羅氏454追蹤“超級細(xì)菌”傳播途徑
瀏覽次數(shù):2740 發(fā)布日期:2012-9-13
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2011年6月,一位女性肺部感染伴呼吸困難的患者被美國國家健康研究所的醫(yī)院收治,很快被確診感染了對多種抗生素具有耐藥性的肺炎克雷博氏菌,在其住院期間醫(yī)院使用了最嚴(yán)格的防止院內(nèi)感染的措施,包括隔離病人、清潔病人所接觸的醫(yī)療器械等等。在其住院期間,未發(fā)現(xiàn)院內(nèi)感染事件,病人于2011年7月治愈出院。然而,時(shí)隔一個(gè)月,再次出現(xiàn)了同一種具有耐藥性的肺炎克雷博氏菌感染病例。短短5月的時(shí)間,共出現(xiàn)17位病人相繼感染,其中10人死亡,6人死于肺炎克雷博氏菌。此事引起醫(yī)院的密切關(guān)注,這些新出現(xiàn)的病例是否來自第一個(gè)病例?為什么在最嚴(yán)密的疫情控制措施之下仍然發(fā)生了超級細(xì)菌的傳播?是這些現(xiàn)有的疾控措施失效,還是尚有其他傳播渠道尚未得到控制?
在這個(gè)真實(shí)的傳染病事件中,研究人員利用羅氏454測序儀對超級細(xì)菌的傳播途徑以及其耐藥性突變的進(jìn)化進(jìn)行了追蹤1。最初使用傳統(tǒng)的脈沖電泳或者PCR分析方法,只能將病人所感染的確認(rèn)為ST 258型肺炎克雷博氏菌而無法進(jìn)一步細(xì)分。而后,研究人員利用454對第一位病人咽喉、支氣管肺泡灌洗液、腹股溝、尿液中的分離的細(xì)菌進(jìn)行深度測序,發(fā)現(xiàn)尿液中有原始的NTUH-K2044型菌株,其他部位的菌株共含有7個(gè)不同突變,其中支氣管肺泡灌洗的菌株和咽喉部位的菌株共有3個(gè)突變,咽喉部位含有額外1個(gè)突變,腹股溝的菌株含有完全不同三個(gè)突變。進(jìn)一步,對于所有感染病例分離出的菌株進(jìn)行測序,與參考的NTUH-K2044型菌株對比后發(fā)現(xiàn),共含有41個(gè)不同的突變。利用這些突變通過聚類分析,將這些病人分成三個(gè)組,再結(jié)合病例住院的記錄(入院時(shí)間、所在病房等)畫出了最可能的傳播路線。
通過這些分析,確認(rèn)了:雖然第二個(gè)感染病例出現(xiàn)在第一個(gè)病例出院后3個(gè)星期,兩者并沒有明顯的交集,但新發(fā)病例確實(shí)來自第一個(gè)病例病菌的傳染;第一個(gè)病人不同部位的細(xì)菌有不同的突變,這些不同的細(xì)菌分別傳染不同的病人,至少有三個(gè)相互獨(dú)立的傳染路線;存在某個(gè)住院病人為攜帶病菌但未發(fā)病,而成為了病菌的傳播者;此外發(fā)現(xiàn)了引起病菌耐藥性產(chǎn)生的突變。
這些結(jié)論提示,肺炎克雷博氏菌可能潛伏在病人體內(nèi)直至爆發(fā),基因組的詳細(xì)信息可以更好地確定細(xì)菌的傳播途徑,甚至尋找到病菌攜帶者控制傳染原,而這些用傳統(tǒng)的流行病學(xué)實(shí)驗(yàn)、研究方法難以獲得。此外,院內(nèi)感染控制措施也需要有所改進(jìn),如限制感染病例在一個(gè)病房區(qū)域而不轉(zhuǎn)移病房,限制一個(gè)病房的醫(yī)療器械僅在該病房使用,以及鑒于這類細(xì)菌體外生存能力強(qiáng)需要提高清潔的方法等等。
通過這個(gè)真實(shí)的事件,表明了454測序方法能在院內(nèi)感染等疾控領(lǐng)域提供的傳統(tǒng)方法無法提供的信息,這些信息可以更好解釋和快速追蹤傳染病的傳播線路,從而針對性地采取措施有效遏制其傳播。
1. Tracking a hospital outbreak of carbapenem-resistant klebsiella pneumonia with whole-genome sequencing. Evan S. Snitkin et al. Sci Transl Med 4, 148ra116 (2012). doi: 10.1126/scitranslmed.3004129