődését baktériumokban?

Az _NDM-1 enzim szintéziséért a plazmidon található vagy a baktérium-kromoszómába integrált genetikai kód ( bla _NDM-1 ) felel. A kutatók azt sugallják, hogy a baktériumok számára kiválasztott környezeti nyomást, például az antibiotikumok használatát vagy túlzott használatát, amelyek képesek szintetizálni ezt az enzimet a túlélés érdekében. Egyesek azt gondolják, hogy mivel sok országban kevesebb korlátozás vonatkozik az antibiotikumok alkalmazására, valószínű, hogy ezekben az országokban antibiotikumokkal szemben rezisztens törzsek készülnek; az NDM-1-szel kapcsolatban néhány kutató azt sugallja, hogy Indiában állt először ez a genetikai elem.

Az 1. ábra vázlatos ábra, amely bemutatja azokat a különféle módszereket, amelyekkel a baktériumok genetikai anyagot továbbítanak a különböző baktériumtípusok között. Az első módszer, a transzformáció, akkor történik, amikor egy baktérium sejtfája lebontja a baktériumsejt halálát, és a baktérium genetikai anyaga (mind a kromoszóma, mind a plazmid) a környezetbe kerül. Más közeli baktériumok ezután képesek felszívni a genetikai anyagot, és beépíthetik az abszorbeált géneket saját plazmidjaiba vagy kromoszómájába.

A második módszer, a konjugáció, akkor fordul elő, amikor két baktérium megosztja a kapcsolatot sejtfalán keresztül, amely lehetővé teszi a genetikai anyag (plazmidok vagy génfragmensek) átjutását egy másik baktériumba, amely beépítheti a plazmidot vagy génfragmenseket más plazmidokba vagy a kromoszómába.

Az utolsó módszer, a transzdukció, bonyolultabb. Az első lépés egy bakteriofág (egy baktériumfertőző vírus típusa), amely genomját (1. ábra, fehér vonal) hozzákapcsolja és befecskendezi egy baktériumba. A bakteriofág genom ezután "átveszi" a baktériumsejtet és szintetizálja azokat a bakteriofág részeket, amelyeket új bakteriofágokba állítanak össze. Ugyanakkor az összeszerelés során a plazmidokból vagy a baktériumok kromoszóma genetikai anyagából származó géneket tévesen helyezik a bakteriofág részecskébe (1. ábra, hatszögletű alakú szerkezet, kapszidnak nevezik), nem csak a vírusgének helyett. Az újra-összeszerelés után a bakteriofág megszakítja a baktériumsejt falát, és az új bakteriofágok más baktériumokat újrafertőzhetnek. Nem minden bakteriofág-fertőzött baktérium hal meg; néhányuk túléli. Azok a baktériumok, amelyek bakteriofág genetikai anyaggal vannak fertőzve, és amelyek baktérium-plazmidokból vagy a bakteriális kromoszómából származó géneket tartalmaznak, beépíthetik a plazmidot vagy a kromoszómális géneket saját plazmidjukba vagy kromoszómájukba.

Az ilyen típusú genetikai transzferek felelősek a több enzim, például az NDM-1 szintéziséért, amelyek lehetővé teszik a baktériumok rezisztenciájának sok antibiotikummal szembeni felelősségét. Az ilyen antibiotikumokkal szemben rezisztens gének gyakran szorosan kapcsolódnak egymáshoz, és ezekkel az eljárásokkal egyszerre többféle kapcsolt gént is átvihetünk.

Olyan mechanizmusok, amelyek lehetővé teszik a gyógyszerrezisztenciát kódoló gének megosztását a különféle baktériumtörzsek és különböző baktériumok nemzetségei között

Mik az NDM-1-et hordozó baktériumokkal fertőzött személy tünetei és jelei ?

A fő jele vagy tünete, hogy az ember NDM-1-et hordozó baktériumokkal fertőzött, az antibiotikus kezelések (orális vagy IV.) Kudarcának hiánya a beteg állapotának javítása érdekében, különösen, ha a beteg gram-negatív baktériumtípusú fertőzés alatt áll, és egy antibiotikum, amely béta-laktám gyűrűs szerkezetet tartalmaz. Ezen túlmenően, ha a személy egy másik országba (például Indiába) ment választható műtétre, vagy nemrégiben fertőzés céljából antibiotikumokkal kezelték, és a fertőzéssel visszatért az Egyesült Államokba vagy más ipari országba, az ápolók gondoskodniuk kell arról, hogy egy baktérium az NDM-1 termelődése okozhatja a fertőzést. Jelenleg ezek a legfontosabb nyomok, amelyek arra utalnak, hogy NDM-1-vel fertőzöttek.

Mivel az NDM-1-et többféle gram-negatív baktérium hordozhatja, a betegségek tünetei és tünetei kevés vagy semmiféle segítséget nem nyújtanak annak megkülönböztetésében, hogy a betegnek van-e az enzimet expresszáló organizmus, amíg az antibiotikumos kezelés nem eredményes. Mivel azonban a gram-negatív baktériumokról ismert, hogy számos betegséget okoznak (például gyomor-bélrendszeri problémák, húgyúti fertőzések, tüdőgyulladás és néhány sebfertőzés), ezen betegségben szenvedő betegek esetében, akik antibiotikumos kezelést igényelnek, és amelyek nem gyógyulnak megfelelően a kezelésekkel gram-negatív baktériumok, amelyeket izoláltak, és antibiotikumokkal szembeni rezisztenciát vizsgáltak.

Mikor kell az egészségügyi ellátást az NDM-1-et hordozó baktériumok által okozott fertőzésekre kérni?

Azoknak a személyeknek, akiknek az NDM-1 okozta fertőzést diagnosztizálták, és akiknek továbbra is vannak a fertőzés tünetei, orvoshoz kell fordulniuk, még akkor is, ha antibiotikumokat szednek. Jelenleg az NDM-1 bakteriális fertőzéssel diagnosztizált emberek többségét kórházba helyezik, de néhányat kiürítik és hazaküldik, gyakran azért, mert "otthonuk" egy másik országban vannak. Ezeknek az embereknek azonnal orvoshoz kell fordulniuk a fertőzés további terjedésének megakadályozása érdekében. Ezenkívül minden olyan személy számára, aki gram-negatív baktériumokkal fertőzött, és akik szoros kapcsolatban álltak valakivel, akiről ismert, hogy NDM-1 baktériumok, akár fertőzésként, akár hordozóként, orvoshoz kell fordulniuk, és tájékoztatniuk kell az ápolót potenciáljáról. asszociáció NDM-1 baktériumokkal.

Hogyan lehet azonosítani az NDM-1-et termelő baktériumokat?

Noha a szokásos gyakorlat a fertőzött betegektől izolált összes baktérium tesztelése, egyes kórházak nem tesztelhetik a karbapenem-rezisztencia vizsgálatát, mivel a rezisztencia a legtöbb iparosodott országban jelenleg viszonylag ritka. Noha ez a helyzet gyorsan megváltozhat, ha a gram-negatív izolátumok rezisztenciát mutatnak a penicillinekre, valószínűleg meg kell vizsgálni a karbapenem-rezisztenciát. Ha ismert, hogy a beteg olyan helyekre utazik, ahol az NDM-1 gyakran előfordul (India, Pakisztán), akkor az izolált gram-negatív baktériumokat azonnal meg kell vizsgálni a karbapenem-rezisztencia szempontjából. Ez a teszt azonban nem határozza meg, hogy a fertőző baktériumok rendelkeznek-e NDM-1-vel, mivel vannak néhány olyan enzim (például Klebsiella pneumoniae carbapenemase, más néven KPC), amelyek rezisztenciát okozhatnak a karbapenemokkal szemben, de nem olyan hatékonyak, mint az NDM- 1. Ha egy carbapenem-rezisztens baktérium törzset visszanyernek egy betegnél, a baktériumokat az állami közegészségügyi laboratóriumba vagy az Egyesült Államok Betegségkezelési és Megelőzési Központjába (CDC) kell küldeni az NDM-1 specifikus vizsgálatára, mivel az NDM- Az 1. sz. Rutin nem áll rendelkezésre. Azoknál a betegeknél, akiknek fertőző helyükről izolált baktériumok vannak, amelyek NDM-1-rel az állam vagy a CDC létesítmények által kimutathatók, ezután véglegesen diagnosztizálják, hogy az NDM-1-et termelő baktériumok okozta fertőzés.

Hogyan kezelhető az NDM-1-et előállító baktériumok által okozott fertőzés?

Az NDM-1-et termelő baktériumok által okozott fertőzés legjobb kezelési módja annak meghatározása, hogy az NDM-1 törzs mely antibiotikumokra fogékony (nem rezisztens), és ezeket az antibiotikumokat használja a betegek kezelésére. Az egyik antibiotikum, a kolistin, amelyet toxikusságuk miatt ritkán használnak, gyakran az egyetlen antibiotikum, amelyre az NDM-1-termelő baktériumok fogékonyak. Néhány NDM-1-termelő baktérium azonban érzékenynek bizonyult a tigeciklinre (Tygacil), és néhányan az aztreonamra (Azactam) szemben. Ezeket az antibiotikumokat azonban nem szabad használni anélkül, hogy először meghatározták az egyes fertőző baktériumtörzsek rezisztencia / érzékenységi mintázatát. A baktériumokkal szembeni antibiotikumokkal szembeni rezisztencia / érzékenységi mintákat rutinszerűen végzik olyan laboratóriumokban, amelyekben izolált baktérium törzseket termesztenek antibiotikumokkal impregnált lemezek jelenlétében. Az ellenálló baktériumok a korong széléig felnőnek, míg azok a baktériumok, amelyek hajlamosak az antibiotikum gátlására vagy elpusztítására, tiszta helyet hagynak a növekedés számára, amely a korong széle felé terjed. Minél nagyobb a szabad terület, annál érzékenyebb a baktériumtörzs az antibiotikummal szemben (lásd a 2. ábrát). A legtöbb NDM-1-termelő baktérium nincs szabad hely. Ennek a tesztnek az egyik problémája az, hogy körülbelül két napot vesz igénybe az eredmények elérése.

Kirby-Bauer korongteszt az antibiotikumokkal szembeni rezisztencia / érzékenységi mintázat alapján. FORRÁS: CDC / Gilda L. Jones

A GlaxoSmithKline kutatói új antibiotikus vegyületet azonosítottak, amely gátolhatja a bakteriális topoizomeráz funkciót NDM-1-tartalmú baktériumokban. Következésképpen a baktériumok replikációját (növekedését) gátolják vagy leállítják. Sajnos a vegyület még nem ment keresztül klinikai vizsgálatokon, és valószínűleg nem lesz hamarosan kereskedelmi forgalomban, mivel jelenleg nem terveznek klinikai vizsgálatokat.

Milyen előrejelzés az NDM-1 termelő baktériumokkal fertőzött személyek számára?

Az NDM-1-vel fertőzött személy prognózisa (kimenetele) a beteg általános állapotával függ össze a diagnózis és a megfelelő kezelés idején. Általában véve az antibiotikumokkal szemben rezisztens baktériumokkal rendelkező betegekben több komplikáció és hosszabb kórházi tartózkodás tapasztalható, mint azokban, akiknek antibiotikumokra érzékeny organizmusai vannak. Minél gyorsabban kimutatják, hogy a baktériumok tartalmaznak NDM-1-et, annál gyorsabban indul el a megfelelő kezelés, és annál jobb a prognózis a beteg számára. Ha az NDM-1-termelő baktériumok fogékonyak a kolisztinre, a prognózis általában jó. A légzésvédő betegek, az immunhiányos betegek és az intenzív osztályú betegek prognózisa azonban őrzött.

Megakadályozható az NDM-1-et tartalmazó baktériumok fertőzése?

Az NDM-1-et tartalmazó baktériumokkal való fertőzés esélyét csökkenthető vagy akár megelőzhető meglehetősen egyszerű higiéniai módszerekkel, amelyek magukban foglalják a kézmosást, a vízkészletek megfelelő kezelését, a zöldségek mosását, valamint az NDM-1-et termelő baktériumokat tartózkodó területek és emberek elkerülését. A kórházakban rendelkezésre álló szokásos fertőzésvédelmi technikákat kell használni. Az NDM-1 baktériumban szenvedő betegeket úgy kell kezelni, mint az MRSA-val rendelkező betegeket, egy kesztyűvel ellátott, privát szobában, maszkokat és köpenyt kell biztosítani az ápolók és a látogatók számára.

Nem áll rendelkezésre oltás az NDM-1-et termelő baktériumok számára, és valószínűtlen, hogy kifejlesztésre kerül, mivel oly sok baktériumtörzs képes előállítani az NDM-1-et, ha megfelelő géneket kapnak.

Miért aggódnak az orvosok és kutatók az NDM-1 baktériumok miatt?

Sok orvosi gondozó és kutató aggódik az NDM-1 miatt, mivel az a leghasznosabb és leghatékonyabb antibiotikumok (karbapenemek) egy részét hatástalanná teszi. Ezek az antibiotikumok gyakran a választott gyógyszerek súlyos fertőzések esetén. Ezen túlmenően, mivel az enzimet termelő bla _NDM-1 gént gyakran összekapcsolják más génekkel, amelyek más antibiotikum-rezisztencia faktorokat kódolnak, aggódnak attól, hogy az ilyen rezisztencia gyorsan átjut a legtöbb gram-negatív baktériumhoz, ezáltal hatalmas a jelenleg használt antibiotikumok többségével szemben rezisztens baktériumok csoportja. Noha ez a terjedés valószínűleg nem tekinthető olyan járványnak, mint a madár- vagy sertésinfluenza, az NDM-1 baktériumok által okozott betegségek kitörése magas halálozást eredményezhet. A kutatókat az is aggályosnak tartja, hogy a jelenlegi antibiotikum-érzékenységi tesztek elvégzése gyakran legalább két napot vesz igénybe, amely kritikusan fertőzött beteg számára hosszú ideje lehet antibiotikumokkal kezelni, amelyek nem képesek gátolni vagy elpusztítani a fertőző baktériumokat.

Az NDM-1 kutatási területe jelenleg nagyon aktív. A közeljövőben sok fejleménynek kell lennie a klinikai diagnosztikai módszerekben, az antibiotikumok kezelési terveiben és az antibiotikumokban. Sajnos az NDM-1 baktériumokkal fertőzött és az azokat hordozó emberek száma valószínűleg gyorsan növekszik. A kutatók azt tervezik, hogy lépést tesznek ezen potenciálisan veszélyes antibiotikum-rezisztens baktériumok előtt, de nincs garancia arra, hogy sikeresek lesznek. A fertőzés megelőzése a legjobb védelem ezekkel a baktériumokkal szemben.

Hol találhatók az emberek további információk az NDM-1 baktériumokat termelő baktériumokról?

"A metallo-béta-laktamaszt hordozó enterobacteriaceae izolátumok kimutatása" - Egyesült Államok, 2010. "Betegségkezelő és -megelőző központok

"Útmutató a karbapenem-rezisztens vagy karbapenemáz-termelő enterobaktériumokkal történő fertőzések ellenőrzéséhez az akut gondozó létesítményekben." Betegségek Ellenőrzési és Megelőzési Központjai