超级细菌中的Ndm-1基因：症状和治疗

什么是NDM-1？

• NDM-1是编写新德里金属β-内酰胺酶的缩写方式，这是2009年发现的一种酶的名称，它可以由几种细菌产生，使细菌对许多抗生素具有共同抗性。在世界各地使用。
• 这种酶属于一组能够破坏β-内酰胺环化学键的酶（β-内酰胺酶），β-内酰胺环构成了许多抗生素的重要组成部分，如青霉素，头孢菌素和碳青霉烯类药物。
• 大多数β-内酰胺酶对一些或大多数较老的抗生素如青霉素和头孢菌素都有效。 NDM-1对旧抗生素和含有β-内酰胺环的新型碳青霉烯类抗生素如亚胺培南有效。
• 克雷伯氏菌是2009年发现的第一个在从印度到英国的患者中产生NDM-1的细菌，其感染对许多抗生素没有反应。 该生物体对β-内酰胺类具有抗性，在研究了该生物体的遗传和抗生素抗性机制后，发现了NDM-1及其遗传来源。 遗传来源是一种称为“ bla _NDM-1 ”的质粒，自那个发现以来，已经发现其他细菌属将bla _NDM-1整合到其他质粒或细菌染色体中，从而使细菌产生NDM-1 。
• NDM-1虽然对几乎所有具有β-内酰胺环的抗生素有效，但对产生抗其他类型抗生素如氟喹诺酮类（例如环丙沙星和左氧氟沙星）或氨基糖苷类（例如庆大霉素和链霉素）的抗生素抗性无效。
• 不幸的是，大多数具有NDM-1的细菌菌株也具有针对这些（和其他）抗生素的质粒或染色体抗性。 术语“超级细菌”通常用于描述通常对两种或多种通常有效的抗生素有抗性的生物。 由于含有NDM-1的细菌通常对几乎所有抗生素都有抵抗力，因此含有NDM-1的细菌被称为超级细菌。 一些研究人员认为这些细菌代表迄今为止已发展的最危险的超级细菌。
• 尽管在2009年新发现并且很可能是因为质粒或其他染色体片段的遗传转移，但在至少四种不同属的革兰氏阴性细菌（ 克雷伯氏菌属 ， 埃希氏菌属 ， 肠杆菌属和不动杆菌属）中发现了NDM-1。 此外，已发现印度，巴基斯坦，英国，加拿大，瑞典，澳大利亚，日本和美国的人们感染了产生NDM-1的细菌菌株。
• 研究人员推测，NDM-1的极快传播可能是由于患者在本国以外寻求医疗护理（例如，来自印度的游客或旅行者）。 其他人认为，广泛和不受控制地使用抗生素有利于含有NDM-1的细菌菌株的存活。
• 快速传播的另一个可能原因是大肠杆菌 （ 大肠杆菌 ）是人肠中发现的正常细菌的一部分，很容易交换质粒。 事实上，随后发现第一个被鉴定的感染含有NDM-1的克雷伯氏菌的患者具有从粪便中分离的能够产生NDM-1的大肠杆菌菌株。

NDM-1在细菌中产生的原因是什么？

位于质粒上或整合到细菌染色体中的遗传密码（ bla _NDM-1 ）负责酶NDM-1的合成。 研究人员表示，环境压力，如使用或过度使用抗生素，选择的细菌可以合成这种酶来生存。 有人推测，由于许多国家对抗生素使用的限制较少，这些国家可能会产生抗生素耐药菌株; 对于NDM-1，一些研究人员认为印度是这种遗传因素最初发展的地方。

图1是显示细菌用于在不同细菌类型之间转移遗传物质的各种方法的示意图。 第一种方法转化发生在细菌细胞壁在细菌细胞死亡期间分解并且细菌遗传物质（染色体和质粒）被释放到环境中时。 然后附近的其他细菌可以吸收遗传物质并将吸收的基因整合到自己的质粒或染色体中。

第二种方法，即缀合，当两种细菌通过它们的细胞壁共享连接时发生，这允许遗传物质（质粒或基因片段）进入另一种细菌，该细菌可以将质粒或基因片段掺入其他质粒或染色体中。

最后一种方法，即转导，更复杂。 第一步涉及噬菌体（一种感染细菌的病毒），它将基因组（图1，白线）附着并注入细菌。 然后噬菌体基因组“接管”细菌细胞并合成噬菌体部分，将其重新组装成新的噬菌体。 然而，在重组期间，有时来自质粒或细菌染色体遗传物质的基因被错误地放入噬菌体颗粒（图1，六角形结构，称为衣壳）而不是仅仅是病毒基因。 重新组装完成后，噬菌体打开细菌细胞壁，然后新的噬菌体可以再感染其他细菌。 并非所有噬菌体感染的细菌都会死亡; 一些幸存下来 那些被包含来自细菌质粒或细菌染色体的基因的噬菌体遗传物质感染的细菌可以将质粒或染色体基因整合到它们自己的质粒或染色体中。

这些类型的遗传转移负责合成多种酶，如NDM-1，使细菌对许多抗生素产生抗性。 这些抗生素抗性基因通常紧密连接在一起，甚至多个连锁基因也可以通过这些方法同时转移。

允许编码耐药性的基因在各种细菌菌株和不同细菌属之间共享的机制

感染携带NDM-1的细菌的人的症状和体征是什么？

一个人感染携带NDM-1的细菌的主要迹象或症状是抗生素治疗（口服或静脉注射）未能改善患者的病情，特别是如果患者感染革兰氏阴性细菌并正在接受治疗一种含有β-内酰胺环结构的抗生素。 此外，如果该人去另一个国家（例如印度）进行择期手术或最近接受抗生素治疗感染并且已经返回美国或其他受感染的工业化国家，护理人员应该怀疑细菌产生NDM-1可能导致感染。 目前，这些是提示感染NDM-1的主要线索。

因为NDM-1可以由几种类型的革兰氏阴性细菌携带，所以疾病的体征和症状对于区分患者是否具有表达该酶的生物体直到抗生素治疗失败几乎没有帮助。 然而，因为已知革兰氏阴性细菌会引起许多疾病（例如，胃肠道问题，尿路感染，肺炎和一些伤口感染），那些需要抗生素治疗并且治疗无法适当恢复的患者应该分离革兰氏阴性细菌并测试抗生素抗性。

何时寻求携带NDM-1的细菌感染的医疗护理

任何被诊断患有由NDM-1引起的感染但仍有感染症状的人都需要就医，即使他们正在服用抗生​​素。 目前，大多数被诊断患有NDM-1细菌感染的人都住院治疗，但有些人出院并被送回家，往往是“家”在另一个国家。 这些人应立即就医，以防止感染的进一步蔓延。 此外，任何与革兰氏阴性菌感染的人与已知患有NDM-1细菌的人（无论是感染还是携带者）有任何密切接触，都应该寻求医疗护理并告知护理人员他们的潜力与NDM-1细菌有关。

如何鉴定产生NDM-1的细菌？

尽管测试从感染患者中分离的所有细菌是标准做法，但是一些医院可能不会测试碳青霉烯抗性，因为目前对大多数工业化国家的耐药性相对较少。 虽然这种情况可能会迅速改变，但如果革兰氏阴性菌株对青霉素有抗药性，那么它们可能应该测试碳青霉烯类耐药性。 如果已知患者前往经常发现NDM-1的地区（印度，巴基斯坦），应立即检测分离的革兰氏阴性菌的碳青霉烯类耐药性。 然而，该测试并未确定感染细菌是否具有NDM-1，因为还有一些其他酶（例如， 肺炎克雷伯氏菌碳青霉烯酶，也称为KPC）可引起对碳青霉烯类的抗性，但它们不如NDM-有效。 1。 如果从患者身上回收碳青霉烯抗性细菌菌株，应将细菌送到州公共卫生实验室或美国疾病控制和预防中心（CDC）进行NDM-1的特定检测，因为检测NDM- 1不是常规可用的。 从其感染部位分离出具有可通过州或CDC设施检测到的NDM-1的细菌的患者然后明确地被诊断为具有由产生NDM-1的细菌引起的感染。

制造NDM-1的细菌引起感染的治疗方法是什么？

由制造NDM-1的细菌引起的感染的最佳治疗方法是确定NDM-1菌株对哪种抗生素敏感（不耐药）并使用这些抗生素进行患者治疗。 一种抗生素，即粘菌素，由于其毒性而不经常使用，通常是产生NDM-1的细菌易感的唯一抗生素。 然而，一些产生NDM-1的细菌已经显示出对替加环素（Tygacil）和一些对aztreonam（Azactam）的敏感性。 然而，如果没有首先确定个体感染细菌菌株的抗性/易感性模式，则不应使用这些抗生素。 细菌的抗生素抗性/易感性模式通常在实验室中进行，所述实验室在抗生素浸渍的盘存在下生长分离的细菌菌株。 抗性细菌长大到盘边缘，而易被抗生素抑制或杀死的细菌留下了一个没有生长的空间，远离盘边缘延伸。 透明空间越大，对抗生素的细菌菌株越敏感（参见实施例，图2）。 大多数产生NDM-1的细菌没有明显的空间。 该测试的一个问题是获得结果大约需要两天时间。

Kirby-Bauer对抗生素抗性/易感性模式的圆盘试验。 消息来源：CDC / Gilda L. Jones

葛兰素史克公司的研究人员发现了一种新的抗生素化合物可能会抑制含NDM-1细菌的细菌拓扑异构酶功能。 因此，抑制或停止细菌复制（生长）。 不幸的是，该化合物尚未经过任何临床试验，并且不太可能很快在市场上销售，因为目前没有安排临床试验。

感染NDM-1细菌的人的预后是什么？

感染NDM-1的人的预后（结果）与患者在诊断和适当治疗时的总体状况有关。 一般而言，抗生素耐药细菌的患者比具有抗生素敏感性生物的患者具有更多的并发症和更长的住院时间。 细菌显示含有NDM-1的速度越快，可以开始更快的适当治疗，并且患者的预后越好。 如果产生NDM-1的细菌对粘菌素敏感，则预后通常是良好的。 然而，呼吸器，免疫功能低下患者和重症监护病房患者的预后更为谨慎。

可以预防含有NDM-1细菌的感染吗？

通过相当简单的卫生方法可以减少甚至防止含有NDM-1的细菌感染的机会，包括洗手，充分处理供水，清洗蔬菜，以及避免已知产生NDM-1细菌的区域和人。 应使用医院常用的感染保护技术。 患有NDM-1细菌的患者应该像MRSA患者一样进行治疗，私人房间应戴手套，并且应为护理人员和访客提供面罩和长袍。

没有疫苗可用于产生NDM-1的细菌，并且不太可能开发出一种疫苗，因为如果给予适当的基因，如此多的细菌菌株可能具有产生NDM-1的潜力。

为什么医生和研究人员如此关注NDM-1细菌？

许多医疗护理人员和研究人员都关注NDM-1，因为它使一些最有用和最强大的抗生素（碳青霉烯类）无效。 这些抗生素通常是严重感染的首选药物。 此外，由于产生该酶的bla _NDM-1基因通常与编码其他抗生素抗性因子的其他基因相关，因此他们担心这种抗性会迅速传递给大多数革兰氏阴性细菌，从而产生巨大的一组细菌对大多数目前使用的抗生素有抵抗力。 尽管这种传播不太可能被认为是禽流感或猪流感等大流行，但由NDM-1细菌引起的疾病爆发可能导致高死亡率。 研究人员还担心，目前的抗生素药敏试验通常至少需要两天时间才能完成，对于严重感染的患者来说可能需要很长时间才能接受抗生素治疗，这些抗生素可能无法抑制或杀死感染细菌。

NDM-1的研究领域目前非常活跃。 在不久的将来，临床诊断方法，抗生素治疗计划和抗生素应该有很多发展。 不幸的是，感染和携带NDM-1细菌的人数可能会迅速增加。 研究人员计划试图比这些潜在危险的抗生素抗性细菌领先一步，但不能保证它们会成功。 预防感染是抵御这些细菌的最佳方法。

人们在哪里可以找到有关NDM-1产生细菌的更多信息？

“检测携带金属-β-内酰胺酶的肠杆菌科分离物” - 美国，2010年。“疾病控制和预防中心

“在急症护理设施中控制耐受碳青霉烯类或碳青霉烯酶的肠杆菌科细菌感染的指南。” 疾病预防与控制中心