Ndm-1-geeni superbugs: oireet ja hoito

Mikä on NDM-1?

• NDM-1 on lyhennetty tapa kirjoittaa New Delhi metallo-beeta-laktamaasi, joka on nimi vuonna 2009 löydetylle entsyymille, jota pystyvät tuottamaan useat bakteerisukut, jotka tekevät bakteereista resistenttejä monille antibiooteille käyttää ympäri maailmaa.
• Tämä entsyymi kuuluu entsyymien ryhmään (beeta-laktamaasit), jotka kykenevät hajottamaan beeta-laktaamirenkaan kemialliset siteet, joka muodostaa tärkeän osan monista antibiooteista, kuten penisilliini-, kefalosporiini- ja karbapeneemiryhmien lääkkeistä.
• Suurin osa beeta-laktamaasientsyymeistä on tehokas joihinkin tai useimpiin vanhoihin antibiootteihin, kuten penisilliiniin ja kefalosporiiniin. NDM-1 on tehokas sekä vanhoille antibiooteille että uudemmille karbapeneemiantibiooteille, kuten imipeneemille, jotka sisältävät beeta-laktaamirenkaan.
• Klebsiella olivat ensimmäiset bakteerit, jotka tunnistettiin vuonna 2009 tuottamaan NDM-1: tä potilaalla, joka matkusti Intiasta Englantiin tartunnalla, joka ei reagoinut moniin antibiooteihin. Organismi oli vastustuskykyinen beeta-laktaamien kanssa ja sen jälkeen kun organismin geneettiset ja antibioottiresistenssimekanismit oli tutkittu, NDM-1 ja sen geneettinen lähde löydettiin. Geneettinen lähde oli " bla _NDM-1 " -niminen plasmidi, ja tämän havainnon jälkeen muissa bakteerisukuissa on havaittu bla _{NDM-1: n} integroituneena muihin plasmideihin tai bakteerikromosomiin, jolloin bakteerit voivat tuottaa NDM-1: tä. .
• Vaikka NDM-1 on tehokas melkein kaikkia beeta-laktaamirenkaita sisältäviä antibiootteja vastaan, se ei ole tehokas tuottamaan antibioottiresistenssiä muun tyyppisille antibiooteille, kuten fluorokinoloneille (esimerkiksi siprofloksasiini ja levofloksasiini) tai aminoglykosideille (esimerkiksi gentamysiini ja streptomysiini).
• Valitettavasti suurimmalla osalla bakteerikannoista, joilla on NDM-1, on myös joko plasmidi- tai kromosomaalinen resistenssi näitä (ja muita) antibiootteja vastaan. Termiä "superbug" käytetään usein löysästi kuvaamaan organismeja, jotka ovat resistenttejä yleensä kahdelle tai useammalle antibiootille, jotka ovat yleensä tehokkaita. Koska NDM-1: tä sisältävät bakteerit ovat usein resistenttejä melkein jokaiselle antibiootille, NDM-1: tä sisältäviä bakteereita on kutsuttu superbugiksi. Joidenkin tutkijoiden mielestä nämä bakteerit edustavat vaarallisinta superbugia kaikista, jotka ovat tähän mennessä kehittyneet.
• Vaikka NDM-1 löydettiin vasta vuonna 2009 ja todennäköisimmin johtuen plasmidien tai muiden kromosomaalisten segmenttien geneettisestä siirrosta, NDM-1: tä on löydetty ainakin neljästä erilaisesta gram-negatiivisten bakteerien suvusta ( Klebsiella, Escherichia, Enterobacter ja Acinetobacter ). Lisäksi Intian, Pakistanin, Englannin, Kanadan, Ruotsin, Australian, Japanin ja Yhdysvaltojen ihmisten on todettu saaneen tartunnan bakteerikannoilla, jotka tuottavat NDM-1: tä.
• Tutkijoiden mielestä NDM-1: n erittäin nopea leviäminen voi johtua potilaista, jotka hakevat lääketieteellistä hoitoa kotimaansa ulkopuolella (esimerkiksi vierailijat tai Intiasta tulevat matkustajat). Toiset väittävät, että antibioottien laaja ja hallitsematon käyttö suosii NDM-1: tä sisältävien bakteerikantojen selviytymistä.
• Toinen mahdollinen syy nopeaan leviämiseen on, että Escherichia coli ( E. coli ), osa ihmisen suolesta löytyviä normaaleja bakteereja, vaihtaa helposti plasmideja. Itse asiassa ensimmäisellä NDM-1: tä sisältävällä Klebsiellalla infektoidulla potilaalla havaittiin myöhemmin ulosteista eristetty E. coli -kanta, joka kykeni tuottamaan NDM-1: tä.

Mikä saa aikaan NDM-1: n tuottamisen bakteereissa?

Geneettinen koodi ( bla _NDM-1 ), joka sijaitsee joko plasmidissa tai integroituna bakteerikromosomiin, vastaa NDM-1-entsyymin synteesistä. Tutkijoiden mukaan ympäristöpaineet, kuten antibioottien käyttö tai liikakäyttö, valitaan bakteereille, jotka pystyvät syntetisoimaan tämän entsyymin selviytyäkseen. Jotkut spekuloivat, että koska monissa maissa on vähemmän rajoituksia antibioottien käyttöön, antibioottiresistenttejä kantoja todennäköisesti tuotetaan näissä maissa; Jotkut tutkijat viittaavat NDM-1: n kanssa Intiaan, missä tämä geneettinen elementti ensin kehittyi.

Kuvio 1 on kaavio, joka esittää bakteerien käyttämiä eri menetelmiä geneettisen materiaalin siirtämiseksi eri bakteerityyppien välillä. Ensimmäinen menetelmä, transformaatio, tapahtuu, kun bakteerin soluseinä hajoaa bakteerisolukuoleman aikana ja bakteerien geneettinen materiaali (sekä kromosomaalinen että plasmidi) vapautuu ympäristöön. Muut läheiset bakteerit voivat sitten absorboida geneettisen materiaalin ja sisällyttää absorboituneet geenit omaan plasmidiin tai kromosomiin.

Toinen menetelmä, konjugaatio, tapahtuu, kun kahdella bakteerilla on yhteinen yhteys soluseinämiensä kautta, mikä mahdollistaa geneettisen materiaalin (plasmidit tai geenifragmentit) siirtymisen toiseen bakteeriin, joka voi sisällyttää plasmidin tai geenifragmentit muihin plasmideihin tai kromosomiin.

Viimeinen menetelmä, transduktio, on monimutkaisempi. Ensimmäinen vaihe sisältää bakteriofagin (bakteerien tartuttavan virustyypin), joka kiinnittää ja injektoi genominsa (kuva 1, valkoinen viiva) bakteeriin. Bakteriofagigenomi "ottaa sitten" bakteerisolun ja syntetisoi bakteriofagiosat, jotka on koottu uudelleen uusiin bakteriofaageihin. Kokoonpanon aikana toisinaan kuitenkin plasmidien tai bakteerien kromosomigeenimateriaalien geenit laitetaan erehdyksessä bakteriofaagipartikkeliin (kuvio 1, kuusikulmainen muotoinen rakenne, jota kutsutaan kapsiidiksi) pelkästään virusgeenien sijaan. Kokoonpanon jälkeen bakteriofagi murtuu auki bakteerisoluseinämän ja uudet bakteriofaagit voivat sitten infektoida muut bakteerit. Kaikki bakteriofagi-infektoidut bakteerit eivät kuole; jotkut selviävät. Ne bakteerit, jotka on infektoitu bakteriofaagigeenimateriaalilla, joka sisälsi geenejä bakteeriplasmideista tai bakteerikromosomista, voivat sitten sisällyttää plasmidi- tai kromosomaaligeenit omaan plasmidiinsa tai kromosomiinsa.

Tämäntyyppiset geneettiset siirrot ovat vastuussa monien entsyymien, kuten NDM-1, synteesistä, jotka antavat bakteereille tulla resistenttejä monille antibiooteille. Tällaiset antibioottiresistentit geenit kytketään usein läheisesti toisiinsa, ja jopa useita kytkettyjä geenejä voidaan siirtää näillä menetelmillä samanaikaisesti.

Mekanismit, jotka sallivat lääkeaineresistenssiä koodaavien geenien jakamisen eri bakteerikantojen ja eri bakteerisukujen kesken

Mitkä ovat NDM-1-bakteerin tartunnan saaneen ihmisen oireet ja merkit ?

Tärkein merkki tai oire siitä, että henkilö on saanut NDM-1-bakteereita, on antibioottihoidon epäonnistuminen (suun kautta tai IV) potilaan tilan parantamiseksi, etenkin jos potilas on saanut gram-negatiivisen bakteerityypin ja on hoidettu antibiootti, joka sisältää beeta-laktaamirengasrakenteen. Lisäksi, jos henkilö on mennyt toiseen maahan (esimerkiksi Intiaan) valinnaiseen leikkaukseen tai hänet on äskettäin hoidettu antibiooteilla tartunnan vuoksi, ja hän on palannut Yhdysvaltoihin tai muuhun teollistuneeseen maahan tartunnan vuoksi, hoitajien tulisi epäillä, että bakteereja esiintyy tuottaa NDM-1 voi aiheuttaa infektion. Tällä hetkellä nämä ovat tärkeimmät vihjeet, jotka viittaavat NDM-1-tartuntaan.

Koska NDM-1 voi kuljettaa monentyyppisiä gram-negatiivisia bakteereja, sairauksien oireista ja oireista ei ole juurikaan apua sen erottamisessa, onko potilaalla entsyymiä ilmentävä organismi, kunnes antibioottihoidot epäonnistuvat. Koska gram-negatiivisten bakteerien tiedetään aiheuttavan monia sairauksia (esimerkiksi maha-suolikanavan ongelmat, virtsatieinfektiot, keuhkokuume ja jotkut haavainfektiot), näiden sairauksien potilailla, jotka tarvitsevat antibioottihoitoa ja jotka eivät ole toipumassa asianmukaisesti hoidoilla, pitäisi olla gram-negatiiviset bakteerit, jotka on eristetty ja testattu antibioottiresistenssin suhteen.

Milloin on hakeuduttava lääkärinhoitoon NDM-1: tä kantavista bakteereista

Jokaisen henkilön, jolla on diagnosoitu NDM-1: n aiheuttama infektio ja jolla on edelleen infektion oireita, on hakeuduttava lääkärin hoitoon, vaikka he käyttäisivät antibiootteja. Tällä hetkellä suurin osa ihmisistä, joilla on diagnosoitu NDM-1-bakteeri-infektiot, sijoitetaan sairaalaan, mutta osa ihmisistä puretaan ja lähetetään kotiin, usein "kotona" ollessa toisessa maassa. Näiden ihmisten on hakeuduttava heti lääkärinhoitoon tartunnan jatkumisen estämiseksi. Lisäksi kaikkien henkilöiden, joilla on gram-negatiivisilla bakteereilla infektio ja joilla on ollut läheinen yhteys jonkun kanssa, jolla tiedetään olevan NDM-1-bakteereja, sekä tartunnan että kantajana, tulisi hakea lääkärinhoitoa ja ilmoittaa hoitajalle heidän potentiaalistaan assosiaatio NDM-1-bakteereihin.

Kuinka bakteerit, jotka tuottavat NDM-1: tä, tunnistetaan?

Vaikka vakiokäytännössä testataan kaikki tartunnan saaneesta potilaasta eristetyt bakteerit, jotkut sairaalat eivät välttämättä testaa karbapeneemiresistenssiä, koska resistenssi sille on suhteellisen harvinaista useimmissa teollisuusmaissa. Vaikka tämä tilanne voi muuttua nopeasti, jos gram-negatiiviset isolaatit osoittavat vastustuskykyä penisilliinille, ne todennäköisesti tulisi testata karbapeneemiresistenssin suhteen. Jos potilaan tiedetään matkustavan alueille, joilla NDM-1: tä esiintyy usein (Intia, Pakistan), eristetyt gram-negatiiviset bakteerit on tutkittava välittömästi karbapeneemiresistenssin suhteen. Tämä testi ei kuitenkaan määritä, että tartuttavilla bakteereilla on NDM-1, koska on olemassa muutamia muita entsyymejä (esimerkiksi Klebsiella pneumoniae carbapenemase, jota kutsutaan myös KPC: ksi), jotka voivat aiheuttaa vastustuskykyä karbapeneemeille, mutta ne eivät ole yhtä tehokkaita kuin NDM- 1. Jos potilaalta otetaan talteen karbapeneemiresistentti bakteerikanta, bakteerit tulee lähettää osavaltion kansanterveyslaboratorioon tai Yhdysvaltojen tautien torjunta- ja ehkäisykeskuksiin (CDC) NDM-1: n spesifisiä testejä varten, koska NDM- 1 ei ole rutiininomaisesti saatavissa. Potilaille, joiden tartuntakohdasta on eristetty bakteereja, joilla NDM-1 on havaittavissa valtion tai CDC-tilojen avulla, diagnosoidaan lopullisesti infektio, jonka aiheuttavat NDM-1: tä tuottavat bakteerit.

Mikä on NDM-1: tä tekevien bakteerien aiheuttaman infektion hoito ?

Paras hoito NDM-1: tä tekevien bakteerien aiheuttamalle infektiolle on määrittää, mitkä antibiootit NDM-1-kanta on herkkä (ei resistentti) ja käyttää näitä antibiootteja potilaan hoidossa. Yksi antibiootti, kolistiini, jota käytetään harvoin toksisuutensa vuoksi, on usein ainoa antibiootti, jolle NDM-1: tä tuottavat bakteerit ovat alttiita. Jotkut NDM-1: tä tuottavat bakteerit ovat kuitenkin osoittaneet herkkyyttä tigetsykliinille (Tygacil) ja muutamat atstereonaamille (Azactam). Näitä antibiootteja ei kuitenkaan tulisi käyttää määrittämättä ensin resistenssi- / herkkyysmalli yksittäiselle tartuttavalle bakteerikannalle. Antibioottiresistenssi- / herkkyysmalleja bakteereille tehdään rutiininomaisesti laboratorioissa, joissa kasvatetaan eristettyjä bakteerikantoja antibiootilla kyllästettyjen levyjen läsnä ollessa. Resistentit bakteerit kasvavat levyn reunaan, kun taas bakteerit, jotka ovat alttiita estämään tai tappamaan antibiootti, jättävät selkeän kasvutilan, joka ei ulotu levyn reunasta. Mitä suurempi tyhjä tila, sitä herkempi bakteerikanta on antibiootille (katso esimerkki, kuva 2). Useimmissa NDM-1: tä tuottavissa bakteereissa ei ole tyhjää tilaa. Yksi tämän testin ongelma on, että tulosten saaminen vie noin kaksi päivää.

Kirby-Bauer-levytesti antibioottiresistenssin / herkkyyden suhteen. LÄHDE: CDC / Gilda L. Jones

GlaxoSmithKline-tutkijat ovat löytäneet uuden antibioottiyhdisteen, joka voi estää bakteerien topoisomeraasitoimintaa NDM-1: tä sisältävissä bakteereissa. Tämän seurauksena bakteerien replikaatio (kasvu) estetään tai pysäytetään. Valitettavasti yhdisteelle ei ole tehty mitään kliinisiä kokeita, eikä sitä todennäköisesti ole saatavana kaupallisesti pian, koska kliinisiä tutkimuksia ei tällä hetkellä suunnitella.

Mikä on ennuste henkilölle, joka on saanut tartunnan NDM-1-bakteereista?

NDM-1-tartunnan saaneen henkilön ennuste (tulos) liittyy potilaan yleiseen tilaan diagnoosiajankohtana ja asianmukaiseen hoitoon. Yleensä potilailla, joilla on antibioottiresistenttejä bakteereja, on enemmän komplikaatioita ja pidempi sairaalahoito kuin potilailla, joilla on antibiooteille herkkiä organismeja. Mitä nopeammin bakteerien osoitetaan sisältävän NDM-1, sitä nopeampi asianmukainen hoito voi alkaa ja sitä parempi ennuste potilaalle on. Jos NDM-1: tä tuottavat bakteerit ovat alttiita kolistiinille, ennuste on yleensä hyvä. Hengityslaitteilla käytetyillä potilailla, heikentyneillä immuunipotilailla ja tehohoidon yksiköillä on kuitenkin varmempi ennuste.

Voidaanko NDM-1: tä sisältävien bakteereiden tartuntoja estää?

NDM-1: tä sisältävien bakteereiden infektioiden mahdollisuutta voidaan vähentää tai jopa estää melko yksinkertaisilla hygieenisillä menetelmillä, joihin kuuluvat käsien pesu, vesivarusteiden riittävä käsittely, vihannesten pesu ja alueiden ja ihmisten välttäminen, joiden tiedetään pitävän NDM-1: tä tuottavia bakteereja. Sairaaloissa käytettäviä tavanomaisia ​​tartuntasuojaustekniikoita tulisi käyttää. Potilaita, joilla on NDM-1-bakteereja, tulisi hoitaa kuten MRSA-potilaita, omalla huoneella, jossa on käsineet, ja naamarit ja kylpytakit olisi annettava hoitajille ja vierailijoille.

NDM-1: tä tuottaville bakteereille ei ole saatavana rokotetta, ja on epätodennäköistä, että sitä kehitetään, koska niin monilla bakteerikannoilla voi olla potentiaalia tuottaa NDM-1, jos niille annetaan sopivat geenit.

Miksi lääkärit ja tutkijat ovat niin huolestuneita bakteereista, joilla on NDM-1?

Monet lääketieteelliset hoitajat ja tutkijat ovat huolissaan NDM-1: stä, koska se tekee tehostamattomimpia ja tehokkaimpia antibiootteja (karbapeneemejä). Nämä antibiootit ovat usein valittuja lääkkeitä vaikeisiin infektioihin. Lisäksi, koska entsyymiä tuottava bla _NDM-1 -geeni liittyy usein muihin geeneihin, jotka koodaavat muita antibioottiresistenssitekijöitä, he ovat huolissaan siitä, että tällainen resistenssi siirtyy nopeasti useimmille gram-negatiivisille bakteereille, mikä tekee siitä valtavan suuren bakteeriryhmä, joka on resistentti suurimmalle osalle nykyisin käytetyistä antibiooteista. Vaikka tätä leviämistä ei todennäköisesti pidetä pandemiana, kuten lintu- tai sikainfluenssa, NDM-1-bakteerien aiheuttamien sairauksien puhkeamiset voivat johtaa korkeaan kuolleisuuteen. Tutkijat ovat myös huolestuneita siitä, että nykyisten antibioottiherkkyystestien suorittaminen voi usein kestää vähintään kaksi päivää, mikä kriittisesti tartunnan saaneelle potilaalle voi olla pitkään hoidettavana antibiooteilla, joilla ei ehkä ole mahdollisuutta estää tai tappaa tarttuvia bakteereja.

NDM-1: n tutkimuskenttä on tällä hetkellä erittäin aktiivinen. Kliinisissä diagnostiikkamenetelmissä, antibioottihoitosuunnitelmissa ja antibiooteissa tulisi olla paljon kehitystä lähitulevaisuudessa. Valitettavasti NDM-1-bakteereista tartunnan saaneiden ja niitä kantavien ihmisten määrä kasvaa todennäköisesti nopeasti. Tutkijat suunnittelevat yrittävänsä pysyä askeleen edellä näistä mahdollisesti vaarallisista antibioottiresistentteistä bakteereista, mutta ei ole takeita siitä, että ne ovat onnistuneita. Tartunnan ehkäisy on paras tapa torjua näitä bakteereja.

Mistä ihmiset löytävät lisätietoja NDM-1: tä tuottavista bakteereista?

"Metallo-Beta-Lactamasea kantavien enterobakteerien isolaattien havaitseminen" - Yhdysvallat, 2010. "Tautien torjunta- ja ehkäisykeskukset

"Ohjeet karbapeneemiresistenttien tai karbapeneemia tuottavien enterobakteerien aiheuttamien infektioiden torjumiseksi akuuteissa hoitolaitoksissa." Tautien torjunta- ja ehkäisykeskukset