致命细菌可能通过人际传播

一种新的绿脓杆菌菌株感染已导致失明和死亡,凸显了日益严重的抗生素耐药性危机

Pink single-celled Pseudomonas aeruginosa bacterium on purple background.

绿脓杆菌。

一种新的“超级细菌”去年在美国出现,导致16个州的人们开始患上对抗生素无反应的眼睛、呼吸道和尿路感染。截至3月14日,美国疾病控制与预防中心已确认了68例病例。其中,3名感染者死亡,8人失明,4人不得不通过手术切除眼球。

最终,一个共同的原因变得清晰:在品牌名为 EzriCare 和 Delsam Pharma 的“人工泪液”瓶中发现了细菌污染,这些滴眼液是从印度一家属于 Global Pharma Healthcare 公司的工厂进口的。这些滴眼液的一些容器中潜藏着一种具有极强耐药性的绿脓杆菌,它可以耐受大多数通常用于治疗它的药物。

但美国疾病控制与预防中心抗菌素耐药性小组的一位发言人表示,在感染者中,有 19 人报告根本未使用过这些滴眼液。其中 9 人是在病例聚集的医疗机构中发现的,包括康涅狄格州的一家长期护理机构。这引发了一种可能性,即细菌是通过直接接触,或通过医护人员或受污染的设备在人与人之间传播的。而且,一些感染者没有表现出任何症状。


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传染病专家表示,绿脓杆菌的人际传播并不令人惊讶,尤其是在医疗机构中。绿脓杆菌是许多耐药性病原体之一,它们在医院、诊所和长期护理机构等环境中茁壮成长。它可以附着在医疗设备上,感染免疫系统受损的人。美国疾病控制与预防中心最新数据显示,其他耐药性绿脓杆菌菌株在 2020 年估计导致美国28,800 例感染和 2,500 例死亡。该机构将这种细菌归类为“严重”的抗生素耐药性威胁——其危险程度仅次于耐药性结核病和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 (MRSA)。

耶鲁大学进化生物学家本杰明·陈说:“绿脓杆菌只是那些能够生存下来的细菌之一”,他曾帮助治疗耐药性绿脓杆菌感染的患者。这种新菌株在美国前所未见,它可以耐受至少 12 种不同的抗生素——包括碳青霉烯类药物,这是作为最后手段使用的关键药物。幸运的是,然而,新菌株似乎至少对另一种最后手段抗生素敏感。

陈说,绿脓杆菌“在环境中的任何地方都存在”,并且经常在我们的体内和体表发现。它是一种机会性病原体,这意味着它会感染免疫系统受损的人。这种细菌也喜欢潮湿的环境,并且可以耐受许多消毒剂,使其能够附着在医疗用品和排水管上。这些因素使绿脓杆菌能够在医疗机构中站稳脚跟,然后在患者之间传播。

耶鲁大学医学院传染病专家希夫·甘地说:“无论其抗生素敏感性如何,这绝对是最难治疗的感染之一。” 不幸的是,他说,它通常也对多种抗生素具有耐药性,使其成为“最令人恐惧的”耐药性生物之一。

医疗机构使绿脓杆菌承受了巨大的压力,使其产生耐药性。与其他种类的细菌相比,它特别擅长进化出新的细胞策略来逃避抗生素。

甘地说:“绿脓杆菌有很多绝招。” 其中一个绝招尤其可以保护它免受大量抗生素的侵害:它产生一种叫做 VIM 的酶,可以分解几乎所有 β-内酰胺类抗生素——一大类药物,弗吉尼亚大学医学院传染病研究员和临床医生格雷戈里·马登说,这些药物“通常是治疗所有这些感染的支柱”。VIM 是“最难对付的,因为它们几乎可以分解你扔给它们的任何 β-内酰胺类药物,包括我们的重型武器,如碳青霉烯类药物。” 这些酶还可以分解几种最新的 β-内酰胺类药物。“这就开始让人感觉像抗生素前时代,那时你没有好的抗生素选择来治疗这些感染,”他说。

幸运的是,对新菌株的五个样本进行的实验室测试表明,细菌似乎对一种名为头孢地尔的新一代 β-内酰胺类抗生素敏感。马登说,这“在某种程度上令人放心”,尽管这并不能保证每种感染都会对该药物产生反应。根据最近对一位 72 岁妇女的病例研究,这位妇女在使用 EzriCare 滴眼液后左眼几乎完全失明,头孢地尔被用于成功治疗了该妇女的绿脓杆菌感染,但并未恢复她的视力。

这些新一代 β-内酰胺类抗生素可以挽救生命,但它们都依赖相似的机制来杀死细菌。极少数新抗生素采取了完全新颖的方法来消灭这些微生物。陈说,制药公司认为抗生素开发基本上是无利可图的,因为新抗生素通常只用于最耐药的病例。最近的绿脓杆菌爆发凸显了在细菌和真菌进化出对我们武器库中药物的免疫力时,保持领先地位的重要性,他补充道。

一些科学家看到了噬菌体疗法的希望。噬菌体,通常简称为噬菌体,是天然靶向并杀死特定细菌菌株的病毒。这些微小的捕食者已被成功用于治疗耐药性绿脓杆菌感染,包括陈在耶鲁大学的团队。美国疾病控制与预防中心表示,加州大学圣地亚哥分校的创新噬菌体应用与治疗中心已鉴定出可以对抗新菌株绿脓杆菌的噬菌体。但噬菌体疗法在美国仅适用于患有危及生命的疾病的人,并且通常不在保险范围内。然而,一些噬菌体治疗中心提供免费或降低费用的治疗。

耐药性感染在全球范围内呈上升趋势。马登说:“十年前,这些耐碳青霉烯类生物非常罕见,主要在其他国家看到。” “但在过去一两年里,我们在美国肯定看到了更多。” 他说,这可能是多种因素和长期趋势共同作用的结果,例如抗生素使用增加和普通人群中免疫抑制水平升高。

允许细菌产生抗生素耐药性的基因也可以在不同细菌种类之间传播,因此在绿脓杆菌中产生的耐药性可能会跳跃到其他类型的细菌,例如大肠杆菌。马登说:“您可能会遇到这样的情况,即您必须带着[静脉注射]抗生素回家治疗普通的尿路感染。” “我们已经看到过这种情况。所以这是一个真正的问题。而且只会变得更糟。”

甘地说,日益严重的危机强调了限制我们使用抗生素的重要性。“这确实是合理使用抗生素的论据。这可能是预防这些感染传播的主要方法和最佳方法。”

编者注(2023 年 4 月 14 日):本文在发布后进行了编辑,以更正希夫·甘地姓氏的拼写。

艾莉森·帕肖尔大众科学的副新闻编辑,她经常报道生物学、健康、技术和物理学。她编辑该杂志的“投稿人”专栏和每周在线科学测验。作为一名多媒体记者,帕肖尔为大众科学的播客Science Quickly撰稿。她的作品包括一个关于音乐创作人工智能的三部分迷你剧。她的作品也曾出现在Quanta Magazine和 Inverse 上。帕肖尔毕业于纽约大学亚瑟·L·卡特新闻学院,获得科学、健康和环境报道硕士学位。她拥有乔治城大学的心理学学士学位。在 X(前身为 Twitter)上关注帕肖尔 @parshallison

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