スーパーバグのNdm-1遺伝子:症状と治療

スーパーバグのNdm-1遺伝子:症状と治療
スーパーバグのNdm-1遺伝子:症状と治療

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目次:

Anonim

NDM-1とは何ですか?

  • NDM-1は、ニューデリーメタロベータラクタマーゼを短縮する方法です。2009年に発見された酵素に付けられた名前です。これは、多くの抗生物質に耐性を示す細菌のいくつかの属によって生成されます。世界中で使用します。
  • この酵素は、ペニシリン、セファロスポリン、カルバペネムなどの多くの抗生物質の重要な部分を構成するベータラクタム環の化学結合を破壊することができる酵素(ベータラクタマーゼ)のグループに属します。
  • ほとんどのベータラクタマーゼ酵素は、ペニシリンやセファロスポリンなどの古い抗生物質の一部またはほとんどに対して効果的です。 NDM-1は、古い抗生物質と、ベータラクタム環を含むイミペネムなどの新しいカルバペネム抗生物質の両方に効果的です。
  • クレブシエラは、多くの抗生物質に反応しない感染症でインドからイギリスに旅行した患者でNDM-1を産生する2009年に同定された最初の細菌でした。 この生物はベータラクタムに耐性があり、生物の遺伝的および抗生物質耐性メカニズムが研究された後、NDM-1とその遺伝的原因が発見されました。 遺伝源は「 bla NDM-1 」と呼ばれるプラスミドであり、その発見以来、他の細菌属はbla NDM-1が他のプラスミドまたは細菌染色体に組み込まれており、細菌がNDM-1を産生できることがわかっています。 。
  • NDM-1は、ベータラクタムリングを含むほぼすべての抗生物質に対して効果的ですが、フルオロキノロン類(シプロフロキサシンやレボフロキサシンなど)やアミノグリコシド(ゲンタマイシンやストレプトマイシンなど)などの他の種類の抗生物質に対する抗生物質耐性の生成には効果がありません。
  • 残念ながら、NDM-1を持つ細菌のほとんどの株は、これらの(および他の)抗生物質に対するプラスミドまたは染色体耐性も持っています。 「スーパーバグ」という用語は、通常、通常有効な2つ以上の抗生物質に耐性のある生物を表すために大まかに使用されることがよくあります。 NDM-1を含む細菌はほとんどすべての抗生物質に耐性があることが多いため、NDM-1を含む細菌はスーパーバグと呼ばれています。 一部の研究者は、これらの細菌がこれまでに開発されたすべての中で最も危険なスーパーバグであると考えています。
  • 2009年に新たに発見され、おそらくプラスミドまたは他の染色体セグメントの遺伝子導入のために、NDM-1は少なくとも4種類のグラム陰性細菌( クレブシエラエシェリヒアエンテロバクター 、およびアシネトバクター )で発見されました。 さらに、インド、パキスタン、イギリス、カナダ、スウェーデン、オーストラリア、日本、および米国の人々は、NDM-1を産生する細菌株に感染していることが判明しています。
  • 研究者は、NDM-1の非常に急速な広がりは、母国以外で医療を求めている患者(たとえば、インドからの訪問者または旅行者)によるものであると推測しています。 他の人々は、抗生物質の広範囲で制御されていない使用が、NDM-1含有細菌株の生存に有利であることを示唆しています。
  • 急速に広がる別の考えられる理由は、ヒトの腸で見つかった正常な細菌の一部である大腸菌E. coli )がプラスミドを容易に交換することです。 実際、NDM-1を含むクレブシエラに感染した最初に同定された患者は、その後、糞から分離されたNDM-1を産生できる大腸菌株を持っていることがわかりました。

NDM-1が細菌で生成される原因は何ですか?

プラスミド上または細菌染色体に組み込まれた遺伝子コード( bla NDM-1 )は、酵素NDM-1の合成を担います。 研究者は、この酵素を合成して生き残ることができる細菌に対して、抗生物質の使用や乱用などの環境圧力が選択されることを示唆しています。 多くの国では抗生物質の使用に対する制限が少ないため、これらの国では抗生物質耐性株が生産される可能性が高いと推測する人もいます。 NDM-1では、この遺伝的要素が最初に開発されたのはインドであると一部の研究者が示唆しています。

図1は、バクテリアが異なるバクテリアタイプ間で遺伝物質を伝達するために使用するさまざまな方法を示す概略図です。 最初の方法である形質転換は、細菌の細胞死の間に細菌の細胞壁が破壊され、細菌の遺伝物質(染色体とプラスミドの両方)が環境に放出されるときに起こります。 他の近くの細菌は、遺伝物質を吸収し、吸収された遺伝子を自身のプラスミドまたは染色体に組み込むことができます。

2番目の方法である接合は、2つの細菌が細胞壁を介して接続を共有することにより発生し、遺伝物質(プラスミドまたは遺伝子断片)が、プラスミドまたは遺伝子断片を他のプラスミドまたは染色体に組み込むことができる別の細菌に侵入することを可能にします。

最後の方法である変換は、より複雑です。 最初のステップでは、バクテリオファージ(バクテリアに感染するウイルスの一種)が関与し、そのゲノム(図1、白線)をバクテリアに付着させます。 バクテリオファージのゲノムは、バクテリア細胞を「引き継ぎ」、バクテリオファージの一部を合成し、新しいバクテリオファージに再構築されます。 しかし、再構成中に、ウイルス遺伝子だけでなく、プラスミドや細菌染色体遺伝物質の遺伝子が、バクテリオファージ粒子(図1、カプシドと呼ばれる六角形の構造)に誤って入れられることがあります。 再組み立てが完了すると、バクテリオファージはバクテリアの細胞壁を破壊し、新しいバクテリオファージは他のバクテリアを再感染させることができます。 すべてのバクテリオファージに感染した細菌が死ぬわけではありません。 いくつかは生き残ります。 バクテリアプラスミドまたはバクテリア染色体からの遺伝子を含むバクテリオファージ遺伝物質に感染したバクテリアは、プラスミドまたは染色体遺伝子をそれら自身のプラスミドまたは染色体に組み込むことができます。

これらのタイプの遺伝子導入は、細菌が多くの抗生物質に耐性になるようにするNDM-1のような複数の酵素の合成を担います。 このような抗生物質耐性遺伝子は、しばしば密接にリンクされており、複数のリンクされた遺伝子でさえ、これらの方法によって同時に転送することができます。

薬剤耐性をコードする遺伝子をさまざまな細菌株と異なる細菌属の間で共有できるメカニズム

NDM-1を運ぶ細菌に感染した人の症状と兆候は何ですか?

NDM-1を保有する細菌に感染している主な兆候または症状は、特に患者がグラム陰性菌に感染しており、治療を受けている場合、患者の状態を改善するための抗生物質治療(経口またはIV)の失敗ですベータラクタム環構造を含む抗生物質。 さらに、その人が待機手術のために他の国(たとえば、インド)に行ったり、感染症のために最近抗生物質で治療され、感染症で米国または別の先進国に戻った場合、介護者は細菌が疑われるNDM-1の産生が感染を引き起こしている可能性があります。 現在、これらはNDM-1の感染を示唆する主要な手がかりです。

NDM-1はいくつかのタイプのグラム陰性菌によって運ばれる可能性があるため、抗生物質による治療が失敗するまで、患者の酵素を発現する生物があるかどうかを区別するのに、病気の徴候と症状はほとんどまたはまったく役に立ちません。 ただし、グラム陰性菌は多くの病気(たとえば、胃腸の問題、尿路感染症、肺炎、一部の創傷感染症)を引き起こすことが知られているため、抗生物質治療を必要とし、治療で適切に回復しないこれらの疾患の患者は、グラム陰性菌を分離し、抗生物質耐性をテストしました。

NDM-1を運ぶ細菌による感染症の医療を求めるとき

NDM-1によって引き起こされた感染症と診断され、感染症の症状がまだ残っている人は、抗生物質を服用している場合でも、医療を受ける必要があります。 現在、NDM-1細菌感染症と診断されたほとんどの人は入院していますが、一部の人は退院して家に送り返され、多くの場合「家」は別の国にいます。 これらの人々は、感染のさらなる拡大を防ぐために、直ちに医療を求めるべきです。 さらに、感染または保菌者としてNDM-1細菌を持つことが知られている人と密接に接触したグラム陰性菌に感染した人は、医療を求め、その可能性を介護者に知らせる必要があります。 NDM-1バクテリアとの関連。

NDM-1を生産する細菌はどのように識別されますか?

感染した患者から分離されたすべての細菌を検査することは標準的な慣行ですが、現在のほとんどの先進国では比較的耐性が低いため、カルバペネム耐性を検査しない病院もあります。 この状況は急速に変化する可能性がありますが、グラム陰性分離株がペニシリン耐性を示す場合は、おそらくカルバペネム耐性をテストする必要があります。 患者がNDM-1が頻繁に見つかる地域(インド、パキスタン)に旅行することがわかっている場合、分離されたグラム陰性菌のカルバペネム耐性をすぐにテストする必要があります。 ただし、このテストでは、カルバペネム耐性を引き起こす可能性のある他の酵素(例えばKPCと呼ばれるKlebsiella pneumoniaeカルバペネマーゼ )がいくつかあるため、感染細菌がNDM-1を保有しているとは判断されませんが、NDM- 1。 カルバペネム耐性菌が患者から回収された場合、NDM-1の特定の検査のために、細菌を州の公衆衛生研究所または米国疾病管理予防センター(CDC)に送ってNDM-1の検査を行う必要があります。 1は定期的に使用できません。 州またはCDC施設によって検出可能なNDM-1を持つ感染部位から分離された細菌を有する患者は、NDM-1を産生する細菌によって引き起こされた感染症を有すると確定的に診断されます。

NDM-1を作る細菌によって引き起こされる感染症の治療法は何ですか?

NDM-1を生成する細菌によって引き起こされる感染症の最良の治療法は、NDM-1株がどの抗生物質に感受性があるか(耐性ではない)を特定し、それらの抗生物質を患者の治療に使用することです。 1つの抗生物質であるコリスチンは、その毒性のためにめったに使用されませんが、NDM-1産生菌が影響を受けやすい唯一の抗生物質であることがよくあります。 ただし、一部のNDM-1産生細菌は、チゲサイクリン(Tygacil)およびアズトレオナム(Azactam)に対する感受性を示しています。 ただし、これらの抗生物質は、個々の感染細菌株の耐性/感受性パターンを最初に決定せずに使用しないでください。 細菌の抗生物質耐性/感受性パターンは、抗生物質を含浸させたディスクの存在下で分離された細菌株を成長させる研究室で日常的に行われています。 耐性菌は、ディスクの端まで成長しますが、抗生物質によって阻害または殺されやすい細菌は、ディスクの端から伸びる成長のない明確な空間を残します。 クリアスペースが大きいほど、抗生物質に対する細菌の影響を受けやすくなります(図2を参照)。 ほとんどのNDM-1生産菌は明確な空間を示していません。 このテストの1つの問題は、結果を得るのに約2日かかることです。

抗生物質耐性/感受性パターンのカービーバウアーディスクテスト。 出典:CDC / Gilda L. Jones

GlaxoSmithKlineの研究者は、NDM-1含有細菌の細菌トポイソメラーゼ機能を阻害する可能性のある新しい抗生物質化合物を特定しました。 その結果、細菌の複製(成長)が抑制または停止されます。 残念ながら、この化合物は臨床試験が行われておらず、臨床試験は現在予定されていないため、すぐに市販される可能性は低いです。

NDM-1産生菌に感染した人の予後はどうですか?

NDM-1に感染した人の予後(転帰)は、診断時および適切な治療時の患者の全体的な状態に関連しています。 一般に、抗生物質耐性菌の患者は、抗生物質感受性の微生物を持っている患者よりも合併症が多く、入院期間が長くなります。 細菌がNDM-1を含むことが早く示されるほど、適切な治療を迅速に開始でき、患者の予後が良くなります。 NDM-1産生菌がコリスチンの影響を受けやすい場合、通常は予後は良好です。 しかし、人工呼吸器を使用している患者、免疫不全患者、および集中治療室の患者の予後はより厳重です。

NDM-1を含む細菌による感染は予防できますか?

NDM-1を含む細菌による感染の可能性は、手洗い、水道の適切な処理、野菜の洗浄、NDM-1産生菌が生息することが知られている地域や人々の回避など、かなり簡単な衛生的方法によって低減または防止できます。 病院で利用可能な通常の感染保護技術を使用する必要があります。 NDM-1バクテリアの患者は、MRSAの患者と同様に治療し、手袋を備えた個室を用意し、介護者と訪問者はマスクとガウンを用意する必要があります。

NDM-1を産生する細菌に利用できるワクチンはありません。適切な遺伝子が与えられると、非常に多くの細菌株がNDM-1を産生する可能性があるため、開発される見込みはありません。

医師と研究者がなぜNDM-1を使用する細菌に関心があるのですか?

多くの医療介護者と研究者は、NDM-1が最も有用で強力な抗生物質(カルバペネム)のいくつかを無効にするため、NDM-1を心配しています。 これらの抗生物質は、多くの場合、重度の感染症に最適な薬剤です。 さらに、酵素を生成するbla NDM-1遺伝子はしばしば他の抗生物質耐性因子をコードする他の遺伝子と関連しているため、それらの耐性はほとんどのグラム陰性細菌に急速に伝わり、巨大な現在使用されている抗生物質のほとんどに耐性のある細菌群。 この広がりが鳥インフルエンザや豚インフルエンザのようなパンデミックと考えられることはほとんどありませんが、NDM-1細菌によって引き起こされる病気の発生は、高い死亡率をもたらす可能性があります。 また、研究者は、現在の抗生物質感受性試験が完了するまでに最低2日かかることが多いことを懸念しています。これは、重度に感染した患者にとって、感染細菌を阻害または殺す能力を持たない抗生物質で治療するのに長時間かかる場合があるためです。

NDM-1の研究分野は現在非常に活発です。 近い将来、臨床診断法、抗生物質治療計画、抗生物質に多くの開発が行われるはずです。 残念ながら、NDM-1細菌に感染し、それを保有している人の数は急速に増加する可能性があります。 研究者は、これらの潜在的に危険な抗生物質耐性菌の一歩先を行くことを試みることを計画していますが、成功する保証はありません。 感染の予防は、これらの細菌に対する最善の防御策です。

NDM-1生産菌に関する詳細情報はどこで入手できますか?

「メタロ-ベータ-ラクタマーゼを運ぶ腸内細菌科分離株の検出」-米国、2010年。「疾病管理予防センター

「急性期医療施設におけるカルバペネム耐性またはカルバペネマーゼ産生腸内細菌科による感染の制御のためのガイダンス。」 疾病管理予防センター