Metaanalyse avslører drivere for antibiotikaresistens hos spedbarn

Metaanalyse avslører drivere for antibiotikaresistens hos spedbarn

En metaanalyse av genetiske studier som analyserte mikrobiotaen (bakterier i tarmen) til 1275 spedbarn fra 10 land, finner at keisersnitt og antibiotikabruk driver økningen i antibiotikaresistensgener hos spedbarn, på ESCMID Global Congress (tidligere ECCMID) i Barcelona, ​​​​Spania (27. april).

Studien utført av forskere ved UiT Norges kunstuniversitet fremhever det presserende behovet for mer forskning på målrettede intervensjoner for å redusere antibiotikaresistens hos spedbarn. De spekulerer i at probiotika for eksempel kan redusere frekvensen av antibiotikaresistensgener og er verdt å studere videre.

Antibiotikaresistens (AMR) er en global helsekrise. Mer enn 1,27 millioner mennesker verden over dør av medisinresistente infeksjoner hvert år. Hvis det ikke iverksettes tiltak, kan antimikrobiell resistens overhale kreft som verdens ledende dødsårsak innen 2050, og drepe anslagsvis 10 millioner mennesker over hele verden.

På grunn av deres umodne immunsystem, er spedbarn svært utsatt for infeksjoner. Samtidig er tarmmikrobiotaen deres full av forskjellige bakterier, hvorav mange viser resistens mot et bredt spekter av antibiotika, selv når de ikke eksponeres for antibiotika. Tarmresistomet – samlingen av antibiotikaresistente gener (ARG) som finnes i genomene til spedbarns tarmmikrober – oppstår når mikrober oversvømmer tarmen rett etter fødselen og er en viktig del av AMR-puslespillet.

Tarmmobilomet – akkumuleringen av ulike mobile genetiske elementer (MGE) i tarmen – spiller en nøkkelrolle i spredningen av ARG. Bakterier utveksler genetisk materiale som ARG-er gjennom horisontal genoverføring. Fordi det er så mange bakterier i umiddelbar nærhet, gir tarmen ideelle forhold for denne utvekslingen av ARG-er.

Mens mange tarmbakterier som huser ARG-er ikke utgjør en trussel mot helsen, er noen ARG-er anskaffet av mikrober med patogent potensial. Når disse genene overføres til et patogen, får det alvorlige konsekvenser både for den enkelte pasient og samfunnet.

Å forstå faktorene som påvirker utviklingen av resistomet og mobilomet i spedbarnets tarm er derfor avgjørende for å utvikle strategier for å dempe AMR-prevalensen.

Flere tidligere kliniske studier har gitt viktig, men fragmentert innsikt i tarmresistom, men deres små prøvestørrelser og iboende skjevheter (f.eks. seleksjonsskjevhet og forvirring) begrenser generaliserbarheten til resultatene.

For å overvinne disse begrensningene, utførte forskere en metaanalyse av spedbarnskohorter basert på metagenomikkdata fra 14 studier i 10 land og tre kontinenter.

De undersøkte i hvilken grad antibiotikabruk, fødselsmåte, prematur fødsel, fôringspraksis og geografi påvirket overfloden og mangfoldet av ARG og MGE i 3981 avføringsprøver fra tarmmetagenomet til 1275 spedbarn. For å spore spedbarnets mikrobiom ble det samlet inn longitudinelle prøver fra spedbarnets avføring opp til 14 måneders alder.

Forskerne brukte publiserte hagle-metagenomer (umålrettet genetisk sekvensering av alle tarmlevende bakterier) for å undersøke assosiasjonene mellom mangfoldet og belastningen av ARG-er og MGE-er og antibiotikabruk, fødselsmodus, prematur fødsel, fôringspraksis og geografi, og for å identifisere hvilke bakteriearter som er de primære vertene til ARG-er hos spedbarn.

Samlet sett fant analysene at antibiotikabruk, keisersnitt og prematur fødsel var signifikant assosiert med redusert mangfold av gunstige tarmmikrober sammenlignet med fullbårne, vaginalt fødte spedbarn som ikke ble eksponert for antibiotika.

På den annen side var vaginal fødsel assosiert med lavere frekvens, men større mangfold av ARG sammenlignet med keisersnitt.

Spedbarn født vaginalt utsettes for flere vaginale og tarmbakterier enn spedbarn født ved keisersnitt, som først og fremst er utsatt for hudbakterier. Fordi bakterier korrelerer med akkumulering av antibiotikaresistente gener i tarmen, forventes et større mangfold av antibiotikaresistente gener hos vaginalt fødte spedbarn. Imidlertid kan tilstedeværelsen av høyere nivåer av visse kommensale bakterier - som gir verten deres essensielle næringsstoffer og hjelper til med å forsvare den mot opportunistiske patogener - forårsake undertrykkelse av patogene bakterier (som sannsynligvis inneholder større mengder antibiotika) hos vaginalt fødte spedbarn. resistente gener), og reduserer dermed den totale frekvensen.

Ahmed Barghet, hovedforfatter ved UiT Norges Artiske Universitet

Som forventet viste analysene at antibiotikabruk var assosiert med høyere ARG- og MGE-frekvenser. Imidlertid hadde bruken av antibiotika ingen signifikant innvirkning på mangfoldet av ARG-er.

Overraskende nok viste utelukkende spedbarn ingen signifikant effekt på ARG-diversitet eller frekvens.

Viktigere, forskerne oppdaget 199 klinisk relevante ARG-er (som gir resistens mot klinisk relevante antibiotika) hvis mangfold økte med alderen i de to første leveårene. "Mangfoldet av ARG-er økte over tid, noe som gjenspeiler mangfoldet av bakterier. Imidlertid avtok mengden av ARG-er over tid, muligens på grunn av en reduksjon i forekomsten av patogene bakterier som:Escherichia colisier Barghet.

Interessant nok hadde to afrikanske kohorter (fra Zimbabwe og Sør-Afrika) statistisk signifikante og høyere ARG- og MGE-frekvenser sammenlignet med de europeiske kohortene. "Det er mulig at Zimbabwe og Sør-Afrika brukte mer antibiotika i sine spedbarnskohorter enn europeerne," sier Barghet. "I Zimbabwe er reguleringen og kontrollen av antibiotika ikke så streng som i enkelte regioner i Europa, noe som betyr at antibiotika ofte kan kjøpes reseptfritt og uten resept, noe som potensielt kan forverre antibiotikaresistens."

Forfatterne bekreftet dette videreE. colisom hovedverten for ARG-er i tarmen til spedbarn. Bekymringsfullt, nesten halvparten av ARG-er samlokaliseres med plasmider, noe som tillater effektiv overføring mellom bakterier. Bortsett fra det,E. coliDet er funnet at stammemangfoldet avtar under amming, men øker med alderen. Interessant nok hadde bruken av antibiotika ingen signifikant innvirkning på sykdommenE. colirekke varianter.

"Vår metaanalyse av tilgjengelig bevis viser tydelig at keisersnitt, antibiotikabruk og prematur fødsel spiller en undervurdert rolle i antibiotikaresistens hos spedbarn ved å endre resistom og mobilom tidlig i livet, noe som fører til økt tarmtransport av antibiotikaresistensgener." mobile genetiske elementer, sier Barghet.

"Dette har viktige implikasjoner for antibiotikaresistenskrisen. Ved å få innsikt i disse faktorene tar vi sikte på å utvikle målrettede intervensjoner, som for eksempel probiotika, som kan redusere antallet dødsfall forårsaket av antibiotikaresistens betydelig. Denne forskningen tar ikke bare for seg en presserende global helseutfordring." Men fremover er vårt fokus fortsatt på å oversette disse funnene til handlingsrettede strategier som kan redde liv og dempe spredningen av resistente infeksjoner.

Til tross for de viktige funnene, bemerker forfatterne flere begrensninger, inkludert at effekten av sykehusinnleggelser og andre kliniske variabler ikke kunne undersøkes i denne analysen på grunn av manglende data.

Kilder: