Nature Medicine:医院获得性感染与两个生态位有关

【字体: 时间:2020年06月11日 来源:生物通

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  医院获得性感染是医疗保健中一个持续存在的问题,美国每年大约有72万例此类感染。抗生素耐药性和多重耐药生物的出现进一步加剧了这些感染。根据一项新的宏基因组测序研究,医院内的两个微生物群落,可能导致了医院获得性感染。

  

医院获得性感染是医疗保健中一个持续存在的问题,美国每年大约有72万例此类感染。抗生素耐药性和多重耐药生物的出现进一步加剧了这些感染。根据一项新的宏基因组测序研究,医院内的两个微生物群落,可能导致了医院获得性感染。

由新加坡基因组研究所(GIS)领导的研究团队在不同时间对医院的各个地点开展了宏基因组分析。他们在《Nature Medicine》杂志上报道称,这项分析揭示了两个生态位(ecological niches),一个受生物膜形成能力的影响,另一个受人类微生物组的影响。通过培养和纳米孔测序,他们进一步分析了这些微生物中抗性基因的多样性。

文章的通讯作者是新加坡基因组研究所的Niranjan Nagarajan。他及其同事在论文中写道:“这些发现凸显了鉴定医院内抗生素耐药性宿主的重要性,并确立了开展系统调查以防止院内感染的可行性。”

研究人员在新加坡一家三甲医院内的179个地点进行了采样,包括水槽存水弯、脉搏血氧仪和门把手等。他们于2017年11月采集了第一轮样本,几天后采集了第二轮样本。大约一年半之后,他们于2019年5月采集了第三轮样本。

利用Illumina鸟枪法宏基因组测序,研究人员开展了主坐标分析,揭示了医院内两个不同的微生物群落。总体而言,A类群落在分类学上更加多样化,并且与患者和医护人员经常接触的表面(如门把手)有关,而B类群落(如水槽存水弯等)可能是医院感染控制小组重点关注的对象,因为它们可能容纳多重耐药生物。

尽管与两类群落相关的微生物组表现出不同程度的稳定性,不过研究人员指出,B类群落(如水槽存水弯和起泡器)在微生物组上更稳定,并受到生物膜形成能力的影响,而A类群落主要受到人类微生物组的影响。

两类群落还含有不同水平的抗生素抗性基因。一般而言,A类群落的抗性基因的范围更广,通常以较低的水平存在,包括oxa-23和mecA,它们分别赋予了对碳青霉烯和甲氧西林的耐药性。B类群落中则常常含有那些带imp-1和cme-1抗性基因的微生物。

之后,研究人员还利用脑心浸出液肉汤(BHI broth)来进行富集培养。在抗生素选择后,他们利用Oxford Nanopore的GridION测序仪对培养物进行测序,以获得长片段的宏基因组序列,包括噬菌体和质粒序列。

通过分析在不同时间点采样的微生物之间的进化关系,研究人员指出,2019年5月的多个微生物基因组样本与早期时间点的样本是聚类在一起的,且只有几个SNP的差异,这些结果说明了感染的连续性。

值得注意的是,研究人员还在这些基因组和质粒中发现了抗生素抗性基因的新颖组合。他们特别强调了一种令人担忧的新颖组合:质粒中不仅含有抗生素抗性基因,还含有消毒剂抗性基因。他们认为,这种组合表明医院的清洁方式可能筛选出了更具抗性的生物体。

研究人员表示,这样的研究工作,再加上定期的随访调查,将有助于指导医院的感染控制和消毒工作。“随着短读长测序的成本降低,医院范围内的调查将更加切实可行,这能够为感染控制提供有价值的信息,并最终成为常规流程中的一部分,”他们写道。(生物通 薄荷)

原文检索

Chng, K.R., Li, C., Bertrand, D. et al. Cartography of opportunistic pathogens and antibiotic resistance genes in a tertiary hospital environment. Nat Med (2020). https://doi.org/10.1038/s41591-020-0894-4

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